DE112010005981T5 - Method for controlling the current of an engine and control unit of an engine - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung ist ein Steuergerät eines Motors, zum Hinausziehen einer Kapazität eines Motors so weit wie möglich, um so ein Betriebsverhalten desselben mit hoher Drehzahl und hoher Leistung zu erreichen, während eine Stabilität sichergestellt wird, wobei es Folgendes einschließt: eine Stromrichtereinheit, die dafür konfiguriert ist, eine Wechselspannung gleichzurichten und zu glätten und eine Hauptstromkreis-Gleichspannung auszugeben, eine Wechselrichtereinheit, die dafür konfiguriert ist, mit der Verwendung der Hauptstromkreisspannung einen Strom zum Ansteuern des Motors hindurchzuleiten, einen Stromdetektor, der dafür konfiguriert ist, einen Ankerstrom, der durch den Motor hindurchgeht, zu erfassen, einen Positionsdetektor, der an dem Motor angeordnet ist, wobei der Positionsdetektor dafür konfiguriert ist, eine Motordrehzahl zu erfassen, und eine Stromsteuerungseinheit, die dafür konfiguriert ist, auf den Empfang eines q-Achsenstromkommandos (Iqr) hin den Ankerstrom, der durch den Motor hindurchgeht, zu steuern, durch das Ausgeben eines Signals zum Ansteuern der Wechselrichtereinheit, mit der Verwendung von Daten von dem Stromdetektor und Daten von dem Positionsdetektor.The present invention is a controller of an engine for taking out a capacity of an engine as much as possible so as to achieve a high-speed, high-power performance thereof while ensuring stability, including: a power converter unit therefor is configured to rectify and smooth an AC voltage and output a main DC circuit voltage, an inverter unit configured to pass a current for driving the motor using the main circuit voltage, a current detector configured to conduct an armature current passing through passing the motor, a position detector disposed on the motor, the position detector configured to detect an engine speed, and a current control unit configured thereto upon receipt of a q-axis current command (Iqr) At kerstrom, which passes through the motor, by outputting a signal for driving the inverter unit, with the use of data from the current detector and data from the position detector.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät eines Motors. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Stroms eines Motors und ein Steuergerät eines Motors, um ein Betriebsverhalten desselben mit hoher Drehzahl und hoher Leistung zu erreichen, während seine Stabilität sichergestellt wird, durch das Hindurchführen eines entsprechend gesteuerten d-Achsenstroms durch einen d-q-gewandelten Anker des Motors.The present invention relates to a control unit of an engine. More particularly, the present invention relates to a method of controlling a current of a motor and a controller of an engine to achieve high speed and high power performance thereof while ensuring its stability by passing a correspondingly controlled d-axis current through a dq -transformed armature of the motor.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL PRIOR ART

Ein Motor wird angetrieben durch das Anlegen einer Spannung Leiter gegen Leiter an den Motor, um so einen Strom durch einen Anker des Motors hindurchzuführen. Andererseits tritt, wenn der Motor gedreht wird, eine elektromotorische Gegenspannung auf. Wenn die angelegte Spannung höher ist als die elektromotorische Gegenspannung, fließt ein Strom, so dass der Motor angetrieben werden kann. Wenn die Drehzahl des Motors zunimmt, nimmt die elektromotorische Gegenspannung zu. Da es eine Obergrenze der anzulegenden Spannung gibt, tritt schließlich eine Spannungssättigung in dem Anker des Motors auf, und folglich kann der Strom nicht mehr fließen. Dadurch wird es auf Grund des Fehlens eines Drehmoments unmöglich, den Motor anzutreiben.A motor is driven by applying a voltage across conductors to the motor so as to pass a current through an armature of the motor. On the other hand, when the motor is rotated, a counter electromotive voltage occurs. When the applied voltage is higher than the counter electromotive voltage, a current flows, so that the motor can be driven. As the speed of the motor increases, the counter electromotive voltage increases. Since there is an upper limit of the voltage to be applied, finally, a voltage saturation occurs in the armature of the motor, and thus the current can no longer flow. Thereby, due to the lack of torque, it becomes impossible to drive the motor.

Um ein größeres Drehmoment zu erreichen, ist es notwendig, die anzulegende Spannung zu steigern. Jedoch ist dafür eine große Ausrüstung notwendig, die teuer ist. Alternativ kann erwogen werden, dass die Kapazitäten des Motors und eines Wechselrichters, der den Motor ansteuert, gesteigert werden. Jedoch benötigt diese Lösung ebenfalls hohe Kosten und ist unerwünscht. Folglich sind in jüngster Zeit kostenlose Verfahren zum Verhindern des Auftretens der Spannungssättigung, um ein größeres Drehmoment zu erzeugen, vorgeschlagen worden.In order to achieve greater torque, it is necessary to increase the voltage to be applied. However, it requires a large equipment that is expensive. Alternatively, it may be considered that the capacities of the motor and an inverter driving the motor are increased. However, this solution also requires high costs and is undesirable. As a result, recently, free methods of preventing the occurrence of the voltage saturation to produce a larger torque have been proposed.

Als ein Verfahren zum Verhindern des Auftretens der Spannungssättigung in einem Anker eines Motors ist ein Verfahren zum Steuern eines Stroms vorgeschlagen worden, das ein Betriebsverhalten mit höherer Drehzahl und höherer Leistung erreichen kann, durch das Hindurchführen eines d-Achsenstroms durch den Anker, wobei eine d-Achsenrichtung einer Richtung eines Magnetfeldes in dem Motor entspricht, um so eine elektromotorische Gegenspannung zu verringern, die auftritt, wenn der Motor gedreht wird, wodurch ein q-Achsenstrom zum Erzeugen eines Drehmoments gesteigert werden kann (siehe z. B. JP9-84400A ).As a method of preventing the occurrence of voltage saturation in an armature of an engine, there has been proposed a method of controlling a current that can achieve higher-speed, higher-power performance by passing a d-axis current through the armature, where d A-axis direction corresponds to a direction of a magnetic field in the motor, so as to reduce a back electromotive force that occurs when the motor is rotated, whereby a q-axis current for generating a torque can be increased (see, eg. JP9-84400A ).

Außerdem ist, als ein Verfahren zum Erreichen eines Betriebsverhaltens mit höherer Leistung, ein Steuerungsverfahren vorgeschlagen worden, das eine wirksame Spannung im Vergleich mit einem allgemeinen Fall, in dem jeder Phase eine sinusförmige Phasenspannung zugeführt wird, steigern kann dadurch, dass eine Spannungswellenform Leiter gegen Leiter zu einer rechteckigen oder pseudorechteckigen Wellenform gemacht wird (siehe z. B. JP3939481B ).In addition, as a method for achieving higher performance performance, a control method has been proposed which can increase an effective voltage in comparison with a general case in which each phase is supplied with a sinusoidal phase voltage by having one voltage waveform conductor to conductor to a rectangular or pseudo-rectangular waveform (see eg JP3939481B ).

Obwohl das in JP9-84400A offenbarte Steuerungsverfahren stabil ist, kann nicht gesagt werden, dass die Kapazität des Motors so weit wie möglich hinausgezogen wird, wenn ein Stromkreis eines Wechselrichters zum Ansteuern des Motors ausreichend ist. Dies liegt daran, dass ein Blindstrom so gesteuert wird, dass er bei einer festgelegten Drehzahl hindurchgeführt wird, die nahe einer Drehzahl liegt, bei der eine Spannungssättigung auftritt. Andererseits kann, da das in JP3939481B offenbarte Steuerungsverfahren eine Spannungswellenform Leiter gegen Leiter zu einer rechteckigen oder pseudorechteckigen Wellenform macht, die Kapazität des Motors so weit wie möglich hinausgezogen wird, wenn der Stromkreis eines Wechselrichters zum Ansteuern des Motors ausreichend ist. Diesem Verfahren mangelt es jedoch an Stabilität, und es besteht eine Möglichkeit, dass die Stromsteuerung im schlimmsten Fall instabil wird.Although that in JP9-84400A can not be said that the capacity of the motor is pulled out as far as possible, if a circuit of an inverter for driving the motor is sufficient. This is because a reactive current is controlled so as to be passed at a fixed speed close to a speed at which a voltage saturation occurs. On the other hand, since that in JP3939481B disclosed control method makes a voltage waveform conductor against conductor to a rectangular or pseudo-rectangular waveform, the capacity of the motor is pulled out as far as possible, if the circuit of an inverter for driving the motor is sufficient. However, this method lacks stability, and there is a possibility that the current control in the worst case becomes unstable.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Steuern eines Stroms und ein Steuergerät dafür bereitzustellen, die eine Kapazität eines Motors so weit wie möglich hinausziehen können, um so ein Betriebsverhalten mit hoher Drehzahl und hoher Leistung zu erreichen, während eine Stabilität sichergestellt wird.The object of the present invention is to provide a method of controlling a current and a controller therefor which can pull out a capacity of a motor as much as possible so as to achieve a high-speed, high-power performance while ensuring stability ,

Um die zuvor erwähnte Aufgabe zu erfüllen, schließt ein Steuergerät eines Motors der vorliegenden Erfindung zum Hinausziehen einer Kapazität eines Motors so weit wie möglich, um so ein Betriebsverhalten desselben mit hoher Drehzahl und hoher Leistung zu erreichen, während eine Stabilität sichergestellt wird, Folgendes ein: eine Stromrichtereinheit, die dafür konfiguriert ist, eine Wechselspannung gleichzurichten und zu glätten und eine Hauptstromkreis-Gleichspannung auszugeben, eine Wechselrichtereinheit, die dafür konfiguriert ist, mit der Verwendung der Hauptstromkreisspannung einen Strom zum Ansteuern des Motors hindurchzuleiten, einen Stromdetektor, der dafür konfiguriert ist, einen Ankerstrom, der durch den Motor hindurchgeht, zu erfassen, einen Positionsdetektor, der an dem Motor angeordnet ist, wobei der Positionsdetektor dafür konfiguriert ist, eine Motordrehzahl zu erfassen, und eine Stromsteuerungseinheit, die dafür konfiguriert ist, auf den Empfang eines q-Achsenstromkommandos (Iqr) hin den Ankerstrom, der durch den Motor hindurchgeht, zu steuern, durch das Ausgeben eines Signals zum Ansteuern der Wechselrichtereinheit, mit der Verwendung von Daten von dem Stromdetektor und Daten von dem Positionsdetektor.In order to accomplish the aforementioned object, an engine control apparatus of the present invention for exhausting a capacity of an engine as much as possible so as to achieve high-speed, high-performance performance thereof while ensuring stability, includes: a power converter unit configured to rectify and smooth an AC voltage and output a main DC circuit voltage, an inverter unit configured to pass a current for driving the motor using the main circuit voltage, a current detector configured thereto; detecting an armature current passing through the motor, a position detector disposed on the motor, the position detector configured to detect an engine speed, and a current control unit therefor is configured, upon receipt of a q-axis current command (Iqr), to control the armature current passing through the motor, by outputting a signal to drive the inverter unit, using data from the current detector, and data from the position detector.

Die Stromsteuerungseinheit schließt Folgendes ein: eine Grenzverarbeitungseinheit, die dafür konfiguriert ist, auf den Empfang des q-Achsenstromkommandos (Iqr) hin den q-Achsenstrom-Grenzwert (Iqlimit) zu berechnen, mit der Verwendung eines Maximalwertes (Imax) eines zusammengesetzten Stroms von q-Achse und d-Achse und des unten beschriebenen d-Achsenstromkommandos (Idr), um das q-Achsenstromkommando (Iqr) derart zu begrenzen, dass Iqr nicht gleich einem q-Achsenstrom-Grenzwert (Iqlimit) oder größer als derselbe wird, um einen q-Achsenstrom-Grenzkommandowert (Iqrl) zu erlangen, und eine Grenzmarkierung einzuschalten, die eine übergeordnete Steuerungsinstanz zum Steuern einer Drehzahl und so weiter über die Begrenzung des q-Achsenstrom-Grenzkommandos unterrichtet, wenn das q-Achsenstrom-Grenzkommando begrenzt wird, um ein Übersteuern der Drehzahl und so weiter zu verhindern, eine PI-Ausgleichseinheit, die dafür konfiguriert ist, einen Gewinn zu verbessern, eine VqLimit-Verarbeitungseinheit (für Vq), die dafür konfiguriert ist, ein Spannungskommando (Vq), das durch die PI-Ausgleichseinheit ausgegeben worden ist, auf einen Grenzwert zu begrenzen, der durch eine Begrenzung eines Bauelements und so weiter, das in dem Steuergerät verwendet wird, voreingestellt worden ist und eine VdLimit-Verarbeitungseinheit (für Vd), eine Zweiphasen-Dreiphasen-Umwandlungseinheit, die dafür konfiguriert ist, eine zweiphasige Spannung (Vql und Vdl), die durch die VqLimit-Verarbeitungseinheit und die VdLimit-Verarbeitungseinheit ausgegeben worden ist, zu einer dreiphasigen Spannung umzuwandeln, um den Motor tatsächlich anzutreiben, eine PWM-Umwandlungseinheit, die dafür konfiguriert ist, ein Signal, das durch die Zweiphasen-Dreiphasen-Umwandlungseinheit ausgegeben worden ist, zu einem Impuls umzuwandeln, eine d-Achsenstromkommando-Erzeugungseinheit, die dafür konfiguriert ist, Idr mit der Verwendung von Vql, Vdl und der unten beschriebenen elektrischen Kreisfrequenz (ω) zu erlangen, eine Stromerfassungseinheit, die dafür konfiguriert ist, ein Signal von dem Stromdetektor zu Daten umzuwandeln, die durch die Stromsteuerungseinheit verarbeitet werden können, eine Dreiphasen-Zweiphasen-Umwandlungseinheit, die dafür konfiguriert ist, einen dreiphasigen Strom von jeweiligen Phasen, der durch die Stromerfassungseinheit ausgegeben worden ist, zu einem zweiphasigen Strom umzuwandeln, und eine Positionserfassungseinheit, die dafür konfiguriert ist, ein Signal von dem Positionsdetektor zu Daten umzuwandeln, die durch die Stromsteuerungseinheit verarbeitet werden können.The current control unit includes: a boundary processing unit configured to calculate the q-axis current limit (Iqlimit) upon receipt of the q-axis current command (Iqr), using a maximum value (Imax) of a composite current of q -Axis and d-axis and the d-axis current command (Idr) described below to limit the q-axis current command (Iqr) such that Iqr does not become equal to or greater than a q-axis current limit (Iqlimit) q-axis current limit command value (Iqrl) to obtain and turn on a boundary mark, which instructs a higher-level control entity for controlling a rotational speed and so on the limitation of the q-axis current limit command when the q-axis current limit command is limited to Override the speed and so on to prevent a PI equalization unit configured to improve a gain, a VqLimit processing nonunit (for Vq) configured to limit a voltage command (Vq) output by the PI equalization unit to a limit imposed by a boundary of a device and so on used in the controller; and a VdLimit processing unit (for Vd), a two-phase three-phase conversion unit configured to supply a two-phase voltage (Vql and Vdl) output by the VqLimit processing unit and the VdLimit processing unit To convert a three-phase voltage to actually drive the motor, a PWM conversion unit configured to convert a signal output by the two-phase three-phase conversion unit into a pulse, a d-axis current command generating unit therefor is configured to Idr with the use of Vql, Vdl and the electrical angular frequency (ω) described below a current detection unit configured to convert a signal from the current detector to data that can be processed by the current control unit, a three-phase two-phase conversion unit configured to generate a three-phase current of respective phases by the current detection unit has been outputted to convert to a two-phase current, and a position detection unit configured to convert a signal from the position detector to data that can be processed by the current control unit.

Nach der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Steuern eines Stroms und ein Steuergerät dafür bereitgestellt werden, die eine Kapazität eines Motors so weit wie möglich hinausziehen können, um so ein Betriebsverhalten mit hoher Drehzahl und hoher Leistung zu erreichen, während eine Stabilität sichergestellt wird.According to the present invention, there can be provided a method of controlling a current and a controller therefor which can pull out a capacity of a motor as much as possible so as to achieve high-speed and high-power performance while ensuring stability.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels des Verfahrens zum Steuern eines Stroms und des Steuergerätes dafür nach der vorliegenden Erfindung, 1 FIG. 12 is a block diagram of an example of the method of controlling a current and the control apparatus therefor according to the present invention; FIG.

2 ist ein Ablaufdiagramm einer Grenzverarbeitungseinheit, 2 FIG. 3 is a flowchart of a boundary processing unit; FIG.

3 ist ein Blockdiagramm einer PI-Ausgleichseinheit, 3 is a block diagram of a PI equalization unit,

4 ist ein Ablaufdiagramm einer d-Achsenstromkommando-Erzeugungseinheit, und 4 FIG. 10 is a flowchart of a d-axis current command generating unit; and FIG

5 ist ein Blockdiagramm des integrierenden Schrittes S406 von 4. 5 FIG. 12 is a block diagram of the integrating step S406 of FIG 4 ,

MODI ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGMODES FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Im Folgenden wird ein Beispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.Hereinafter, an example of the present invention will be described.

BEISPIEL 1EXAMPLE 1

Beispiel 1 des Verfahrens zum Steuern eines Stroms und des Steuergerätes dafür nach der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das das Beispiel 1 nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Stromquelle in 1 zeigt eine Wechselstromquelle, die eine Wechselspannung liefert. Das Blockdiagramm zeigt das Verfahren zum Steuern eines Stroms und das Steuergerät dafür, wobei: die gelieferte Wechselspannung durch eine Stromrichtereinheit 1 gleichgerichtet und geglättet wird und eine Hauptstromkreis-Gleichspannung ausgegeben wird, und für die Hauptstromkreis-Gleichspannung wird eine Wechselrichtereinheit 2 auf der Grundlage eines von einer Stromsteuerungseinheit 3 ausgegebenen Signals geschaltet, um so einen Motor 5 anzutreiben. Eine durch die Stromsteuerungseinheit 3 ausgegebene Grenzmarkierung unterrichtet eine übergeordnete Steuerungsinstanz zum Steuern einer Drehzahl und so weiter über die Begrenzung eines q-Achsenstrom-Grenzkommandos, um ein Übersteuern der Drehzahl und so weiter zu verhindern.Example 1 of the method of controlling a current and the control apparatus therefor according to the present invention will be described with reference to FIG 1 described. 1 Fig. 10 is a block diagram showing Example 1 of the present invention. A power source in 1 shows an AC power source that provides an AC voltage. The block diagram shows the method of controlling a current and the controller therefor, wherein: the supplied AC voltage is through a power converter unit 1 is rectified and smoothed and a main circuit DC voltage is output, and for the main circuit DC voltage is an inverter unit 2 based on one of a power control unit 3 output signal is switched to a motor 5 drive. One by the power control unit 3 output limit flag informs a superordinate control unit for controlling a speed and so forth about the limitation of a q-axis current limit command to prevent oversteering of the speed and so on.

Die in 1 gezeigte Stromsteuerungseinheit 3, die einen Ankerstrom steuert, der durch den Motor hindurchgeht, wird unten beschrieben.In the 1 shown current control unit 3 which controls an armature current passing through the motor will be described below.

Auf den Empfang eines q-Achsenstromkommandos (im Folgenden als ”Iqr” bezeichnet) von außerhalb hin berechnet eine Grenzverarbeitungseinheit 301 aus einem Ausdruck √(Imax^2 – Idr^2) mit der Verwendung eines Maximalwertes (Imax) eines zusammengesetzten Stroms von q-Achse und d-Achse und des unten beschriebenen d-Achsenstromkommandos (im Folgenden als ”Idr” bezeichnet) einen q-Achsenstrom-Grenzwert (im Folgenden als ”Iqlimit” bezeichnet). Upon receipt of a q-axis current command (hereinafter referred to as "Iqr") from outside, a boundary processing unit calculates 301 from an expression √ (Imax ^ 2 - Idr ^ 2) with the use of a maximum value (Imax) of a composite current of q-axis and d-axis and the d-axis current command described below (hereinafter referred to as "Idr") a q Axial Current Limit (hereinafter referred to as "Iqlimit").

Seinerseits wird, wenn Iqr gleich oder größer als 0 ist und größer als Iqlimit ist, ein q-Achsenstrom-Grenzkommandowert (im Folgenden als ”Iqrl” bezeichnet) auf Iqlimit begrenzt, und die Grenzmarkierung wird eingeschaltet. Wenn Iqr gleich oder größer als 0 ist und gleich oder kleiner als –Iqlimit ist, oder wenn Iqr kleiner als 0 ist und gleich oder größer als Iqlimit ist, wird Iqrl zu Iqr gemacht, und die Grenzmarkierung wird ausgeschaltet. Wenn Iqr kleiner als 0 ist und kleiner als –Iqlimit ist, wird Iqrl auf –Iqlimit begrenzt, und die Grenzmarkierung wird eingeschaltet. Iqrl wird erlangt wie oben beschrieben und wird durch die Grenzverarbeitungseinheit 301 ausgegeben (siehe 2 wegen Einzelheiten).In turn, when Iqr is equal to or greater than 0 and greater than Iqlimit, a q-axis current limit command value (hereinafter referred to as "Iqrl") is limited to Iqlimit, and the boundary mark is turned on. If Iqr is equal to or greater than 0 and equal to or less than -Iqlimit, or if Iqr is less than 0 and equal to or greater than Iqlimit, Iqrl is made Iqr and the boundary marker is turned off. If Iqr is less than 0 and less than -Iqlimit, Iqrl is limited to -Imlimit, and the boundary marker is turned on. Iqrl is obtained as described above and is passed through the boundary processing unit 301 issued (see 2 for details).

Danach wird das durch die Grenzverarbeitungseinheit 301 ausgegebene Iqrl um einen q-Achsenstrom (im Folgenden als ”Iq” bezeichnet) vermindert, der tatsächlich durch den Motor hindurchgeht, und wird danach in eine PI-Ausgleichseinheit 302a eingegeben, um einen Gewinn zu steigern (siehe 3 wegen Einzelheiten). Ein durch die PI-Ausgleichseinheit 302a ausgegebenes Spannungskommando (im Folgenden als ”Vq” bezeichnet) wird in eine VqLimit-Verarbeitungseinheit 303a eingegeben, die dafür konfiguriert ist, Vq auf einen Grenzwert zu begrenzen, der durch Begrenzung eines Bauelements und so weiter, das in dem Steuergerät verwendet wird, voreingestellt worden ist.After that, this is done by the border processing unit 301 output Iqrl is reduced by a q-axis current (hereinafter referred to as "Iq") actually passing through the motor, and thereafter becomes a PI compensation unit 302a entered to increase a profit (see 3 for details). One through the PI compensation unit 302a output voltage command (hereinafter referred to as "Vq") becomes a VqLimit processing unit 303a configured to limit Vq to a limit that has been preset by limiting a device and so forth used in the controller.

Die VqLimit-Verarbeitungseinheit 303a setzt 1/2 der Hauptstromkreis-Gleichspannung als eine Grenzspannung VLimit fest (VLimit kann mit der Verwendung eines Verfahrens, bei dem der Sternpunkt bewegt wird, auf die Hauptstromkreis-Gleichspannung/2 × 1,15 gesteigert werden um eine Phasenspannung zu steigern, um so ein Drehmoment zu steigern). Wenn Vq größer ist als VLimit, wird Vq an VLimit angeklemmt. Danach wird ein angeklemmtes q-Achsenspannungskommando (im Folgenden als ”Vql” bezeichnet) ausgegeben.The VqLimit processing unit 303a sets 1/2 of the main circuit DC voltage as a limit voltage VLimit (VLimit can be increased to the main circuit DC voltage / 2 × 1.15 with the use of a method in which the neutral point is moved to increase a phase voltage, so to increase a torque). If Vq is greater than VLimit, Vq is clamped to VLimit. Thereafter, a clamped q-axis voltage command (hereinafter referred to as "Vql") is output.

Außerdem wird das unten beschriebene Idr um einen d-Achsenstrom (im Folgenden als ”Id” bezeichnet) vermindert, der tatsächlich durch den Motor hindurchgeht, und wird danach in eine PI-Ausgleichseinheit 302b eingegeben. Ein durch die PI-Ausgleichseinheit 302b ausgegebenes Spannungskommando (im Folgenden als ”Vd” bezeichnet) wird in eine VdLimit-Verarbeitungseinheit 303b eingegeben, die dafür konfiguriert ist, Vd auf einen voreingestellten Grenzwert zu begrenzen.In addition, the Idr described below is reduced by a d-axis current (hereinafter referred to as "Id") that actually passes through the motor, and thereafter becomes a PI compensation unit 302b entered. One through the PI compensation unit 302b output voltage command (hereinafter referred to as "Vd") becomes a VdLimit processing unit 303b which is configured to limit Vd to a preset limit.

Wenn Vd größer ist als das oben beschriebene VLimit, wird Vd an VLimit angeklemmt. Danach wird ein angeklemmtes d-Achsenspannungskommando (im Folgenden als ”Vdl” bezeichnet) ausgegeben.If Vd is greater than the VLimit described above, Vd is clamped to VLimit. Thereafter, a clamped d-axis voltage command (hereinafter referred to as "Vdl") is output.

Ein zweiphasiges angeklemmtes Spannungskommando (Vql und Vdl), das durch die VqLimit-Verarbeitungseinheit 303a und VdLimit-Verarbeitungseinheit 303b ausgegeben worden ist, wird in eine Zweiphasen-Dreiphasen-Umwandlungseinheit 304 eingegeben, die dafür konfiguriert ist, das zweiphasige Spannungskommando zu einer dreiphasigen Spannung umzuwandeln, um den Motor tatsächlich anzutreiben (der Inhalt der Zweiphasen-Dreiphasen-Umwandlungseinheit 304 ist allgemein bekannt, und folglich werden Erläuterungen derselben weggelassen. Siehe verschiedene Dokumente zum Nachschlagen). Eine PWM-Umwandlungseinheit 305, die dafür konfiguriert ist, ein durch die Zweiphasen-Dreiphasen-Umwandlungseinheit 304 ausgegebenes Signal zu einem Impuls umzuwandeln, steuert die Wechselrichtereinheit an, um den Motor anzusteuern (die PWM-Umwandlungseinheit 305 betrifft die vorliegende Erfindung nicht unmittelbar, und folglich werden Erläuterungen derselben weggelassen. Siehe verschiedene Dokumente zum Nachschlagen).A two-phase clamped voltage command (Vql and Vdl) generated by the VqLimit processing unit 303a and VdLimit processing unit 303b is output into a two-phase three-phase conversion unit 304 configured to convert the two-phase voltage command to a three-phase voltage to actually drive the motor (the content of the two-phase three-phase conversion unit) 304 is well known, and hence explanations thereof are omitted. See various documents for reference). A PWM conversion unit 305 configured by the two-phase three-phase conversion unit 304 converting the output signal to a pulse drives the inverter unit to drive the motor (the PWM conversion unit) 305 does not directly concern the present invention, and thus explanations thereof are omitted. See various documents for reference).

Eine Stromerfassungseinheit 307, die dafür konfiguriert ist, ein Signal von dem Stromdetektor 4 zu Daten umzuwandeln, die durch die Stromsteuerungseinheit 3 verarbeitet werden können, berechnet mit der Verwendung der zwei Phasenströme den Strom der verbleibenden dritten Phase aus einem Ausdruck Iv = –(Iu + Iw) und gibt diese Ströme, entsprechend der Erläuterung von 1, aus. Alternativ mag die Stromerfassungseinheit 307 nur zu Daten umwandeln, die durch die Stromsteuerungseinheit 3 verarbeitet werden können, wobei Stromdetektoren jeweils für drei Phasen bereitgestellt werden.A current detection unit 307 which is configured to receive a signal from the current detector 4 to convert data generated by the power control unit 3 with the use of the two phase currents, the current of the remaining third phase is calculated from an expression Iv = - (Iu + Iw) and outputs these currents, as explained 1 , out. Alternatively, the current detection unit likes 307 only to convert data through the power control unit 3 can be processed, with current detectors are provided for three phases.

Eine Dreiphasen-Zweiphasen-Umwandlungseinheit 308, die dafür konfiguriert ist, einen durch die Stromerfassungseinheit 307 ausgegebenen dreiphasigen Strom von jeweiligen Phasen zu einem zweiphasigen Strom umzuwandeln, gibt Iq und Id aus.A three-phase two-phase conversion unit 308 configured to be detected by the current detection unit 307 output three-phase current from respective phases to a two-phase current outputs Iq and Id.

Eine Positionserfassungseinheit 305, die dafür konfiguriert ist, ein Signal von dem an dem Motor angeordneten Positionsdetektor 6 zu empfangen, wandelt ein Signal von dem Positionsdetektor 6 zu Daten um, die durch die Stromsteuerungseinheit 3 verarbeitet werden können, differenziert die Daten, berechnet eine elektrische Kreisfrequenz (ω) des Motors und gibt sie aus.A position detection unit 305 configured to receive a signal from the position detector disposed on the motor 6 receive, converts a signal from the position detector 6 to data passing through the power control unit 3 can be processed, differentiates the data, calculates an electrical angular frequency (ω) of the motor and outputs it.

Eine d-Achsenstromkommando-Erzeugungseinheit 306 berechnet VdVqerr aus einem Ausdruck VdVqerr = Vdl^2 + Vql^2-VLimit^2, wenn Vql gleich oder größer als 0 ist und das oben beschriebene ω gleich oder kleiner als 0 ist, oder berechnet VdVqerr anderenfalls aus einem Ausdruck VdVqerr = Vdl^2+-Vql^2-VLimit^2.A d-axis current command generation unit 306 calculates VdVqerr from an expression VdVqerr = Vdl ^ 2 + Vql ^ 2 -Vlimit ^ 2 if Vql is equal to or greater than 0 and the above-described ω is equal to or less than 0, or else calculates VdVqerr from an expression VdVqerr = Vdl ^ 2 + -Vql ^ 2 ^ vlimit second

Ein Integrator, der eine Integralkonstante ωi hat (siehe 5), führt einen Integralausgleich (wenn ein Schalter von 5 aus ist) oder einen PI-Ausgleich (wenn der Schalter von 5 ein ist) für VdVqerr aus und gibt Idri aus. Als ein Verfahren zum Ein- oder Ausschalten des Schalters von 5 gibt es einige Herangehensweisen: das Schalten des Schalters in Abhängigkeit von Parametern oder dergleichen auf der Grundlage der Steuerbarkeit, das Schalten des Schalters in Echtzeit in Abhängigkeit von Programmen oder dergleichen und so weiter.An integrator that has an integral constant ωi (see 5 ) performs an integral compensation (if a switch of 5 off) or a PI compensation (if the switch is from 5 one is) for VdVqerr and outputs Idri. As a method for turning on or off the switch of 5 There are some approaches: switching the switch depending on parameters or the like based on controllability, switching the switch in real time depending on programs or the like and so on.

Wenn Idr kleiner als 0 ist, wird Idr zu 0 gemacht. Wenn Idr gleich oder größer als 0 ist und größer als Idmax ist (Idmax ist ein konstanter Wert, der im Voraus in Abhängigkeit von den Charakteristika des Motors erlangt worden ist. Idmax ist üblicherweise das gleiche wie Imax, kann aber sich bei einigen Motoren von Imax unterscheiden.), wird Idr zu Idmax gemacht. Wenn Idr gleich oder größer als 0 ist und gleich oder kleiner als Idmax ist, wird Idr zu Idri gemacht (siehe 4 wegen Einzelheiten).If Idr is less than 0, Idr is made 0. If Idr is equal to or greater than 0 and greater than Idmax (Idmax is a constant value obtained in advance depending on the characteristics of the engine.) Idmax is usually the same as Imax, but can be found on some Imax engines distinguish), Idr is made Idmax. If Idr is equal to or greater than 0 and equal to or less than Idmax, Idr is made Idri (see 4 for details).

Die Stromsteuerungseinheit 3 führt das oben beschriebene Verfahren aus.The power control unit 3 executes the method described above.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 9-84400 A [0004, 0006] JP 9-84400 A [0004, 0006]
  • JP 3939481 B [0005, 0006] JP 3939481 B [0005, 0006]

Claims (4)

Verfahren zum Steuern eines Stroms eines Motors, um eine Kapazität eines Motors so weit wie möglich hinauszuziehen, um so ein Betriebsverhalten desselben mit hoher Drehzahl und hoher Leistung zu erreichen, während seine Stabilität sichergestellt wird, wobei der Motor Folgendes einschließt: eine Stromrichtereinheit, die dafür konfiguriert ist, eine Wechselspannung gleichzurichten und zu glätten und eine Hauptstromkreis-Gleichspannung auszugeben, eine Wechselrichtereinheit, die dafür konfiguriert ist, mit der Verwendung der Hauptstromkreisspannung einen Strom zum Ansteuern des Motors hindurchzuleiten, einen Stromdetektor, der dafür konfiguriert ist, einen Ankerstrom, der durch den Motor hindurchgeht, zu erfassen, einen Positionsdetektor, der an dem Motor angeordnet ist, wobei der Positionsdetektor dafür konfiguriert ist, eine Motordrehzahl zu erfassen, und eine Stromsteuerungseinheit, die dafür konfiguriert ist, auf den Empfang eines q-Achsenstromkommandos (Iqr) hin den Ankerstrom, der durch den Motor hindurchgeht, zu steuern, durch das Ausgeben eines Signals zum Ansteuern der Wechselrichtereinheit, mit der Verwendung von Daten von dem Stromdetektor und Daten von dem Positionsdetektor.A method of controlling a current of an engine so as to extend a capacity of an engine as much as possible so as to achieve a high speed, high power performance thereof while ensuring its stability, the engine including: a power converter unit configured to rectify and smooth an AC voltage and output a main DC circuit voltage, an inverter unit configured to pass a current to drive the motor using the main circuit voltage; a current detector configured to sense an armature current passing through the motor, a position detector disposed on the engine, wherein the position detector is configured to detect an engine speed, and a current control unit configured to control the armature current passing through the motor upon receipt of a q-axis current command (Iqr), outputting a signal for driving the inverter unit, using data from the current detector, and Data from the position detector. Verfahren zum Steuern eines Stroms eines Motors nach Anspruch 1, wobei die Stromsteuerungseinheit Folgendes einschließt: eine Grenzverarbeitungseinheit, die dafür konfiguriert ist, auf den Empfang des q-Achsenstromkommandos (Iqr) hin den q-Achsenstrom-Grenzwert (Iqlimit) zu berechnen, mit der Verwendung eines Maximalwertes (Imax) eines zusammengesetzten Stroms von q-Achse und d-Achse und des unten beschriebenen d-Achsenstromkommandos (Idr), um das q-Achsenstromkommando (Iqr) derart zu begrenzen, dass Iqr nicht gleich einem q-Achsenstrom-Grenzwert (Iqlimit) oder größer als derselbe wird, um einen q-Achsenstrom-Grenzkommandowert (Iqrl) zu erlangen, und eine Grenzmarkierung einzuschalten, die eine übergeordnete Steuerungsinstanz zum Steuern einer Drehzahl und so weiter über die Begrenzung des q-Achsenstrom-Grenzkommandos unterrichtet, wenn das q-Achsenstrom-Grenzkommando begrenzt wird, um ein Übersteuern der Drehzahl und so weiter zu verhindern, eine PI-Ausgleichseinheit, um einen Gewinn zu verbessern, eine VqLimit-Verarbeitungseinheit (für Vq), die dafür konfiguriert ist, ein Spannungskommando (Vq), das durch die PI-Ausgleichseinheit ausgegeben worden ist, auf einen Grenzwert zu begrenzen, der durch eine Begrenzung eines Bauelements und so weiter, das in einem Steuergerät verwendet wird, voreingestellt worden ist und eine VdLimit-Verarbeitungseinheit (für Vd), eine Zweiphasen-Dreiphasen-Umwandlungseinheit, die dafür konfiguriert ist, eine zweiphasige Spannung (Vql und Vdl), die durch die VqLimit-Verarbeitungseinheit und die VdLimit-Verarbeitungseinheit ausgegeben worden ist, zu einer dreiphasigen Spannung umzuwandeln, um den Motor tatsächlich anzutreiben, eine PWM-Umwandlungseinheit, die dafür konfiguriert ist, ein Signal, das durch die Zweiphasen-Dreiphasen-Umwandlungseinheit ausgegeben worden ist, zu einem Impuls umzuwandeln, eine d-Achsenstromkommando-Erzeugungseinheit, die dafür konfiguriert ist, Idr mit der Verwendung von Vql, Vdl und der unten beschriebenen elektrischen Kreisfrequenz (ω) zu erlangen, eine Stromerfassungseinheit, die dafür konfiguriert ist, ein Signal von dem Stromdetektor zu Daten umzuwandeln, die durch die Stromsteuerungseinheit verarbeitet werden können, eine Dreiphasen-Zweiphasen-Umwandlungseinheit, die dafür konfiguriert ist, einen dreiphasigen Strom von jeweiligen Phasen, der durch die Stromerfassungseinheit ausgegeben worden ist, zu einem zweiphasigen Strom umzuwandeln, und eine Positionserfassungseinheit, die dafür konfiguriert ist, ein Signal von dem Positionsdetektor zu Daten umzuwandeln, die durch die Stromsteuerungseinheit verarbeitet werden können.A method of controlling a current of an engine according to claim 1, wherein the power control unit includes: a boundary processing unit configured to calculate the q-axis current limit (Iqlimit) upon receipt of the q-axis current command (Iqr) using a maximum value (Imax) of a composite current of q-axis and d-axis and the d-axis current command (Idr) described below to limit the q-axis current command (Iqr) such that Iqr does not become equal to or greater than a q-axis current limit (Iqlimit) to provide a q-axis current limit command ( Iqrl), and to turn on a boundary mark instructing a higher-level control instance to control a speed and so on by limiting the q-axis current limit command when the q-axis current limit command is limited, to override the speed, and so on to prevent, a PI equalization unit to improve a profit a VqLimit processing unit (for Vq) configured to limit a voltage command (Vq) output by the PI equalization unit to a limit imposed by a limitation of a device and so forth in a controller is used, has been preset and a VdLimit processing unit (for Vd), a two-phase three-phase conversion unit configured to convert a two-phase voltage (Vql and Vdl) output by the VqLimit processing unit and the VdLimit processing unit to a three-phase voltage to actually drive the motor; a PWM conversion unit configured to convert a signal output by the two-phase three-phase conversion unit to a pulse; a d-axis current command generation unit configured to obtain Idr with the use of Vql, Vdl and the electrical angular frequency (ω) described below, a current detection unit configured to convert a signal from the current detector to data that can be processed by the current control unit, a three-phase two-phase conversion unit configured to convert a three-phase current of respective phases output by the current detection unit into a two-phase current, and a position detection unit configured to convert a signal from the position detector to data that can be processed by the power control unit. Steuergerät eines Motors, zum Hinausziehen einer Kapazität des Motors so weit wie möglich, um so ein Betriebsverhalten desselben mit hoher Drehzahl und hoher Leistung zu erreichen, während eine Stabilität sichergestellt wird, wobei das Steuergerät eines Motors Folgendes einschließt: eine Stromrichtereinheit, die dafür konfiguriert ist, eine Wechselspannung gleichzurichten und zu glätten und eine Hauptstromkreis-Gleichspannung auszugeben, eine Wechselrichtereinheit, die dafür konfiguriert ist, mit der Verwendung der Hauptstromkreisspannung einen Strom zum Ansteuern des Motors hindurchzuleiten, einen Stromdetektor, der dafür konfiguriert ist, einen Ankerstrom, der durch den Motor hindurchgeht, zu erfassen, einen Positionsdetektor, der an dem Motor angeordnet ist, wobei der Positionsdetektor dafür konfiguriert ist, eine Motordrehzahl zu erfassen, und eine Stromsteuerungseinheit, die dafür konfiguriert ist, auf den Empfang eines q-Achsenstromkommandos (Iqr) hin den Ankerstrom, der durch den Motor hindurchgeht, zu steuern, durch das Ausgeben eines Signals zum Ansteuern der Wechselrichtereinheit, mit der Verwendung von Daten von dem Stromdetektor und Daten von dem Positionsdetektor.An engine control apparatus for taking out a capacity of the engine as much as possible so as to achieve a high speed, high power performance thereof while ensuring stability, wherein the engine control unit includes: a power converter unit configured to rectify and smooth an AC voltage and output a main DC circuit voltage, an inverter unit configured to pass a current to drive the motor using the main circuit voltage; a current detector configured to sense an armature current passing through the motor, a position detector disposed on the engine, wherein the position detector is configured to detect an engine speed, and a current control unit configured to control the armature current passing through the motor upon receipt of a q-axis current command (Iqr), outputting a signal for driving the inverter unit, using data from the current detector, and Data from the position detector. Steuergerät eines Motors nach Anspruch 3, wobei die Stromsteuerungseinheit Folgendes einschließt: eine Grenzverarbeitungseinheit, die dafür konfiguriert ist, auf den Empfang des q-Achsenstromkommandos (Iqr) hin den q-Achsenstrom-Grenzwert (Iqlimit) zu berechnen, mit der Verwendung eines Maximalwertes (Imax) eines zusammengesetzten Stroms von q-Achse und d-Achse und des unten beschriebenen d-Achsenstromkommandos (Idr), um das q-Achsenstromkommando (Iqr) derart zu begrenzen, dass Iqr nicht gleich einem q-Achsenstrom-Grenzwert (Iqlimit) oder größer als derselbe wird, um einen q-Achsenstrom-Grenzkommandowert (Iqrl) zu erlangen, und eine Grenzmarkierung einzuschalten, die eine übergeordnete Steuerungsinstanz zum Steuern einer Drehzahl und so weiter über die Begrenzung des q-Achsenstrom-Grenzkommandos unterrichtet, wenn das q-Achsenstrom-Grenzkommando begrenzt wird, um ein Übersteuern der Drehzahl und so weiter zu verhindern, eine PI-Ausgleichseinheit, um einen Gewinn zu verbessern, eine VqLimit-Verarbeitungseinheit (für Vq), die dafür konfiguriert ist, ein Spannungskommando (Vq), das durch die PI-Ausgleichseinheit ausgegeben worden ist, auf einen Grenzwert zu begrenzen, der durch eine Begrenzung eines Bauelements und so weiter, das in einem Steuergerät verwendet wird, voreingestellt worden ist und eine VdLimit-Verarbeitungseinheit (für Vd), eine Zweiphasen-Dreiphasen-Umwandlungseinheit, die dafür konfiguriert ist, eine zweiphasige Spannung (Vql und Vdl), die durch die VqLimit-Verarbeitungseinheit und die VdLimit-Verarbeitungseinheit ausgegeben worden ist, zu einer dreiphasigen Spannung umzuwandeln, um den Motor tatsächlich anzutreiben, eine PWM-Umwandlungseinheit, die dafür konfiguriert ist, ein Signal, das durch die Zweiphasen-Dreiphasen-Umwandlungseinheit ausgegeben worden ist, zu einem Impuls umzuwandeln, eine d-Achsenstromkommando-Erzeugungseinheit, die dafür konfiguriert ist, Idr mit der Verwendung von Vql, Vdl und der unten beschriebenen elektrischen Kreisfrequenz (ω) zu erlangen, eine Stromerfassungseinheit, die dafür konfiguriert ist, ein Signal von dem Stromdetektor zu Daten umzuwandeln, die durch die Stromsteuerungseinheit verarbeitet werden können, eine Dreiphasen-Zweiphasen-Umwandlungseinheit, die dafür konfiguriert ist, einen dreiphasigen Strom von jeweiligen Phasen, der durch die Stromerfassungseinheit ausgegeben worden ist, zu einem zweiphasigen Strom umzuwandeln, und eine Positionserfassungseinheit, die dafür konfiguriert ist, ein Signal von dem Positionsdetektor zu Daten umzuwandeln, die durch die Stromsteuerungseinheit verarbeitet werden können. 3. The motor controller of claim 3, wherein the current control unit includes: a boundary processing unit configured to calculate the q-axis current limit (Iqlimit) upon receipt of the q-axis current command (Iqr), using a maximum value ( Imax) of a composite stream of q-axis and d-axis and the d-axis current command (Idr) described below, to limit the q-axis current command (Iqr) such that Iqr is not equal to a q-axis current limit (Iqlimit) or becomes larger than the same in order to obtain a q-axis current limit command value (Iqrl) and turn on a boundary flag instructing a higher-level control instance to control a rotational speed and so on through the limitation of the q-axis current limit command when the q-axis current Limited limit to prevent overdriving the speed and so on, a PI compensation unit to improve a profit, a VqLimit processing unit (for Vq) configured to limit a voltage command (Vq) output by the PI equalization unit to a limit imposed by a limitation of a device and so forth in a controller and a VdLimit processing unit (for Vd), a two-phase three-phase conversion unit configured to have a two-phase voltage (Vql and Vdl) outputted by the VqLimit processing unit and the VdLimit processing unit is to convert to a three-phase voltage to actually drive the motor, a PWM conversion unit configured to convert a signal output by the two-phase three-phase conversion unit to a pulse, a d-axis current command generating unit Idr configured with the use of Vql, Vdl and the electrical described below n angular frequency (ω), a current detection unit configured to convert a signal from the current detector to data that can be processed by the current control unit, a three-phase two-phase conversion unit configured to generate a three-phase current from respective ones Phase converted by the current detection unit to a two-phase current, and a position detection unit configured to convert a signal from the position detector to data that can be processed by the current control unit.
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