DE112008002482B4 - Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine - Google Patents

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Abstract

Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine, miteinem Wechselrichter (19m), der dazu angepasst ist, eine Umwandlung elektrischer Leistung zwischen einer primärseitigen Gleichstromleistungsversorgung (18) und einer elektrischen Drehmaschine (10m) durchzuführen,einem Drehmelder (17m), der dazu angepasst ist, ein Drehdetektionssignal zu erzeugen, das einem Drehwinkel und einer Drehgeschwindigkeit der elektrischen Drehmaschine (10m) entspricht,einem Mittel (32), das dazu angepasst ist, basierend auf dem Drehdetektionssignal den Drehwinkel und die Drehgeschwindigkeit zu berechnen,einem Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltmittel (44), das dazu angepasst ist, ein Zieldrehmoment, die Drehgeschwindigkeit und den Drehwinkel der elektrischen Drehmaschine (10m) dazu zu verwenden, den Wechselrichter (19m) derart zu steuern, dass ein Ausgangsdrehmoment der elektrischen Drehmaschine (10m) zu dem Zieldrehmoment wird, und eine Steuerung des Wechselrichters (19m) von einer Dreiphasenmodulation zu einer Zweiphasenmodulation umzuschalten, wenn ein Modulationsverhältnis, das ein Verhältnis einer an die elektrische Drehmaschine angelegten Spannung zu einer Eingangsspannung des Wechselrichters (19m) ist, größer als eine Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze wird, undeinem Motorsteuerungsmittel (30m), das dazu angepasst ist, in einem bestimmten Bereich, in dem ein Drehgeschwindigkeitsschwellenwert, der niedriger als die Drehgeschwindigkeit der elektrischen Drehmaschine (10m) ist, die der Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze entspricht, überschritten wird, ein vorbestimmter Drehmomentschwellenwert überschritten wird und ein von der elektrischen Drehmaschine (10m) an den Drehmelder (17m) abgegebenes elektrisches Rauschen groß ist, zu der Zweiphasenmodulation umzuschalten, sogar in einem Bereich, in dem das Modulationsverhältnis kleiner als die Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine, die eine einem Elektromotor von einem Wechselrichter zugeführte elektrische Leistung und eine regenerative elektrische Leistung in umgekehrter Richtung steuert, und sie betrifft insbesondere eine Steuerung eines Wechselrichtersteuerungsmodus, d.h. eines Modulationsmodus, einer einen Drehmelder enthaltenden Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine. Die Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine der vorliegenden Erfindung kann für ein Elektrofahrzeug (EF), das ein Rad mittels eines Elektromotors antreibt, und für ein Hybridelektrofahrzeug (HEF) verwendet werden, das zusätzlich zu dem Elektromotor eine Brennkraftmaschine und einen elektrischen Generator (der manchmal als Elektromotor oder Elektromotorgenerator bezeichnet wird) enthält, der mittels der Maschine zur Drehung angetrieben wird.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • In einem Dreiphasenmodulationsmodus eines Dreiphasenwechselrichters, in dem ein Dreiphasenwechselstrom erzeugt und mittels Dreiphasen-PWM-Schalten an jeweilige Phasenspulen einer elektrischen Dreiphasenwechselstrom-Drehmaschine angelegt wird, tritt ein hoher Schaltverlust an elektrischer Leistung auf, da das PWM-Schalten für drei Phasen durchgeführt wird, und in einem Betriebsbereich, in dem eine Stromverzerrung aufgrund einer Zweiphasenmodulation gering ist, wird das Umschalten von dem Dreiphasenmodulationsmodus zu dem Zweiphasenmodulationsmodus durchgeführt (siehe beispielsweise Patentdokument 1). Es sei bemerkt, dass der Zweiphasenmodulationsmodus mittels Stoppen des PWM-Schaltens zum Ausbilden einer Sinuswelle in einer Phase zum Erhalten eines kontinuierlichen hohen Pegels oder niedrigen Pegels in einem Halbwellenintervall und aufeinanderfolgendem Schalten der Phasen ausgeführt wird.
  • Bei einer Steuerung einer elektrischen Drehmaschine unter Verwendung einer Vektorsteuerung ist es notwendig, einen Drehwinkel (eine Magnetpolposition) θ eines Elektromotors zu detektieren, damit eine Rückkopplung des Betriebszustands des Elektromotors mit der Vektorsteuerung durchgeführt werden kann. Das Patentdokument 2 beschreibt eine sensorlose Motorsteuerung, die die Magnetpolposition basierend auf einem Motorstrom schätzt und berechnet, zur darauf basierenden Berechnung einer Größe einer Korrektur der Magnetpolposition eine Hochfrequenzkomponente des Motorstroms extrahiert und die Magnetpolposition korrigiert. Es gibt ebenfalls Ausführungsformen, bei denen die Magnetpolposition mittels Verbinden eines Drehgebers oder eines Drehmelders mit einem Elektromotor detektiert wird.
  • Bei dem Drehmelder wird ein Rotor mit einer Wicklung, die mittels eines Hochfrequenzstroms erregt wird, von dem Elektromotor zur Drehung angetrieben, und eine in einer Statorwicklung induzierte Spannung mit einer Erregerstromfrequenz wird mittels der Drehung des Rotors erhöht/verringert (moduliert). Dies wird zum Ausgeben einer Sinuswelle (oder einer Kosinuswelle), die die Drehung des Rotors angibt, als ein Drehdetektionssignal, das den Drehwinkel und die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors angibt, durch ein Hochpassfilter gegeben (demoduliert). Die Phase des Drehdetektionssignals entspricht dem Drehwinkel (elektrischen Winkel 0) des Elektromotors, und die Frequenz ist proportional zu einer Drehgeschwindigkeit ω des Elektromotors. Aus dem Drehdetektionssignal können mittels einer Winkel-/Geschwindigkeitsberechnung der Drehwinkel θ und die Drehgeschwindigkeit ω des Elektromotors berechnet werden.
  • Es sei bemerkt, dass das Patentdokument 3 eine Motorantriebssteuerungsvorrichtung beschreibt, die eine Boost-Schaltung enthält, die eine Schwachfeldsteuerung weglässt, so dass ein elektrischer Verlust oder eine Verschlechterung des Wirkungsgrads des Systems aufgrund der Schwachfeldsteuerung eliminiert wird, und die die an einen Wechselrichter angelegte Spannung erhöht, bei der dem Wechselrichter von der Boost-Schaltung Elektrizität zugeführt wird, wenn eine Batteriespannung im Hinblick auf einen Zielbetrieb des Motors nicht ausreichend ist. Das Patentdokument 4 beschreibt eine Motorantriebssteuerungsvorrichtung, die eine Boost-Schaltung enthält, die eine Batteriespannung erhöht, bei der die Boost-Schaltung derart gesteuert wird, dass zum Erhalten der Boost-Spannung eine erforderliche Boost-Spannung berechnet wird, die einem Zielbetrieb und einer Geschwindigkeit elektromotorischen Kraft eines Motors entspricht.
    • [Patentdokument 1] Japanisches Patent Nr. JP 3 844 060 B2
    • [Patentdokument 2] Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. JP 2007-151344 A
    • [Patentdokument 3] Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. JP H10-66383 A
    • [Patentdokument 4] Japanisches Patent Nr. JP 3 746 334 B2
  • Die US 2004/0207360 A1 offenbart eine Wechselrichtersteuerung zum Ansteuern eines Motors. Dabei wird eine Modulationsart des Wechselrichters bei zunehmender Motordrehzahl von einer Zweiphasen- zu einer Dreiphasenmodulation umgeschaltet, um so Fluktuationen der Wechselrichterspannung zu verringern.
  • OFFENBARUND DER ERFINDUNG
  • [Mittels der Erfindung zu lösendes Problem]
  • Ein Drehmelder ist in einem Elektromotor oder in der Nähe desselben angeordnet und wird daher leicht von elektrischem Rauschen, d.h. Hochfrequenzrauschen, das von dem Elektromotor erzeugt wird, beeinflusst. Wenn das von dem Elektromotor erzeugte Hochfrequenzrauschen an eine Statorwicklung oder eine Signalverarbeitungsschaltung des Drehmelders oder einen Ausgangsleitungsdraht angelegt wird, kann ein Drehdetektionssignal des Drehmelders gestört werden. Im Falle eines Radantriebsmotors ist es sehr wahrscheinlich, dass das Drehdetektionssignal des Drehmelders gestört wird, da der Erregerstrom groß ist und das Schaltrauschen desselben stark ist.
  • Wenn die Wellenform des Drehdetektionssignals (eine Sinuswelle oder eine Kosinuswelle) des Drehmelders durch das Anlegen von Rauschen verformt wird, wird der Drehwinkeldetektionswert θ des Elektromotors fehlerhaft, und der Elektromotor kann mittels einer Vektorsteuerung nicht genau gesteuert werden. Insbesondere in dem Dreiphasenmodulationsmodus ist es sehr wahrscheinlich, dass das Drehdetektionssignal des Drehmelders durch eine Zunahme von elektromagnetischem Rauschen aufgrund einer Zunahme der Hochfrequenzkomponente des Stroms gestört wird, wenn das Ausgangsdrehmoment (der Strom) hoch ist, da ein Wechselrichter häufig geschaltet wird. In dem Dreiphasenmodulationsmodus nimmt, da eine sekundärseitige Spannung (Ausgangsspannung) eines Wandlers (einer Boost-Schaltung) zunimmt, wenn die Drehgeschwindigkeit zunimmt, eine Wechselrichterspannung zu, so dass ein durch das Schalten des Wechselrichters erzeugtes elektrisches Feldrauschen zunimmt. Somit ist es sehr wahrscheinlich, dass das Drehdetektionssignal des Drehmelders gestört wird.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antriebssteuerungsfehler einer elektrischen Drehmaschine zu verhindern. Genauer ist es eine Aufgabe, die Störung eines Drehdetektionssignals eines Drehmelders aufgrund von elektrischem Rauschen zu reduzieren, mit anderen Worten, die Störung der Antriebssteuerung der elektrischen Drehmaschine aufgrund der Störung des Drehdetektionssignals zu reduzieren.
  • [Mittel zur Lösung des Problems]
  • Zur Lösung der vorher beschriebenen Aufgabe werden gemäß der vorliegenden Erfindung ein Zieldrehmoment, eine Drehgeschwindigkeit und ein Drehwinkel einer elektrischen Drehmaschine dazu verwendet, einen Wechselrichter derart zu steuern, dass ein Ausgangsdrehmoment der elektrischen Drehmaschine zu dem Zieldrehmoment wird, und eine Dreiphasen-/Zweiphasenmodulation mit einem Umschalten der Steuerung des Wechselrichters von einer Dreiphasenmodulation zu einer Zweiphasenmodulation wird durchgeführt, wenn ein Modulationsverhältnis, das das Verhältnis einer an die elektrische Drehmaschine angelegten Spannung zu einer Eingangsspannung des Wechselrichters ist, größer als eine Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze wird, jedoch wird in einem bestimmten Bereich (An), in dem ein von der elektrischen Drehmaschine an einen Drehmelder abgegebenes elektrisches Rauschen groß ist, zu der Zweiphasenmodulation umgeschaltet, sogar in einem Bereich, in dem das Modulationsverhältnis kleiner als die Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze ist. Eine Steuerungsvorrichtung für einen Elektromotor gemäß einem ersten Aspekt als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden als ein Punkt (1) angegeben.
  • (1) Eine Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine (5 bis 9) enthält einen Wechselrichter (19m), der eine Umwandlung elektrischer Leistung zwischen einer primärseitigen Gleichstromleistungsversorgung (18, 22) und einer elektrischen Drehmaschine (10m) durchführt, einen Drehmelder (17m), der ein Drehdetektionssignal (SG θm) erzeugt, das einem Drehwinkel (θ) und einer Drehgeschwindigkeit (ω) der elektrischen Drehmaschine entspricht, ein Mittel (32), das basierend auf dem Drehdetektionssignal den Drehwinkel und die Drehgeschwindigkeit berechnet, ein Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltmittel (30m), das ein Zieldrehmoment, die Drehgeschwindigkeit und den Drehwinkel der elektrischen Drehmaschine dazu verwendet, den Wechselrichter derart zu steuern, dass ein Ausgangsdrehmoment der elektrischen Drehmaschine zu dem Zieldrehmoment wird, und eine Steuerung des Wechselrichters von einer Dreiphasenmodulation zu einer Zweiphasenmodulation umschaltet, wenn ein Modulationsverhältnis, das ein Verhältnis einer an die elektrische Drehmaschine angelegten Spannung zu einer Eingangsspannung des Wechselrichters ist, größer als eine Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze wird, und ein Motorsteuerungsmittel (30m), das in einem bestimmten Bereich (An), in dem ein Drehgeschwindigkeitswert, der niedriger als die Drehgeschwindigkeit der elektrischen Drehmaschine ist, die der Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze entspricht, überschritten wird, ein vorbestimmter Drehmomentschwellenwert überschritten wird und ein von der elektrischen Drehmaschine an den Drehmelder abgegebenes elektrisches Rauschen groß ist, zu der Zweiphasenmodulation umschaltet, sogar in einem Bereich, in dem das Modulationsverhältnis kleiner als die Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze ist.
  • Es sei bemerkt, dass Bezugsziffern, die den Elementen oder Bestandteilen von Ausführungsformen entsprechen, die später beschrieben werden und in den Zeichnungen gezeigt sind, zur Erleichterung des Verständnisses als Bezüge in Klammern angegeben sind. Dasselbe gilt auch im Folgenden.
  • [Wirkungen der Erfindung]
  • Es wird in dem bestimmten Bereich (An), in dem der Drehmomentschwellenwert und der Drehgeschwindigkeitsschwellenwert, die niedriger als das Drehmoment und die Drehgeschwindigkeit der elektrischen Drehmaschine sind, die der Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze entsprechen, überschritten werden und das von der elektrischen Drehmaschine an den Drehmelder abgegebene elektrische Rauschen groß ist, zu der Zweiphasenmodulation umgeschaltet, sogar in einem Dreiphasenmodulationsbereich, in dem das Modulationsverhältnis kleiner als die Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze ist. Daher wird automatisch zu der Zweiphasenmodulation umgeschaltet, wenn das Zieldrehmoment und die Drehgeschwindigkeit der elektrischen Drehmaschine in dem Bereich (An) mit hohem Drehmoment und hoher Drehgeschwindigkeit liegen, in dem das elektrische Rauschen bei der Dreiphasenmodulation stark ist. Demzufolge nimmt die Zahl von PWM-Schaltvorgängen des Wechselrichters ab, so dass das Auftreten von Rauschen der elektrischen Drehmaschine reduziert wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit, dass das Drehdetektionssignal des Drehmelders gestört wird, entsprechend abnimmt, so dass die Zuverlässigkeit der Antriebssteuerung der elektrischen Drehmaschine verbessert wird.
  • (2) Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine gemäß (1), die vorher beschrieben wurde, bei der der bestimmte Bereich während eines Leistungsbetriebs größer als während eines regenerativen Betriebs der elektrischen Drehmaschine ist.
  • In dem Fall, in dem das Drehmoment und die Drehgeschwindigkeit dieselben sind, ist während des Leistungsbetriebs ein größerer Strom (ein größeres Modulationsverhältnis) als während der Regeneration notwendig. Der Motorstrom wird während des Leistungsbetriebs in der Reihenfolge Motorstrom, Wechselrichter (Verlust), Motor (Verlust) und Drehmoment zu dem Drehmoment umgewandelt, während das Drehmoment während des regenerativen Betriebs in der Reihenfolge Drehmoment, Motor (Verlust), Wechselrichter (Verlust) und Motorstrom zu dem Motorstrom umgewandelt wird. In dem Fall, in dem das Drehmoment während des Leistungsbetriebs und während des regenerativen Betriebs dasselbe ist, ist während des Leistungsbetriebs ein höherer Motorstrom notwendig, entsprechend dem zusätzlichen Wechselrichterverlust und dem zusätzlichen Motorverlust, wohingegen der während des regenerativen Betriebs mittels des regenerativen Drehmoments erzeugte Motorstrom niedriger ist, entsprechend dem Motorverlust und dem Wechselrichterverlust. Daher ist der Motorstrom während des Leistungsbetriebs größer als während des regenerativen Betriebs, wenn das Drehmoment und die Drehgeschwindigkeit dieselben sind. Das Ausmaß des Drehmelderrauschen neigt dazu, proportional zu dem Motorstrom (dem Modulationsverhältnis) zuzunehmen. Das heißt, der bestimmte Bereich wird größer. Bei dieser Ausführungsform wird unter Berücksichtigung dieser Tatsache der bestimmte Bereich während des Leistungsbetriebs größer als während des regenerativen Betriebs der elektrischen Drehmaschine gemacht. Daher kann das Auftreten von Rauschen der elektrischen Drehmaschine während des Leistungsbetriebs ausreichend reduziert werden.
  • (3) Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine gemäß einem der Punkte (1) bis (2), die vorher beschrieben wurde, bei der der bestimmte Bereich lediglich während des Leistungsbetriebs eingestellt wird und nicht während des regenerativen Betriebs der elektrischen Drehmaschine eingestellt wird.
  • Wie in dem Punkt (2) beschrieben, ist in dem Fall, in dem das Drehmoment während des Leistungsbetriebs und während des regenerativen Betriebs dasselbe ist, während des Leistungsbetriebs ein höherer Motorstrom notwendig, entsprechend den zusätzlichen Verlusten des Wechselrichters und des Motors, wohingegen der während des regenerativen Betriebs mittels des regenerativen Drehmoments erzeugte Motorstrom niedriger ist, entsprechend den Verlusten des Motors und des Wechselrichters. Somit ist das Drehmelderrauschen in dem bestimmten Bereich während des regenerativen Betriebs gering. Beim Umschalten von der Dreiphasenmodulation zu der Zweiphasenmodulation in dem bestimmten Bereich tritt eine nicht unerhebliche Stromverzerrung auf, da der Bereich, der vorzugsweise mit der Dreiphasenmodulation gesteuert wird, mit der Zweiphasenmodulation gesteuert wird. Bei dieser Ausführungsform wird unter Berücksichtigung dieser Tatsache während des regenerativen Betriebs, während dem die Notwendigkeit einer Maßnahme gegen das Drehmelderrauschen gering ist, der bestimmte Bereich nicht eingestellt und das Schalten zu der Zweiphasenmodulation in dem bestimmten Bereich nicht durchgeführt, so dass eine Erhöhung der Stromverzerrung vermieden wird.
  • (4) Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine gemäß einem der Punkte (1) bis (3), die vorher beschrieben wurde, die ferner einen Wandler (1), der eine Spannung der primärseitigen Gleichstromleistungsversorgung zum Zuführen zu dem Wechselrichter als eine sekundärseitige Spannung (Vuc) erhöht und der eine Spannung einer regenerativen elektrischen Leistung von dem Wechselrichter zum umgekehrten Zuführen zu der primärseitigen Gleichstromleistungsversorgung verringert, ein sekundärseitiges Zielspannungsbestimmungsmittel (45), das eine sekundärseitige Zielspannung (Vuc*) erhält, die dem Zieldrehmoment und der Drehgeschwindigkeit der elektrischen Drehmaschine entspricht, und ein Wandlersteuerungsmittel (46, 47) enthält, das den Wandler derart steuert, dass die sekundärseitige Spannung zu der sekundärseitigen Zielspannung wird, bei der das Motorsteuerungsmittel (30m) das Zieldrehmoment, die Drehgeschwindigkeit, den Drehwinkel und die sekundärseitige Zielspannung dazu verwendet, den Wechselrichter derart zu steuern, dass das Ausgangsdrehmoment der elektrischen Drehmaschine zu dem Zieldrehmoment wird, und das Schwellenwertdrehmoment beim Umschalten von der Dreiphasenmodulation zu der Zweiphasenmodulation zum Vergrößern des bestimmten Bereichs (An) reduziert, wenn die sekundärseitige Spannung zunimmt.
  • Dies ist ein Aspekt, der einen Zwei-Wege-Wandler enthält, der die Spannung der primärseitigen Gleichstromleistungsversorgung (18, 22) zum Zuführen zu dem Wechselrichter erhöht. Wenn die Boost-Spannung, d.h. die sekundärseitige Spannung (Vuc) zunimmt, erhöht sich eine zusammen mit dem PWM-Schalten erzeugte Stromspitze des Wechselrichters, und es ist sehr wahrscheinlich, dass das Rauschen der elektrischen Drehmaschine zunimmt. Da jedoch das Schwellenwertdrehmoment beim Umschalten von der Dreiphasenmodulation zu der Zweiphasenmodulation zum Vergrößern des bestimmten Bereichs reduziert wird, wird automatisch zu einem frühen Zeitpunkt zu der Zweiphasenmodulation umgeschaltet, wenn die sekundärseitige Spannung hoch ist, so dass das Auftreten von Rauschen der elektrischen Drehmaschine reduziert wird und die Zuverlässigkeit der Antriebssteuerung der elektrischen Drehmaschine weiter verbessert wird.
  • (5) Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine gemäß (4), die vorher beschrieben wurde, bei der der Wechselrichter einen ersten und einen zweiten Wechselrichter (19m und 19g) enthält, die einen Austausch elektrischer Leistung zwischen einer ersten und einer zweiten elektrischen Drehmaschine steuern, bei der der Wandler einen ersten Wandler (17m), der ein Drehdetektionssignal erzeugt, das einem Drehwinkel und einer Drehgeschwindigkeit der ersten elektrischen Drehmaschine entspricht, und einen zweiten Wandler (17g), der ein Drehdetektionssignal erzeugt, das einem Drehwinkel und einer Drehgeschwindigkeit der zweiten elektrischen Drehmaschine entspricht, enthält, bei der das Mittel, das den Drehwinkel und die Drehgeschwindigkeit berechnet, ein erstes Mittel (30m), das den Drehwinkel und die Drehgeschwindigkeit der ersten elektrischen Drehmaschine basierend auf dem Drehdetektionssignal des ersten Wandlers berechnet, und ein zweites Mittel (30g) enthält, das den Drehwinkel und die Drehgeschwindigkeit der zweiten elektrischen Drehmaschine basierend auf dem Drehdetektionssignal des zweiten Wandlers berechnet, bei der das sekundärseitige Zielspannungsbestimmungsmittel ein erstes sekundärseitiges Zielspannungsbestimmungsmittel (30m), das basierend auf einer sekundärseitigen Zielspannungscharakteristik, die dem Zieldrehmoment der ersten elektrischen Drehmaschine zugewiesen ist und der Drehgeschwindigkeit entspricht, eine erste Zielspannung erhält, die der Drehgeschwindigkeit der ersten elektrischen Drehmaschine entspricht, ein zweites sekundärseitiges Zielspannungsbestimmungsmittel (30g), das basierend auf einer sekundärseitigen Zielspannungscharakteristik, die dem Zieldrehmoment der zweiten elektrischen Drehmaschine zugewiesen ist und der Drehgeschwindigkeit entspricht, eine zweite Zielspannung erhält, die der Drehgeschwindigkeit der zweiten elektrischen Drehmaschine entspricht, und ein Mittel (30m) enthält, das die höhere der ersten und der zweiten Zielspannung als die sekundärseitige Zielspannung einstellt, bei der das Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltmittel ein erstes Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltmittel (30m), das den ersten Wechselrichter steuert und eine Steuerung des ersten Wechselrichters von der Dreiphasenmodulation zu der Zweiphasenmodulation umschaltet, wenn ein erstes Modulationsverhältnis, das ein Verhältnis einer an die erste elektrische Drehmaschine angelegten Spannung zu einer Eingangsspannung des ersten Wechselrichters ist, größer als eine erste Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze wird, und ein zweites Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltmittel (30g) enthält, das den zweiten Wechselrichter steuert und eine Steuerung des zweiten Wechselrichters von der Dreiphasenmodulation zu der Zweiphasenmodulation umschaltet, wenn ein zweites Modulationsverhältnis, das ein Verhältnis einer an die zweite elektrische Drehmaschine angelegten Spannung zu einer Eingangsspannung des zweiten Wechselrichters ist, größer als eine zweite Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze wird, und bei der das Motorsteuerungsmittel ein erstes Motorsteuerungsmittel (30m) enthält, das in einem ersten bestimmten Bereich, in dem ein erster Drehmomentschwellenwert und ein erster Drehgeschwindigkeitsschwellenwert, die niedriger als ein Drehmoment und die Drehgeschwindigkeit der ersten elektrischen Drehmaschine sind, die der ersten Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze entsprechen, überschritten werden und ein von der ersten elektrischen Drehmaschine an den ersten Wandler abgegebenes elektrisches Rauschen groß ist, zu der Zweiphasenmodulation umschaltet, sogar in einem Dreiphasenmodulationsbereich, in dem das erste Modulationsverhältnis kleiner als die erste Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze ist, und ein erstes Motorsteuerungsmittel (30g) enthält, das in einen zweiten bestimmten Bereich, in dem ein zweiter Drehmomentschwellenwert und ein zweiter Drehgeschwindigkeitsschwellenwert, die niedriger als ein Drehmoment und die Drehgeschwindigkeit der zweiten elektrischen Drehmaschine sind, die der zweiten Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze entsprechen, überschritten werden und ein von der zweiten elektrischen Drehmaschine an den zweiten Wandler abgegebenes elektrisches Rauschen groß ist, zu der Zweiphasenmodulation umschaltet, sogar in einem Dreiphasenmodulationsbereich, in dem das zweite Modulationsverhältnis kleiner als die zweite Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze ist.
  • Wenn die sekundärseitige Spannung (Vuc) zunimmt, nimmt die während des PWM-Schaltens des Wechselrichters erzeugte Stromspitze zu. Wenn die höhere der ersten und der zweiten Zielspannung als die sekundärseitige Zielspannung (Vuc*) ausgewählt wird und die sekundärseitige Spannung (Vuc) so gesteuert wird, dass sie zu dieser Spannung wird, führt der Wechselrichter, der der elektrischen Drehmaschine, die nicht ausgewählt ist, Elektrizität zuführt, ein PWM-Schalten mit einer Spannung durch, die höher als notwendig ist, und es ist sehr wahrscheinlich, dass das Rauschen der elektrischen Drehmaschine zunimmt. Da jedoch das Schwellenwertdrehmoment beim Umschalten von der Dreiphasenmodulation zu der Zweiphasenmodulation zum Vergrößern des bestimmten Bereichs reduziert wird, wird automatisch zu einem frühen Zeitpunkt zu der Zweiphasenmodulation umgeschaltet, wenn die sekundärseitige Spannung hoch ist, so dass das Auftreten von Rauschen der elektrischen Drehmaschine reduziert wird und die Zuverlässigkeit der Antriebssteuerung der elektrischen Drehmaschine weiter verbessert wird.
  • (6) Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine gemäß (5), die vorher beschrieben wurde, bei der das erste Motorsteuerungsmittel (30m) den ersten Drehmomentschwellenwert zum Vergrößern des ersten bestimmten Bereichs reduziert, wenn die sekundärseitige Spannung zunimmt. Wenn die sekundärseitige Spannung hoch ist, wird die Steuerung des ersten Wechselrichters automatisch zu einem frühen Zeitpunkt zu der Zweiphasenmodulation umgeschaltet, so dass das Auftreten von Rauschen der ersten elektrischen Drehmaschine reduziert wird und die Zuverlässigkeit der Antriebssteuerung der elektrischen Drehmaschine weiter verbessert wird.
  • (7) Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine gemäß (5) oder (6), die vorher beschrieben wurde, bei der das zweite Motorsteuerungsmittel (30g) den zweiten Drehmomentschwellenwert zum Vergrößern des zweiten bestimmten Bereichs reduziert, wenn die sekundärseitige Spannung zunimmt. Wenn die sekundärseitige Spannung hoch ist, wird die Steuerung des zweiten Wechselrichters automatisch zu einem frühen Zeitpunkt zu der Zweiphasenmodulation umgeschaltet, so dass das Auftreten von Rauschen der zweiten elektrischen Drehmaschine reduziert wird und die Zuverlässigkeit der Antriebssteuerung der elektrischen Drehmaschine weiter verbessert wird.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist ein Blockdiagramm, das die Übersicht der Konfiguration einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • [2] 2 ist ein Blockdiagramm, das die Übersicht der funktionalen Konfiguration einer in 1 gezeigten Motorsteuerungsvorrichtung 30m zeigt.
    • [3] 3 ist ein Flussdiagramm, das die Übersicht einer Motorsteuerung eines in 2 gezeigten Mikrocomputers MPU zeigt.
    • [4] 4 ist ein Flussdiagramm, das den Inhalt einer in 3 gezeigten „Modulationsmodusbestimmung“ (14) zeigt.
    • [5] 5 ist ein Blockdiagramm, das die Übersicht der Konfiguration einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • [6] 6 ist ein Blockdiagramm, das die Übersicht der funktionalen Konfiguration der in 5 gezeigten Motorsteuerungsvorrichtung 30m zeigt.
    • [7] 7 ist ein Flussdiagramm, das die Übersicht der Motorsteuerung des in 6 gezeigten Mikrocomputers MPU zeigt.
    • [8] 8 ist ein Flussdiagramm, das den Inhalt einer in 7 gezeigten „Modulationsmodusbestimmung“ (14a) zeigt.
    • [9] 9 ist eine graphische Darstellung, die eine Modulationsbereichsaufteilung eines Elektromotors 10m zeigt.
  • Bezugszeichenliste
    • 2
    Drosselspule
    3
    Schaltelement (zur Spannungserhöhung)
    4
    Schaltelement (zur Spannungsverringerung)
    5,6
    Diode
    7
    Temperatursensor
    10m, 10g
    Elektromotor
    11 bis 13
    Dreiphasenstatorspule
    14m bis 16m
    Stromsensor
    17m
    erster Drehmelder
    17g
    zweiter Drehmelder
    18
    Batterie auf Fahrzeug
    21
    Spannungssensor
    22
    primärseitiger Kondensator
    23
    sekundärseitiger Kondensator
    24
    sekundärseitiger Spannungssensor
    Vdc
    Primärspannung (Batteriespannung)
    Vuc
    sekundärseitige Spannung (Boost-Spannung)
    Vuc*
    sekundäre Zielspannung
  • BESTE AUSFÜHRUNGSWEISEN DER ERFINDUNG
  • Weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen deutlich werden.
  • [Erste Ausführungsform]
  • Erste Ausführungsform
  • 1 zeigt die Übersicht einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist ein Elektromotor 10m als eine erste elektrische Drehmaschine, die einer Steuerung unterzogen wird, ein synchroner Permanentmagnet-Elektromotor, der zum Antreiben und Drehen eines Rads auf einem Fahrzeug angebracht ist, bei dem ein Rotor einen Permanentmagneten enthält und ein Stator Dreiphasenspulen 11 bis 13 mit einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase aufweist. Ein Spannungswechselrichter 19m als ein erster Wechselrichter führt dem Elektromotor 10m die elektrische Leistung einer Batterie 18 auf dem Fahrzeug zu. Ein Rotor eines ersten Drehmelders 17m zum Detektieren der Magnetpolposition des Rotors ist mit dem Rotor des Elektromotors 10m verbunden. Der Drehmelder 17m erzeugt zum Bereitstellen für eine Motorsteuerungsvorrichtung 30m eine analoge Spannung (ein Drehwinkelsignal) SG θm, die den Drehwinkel des Rotors angibt.
  • Ein primärseitiger Kondensator 22 wird zum Bilden einer primärseitigen Stromversorgung zusammen mit der Batterie 18 mit der Batterie 18 als einer Speicherbatterie auf dem Fahrzeug verbunden, wenn die Stromversorgung eines Abschnitts mit elektrischen Komponenten auf dem Fahrzeug eingeschaltet wird. Ein Ende einer Drosselspule 2 einer Zwei-Wege-Wandlerschaltung 1 ist mit einem positiven Anschluss (einer positiven Leitung) der primärseitigen Stromversorgung verbunden.
  • Die Wandlerschaltung 1 weist ferner ein Boost-Schaltelement 3, das das andere Ende der Drosselspule 2 und einen negativen Anschluss (eine negative Leitung) der primärseitigen Stromversorgung verbindet/trennt, ein Abwärtsschaltelement 4, das einen positiven Anschluss eines sekundärseitigen Kondensators 23 und das andere Ende verbindet/trennt, und jeweilige Dioden 5 und 6 auf, die parallel zu den jeweiligen Schaltelementen 2 und 4 geschaltet sind. Eine Anode der Diode 5 ist mit dem anderen Ende der Drosselspule 2 verbunden, und eine Kathode ist mit dem negativen Anschluss (der negativen Leitung) der primärseitigen Stromversorgung verbunden. Eine Anode der Diode 6 ist mit dem positiven Anschluss des sekundärseitigen Kondensators 23 verbunden, und eine Kathode ist mit dem anderen Ende der Drosselspule 2 verbunden. Für jedes der Schaltelemente 3 und 4 wird bei dieser Ausführungsform ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) verwendet.
  • Wenn das Boost-Schaltelement 3 eingeschaltet (erregt) wird, fließt in dem Boost-Schaltelement 3 Strom von der primärseitigen Stromversorgung (18, 22) über die Drosselspule 2, so dass die Drosselspule 2 dadurch geladen wird. Wenn das Boost-Schaltelement 3 ausgeschaltet (aberregt) wird, führt die Drosselspule 2 über die Diode 6 eine Hochspannungsentladung zu dem sekundärseitigen Kondensator 23 durch. Das heißt, zum Laden des sekundärseitigen Kondensators 23 wird eine Spannung induziert, die höher als die Spannung der primärseitigen Stromversorgung ist. Durch Wiederholen des Ein-/Ausschaltens des Boost-Schaltelements 3 dauert die Hochspannungsladung des sekundärseitigen Kondensators 23 an. Das heißt, der sekundärseitige Kondensator 23 wird mit einer hohen Spannung geladen. Da die in der Drosselspule 2 angesammelte elektrische Leistung entsprechend der Länge der Einschaltdauer zunimmt, wenn das Ein-/Ausschalten mit einem bestimmten Zyklus wiederholt wird, kann die Rate einer Zufuhr von Elektrizität (die Zufuhrrate von Elektrizität für einen Leistungsbetrieb) von der primärseitigen Stromversorgung 18 und 22 zu dem sekundärseitigen Kondensator 23 über die Wandlerschaltung 1 durch Einstellen der Einschaltzeit während des bestimmten Zyklus (Einschaltdauer: Verhältnis der Einschaltzeit zu dem bestimmten Zyklus), d.h. mittels einer PWM-Steuerung, eingestellt werden.
  • Wenn das Abwärtsschaltelement 4 eingeschaltet (erregt) wird, wird die gespeicherte elektrische Leistung des sekundärseitigen Kondensators 23 über das Abwärtsschaltelement 4 und die Drosselspule 2 für die primärseitige Stromversorgung 18 und 22 bereitgestellt (eine umgekehrte Zufuhr von Elektrizität: Regeneration). In diesem Fall kann ebenfalls die Rate der umgekehrten Zufuhr von Elektrizität (die Zufuhrrate von Elektrizität für eine Regeneration) von dem sekundärseitigen Kondensator 23 zu der primärseitigen Stromversorgung 18 und 22 über die Wandlerschaltung 1 durch Einstellen der Einschaltzeit des Abwärtsschaltelements 4 während des bestimmten Zyklus, d.h. mittels der PWM-Steuerung, eingestellt werden.
  • Der Spannungswechselrichter 19m enthält sechs Schalttransistoren Tr1 bis Tr6. Durch jeweiliges Einschalten (Erregen) und Ansteuern der Transistoren Tr1 bis Tr6 mit sechs Ansteuersignalen, die parallel von einer Ansteuerschaltung 20m erzeugt werden, wird eine Gleichspannung des sekundärseitigen Kondensators 23 (eine Ausgangsspannung der Wandlerschaltung 1, d.h. die sekundärseitige Spannung) in drei Wechselspannungen mit Phasendifferenzen von 2π/3, d.h. eine Dreiphasenwechselspannung, umgewandelt, die jeweils an die Statorspulen 11 bis 13 mit drei Phasen (U-Phase, V-Phase und W-Phase) des Elektromotors 10m anzulegen sind. Demzufolge fließen in den Statorspulen 11 bis 13 des Elektromotors 10m jeweilige Phasenströme iUm, iVm und iWm zum Drehen des Rotors des Elektromotors 10m. Die sechs Schalttransistoren Tr1 bis Tr6 sind alles IGBTs.
  • Zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Zufuhr von elektrischer Leistung im Hinblick auf das Ein/Aus-Steuern (Schalten) der Transistoren Tr1 bis Tr6 mittels PWM-Pulsen und zur Unterdrückung einer Spannungsspitze ist der sekundärseitige Kondensator 23 mit einer großen Kapazität mit einer sekundärseitigen Ausgangsleitung der Wandlerschaltung 1 verbunden, die die Eingangsleitung des Wechselrichters 19m ist. Im Gegensatz dazu ist der primärseitige Kondensator 22, der die primärseitige Stromversorgung bildet, von geringer Größe, kostengünstig und von geringer Kapazität. Die Kapazität des primärseitigen Kondensators 22 ist erheblich kleiner als die Kapazität des sekundärseitigen Kondensators 23. Mittels eines Spannungssensors 24 wird eine sekundärseitige Spannung Vuc der Wandlerschaltung 1 detektiert und für eine Wandlersteuerungsvorrichtung 30v bereitgestellt. Elektrische Zufuhrleitungen, die mit den Statorspulen 11 bis 13 des Elektromotors 10m verbunden sind, sind mit Stromsensoren 14m bis 16m versehen, die Hall-ICs zum Detektieren der jeweiligen Phasenströme iUm, iVm und iWm verwenden und für die Motorsteuerungsvorrichtung 30m bereitzustellende Stromdetektionssignale (analoge Spannungen) erzeugen.
  • 2 zeigt die funktionale Konfiguration der ersten Motorsteuerungsvorrichtung 30m. Bei dieser Ausführungsform ist die erste Motorsteuerungsvorrichtung 30m eine elektronische Steuerungsvorrichtung mit einem Mikrocomputer MPU als einem Hauptkörper und enthält den Mikrocomputer MPU, die Ansteuerschaltung 20m, die Stromsensoren 14 bis 16, eine (nicht gezeigte) Schnittstelle (Signalverarbeitungsschaltung) zwischen einem Drehmelder 17 und dem sekundärseitigen Spannungssensor 24 und eine (nicht gezeigte) Schnittstelle (Kommunikationsschaltung) zwischen dem Mikrocomputer MPU und einer Hauptsteuerung eines Fahrzeugantriebssteuerungssystems (nicht gezeigt) auf dem Fahrzeug sowie eine Motorsteuerungsvorrichtung 30g.
  • Bezug nehmend auf 2 berechnet der Mikrocomputer MPU, der die Motorsteuerungsvorrichtung 30m darstellt, basierend auf dem Drehwinkelsignal SG θm, das von dem Drehmelder 17m geliefert wird, einen Drehwinkel (eine Magnetpolposition) θ und eine Drehgeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit) ω des Rotors des Elektromotors 10m.
  • Es sei bemerkt, dass genau genommen der Drehwinkel und die Magnetpolposition des Rotors des Elektromotors 10m nicht identisch sind, sondern dass die beiden proportional zueinander sind, wobei ein Proportionalitätskoeffizient durch die Zahl von Magnetpolen p des Elektromotors 10m festgelegt ist. Die Drehgeschwindigkeit und die Winkelgeschwindigkeit sind nicht identisch, die beiden sind jedoch proportional zueinander, wobei ein Proportionalitätskoeffizient durch die Zahl von Magnetpolen p des Elektromotors 10m festgelegt ist. Im Rahmen dieser Beschreibung bedeutet der Drehwinkel θ die Magnetpolposition. Die Drehgeschwindigkeit ω bedeutet die Winkelgeschwindigkeit, kann jedoch auch die Drehgeschwindigkeit bedeuten.
  • Die Hauptsteuerung des Fahrzeugantriebssteuerungssystems (nicht gezeigt) stellt für die Motorsteuerungsvorrichtung 30m, d.h. den Mikrocomputer MPU, ein Motorzieldrehmoment TM* bereit. Es sei bemerkt, dass die Hauptsteuerung ein Fahrzeuganforderungsdrehmoment TO* basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gaspedalöffnung des Fahrzeugs berechnet und entsprechend dem Fahrzeuganforderungsdrehmoment TO* das Motorzieldrehmoment TM* zum Bereitstellen für den Mikrocomputer MPU erzeugt. Der Mikrocomputer MPU gibt die Drehgeschwindigkeit ω U/min des Elektromotors 10m an die Hauptsteuerung aus.
  • Der Mikrocomputer MPU verwendet eine Drehmomentanweisungsbegrenzung 34 zum Lesen eines Grenzdrehmoments TM*max, das einer sekundärseitigen Spannung Vuc* und der Drehgeschwindigkeit ω entspricht, aus einer Grenzdrehmomenttabelle (Nachschlagetabelle) und bestimmt das Grenzdrehmoment TM*max als ein Zieldrehmoment T*, wenn das Zieldrehmoment TM* das Grenzdrehmoment TM*max überschreitet. Wenn es kleiner oder gleich dem Grenzdrehmoment TM*max ist, wird das Motorzieldrehmoment TM* als das Zieldrehmoment T* bestimmt. Das Motorzieldrehmoment T*, das mit einer solchen Begrenzung erzeugt wird, wird für eine sekundäre Zielspannungsberechnung 45 und eine Ausgabeberechnung 35 bereitgestellt.
  • Es sei bemerkt, dass die Grenzdrehmomenttabelle ein Speicherbereich ist, in dem unter Verwendung von jeweiligen Werten der sekundärseitigen Spannung Vuc* und der Spannung in dem Drehgeschwindigkeitsbereich als Adressen das maximale Drehmoment, das bei jedem Wert in dem Elektromotor 10m erreicht werden kann, als das Grenzdrehmoment TM*max geschrieben ist. Bei dieser Ausführungsform bedeutet die Grenzdrehmomenttabelle einen Speicherbereich in einem (nicht gezeigten) RAM in dem Mikrocomputer MPU. Das Grenzdrehmoment TM*max nimmt zu, wenn die sekundäre Zielspannung Vuc* zunimmt, und es nimmt ab, wenn die sekundäre Zielspannung Vuc* abnimmt. Das Grenzdrehmoment TM*max nimmt zu, wenn die Drehgeschwindigkeit ω abnimmt, und es nimmt ab, wenn die Drehgeschwindigkeit ω zunimmt.
  • In dem Mikrocomputer existiert ein nichtflüchtiger Speicher, in dem Daten TM*max der Grenzdrehmomenttabelle geschrieben sind. Wenn an den Mikrocomputer die Betriebsspannung zum Initialisieren desselben und eines in 1 gezeigten Motorantriebssystems angelegt wird, liest der Mikrocomputer aus dem nicht flüchtigen Speicher und schreibt in den RAM. Der Mikrocomputer weist eine Mehrzahl von anderen, ähnlichen Nachschlagetabellen auf, auf die später Bezug genommen wird, die ebenfalls die Bedeutung von Speicherbereichen in dem RAM haben, in die Bezugsdaten in dem nichtflüchtigen Speicher geschrieben werden, ähnlich zu der Grenzdrehmomenttabelle.
  • Der Mikrocomputer MPU der Motorsteuerungsvorrichtung 30m identifiziert bei der sekundären Zielspannungsberechnung 45 basierend auf dem Zieldrehmoment T* und der Drehgeschwindigkeit ω einen „Leistungsbetrieb“ oder eine „Regeneration“ und liest eine erste Zielspannung Vuc*m, die der Drehgeschwindigkeit ω des Elektromotors 10m zugewiesen ist, aus einer ersten, dem Zieldrehmoment T* zugewiesenen Zielspannungstabelle in der „Leistungsbetriebsgruppe“ im Falle des „Leistungsbetriebs“ und in der „Regenerationsgruppe“ im Falle der „Regeneration“.
  • Ein Mikrocomputer der anderen Motorsteuerungsvorrichtung 30g identifiziert den „Leistungsbetrieb“ oder die „Regeneration“ durch eine ähnliche Datenverarbeitung wie bei der sekundären Zielspannungsberechnung 45 basierend auf dem Zieldrehmoment T* und der Drehgeschwindigkeit ω eines Elektromotors (Elektrogenerators) 10g und liest eine der Drehgeschwindigkeit ω des Elektromotors 10g zugewiesene zweite Zielspannung Vuc*g aus einer zweiten, dem Zieldrehmoment T* zugewiesenen Zielspannungstabelle in der „Leistungsbetriebsgruppe“ im Falle des „Leistungsbetriebs“ und in der „Regenerationsgruppe“ im Falle der „Regeneration“. Die zweite Zielspannung Vuc*g wird für den Mikrocomputer MPU (2) bereitgestellt.
  • Die sekundäre Zielspannungsberechnung 45 (2) des Mikrocomputers MPU stellt die höhere der ersten Zielspannung Vuc*m, die von ihm selbst berechnet wird, und der zweiten Zielspannung Vuc*g, die von dem Mikrocomputer der Motorsteuerungsvorrichtung 30g bereitgestellt wird, zum Bereitstellen für die Drehmomentanweisungsbegrenzung 34 und eine Rückkopplungssteuerungsberechnung 46 als die sekundäre Zielspannung Vuc* bereit.
  • Bei der Rückkopplungssteuerungsberechnung 46 wird mittels einer Rückkopplungs-Proportional-Integral-(PI)-Berechnung eine Steuerausgabe Pvc zum Bringen der sekundärseitigen Spannung Vuc, die mittels des Spannungssensors 24 detektiert wird, auf die sekundäre Zielspannung Vuc* berechnet, die für eine PWM-Pulserzeugung 47 bereitzustellen ist. Bei der Pulserzeugung 47 wird die Steuerausgabe Pvc zur Ausgabe zu einer Ansteuerschaltung 20v in Boost-(Leistungsbetriebs)-PWM-Pulse, die das Boost-Schaltelement 3 ein-/ausschalten, und Abwärts-(Regenerations)-PWM-Pulse, die das Abwärtsschaltelement 4 ein-/ausschalten, umgewandelt. Die Ansteuerschaltung 20v schaltet das Boost-Schaltelement 3 entsprechend den Boost-PWM-Pulsen ein/aus und schaltet das Abwärtsschaltelement 4 entsprechend den Abwärts-PWM-Pulsen ein/aus. Demzufolge wird die sekundärseitige Spannung Vuc der Zwei-Wege-Wandlerschaltung 1 mittels der zweiten Zielspannung Vuc* oder eines in der Nähe derselben liegenden Werts gesteuert. Es sei bemerkt, dass zum Verhindern, dass das Boost-Schaltelement 3 und das Abwärtsschaltelement 4 gleichzeitig eingeschaltet werden (ein Ausgabekurzschluss), eine Schutzdauer (Totzeit) zwischen dem Boost-PWM-Puls und dem Abwärts-PWM-Puls eingestellt wird, während der eines von beiden auf einen zurückgehaltenen Aus-Pegel gebracht wird, wenn sich das andere von beiden auf einem angewiesenen Ein-Pegel befindet.
  • Der Mikrocomputer MPU der Motorsteuerungsvorrichtung 30m führt bei der „Ausgabeberechnung“ 35 mittels einer Vektorsteuerungsberechnung auf einem bekannten d-q-Achsen-Modell eine Rückkopplungssteuerung zum Ansteuern des Elektromotors durch, wobei eine d-Achse in der Richtung eines Paars von magnetischen Polen des Rotors des Elektromotors 10m liegt und eine q-Achse in der zu der d-Achse senkrechten Richtung liegt. Daher wandelt der Mikrocomputer Stromdetektionssignale iU, iV und iW der Stromsensoren 14 bis 16 in digitale Signale um und liest dieselben und verwendet eine Dreiphasen/Zweiphasen-Umwandlung als eine bekannte Umwandlung von einem festen zu einem rotierenden Koordinatensystem zum Umwandeln der Dreiphasenstromwerte iU, iV und iW auf einem festen Koordinatensystem in Zweiphasenstromwerte id und iq der d-Achse und der q-Achse auf einem rotierenden Koordinatensystems mittels einer Stromrückkopplungsberechnung.
  • Eine erste Tabelle A für eine Drehmomentkurve mit hohem Wirkungsgrad ist als eine Nachschlagetabelle in der Ausgabeberechnung 35 enthalten. In der ersten Tabelle A für eine Drehmomentkurve mit hohem Wirkungsgrad steht der der Motorgeschwindigkeit ω und dem Motorzieldrehmoment T* zugeordnete d-Achsenstromwert id zum Erzeugen des Zieldrehmoments T* bei jeder Motorgeschwindigkeit.
  • Das Ausgangsdrehmoment des Elektromotors wird entsprechend den jeweiligen Werten des d-Achsenstroms id und des q-Achsenstroms iq bestimmt. Auf einer Kurve konstanten Drehmoments gibt es jedoch eine unbegrenzte Zahl von Kombinationen des d-Achsenstroms id und des q-Achsenstroms iq zum Ausgeben desselben Drehmoments für einen Drehgeschwindigkeitswert, d.h. bei der gleichen Motorgeschwindigkeit. Auf der Kurve konstanten Drehmoments stellt eine Kombination des d-Achsenstroms id und des q-Achsenstroms iq, bei der der Wirkungsgrad einer Nutzung elektrischer Leistung maximal ist (ein Verbrauch an elektrischer Leistung minimal ist), einen Drehmomentpunkt mit hohem Wirkungsgrad dar. Eine Kurve, die eine Mehrzahl der Drehmomentpunkte mit hohem Wirkungsgrad auf den Drehmomentkurven verbindet, ist eine Drehmomentkurve mit einem hohen Wirkungsgrad, die für jede Drehgeschwindigkeit existiert. Mittels Erregen des Elektromotors 10m mit dem d-Achsenstrom id und dem q-Achsenstrom iq an der Position des bereitgestellten Motorzieldrehmoments T* auf der Drehmomentkurve mit hohem Wirkungsgrad für die Drehgeschwindigkeit des Motors als den Zielstromwerten wird das Zieldrehmoment T* von dem Elektromotor 10m ausgegeben, und der Wirkungsgrad einer Nutzung von elektrischer Leistung zur Erregung des Motors ist hoch.
  • Bei dieser Ausführungsform wird die Drehmomentkurve mit hohem Wirkungsgrad in zwei Arten unterteilt, eine erste Drehmomentkurve A mit hohem Wirkungsgrad, die die Werte der d-Achse zeigt, und eine zweite Drehmomentkurve B mit hohem Wirkungsgrad, die die Werte der q-Achse zeigt. Zusätzlich liegt die erste Drehmomentkurve A mit hohem Wirkungsgrad als ein Paar von Kurven vor, die jeweils auf einen Leistungsbetriebsbereich und einen Regenerationsbereich anzuwenden sind und die beide einen d-Achsen-Zielstrom bezüglich der Motorgeschwindigkeit und des Zieldrehmoments aufweisen.
  • Die erste Tabelle A für eine Drehmomentkurve mit hohem Wirkungsgrad ist ein Speicherbereich, der dem Zieldrehmoment T* zugewiesen ist, in dem der d-Achsen-Zielstrom zur Erzeugung des Zieldrehmoments mit einem minimalen Verbrauch an elektrischer Leistung geschrieben ist, und besteht aus einem Paar aus einer Leistungsbetriebstabelle A1 für einen Leistungsbetrieb und einer Regenerationstabelle A2 für eine Regeneration. Welche der Tabellen für einen Leistungsbetrieb und eine Regeneration zu verwenden ist, wird gemäß einem Resultat einer Identifizierung des Leistungsbetriebs oder der Regeneration basierend auf der Drehgeschwindigkeit ω des Elektromotors und dem bereitgestellten Zieldrehmoment T* bestimmt.
  • Es sei bemerkt, dass die in den Statorspulen 11 bis 13 erzeugte elektromotorische Gegenkraft mit der Zunahme der Drehgeschwindigkeit ω des Elektromotors 10m zunimmt, so dass die Anschlussspannungen der Spulen 11 bis 13 zunehmen. Demzufolge wird es schwierig, den Spulen 11 bis 13 den Zielstrom von einem Wechselrichter 19 zuzuführen, und eine Zieldrehmomentausgabe kann nicht erreicht werden. In diesem Fall kann mittels Reduzieren des d-Achsenstroms id und des q-Achsenstroms iq um Δid und Δiq auf der Kurve konstanten Drehmoments für das bereitgestellte Motorzieldrehmoment T* das Zieldrehmoment T* ausgegeben werden, wenngleich der Wirkungsgrad einer Nutzung von elektrischer Leistung reduziert wird. Dies wird als eine Schwachfeldsteuerung bezeichnet. Der d-Achsen-Schwachfeldstrom Δid wird durch eine Feldanpassungsbetragsberechnung zum Berechnen einer d-Achsen-Stromanweisung und zum Berechnen einer q-Achsen-Stromanweisung erzeugt. Der d-Achsen-Schwachfeldstrom Δid wird mittels einer Schwachfeldstromberechnung 41 berechnet. Der Inhalt derselben wird im Folgenden beschrieben.
  • Bei der Berechnung der d-Achsen-Stromanweisung in der „Ausgabeberechnung“ 35 subtrahiert der Mikrocomputer MPU den d-Achsen-Schwachfeldstrom Δid zum Berechnen eines d-Achsen-Zielstroms id* als id* = -id - Δid von dem aus der ersten Tabelle A für eine Drehmomentkurve mit hohem Wirkungsgrad gemäß dem von der Drehmomentanweisungsbegrenzung 34 bestimmten Zieldrehmoment T* ausgelesenen d-Achsen-Stromwert id.
  • Bei der Berechnung der q-Achsen-Stromanweisung wird in der Ausgabeberechnung 35 eine zweite Tabelle B für eine Drehmomentkurve mit hohem Wirkungsgrad verwendet. Die zweite Tabelle B für eine Drehmomentkurve mit hohem Wirkungsgrad speichert Daten einer korrigierten zweiten Drehmomentkurve B mit hohem Wirkungsgrad, bei der die zweite Drehmomentkurve B mit hohem Wirkungsgrad, die den Wert der q-Achse der Drehmomentkurve mit hohem Wirkungsgrad zeigt, weiter zu einer Kurve korrigiert ist, die einen q-Achsen-Zielstrom zeigt, bei dem der d-Achsen-Schwachfeldstrom Δid und der gepaarte q-Achsen-Schwachfeldstrom Δiq subtrahiert sind. Die zweite Tabelle B für eine Drehmomentkurve mit hohem Wirkungsgrad ist ein Speicherbereich, der dem Zieldrehmoment T* und dem d-Achsen-Schwachfeldstrom Δid zugewiesen ist, in dem der d-Achsen-Zielstrom zur Erzeugung des Zieldrehmoments mit einem minimalen Verbrauch an elektrischer Leistung, d.h. der Zielstromwert der korrigierten zweiten Drehmomentkurve B mit hohem Wirkungsgrad, geschrieben ist, und wird aus einem Paar aus einer Leistungsbetriebstabelle B1 für einen Leistungsbetrieb und einer Regenerationstabelle B2 für eine Regeneration gebildet. Welche der Tabellen für einen Leistungsbetrieb und eine Regeneration zu verwenden ist, wird gemäß einem Resultat einer Identifizierung des Leistungsbetriebs oder der Regeneration basierend auf der Drehgeschwindigkeit ω des Elektromotors und dem bereitgestellten Zieldrehmoment T* bestimmt.
  • Bei der Berechnung der q-Achsen-Stromanweisung wird ein q-Achsen-Zielstrom iq*, der dem Zieldrehmoment T* und dem d-Achsen-Schwachfeldstrom Δid zugewiesen ist, als die q-Achsen-Stromanweisung aus der zweiten Tabelle B für eine Drehmomentkurve mit hohem Wirkungsgrad gelesen.
  • Der Mikrocomputer MPU der Motorsteuerungsvorrichtung 30m verwendet die Ausgabeberechnung 35 zum Berechnen einer Stromabweichung δid des d-Achsen-Zielstroms id* und des d-Achsenstroms id und einer Stromabweichung δiq des q-Achsen-Zielstroms iq* und des q-Achsenstroms iq, führt basierend auf den jeweiligen Stromabweichungen δid und δiq eine Proportionalsteuerung und eine Integralsteuerung (PI-Berechnung der Rückkopplungssteuerung) durch und berechnet einen d-Achsen-Spannungsanweisungswert vd* und einen q-Achsen-Spannungsanweisungswert vq* als Ausgangsspannungen.
  • Bei der Schwachfeldstromberechnung 41 wird ein Spannungssättigungsindex m als ein Parameter für die Schwachfeldsteuerung berechnet. Das heißt, ein Spannungssättigungsberechnungswert ΔV wird basierend auf dem d-Achsen-Spannungsanweisungswert vd* und dem q-Achsen-Spannungsanweisungswert vq* als ein Wert berechnet, der das Ausmaß einer Spannungssättigung zeigt, und ein Feldanpassungsbetrag wird berechnet. Bei der Berechnung des Feldanpassungsbetrags werden die ΔV aufsummiert, der d-Achsen-Schwachfeldstrom Δid zur Durchführung der Schwachfeldsteuerung wird durch Multiplizieren des aufsummierten Werts ΣΔV mit einer Proportionalitätskonstante zum Einstellen eines positiven Werts für den Fall, dass der aufsummierte Wert ΣΔV einen positiven Wert annimmt, berechnet, und der angepasste Wert Δid und der aufsummierte Wert ΣΔV werden für den Fall, dass der Spannungssättigungsberechnungswert ΔV oder der aufsummierte Wert ΣΔV kleiner oder gleich Null ist, auf Null gesetzt. Der angepasste Wert Δid wird, wie vorher beschrieben, für die Berechnung der d-Achsen-Stromanweisung und die Berechnung der q-Achsen-Stromanweisung in der Ausgabeberechnung 35 verwendet.
  • Als Nächstes werden bei einer Zweiphasen/Dreiphasen-Umwandlung 36, die eine Umwandlung von einem rotierenden Koordinatensystem zu einem festen Koordinatensystem ist, die Zielspannungen vd* und vq* auf dem rotierenden Koordinatensystem gemäß der Zweiphasen/Dreiphasen-Umwandlung in jeweilige Phasenzielspannungen VU*, VV* und VW* in dem festen Koordinatensystem umgewandelt. Diese werden über eine Modulation 37 zu einer PWM-Pulserzeugung 50 gesendet, wenn sich der Spannungssteuerungsmodus in einer Dreiphasenmodulation befindet. Wenn sich der Spannungssteuerungsmodus in einer Zweiphasenmodulation befindet, werden die jeweiligen Phasenzielspannungen VU*, VV* und VW* in dem Dreiphasenmodulationsmodus durch die Zweiphasenmodulation der Modulation 37 zu denen einer Zweiphasenmodulation umgewandelt und zu der PWM-Pulserzeugung 50 gesendet. Wenn sich der Spannungsmodus in einem 1-Puls-Modus befindet, in dem alle Phasen mittels Rechteckswellen erregt werden, werden die jeweiligen Phasenzielspannungen VU*, VV* und VW* in dem Dreiphasenmodulationsmodus mittels einer 1-Puls-Modulation der Modulation 37 zu jeweiligen Phasenspannungen umgewandelt, die mit Rechteckswellen erregen, und für die PWM-Pulserzeugung 50 bereitgestellt.
  • Wenn die Dreiphasenzielspannungen VU*, VV* und VW* bereitgestellt werden, führt die PWM-Pulserzeugung 50 zum Ausgeben der Spannungen mit jeweiligen Werten eine Umwandlung zu PWM-Pulsen MU, MV und MW durch und gibt die PWM-Pulse MU, MV und MW zu der in 1 gezeigten Ansteuerschaltung 20m aus. Die Ansteuerschaltung 20m erzeugt basierend auf den PWM-Pulsen MU, MV und MW parallel sechs Ansteuersignale und schaltet die Transistoren Tr1 bis Tr6 des Spannungswechselrichters 19m mit den jeweiligen Ansteuersignalen ein/aus. Demzufolge werden die VU*, VV* und VW* an die Statorspulen 11 bis 13 des Elektromotors 10m angelegt, so dass bewirkt wird, dass Phasenströme iU, iV und iW fließen. Wenn die jeweiligen Phasenzielspannungen in dem Zweiphasenmodulationsmodus bereitgestellt werden, erzeugt ein PWM-Pulsgenerator PWM-Pulse für zwei Phasen und behält eine Phase als ein Ein- oder Aus-Signal (ein Signal mit konstanter Ausgangsspannung) bei. Die Phase mit konstanter Ein- oder Aus-Spannung wird aufeinanderfolgend geschaltet. Wenn die jeweiligen Phasenzielspannungen in dem 1-Puls-Modulationsmodus bereitgestellt werden, gibt die Ansteuerschaltung 20m Erregungsintervallsignale aus, die die jeweiligen Phasen mit Rechteckswellen erregen.
  • Ferner wird bei der Zweiphasen/Dreiphasen-Umwandlung 36 während der Zweiphasen/Dreiphasen-Umwandlung eine Elektromotor-Zielspannung Vm* berechnet. Die Berechnungsformel ist Vm* = √(Vd*2 + Vq*2). Aus der Elektromotor-Zielspannung Vm* und der Spannung Vuc des sekundärseitigen Kondensators 23 (dem Spannungsdetektionswert des Spannungssensors 24) wird in einer Modulationsverhältnisberechnung 43 einer Modulationssteuerung 42 ein Modulationsverhältnis Mi = Vm*/Vuc*m berechnet. Bei einer Modulationsmodusbestimmung 44 wird der Modulationsmodus basierend auf dem Modulationsverhältnis Mi, dem Zieldrehmoment T* und der Drehgeschwindigkeit ω des Elektromotors 10m ermittelt. Gemäß dem bestimmten Modulationsmodus wird bei der Modulation 37 die Ausgabe der jeweiligen Phasenzielspannungen in dem Modulationsmodus für eine Auswahl 40 angewiesen. Bei der Auswahl 40 werden die jeweiligen Phasenzielspannungen VU*, VV* und VW* über die Modulation 37 zu der PWM-Pulserzeugung 50 gesendet, wenn sich der Modulationsmodus in der Dreiphasenmodulation befindet. Wenn sich der Modulationsmodus in der Zweiphasenmodulation befindet, werden die jeweiligen Phasenzielspannungen VU*, VV* und VW* in dem Dreiphasenmodulationsmodus mittels einer Zweiphasenmodulation 38 der Modulation 37 in diejenigen der Zweiphasenmodulation umgewandelt und zu der PWM-Pulserzeugung 50 gesendet. Wenn sich der Modulationsmodus in dem 1-Puls-Modus befindet, in dem alle Phasen mittels Rechteckswellen erregt werden, werden die jeweiligen Phasenzielspannungen VU*, VV* und VW* in dem Dreiphasenmodulationsmodus mittels einer 1-Puls-Umwandlung 39 der Modulation 37 in jeweilige Phasenspannungen umgewandelt, die mit Rechteckswellen erregen, und für die PWM-Pulserzeugung 50 bereitgestellt.
  • Der in 2 gezeigte Mikrocomputer MPU enthält zusätzlich zu einer CPU einen RAM, einen ROM und einen Flash-Speicher zur Aufzeichnung von Daten und zur Aufzeichnung von verschiedenen Programmen. Das Programm, die Bezugsdaten und die Nachschlagetabelle, die in dem ROM oder dem Flash-Speicher gespeichert sind, werden in den RAM geschrieben, und die Eingabeprozesse und der Berechnungs-/Ausgabeprozess, die in 2 in einem Block gezeigt sind, der von einer doppelt gestrichelten Linie umgeben ist, werden basierend auf dem Programm durchgeführt.
  • 3 zeigt die Übersicht einer Motorantriebssteuerung MDC, die von dem Mikrocomputer MPU (bzw. dessen CPU) basierend auf dem Programm ausgeführt wird. Wenn die Betriebsspannung angelegt wird, führt der Mikrocomputer MPU eine Initialisierung desselben, der PWM-Pulserzeugung 50 und der Ansteuerschaltung 20m durch und stellt einen Stop-Standby-Zustand des Wechselrichters 19m ein, der den Elektromotor 10m antreibt. Dann wartet der Mikrocomputer MPU auf eine Motorantriebsstartanweisung von der (nicht gezeigten) Hauptsteuerung des Fahrzeugantriebssteuerungssystems. Wenn die Motorantriebsstartanweisung bereitgestellt wird, stellt der Mikrocomputer MPU mittels eines „Verarbeitung starten“ (Schritt 1) in einem internen Register einen Ausgangswert für die Elektromotorsteuerung ein und liest in einem „Eingabe lesen“ (Schritt 2) ein Eingabesignal oder Daten. Da heißt, ein erstes Zieldrehmoment TM*, das von der Hauptsteuerung bereitgestellt wird, und die zweite Zielspannung Vuc*g, die von der Motorsteuerungsvorrichtung 30g bereitgestellt wird, werden gelesen, und die jeweiligen Phasenstromdetektionssignale iU, iV und iW, die von den Stromsensoren 14m bis 16m detektiert werden, das Drehwinkelsignal SG θm des Drehmelders 17 und die sekundärseitige Spannung Vuc, die von dem Spannungssensor 24 detektiert wird, werden mittels einer Digitalwandlung gelesen.
  • Es sei bemerkt, dass die Nummern der Schritte im Folgenden in Klammern angegeben sind, wobei das Wort „Schritt“ weggelassen ist.
  • Als Nächstes berechnet der Mikrocomputer MPU basierend auf dem gelesenen Drehwinkelsignal SG θm (den Drehwinkeldaten SG θm) den Drehwinkel θ und die Drehgeschwindigkeit ω des Elektromotors 10m (3). Diese Funktion ist in 2 als eine Winkel-/Geschwindigkeitsberechnung 32 gezeigt. Als Nächstes liest der Mikrocomputer MPU das Grenzdrehmoment TM*max, das dem gelesenen Motorzieldrehmoment TM*, der gelesenen sekundärseitigen Spannung Vuc und der berechneten Drehgeschwindigkeit ω entspricht, aus der Grenzdrehmomenttabelle und bestimmt das Grenzdrehmoment TM*max als das Zieldrehmoment T*, wenn das gelesene Motorzieldrehmoment T* das Grenzdrehmoment TM*max überschreitet. Wenn es kleiner oder gleich dem Grenzdrehmoment TM*max ist, wird das gelesene Motorzieldrehmoment TM* als das Zieldrehmoment T* bestimmt (4). Diese Funktion ist in 2 als die Drehmomentanweisungsbegrenzung 34 gezeigt.
  • Als Nächstes identifiziert der Mikrocomputer MPU in einer „sekundärseitigen Zielspannungsberechnung“ (5), ob sich der Elektromotor 10m in einem „Leistungsbetrieb“ oder einem „Regenerationsbetrieb“ befindet, wählt die Gruppe aus, die dem Identifikationsresultat entspricht, liest die erste Zielspannung Vuc*m, die der aktuellen Drehgeschwindigkeit ω zugewiesen ist, aus der ersten Zielspannungstabelle, die darin dem Zieldrehmoment T* zugeordnet ist, und bestimmt die höhere der ersten Zielspannung Vuc*m und der zweiten Zielspannung Vuc*g, die von der Motorsteuerungsvorrichtung 30g bereitgestellt wird, als die zweite Zielspannung Vuc*. Der Inhalt der „sekundärseitigen Zielspannungsberechnung“ (5) ist der Inhalt der in 2 gezeigten sekundären Zielspannungsberechnung 45, die vorher beschrieben wurde.
  • Als Nächstes berechnet der Mikrocomputer MPU mittels der Rückkopplungs-Proportional-Integral-(PI)-Berechnung in einer „Pvc-Berechnung“ (6) die Steuerausgabe Pvc zum Bringen der sekundärseitigen Spannung Vuc, die von dem Spannungssensor 24 detektiert wird, auf die sekundäre Zielspannung Vuc*. In einer „Pvf/Pvr-Berechnung“ (7) wird die Steuerausgabe Pvc zu Einschaltdauerdaten Pvf für Boost-PWM-Pulse, die das Boost-Schaltelement 3 ein-/ausschalten, und Einschaltdauerdaten Pvr für Abwärts-PWM-Pulse umgewandelt, die das Abwärtsschaltelement 4 ein-/ausschalten. Die „Pvc-Berechnung“ (6) beinhaltet die Rückkopplungssteuerungsberechnung (46), die in 2 gezeigt ist, und die „Pvf/Pvr-Berechnung (7) entspricht einer Einschaltsignalumwandlung der PWM-Pulserzeugung 47, die in 2 gezeigt ist. Die PWM-Pulsausgabe, die einem Einschaltsignal der PWM-Pulserzeugung 47 entspricht, wird durch eine Ausgabeaktualisierung in dem Schritt 15 durchgeführt.
  • Als Nächstes wandelt der Mikrocomputer MPU mittels der Dreiphasen/Zweiphasen-Umwandlung die gelesenen Stromdetektionssignale iU, iV und iW mit drei Phasen zu dem d-Achsen-Stromwert id und dem q-Achsen-Stromwert mit zwei Phasen um (8). Diese Funktion ist in 2 als eine Stromrückkopplung 31 gezeigt. Als Nächstes berechnet der Mikrocomputer MPU den d-Achsen-Schwachfeldstrom Δid zur Durchführung einer d-Achsen-Schwachfeldsteuerung (9). Diese Funktion ist in 2 als die Schwachfeldstromberechnung 41 gezeigt.
  • Der Inhalt einer „Ausgabeberechnung“ (10) ist ähnlich zu dem Inhalt der in 2 gezeigten Ausgabeberechnung 35, die vorher beschrieben wurde. Die Spannungszielwerte Vd* und Vq* der d-q-Achsen, die in der „Ausgabeberechnung“ (10) berechnet werden, werden in die jeweiligen Phasenzielspannungen VU*, VV* und VW* des Dreiphasenmodulsationsmodus umgewandelt (11). Die Elektromotor-Zielspannung Vm* wird ebenfalls zu diesem Zeitpunkt berechnet. Bei einer anschließenden „Modulationssteuerung“ (12) wird das Modulationsverhältnis Mi berechnet (13), und der Modulationsmodus wird basierend auf dem Modulationsverhältnis Mi, dem Zieldrehmoment T*, der Drehgeschwindigkeit ω und der sekundärseitigen Spannung Vuc ermittelt (14). Der Inhalt wird später unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
  • 9 zeigt die Übersicht der Aufteilung der Modulationsmodi. In 9 sind das Zieldrehmoment T* und die Drehgeschwindigkeit ω als Parameter gezeigt, es ist jedoch auch noch das Modulationsverhältnis Mi als ein weiterer Parameter vorhanden. Bei dieser Ausführungsform ist die Ausgangsspannung der Wandlerschaltung 1, d.h. die sekundärseitige Spannung Vuc, ebenfalls ein Parameter für das Umschalten des Modulationsmodus. Der Mikrocomputer MPU weist Modulationsschwellenwerttabellen (Nachschlagetabellen) auf, die den Modulationsmodi (Dreiphasenmodulation, Zweiphasenmodulation und 1-Puls) zugeordnet sind. Die jeweiligen Modulationsschwellenwerttabellen speichern einen Schwellenwert einer Modulationsmodusgrenze (bei dieser Ausführungsform, die Drehgeschwindigkeit ω, die dem Zieldrehmoment T* zugeordnet ist).
  • 9 zeigt die Grenzen eines Drehmomentschwellenwerts und eines Drehgeschwindigkeitsschwellenwerts, die einer Modulationsverhältnisgrenze einer Modulationsumschaltgrenze entsprechen. Der Drehmomentschwellenwert und der Drehgeschwindigkeitsschwellenwert, die der Modulationsverhältnisgrenze beim Umschalten von dem Dreiphasenmodulationsmodus zu dem Zweiphasenmodulationsmodus entsprechen, sind in 9 durch einen durchgezogenen Kurvenlinienabschnitt A und einen damit zusammenhängenden doppelt gestrichelten Linienabschnitt Ao gezeigt. Der Drehmomentschwellenwert und der Drehgeschwindigkeitsschwellenwert, die der Modulationsverhältnisgrenze beim Umschalten von dem Zweiphasenmodulationsmodus zu dem Dreiphasenmodulationsmodus entsprechen, sind in 9 durch einen gepunkteten Kurvenlinienabschnitt B und einen damit zusammenhängenden gepunkteten Linienabschnitt Bo gezeigt. Um jedoch einen Bereich An, in dem das von dem Elektromotor 10m an den Drehmelder 17m abgegebene elektrische Rauschen groß ist, ebenfalls auf eine Zweiphasenmodulation zu bringen, werden der Drehmomentschwellenwert und der Drehgeschwindigkeitsschwellenwert dieses Abschnitts zum Vergrößern eines Zweiphasenmodulationsbereichs zu As (Schwellenwert bei einem Wechsel von der Dreiphasenmodulation zu der Zweiphasenmodulation) und Bs (Schwellenwert bei einem Wechsel von der Zweiphasenmodulation zu der Dreiphasenmodulation) geändert. Die vergrößerten bestimmten Bereiche befinden sich zwischen As und Ao und zwischen Bs und Bo.
  • Eine dünne durchgezogene Linie C in 9 zeigt einen Umschaltschwellenwert von der Zweiphasenmodulation zu dem 1-Puls, und eine dünne gepunktete Line D zeigt einen Umschaltschwellenwert von dem 1-Puls zu der Zweiphasenmodulation. Eine doppelt gestrichelte Linie E zeigt die Grenze der Zweiphasenmodulation. Ein Umschaltschwellenwert (A, Ao) von der Dreiphasenmodulation zu der Zweiphasenmodulation ist ein Schwellenwert Ao, der höher liegt als der Bereich An, in dem das Rauschen des Elektromotors 10m im Hinblick auf den Drehmelder 17 stärker ist, und ein Wert, der in Richtung eines Bereichs unterhalb des Bereichs An bis zu As verschoben ist. Der Schwellenwert ist hierin der Drehgeschwindigkeitsschwellenwert, der dem Zieldrehmoment zugeordnet ist. Auf ähnliche Weise ist der Umschaltschwellenwert von der Zweiphasenmodulation zu der Dreiphasenmodulation ein Wert, der bis zu Bs verschoben ist. Demzufolge wird in dem Bereich An, in dem das Rauschen des Elektromotors bei der Dreiphasenmodulation stark ist, die Zweiphasenmodulation mit einem geringeren Rauschen eingesetzt. Somit wird eine Störung des Drehdetektionssignals SG θ des Drehmelders 17m aufgrund des Rauschens des Elektromotors reduziert, und die Zuverlässigkeit der Antriebssteuerung des Elektromotors 10m wird verbessert. Es sei bemerkt, dass zum Verhindern von häufigem Umschalten zwischen der Dreiphasenmodulation und der Zweiphasenmodulation aufgrund einer leichten Zunahme/Abnahme des Zieldrehmoments T* oder der Drehgeschwindigkeit zwischen dem Schwellenwert Bs, der einen niedrigeren Wert als As hat, und dem Wert As ein Abstand vorgesehen ist. Das heißt, beim Umschalten der Modulationsmodi ist eine Hysterese vorgesehen.
  • 4 zeigt den Inhalt einer „Modulationsmodusbestimmung“ (11). Im Überblick dieser Ausfuhrungsform wird der Modulationsmodus auf die Zweiphasenmodulation oder den 1-Puls-Modus begrenzt, wenn das Modulationsverhältnis Mi kleiner als ein Schwellenwert (fester Wert) Mit ist, und auf die Dreiphasenmodulation oder die Zweiphasenmodulation begrenzt, wenn es größer oder gleich dem Schwellenwert Mit ist. Bei der „Modulationsmodusbestimmung“ (11) liest der Mikrocomputer MPU aus der Modulationsschwellenwerttabelle einen Standardschwellenwert ω32 der Grenze beim Umschalten von der Dreiphasenmodulation zu der Zweiphasenmodulation und einen Standardschwellenwert ω23 der Grenze beim Umschalten auf umgekehrte Weise, die dem aktuellen Zieldrehmoment T* entsprechen (22), wenn das aktuelle Modulationsverhältnis Mi kleiner als der Schwellenwert Mit ist. Zur Reduzierung der Schwellenwerte ω32 und ω23, wenn die sekundärseitige Spannung Vuc hoch ist, werden die jeweiligen Schwellenwerte zu Werten (Bezugsschwellenwerten) geändert, die durch Multiplizieren der jeweiligen Schwellenwerte mit „Vst/Vuc“ erhalten werden (23). Dabei ist Vst eine Bezugsspannung, und Vuc ist die Ausgangsspannung des Wandlers 1, d.h. die sekundärseitige Spannung. Ein optimaler Modulationsumschaltgrenzwert in dem Fall, in dem die sekundärseitige Spannung Vst ist, ist als der Standardschwellenwert in die Modulationsschwellenwerttabelle geschrieben. Mittels der Änderung des Schwellenwerts in Schritt 23 wird der Bezugsschwellenwert zu einem niedrigen Wert geändert, wenn die aktuelle sekundärseitige Spannung Vuc höher als die Bezugsspannung Vst ist. Wenn die sekundärseitige Spannung Vuc und die Bezugsspannung Vst gleich sind, wird der Schwellenwert nicht geändert.
  • Der Modulationsmodus wird auf die Dreiphasenmodulation eingestellt, wenn die aktuelle Drehgeschwindigkeit kleiner oder gleich dem Bezugsschwellenwert ω23 ist (24, 25), und er wird auf die Zweiphasenmodulation eingestellt, wenn er größer oder gleich dem Bezugsschwellenwert ω32 ist (26, 27). Ist keines von beiden der Fall, wird er auf die Zweiphasenmodulation eingestellt, wenn der aktuelle Modulationsmodus der 1-Puls ist (28, 27), bleibt jedoch der aktuelle Modulationsmodus, wenn er sich nicht in dem 1-Puls befindet (28, 29). Das heißt, der aktuelle Modulationsmodus wird als der Modulationsmodus eingestellt, der in der nächsten „Ausgabeaktualisierung“ 15 einzustellen ist.
  • In dem Fall, dass das aktuelle Modulationsverhältnis Mi größer oder gleich Mit ist, werden ein Standardschwellenwert ω21 der Grenze beim Umschalten von der Zweiphasenmodulation zu der 1-Puls-Modulation und ein Standardschwellenwert ω12 der Grenze beim Umschalten auf umgekehrte Weise, die dem aktuellen Zieldrehmoment T* entsprechen, aus der Modulationsschwellenwerttabelle gelesen (30). Zur Reduzierung der Schwellenwerte ω21 und ω12, wenn die sekundärseitige Spannung Vuc hoch ist, werden die jeweiligen Schwellenwerte zu Werten (Referenzschwellenwerten) geändert, die durch Multiplizieren der jeweiligen Schwellenwerte mit „Vst/Vuc“ erhalten werden (31). Der Modulationsmodus wird als die 1-Puls-Modulation eingestellt, wenn die aktuelle Drehgeschwindigkeit größer oder gleich dem Bezugsschwellenwert ω21 ist (32, 33), und er wird als die Zweiphasenmodulation eingestellt, wenn sie kleiner oder gleich dem Bezugsschwellenwert ω12 ist (34, 35). Ist keines von beiden der Fall, wird er auf die Zweiphasenmodulation eingestellt, wenn die aktuelle Modulation der Dreiphasenmodulationsmodus ist (36, 35), bleibt jedoch der aktuelle Modulationsmodus, wenn er sich nicht in der Dreiphasenmodulation befindet (36, 37). Das heißt, der aktuelle Modulationsmodus wird als der Modulationsmodus eingestellt, der bei der nächsten „Ausgabeaktualisierung“ 15 einzustellen ist.
  • Der erste und der zweite Wechselrichter 19m und 19g, die die zwei Elektromotoren 10m und 10g antreiben, sind mit der einen Zwei-Wege-Wandlerschaltung 1 verbunden, und die sekundäre Zielspannung Vuc* des Wandlers ist die höhere der ersten Zielspannung Vuc*m, die zum Antreiben des ersten Elektromotors 10m benötigt wird, und der zweiten Zielspannung Vuc*g, die zum Antreiben des zweiten Elektromotors 10g benötigt wird. Daher ist in den meisten Fällen, wenn sich der zweite Elektromotor 10g in einem Elektrizitätserzeugungs-(Regenerations)-Modus befindet, die zweite Zielspannung Vuc*g, die für den zweiten Wechselrichter 19g benötigt wird, der von dem zweiten Elektromotor 10g Elektrizität erhält, höher als die erste Zielspannung Vuc*m, die für den ersten Wechselrichter 19m benötigt wird, der dem ersten Elektromotor 10m Elektrizität zuführt. Das heißt, die sekundäre Zielspannung Vuc* (die gleich Vuc*g ist) ist größer als die erste Zielspannung Vuc*m. Demzufolge besteht die Möglichkeit, dass eine Stromspitze, die beim PWM-Schalten des ersten Wechselrichters 19m verursacht wird, zunimmt. In diesem Fall wird jedoch bei dieser Ausführungsform, da der Bezugsschwellenwert gleich dem Standardschwellenwert multipliziert mit Vst/Vuc ist, und der Bezugsschwellenwert beim Umschalten von der Dreiphasenmodulation zu der Zweiphasenmodulation dadurch abnimmt, zu einem frühen Zeitpunkt von der Dreiphasenmodulation zu der Zweiphasenmodulation umgeschaltet. Demzufolge wird ein erhöhtes Rauschen des Elektromotors 10m aufgrund der Tatsache, dass die zweite Zielspannung Vuc*g, die höher als notwendig ist, als die sekundäre Zielspannung Vuc* (Vuc) ausgewählt wird, unterdrückt, und die Zuverlässigkeit der Antriebssteuerung des Elektromotors 10 wird verbessert.
  • Zurückkehrend zu 3, werden die jeweiligen Zielspannungen, die bei der Dreiphasenumwandlung (11) berechnet werden, des Modulationsmodus, der bei der Modulationssteuerung (12) bestimmt wird, bei der „Ausgabeaktualisierung“ (15) zu der PWM-Pulserzeugung 50 ausgegeben. Ferner werden der Boost-PWM-Puls und der Abwärts-PWM-Puls mit den Einschaltdauern Pvf und Pvr, die bei „Pvf, Pvr“ (7) berechnet werden, zu der Ansteuerschaltung 20v ausgegeben, und die sekundäre Zielspannung Vuc* wird zu der zweiten Motorsteuerungsvorrichtung 30g ausgegeben.
  • Als Nächstes schreitet der Prozess nach einem Warten darauf, dass ein Zeitpunkt der nächsten Wiederholung der Verarbeitung erreicht wird (16), erneut zu „Eingabe lesen“ (2) fort. Dann wird die vorher beschriebene Verarbeitung des „Eingabe lesen“ (2) und der folgenden Schritte ausgeführt. Wenn von einer Systemsteuerung eine Stoppanweisung erhalten wird, während auf den Zeitpunkt der nächsten Wiederholung der Verarbeitung gewartet wird, stoppt der Mikrocomputer MPU die Ausgabe zur Erregung der Motordrehung (17, 18).
  • Die Steuerfunktionen der Motorsteuerungsvorrichtung 30m, die den Betrieb des Elektromotors 10m zum Antreiben und Drehen des Rads steuert, wurden vorher beschrieben.
  • Zurückkehrend zu 1, weist der Elektromotor 10g eine zweite elektrische Drehmaschine auf, die durch die Maschine auf dem Fahrzeug zur Drehung angetrieben wird und die als ein Elektrogenerator oder ein Elektromotorgenerator bezeichnet werden kann. Bei dieser Ausfiihrungsform ist der Elektromotor 10g ein Elektromotor (für einen Leistungsbetrieb), der die Maschine beim Starten der Maschine zum Starten antreibt, und er ist ein Elektrogenerator (für eine Regeneration), der durch die Maschine zur Drehung angetrieben wird, damit er Elektrizität erzeugt, wenn die Maschine gestartet ist. Die Funktion und der Betrieb der zweiten Motorsteuerungsvorrichtung 30g, die den Elektromotor 10g steuert, ist ähnlich zu der der Motorsteuerungsvorrichtung 30m. Die Konfiguration und der Betrieb des zweiten Wechselrichters 19g, der dem Elektromotor 10g Elektrizität zuführt, ist ähnlich zu der des ersten Wechselrichters 19m. Die Konfiguration und Funktion der zweiten Motorsteuerungsvorrichtung 30g ist ähnlich zu der der ersten Motorsteuerungsvorrichtung 30m. Es sei bemerkt, dass bei dieser Ausführungsform die erste Motorsteuerungsvorrichtung 30m die sekundäre Zielspannung Vuc* berechnet und die Zwei-Wege-Wandlerschaltung 1 steuert (45 bis 47 in 2 und die Schritte 6 und 7 in 3), während die zweite Motorsteuerungsvorrichtung 30g die zweite Zielspannung Vuc*g berechnet, jedoch nicht den Zwei-Wege-Wandler 1 steuert.
  • Ein Zieldrehmoment TM*g mit positivem Wert wird von der (nicht gezeigten) Hauptsteuerung für die zweite Motorsteuerungsvorrichtung 30g bereitgestellt, wenn die Maschine gestartet wird, und die zweite Motorsteuerungsvorrichtung 30g führt einen Motorsteuerungsbetrieb durch, der ähnlich zu dem vorher beschriebenen Motorsteuerungsbetrieb der ersten Motorsteuerungsvorrichtung 30m ist. Wenn die Maschine gestartet ist und sich das Ausgangsdrehmoment derselben erhöht, schaltet die Hauptsteuerung das Zieldrehmoment Tm*g für eine Erzeugung von Elektrizität (Regeneration) auf einen negativen Wert um. Demzufolge steuert die zweite Motorsteuerungsvorrichtung 30g den zweiten Wechselrichter 19g derart, dass das Ausgangsdrehmoment des zweiten Elektromotors 10g zu dem Zieldrehmoment mit negativem Wert (Ziellast der Maschine) wird. Der Inhalt (Ausgabeberechnung) ist ebenfalls ähnlich zu der Ausgabeberechnung, die vorher für die erste Motorsteuerungsvorrichtung 30m beschrieben wurde.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • Zweite Ausführungsform
  • 5 zeigt den Überblick einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist der Elektromotor 10m als die elektrische Drehmaschine, die einer Steuerung unterzogen wird, ein synchroner Permanentmagnet-Elektromotor, der auf dem Fahrzeug zum Antreiben und Drehen des Rades angebracht ist, bei dem der Rotor den Permanentmagneten enthält und der Stator die Dreiphasenspulen 11 bis 13 mit einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase aufweist. Der Spannungswechselrichter 19m als der erste Wechselrichter führt dem Elektromotor 10m die elektrische Leistung der Batterie 18 auf dem Fahrzeug zu. Der Rotor des ersten Drehmelders 17m zum Detektieren der Magnetpolposition des Rotors ist mit dem Rotor des Elektromotors 10m verbunden. Der Drehmelder 17m erzeugt die analoge Spannung (das Drehwinkelsignal) SG θm, das den Drehwinkel des Rotors angibt, zum Bereitstellen für die Motorsteuerungsvorrichtung 30m.
  • Bei der zweiten Ausführungsform ist, da es keinen Wandler zum Erhöhen und Ausgeben der Spannung der primärseitigen Stromversorgung 18 und 22 gibt und eine Batteriespannung Vdc an den Wechselrichter angelegt wird, die Eingangsspannung des Wechselrichters 19m annähernd konstant. Das heißt, die Eingangsspannung des Wechselrichters 19m fluktuiert nicht in erheblichem Maße, im Gegensatz zu der sekundärseitigen Spannung Vuc der ersten Ausführungsform, und die Eingangsspannung des Wechselrichters 19m ist die Batteriespannung Vdc und kann im Vergleich zu der Fluktuation als konstant angesehen werden.
  • 6 zeigt die funktionale Konfiguration der Motorsteuerungsvorrichtung 30m, die in 5 gezeigt ist. Da die Konfiguration den Zwei-Wege-Wandler nicht verwendet, sind die Wandlersteuerungsabschnitte (45 bis 47) der Motorsteuerungsvorrichtung (2) der ersten Ausführungsform weggelassen. Bei der Drehmomentanweisungsbegrenzung 34 wird das Grenzdrehmoment TM*max, das einer maximalen Spannung Vdcm (fester Wert) entspricht, die von der Batterie 18 ausgegeben werden kann, und die Drehgeschwindigkeit ω aus der Grenzdrehmomenttabelle (Nachschlagetabelle) gelesen, und das Grenzdrehmoment T*max wird als ein Zieldrehmoment T* bestimmt, wenn das Zieldrehmoment TM* das Grenzdrehmoment TM*max überschreitet. Wenn es kleiner oder gleich dem Grenzdrehmoment TM*max ist, wird das Motorzieldrehmoment TM* als das Zieldrehmoment T* bestimmt. Das mit solch einer Begrenzung erzeugte Motorzieldrehmoment T* wird auf die Ausgabeberechnung 35 angewandt.
  • Bei der zweiten Ausführungsform wird die Stromversorgungsspannung (Batteriespannung) Vdc mittels eines Spannungssensors 21 unter Bezugnahme auf die Stromversorgungsspannung Vdc detektiert, der d-Achsen-Schwachfeldstrom Δid wird bei der Schwachfeldstromberechnung 41 berechnet, und die jeweiligen Zielspannungen VU*, VV* und VW* werden bei der Zweiphasen/Dreiphasen-Umwandlung 36 basierend auf der Stromversorgungsspannung Vdc berechnet.
  • 7 zeigt den Überblick der Motorantriebssteuerung MDC, die von dem Mikrocomputer MPU (bzw. dessen CPU) ausgeführt wird, der die Motorsteuerungsvorrichtung 30m der zweiten Ausführungsform darstellt. Die Verarbeitung von der zweiten Zielspannungsberechnung 35 zu der Pvf/Pvr-Berechnung 7 der ersten Ausführungsform ist weggelassen, und die Modulationsmodusbestimmung 14 bei der Modulationssteuerung 12 ist zu einer „Modulationsmodusbestimmung“ 14a abgeändert, die der Batteriespannung Vdc zugeordnet ist, bei der die Eingangsspannung des Wechselrichters als annähernd konstant angesehen werden kann.
  • 8 zeigt den Inhalt der „Modulationsmodusbestimmung“ 14a. Da die Eingangsspannung des Wechselrichters die Batteriespannung (annähernd konstant) ist, sind die Verarbeitungsschritte 23 und 31 zur Korrektur der Modulationsmodusumschaltgrenze (des Schwellenwerts) gemäß der Eingangsspannung Vuc des Wechselrichters der ersten Ausführungsform (4) weggelassen. Der Überblick der Modulationsmodusaufteilung der zweiten Ausführungsform ist ähnlich zu dem, der in 9 gezeigt ist. Da jedoch die Eingangsspannung des Wechselrichters 19m bei der zweiten Ausführungsform nicht die Boost-Spannung, sondern die Batteriespannung ist, nimmt der Schwellenwert der Modulationsbereichsgrenze einen Wert an, der unterschiedlich zu dem der ersten Ausführungsform ist.
  • Andere Konfigurationen und Funktionen der zweiten Ausführungsform sind ähnlich zu denen der ersten Ausführungsform, die vorher beschrieben wurde (1 bis 4). Bei der zweiten Ausführungsform wird ebenfalls eine Dreiphasen/Zweiphasen-Umschaltgrenze A, As, die die Umschaltgrenze A, Ao von der Dreiphasenmodulation zu der Zweiphasenmodulation ist, die hin zu der Seite mit niedrigem Drehmoment und niedriger Drehgeschwindigkeit des Bereichs An mit hohem Drehmoment und hoher Drehgeschwindigkeit, in dem das von dem Elektromotor 10m an den Drehmelder 17m abgegebene elektrische Rauschen stark ist, verschoben ist, zum Umschalten der Zweiphasenmodulation verwendet, wenn das Zieldrehmoment und die Drehgeschwindigkeit die Grenze A, As überschreiten, während die Dreiphasenmodulation ausgeführt wird. Daher wird automatisch zu der Zweiphasenmodulation umgeschaltet, wenn das Zieldrehmoment und die Drehgeschwindigkeit der elektrischen Drehmaschine in dem Bereich An mit hohem Drehmoment und hoher Drehgeschwindigkeit liegen, in dem das elektrische Rauschen bei der Dreiphasenmodulation stark ist. Demzufolge nimmt die Zahl der PWM-Schaltvorgänge des Wechselrichters ab, so dass das Auftreten von Rauschen der elektrischen Drehmaschine reduziert wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit, dass das Drehdetektionssignal des Drehmelders gestört wird, entsprechend abnimmt, so dass die Zuverlässigkeit der Antriebssteuerung der elektrischen Drehmaschine verbessert wird.
  • Es sei bemerkt, dass sowohl bei der ersten Ausführungsform als auch bei der zweiten Ausführungsform, die vorher beschrieben wurden, der bestimmte Bereich (As bis Ao und As' bis Ao') während des Leistungsbetriebs größer als während der Regeneration (As' bis Ao') gemacht wird, wie in 9 gezeigt ist. In dem Fall, in dem das Drehmoment und die Drehgeschwindigkeit dieselben sind, ist während des Leistungsbetriebs ein größerer Strom (ein größeres Modulationsverhältnis) als während der Regeneration notwendig. Der Motorstrom wird während des Leistungsbetriebs in der Reihenfolge Motorstrom, Wechselrichter (Verlust), Motor (Verlust) und Drehmoment zu dem Drehmoment umgewandelt, während das Drehmoment während der Regeneration in der Reihenfolge Drehmoment, Motor (Verlust), Wechselrichter (Verlust) und Motorstrom zu dem Motorstrom umgewandelt wird. In dem Fall, in dem das Drehmoment während des Leistungsbetriebs und während der Regeneration dasselbe ist, ist während des Leistungsbetriebs ein höherer Motorstrom notwendig, entsprechend dem zusätzlichen Verlust des Wechselrichters und dem zusätzlichen Verlust des Motors, wohingegen der während der Regeneration mittels des regenerativen Drehmoments erzeugte Motorstrom entsprechend dem Verlust des Motors und dem Verlust des Wechselrichters niedriger ist. Daher ist der Motorstrom während des Leistungsbetriebs größer als während der Regeneration, wenn das Drehmoment und die Drehgeschwindigkeit dieselben sind. Die Menge an Rauschen des Drehmelders neigt dazu, proportional zu dem Motorstrom (dem Modulationsverhältnis) zuzunehmen. Das heißt, der bestimmte Bereich vergrößert sich. Bei der ersten und der zweiten Ausführungsform wird unter Berücksichtigung dieser Tatsache der bestimmte Bereich während des Leistungsbetriebs größer als während der Regeneration der elektrischen Drehmaschine gemacht.
  • Bei einem modifizierten Beispiel der Ausführungsformen führen die Motorsteuerungsvorrichtungen 30m und 30g das Umschalten zu der Zweiphasenmodulation durch, wenn die Drehmomente und Drehgeschwindigkeiten der Elektromotoren 10m und 10g in dem bestimmten Bereich (As bis Ao oder As' bis Ao') liegen, jedoch nicht während der Regeneration. Wie vorher beschrieben, wird in dem Fall, in dem das Drehmoment während des Leistungsbetriebs und während der Regeneration dasselbe ist, während des Leistungsbetriebs ein höherer Motorstrom notwendig, entsprechend den zusätzlichen Verlusten des Wechselrichters und des Motors, während der während der Regeneration mittels des regenerativen Drehmoments erzeugte Motorstrom entsprechend den Verlusten des Motors und des Wechselrichters niedriger wird. Somit ist das Drehmelderrauschen in dem bestimmten Bereich (As' bis Ao') während der Regeneration gering. Beim Umschalten von der Dreiphasenmodulation zu der Zweiphasenmodulation in dem bestimmten Bereich tritt eine nicht unerhebliche Stromverzerrung auf, da der Bereich, der vorzugsweise mit der Dreiphasenmodulation gesteuert wird, mit der Zweiphasenmodulation gesteuert wird. Dies wird bei diesem modifizierten Beispiel berücksichtigt, und das Umschalten zu der Zweiphasenmodulation in dem bestimmten Bereich (As' bis Ao') wird während der Regeneration nicht durchgeführt, während der die Notwendigkeit einer Maßnahme gegen das Drehmelderrauschen niedrig ist, so dass eine Erhöhung der Stromverzerrung vermieden wird. Bei einem anderen modifizierten Beispiel wird der bestimmte Bereich (As' bis Ao') während der Regeneration weggelassen. Das heißt, während der Regeneration ist der bestimmte Bereich lediglich auf den bestimmten Bereich (As bis Ao) begrenzt.

Claims (7)

  1. Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine, mit einem Wechselrichter (19m), der dazu angepasst ist, eine Umwandlung elektrischer Leistung zwischen einer primärseitigen Gleichstromleistungsversorgung (18) und einer elektrischen Drehmaschine (10m) durchzuführen, einem Drehmelder (17m), der dazu angepasst ist, ein Drehdetektionssignal zu erzeugen, das einem Drehwinkel und einer Drehgeschwindigkeit der elektrischen Drehmaschine (10m) entspricht, einem Mittel (32), das dazu angepasst ist, basierend auf dem Drehdetektionssignal den Drehwinkel und die Drehgeschwindigkeit zu berechnen, einem Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltmittel (44), das dazu angepasst ist, ein Zieldrehmoment, die Drehgeschwindigkeit und den Drehwinkel der elektrischen Drehmaschine (10m) dazu zu verwenden, den Wechselrichter (19m) derart zu steuern, dass ein Ausgangsdrehmoment der elektrischen Drehmaschine (10m) zu dem Zieldrehmoment wird, und eine Steuerung des Wechselrichters (19m) von einer Dreiphasenmodulation zu einer Zweiphasenmodulation umzuschalten, wenn ein Modulationsverhältnis, das ein Verhältnis einer an die elektrische Drehmaschine angelegten Spannung zu einer Eingangsspannung des Wechselrichters (19m) ist, größer als eine Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze wird, und einem Motorsteuerungsmittel (30m), das dazu angepasst ist, in einem bestimmten Bereich, in dem ein Drehgeschwindigkeitsschwellenwert, der niedriger als die Drehgeschwindigkeit der elektrischen Drehmaschine (10m) ist, die der Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze entspricht, überschritten wird, ein vorbestimmter Drehmomentschwellenwert überschritten wird und ein von der elektrischen Drehmaschine (10m) an den Drehmelder (17m) abgegebenes elektrisches Rauschen groß ist, zu der Zweiphasenmodulation umzuschalten, sogar in einem Bereich, in dem das Modulationsverhältnis kleiner als die Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze ist.
  2. Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine nach Anspruch 1, bei der der bestimmte Bereich während eines Leistungsbetriebs größer als während eines regenerativen Betriebs der elektrischen Drehmaschine ist.
  3. Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei der der bestimmte Bereich lediglich während des Leistungsbetriebs eingestellt wird und nicht während des regenerativen Betriebs der elektrischen Drehmaschine eingestellt wird.
  4. Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit einem Wandler (1), der dazu angepasst ist, eine Spannung der primärseitigen Gleichstromleistungsversorgung (18) zum Zuführen zu dem Wechselrichter (19m) als eine sekundärseitige Spannung zu erhöhen und eine Spannung einer regenerativen elektrischen Leistung von dem Wechselrichter (19m) zum umgekehrten Zuführen zu der primärseitigen Gleichstromleistungsversorgung (18) zu verringern, einem sekundärseitigen Zielspannungsbestimmungsmittel (45), das dazu angepasst ist, eine sekundärseitige Zielspannung zu erhalten, die dem Zieldrehmoment und der Drehgeschwindigkeit der elektrischen Drehmaschine (10m) entspricht, und einem Wandlersteuerungsmittel (20v), das dazu angepasst ist, den Wandler (1) derart zu steuern, dass die sekundärseitige Spannung zu der sekundärseitigen Zielspannung wird, wobei das Motorsteuerungsmittel (30m) dazu angepasst ist, das Zieldrehmoment, die Drehgeschwindigkeit, den Drehwinkel und die sekundärseitige Zielspannung dazu zu verwenden, den Wechselrichter (19m) derart zu steuern, dass das Ausgangsdrehmoment der elektrischen Drehmaschine (10m) zu dem Zieldrehmoment wird, und den Drehmomentschwellenwert beim Umschalten von der Dreiphasenmodulation zu der Zweiphasenmodulation zum Vergrö-ßern des bestimmten Bereichs zu reduzieren, wenn die sekundärseitige Spannung zunimmt.
  5. Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine nach Anspruch 4, bei der der Wechselrichter enthält: einen ersten und einen zweiten Wechselrichter (19m, 19g), die dazu angepasst sind, einen Austausch elektrischer Leistung zwischen einer ersten und einer zweiten elektrischen Drehmaschine (10m, 10g) zu steuern, der Drehmelder enthält: einen ersten Drehmelder (17m), der dazu angepasst ist, ein Drehdetektionssignal zu erzeugen, das einem Drehwinkel und einer Drehgeschwindigkeit der ersten elektrischen Drehmaschine (10m) entspricht; und einen zweiten Drehmelder (17g), der dazu angepasst ist, ein Drehdetektionssignal zu erzeugen, das einem Drehwinkel und einer Drehgeschwindigkeit der zweiten elektrischen Drehmaschine (10g) entspricht, das Mittel, das dazu angepasst ist, den Drehwinkel und die Drehgeschwindigkeit zu berechnen, enthält: ein erstes Mittel (30m), das dazu angepasst ist, den Drehwinkel und die Drehgeschwindigkeit der ersten elektrischen Drehmaschine (10m) basierend auf dem Drehdetektionssignal des ersten Drehmelders (17m) zu berechnen; und ein zweites Mittel (30g), das dazu angepasst ist, den Drehwinkel und die Drehgeschwindigkeit der zweiten elektrischen Drehmaschine (10g) basierend auf dem Drehdetektionssignal des zweiten Drehmelders (17g) zu berechnen, das sekundärseitige Zielspannungsbestimmungsmittel enthält: ein erstes sekundärseitiges Zielspannungsbestimmungsmittel (30m), das dazu angepasst ist, basierend auf einer sekundärseitigen Zielspannungscharakteristik, die dem Zieldrehmoment der ersten elektrischen Drehmaschine zugewiesen ist und der Drehgeschwindigkeit entspricht, eine erste Zielspannung zu erhalten, die der Drehgeschwindigkeit der ersten elektrischen Drehmaschine (10m) entspricht; ein zweites sekundärseitiges Zielspannungsbestimmungsmittel (30g), das dazu angepasst ist, basierend auf einer sekundärseitigen Zielspannungscharakteristik, die dem Zieldrehmoment der zweiten elektrischen Drehmaschine zugewiesen ist und der Drehgeschwindigkeit entspricht, eine zweite Zielspannung zu erhalten, die der Drehgeschwindigkeit der zweiten elektrischen Drehmaschine (10g) entspricht; und ein Mittel (30m), das dazu angepasst ist, eine höhere der ersten und der zweiten Zielspannung als die sekundärseitige Zielspannung einzustellen, das Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltmittel enthält: ein erstes Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltmittel (30m), das dazu angepasst ist, den ersten Wechselrichter (19m) zu steuern und eine Steuerung des ersten Wechselrichters von der Dreiphasenmodulation zu der Zweiphasenmodulation umzuschalten, wenn ein erstes Modulationsverhältnis, das ein Verhältnis einer an die erste elektrische Drehmaschine (10m) angelegten Spannung zu einer Eingangsspannung des ersten Wechselrichters (19m) ist, größer als eine erste Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze wird; und ein zweites Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltmittel (30g), das dazu angepasst ist, den zweiten Wechselrichter (19g) zu steuern und eine Steuerung des zweiten Wechselrichters von der Dreiphasenmodulation zu der Zweiphasenmodulation umzuschalten, wenn ein zweites Modulationsverhältnis, das ein Verhältnis einer an die zweite elektrische Drehmaschine (10g) angelegten Spannung zu einer Eingangsspannung des zweiten Wechselrichters (19g) ist, größer als eine zweite Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze wird, und das Motorsteuerungsmittel enthält: ein erstes Motorsteuerungsmittel (30m), das dazu angepasst ist, in einem ersten bestimmten Bereich, in dem ein erster Drehmomentschwellenwert und ein erster Drehgeschwindigkeitsschwellenwert, die niedriger als ein Drehmoment und die Drehgeschwindigkeit der ersten elektrischen Drehmaschine (10m) sind, die der ersten Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze entsprechen, überschritten werden und ein von der ersten elektrischen Drehmaschine an den ersten Drehmelder abgegebenes Rauschen groß ist, zu der Zweiphasenmodulation umzuschalten, sogar in einem Dreiphasenmodulationsbereich, in dem das erste Modulationsverhältnis kleiner als die erste Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze ist; und ein zweites Motorsteuerungsmittel (30g), das dazu angepasst ist, in einem zweiten bestimmten Bereich, in dem ein zweiter Drehmomentschwellenwert und ein zweiter Drehgeschwindigkeitsschwellenwert, die niedriger als ein Drehmoment und die Drehgeschwindigkeit der zweiten elektrischen Drehmaschine (10g) sind, die der zweiten Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze entsprechen, überschritten werden und ein von der zweiten elektrischen Drehmaschine an den zweiten Drehmelder abgegebenes elektrisches Rauschen groß ist, zu der Zweiphasenmodulation umzuschalten, sogar in einem Dreiphasenmodulationsbereich, in dem das zweite Modulationsverhältnis kleiner als die zweite Dreiphasen/Zweiphasen-Modulationsumschaltgrenze ist.
  6. Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine nach Anspruch 5, bei der das erste Motorsteuerungsmittel (30m) dazu angepasst ist, den ersten Drehmomentschwellenwert zum Vergrößern eines Bereichs der Zweiphasenmodulation zu reduzieren, wenn die sekundärseitige Spannung zunimmt.
  7. Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine nach Anspruch 5 oder 6, bei der das zweite Motorsteuerungsmittel (30g) dazu angepasst ist, den zweiten Drehmomentschwellenwert zum Vergrößern eines Bereichs der Zweiphasenmodulation zu reduzieren, wenn die sekundärseitige Spannung zunimmt.
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Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4434184B2 (ja) * 2006-08-17 2010-03-17 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 電気モータのフィードバック制御方法および装置
JP5116490B2 (ja) * 2008-01-08 2013-01-09 株式会社マキタ モータ制御装置とそれを用いた電動工具
JP5471255B2 (ja) * 2009-09-30 2014-04-16 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 電動機駆動装置の制御装置
JP5222839B2 (ja) * 2009-12-21 2013-06-26 株式会社日立製作所 電動車両の冷却システム
EP2552005A1 (de) * 2010-03-26 2013-01-30 Mitsubishi Electric Corporation Stromwandler
JP5234050B2 (ja) * 2010-04-27 2013-07-10 株式会社デンソー 車両用電源装置
JP5636741B2 (ja) * 2010-06-01 2014-12-10 トヨタ自動車株式会社 モータ制御装置
US20120024552A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 Hitachi Koki Co., Ltd. Inverter Device and Electrical Power Tool
CN101997463B (zh) * 2010-10-20 2012-09-26 夷中机科技（北京）有限公司 一种点钞仪双直流无刷电机控制器及其控制方法
JP5530905B2 (ja) * 2010-11-19 2014-06-25 日立アプライアンス株式会社 モータ制御装置，空気調和機
JP5413420B2 (ja) * 2011-08-08 2014-02-12 株式会社デンソー 回転機の制御装置
JP5444304B2 (ja) * 2011-10-25 2014-03-19 ファナック株式会社 無効電流指令作成部を有するモータ駆動装置
JP5873716B2 (ja) * 2011-12-28 2016-03-01 日立アプライアンス株式会社 モータ制御装置
JP5622053B2 (ja) * 2012-02-09 2014-11-12 株式会社デンソー 多相回転機の制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP6013031B2 (ja) * 2012-06-08 2016-10-25 ナブテスコ株式会社 三相交流モータの駆動制御装置及びアクチュエータの油圧システム
JP5614661B2 (ja) 2012-10-09 2014-10-29 株式会社デンソー 回転電機制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP5874688B2 (ja) 2013-06-05 2016-03-02 株式会社デンソー 制御装置
JP6062324B2 (ja) * 2013-06-14 2017-01-18 日立オートモティブシステムズ株式会社 エンジン始動装置およびエンジン始動制御方法
US10317245B2 (en) * 2014-01-27 2019-06-11 Ford Global Technologies, Llc Resolver excitation frequency scheduling for noise immunity
JP6693178B2 (ja) * 2016-03-07 2020-05-13 株式会社デンソー モータ制御装置
JP6635059B2 (ja) * 2017-01-24 2020-01-22 株式会社デンソー 交流電動機の制御装置
FR3062758B1 (fr) * 2017-02-09 2020-11-06 Valeo Equip Electr Moteur Procede de commande d'une machine electrique tournante lors d'un changement de modulation de type pleine onde vers une modulation de largeur d'impulsion
JP6862943B2 (ja) * 2017-03-10 2021-04-21 トヨタ自動車株式会社 駆動装置
WO2019026493A1 (ja) * 2017-07-31 2019-02-07 日本電産株式会社 電力変換装置、モータモジュールおよび電動パワーステアリング装置
WO2019026492A1 (ja) * 2017-07-31 2019-02-07 日本電産株式会社 電力変換装置、モータモジュールおよび電動パワーステアリング装置
EP3750670B1 (de) * 2018-03-28 2023-03-29 Nanjing Chervon Industry Co., Ltd. Elektrowerkzeug und steuerungsverfahren dafür
US11147151B2 (en) * 2019-05-07 2021-10-12 Shimadzu Corporation Rotary anode type X-ray tube apparatus comprising rotary anode driving device
JP7318470B2 (ja) * 2019-10-03 2023-08-01 株式会社豊田自動織機 モデル特性算出装置、モデル特性算出方法、及びプログラム
CN110759004B (zh) * 2019-12-25 2020-03-31 常州磐宇仪器有限公司 电机边界判定方法及其在进样针推杆上的自适应定位使用
CN111262394B (zh) * 2020-03-05 2021-06-25 东南大学 一种基于高频旋转变压器的无刷双馈电机
CN113794421A (zh) 2021-09-18 2021-12-14 江门市科业电器制造有限公司 一种蓄电池电机的控制电路及风扇
US20240072694A1 (en) * 2022-08-30 2024-02-29 L3Harris Technologies, Inc. Complex Baseband Rotary Resolver
CN117155207B (zh) * 2023-10-31 2024-01-26 奥铄动力科技(天津)有限公司 一种基于d、q轴电流控制的电机控制方法和供电方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1066383A (ja) 1996-08-22 1998-03-06 Toyota Motor Corp 永久磁石型同期モータの駆動制御装置
JP2004048885A (ja) 2002-07-10 2004-02-12 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置
US20040207360A1 (en) 2003-03-25 2004-10-21 Hideo Matsushiro Inverter controller for driving motor, and air conditioner
JP2005000510A (ja) 2003-06-13 2005-01-06 Toshiba Corp 洗濯機およびインバータ装置
JP2005117869A (ja) 2003-10-10 2005-04-28 Denso Corp 二相変調制御式インバータ装置
US20050194925A1 (en) 2004-02-10 2005-09-08 Denso Corporation Apparatus for controlling three-phase AC motor on two-phase modulation technique
JP3844060B2 (ja) 2000-02-28 2006-11-08 株式会社安川電機 Ｐｗｍパルス制御方法
JP2007110780A (ja) 2005-10-11 2007-04-26 Aisin Aw Co Ltd モータ制御装置
JP2007151344A (ja) 2005-11-29 2007-06-14 Denso Corp 磁極位置推定方法、モータ速度推定方法及びモータ制御装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59216476A (ja) * 1983-05-19 1984-12-06 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 電圧形インバータの電流制御方法および装置
JP2577738B2 (ja) * 1987-05-20 1997-02-05 三菱電機株式会社 Ｐｗｍインバ−タ装置
JP3395920B2 (ja) * 1994-07-05 2003-04-14 株式会社デンソー インバータ制御装置
JP2004364460A (ja) * 2003-06-06 2004-12-24 Toyota Motor Corp モータ制御装置
JP4674521B2 (ja) * 2005-10-11 2011-04-20 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 モータ制御装置
JP4622872B2 (ja) * 2006-01-26 2011-02-02 トヨタ自動車株式会社 車両の電源装置、車両および車両の電源装置の制御方法
KR100886194B1 (ko) * 2007-06-08 2009-02-27 한국전기연구원 계통 연계형 고압 권선형 유도 발전기 제어 장치

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1066383A (ja) 1996-08-22 1998-03-06 Toyota Motor Corp 永久磁石型同期モータの駆動制御装置
JP3746334B2 (ja) 1996-08-22 2006-02-15 トヨタ自動車株式会社 永久磁石型同期モータの駆動制御装置及び方法
JP3844060B2 (ja) 2000-02-28 2006-11-08 株式会社安川電機 Ｐｗｍパルス制御方法
JP2004048885A (ja) 2002-07-10 2004-02-12 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置
US20040207360A1 (en) 2003-03-25 2004-10-21 Hideo Matsushiro Inverter controller for driving motor, and air conditioner
JP2005000510A (ja) 2003-06-13 2005-01-06 Toshiba Corp 洗濯機およびインバータ装置
JP2005117869A (ja) 2003-10-10 2005-04-28 Denso Corp 二相変調制御式インバータ装置
US20050194925A1 (en) 2004-02-10 2005-09-08 Denso Corporation Apparatus for controlling three-phase AC motor on two-phase modulation technique
JP2007110780A (ja) 2005-10-11 2007-04-26 Aisin Aw Co Ltd モータ制御装置
JP2007151344A (ja) 2005-11-29 2007-06-14 Denso Corp 磁極位置推定方法、モータ速度推定方法及びモータ制御装置

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Publication number Publication date
CN101803171B (zh) 2013-03-20
WO2009096066A1 (ja) 2009-08-06
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US7952309B2 (en) 2011-05-31

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