DE112007000286T5 - Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren und -gerät - Google Patents

Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren und -gerät Download PDF

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Abstract

Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren zum Herleiten eines Sollstroms aus einem Solldrehmoment, um einen elektrischen Strom entsprechend dem Sollstrom einem Elektromotor zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn eine Drehzahl des Motors sich in einem vorbestimmten Drehzahlbereich einschließlich einer Nulldrehzahl befindet, in dem der Sollstrom zum Antrieb des Motors, der dem Solldrehmoment zugeordnet ist, diskontinuierlich umgeschaltet wird, der Sollstrom entsprechend der Drehzahl durch eine lineare Interpolation unter Verwendung der Drehzahl und von Sollströmen auf einer Traktionsseite und einer Regenerationsseite, die dem Solldrehmoment zugeordnet sind, derart erhalten wird, dass der elektrische Strom entsprechend dem Sollstrom dem Elektromotor zugeführt wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren und -gerät zum Zuführen eines elektrischen Stroms entsprechend einem Solldrehmomentbefehl zu einem Elektromotor. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und ein Gerät zur Steuerung eines durch einen an einem Fahrzeug angebrachten Elektromotor erzeugten Drehmoments auf ein Solldrehmoment, um Antriebsräder des Fahrzeugs in Drehung zu versetzen, was nicht darauf begrenzt ist. Die vorliegende Erfindung ist auf die Verwendung bei der Antriebssteuerung des Elektromotors zum Antrieb des Rades eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs mit durch eine Brennkraftmaschine und dem Elektromotor angetriebene Räder anwendbar.
  • STAND DER TECHNIK
    • Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. JP-A-2005-192341
    • Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. JP-A-2006-14539
  • Ein Elektromotor zum Antrieb eines Rades treibt ein Fahrzeug an (Traktion, Motorbetrieb) und schlägt dem Fahrzeug eine Bremskraft auf (Regeneration, Generatorbetrieb). Die Entwicklung der Vektorsteuerungstechnik hat ermöglicht, dass verschiedene Typen von Elektromotorsteuerungen reibungslos (gleichförmig) mit Präzision ausgeführt werden können. In letzter Zeit wurden ein Drei-Phasen-Wechselstrommotor, wie ein Drei-Phasen-Induktionsmotor, ein Permanentmagnet-Synchronmotor und dergleichen zum Antrieb des Rades angewandt, um den Motor unter der Vektorsteuerung anzutreiben. Patentdokument 1 offenbart eine Betriebsart des Permanentmagnet-Synchronmotors, der aufgebaut ist, an einem Hybridfahrzeug angebracht zu werden. Patentdokument 2 offenbart eine Ausgestaltung der Vektorsteuerung in Bezug auf den Elektromotor der vorstehend beschriebenen Bauart.
  • Der Permanentmagnet-Synchronmotor ist mit einem Rotor, der mit einem Permanentmagneten ausgerüstet ist, und einem Stator versehen, der mit Statorspulen in der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase ausgerüstet ist. Gemäß Patentdokument 2 ist der Elektromotor mit einer Antriebssteuerungseinheit zur Erzeugung eines Antriebsmotordrehmoments, das als Drehmoment des Antriebsmotors dient, oder eines Generatordrehmoments, das als Drehmoment des Generators dient, verbunden. Die Steuerungseinheit sendet Impulsbreiten-Modulationssignale (PWM-Impulse) in der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase zu einem Umrichter. Der Umrichter führt den Phasenstrom, d. h., den elektrischen Strom in der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase, den jeweiligen Statorspulen zu, um das Antriebsmotordrehmoment und das Generatordrehmoment zu erzeugen.
  • Die Antriebssteuerungseinheit führt eine Regelung durch Durchführung einer Vektorsteuerungsberechnung in einem d-q-Achsenmodell durch, wobei die d-Achse derart eingestellt ist, dass sie die Richtung eines Polpaars des Rotors wiedergibt, und die q-Achse derart eingestellt ist, dass sie orthogonal zu der d-Achse ist. Genauer werden der den jeweiligen Statorspulen zugeführte elektrische Strom, die Magnetpolposition des Rotors, die Gleichspannung (Energieversorgungsspannung) an dem Eingang des Umrichters und dergleichen erfasst, und der erfasste elektrische Drei-Phasenstrom wird einer Drei-Phasen-/Zwei-Phasenumwandlung in die d-Achsen-/q-Achsen-Ströme auf der Grundlage der Magnetpolposition unterzogen. Dabei werden ein elektrischer d-Achsen-Sollstrom und ein elektrischer q-Achsen-Sollstrom entsprechend Solldrehmomentwerten unter Bezugnahme auf eine Drehmoment-/Stromumwandlungstabelle gelesen, um die Abweichung des d-Achsen-Umwandlungsstroms gegenüber dem elektrischen d-Achsen-Sollstrom und die Abweichung des q-Achsen-Umwandlungsstroms gegenüber dem q-Achsen-Sollstrom zu berechnen. Dann werden eine d-Achsen-Sollspannung und eine q-Achsen-Sollspannung berechnet, um die jeweiligen Abweichungen auf Null zu bringen. Die berechneten Werte werden einer Zwei-Phasen-/Drei-Phasenumwandlung unterzogen, um die Spannungswerte in der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase einzustellen. PWM-Impulse können auf der Grundlage der jeweiligen Spannungsbefehlswerte erzeugt werden.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • [Durch die Erfindung zu lösende Probleme]
  • Wenn ein Fahrzeug elektrisch zum Fahren angetrieben wird, kann ein Quadrantenübergang von der Traktion zu der Regeneration oder umgekehrt in Reaktion auf denselben Drehmomentbefehl in einem spezifischen Fahrzustand, beispielsweise in einem "Steigungsfahrtbetrieb", des Fahrzeugs beobachtet werden. Während des Quadrantenübergangs zwischen der Traktion und der Regeneration in Reaktion auf denselben Drehmomentbefehl kann ein Stufensprung der d-Achsen- und q-Achsen-Strombefehle auftreten, was zu einer Drehmomenterschütterung führt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die erste Aufgabe zugrunde, einen gleichförmigen Übergang des Quadrantenübergangs zwischen Traktion und Regeneration bei dem Strombefehl zu ermöglichen. Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die durch den Quadrantenübergang verursachte Drehmomenterschütterung des Elektromotors zu verhindern oder zu unterdrücken. Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorstehend beschriebene Verhinderung oder Unterdrückung in einer relativ einfachen Weise zu verwirklichen. Eine vierte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Elektromotor der Bauart mit niedrigem Energie- bzw. Leistungsverbrauch mit hohem Wirkungsgrad anzutreiben. Eine fünfte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Verringerung in dem Ausgangsdrehmoment bei hohen Geschwindigkeiten (Drehzahlen) zu unterdrücken.
  • [Einrichtungen zum Lösen des Problems]
    • (1) Ein Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren zum Herleiten eines Sollstroms (id*, iq*) aus einem Solldrehmoment (T*), um einen elektrischen Strom (iU, iV, iW) entsprechend dem Sollstrom (id*, iq*) einem Elektromotor (10) zuzuführen, ist dadurch gekennzeichnet, dass, wenn eine Drehzahl (ω) des Motors sich in einem vorbestimmten Drehzahlbereich (ω1 ≤ ω ≤ ω2) einschließlich einer Nulldrehzahl (ω = 0) befindet, in dem der Sollstrom (id*, iq*) zum Antrieb des Motors, der dem Solldrehmoment (T*) zugeordnet ist, diskontinuierlich umgeschaltet wird, der Sollstrom (id*, iq*) entsprechend der Drehzahl (ω) durch eine lineare Interpolation unter Verwendung der Drehzahl (ω) und von Sollströmen auf einer Traktionsseite (idU, iqU) und einer Regenerationsseite (idL, iqL), die dem Solldrehmoment (T*) zugeordnet sind, derart erhalten wird, dass der elektrische Strom (iU, iV, iW) entsprechend dem Sollstrom (id*, iq*) dem Elektromotor (10) zugeführt wird.
  • Zur Erleichterung des Verständnisses sind an dieser Stelle Symbole entsprechend den Elementen oder Beschreibungen in der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen in Klammern gezeigt, was auch für die nachfolgenden Erläuterungen gilt.
  • [Wirkung der Erfindung]
  • Gemäß 12 wird, wenn die Motordrehzahl ω oder das Drehmoment T den Nullpunkt durchschreitet, der Vierquadrantenbetrieb des Motors von Traktion zu Regeneration oder umgekehrt geschaltet, d. h., ein Quadrantenübergang tritt auf. Eine "Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve" zum Herleiten des Solldrehmoments ist in Bezug auf die d-Achse (id-Achse) asymmetrisch, wie es in 5 gezeigt ist, und ist bei der Motordrehzahl von 0 (zwischen Traktion und Regeneration) diskontinuierlich. Dementsprechend wird das Intervall zwischen zwei Werten der Sollströme (id*, iq*), die unmittelbar vor und nach dem Quadrantenübergang auf der Grundlage der "Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve" hergeleitet werden, diskontinuierlich, was zu einem Stufensprung führt, wie es beispielsweise in 13 bis 16 gezeigt ist.
  • In dem Fall, in dem der durch die nachfolgende Beziehung definierte Nulldrehzahlbereich auf den vorbestimmten Drehzahlbereich eingestellt wird, und die Motordrehzahl sich in dem Bereich befindet, wie es in 6 gezeigt ist, wird der durch eine lineare Interpolation erhaltene Wert als Sollstrom (id*, iq*) eingestellt, wie es die durchgezogenen diagonalen Linien in 7 bis 10 zeigen. ω1 ≦ Motordrehzahl ω ≦ ω2, ω1 = –512 U/min, ω2 = +512 U/min
  • Dies ermöglicht, den Stufensprung (13 bis 16) in dem Sollstrom (id*, iq*) trotz des Quadrantenübergangs zwischen Traktion und Regeneration zu verhindern.
  • Insbesondere wird, während die Drehzahl (ω) des Elektromotors sich in dem vorbestimmten Drehzahlbereich (ω1 ≤ ω ≤ ω2) befindet, der lineare (kontinuierliche) Übergang des Sollstroms (id*, iq*) im Zusammenhang mit der Änderung in der Drehzahl (ω) beobachtet. Selbst falls die Motordrehzahl die Drehzahl 0 (ω = 0) überschreitet, bei der der Sollstrom (id*, iq*) zum Antrieb des Motors, der dem Solldrehmoment (T*) zugeordnet ist, diskontinuierlich in dem vorbestimmten Drehzahlbereich geschaltet wird, wird tatsächlich ein kontinuierlicher Übergang der Sollströme (id*, iq*) beobachtet, so dass kaum eine Drehmomenterschütterung erzeugt wird. Falls der Elektromotor zum Antrieb eines Fahrzeugs zum Fahren verwendet wird, kann eine "Steigungsfahrt" ("Aufwärtsfahrt") ohne Verursachung einer Vibration erzielt werden.
    • (2) In dem Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren gemäß (1) wird, wenn die Drehzahl (ω) des Elektromotors (10) sich außerhalb des vorbestimmten Drehzahlbereichs befindet, der Elektromotor (10) mit dem elektrischen Strom (iU, iV, iW) entsprechend dem Sollstrom (id*, iq*) beaufschlagt, der einem Wert entsprechend dem Solldrehmoment (T*) zugeordnet ist, der auf einer Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve (A, B) gegeben ist, die die jeweiligen Sollströme zur Erzeugung der jeweiligen Solldrehmomente des Elektromotors mit einem minimalen Leistungsverbrauch wiedergibt bzw. darstellt.
  • Der Motorstrom (id, iq) zur Erzeugung desselben Drehmoments nimmt verschiedene Werte an (vergleiche beispielsweise eine einzelne gestrichelte Kurve in 5: Kurve mit konstantem Drehmoment). Der Stromwert für den niedrigsten Leistungsverbrauchsstromwert (minimalen Stromwert) wird aus den vorstehend beschriebenen Werten ausgewählt, um dem Elektromotor zugeführt zu werden. Der resultierende Motorantriebswirkungsgrad wird hoch, d. h., der Leistungsverbrauchswirkungsgrad wird hoch. Die Kurve, die durch Auftragen der minimalen Stromwerte (Punkte mit höchstem Wirkungsgrad) auf der Kurve mit konstantem Drehmoment der jeweiligen Solldrehmomentwerte erhalten wird, wird als die "Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve" geformt. Wenn der Motor unter Verwenden des Stromwerts (id, iq) an der Position (Punkt) des gegebenen Solldrehmoments (T*) auf der Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve gespeist wird, wird der Leistungsverbrauchswirkungsgrad zum Antrieb des Motors hoch.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird, wenn die Drehzahl (ω) des Elektromotors (10) sich außerhalb des vorbestimmten Drehzahlbereichs befindet, der Sollstrom (id*, iq*) auf der Grundlage der "Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve" bestimmt. Dies ermöglicht den Verbrauch der Leistung zum Antrieb des Motors mit einem hohen Wirkungsgrad.
  • In einem nachfolgenden Ausführungsbeispiel ist die "Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve" in zwei Sektionen unterteilt, d. h., eine Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve A, die den d-Achsen-Sollstrom wiedergibt, und eine Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve B, die den q-Achsen-Sollstrom wiedergibt. Jede der Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurven A und B ist weiterhin in Sektionen für Traktion und Regeneration unterteilt.
    • (3) In dem Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren nach (2) wird ein Magnetfeldschwächungsstrom (Δid) auf der Grundlage einer Energieversorgungsspannung (Vdc) zur Versorgung des Elektromotors (10) mit Energie bzw. Leistung und einer Sollspannung (Vd*, Vq*) entsprechend dem Sollstrom (id*, iq*) hergeleitet, und der Elektromotor (10) wird mit dem elektrischen Strom (iU, iV, iW) entsprechend einem Wert beaufschlagt, der durch Subtrahieren des hergeleiteten Magnetfeldschwächungsstroms von dem Sollstrom (id*) erhalten wird, der dem Wert entsprechend dem auf der Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve (A) gegebenen Solldrehmoment (T*) zugeordnet ist.
  • Da das Magnetfeld des Permanentmagneten des Rotors durch den Feldschwächungsstrom (Δid, Δiq) geschwächt wird, wird die durch die Rotation des Rotors erzeugte induzierte Gegenspannung verringert. Dies ermöglicht den Antrieb des Elektromotors mit hohen Drehzahlen durch Verringerung des Ausgangsdrehmoments bei den hohen Drehzahlen.
    • (4) In dem Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren nach (2) wird, wenn die Drehzahl des Motors sich in dem vorbestimmten Drehzahlbereich befindet, eine Differenz (idU – idL, iqU – iqL) in den Sollströmen zwischen der Traktionsseite (idU, iqU) und der Regenerationsseite (idL, iqL) entsprechend dem Solldrehmoment mit einem Verhältnis ([(ω – ω1)/(ω2 – ω1)]) einer Differenz (ω2 – ω1) zwischen einer oberen Grenze einer positiven Drehzahl und einer unteren Grenze einer negativen Drehzahl in dem vorbestimmten Drehzahlbereich zu einer Differenz (ω – ω1) zwischen der Drehzahl (ω) des Motors und der unteren Grenze der negativen Drehzahl (ω1) auf der Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve (A, B) derart multipliziert, dass der Elektromotor mit dem elektrischen Strom entsprechend einem Wert beaufschlagt wird, der durch Addieren des multiplizierten Werts zu dem Sollstrom auf der Regenerationsseite (idL, iqL) erhalten wird (34, 37 gemäß 4). Das Verfahren dient zur Berechnung des Sollstroms auf der Grundlage der Sollstromwerte idL und iqL auf der Regenerationsseite unter Verwendung der nachfolgenden Gleichungen: id* = idL + (idU – idL)·(ω – ω1)/(ω2 – ω) (1a) iq* = iqL + (iqU – iqL)·(ω – ω1)/(ω2 – ω1) (1b)
    • (5) In dem Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren nach (2) wird, wenn die Drehzahl des Motors sich in dem vorbestimmten Drehzahlbereich befindet, eine Differenz (idU – idL, iqU – iqL) in den Sollströmen zwischen der Traktionsseite (idU, iqU) und der Regenerationsseite (idL, iqL) entsprechend dem Solldrehmoment mit einem Verhältnis ([(ω2 – ω)/(ω2 – ω1)]) einer Differenz (ω2 – ω1) zwischen einer oberen Grenze einer positiven Drehzahl und einer unteren Grenze einer negativen Drehzahl in dem vorbestimmten Drehzahlbereich zu einer Differenz (ω2 – ω) zwischen der Drehzahl (ω) des Motors und der oberen Grenze der positiven Drehzahl (ω2) auf der Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve (A, B) derart multipliziert, dass der Elektromotor mit dem elektrischen Strom entsprechend einem Wert beaufschlagt wird, der durch Subtrahieren des multiplizierten Werts von dem Sollstrom auf der Traktionsseite (idU, iqU) erhalten wird. Das Verfahren dient zur Berechnung des Sollstroms auf der Grundlage der Sollstromwerte idU und iqU auf der Traktionsseite unter Verwendung der nachfolgenden Gleichungen: id* = idU – (idU – idL)·(ω2 – ω)/(ω2 – ω) (2a) iq* = iqU + (iqU – iqL)·(ω2 – ω)/(ω2 – ω) (2b)
    • (6) In dem Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren nach einem von (2) bis (5) weist die Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve eine erste Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve (A), die jeweilige d-Achsen-Sollströme zur Erzeugung der jeweiligen Solldrehmomente des Elektromotors mit minimalem Leistungsverbrauch wiedergibt, und eine zweite Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve (B) auf, die jeweilige q-Achsen-Sollströme zur Erzeugung der jeweiligen Solldrehmomente bei jeweiligen Magnetfeldschwächungsströmen (Δid) des Elektromotors mit dem minimalen Leistungsverbrauch wiedergibt, und wird der d-Achsen-Sollstrom (id*) auf der Grundlage der ersten Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve (A) erhalten und wird der q-Achsen-Sollstrom (iq*) auf der Grundlage der zweiten Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve (B) erhalten.
    • (7) In dem Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren zum Herleiten der d-Achsen- und q-Achsen-Sollströme (id*, iq*) aus einem Solldrehmoment (T*) zum Zuführen eines elektrischen Stroms (iU, iV, iW) entsprechend den Sollströmen (id*, iq*) zu einem Elektromotor (10) wird, wenn eine Drehzahl (ω) des Motors sich in einem vorbestimmen Drehzahlbereich (ω1 ≤ ω ≤ ω2) einschließlich einer Nulldrehzahl (ω = 0) befindet, bei der der Sollstrom (id*, iq*) zum Antrieb des Motors, der dem Solldrehmoment (T*) zugeordnet ist, diskontinuierlich geschaltet wird, der d-Achsen-Sollstrom (id*) entsprechend der Drehzahl (ω) durch eine lineare Interpolation unter Verwendung der Drehzahl und der d-Achsen-Sollströme auf einer Traktionsseite (idU) und einer Regenerationsseite (idL) erhalten, die dem Solldrehmoment (T*) zugeordnet sind, das auf einer ersten Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve (A) gegeben ist, die die d-Achsen-Sollströme zur Erzeugung der Solldrehmomente mit minimalem Leistungsverbrauch wiedergibt, und wird der q-Achsen-Sollstrom (iq*) entsprechend der Drehzahl (ω) durch eine lineare Interpolation unter Verwendung der Drehzahl und der q-Achsen-Sollströme auf der Traktionsseite (IqU) und der Regenerationsseite (IqL) erhalten, die dem Solldrehmoment (T*) zugeordnet sind, das auf einer zweiten Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve (B) gegeben ist, die die q-Achsen-Sollströme zur Erzeugung der Solldrehmomente mit einem minimalen Leistungsverbrauch wiedergibt, so dass ein Strom (iU, iV, iW) entsprechend den d-Achsen- und den q-Achsen-Sollströmen (id*, iq*) dem Elektromotor (10) zugeführt wird.
    • (8) In dem Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren nach einem von (1) bis (7) ist der Elektromotor (10) ein Fahrzeugelektromotor, der in einem Fahrzeug zum Antrieb von Rädern des Fahrzeugs eingebaut ist, um diese in Drehung zu versetzen.
    • (9) Ein Elektromotorantriebs-Steuerungssystem, das eine Sollstrom-Einstellungseinrichtung (33–36, 40–42) zum Herleiten eines Sollstroms (id*, iq*) aus einem Solldrehmoment (T*), eine Stromzufuhr-Befehlseinrichtung (37, 38) zur Erzeugung eines Stromzufuhrbefehls (VU*, VV*, VW*), um einen elektrischen Strom (iU, iV, iW) entsprechend dem Sollstrom (id*, iq*) einem Elektromotor (10) zuzuführen, und eine Motorspeisungseinrichtung (50, 17–20) zum Zuführen eines Speisungsstroms zu dem Elektromotor auf der Grundlage eines Befehls der Stromzufuhr-Befehlseinrichtung aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sollstrom-Einstellungseinrichtung (33–36, 40–42) aufweist: eine Sollwert-Korrektureinrichtung (35, 36) zum Herleiten eines Sollstroms (id*, iq*) entsprechend einer Drehzahl (ω) durch eine lineare Interpolation unter Verwendung der Drehzahl (ω) und Sollströmen auf einer Traktionsseite (idU, iqU) und einer Regenerationsseite (idL, iqL), die jeweils dem Solldrehmoment (T*) zugeordnet sind, das gegeben ist, wenn die Drehzahl (ω) des Motors sich in einem vorbestimmten Drehzahlbereich (ω1 ≤ ω ≤ ω2) einschließlich einer Nulldrehzahl (ω = 0) befindet, bei der der Sollstrom (id*, iq*) zum Antrieb des Motors, der dem Solldrehmoment (T*) zugeordnet ist, diskontinuierlich geschaltet wird.
    • (10) In dem Elektromotorantriebs-Steuerungssystem nach (9) weist die Sollstrom-Einstellungseinrichtung (33–36, 40–42) eine Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle (A, B) auf, die die Sollströme zur Erzeugung der Solldrehmomente des Elektromotors mit minimalem Leistungsverbrauch wiedergibt, wobei die Sollwert-Korrektureinrichtung (35, 36) einen Strom in Bezug auf das Solldrehmoment (T*) auf der Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle (A, B) auf den Sollwert (id*, iq*) einstellt, wenn die Drehzahl (ω) des Elektromotors (10) sich außerhalb des vorbestimmten Drehzahlbereichs befindet.
    • (11) In dem Elektromotorantriebs-Steuerungssystem nach (10) weist die Sollstrom-Einstellungseinrichtung (33–36, 40–42) eine Einrichtung zur Herleitung eines Magnetfeldschwächungsstroms (Δid) auf der Grundlage einer Energieversorgungsspannung (Vdc) zur Zufuhr von Energie zu dem Elektromotor (10) und einer Sollspannung (Vd*, Vq*) entsprechend dem Sollstrom (id*, iq*) auf, wobei die Sollwert-Korrektureinrichtung den Sollstrom auf einen Wert korrigiert, der durch Subtrahieren eines Werts entsprechend dem Magnetfeldschwächungsstrom von dem aus der Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle (A) gelesenen Sollstrom erhalten wird.
    • (12) In dem Elektromotorantriebs-Steuerungssystem nach (10) leitet die Sollwert-Korrektureinrichtung (35, 36) den Sollstrom durch Addieren (34, 37 gemäß 4) eines Werts, der durch Multiplizieren einer Differenz (idU – idL, iqU – iqL) in den Sollströmen zwischen einer Traktionsseite (idU, iqU) und einer Regenerationsseite (idL, iqL) entsprechend dem Solldrehmoment auf der Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve (A, B) mit einem Verhältnis ([(ω – ω1)/(ω2 – ω1)]) einer Differenz (ω2 – ω1) zwischen einer oberen Grenze einer positiven Drehzahl und einer unteren Grenze einer negativen Drehzahl zu einer Differenz (ω – ω1) zwischen der Drehzahl (ω) des Motors und der unteren Grenze der negativen Drehzahl (ω1) erhalten wird, zu dem Sollstrom auf der Regenerationsseite (idL, iqL) her, wenn die Drehzahl des Motors sich in dem vorbestimmten Drehzahlbereich befindet. Das System soll den Sollstrom auf der Grundlage der Sollstromwerte idL und iqL auf der Regenerationsseite berechnen, was durch die Sollwert-Korrektureinrichtung (35, 36) unter Verwendung der nachfolgenden Gleichungen durchgeführt wird: id* = idL + (idU – idL)·(ω – ω1)/(ω2 – ω1) (1a) iq* = iqL + (iqU – iqL)·(ω – ω1)/(ω2 – ω1) (1b)
    • (13) In dem Elektromotorantriebs-Steuerungssystem nach (10) leitet die Sollwert-Korrektureinrichtung (35, 36) den Sollstrom durch Subtrahieren (34, 37 gemäß 4) eines Werts, der durch Multiplizieren einer Differenz (idU – idL, iqU – iqL) in den Sollströmen zwischen einer Traktionsseite (idU, iqU) und einer Regenerationsseite (idL, iqL) entsprechend dem Solldrehmoment auf der Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve (A, B) mit einem Verhältnis ([(ω2 – ω)/(ω2 – ω1)]) einer Differenz (ω2 – ω) zwischen einer oberen Grenze einer positiven Drehzahl und einer unteren Grenze einer negativen Drehzahl zu einer Differenz (ω – ω1) zwischen der Drehzahl (ω) des Motors und der oberen Grenze der positiven Drehzahl (ω2) erhalten wird, von dem Sollstrom auf der Traktionsseite (idU, iqU) her, wenn die Drehzahl des Motors sich in dem vorbestimmten Drehzahlbereich befindet. Das System soll den Sollstrom auf der Grundlage der Sollstromwerte idU und iqU auf der Traktionsseite berechnen, was durch die Sollwert-Korrektureinrichtung (35, 36) unter Verwendung der nachfolgenden Gleichungen durchgeführt wird: id* = idU – (idU – idL)·(ω2 – ω)/(ω2 – ω1) (2a) iq* = iqU + (iqU – iqL)·(ω2 – ω)/(ω2 – ω1) (2b)
    • (14) In dem Elektromotorantriebs-Steuerungssystem nach einem der (10) bis (13) weist die Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle eine erste Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle (A), die jeweilige d-Achsen-Sollströme zur Erzeugung der jeweiligen Solldrehmomente des Elektromotors mit einem minimalen Leistungsverbrauch wiedergibt, und eine zweite Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle (B) auf, die jeweilige q-Achsen-Sollströme zur Erzeugung der jeweiligen Solldrehmomente bei jeweiligen Magnetfeldschwächungsströmen des Elektromotors mit minimalem Leistungsverbrauch wiedergibt, wobei die Sollwert-Korrektureinrichtung (35, 36) den d-Achsen-Sollstrom (id*) und den q-Achsen-Sollstrom (iq*) jeweils auf der Grundlage der ersten (A) und der zweiten (B) Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurven herleitet.
    • (15) Ein Elektromotorantriebs-Steuerungssystem mit einer Sollstrom-Einstellungseinrichtung (33–36, 40–42) zur Herleitung von d-Achsen- und q-Achsen-Sollströmen (id*, iq*) aus einem Solldrehmoment (T*), einer Stromzufuhr-Befehlseinrichtung (37, 38) zur Erzeugung eines Stromzufuhrbefehls (VU*, VV*, VW*), um einen elektrischen Strom (iU, iV, iW) entsprechend dem Sollstrom (id*, iq*) einem Elektromotor (10) zuzuführen, und einer Motorspeisungseinrichtung (50, 17–20) zum Zuführen eines Speisungsstroms zu dem Elektromotor auf der Grundlage eines Befehls der Stromzufuhr-Befehlseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sollstrom-Einstellungseinrichtung (33–36, 40–42) eine erste Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle (A), die die jeweiligen d-Achsen-Sollströme zur Erzeugung der Solldrehmomente des Elektromotors mit einem minimalen Leistungsverbrauch hält, eine zweite Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle (B), die die jeweiligen q-Achsen-Sollströme zur Erzeugung der jeweiligen Solldrehmomente des Elektromotors mit minimalem Leistungsverbrauch hält, und eine Sollwert-Korrektureinrichtung (35, 36) aufweist, die den d-Achsen-Sollstrom (34 gemäß 4) entsprechend einer Drehzahl durch eine lineare Interpolation unter Verwendung der Drehzahl und der d-Achsen-Sollströme auf einer Traktionsseite und einer Regenerationsseite herleitet, die jeweils dem Solldrehmoment zugeordnet sind, das auf der ersten Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle (A) gegeben ist, und den q-Achsen-Sollstrom (37 gemäß 4) entsprechend der Drehzahl durch eine lineare Interpolation unter Verwendung der Drehzahl und der q-Achsen-Sollströme auf der Traktionsseite und der Regenerationsseite herleitet, die jeweils dem Solldrehmoment zugeordnet sind, das auf der zweiten Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle (B) gegeben ist, wenn die Drehzahl des Motors sich in einem vorbestimmten Drehzahlbereich einschließlich einer Nulldrehzahl befindet, bei der der Sollstrom zum Antrieb des Motors, der dem Drehmoment zugeordnet ist, diskontinuierlich geschaltet wird.
    • (16) In dem Elektromotorantriebs-Steuerungssystem nach einem von (9) bis (15) ist der Elektromotor (10) ein Fahrzeugelektromotor, der in einem Fahrzeug zum Antrieb der Räder des Fahrzeugs eingebaut ist, um diese in Drehung zu versetzen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein Blockschaltbild, das schematisch den Aufbau gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 2 zeigt ein Blockschaltbild, das schematisch eine Funktionsstruktur einer Motorsteuerungseinheit 30 gemäß 1 veranschaulicht.
  • 3 zeigt ein Flussdiagramm, das schematisch eine in einem Mikrocomputer MPU gemäß 3 ausgeführte Motorantriebs-Steuerungsroutine veranschaulicht.
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm, das den Prozess der "Stromsollwertberechnung" (7) gemäß 3 veranschaulicht.
  • 5 zeigt einen Graphen, der schematisch eine Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve eines Elektromotors 10 gemäß 1 veranschaulicht, wobei die horizontale Achse den d-Achsen-Stromwert wiedergibt und die vertikale Achse den q-Achsen-Stromwert wiedergibt.
  • 6 zeigt einen Graphen, der Quadrantensektionen in Bezug auf ein erzeugtes Drehmoment T und eine Drehzahl ω des Rotors sowie eine Nulldrehzahlregion als eine vorbestimmte Drehzahlregion des Elektromotors 10 gemäß 1 veranschaulicht.
  • 7A zeigt einen Graphen, der eine Richtung eines Quadrantenübergangs veranschaulicht, wenn ein positiver Solldrehmomentwert gegeben ist, und 7B zeigt einen Graphen, der einen d-Achsen-Sollstrom durch eine diagonale Linie wiedergibt, die in dem Fall eingestellt ist, wenn der Quadrantenübergang auftritt und die Drehzahl ω des Elektromotors 10 gleich oder größer als –512 U/min ist und gleich oder niedriger als +512 U/min ist.
  • 8A zeigt einen Graphen, der die Richtung des Quadrantenübergangs ist, wenn ein negativer Solldrehmomentwert gegeben ist, und 8B zeigt einen Graphen, der den d-Achsen-Sollstrom durch eine diagonale Linie wiedergibt, die in dem Fall eingestellt ist, wenn ein Quadrantenübergang auftritt und die Drehzahl ω des Elektromotors 10 gleich oder größer als –512 U/min ist und gleich oder niedriger als +512 U/min ist.
  • 9A zeigt einen Graphen, der die Richtung des Quadrantenübergangs veranschaulicht, wenn ein positiver Solldrehmomentwert gegeben ist, und 9B zeigt einen Graphen, der den q-Achsen-Sollstrom durch eine diagonale Linie wiedergibt, die in dem Fall eingestellt wird, wenn der Quadrantenübergang auftritt und die Drehzahl ω des Elektromotors 10 gleich oder größer als –512 U/min ist und gleich oder niedriger als +512 U/min ist.
  • 10A zeigt einen Graphen, der die Richtung des Quadrantenübergangs veranschaulicht, wenn ein negativer Solldrehmomentwert gegeben ist, und 10B zeigt einen Graphen, der den q-Achsen-Sollstrom durch eine diagonale Linie wiedergibt, die in dem Fall eingestellt wird, wenn ein Quadrantenübergang auftritt und die Drehzahl ω des Elektromotors 10 gleich oder größer als –512 U/min ist und gleich oder niedriger als +512 U/min ist.
  • 11 zeigt ein Zeitverlaufsdiagramm, das jeweils Änderungen in der Motordrehzahl ω und der d-Achsen- und q-Achsen-Stromwerte (Ausgänge von 32 und 31 gemäß 2) veranschaulicht, wenn die Motordrehzahl ω von der negativen zu der positiven umgeschaltet wird, um einen Quadrantenübergang von der Regeneration zu der Traktion während des Steigungsfahrens umgeschaltet wird, wobei das Solldrehmoment T* ein positiver Wert ist.
  • 12 zeigt einen Graphen, der die Quadrantensektionen in Bezug auf die Drehzahl ω und das erzeugte Drehmoment T des Elektromotors 10 gemäß 1 sowie jede Polarität in dem d-Achsen-Strom und dem q-Achsen-Strom in den jeweiligen Sektionen veranschaulicht.
  • 13A zeigt einen Graphen, der die Richtung des Quadrantenübergangs in dem Fall veranschaulicht, in dem ein positiver Solldrehmomentwert gegeben ist, und 13B zeigt einen allgemein angewandten Graphen, der den Stufensprung in dem d-Achsen-Sollstrom während des Quadrantenübergangs veranschaulicht.
  • 14A zeigt einen Graphen, der die Richtung des Quadrantenübergangs in dem Fall veranschaulicht, in dem ein negativer Solldrehmomentwert gegeben ist, und 14B zeigt einen allgemein angewandten Graphen, der den Stufensprung in dem d-Achsen-Sollstrom während des Quadrantenübergangs veranschaulicht.
  • 15A zeigt einen Graphen, der die Richtung des Quadrantenübergangs in dem Fall veranschaulicht, in dem ein positiver Solldrehmomentwert gegeben ist, und 15B zeigt einen allgemein angewandten Graphen, der den Stufensprung in dem q-Achsen-Sollstrom während des Quadrantenübergangs veranschaulicht.
  • 16A zeigt einen Graphen, der die Richtung des Quadrantenübergangs in dem Fall veranschaulicht, in dem ein negativer Solldrehmomentwert gegeben ist, und 16B zeigt einen allgemein angewandten Graphen, der den Stufensprung in dem q-Achsen-Sollstrom während des Quadrantenübergangs veranschaulicht.
  • BESTE ARTEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der Erläuterung in Bezug auf das nachfolgende Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich.
  • [Erstes Ausführungsbeispiel]
  • 1 zeigt einen Umriss gemäß einem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein zu steuernder Elektromotor (elektrischer Motor) 10 ist ein Permanentmagnet-Synchronmotor, der an einem zum Fahren anzutreibenden Fahrzeug angebracht ist, und der einen Rotor, der einen Permanentmagneten darin enthält, und einen Stator mit drei Spulen 11 bis 13 jeweils in der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase jeweils aufweist. Ein Spannungsumrichter 19 führt die Leistung einer Batterie des Fahrzeugs dem Elektromotor 10 zu. Der Rotor des Elektromotors 10 ist mit einem Rotor eines Resolvers 17 zur Erfassung einer Magnetpolposition des Rotors verbunden. Der Resolver 17 erzeugt eine analoge Spannung (Rotationswinkelsignal) SGθ, die den Rotationswinkel des Rotors wiedergibt, um diese einer Motorsteuerungseinheit 30 zuzuführen.
  • Der Spannungsumrichter 19 ist mit sechs Schalttransistoren Tr1 bis Tr6 versehen, die zum Antrieb durch Kommunikation von sechs aufeinanderfolgenden Antriebssignalen eingeschaltet (zum Leiten gebracht) werden, die parallel durch eine Antriebsschaltung 20 erzeugt werden, so dass die Gleichspannung der Batterie 18 in eine Wechselspannung mit drei Phasen mit einer Phasendifferenz von 2π/3 dazwischen, d. h., eine Drei-Phasen-Wechselspannung umgewandelt wird. Die Drei-Phasen-Wechselspannung wird dann an die Statorspulen 11 bis 13 in den drei Phasen (U-Phase, V-Phase und W-Phase) des Elektromotors 10 jeweils angelegt. Elektrische Ströme iU, iV und iW jeweils in den entsprechenden Phasen werden den Statorspulen 11 bis 13 des Elektromotors 10 zugeführt, um dessen Rotor in Drehung zu versetzen. Der Spannungsumrichter 19 weist einen Kondensator 17 mit hoher Kapazität auf, der parallel mit der als Energiequelle dienenden Batterie 18 geschaltet ist, um die Energiezufuhrfähigkeit zum Ein-/Aus-Ansteuern (Schalten) der Transistoren Tr1 bis Tr6 mit dem PWM-Impuls zu verbessern und um eine Spannungsspitze zu unterdrücken.
  • Zuführkabel, die mit den Statorspulen 11 bis 13 des Elektromotors 10 verbunden sind, sind mit Stromsensoren 14 bis 16, die jeweils ein Hall-IC verwenden, jeweils zur Erfassung der jeweiligen elektrischen Ströme iU, iV und iW ausgerüstet, um Stromerfassungssignale (analoge Spannung) zu erzeugen, die der Motorsteuerungseinheit 30 zugeführt werden. Ein Spannungssensor 21 sendet ein Spannungserfassungssignal Vdc, das die Spannung der als Motorantriebsenergiequelle dienenden Fahrzeugbatterie 18 wiedergibt, zu der Motorsteuerungseinheit 30. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Spannungsteilerwiderstand als Spannungssensor 21 verwendet.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Motorsteuerungseinheit 30 eine elektronische Steuerungseinheit, die hauptsächlich aus einem Mikrocomputer MPU gebildet ist, und weist den Mikrocomputer MPU, die Antriebsschaltung 20, die Stromsensoren 14 bis 16 und eine nicht gezeigte Schnittstelle (Signalverarbeitungsschaltung) zwischen dem Resolver 17 und dem Spannungssensor 21 auf. Die Motorsteuerungseinheit 30 weist weiterhin eine nicht gezeigte Schnittstelle (Kommunikationsschaltung) zwischen dem Mikrocomputer MPU und einer (nicht gezeigten) Hauptsteuerungseinrichtung eines Fahrzeugfahrt-Steuerungssystems des Fahrzeugs auf.
  • 2 zeigt schematisch die Funktionsstruktur der Motorsteuerungseinheit 30. Auf der Grundlage des aus dem Resolver 17 gemäß 1 zugeführten Rotationswinkelsignals SGθ berechnet eine Winkel-/Drehzahlberechnung 32 des Mikrocomputers MPU den Rotationswinkel (Magnetpolposition) θ und die Drehzahl (Winkelgeschwindigkeit) ω des Rotors des Elektromotors 10.
  • Genau genommen ist der Rotationswinkel des Rotors des Elektromotors 10 nicht identisch zu dessen Magnetpolposition. Jedoch sind sie proportional zueinander bezogen, und der Proportionalkoeffizient ist durch die Anzahl der Magnetpole p des Elektromotors 10 definiert. Obwohl die Drehzahl nicht identisch zu der Winkelgeschwindigkeit ist, sind diese proportional zueinander bezogen, und der Proportionalkoeffizient ist ebenfalls durch die Anzahl der Magnetpole p des Elektromotors 10 definiert. Der Rotationswinkel θ und die Drehzahl ω geben die Magnetpolposition und die Winkelgeschwindigkeit hier jeweils an. Die Drehzahl ω in U/min stellt hierbei die Drehzahl (U/min) des Rotors dar.
  • Der Mikrocomputer MPU gemäß dem Ausführungsbeispiel führt eine Regelung durch Durchführung einer Vektorsteuerungsberechnung in einem bekannten d-q-Achsenmodell durch, wobei die d-Achse auf ein Paar Magnetpole des Rotors des Elektromotors 10 gerichtet ist, und die q-Achse orthogonal zu der d-Achse verläuft. Der Mikrocomputer MPU wandelt die Stromerfassungssignale iU, iV und iW der Stromsensoren 14 bis 16 jeweils digital um, damit diese gelesen werden, und wandelt weiterhin die Drei-Phasen-Stromwerte iU, iV und iW in den Festkoordinaten in die Zwei-Phasen-Stromwerte id und iq auf der d-Achse und der q-Achse der Rotationskoordinaten unter Verwendung der Drei-Phasen-/Zwei-Phasen-Umwandlung als die bekannte Umwandlung von Festkoordinaten in Rotationskoordinaten durch eine Stromrückkopplung 31 um.
  • Die (nicht gezeigte) Hauptsteuerungseinrichtung des Fahrzeugfahrt-Steuerungssystems führt ein Motorsolldrehmoment TM* dem Mikrocomputer MPU der Motorsteuerungseinheit 30 zu. Die Hauptsteuerungseinrichtung berechnet ein erforderliches Fahrzeugdrehmoment TO* auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Fahrpedalöffnungsgrads (Beschleunigungsöffnungsgrad) des Fahrzeugs, und berechnet das Motorsolldrehmoment TM* entsprechend dem erforderlichen Fahrzeugdrehmoment TO*, damit dieses dem Mikrocomputer MPU zugeführt wird. Der Mikrocomputer MPU gibt die Drehzahl ω (U/min) des Elektromotors 10 zu der Hauptsteuerungseinrichtung aus.
  • Ein Drehmomentbefehlsbegrenzer 33 des Mikrocomputers MPU liest ein Grenzdrehmoment TM*max entsprechend der Gleichspannung Vdc und der Drehzahl ω aus einer Grenzdrehmomenttabelle (Nachschlagetabelle), und stellt das TM*max auf das Solldrehmoment T* ein, wenn das von der Hauptsteuerungseinrichtung zugeführte Motorsolldrehmoment TM* TM*max überschreitet. Wenn es gleich oder kleiner als TM*max ist, wird das von der Hauptsteuerungseinrichtung zugeführte Motorsolldrehmoment TM* als das Solldrehmoment T* eingestellt. Das durch die vorstehend beschriebene Begrenzung erhaltene Motorsolldrehmoment T* wird einer ersten Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle A 34 zugeführt.
  • Die Grenzdrehmomenttabelle ist ein Speicherbereich, in dem das maximale Drehmoment, das durch den Elektromotor 10 erzeugt werden kann, als das Grenzdrehmoment TM*max an Adressen als Werte der Spannung Vdc und der Drehzahl ω innerhalb des variablen Bereichs der Gleichspannung Vdc und des Bereichs der Drehzahl ω geschrieben ist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel entspricht dieser einem Speicherbereich eines (nicht gezeigten) RAM in dem Mikrocomputer MPU. Der Wert des Grenzdrehmoments TM*max wird groß, wenn die Gleichspannung Vdc groß wird, und wird klein, wenn die Gleichspannung Vdc klein wird. Außerdem wird der Wert des Grenzdrehmoments TM*max groß, wenn die Drehzahl ω niedrig wird, und wird klein, wenn die Gleichspannung Vdc hoch wird.
  • Der Mikrocomputer MPU enthält einen nichtflüchtigen Speicher, in dem die Daten TM*max der Grenzdrehmomenttabelle geschrieben worden sind. Die Daten können aus dem nichtflüchtigen Speicher zum Schreiben in das RAM in dem Prozess gelesen werden, bei dem die Betriebsspannung an den Mikrocomputer MPU angelegt wird, so dass diese sich selbst und das in 1 gezeigte Motorantriebssystem initialisiert. Der Mikrocomputer MPU weist andere ähnliche Nachschlagetabellen auf, die nachstehend beschrieben sind. Gleichermaßen wie die Grenzdrehmomenttabelle stellen diese Speicherbereiche in dem RAM dar, in die die in dem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten Referenzdaten geschrieben worden sind.
  • Die jeweiligen d-Achsen-Stromwerte id, die jeweils mit der Motordrehzahl ω und dem Motorsolldrehmoment T* zur Erzeugung der Solldrehmomente T* zu den jeweiligen Motordrehzahlen in Entsprechung gebracht sind, sind in der ersten Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle A 34 geschrieben, die als eine der Nachschlagetabellen dient.
  • 5 zeigt die Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurven. Das Ausgangsdrehmoment des Elektromotors wird entsprechend den jeweiligen Werten des d-Achsen-Stroms id und des q-Achsen-Stroms iq bestimmt. Unter Bezugnahme auf die gestrichelten Linien in 5 gibt es eine unendliche Zahl von Kombinationen des id-Werts und des iq-Werts zur Ausgabe desselben Drehmoments in Bezug auf einen einzelnen Drehzahlwert, d. h., bei derselben Motordrehzahl. Die gestrichelten Linien stellen Kurven mit konstanten Drehmomenten dar. Es gibt eine Kombination von id und iq mit einem maximalen Leistungsverbrauchswirkungsgrad (minimalem Leistungsverbrauch) auf der Kurve mit konstantem Drehmoment als dem Hochwirkungsgraddrehmomentpunkt. Die durch Auftragen einer Vielzahl von Hochwirkungsgraddrehmomentpunkten gebildete Kurve auf der Vielzahl von Drehmomentkurven (die durch die durchgezogene Linie in 5 gezeigt ist) bei den jeweiligen Drehzahlen ist eine Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve. Der Elektromotor 10 wird gespeist, wobei der d-Achsen-Strom id und der q-Achsen-Strom iq an der Position des gegebenen Motorsolldrehmoments T* als die Sollwerte auf der Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve bei der Drehzahl des Motors derart verwendet werden, dass der Elektromotor 10 das Solldrehmoment T* ausgibt und der Leistungsverbrauchswirkungsgrad für die Motorspeisung verbessert wird.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve in zwei Sektionen, d. h. eine Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve A, die den d-Achsen-Wert wiedergibt, und die zweite Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve B unterteilt, die den q-Achsen-Wert wiedergibt. Die erste Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve A weist ein Paar Sektionen für den Traktionsbereich und den Regenerationsbereich auf, die den d-Achsen-Sollstrom in Bezug auf die Motordrehzahl und das Solldrehmoment wiedergeben.
  • Die erste Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle A 34 als ein Speicherbereich, in dem der d-Achsen-Sollstrom zur Erzeugung des Solldrehmoments in Bezug auf das Solldrehmoment T* mit dem minimalen Leistungsverbrauch geschrieben ist, weist ein Paar aus einer Traktionstabelle A1 für die Traktion und einer Regenerationstabelle A2 für die Regeneration auf. Die Verwendung der Traktionstabelle oder der Regenerationstabelle wird in Abhängigkeit von der Bestimmung in Bezug auf den Fall einer Traktion (Motorbetrieb) oder Regeneration (Generatorbetrieb) (12) auf der Grundlage der Drehzahl ω des Elektromotors und des gegebenen Solldrehmoments T* bestimmt.
  • Wenn die Drehzahl ω des Elektromotors 10 ansteigt, wird eine in den Statorspulen 11 bis 13 erzeugte gegenelektromotorische Kraft erhöht, so dass deren Anschlussspannungen ansteigen. Dementsprechend wird es schwierig, den Sollstrom den Spulen 11 bis 13 aus dem Umrichter 19 zuzuführen, so dass die Solldrehmomentausgabe schwierig wird. In dem vorstehend beschriebenen Fall werden, obwohl der Leistungsverbrauchswirkungsgrad verringert wird, der d-Achsen-Strom id und der q-Achsen- Strom iq um Δid und Δiq jeweils entlang der Kurve mit konstantem Drehmoment (beispielsweise der gestrichelten Kurve von +T1 gemäß 5) in Bezug auf das gegebene Motorsolldrehmoment T*, das auszugeben ist, verringert. Der vorstehend beschriebene Prozess kann als Magnetfeldschwächungssteuerung bezeichnet werden. Der d-Achsen-Magnetfeldschwächungsstrom Δid wird durch eine Magnetfeldjustierungsgrößen-Berechnungseinheit 42 erzeugt, um der d-Achsen-Strombefehlsberechnung 35 und der q-Achsen-Strombefehlsberechnung 36 zugeführt zu werden. Die Berechnung des d-Achsen-Magnetfeldschwächungsstroms Δi ist nachstehend beschrieben.
  • Die in 2 gezeigte d-Achsen-Strombefehlsberechnung 35 subtrahiert den d-Achsen-Magnetfeldschwächungsstrom Δid von dem d-Achsen-Stromwert id, der aus der ersten Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle A 34 entsprechend dem aus dem Drehmomentbefehlsbegrenzer 33 ausgegebenen Solldrehmoment T* gelesen wird, um den d-Achsen-Sollstrom id*, wie nachstehend beschrieben, zu berechnen, um diesen zu der Ausgabeberechnung 37 auszugeben. id* = –di – Δid (3)
  • Die in 2 gezeigte q-Achsen-Strombefehlsberechnung 36 weist die zweite Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle B auf. Diese wird durch Korrektur der zweiten Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve B, die den q-Achsen-Wert der Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve (gemäß 5 beispielsweise) wiedergibt, auf die Kurve erhalten, die den q-Achsen-Sollstrom wiedergibt, der durch Subtrahieren des zu dem d-Achsen-Magnetfeldschwächungsstrom Δid zugehörigen q-Achsen-Magnetfeldschwächungsstrom Δiq sowie durch darauf folgendes Speichern der Daten der korrigierten zweiten Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve B hergeleitet wird.
  • Die zweite Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle B ist ein Speicherbereich, in dem der d-Achsen-Sollstrom in Bezug auf das Solldrehmoment T* und der d-Achsen-Magnetfeldschwächungsstrom Δid zur Erzeugung des Solldrehmoments mit dem minimalen Leistungsverbrauch, d. h., der Sollstromwert der korrigierten zweiten Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve B geschrieben ist. Die zweite Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle B weist ebenfalls ein Paar aus einer Traktionstabelle 51 für die Traktion und einer Regenerationstabelle B2 für die Regeneration auf. Die Verwendung der Traktionstabelle oder der Regenerationstabelle wird in Abhängigkeit von einer Bestimmung in Bezug auf den Fall einer Traktion oder einer Regeneration (vergleiche 12) auf der Grundlage der Drehzahl ω des Elektromotors und des Solldrehmoments T bestimmt.
  • Die q-Achsen-Strombefehlsberechnung 36 liest den q-Achsen-Sollstrom iq* in Bezug auf das Solldrehmoment T* und den d-Achsen-Magnetfeldschwächungsstrom Δid aus der zweiten Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle B, damit diese der Ausgangsberechnung 37 zugeführt werden.
  • Die Kombination aus der Drehzahl ω und dem Ausgangsdrehmoment T des Elektromotors 10 kann durch vier Quadranten wiedergegeben werden, wie es in 12 gezeigt ist. Wenn die Drehzahl ω die Drehzahl Null passiert, tritt ein Quadrantenübergang von der Traktion zu der Regeneration oder umgekehrt auf. An dem Grenzbereich zwischen dem Traktionsbereich und dem Regenerationsbereich (Drehzahl Null) ist die Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve in einer diskontinuierlichen Weise geformt, wie es in 5 gezeigt ist. Wenn die Drehzahl ω die Drehzahl Null passiert, können die d-Achsen- und q-Achsen-Sollstromwerte Stufensprünge machen, wie es in 13 bis 16 beispielsweise gezeigt ist, wodurch die Rotation des Elektromotors 30 instabil gemacht wird. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der Nulldrehzahlbereich mit einer vorbestimmten Breite mit der Drehzahl ω = 0 als Mitte als eine Glättungssektion oder Kontinuitätssektion derart eingestellt, dass die Nachfolgeeinstellung gemacht wird. ω1 bis ω2, ω1 = –512 U/min, ω2 = +512 U/min
  • Wenn die Drehzahl ω sich in dem vorbestimmten Bereich befindet, werden die d-Achsen- und q-Achsen-Sollstromwerte idU und iqU in den Traktionstabellen A1 und B1 sowie die d-Achsen- und q-Achsen-Sollstromwerte idL und iqL in den Regenerationstabellen A2 und B2 den jeweiligen Werten an den Enden des Nulldrehzahlbereichs zugeordnet. Auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Werte und der Drehzahl ω werden die d-Achsen- und q-Achsen-Sollströme id* und iq* entsprechend den Drehzahlen ω durch eine lineare Interpolation, d. h., einen Glättungs- oder Kontinuitätsprozess berechnet.
  • Wenn die Drehzahl ω von dem Nulldrehzahlbereich, der als gleich oder höher als ω1 und gleich oder kleiner als ω2 eingestellt ist, stellt die d-Achsen-Strombefehlsberechnung 35 den berechneten Wert id* in der Gleichung (3) auf den d-Achsen-Sollstromwert id* ein. Wenn die Drehzahl ω sich in dem Nulldrehzahlbereich befindet, liest die d-Achsen-Strombefehlsberechnung 35 die d-Achsen-Sollstromwerte id1 und id2 entsprechend dem Solldrehmoment T* in der Traktionstabelle A1 und der Regenerationstabelle A2 in der ersten Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle A 34, und wird der d-Achsen-Sollstrom id* auf der Grundlage des Regenerationssollstroms idL unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung berechnet, wobei idU = –id1, und idL = –id2 gelten. id* = idL + (idU – idL)·(ω – ω1)/(ω2 – ω) (1a)
  • Dieser kann auf der Grundlage des Traktionssollstroms idU unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung berechnet werden. id* = idU – (idU – idL)·(ω2 – ω)/(ω2 – ω1) (2a)
  • Der d-Achsen-Sollstromwert id*, der auf der Grundlage des aus der ersten Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle A 34 gelesenen d-Achsen-Stromwerts id berechnet worden ist, wird durch den berechneten Wert als den d-Achsen-Sollstromwert id* ersetzt. Dementsprechend erfährt der d-Achsen-Sollstrom id* einen linearen Übergang entsprechend der Drehzahl ω, wie es durch die diagonale Linie in 7 oder 8 gezeigt ist, d. h., einen gleichförmigen Übergang, ohne dass ein Stufensprung verursacht wird, solange wie die Drehzahl ω sich in dem Nulldrehzahlbereich befindet, der als der Bereich um die Grenze zwischen dem Traktionsbereich und dem Regenerationsbereich definiert ist.
  • Wenn die Drehzahl ω von dem Nulldrehzahlbereich, der als gleich oder höher als ω1 und gleich oder kleiner als ω2 eingestellt ist, abweicht, stellt die q-Achsen-Strombefehlsberechnung 36 den gelesenen Wert iq* auf den q-Achsen-Sollstromwert iq* ein. Wenn jedoch die Drehzahl ω sich in dem Nulldrehzahlbereich befindet, liest die q-Achsen-Strombefehlsberechnung 36 die q-Achsen-Solistromwerte iqU = iq1 und den q-Achsen-Sollstrom iqL = iq2 entsprechend dem Sollwert T* und dem d-Achsen-Magnetfeldschwächungsstrom Δid aus der Traktionstabelle B1 und der Regenerationstabelle B2 der zweiten Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle B. Der q-Achsen-Sollstrom iq* wird auf der Grundlage des Sollstroms iqL auf der Regenerationsseite berechnet. iq* = iqL + (iqU – iqL)·(ω – ω1)/(ω2 – ω1) (1b)
  • Dieser kann auf der Grundlage des Traktionssollstroms iqU auf der Traktionsseite unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung berechnet werden. iq* = iqU – (iqU – iqL)·(ω2 – ω)/(ω2 – ω1) (2b)
  • Der q-Achsen-Sollstromwert iq, der aus der zweiten Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle B ausgelesen worden ist, wird durch den berechneten Wert als dem q-Achsen-Sollstromwert iq* ersetzt. Dementsprechend erfährt der q-Achsen-Sollstrom iq* einen linearen Übergang entsprechend der Drehzahl ω, wie es durch die diagonale Linie in 9 oder 10 gezeigt ist, d. h., einen gleichförmigen Übergang, ohne dass der Stufensprung verursacht wird, solange wie die Drehzahl ω sich in dem Nulldrehzahlbereich befindet, der als der Bereich um die Grenze zwischen dem Traktionsbereich und dem Regenerationsbereich definiert ist.
  • Die vorstehend beschriebenen d-Achsen- und q-Achsen-Sollstromwerte id* und iq* werden der in 2 gezeigten Ausgangsberechnung 37 zugeführt. Die Ausgangsberechnung 37 führt eine Proportionalsteuerung und Integralsteuerung (PI-Berechnung unter der Regelung) auf der Grundlage einer Stromdifferenz δid zwischen dem d-Achsen-Sollstrom id* und dem d-Achsen-Strom id sowie einer Stromdifferenz δiq zwischen dem q-Achsen-Sollstrom iq* und dem q-Achsen-Strom iq durch, die berechnet worden sind. Ein Spannungsabfall Vzdp, der einen Spannungsbefehlswert der Proportionalkomponente wiedergibt, und ein Spannungsabfall Vzdi, der einen Spannungsbefehlswert der Integralkomponente wiedergibt, werden auf der Grundlage der Stromdifferenz δid derart berechnet, dass der Spannungsabfall Vzd durch Addieren der Spannungsabfälle Vzdp und Vzdi berechnet wird, wie es durch die nachfolgende Gleichung gezeigt ist. Vzd = Vzdp + Vzdi (4)
  • Die Ausgangsberechnung 37 liest die Drehzahl ω und den q-Achsen-Strom iq zur Berechnung der induzierten Spannung ed, die durch den q-Achsen-Strom iq induziert wird, auf der Grundlage der Drehzahl ω, des q-Achsen-Stroms iq und einer q-Achsen-Induktivität Lq, wie es durch die nachfolgende Gleichung gezeigt ist. ed = ω·Lq·iq (5)
  • Die Ausgangsberechnung 37 subtrahiert weiterhin die induzierte Spannung ed von dem Spannungsabfall Vzd, um den d-Achsen-Spannungsbefehlswert vd* als die Ausgangsspannung zu berechnen, wie es durch die nachfolgende Gleichung gezeigt ist. Vd* = Vzd – ed = Vzd – ω·Lq·iq (6)
  • Die Ausgangsberechnung 37 berechnet weiterhin den Spannungsabfall Vzgp, der den Spannungsbefehlswert der Proportionalkomponente wiedergibt, und den Spannungsabfall Vzqi, der den Spannungsbefehlswert des Integralterms wiedergibt, auf der Grundlage der Stromdifferenz δiq und addiert die Spannungsabfälle Vzgp und Vzqi zur Berechnung des Spannungsabfalls Vzq, wie es durch die nachfolgende Gleichung gezeigt ist. Vzq = Vzgp + Vzqi
  • Die Ausgangsberechnung 37 berechnet die induzierte Spannung, die durch den d-Achsen-Strom id induziert wird, auf der Grundlage der Drehzahl ω, der gegenelektromotorischen Spannungskonstanten MIf, des d-Achsen-Stroms id und einer Induktivität Ld auf der d-Achse wie folgt. eq = ω (MIf + Ld·id) (7)
  • Die Ausgangsberechnung 37 berechnet weiterhin den q-Achsen-Spannungsbefehlswert vq* als die Ausgangsspannung durch Addieren der induzierten Spannung eq zu dem Spannungsabfall Vzq wie folgt. vq* = Vzq + eq = Vzq + ω (MIf + Ld·id) (8)
  • Ein Zwei-Phasen-/Drei-Phasenwandler 39, der als eine Einrichtung zum Umwandeln von Rotationskoordinaten in Festkoordinaten (rotierenden in feste Koordinaten) dient, in einem Ausgangswandler 38 wandelt die Sollspannungen vd* und vq* in den Rotationskoordinaten (Drehkoordinaten), die durch die Ausgangsberechnung 37 ausgegeben werden, in Sollspannungen VU*, VV* und VW* in Festkoordinaten entsprechend der Zwei-Phasen-/Drei-Phasen-Umwandlung um und sendet die Sollspannungen VU*. VV* und VW* zu einem PWM-Impulsgenerator 50. Der PWM-Impulsgenerator 50 wandelt die Drei-Phasen-Sollspannungen VU*, VV* und VW* in die PWM-Impulse MU, MV und MW zur Ausgabe der Spannungen entsprechend den jeweiligen Werten um und gibt die PWM- Impulse MU, MV und MW zu der Antriebsschaltung 20 aus. Die Antriebsschaltung 20 erzeugt sechs aufeinanderfolgende Antriebssignale parallel auf der Grundlage der PWM-Impulse MU, MV und MW, um die Transistoren Tr1 bis Tr6 des Spannungsumrichters 19 mit den jeweiligen aufeinanderfolgenden Antriebssignalen ein- bzw. auszuschalten. Die Spannungen VU*, VV* und VW* werden an die Statorspulen 11 bis 13 des Elektromotors 10 jeweils derart angelegt, dass die Phasenströme iU, iV und iW zugeführt werden.
  • Gemäß 2 verwendet der Ausgangswandler 38 einen Funktionsblock 40, der darin enthalten ist, um einen Spannungssättigungsindex m zu berechnen, der ein Parameter für die Magnetfeldschwächungssteuerung ist. Das heißt, dass der Spannungssättigungs-Bestimmungsindex m als den Wert, der den Pegel bzw. das Ausmaß der Spannungssättigung angibt, auf der Grundlage des d-Achsen-Spannungsbefehlswerts vd* und des q-Achsen-Spannungsbefehlswerts vq* wie nachstehend berechnet wird, um zu einem Subtrahierer 58 gesendet zu werden. m = √(vd*2 + vq*2)/Vdc (9)
  • Der Subtrahierer 58 subtrahiert eine Konstante kv (gemäß diesem Ausführungsbeispiel 0,78) von dem Spannungssättigungs-Bestimmungsindex m, um einen Spannungssättigungs-Berechnungswert ΔV zu berechnen. Der Subtrahierer 58 sendet dann den Spannungssättigungs-Berechnungswert ΔV zu einer Magnetfeldjustierungsgrößen-Berechnungseinheit 42. Die Konstante kv wird eingestellt, wenn ein Schwellwert, der die maximale Ausgangsspannung des Umrichters 19 wiedergibt, als ein Vergleichwert Vmax eingestellt wird, wie es nachstehend gezeigt ist. Vmax = k·Vdc (10) ΔV = m – kv (11)
  • Die Magnetfeldjustierungsgrößen-Berechnungseinheit 42 akkumuliert den Wert ΔV. Falls der akkumulierte Wert FΔV einen positiven Wert annimmt, wird die Proportionalkonstante mit dem akkumulierten Wert ΣΔV zur Berechnung des d-Achsen-Magnetfeldschwächungsstroms Δid multipliziert, und wird der d-Achsen-Magnetfeldschwächungsstrom Δid als der positive Wert zur Ausführung der Magnetfeldschwächungssteuerung eingestellt. Falls der Spannungssättigungs-Berechnungswert ΔV und der akkumulierte Wert ΣΔV einen Wert gleich oder kleiner als Null annimmt, werden der Justierungswert Δid und der akkumulierte Wert ΣΔV als Null eingestellt. Der Justierungswert Δid wird der d-Achsen-Strombefehlsberechnung 35 und der q-Achsen-Strombefehlsberechnung 36 jeweils zugeführt.
  • Der in 2 gezeigte Mikrocomputer MPU weist ein RAM, ein ROM und einen Flash-Speicher zum Speichern von Daten und verschiedenen Arten von Programmen zusätzlich zu der CPU auf. Das Programm, Referenzdaten und Nachschlagetabellen, die in dem RAM oder dem Flash-Speicher gespeichert sind, werden in das RAM geschrieben, auf deren Grundlage der Eingabeprozess, Berechnung und Ausgabeprozess ausgeführt werden, wie es durch den mit einer durch eine mit zwei Punkten unterbrochene gestrichelte Linie eingeschlossenen Bereich in 2 angegeben ist.
  • 3 zeigt schematisch die durch die (CPU des) Mikrocomputers MPU auf der Grundlage dieses Programms ausgeführte Motorantriebssteuerung MDC. Bei Anlegen der Betriebsspannung initialisiert der Mikrocomputer MPU das Motorantriebssystem gemäß 1 als auch sich selbst in den stationären Bereitschaftszustand, wobei auf einen Motorantriebsstartbefehl aus der Hauptsteuerungseinrichtung des (nicht gezeigten) Fahrzeugfahrtsteuerungssystems gewartet wird. In Reaktion auf den Empfang des Motorantriebsstartbefehls stellt der Mikrocomputer MPU durch eine "Startverarbeitung" (Schritt 1) das Motorantriebssystem in einen Zustand ein, der die Ausführung der Motorantriebssteuerung MDC ermöglicht. Dann werden in "Einganglesen" (Schritt 2) die Eingangssignale oder die Daten gelesen. Das heißt, dass das durch die Motorsteuerungseinrichtung zugeführte Motorsolldrehmoment TM* gelesen wird und die Stromerfassungssignale iU, iV und iW durch die digitale Umwandlung gelesen werden, und weiterhin das Rotationswinkelsignal SGθ und das Energieversorgungsspannungssignal Vdc durch eine digitale Umwandlung gelesen werden.
  • In der nachfolgenden Beschreibung sind lediglich die entsprechenden Schrittnummern in den Klammern gezeigt.
  • Der Mikrocomputer MPU berechnet den Rotationswinkel θ und die Drehzahl ω auf der Grundlage des Rotationswinkelsignals SGθ (Rotationswinkeldaten SGθ), das gelesen worden ist (3). Die Funktion ist durch die Winkel-/Drehzahlberechnung 32 gemäß 2 dargestellt. Dann führt der Mikrocomputer MPU die Drei-Phasen-/Zwei-Phasen-Umwandlung zur Umwandlung der gelesenen Drei-Phasen-Stromerfassungssignale iU, iV und iW in den Zwei-Phasen-d-Achsen-Stromwert id und den Zwei-Phasen-q-Achsen-Stromwert um (4). Die Funktion ist durch die Stromrückkopplung 31 gemäß 2 wiedergegeben. Der Mikrocomputer MPU berechnet den d-Achsen-Magnetfeldschwächungsstrom Δid zur Ausführung der d-Achsen-Magnetfeldschwächungssteuerung in Bezug auf den akkumulierten Wert ΣΔV durch Multiplizieren der Proportionalkonstanten mit dem akkumulierten Wert ΣΔV (5).
  • Die Funktion ist durch die Magnetfeldjustierungsgrößen-Berechnungseinheit 42 gemäß 2 wiedergegeben. Der Mikrocomputer MPU liest das Grenzdrehmoment TM*max entsprechend dem gelesenen Motorsolldrehmoment TM*, der gelesenen Gleichspannung Vdc und der berechneten Drehzahl ω aus der Grenzdrehmomenttabelle. Wenn das Motorsolldrehmoment TM* das TM*max überschreitet, wird das TM*max als das Solldrehmoment T* eingestellt. Wenn es gleich oder kleiner als TM*max ist, wird das gelesene Motorsolldrehmoment TM* als das Solldrehmoment T* eingestellt (6). Die Funktion ist durch den Drehmomentbefehlsbegrenzer 33 wiedergegeben, wie es in 2 gezeigt ist.
  • 4 zeigt den in "Stromsollwertberechnung" (7) gemäß 3 ausgeführten Prozess. Gemäß 4 liest der Mikrocomputer MPU in der "Stromsollwertberechnung" die d-Achsen-Stromwerte id1 und id2 auf den Traktions- und Regenerationsseiten, die mit dem vorstehend beschriebenen Solldrehmoment T* korreliert sind, aus der ersten Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle A (22, 23). Es wird bestimmt, ob die Kombination aus der Motordrehzahl ω und dem Solldrehmoment T* sich in dem Traktionsbereich oder dem Regenerationsbereich befindet (vergleiche 12) (24). Der d-Achsen-Stromwert id1 wird als der d-Achsen-Strom id eingestellt, falls bestimmt wird, dass die Kombination sich in dem Traktionsbereich befindet. Der d-Achsen-Stromwert id2 wird als d-Achsen-Strom id eingestellt, falls bestimmt wird, dass sich die Kombination in dem Regenerationsbereich befindet. Dann wird der d-Achsen-Sollstrom id* unter Verwendung von Δid berechnet, der in der "Magnetfeldschwächungsberechnung" (5) berechnet worden ist (24 bis 26). id* = –id – Δid (3)
  • Der Mikrocomputer MPU liest die q-Achsen-Stromwerte iq1 und iq2 auf den Traktions- und Regenerationsseiten, die mit dem vorstehend beschriebenen Solldrehmoment T* korreliert sind, und den d-Achsen-Magnetfeldschwächungsstromwert Δid aus der zweiten Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle B (28, 29). Es wird bestimmt, ob die Kombination aus der Motordrehzahl ω und dem Solldrehmoment T* sich in dem Traktionsbereich oder dem Regenerationsbereich (vergleiche 12) befindet (30). Der q-Achsen-Stromwert iq1 wird als q-Achsen-Sollstrom iq* eingestellt, falls bestimmt wird, dass die Kombination sich in dem Traktionsbereich befindet. Der q-Achsen-Stromwert iq2 wird als q-Achsen-Sollstrom iq* eingestellt, falls bestimmt wird, dass die Kombination sich in dem Regenerationsbereich befindet (30 bis 32).
  • Der Mikrocomputer MPU erfasst, ob die Drehzahl ω U/min sich in dem Nulldrehzahlbereich befindet, der als gleich oder höher als ω1 (–512 U/min) und gleich oder niedriger als ω2 (+512 U/min) bestimmt ist (33). Falls diese von dem Bereich abweicht, endet die "Stromsollwertberechnung" (7) und geht der Prozess zur darauf folgenden "Ausgangsberechnung" (8) gemäß 3 über.
  • Falls sie sich in dem Nulldrehzahlbereich befindet, wird der d-Achsen-Sollstrom id* unter Verwendung der d-Achsen-Stromwerte id1 und id2 auf den Traktions- und Regenerationsseiten, die in den Schritten 22 und 23 gelesen worden sind, unter der Bedingung, dass idU = –id1, idL = –id2 sind, auf der Grundlage des d-Achsen-Stromwerts auf der Regenerationsseite, d. h., idL = id2 berechnet (35), wie es nachstehend beschrieben ist. id* = idL + (idU – idL)·(ω – ω1)/(ω2 – ω1) (1a)
  • Das Symbol ω stellt die Drehzahl (U/min) des Motors dar. Der in der Gleichung (3) berechnete d-Achsen-Sollstromwert id* wird durch den berechneten Wert ersetzt, so dass er als d-Achsen-Sollstromwert id* eingestellt wird (36). Dann wird der q-Achsen-Sollstrom iq* wie nachfolgend beschrieben berechnet (38), wobei die in den Schritten 28 und 29 gelesenen q-Achsen-Stromwerte iq1 und iq2 auf den Traktions- und Regenerationsseiten als die nachfolgenden iqU und iqL auf der Grundlage des q-Achsen-Stromwerts auf der Regenerationsseite verwendet werden, d. h., iqL = –iq2. iq* = iqL + (iqU – iqL)·(ω – ω1)/(ω2 – ω) (1b)
  • Der berechnete Wert wird als q-Achsen-Sollstromwert iq* eingestellt (39). Der Prozess geht dann zu "Ausgangsberechnung" (8) gemäß 3 über.
  • Die Funktion der vorstehend beschriebenen "Stromsollwertberechnung" (7) ist durch die d-Achsen-Strombefehlsberechnung 35 und die q-Achsen-Strombefehlsberechnung 36 wiedergegeben, wie es in 2 gezeigt ist. Wenn die Drehzahl ω sich in dem Nulldrehzahlbereich befindet, der als der Bereich um die Grenze zwischen dem Traktionsbereich und dem Regenerationsbereich eingestellt ist, erfährt der d-Achsen-Sollstrom id* einen linearen Übergang entsprechend der Drehzahl ω, wie es die diagonale Linie gemäß 7 oder 8 zeigt. Der q-Achsen-Sollstrom iq* erfährt ebenfalls einen linearen Übergang entsprechend der Drehzahl ω, wie es die diagonale Linie in 9 oder 10 zeigt. D. h., dass sowohl der d-Achsen-Sollstrom id* als auch der q-Achsen-Sollstrom iq* den gleichförmigen Übergang (glatten Übergang) erfahren, ohne dass ein Stufensprung verursacht wird.
  • Gemäß 3 wandelt nach der "Stromsollwertberechnung" (7) der Mikrocomputer MPU die Abweichungen δid und δiq der Rückkopplungsströme id und iq, die in Schritt 4 in Bezug auf die d-Achsen- und q-Achsen-Sollströme id* und iq* berechnet worden sind, in die d-Achsen- und q-Achsen-Sollspannungen Vd* und Vq* jeweils um (8). Dann werden die d-Achsen- und q-Achsen-Sollspannungen Vd* und Vq* in die Drei-Phasen-Spannungen VU*, VV* und VW* umgewandelt, um aktualisiert zu werden und zu dem PWM-Impulsgenerator 50 ausgegeben zu werden. Nach der Aktualisierung und Ausgabe wird auf der Grundlage der somit erhaltenen d-Achsen- und q-Achsen-Sollströme id* und iq* und der Energieversorgungsspannung Vdc der Spannungssättigungsindex m berechnet, der zur Ausführung der Magnetfeldschwächungssteuerung verwendet wird, und wird der Spannungssättigungsberechnungswert ΔV weiterhin berechnet. Der Wert ΔV wird zu dem akkumulierten Wert ΣΔV summiert, auf der Grundlage dessen der d-Achsen-Magnetfeldschwächungsstrom Δid zur Ausführung der darauf folgenden Magnetfeldschwächungssteuerung berechnet wird. Der berechnete d-Achsen-Magnetfeldschwächungsstrom Δid wird in der darauf folgenden "Stromsollwertberechnung" verwendet (7). Die Verarbeitungsfunktionen der "Ausgangsberechnung" (8) und der "Ausgangsumwandlung & Ausgangsaktualisierung" (9) sind durch die Ausgangsberechnung 37, den Ausgangswandler 38, den Subtrahierer 41 und die Magnetfeldjustierungsgrößen-Berechnungseinheit 42 wiedergegeben, wie es in 2 gezeigt ist.
  • Gemäß 3 aktualisiert der Mikrocomputer MPU die berechneten Drei-Phasen-Spannungen VU*, VV* und VW*, die zu dem PWM-Impulsgenerator 50 auszugeben sind. Nach Verstreichen einer Zeit bis zum nächsten Wiederholungsverarbeitungszeitpunkt (10) geht der Prozess zum "Einganglesen" (2) erneut über. Die Prozesse nach dem vorstehend beschriebenen "Einganglesen" (2) werden ausgeführt. Falls ein Stoppbefehl aus der Systemsteuerungseinrichtung während der Bereitschaftszeitdauer bis zu dem darauf folgenden Wiederholungsverarbeitungszeitpunkt ausgegeben wird, stoppt der Mikrocomputer MPU die Ausgabe zum Speisen des Motors zum Rotieren (12).
  • In dem Niedrigdrehzahlbereich, in dem die Drehzahl des Elektromotors 10 die Möglichkeit hat, die Grenze (Drehzahl = Null) zwischen dem Traktionssteuerungsbereich und dem Regenerationssteuerungsbereich zu überschreiten, d. h. in dem vorbestimmten Drehzahlbereich (dem Nulldrehzahlbereich), werden die Sollströme id* und iq* entsprechend der Drehzahl durch die lineare Interpolation unter Verwendung der Sollströme idU und iqU auf der Traktionsseite und der Sollströme idL und iqL auf der Regenerationsseite sowie der Drehzahl ω zur Erzeugung des Solldrehmoments T* bestimmt. In dem Fall, in dem der Betrieb des Elektromotors einen Quadrantenübergang von dem Traktionssteuerungsbereich zu dem Regenerationssteuerungsbereich oder umgekehrt erfährt, verursachen die Sollströme id* und iq* niemals einen Stufensprung. Der Rotor des Elektromotors kann somit gleichförmig ungeachtet eines Quadrantenübergangs rotieren. Falls der Quadratenübergang während einer Aufwärtsfahrt bei niedrigen Drehzahlen auftritt, wird erfindungsgemäß ein gleichförmiges und stabiles Rotieren des Rotors ermöglicht.
  • 11 zeigt die Änderungen in der Motordrehzahl ω und den d-Achsen- und q-Achsen-Strömen (Ausgänge von 32, 31 gemäß 2) während der Aufwärtsfahrt in einem Zustand, in dem das Solldrehmoment T* als positiver Wert eingestellt ist und die Motordrehzahl ω von negativ auf positiv umgeschaltet hat, d. h., dass ein Quadrantenübergang von Regeneration zu Traktion aufgetreten ist. In dem Bereich ZrdA und ZrgA, in dem die d-Achsen- und q-Achsen-Ströme in dem Drehzahlbereich ZrA sich ändern, in dem der Quadrantenübergang auftritt, erfahren die d-Achsen- und q-Achsen-Ströme einen gleichförmigen Übergang, ohne dass eine Drehmomenterschütterung verursacht wird. In den Änderungsbereichen ZrdB und ZrqB der d-Achsen- und q-Achsen-Ströme in dem Drehzahlbereich ZrB, in dem die Drehzahl beginnt, von dem Nulldrehzahlbereich aus positiv zu werden, erfahren die d-Achsen- und die q-Achsen-Ströme einen gleichförmigen Übergang ohne Verursachen einer Drehmomenterschütterung.
  • Lediglich ein einzelnes Hochwirkungsgraddrehmoment-Stromtabellenpaar, beispielsweise die Tabelle A, kann angewandt werden. Die Traktionstabelle und die Regenerationstabelle sind mit dem Solldrehmoment korreliert, um die d-Achsen- und q-Achsen-Sollströme id und iq beizubehalten, um aus dieser Tabelle gleichzeitig ausgelesen zu werden. Der id wird der d-Achsen-Strombefehlsberechnung 35 zugeführt, und der iq wird der q-Achsen-Strombefehlsberechnung 36 zugeführt. Die d-Achsen-Strombefehlsberechnung 35 weist dieselbe Funktion wie diejenige gemäß 2 auf. Die q-Achsen-Strombefehlsberechnung 36 kann derart aufgebaut sein, dass diese eine Berechnungsfunktion zur Umwandlung des d-Achsen-Magnetfeldschwächungsstroms Δid in den zugehörigen q-Achsen-Magnetfeldschwächungsstrom Δiq aufweist, oder eine Nachschlagetabelle anstelle der Tabelle B aufweist. Die q-Achsen-Strombefehlsberechnung 36 kann derart aufgebaut sein, dass der auf der Grundlage des d-Achsen-Magnetfeldschwächungsstroms Δid berechnete q-Achsen-Magnetfeldschwächungsstrom Δiq von dem aus der Tabelle A gelesenen iq subtrahiert wird.
  • Die Statorspulen 11 bis 13 sind im Stern geschaltet. Falls zwei der Phasenstromwerte der jeweiligen Phasen bestimmt sind, kann der Stromwert des restlichen Phasenstroms erhalten werden. Dementsprechend kann jeder Leitungsdraht der U-Phasen- und V-Phasen-Statorspulen 11 und 12 mit Stromsensoren 14 und 15 jeweils ausgerüstet sein, um die Ströme iU, iV und iW der jeweiligen Phasen zu steuern. In diesem Fall kann der Stromsensor 16 entfallen, und der Strom iW in der W-Phase kann auf der Grundlage der Erfassungswerte iU und iV der Stromsensoren 14 und 15 berechnet werden, um als W-Phasen-Stromerfassungswert eingestellt zu werden.
  • Zusammenfassung
  • Wenn eine Drehzahl ω sich in einem vorbestimmten Drehzahlbereich von – ω1 ≤ ω ≤ + ω2 einschließlich einer Nulldrehzahl befindet, in dem ein Schalten zwischen Sollströmen id* und iq*, die einem Solldrehmoment T* zugeordnet sind, diskontinuierlich durchgeführt wird, werden die Sollströme id* und iq* entsprechend der Drehzahl ω durch eine lineare Interpolation unter Verwendung der Drehzahl ω, der Sollströme auf der Traktionsseite idU und iqU sowie der Sollströme auf einer Regenerationsseite idL und iqL, die dem Solldrehmoment T* zugeordnet sind, erhalten, so dass die Ströme iU, iV und iW entsprechend dem Sollstrom dem Elektromotor 10 zugeführt werden. Wenn die Drehzahl ω von dem Bereich abweicht, wird der Strom entsprechend dem Sollstrom, der dem Wert entsprechend dem Solldrehmoment T* auf einer Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve zugeordnet ist, dem Elektromotor 10 zugeführt, so dass eine Magnetfeldschwächungssteuerung ausgeführt wird.
    • 10
    Elektromotor
    11–13
    Drei-Phasen-Statorspule
    14–16
    Stromsensor
    17
    Resolver
    18
    Batterie in dem Fahrzeug
    21
    Spannungssensor
    42
    Magnetfeldjustierungs-Größenberechnung
    id
    d-Achsen-Stromwert
    iq
    q-Achsen-Stromwert
    T
    Drehmoment
    ω
    Drehzahl
    θ
    Rotationswinkel
    Vdc
    Batteriespannung
  • 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 2005-192341 A [0001]
    • - JP 2006-14539 A [0001]

Claims (16)

  1. Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren zum Herleiten eines Sollstroms aus einem Solldrehmoment, um einen elektrischen Strom entsprechend dem Sollstrom einem Elektromotor zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn eine Drehzahl des Motors sich in einem vorbestimmten Drehzahlbereich einschließlich einer Nulldrehzahl befindet, in dem der Sollstrom zum Antrieb des Motors, der dem Solldrehmoment zugeordnet ist, diskontinuierlich umgeschaltet wird, der Sollstrom entsprechend der Drehzahl durch eine lineare Interpolation unter Verwendung der Drehzahl und von Sollströmen auf einer Traktionsseite und einer Regenerationsseite, die dem Solldrehmoment zugeordnet sind, derart erhalten wird, dass der elektrische Strom entsprechend dem Sollstrom dem Elektromotor zugeführt wird.
  2. Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn die Drehzahl des Elektromotors sich außerhalb des vorbestimmten Drehzahlbereichs befindet, der Elektromotor mit dem elektrischen Strom entsprechend dem Sollstrom beaufschlagt wird, der einem Wert entsprechend dem Solldrehmoment zugeordnet ist, der auf einer Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve gegeben ist, die die jeweiligen Sollströme zur Erzeugung der jeweiligen Solldrehmomente des Elektromotors mit einem minimalen Leistungsverbrauch wiedergibt.
  3. Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren nach Anspruch 2, wobei ein Magnetfeldschwächungsstrom auf der Grundlage einer Energieversorgungsspannung zur Versorgung des Elektromotors mit Energie und einer Sollspannung entsprechend dem Sollstrom hergeleitet wird, und der Elektromotor mit dem elektrischen Strom entsprechend einem Wert beaufschlagt wird, der durch Subtrahieren des hergeleiteten Magnetfeldschwächungsstroms von dem Sollstrom erhalten wird, der dem Wert entsprechend dem auf der Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve gegebenen Solldrehmoment zugeordnet ist.
  4. Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren nach Anspruch 2, wobei, wenn die Drehzahl des Motors sich in dem vorbestimmten Drehzahlbereich befindet, eine Differenz in den Sollströmen zwischen der Traktionsseite und der Regenerationsseite entsprechend dem Solldrehmoment mit einem Verhältnis einer Differenz zwischen einer oberen Grenze einer positiven Drehzahl und einer unteren Grenze einer negativen Drehzahl in dem vorbestimmten Drehzahlbereich zu einer Differenz zwischen der Drehzahl des Motors und der unteren Grenze der negativen Drehzahl auf der Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve derart multipliziert wird, dass der Elektromotor mit dem elektrischen Strom entsprechend einem Wert beaufschlagt wird, der durch Addieren des multiplizierten Werts zu dem Sollstrom auf der Regenerationsseite erhalten wird.
  5. Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren nach Anspruch 2, wobei, wenn die Drehzahl des Motors sich in dem vorbestimmten Drehzahlbereich befindet, eine Differenz in den Sollströmen zwischen der Traktionsseite und der Regenerationsseite entsprechend dem Solldrehmoment mit einem Verhältnis einer Differenz zwischen einer oberen Grenze einer positiven Drehzahl und einer unteren Grenze einer negativen Drehzahl in dem vorbestimmten Drehzahlbereich zu einer Differenz zwischen der Drehzahl des Motors und der oberen Grenze der positiven Drehzahl auf der Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve derart multipliziert wird, dass der Elektromotor dem elektrischen Strom entsprechend dem Wert beaufschlagt wird, der durch Subtrahieren des multiplizierten Werts von dem Sollstrom auf der Traktionsseite erhalten wird.
  6. Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve eine erste Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve, die jeweilige d-Achsen-Sollströme zur Erzeugung der jeweiligen Solldrehmomente des Elektromotors mit minimalem Leistungsverbrauch wiedergibt, und eine zweite Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve aufweist, die jeweilige q-Achsen-Sollströme zur Erzeugung der jeweiligen Solldrehmomente bei jeweiligen Magnetfeldschwächungsströmen des Elektromotors mit dem minimalen Leistungsverbrauch wiedergibt, und der d-Achsen-Sollstrom auf der Grundlage der ersten Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve erhalten wird und der q-Achsen-Sollstrom auf der Grundlage der zweiten Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve erhalten wird.
  7. Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren zum Herleiten von d-Achsen- und q-Achsen-Sollströme aus einem Solldrehmoment, um einen elektrischen Strom entsprechend den Sollströmen einem Elektromotor zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn eine Drehzahl des Motors sich in einem vorbestimmen Drehzahlbereich einschließlich einer Nulldrehzahl befindet, bei der der Sollstrom zum Antrieb des Motors, der dem Solldrehmoment zugeordnet ist, diskontinuierlich geschaltet wird, der d-Achsen-Sollstrom entsprechend der Drehzahl durch eine lineare Interpolation unter Verwendung der Drehzahl und der d-Achsen-Sollströme auf einer Traktionsseite und einer Regenerationsseite erhalten wird, die dem Solldrehmoment zugeordnet sind, das auf einer ersten Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve gegeben ist, die die d-Achsen-Sollströme zur Erzeugung der Solldrehmomente mit einem minimalem Leistungsverbrauch wiedergibt, und der q-Achsen-Sollstrom entsprechend der Drehzahl durch eine lineare Interpolation unter Verwendung der Drehzahl und der q-Achsen-Sollströme auf der Traktionsseite und der Regenerationsseite erhalten wird, die dem Solldrehmoment zugeordnet sind, das auf einer zweiten Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve gegeben ist, die die q-Achsen-Sollströme zur Erzeugung der Solldrehmomente mit einem minimalen Leistungsverbrauch wiedergibt, so dass ein Strom entsprechend den d-Achsen- und den q-Achsen-Sollströmen dem Elektromotor zugeführt wird.
  8. Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Elektromotor ein Fahrzeugelektromotor ist, der in einem Fahrzeug zum Antrieb von Rädern des Fahrzeugs eingebaut ist, um diese in Drehung zu versetzen.
  9. Elektromotorantriebs-Steuerungssystem, das eine Sollstrom-Einstellungseinrichtung zum Herleiten eines Sollstroms aus einem Solldrehmoment, eine Stromzufuhr- Befehlseinrichtung zur Erzeugung eines Stromzufuhrbefehls, um einen elektrischen Strom entsprechend dem Sollstrom einem Elektromotor zuzuführen, und eine Motorspeisungseinrichtung zum Zuführen eines Speisungsstroms zu dem Elektromotor auf der Grundlage eines Befehls der Stromzufuhr-Befehlseinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollstrom-Einstellungseinrichtung aufweist: eine Sollwert-Korrektureinrichtung zum Herleiten eines Sollstroms entsprechend einer Drehzahl durch eine lineare Interpolation unter Verwendung der Drehzahl und Sollströmen auf einer Traktionsseite und einer Regenerationsseite, die jeweils dem Solldrehmoment zugeordnet sind, das gegeben ist, wenn die Drehzahl des Motors sich in einem vorbestimmten Drehzahlbereich einschließlich einer Nulldrehzahl befindet, bei der der Sollstrom zum Antrieb des Motors, der dem Solldrehmoment zugeordnet ist, diskontinuierlich geschaltet wird.
  10. Elektromotorantriebs-Steuerungssystem nach Anspruch 9, wobei die Sollstrom-Einstellungseinrichtung eine Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle aufweist, die die Sollströme zur Erzeugung der Solldrehmomente des Elektromotors mit minimalem Leistungsverbrauch wiedergibt, und die Sollwert-Korrektureinrichtung einen Strom in Bezug auf das Solldrehmoment auf der Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle auf den Sollwert einstellt, wenn die Drehzahl des Elektromotors sich außerhalb des vorbestimmten Drehzahlbereichs befindet.
  11. Elektromotorantriebs-Steuerungssystem nach Anspruch 9, wobei die Sollstrom-Einstellungseinrichtung eine Einrichtung zur Herleitung eines Magnetfeldschwächungsstroms auf der Grundlage einer Energieversorgungsspannung zur Zufuhr von Energie zu dem Elektromotor und einer Sollspannung entsprechend dem Sollstrom aufweist, und die Sollwert-Korrektureinrichtung den Sollstrom auf einen Wert korrigiert, der durch Subtrahieren eines Werts entsprechend dem Magnetfeldschwächungsstrom von dem aus der Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle gelesenen Sollstrom erhalten wird.
  12. Elektromotorantriebs-Steuerungssystem nach Anspruch 10, wobei die Sollwert-Korrektureinrichtung den Sollstrom durch Addieren eines Werts, der durch Multiplizieren einer Differenz in den Sollströmen zwischen einer Traktionsseite und einer Regenerationsseite entsprechend dem Solldrehmoment auf der Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve mit einem Verhältnis einer Differenz zwischen einer oberen Grenze einer positiven Drehzahl und einer unteren Grenze einer negativen Drehzahl zu einer Differenz zwischen der Drehzahl des Motors und der unteren Grenze der negativen Drehzahl erhalten wird, zu dem Sollstrom auf der Regenerationsseite herleitet, wenn die Drehzahl des Motors sich in dem vorbestimmten Drehzahlbereich befindet.
  13. Elektromotorantriebs-Steuerungssystem nach Anspruch 10, wobei die Sollwert-Korrektureinrichtung den Sollstrom durch Subtrahieren eines Werts, der durch Multiplizieren einer Differenz in den Sollströmen zwischen einer Traktionsseite und einer Regenerationsseite entsprechend dem Solldrehmoment auf der Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurve mit einem Verhältnis einer Differenz zwischen einer oberen Grenze einer positiven Drehzahl und einer unteren Grenze einer negativen Drehzahl zu einer Differenz zwischen der Drehzahl des Motors und der oberen Grenze der positiven Drehzahl erhalten wird, von dem Sollstrom auf der Traktionsseite herleitet, wenn die Drehzahl des Motors sich in dem vorbestimmten Drehzahlbereich befindet.
  14. Elektromotorantriebs-Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle eine erste Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle, die jeweilige d-Achsen-Sollströme zur Erzeugung der jeweiligen Solldrehmomente des Elektromotors mit einem minimalen Leistungsverbrauch wiedergibt, und eine zweite Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle aufweist, die jeweilige q-Achsen-Sollströme zur Erzeugung der jeweiligen Solldrehmomente bei jeweiligen Magnetfeldschwächungsströmen des Elektromotors mit minimalem Leistungsverbrauch wiedergibt, und die Sollwert-Korrektureinrichtung den d-Achsen-Sollstrom und den q-Achsen-Sollstrom jeweils auf der Grundlage der ersten und der zweiten Hochwirkungsgrad-Drehmomentkurven herleitet.
  15. Elektromotorantriebs-Steuerungssystem mit einer Sollstrom-Einstellungseinrichtung zur Herleitung von d-Achsen- und q-Achsen-Sollströmen aus einem Solldrehmoment, einer Stromzufuhr-Befehlseinrichtung zur Erzeugung eines Stromzufuhrbefehls, um einen elektrischen Strom entsprechend dem Sollstrom einem Elektromotor zuzuführen, und einer Motorspeisungseinrichtung zum Zuführen eines Speisungsstroms zu dem Elektromotor auf der Grundlage eines Befehls der Stromzufuhr-Befehlseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollstrom-Einstellungseinrichtung eine erste Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle, die die jeweiligen d-Achsen-Sollströme zur Erzeugung der Solldrehmomente des Elektromotors mit einem minimalen Leistungsverbrauch hält, eine zweite Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle, die die jeweiligen q-Achsen-Sollströme zur Erzeugung der jeweiligen Solldrehmomente des Elektromotors mit minimalem Leistungsverbrauch hält, und eine Sollwert-Korrektureinrichtung aufweist, die den d-Achsen-Sollstrom entsprechend einer Drehzahl durch eine lineare Interpolation unter Verwendung der Drehzahl und der d-Achsen-Sollströme auf einer Traktionsseite und einer Regenerationsseite herleitet, die jeweils dem Solldrehmoment zugeordnet sind, das auf der ersten Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle gegeben ist, und den q-Achsen-Sollstrom entsprechend der Drehzahl durch eine lineare Interpolation unter Verwendung der Drehzahl und der q-Achsen-Sollströme auf der Traktionsseite und der Regenerationsseite herleitet, die jeweils dem Solldrehmoment zugeordnet sind, das auf der zweiten Hochwirkungsgraddrehmoment-Kurventabelle gegeben ist, wenn die Drehzahl des Motors sich in einem vorbestimmten Drehzahlbereich einschließlich einer Nulldrehzahl befindet, bei der der Sollstrom zum Antrieb des Motors, der dem Drehmoment zugeordnet ist, diskontinuierlich geschaltet wird.
  16. Elektromotorantriebs-Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei der Elektromotor ein Fahrzeugelektromotor ist, der in einem Fahrzeug zum Antrieb der Räder des Fahrzeugs eingebaut ist, um diese in Drehung zu versetzen.
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