DE112012002010T5 - Steuerungsvorrichtung - Google Patents

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Hirokazu Kobayashi
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Abstract

Eine Steuerungsvorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine ist bereitgestellt, die in der Lage ist, das Auftreten einer Schwingungskomponente in einem Strombefehl bei Berechnung des Strombefehls auf der Grundlage eines Drehmomentbefehls zu unterdrücken, selbst in dem Fall, dass der Drehmomentbefehl eine periodische Drehmomentschwingung aufweist. Eine Steuerungsvorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine weist auf: einen Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt, der einen Zwei-Phasen-Strombefehl auf der Grundlage eines Drehmomentbefehls berechnet, einen Ist-Strom-Berechnungsabschnitt, der einen Zwei-Phasen-Ist-Strom berechnet, einen Stromrückkopplungsabschnitt, der einen Zwei-Phasen-Spannungsbefehl derart variiert, dass der Zwei-Phasen-Ist-Strom näher an dem Zwei-Phasen-Strombefehl gelangt, und einen Spannungssteuerungsabschnitt, der eine angelegte Spannung auf der Grundlage des Zwei-Phasen-Spannungsbefehls steuert. In dem Fall, dass der Drehmomentbefehl eine periodische Drehmomentschwingung aufweist, führt der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt eine Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung aus, bei der ein Erst-Achsen-Strombefehl auf einen vorbestimmten Wert fixiert wird, und ein Zweit-Achsen-Strombefehl entsprechend dem Drehmomentbefehl in Schwingung versetzt wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung, die eine rotierende elektrische Maschine mit einem Rotor steuert.
  • STAND DER TECHNIK
  • In Bezug auf die vorstehend beschriebene Steuerungsvorrichtung offenbart beispielsweise die nachstehend erwähnte Patentdruckschrift 1 eine Technik, bei der eine rotierende elektrische Maschine mit einer Brennkraftmaschine gekoppelt ist und veranlasst wird, ein Drehmoment zur Unterdrückung einer periodischen Drehmomentschwingung (Drehmomentvibration) auszugeben, die aus der Brennkraftmaschine übertragen wird. In diesem Fall ist ein Drehmomentbefehl für die rotierende elektrische Maschine ein Drehmomentbefehl für ein Drehmoment, das in der Phase entgegengesetzt zu der übertragenen Drehmomentschwingung ist.
  • Falls der Drehmomentbefehl eine periodische Drehmomentschwingung aufweist, kann jedoch ein Strombefehl, der auf der Grundlage des Drehmomentbefehls berechnet wird, eine Schwingungskomponente bei einer Frequenz enthalten, die in der Ordnung höher als die Frequenz der Drehmomentschwingung ist. Dies erschwert den Entwurf eines Stromregelungssystems zum Erhalt eines tatsächlichen Stroms mit einem guten Verhalten zum Nachfolgen des Strombefehls nachzufolgen.
  • Dokumente gemäß dem Stand der Technik
  • Patentdokumente
    • Patentdokument 1: japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr.: 2006-33969 ( JP 2006-33969 A )
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Durch die Erfindung zu lösendes Problem
  • Somit ist es wünschenswert, eine Steuerungsvorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine anzugeben, die in der Lage ist, das Auftreten einer Schwingungskomponente in einem Strombefehl bei der Berechnung des Strombefehls auf der Grundlage eines Drehmomentbefehls selbst in dem Fall zu unterdrücken, in dem der Drehmomentbefehl eine periodische Drehmomentschwingung enthält.
  • Mittel zum Lösen der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird eine Steuerungsvorrichtung bereitgestellt, die eine rotierende elektrische Maschine mit einem Rotor steuert, die gekennzeichnet ist durch: einen Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt, der ein rotierendes Zwei-Achsen-Koordinatensystem verwendet, das ein rotierendes Koordinatensystem mit zwei Achsen ist, die synchron mit einem elektrischen Winkel des Rotors rotieren, und der einen Zwei-Phasen-Strombefehl berechnet, der durch Wiedergeben eines Befehlwerts für einen Strom, der zum Fließen durch die rotierende elektrische Maschine veranlasst wird, unter Verwendung des rotierenden Zwei-Achsen-Koordinatensystems auf der Grundlage eines Drehmomentbefehls für ein aus der rotierenden elektrischen Maschine auszugebendes Drehmoment berechnet; einen Ist-Strom-Berechnungsabschnitt, der einen Zwei-Phasen-Ist-Strom, der in dem rotierenden Zwei-Achsen-Koordinatensystem wiedergegeben ist, auf der Grundlage eines durch die rotierende elektrische Maschine fließenden Ist-Stroms berechnet; einen Stromrückkopplungsabschnitt, der ein Zwei-Phasen-Spannungsbefehl, der durch Wiedergeben eines Spannungsbefehls für eine an die rotierende elektrische Maschine anzulegenden Spannung in dem rotierenden Zwei-Achsen-Koordinatensystem erhalten wird, derart variiert, dass der Zwei-Phasen-Ist-Strom näher an den Zwei-Phasen-Strombefehl gelangt; und einen Spannungssteuerungsabschnitt, der eine an die rotierende elektrische Maschine anzulegende Spannung auf der Grundlage des Zwei-Phasen-Spannungsbefehls steuert. In der Steuerungsvorrichtung weist das rotierende Zwei-Achsen-Koordinatensystem eine erste Achse, die in eine Richtung eines Feldmagnetflusses eines in dem Rotor vorgesehenen Magneten definiert ist, und eine zweite Achse auf, die in eine Richtung definiert ist, die um einen elektrischen Winkel von 90 Grad gegenüber der ersten Achse versetzt ist; und in dem Fall, dass der Drehmomentbefehl eine periodische Drehmomentschwingung aufweist, führt der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt eine Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung aus, bei der ein Erst-Achsen-Strombefehl, der die Erst-Achsen-Komponente des Zwei-Phasen-Strombefehls ist, auf einen vorbestimmten Wert fixiert wird, und ein Zweit-Achsen-Strombefehl, der die Zweit-Achsen-Komponente des Zwei-Phasen-Strombefehls ist, entsprechend der Drehmomentschwingung zum Schwingen gebracht wird.
  • Der hier verwendete Ausdruck ”rotierende elektrische Maschine” bezieht sich beliebig auf einen Motor (elektrischen Motor), einen Generator (elektrischen Generator) und einen Motorgenerator, der sowohl als Motor als auch als Generator wie erforderlich fungiert.
  • Entsprechend der vorstehend beschriebenen charakteristischen Konfiguration wird der Erst-Achsen-Strombefehl auf einen vorbestimmten Wert fest eingestellt. Somit ist es bei der Berechnung des Zwei-Phasen-Strombefehls auf der Grundlage des Drehmomentbefehls möglich, eine in dem Erst-Achsen-Strombefehl verursachte periodische Schwingungskomponente auf 0 zu verringern, und eine periodische Schwingungskomponente, die in dem Zweit-Achsen-Strombefehl verursacht wird, auf einen Schwingungskomponente zu unterdrücken, die ähnlich zu der Schwingungskomponente ist, die in dem Drehmomentbefehl enthalten ist.
  • Somit ist es selbst in dem Fall, dass der Drehmomentbefehl eine periodische Drehmomentschwingung enthält, möglich, eine Verschlechterung im Verhalten des Ist-Stroms bei Nachfolgen des Erst-Achsen-Strombefehls zu unterdrücken, und eine Verschlechterung im Verhalten des Ist-Stroms beim Nachfolgen des Zweit-Achsen-Strombefehls auf ein Minimum zu unterdrücken. Somit ist es selbst in dem Fall, dass der Drehmomentbefehl periodisch schwingt, möglich, eine Verschlechterung im Verhalten des Ausgangsdrehmoments beim Nachfolgen des Drehmomentbefehls zu unterdrücken.
  • Vorzugsweise schreibt eine Grundwellensteuerungslinie einen Zwei-Phasen-Strombefehl für eine Grundwellensteuerung vor, die durchgeführt wird, um zu bewirken, dass die rotierende elektrische Maschine ein Ausgangsdrehmoment ausgibt, das mit dem Drehmomentbefehl übereinstimmt, in dem Fall, dass der Drehmomentbebefehl die Drehmomentschwingung nicht aufweist, wobei die Grundwellensteuerungslinie eine Ortskurve von Koordinatenpunkten ist, die jeweils einen derartigen Erst-Achsen-Strombefehl und einen Zweit-Achsen-Strombefehl aufweisen, dass der Erst-Achsen-Strombefehl größer in negativer Richtung wird, wenn eine absoluter Wert des Zweit-Achsen-Stroms von einem Ursprung in dem rotierenden Zwei-Achsen-Koordinatensystem größer wird; und legt bei Ausführung der Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt den Erst-Achsen-Strombefehl derart fest, dass eine Schwingungsortskurve des Zwei-Phasen-Strombefehls die Grundwellensteuerungslinie zumindest an einer Stelle in dem rotierenden Zwei-Achsen-Koordinatensystem schneidet.
  • Gemäß der Konfiguration ist es möglich, den Zwei-Phasen-Strombefehl in Kontakt mit der oder durch die Grundwellensteuerungslinie in Schwingung zu versetzen, und den Zwei-Phasen-Strombefehl näher and die Grundwellensteuerungslinie zu bringen. Somit ist es selbst in dem Fall, dass die Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung ausgeführt wird, möglich, den Effekt beizubehalten, auf den durch die Grundwellensteuerung abgezielt wird, mit so wenig Reduktion in der Wirkung wie möglich.
  • Vorzugsweise berechnet bei Ausführung der Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung der Stromregelungsabschnitt einen Erst-Achsen-Spannungsbefehl, der die Erst-Achsen-Komponente des Zwei-Phasen-Spannungsbefehls ist, durch eine Proportional-Integral-Berechnung auf der Grundlage einer Abweichung zwischen dem Erst-Achsen-Strombefehl und einer Erst-Achsen-Komponente des Zwei-Phasen-Ist-Stroms und berechnet einen Zweit-Achsen-Spannungsbefehl, der die Zweit-Achsen-Komponente des Zwei-Phasen-Spannungsbefehls ist, durch eine Proportional-Integral-Berechnung und einer Berechnung, die unter Verwendung eines Oberwellenmodells mit Charakteristiken einer periodischen Funktion mit einer Frequenz der Drehmomentschwingung durchgeführt wird, auf der Grundlage einer Abweichung zwischen dem Zweit-Achsen-Strombefehl und einer Zweit-Achsen-Komponente des Zwei-Phasen-Ist-Stroms.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weist in dem Fall, dass der Drehmomentbefehl eine periodische Drehmomentschwingung aufweist, der Erst-Achsen-Strombefehl keine periodische Schwingungskomponente auf. Somit ist es möglich, den Ist-Strom mit gutem Verhalten zum Nachfolgen des Erst-Achsen-Strombefehls durch die Proportional-Integral-Berechnung zu steuern. Demgegenüber weist der Zweit-Achsen-Strombefehl eine periodische Schwingungskomponente auf, die ähnlich zu der in dem Drehmomentbefehl enthaltenen Schwingungskomponente ist. Somit ist es möglich, eine Verschlechterung im Verhalten des tatsächlichen Stroms zum Nachfolgen des Zweit-Achsen-Strombefehls zu unterdrücken, indem eine Berechnung unter Verwendung eines Oberwellenmodells entsprechend der Frequenz der Drehmomentschwingung zusätzlich zu der Proportional-Integral-Berechnung durchgeführt wird. Somit ist es, selbst falls der Drehmomentbefehl periodisch schwingt, möglich, eine Verschlechterung im Verhalten des Ausgangsdrehmoments zum Nachfolgen des Drehmomentbefehls zu unterdrücken.
  • Zusätzlich wird die unter Verwendung eines Oberwellenmodells durchgeführte Berechnung lediglich für das Stromregelungssystem für die zweite Achse durchgeführt und entspricht das Oberwellenmodell lediglich der Frequenz der Drehmomentschwingung. Somit ist es möglich, eine Verkomplizierung des Berechnungsprozesses und eine Erhöhung in der Berechnungslast auf der Steuerungsvorrichtung zu unterdrücken.
  • Vorzugsweise schreibt eine Grundwellensteuerungslinie einen Zwei-Phasen-Strombefehl für eine Grundwellensteuerung vor, die durchgeführt wird, um zu bewirken, dass die rotierende elektrische Maschine ein Ausgangsdrehmoment ausgibt, das mit dem Drehmomentbefehl übereinstimmt, in dem Fall, dass der Drehmomentbefehl die Drehmomentschwingung nicht aufweist, wobei die Grundwellensteuerungslinie eine Ortskurve von Koordinatenpunkten ist, die jeweils einen derartigen Erst-Achsen-Strombefehl und einen Zweit-Achsen-Strombefehl aufweisen, das der Erst-Achsen-Strombefehl in einer negativen Richtung größer wird, wenn ein absoluter Wert des Zweit-Achsen-Strombefehls von einem Ursprung in dem rotierenden Zweit-Achsen-Koordinatensystem größer wird; ist eine Kurve gleichen Schwingungsmittendrehmoments eine Ortskurve von Koordinatenpunkten, die den Erst-Achsen-Strombefehl und den Zweit-Achsen-Strombefehl aufweisen, bei denen das Ausgangsdrehmoment der rotierenden elektrischen Maschine ein Schwingungsmittenwert des Drehmomentbefehls in dem rotierenden Zweit-Achsen-Koordinatensystem ist; und legt bei Ausführung der Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt den Erst-Achsen-Strombefehl als einen Wert fest, der durch einen Schnittpunkt der Grundwellensteuerungslinie und der Kurve gleichen Schwingungsmittendrehmoments bestimmt ist.
  • Gemäß der Konfiguration kann der Erst-Achsen-Strombefehl auf der Grundwellensteuerungslinie auf der Grundlage des Schwingungsmittenwerts entsprechend dem Drehmomentbefehl festgelegt werden, der keine periodische Drehmomentschwingung aufweist. Die Festlegung des Erst-Achsen-Strombefehls kann unter Verwendung des Prozesses der Grundwellensteuerung ausgeführt werden, und somit ist es möglich, eine Verkomplizierung des Berechnungsprozesses und einen Anstieg in der Berechnungslast auf die Steuerungsvorrichtung zu unterdrücken.
  • Vorzugsweißse schreibt eine Grundwellensteuerungslinie einen Zwei-Phasen-Strombefehl für eine Grundwellensteuerung vor, die durchgeführt wird, um zu bewirken, dass die rotierende elektrische Maschine ein Ausgangsdrehmoment ausgibt, das mit dem Drehmomentbefehl übereinstimmt, in dem Fall, dass der Drehmomentbefehl die Drehmomentschwingung nicht aufweist, wobei die Grundwellensteuerungslinie eine Ortskurve von Koordinatenpunkten ist, die jeweils einen derartigen Erst-Achsen-Strombefehl und Zweit-Achsen-Strombefehl aufweisen, das der Erst-Achsen-Strombefehl in einer negativen Richtung größer wird, wenn ein absoluter Wert des Zweit-Achsen-Strombefehls von einem Ursprung in dem rotierenden Zweit-Achsen-Koordinatensystem größer wird; ist eine Kurve gleichen Schwingungsabsolutmaximaldrehmoments eine Ortskurve von Koordinatenpunkten, die den Erst-Achsen-Strombefehl und den Zweit-Achsen-Strombefehl aufweisen, bei denen das Ausgangsdrehmoment der rotierenden elektrischen Maschine ein Schwingungsmaximalwert oder ein Schwinungsminimalwert des Drehmomentbefehls, dessen absoluter Wert größer ist, in dem rotierenden Zweit-Achsen-Koordinatensystem ist; und legt bei Ausführung der Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt den Erst-Achsen-Strombefehl als einen Wert fest, der durch einen Schnittpunkt der Grundwellensteuerungslinie und der Kurve gleichen Schwingungsabsolutmaximaldrehmoments bestimmt ist.
  • Gemäß der Konfiguration ist die Schwingungsortskurve des Zwei-Phasen-Strombefehls innerhalb einer Region auf der negativen Seite des Erst-Achsen-Strombefehls in Bezug auf die Grundwellensteuerungslinie (die nachstehend auch als ”Erst-Achsen-Negativseitenregion” bezeichnet ist) in dem rotierenden Zwei-Achsen-Koordinatensystem positioniert. Die Erst-Achsen-Negativseitenregion überlappt eine Region, die normalerweise für die Steuerung (beispielsweise Flussschwächungssteuerung) einer rotierenden elektrischen Maschine verwendet wird, die unter Verwendung des rotierenden Zwei-Achsen-Koordinatensystems durchgeführt wird. Daher wird in der Erst-Achsen-Negativseitenregion die Beziehung zwischen dem Ausgangsdrehmoment der rotierenden elektrischen Maschine und dem Zwei-Phasen-Strombefehl oft mit hoher Genauigkeit identifiziert. Es ist möglich, den Erst-Achsen-Strombefehl in der Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung auf der Grundlage einer derartigen Beziehung zu berechnen, und die Berechnungsgenauigkeit zu verbessern. Somit ist es selbst in dem Fall, dass der Drehmomentbefehl periodisch schwingt, möglich, zu bewirken, dass das Ausgangdrehmoment mit dem Drehmomentbefehl mit hoher Genauigkeit übereinstimmt.
  • Vorzugsweise legt bei Ausführung der Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt den Erst-Achsen-Strombefehl derart fest, dass eine Größe eines während einer Periode des Drehmomentschwingung durch die rotierende elektrische Maschine fließenden Stroms minimiert wird.
  • Gemäß der Konfiguration ist es bei der Ausführung der Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung möglich, die Größe des durch die rotierende elektrische Maschine während eine Periode fließenden Stroms zu minimieren, und die durch den Widerstand des Spule erzeugte Wärme, das heißt, den Kupferverlust zu minimieren.
  • Vorzugsweise legt bei Ausführung der Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt den Erst-Achsen-Strombefehl als 0 fest.
  • Gemäß der Konfiguration, bei der der Erst-Achsen-Strombefehl einfach auf 0 eingestellt wird, möglich, den Berechnungsprozess zum Fixieren des Erst-Achsen-Strombefehls zu minimieren. Zusätzlich kann die Einstellung des Erst-Achsen-Strombefehls auf 0 den Berechnungsprozess zur Einstellung des Zweit-Achsen-Strombefehls vereinfachen. Somit ist es möglich, eine Verkomplizierung des Berechnungsprozesses und eine Erhöhung in der Berechnungslast auf die Steuerungsvorrichtung zu unterdrücken.
  • Vorzugsweise ist die Drehmomentschwingung sinusförmig
  • Gemäß der Konfiguration ist es möglich, den Zweit-Achsen-Strombefehl ebenfalls sinusförmig zu machen, und das Stromregelungssystem für die zweite Achse zu vereinfachen.
  • Vorzugsweise ist die Grundwellensteuerungslinie eine Maximal-Drehmoment-/-Stromkurve, die eine Ortskurve von Koordinatenpunkten ist, die jeweils den Erst-Achsen-Strombefehl und den Zweit-Achsen-Strombefehl aufweisen, bei denen das Ausgangsdrehmoment der rotierenden elektrischen Maschine für einen Größe eines durch die rotierende elektrische Maschine fließenden Stroms maximal ist.
  • Gemäß der Konfiguration ist es möglich, einen hohen Strom-/Drehmomentumwandlungswirkungsgrad bei der Ausführung der Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung beizubehalten.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein Blockschaltbild der Konfiguration einer Steuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 2 veranschaulicht ein rotierendes Zweiachsen-Koordinatensystem gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 3 veranschaulicht einen Prozess gemäß einem Vergleichsbeispiel, das sich von dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterscheidet.
  • 4 veranschaulicht den Prozess gemäß dem Vergleichsbeispiel, der sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheidet.
  • 5 veranschaulicht einen Prozess, der durch Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • 6 veranschaulicht den Prozess, der durch die Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • 7 veranschaulicht den Prozess, der durch die Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • 8 veranschaulicht den Prozess, der durch die Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • 9 veranschaulicht den Prozess, der durch die Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • 10 veranschaulicht den Prozess, der durch die Steuerungsvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • 11 zeigt ein Zeitverlaufsdiagramm, dass den durch die Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführten Prozess veranschaulicht.
  • 12 zeigt eine schematische Darstellung, die eine schematische Konfiguration einer rotierenden elektrischen Maschine und einer Steuerungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • ARTEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • Eine rotierende elektrische Maschine MG weist einen Rotor und einen Stator auf. Der Stator ist an einem nichtrotierenden Element befestigt. Der Rotor ist drehbar radial innerhalb des Stators gestützt. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die rotierende elektrische Maschine MG ein Innenpermanentmagnet-Synchronmotor (IPMSM), bei dem ein Permanentmagnet innerhalb des Rotors eingebettet ist. Ein Elektromagnet kann anstelle des Permanentmagneten vorgesehen sein.
  • Wie es in 1 gezeigt ist, sind Spulen für drei Phasen, die in dem Stator der rotierenden elektrische Maschine MG vorgesehen sind, elektrisch mit einer Energiespeichervorrichtung Vt über einen Umrichter IN verbunden, der eine Gleichspannungs-/Wechselspannungsumwandlung durchführt. Die rotierende elektrische Maschine MG kann als Motor (elektrischer Motor), dem elektrische Leistung zur Erzeugung von Leistung zugeführt wird, und Generator (elektrischer Generator) fungieren, dem Leistung zugeführt wird, um elektrische Leistung zu erzeugen. Der Umrichter IN weist eine Vielzahl von Schaltelementen auf, die eine Wechselspannungsleistung der Energiespeichervorrichtung Vt in eine Wechselspannungsleistung zum Antrieb der rotierenden elektrischen Maschine MG umwandeln, oder die durch die rotierende elektrische Maschine MG erzeugte Wechselspannungsleistung in eine Gleichspannungsleistung zum Laden der Energiespeichervorrichtung Vt umwandeln.
  • Wie es in 1 gezeigt ist, weist eine Steuerungsvorrichtung 30, die die rotierende elektrische Maschine MG steuert, ein Ausgangsdrehmomentbefehlseinstellungsabschnitt 39, einen Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt 40, einen Ist-Strom-Berechnungsabschnitt 41, einen Stromregelungsabschnitt 42 und einen Zwei-Phasen-/Drei-Phasen-Spannungsumwandlungsabschnitt 43 sowie einen Umrichtersteuerungsabschnitt 44 auf, die als Spannungssteuerungsabschnitt 47 dienen.
  • Der Ausgangsdrehmomentbefehlseinstellungsabschnitt 39 stellt ein Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo ein, der als Drehmomentbefehl für ein aus der rotierenden elektrischen Maschine MG auszugebendes Drehmoment dient. Der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt 40 berechnet Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc, die erhalten werden, indem ein Befehlswert für einen Strom, der zum Fließen durch die rotierende elektrische Maschine MG veranlasst wird, in einem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem wiedergegeben wird, auf der Grundlage des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo. Der Ist-Strom-Berechnungsabschnitt 41 berechnet Zwei-Phasen-Ist-Ströme Id, Iq, die in dem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem wiedergegeben sind, auf der Grundlage eines Ist-Stroms, der durch die rotierende elektrische Maschine MG fließt. Der Stromregelungsabschnitt 42 variiert Zwei-Phasen-Spannungsbefehle Vd, Vq, die erhalten werden, indem ein Spannungsbefehl für eine an die rotierende elektrische Maschine MG anzulegende Spannung in dem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem wiedergegeben wird, so dass die Zwei-Phasen-Ist-Ströme Id, Iq näher an den Zwei-Phasen-Strombefehlen Idc, Iqc gelangen. Der Zwei-Phasen-/Drei-Phasen-Spannungsumwandlungsabschnitt 43 und der Umrichtersteuerungsabschnitt 44 steuern eine an die rotierende elektrische Maschine MG anzulegende Spannung auf der Grundlage der Zwei-Phasen-Spannungsbefehle Vd, Vq.
  • Dabei ist das rotierende dq-Achsen-Koordinatensystem, von dem ein Modell in 2 gezeigt ist, eine rotierendes Koordinatensystem mit zwei Achsen, nämlich einer d-Achse und einer q-Achse, die synchron zu dem elektrischen Winkel des Rotors rotieren.
  • Die d-Achse ist in der Richtung eines Feldmagnetflusses des in dem Rotor vorgesehenen Magneten (Richtung des N-Pols) definiert. Die q-Achse ist in eine Richtung definiert, die gegenüber der d-Achse in einem elektrische Winkel von 90 Grad versetzt ist (in dem Beispiel in die Richtung, die in der Phase um 90 Grad vorgeschoben ist). Die q-Achse kann in die Richtung definiert sein, die gegenüber der d-Achse in der Phase um einen elektrischen Winkel von 90 Grad verzögert ist.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der elektrische Winkel der d-Achse (Magnetpol) in Bezug auf eine in dem Stator vorgesehene U-Phasen-Spule als eine Magnetpolposition θre definiert, und ist die elektrische Winkelgeschwindigkeit der d-Achse (Magnetpol) als eine Magnetpoldrehzahl ωre definiert.
  • In einer derartigen Konfiguration weist, wie es in 1 gezeigt ist, der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt 40 einen d-Achsen-Stromfixierungsabschnitt 51 und einen q-Achsen-Stromeinstellungsabschnitt 52 auf. Der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt 40 ist gekennzeichnet durch Ausführung einer d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung in dem Fall, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo eine periodische Drehmomentschwingung(-vibration) aufweist. In der d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung fixiert der d-Achsen-Stromfixierungsabschnitt 51 den d-Achsen-Strombefehl Idc, der eine d-Achsen-Komponente der Zwei-Phasen-Strombefehle ist, auf einen vorbestimmten Wert, und bewirkt der q-Achsen-Stromeinstellungsabschnitt 52 ein Schwingen des q-Achsen-Strombefehls Iqc, der eine q-Achsen-Komponente der Zwei-Phasen-Strombefehle ist, entsprechend der Drehmomentschwingung.
  • Das rotierende dq-Achsen-Koordinatensystem entspricht dem ”rotierenden Zwei-Achsen-Koordinatensystem” gemäß der vorliegenden Erfindung. Die d-Achse entspricht der ”ersten Achse” gemäß der vorliegenden Erfindung. Die q-Achse entspricht der ”zweiten Achse” gemäß der vorliegenden Erfindung. Der d-Achsen-Strombefehl Idc entspricht dem ”Erst-Achsen-Strombefehl” gemäß der vorliegenden Erfindung. Der q-Achsen-Strombefehl Iqc entpricht dem ”Zweit-Achsen-Strombefehl” gemäß der vorliegenden Erfindung. Die d-Achsen-Befehlsfixierungssteueung entspricht der ”Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung” gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Die Steuerungsvorrichtung 30 gemäß dem Ausführungsbeispiel ist nachstehend ausführlich beschrieben.
  • 1. Konfiguration der Steuerungsvorrichtung 30
  • Nachstehend ist die Konfiguration der Steuerungsvorrichtung 30 beschrieben, die die rotierende elektrische Maschine MG steuert.
  • Die Steuerungsvorrichtung 30 weist eine arithmetische Verarbeitungseinheit wie eine CPU, die als Kernelement dient, eine Speichervorrichtung wie ein RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff), der zum Schreiben und Lesen von Daten aus und in die arithmetische Verarbeitungseinheit konfiguriert ist, und ein ROM (Festwertspeicher), der zum Lesen von Daten von der arithmetischen Verarbeitungseinheit konfiguriert ist, usw. auf. Die funktionalen Abschnitte 39 bis 47 der Steuerungsvorrichtung 30 usw. gemäß 1 sind durch Software (einem Programm), die in dem ROM der Steuerungsvorrichtung 30 gespeichert ist, oder dergleichen, Hardware wie eine separat vorgesehene arithmetische Schaltung oder eine Kombination von beiden gebildet.
  • Ein aus Sensoren Se1 und Set ausgegebenes elektrisches Signal wird der Steuerungsvorrichtung 30 zugeführt. Die Steuerungsvorrichtung 30 berechnet Informationen, die durch die Sensoren erfasst werden, auf der Grundlage des zugeführten elektrischen Signals.
  • Der Stromsensor Se1 ist ein Sensor, der durch die Spulen fließende Ströme für die jeweiligen Phasen erfasst, und ist an Drähten vorgesehen, die den Umrichter IN und die Spulen für die jeweiligen Phasen verbinden. Die Steuerungsvorrichtung 30 erfasst Ist-Ströme Iu, Iv, Iw, die durch die Spulen für die jeweiligen Phasen fließen, auf der Grundlage eines aus dem Stromsensor Se1 zugeführten Signals.
  • Der Drehzahlsensor Se2 ist ein Sensor, der die Drehzahl und den Drehwinkel des Rotors erfasst und ist an einer Drehwelle des Rotors angebracht. Die Steuerungsvorrichtung 30 erfasst die Magnetpolposition θre und die Magnetpoldrehzahl ωre auf der Grundlage eines aus dem Drehzahlsensor Se1 zugeführten Signals. Ein Resolver, ein Drehgeber oder dergleichen kann als Drehzahlsensor Se2 verwendet werden.
  • Die Steuerungsvorrichtung 30 ist eine Steuerungsvorrichtung, die den Betrieb der rotierenden elektrischen Maschine MG steuert. Wie es in 1 gezeigt ist, weist die Steuerungsvorrichtung 30 funktionelle Abschnitte wie den Ausgangsdrehmomentsbefehlseinstellungsabschnitt 39, den Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt 40, den Ist-Strom-Berechnungsabschnitt 41, den Strom-regelungsabschnitt 42 und den Zwei-Phasen-/Drei-Phasen-/Spannungsumwandlungsabschnitt 43 sowie den Umrichtersteuerungsabschnitt 44 auf, und steuert die funktionellen Abschnitte derart, dass sie miteinander kooperieren, um zu bewirken, dass die rotierende elektrische Maschine MG Drehmoment auf dem Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo ausgibt.
  • 1-1. Einstellung des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts
  • Der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo kann periodische Drehmomentschwingungen (Vibration) aufweisen.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der Ausgangsdrehmomentbefehlseinstellungsabschnitt 39 konfiguriert, einen Abschnitt zur Einstellung eines periodischen Schwingungsdrehmomentbefehls 57 aufzuweisen, die einen Schwingungsdrehmomentbefehlswert Tp berechnet, die eine in dem Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo enthaltene periodische Drehmomentschwingungskomponente ist, und einen Referenzdrehmomentbefehlseinstellungsabschnitt 56 aufzuweisen, der einen Referenzdrehmomentbefehlswert Tb berechnet, der ein Befehlswert ist, der keine periodische Drehmomentschwingungskomponente aufweist und ein Mittenwert des schwingenden Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo ist. Der Ausgangsdrehmomentbefehlseinstellungsabschnitt 39 ist konfiguriert, den Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo auf einen Wert einzustellen, der durch Addieren des Referenzdrehmomentbefehlswerts Tb und des Schwingungsdrehmomentbefehlswert Tp erhalten wird. Der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo entspricht dem ”Drehmomentbefehl” gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die in dem Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo enthaltene Drehmomentschwingung sinusförmig.
  • Insbesondere ist der Schwingungsdrehmomentbefehlswert Tp eine Sinuswelle mit einer Drehmomentschwingungsfrequenz ωp (Winkelfrequenz), wie durch die nachfolgende Gleichung (1) angegeben: Tp(t) = ΔTpsin(ωρt) (1)
  • Dabei ist ΔTρ die Amplitude des Schwingungsdrehmomentbefehlswerts Tp. Der Schwingungsdrehmomentbefehlswert Tp kann eine Kosinuswelle sein.
  • 1-2. Drehmomentsteuerung und Stromregelung
  • Die Steuerungsvorrichtung 30 ist konfiguriert, einen Strombefehl auf der Grundlage des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo zu berechnen und die rotierende elektrische Maschine MG durch Stromregelung unter Verwendung eines Vektorsteuerungsverfahrens zu steuern. In der Vektorsteuerung wird eine Regelung durchgeführt, bei der ein Strombefehl in dem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem eingestellt wird, die Ist-Ströme Iu, Iv, Iw, die durch die Spulen für die jeweiligen Phasen fließen, in die Zwei-Phasen-Ist-Ströme Id, Iq, die in dem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem wiedergegeben werden, auf der Grundlage der Magnetpolposition Δre umgewandelt werden, und eine an die rotierende elektrische Maschine MG anzulegende Spannung derart gesteuert wird, dass die Zwei-Phasen-Ist-Ströme Id, Iq näher an den Strombefehl gelangen. Die Drehmomentsteuerung und die Stromregelung gemäß dem Ausführungsbeispiel sind nachstehend ausführlich beschrieben.
  • 1-2-1. Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt 40
  • Der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt 40 ist ein funktioneller Abschnitt, der die Zwei-Phasen-Strombefehl Idc, Iqc, die durch Wiedergeben eines Befehlswerts für einen Strom, der durch die rotierende elektrische Maschine MG zum Fließen gebracht wird, in dem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem erhalten wird, auf der Grundlage des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo für das aus der rotierenden elektrischen Maschine MG auszugebende Drehmoment berechnet.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt 40 konfiguriert, den d-Achsen-Strombefehl Idc und den q-Achsen-Strombefehl Iqc zu berechnen, die bewirken, dass die rotierende elektrische Maschine MG Drehmoment entsprechend dem Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo ausgibt.
  • Die Beziehung zwischen dem Ausgangsdrehmoment Tm der rotierenden elektrischen Maschine MG und dem d-Achsen-Ist-Strom Id und dem q-Achsen-Ist-Strom Iq kann wiedergegeben werden, wie durch die nachfolgende Gleichung (2) angegeben: Tm = Pn(Φ + (Ld – Lq)Id)Iq (2)
  • Dabei ist Φ eine durch den Permanentmagneten verursachte Flussverkettung, ist Ld die d-Achsen-Induktivität der Spule, ist Lq die q-Achsen-Induktivität der Spule und ist Pn die Anzahl der Polpaare. Der Innenpermanentmagnetsynchronmotor weist eine Schenkeligkeit mit Ld < Lq auf.
  • <Kurve gleichen Drehmoments>
  • Es geht aus der Gleichung (2) hervor, dass es eine unendliche Anzahl von Kombinationen des d-Achsen-Strombefehls Idc und des q-Achsen-Strombefehls Iqc gibt, die bewirken, dass die rotierende elektrische Maschine MG das Ausgangsdrehmoment Tm mit derselben Größe ausgibt. Dies geht ebenfalls aus den in 3A gezeigten Kurven gleichen Drehmoments hervor. Dabei ist die Kurve gleichen Drehmoments die Ortskurve von Koordinatenpunkten, die aus dem d-Achsen-Ist-Strom Id und dem q-Achsen-Ist-Strom Iq gebildet ist, die bewirken, dass die rotierenden elektrische Maschine MG das Ausgangsdrehmoment Tm mit derselben Größe in dem rotierenden dq-Achsen-Stromkoordinatensystem ausgibt.
  • Die Kurve gleichen Drehmoments ist durch die nachfolgende Gleichung (3) vorgeschrieben, die durch Lösen der Gleichung (2) für den q-Achsen-Ist-Strom Iq erhalten wird:
    Figure DE112012002010T5_0002
  • Die Kurve gleichen Drehmoments kann experimentell erhalten werden.
  • Es geht aus der Gleichung (3) hervor, dass unter der Voraussetzung des gleichen Drehmoments, das heißt, unter der Voraussetzung, dass das Ausgangsdrehmoment Tm auf einen vorbestimmten Wert fixiert ist, und (Ld – Lq) einen negativen Wert aufweist, wenn der d-Achsen-Ist-Strom Id von 0 aus verringert wird, wie es in 3A gezeigt ist, der q-Achsen-Ist-Strom Iq in dem Fall, dass das Ausgangsdrehmoment Tm einen positiven Wert aufweist, zu 0 verringert wird, in dem Fall, dass das Ausgangdrehmoment Tm einen positiven Wert aufweist, zu 0 erhöht wird, und in dem Fall, dass das Ausgangsdrehmoment Tm 0 ist, 0 ist.
  • Zusätzlich geht hervor, dass der q-Achsen-Ist-Strom Iq von 0 aus erhöht wird, wenn das Ausgangsdrehmoment Tm von 0 aus erhöht wird, und von 0 aus verringert wird, wenn das Ausgangsdrehmoment Tm von 0 aus verringert wird.
  • Der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt 40 ist konfiguriert, den d-Achsen-Strombefehl Idc und den q-Achsen-Strombefehl Iqc auf der Grundlage des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo aus der unendlichen Anzahl von Kombinationen des d-Achsen-Strombefehls Idc und des q-Achsen-Strombefehls Iqc festzulegen, die den Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo erzielen.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel führt beim Festlegen der Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt 40 eine Grundwellensteuerung in dem Fall durch, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo keine periodische Drehmomentschwingung aufweist, und führt eine d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung in dem Fall durch, in dem der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo eine periodische Drehmomentschwingung aufweist.
  • Die Grundwellensteuerung und die d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung sind nachstehend beschrieben.
  • 1-2-1-1. Grundwellensteuerung
  • Der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt 40 ist konfiguriert, die Grundwellensteuerung auszuführen, bei der der d-Achsen-Strombefehl Idc und der q-Achsen-Strombefehl Iqc auf der in 3A gezeigten Grundwellensteuerungslinie auf der Grundlage des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo in dem Fall festgelegt werden, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo keine periodische Drehmomentschwingung aufweist.
  • Dabei schreibt, in dem Fall, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo keine Drehmomentschwingung aufweist, die Grundwellensteuerungslinie die Zwei-Phasen-Strombefehl Idc, Iqc für die Grundwellensteuerung vor, die bewirken, dass die rotierende elektrische Maschine MG das Ausgangsdrehmoment Tm ausgibt, das mit dem Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo übereinstimmt. Wie es in 3A gezeigt ist, ist die Grundwellensteuerungslinie die Ortskurve von Koordinatenpunkten, die aus derartigen d-Achsen-Strombefehle Idc und q-Achsen-Strombefehle Iqc geformt sind, dass der d-Achsen-Strombefehl Idc in der negativen Richtung größer wird, wenn der absolute Wert des q-Achsen-Strombefehls Iqc von dem Ursprung in dem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem aus größer wird.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Grundwellensteuerungslinie eine Maximum-Drehmoment-/Strom-Kurve, die die Ortskurve von Koordinatenpunkten ist, die aus den d-Achsen-Strombefehl Idc und q-Achsen-Strombefehl Iqc gebildet sind, bei denen das Ausgangsdrehmoment Tm der rotierenden elektrischen Maschine MG für die Größe eines durch die rotierende elektrische Maschine MG fließenden Stroms I maximal ist.
  • Dabei ist die Größe des Stroms I, der durch die rotierende elektrische Maschine MG fließt, die Größe eines Stroms, der aus der Energiespeichervorrichtung Vt zu der rotierenden elektrischen Maschine MG über den Umrichter IN fließt oder die Größe eines Stroms, der von der rotierenden elektrischen Maschine MG zu der Energiespeichervorrichtung Vt über dem Umrichter IN fließt. In dem Fall, dass die Größe des Stroms I in dem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem wiedergegeben ist, ist die Größe des Stroms I die Größe eines Stromvektors von dem Ursprung eines Koordinatenpunkts, der aus dem d-Achsen-Ist-Strom Id und dem q-Achsen-Ist-Strom Iq gebildet ist, und kann durch die nachfolgende Gleichung (4) wiedergegeben werden:
    Figure DE112012002010T5_0003
  • Die Maximal-Drehmoment-/Strom-Kurve ist theoretisch durch die nachfolgende Gleichung (5) vorgeschrieben:
    Figure DE112012002010T5_0004
  • Die Maximal-Drehmoment-/Strom-Kurve kann experimentell erhalten werden.
  • Wie es in 3A gezeigt ist, ist die Maximal-Drehmoment-/Strom-Kurve die Ortskurve von Koordinatenpunkten, die aus derartigen d-Achsen-Strombefehlen Idc und q-Achsen-Strombefehlen Iqc gebildet sind, dass der d-Achsen-Strombefehl Idc (d-Achsen-Ist-Strom Id) sich von 0 verringert, wenn der q-Achsen-Strombefehl Iqc (q-Achsen-Ist-Strom iq) von 0 erhöht wird, oder von 0 verringert wird.
  • Auf diese Weise ist gemäß dem Ausführungsbeispiel der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt 40 konfiguriert, die Maximal-Drehmoment-/Stromsteuerung, bei der die Zwei-Phasen-Strombefehl Idc, Iqc, bei denen das Ausgangsdrehmoment Tm der rotierenden elektrischen Maschine MG für denselben Strom I, der durch die rotierenden elektrische Maschine MG fließt, maximal ist, berechnet werden, als die Grundwellensteuerung auszuführen, die in dem Fall ausgeführt wird, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo keine Drehmomentschwingung aufweist.
  • Alternativ dazu kann der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt 40 konfiguriert sein, verschiedene Steuerungsschemata wie eine Maximal-Drehmoment-Flusssteuerung und eine Flusssschwächungssteuerung als die Grundwellensteuerung auszuführen. Die Grundwellensteuerungslinie kann eine Stromlinie sein, die durch die Steuerungsschemata bestimmt wird. Alternativ dazu kann die Grundwellensteuerung ein Steuerungsschema mit einer nicht eindeutig bestimmten Grundwellensteuerungslinie sein.
  • Dabei ist die Maximal-Drehmoment-Flusssteuerung ein Steuerungsverfahren, bei dem die Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc, bei denen die Flussverkettung minimiert wird, wenn die rotierende elektrische Maschine MG dasselbe Ausgangsdrehmoment Tm erzeugt, berechnet werden. Die Flussschwächungssteuerung ist ein Steuerungsverfahren, bei dem die Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc derart berechnet werden, dass der Magnetfluss in der d-Achsen-Richtung unter Verwendung des Entmagnetisierungseffekts aufgrund der d-Achsen-Ankerreaktion durch Hindurchleiten eines negativen d-Achsen-Stroms verringert wird.
  • Wie es in 3A gezeigt ist, erhöht der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt 40 den q-Achsen-Strombefehl Iqc von 0 und verringert den d-Achsen-Strombefehl Idc von 0 entlang der Maximal-Drehmoment-/Strom-Kurve (Grundwellensteuerungslinie), wenn der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo von 0 ansteigt. Demgegenüber verringert der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt 40 den q-Achsen-Strombefehl Iqc von 0 und verringert den d-Achsen-Strombefehl Idc von 0 entlang der Maximal-Drehmoment-/Strom-Kurve, wenn der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo sich von 0 verringert. Wie es durch die Beziehung der Strombefehle Idc, Iqc in Bezug auf den Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo gemäß 3B und 3B jeweils gezeigt ist, wird der d-Achsen-Strombefehls Idc derart berechnet, dass er monoton in Bezug auf eine Erhöhung in dem Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo in dem Fall ansteigt, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo kleiner als 0 ist, und monoton in Bezug auf eine Erhöhung in dem Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo in dem Fall sich verringert, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo größer als 0 ist. Daher wird die Beziehung des d-Achsen-Strombefehlswert Idc in Bezug auf den Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo signifikant zwischen vor und nach der Variation des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo durch 0 variiert, und wird durch eine Funktion höherer Ordnung wiedergegeben, wenn der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo um 0 ist.
  • Der q-Achsen-Strombefehl Iqc wird derart berechnet, dass er monoton in Bezug auf eine Erhöhung in dem Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo ansteigt. Zusätzlich wird die Neigung des q-Achsen-Strombefehls Iqc in Bezug auf den Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo zwischen dem Fall, wenn der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo um 0 ist, und dem Fall, wenn dem nicht so ist, variiert, und weist eine Funktionskomponente höherer Ordnung für Werte des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo von um 0 auf.
  • Die Beziehung der Strombefehle Idc, Iqc in Bezug auf den Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo ist kurvenförmig und weist eine Funktionskomponente höherer Ordnung auf.
  • 1-2-1-1-1. Problem der Grundwellensteuerung
  • Nachstehend ist das Problem eines Falls beschrieben, bei dem die Grundwellensteuerung, bei der die Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc auf der Maximal-Drehmoment-/Strom-Kurve (Grundwellensteuerungslinie) im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Fall festgelegt werden, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo eine periodische Drehmomentschwingung aufweist.
  • <Fall, in dem der Drehmomentbefehl durch 0 schwingt>
  • Zunächst ist ein Fall beschrieben, bei dem der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo periodisch durch 0 schwingt, wie es in 4B gezeigt ist.
  • In diesem Fall werden, wie es in 4A gezeigt ist, die Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc derart festgelegt, dass sie zwischen einer Kurve gleichen Schwingungsmaximaldrehmoments und einer Kurve gleichen Schwingungsminimaldrehmoments auf der Maximal-Drehmoment-/Strom-Kurve (Grundwellensteuerungslinie) in dem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem schwingen. In 4B ist die Schwingungsortskurve der Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc in dem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem durch eine dicke Linie angegeben.
  • Dabei ist die Kurve gleichen Schwingungsmaximaldrehmoments die Ortskurve von Koordinatenpunkten, die aus dem d-Achsen-Strombefehl Idc und dem q-Achsen-Strombefehl Iqc gebildet sind, bei denen das Ausgangsdrehmoment Tm der rotierenden elektrischen Maschine MG der Schwingungsmaximalwert des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo in dem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem ist. Die Kurve gleichen Schwingungsminimaldrehmoments ist die Ortskurve von Koordinatenpunkten, die aus dem d-Achsen-Strombefehl Idc und dem q-Achsen-Strombefehl Iqc gebildet sind, bei denen das Ausgangsdrehmoment Tm der rotierenden elektrischen Maschine MG der Schwingungsminimalwert des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo in dem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem ist. Die Kurven gleichen Schwingungsmittendrehmoments ist die Ortskurve von Koordinatenpunkten, die aus dem d-Achsen-Strombefehl Idc und dem q-Achsen-Strombefehl Iqc gebildet sind, bei denen das Ausgangsdrehmoment Tm der rotierenden elektrischen Maschine MG der Schwingungsmittenwert des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo in dem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem ist.
  • Der d-Achsen-Strombefehl Idc und der q-Achsen-Strombefehl Iqc folgen der Beziehung nach, die jeweils in 3B und 3C gezeigt ist, und werden auf der Grundlage des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo berechnet. Wie es in 4B gezeigt ist, schwingt, während der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo einer Sinuswelle mit der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ (Drehmomentschwingungsperiode 2π/ωρ) schwingt, der d-Achsen-Strombefehl Idc hauptsächlich mit einer Frequenz, die doppelt so groß wie die Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ ist, und schwingt der q-Achsen-Strombefehl Iqc hauptsächlich mit derselben Frequenz wie die Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ. Daher weist, wie es durch die Frequenzcharakteristiken angegeben ist, die durch Durchführung einer Fouriertransformation an jeder Wellenform erhalten werden und auf der rechten Seite in 4B gezeigt sind, der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo eine hohe Amplitude für eine Komponente bei der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ auf (Grundwellenkomponente, erste Ordnung). Der d-Achsen-Strombefehl Idc weist eine größere Amplitude für die Frequenzkomponente der zweiten Ordnung (2ωρ) auf, die doppelt so groß wie die Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ ist, als die Amplitude für eine Komponente bei der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ auf. Der q-Achsen-Strombefehl Iqc weist eine große Amplitude für eine Frequenzkomponente der ersten Ordnung (ωρ) auf, die dieselbe wie die Amplitude für eine Komponente bei der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ ist.
  • Zusätzlich wird die Beziehung der Strombefehle Idc, Iqc in Bezug auf den Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo durch eine Funktion der zweiten oder höheren Ordnung wiedergegeben. Daher weist der d-Achsen-Strombefehl Idc Amplituden für Frequenzkomponenten der höheren Ordnung wie einer vierten Ordnung (4ωρ) und der sechsten Ordnung (6ωρ) auf. Der q-Achsen-Strombefehl Iqc weist Amplituden für Frequenzkomponenten einer höheren Ordnung wie einer dritten Ordnung (3ωρ) und einer fünften Ordnung (5ωρ) auf.
  • <Fall, in dem der Drehmomentbefehl durch 0 schwingt>
  • Nachstehend ist ein Fall beschrieben, in dem der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo periodisch durch 0 um einen Wert kleiner als 0 schwingt, wie es in 5B gezeigt ist.
  • In diesem Fall sind, wie es in 5A gezeigt ist, die Kurve gleichen Schwingungsmaximaldrehmoments, die Kurve gleichen Schwingungsminimaldrehmoments und die Kurve gleichen Schwingungsmittendrehmoments derart verschoben, dass der q-Achsen-Ist-Strom Iq im Vergleich zu dem Fall gemäß 4A verringert ist.
  • Wie es in 5B gezeigt ist, schwingt der d-Achsen-Strombefehl Idc mit einer komplizierten Wellenform ähnlich zu derjenigen, die durch Kombinieren von Frequenzkomponenten der ersten Ordnung (ωρ) und der zweiten Ordnung (2ωρ) erhalten wird, und der q-Achsen-Strombefehl Iqc schwingt hauptsächlich auf einer Frequenz erster Ordnung (ωρ). Daher weist, wie es durch die Frequenzcharakteristiken, die durch Durchführung einer Fouriertransformation an jeder Wellenform erhalten werden und auf der rechten Seite in 5B gezeigt sind, der d-Achsen-Strombefehl Idc eine große Amplitude nicht nur für eine Frequenzkomponente der ersten Ordnung (ωρ) sondern ebenfalls für Frequenzkomponenten der zweiten Ordnung (2ωρ), der dritten Ordnung (3ωρ), der vierten Ordnung (4ωρ), der fünften Ordnung (5ωρ) und der sechsten Ordnung (6ωρ) auf. Der q-Achsen-Strombefehl Iqc weist eine große Amplitude nicht nur für eine Frequenzkomponente der ersten Ordnung (ωρ) sondern ebenfalls für Frequenzkomponenten der zweiten Ordnung (2ωρ), der vierten Ordnung (4ωρ) und der fünften Ordnung (5ωρ) auf.
  • <Lösung des Problems>
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weisen in dem Fall, dass die Grundwellensteuerung, bei der die Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc auf der Maximal-Drehmoment-/Strom-Kurve (Grundwellensteuerungslinie) in dem Fall festgelegt werden, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo eine periodische Drehmomentschwingung aufweist, die Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc ebenfalls eine periodische Schwingungskomponente auf.
  • Zusätzlich weisen, selbst falls die in dem Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo enthaltene Drehmomentschwingung eine Sinuswelle ist, die Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc eine Schwingungskomponente bei einer Frequenz auf, die eine höhere Ordnung als die Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ (erste Ordnung) mit einer Sinuswelle in dem Fall ist, dass die Beziehung der Strombefehle Idc, Iqc in Bezug auf den Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo eine Funktionskomponente der höheren Ordnung aufweist. Insbesondere wird die Beziehung des d-Achsen-Strombefehls Idc in Bezug auf den Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo durch eine Funktion höherer Ordnung für Werte des Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo um 0 wiedergegeben. Somit werden in dem Fall, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo durch 0 schwingt, Frequenzkomponenten der zweiten oder höheren Ordnung signifikant in den d-Achsen-Strombefehl Idc erhöht. Dabei weist die Beziehung des q-Achsen-Strombefehls Iqc in Bezug auf den Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo eine hohe Menge von Funktionskomponenten höherer Ordnung für Werte des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo um 0 auf. Somit werden in dem Fall, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo um 0 schwingt, Frequenzkomponenten der zweiten oder höheren Ordnung in dem q-Achsen-Strombefehl Iqc erhöht.
  • Falls die Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc, die als Sollwerte in der Stromregelung verwendet werden, eine periodische Schwingungskomponente aufweisen, kann es schwierig sein, das Verhalten eines tatsächlichen Werts zum Nachfolgen der in den Sollwerten enthaltenen periodischen Schwingungskomponente durch eine einfache Steuerung wie einer Proportional-Integral-Steuerung (PI-Steuerung) zu gewährleisten.
  • Um das Verhalten zum Nachfolgen der in den Zwei-Phasen-Strombefehlen Idc, Iqc enthaltenen periodischen Schwingungskomponente kann in Betracht gezogen werden, eine Steuerungseinrichtung auf der Grundlage eines nachstehend beschriebenen Innenmodellprinzips hinzuzufügen. Jedoch verkompliziert das Hinzufügen der Steuerungseinrichtung auf der Grundlage des Innenmodellprinzips den Berechnungsprozess und erhöht die Berechnungslast auf die Steuerungsvorrichtung 30.
  • Weiterhin ist es in dem Fall, dass die Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc eine Vielzahl von Frequenzkomponenten aufweisen, notwendig, individuell die Steuerungseinrichtung auf der Grundlage des Innenmodellprinzips für jede Frequenzkomponente bereitzustellen, um das Verhalten zum Nachfolgen jeder Frequenzkomponente zu verbessern, was die Anzahl der hinzuzufügenden Steuerungseinrichtungen erhöht.
  • In dem Fall, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo durch 0 schwingt, werden insbesondere eine Vielzahl von Frequenzkomponenten der höheren Ordnung, die in dem d-Achsen-Strombefehl Idc enthalten sind, signifikant erhöht, was die Notwendigkeit zur Hinzufügung von Steuerungseinrichtungen für die Frequenzkomponenten der höheren Ordnung zu dem Stromregelungssystem für die d-Achse erhöht.
  • 1-2-1-2. d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung
  • Um eine in den Zwei-Phasen-Strombefehlen Idc, Iqc enthaltene periodische Schwingungskomponente zu verringern, ist der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt 40 gemäß dem Ausführungsbeispiel konfiguriert, die d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung auszuführen.
  • Das heißt, dass, wie es vorstehend beschrieben worden ist, der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt 40 konfiguriert ist, die d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung in dem Fall auszuführen, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo eine periodische Drehmomentschwingung aufweist. In der d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung fixiert der d-Achsen-Stromfixierungsabschnitt 51 den d-Achsen-Strombefehl Idc, der eine d-Achsen-Komponente der Zwei-Phasen-Strombefehle ist, auf einen vorbestimmten Wert, und bewirkt ein Schwingen des d-Achsen-Strombefehls Iqc, der eine q-Achsen-Komponente der Zwei-Phasen-Strombefehle ist, entsprechend der Drehmomentschwingung.
  • 1-2-1-2-1. q-Achsen-Stromeinstellungsabschnitt 52
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der q-Achsen-Stromeinstellungsabschnitt 52 konfiguriert, den q-Achsen-Strombefehl Iqc entsprechend der Drehmomentschwingung auf der Grundlage des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo, der die Drehmomentschwingung enthält, und des fixierten d-Achsen-Strombefehls Idc in Schwingung zu versetzen.
  • Das Verfahren zur Berechnung des q-Achsen-Strombefehls Iqc ist nachstehend beschrieben.
  • Aus der theoretischen Gleichung der Gleichung (3) kann die Beziehung zwischen dem q-Achsen-Strombefehl Iqc und dem Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo und dem d-Achsen-Strombefehl Idc wie durch die Gleichung (6) angegeben dargestellt werden. Dabei wird der d-Achsen-Strombefehl Idc auf einen vorbestimmten Wert fixiert, weshalb der Koeffizient, mit dem der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo multipliziert wird, auf einen vorbestimmten Wert fixiert ist. Somit ist gemäß dem Ausführungsbeispiel der q-Achsen-Stromeinstellungsabschnitt 52 konfiguriert, den q-Achsen-Strombefehl Iqc auf einen Wert, der durch Multiplizieren des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo mit einer vorbestimmten Umwandlungsverstärkung Kid erhalten wird, einzustellen, wie es durch die nachfolgende Gleichung (6) angegebenen ist:
    Figure DE112012002010T5_0005
  • Dabei ist der q-Achsen-Stromeinstellungsabschnitt 52 konfiguriert, die Umwandlungsverstärkung Kid auf der Grundlage des fixierten d-Achsen-Strombefehls Idc unter Verwendung der Beziehung zwischen dem d-Achsen-Strombefehl Idc und der Umwandlungsverstärkung Kid zu berechnen, die durch die nachfolgende Gleichung (7) angegeben ist:
    Figure DE112012002010T5_0006
  • Durch eine derartige d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung wird der q-Achsen-Strombefehl Iqc festgelegt, der direkt proportional zu dem Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo zu sein. Somit ist, wie es in 6B, 7B, 8B, 8D, 9B, 9D, 10B und 10D gezeigt ist, in dem Fall, dass die in dem Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo enthaltene Drehmomentschwingung eine Sinuswelle ist, eine in dem q-Achsen-Strombefehl Iqc enthaltene Schwingungskomponente ebenfalls eine Sinuswelle mit der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ. Der d-Achsen-Strombefehl Idc weist keine periodische Schwingungskomponente auf.
  • Somit ist durch Ausführung der d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung anstelle der Grundwellensteuerung in dem Fall, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo eine periodische Drehmomentschwingungskomponente aufweist, es möglich, die in dem d-Achsen-Strombefehl Idc enthaltene periodische Schwingungskomponente auf 0 zu verringern, und die periodische Schwingungskomponente in dem q-Achsen-Strombefehl Iqc auf eine Schwingungskomponente zu verringern, die dieselbe wie die Drehmomentschwingungskomponente ist.
  • In dem Fall, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo durch 0 schwingt, kann insbesondere der Effekt der Verringerung von Schwingungskomponenten der höheren Ordnung in dem d-Achsen-Strombefehl Idc erhöht werden.
  • 1-2-1-2-2. d-Achsen-Stromfixierungsabschnitt 51
  • Der d-Achsen-Stromfixierungsabschnitt 51 ist konfiguriert, den d-Achsen-Strombefehl Idc auf einen vorbestimmten Wert auf der Grundlage des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo zu fixieren, der die periodische Drehmomentschwingung aufweist.
  • Dabei bedeutet das Fixieren des d-Achsen-Strombefehls Idc auf einen vorbestimmten Wert, den d-Achsen-Strombefehl Idc nicht entsprechend einer in dem Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo enthaltenen periodischen Schwingungskomponente zu variieren. Der d-Achsen-Strombefehl Idc kann konfiguriert sein, entsprechend anderen Variationen als Variationen in der periodischen Schwingungskomponente in dem Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo variiert zu werden. Alternativ dazu kann der d-Achsen-Strombefehl Idc konfiguriert sein, ebenfalls nicht entsprechend anderer Variationen als Variationen in der periodischen Schwingungskomponente in dem Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo variiert zu werden, sondern auf einen konstanten Wert fixiert zu sein.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der d-Achsen-Stromfixierungsabschnitt 51 konfiguriert, den d-Achsen-Strombefehl Idc derart zu entscheiden, dass die Schwingungsortskurve der Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc die Grundwellensteuerungslinie zumindest an einer Stelle in dem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem schneidet.
  • Mit einer derartigen Konfiguration können, wie es in den 6A, 7A, 8A, 8C, 9A, 9C, 10A und 10C gezeigt ist, die Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc in Kontakt mit oder über die Grundwellensteuerungslinie zum Schwingen gebracht werden, und können die Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc näher an die Grundwellensteuerungslinie gebracht werden. Somit ist es selbst in dem Fall, dass die d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung ausgeführt wird, möglich, den durch die Grundwellensteuerung angestrebten Effekt mit einer kleinstmöglichen Verringerung des Effekts beizubehalten. Beispielsweise ist es in dem Fall, dass die Grundwellensteuerung die Maximal-Drehmoment-/Stromsteuerung wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist, es möglich, einen hohen Strom-/Drehmomentumwandlungswirkungsgrad beizubehalten.
  • Beispiele für das Verfahren der Fixierung des d-Achsen-Strombefehls Idc gemäß dem Ausführungsbeispiel umfassen vier Schemata, die nachstehend beschrieben sind.
  • <Erstes Schema>
  • Zunächst ist ein erstes Schema der d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben.
  • Wie es in den 6A und 7A gezeigt ist, ist der d-Achsen-Stromfixierungsabschnitt 51 konfiguriert, bei der Ausführung der d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung den d-Achsen-Strombefehl Idc als einen Wert festzulegen, der durch einen Schnittpunkt A1 der Grundwellensteuerungslinie und der Kurven gleichen Schwingungsmittendrehmoments bestimmt ist.
  • In diesem Fall kann der d-Achsen-Stromfixierungsabschnitt 51 konfiguriert sein, den d-Achsen-Strombefehl Idc auf der Grundwellensteuerungslinie auf der Grundlage des Schwingungsmittenwerts des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo durch das selbe Verfahren wie bei der Grundwellensteuerung festzulegen. Das heißt, der d-Achsen-Stromfixierungsabschnitt 51 kann den d-Achsen-Strombefehl Idc entsprechend der Beziehung gemäß 3B unter Verwendung des Schwingungsmittenwerts des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo berechnen, der dem Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo in der Grundwellensteuerung entspricht, die in dem Fall ausgeführt wird, wenn die periodische Drehmomentschwingung nicht enthalten ist.
  • Somit kann das erste Schema unter Verwendung des Prozesses der Grundwellensteuerung ausgeführt werden, und ist es somit möglich, eine Verkomplizierung des Berechnungsprozesses und eine Erhöhung in der Berechnungslast auf der Steuerungsvorrichtung 30 zu unterdrücken.
  • Der d-Achsen-Stromfixierungsabschnitt 51 kann den Schwingungsmittenwert des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo auf den durch den Ausgangsdrehmomentbefehlseinstellungsabschnitt 39 berechneten Referenzdrehmomentbefehlswert Tb oder auf einen Wert einstellen, der durch Durchführung eines Filterprozesses, eines gleitenden Durchschnittsprozesses oder dergleichen an dem Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo erhalten wird.
  • <Zweites Schema>
  • Nachstehend ist ein zweites Schema der d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
  • Wie es in den 8A und 8C gezeigt ist, ist der d-Achsen-Stromfixierungsabschnitt 51 konfiguriert, bei der Ausführung der d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung den d-Achsen-Strombefehlswert Idc als einen Wert festzulegen, der durch eine Schnittpunkt A2 der Grundwellensteuerungslinie und einer Kurve gleichen Maximalabsolutwertdrehmoments bestimmt ist.
  • Dabei ist die Kurve gleichen Maximalabsolutwertdrehmoments die Ortskurve von Koordinatenpunkten, die aus dem d-Achsen-Strombefehl Idc und dem q-Achsen-Strombefehl Iqc geformt sind, bei denen das Ausgangsdrehmoment Tm der rotierenden elektrischen Maschine MG entweder der Schwingungsmaximalwert oder der Schwingungsminimalwert des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo, je nachdem, welcher Absolutwert höher ist, in dem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem. Das heißt, die Kurve gleichen Maximalabsolutwertdrehmoments ist entweder die Kurve gleichen Schwingungsmaximaldrehmoments oder Kurve gleichen Schwingungsminimaldrehmoments, deren absoluter Wert des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo größer ist. In dem Fall, dass der absolute Wert des Schwingungsmaximalwerts und der absolute Wert des Schwingungsminimalwerts gleich zueinander sind, wie es in 8A gezeigt ist, kann die Kurve gleichen Maximalabsolutwertdrehmoments eine der Kurve gleichen Schwingungsmaximaldrehmoments und der Kurve gleichen Schwingungsminimaldrehmoments sein.
  • In dem zweiten Schema ist, wie es in den 8A und 8C gezeigt ist, die Schwingungsortskurve der Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc innerhalb einer Region auf der negativen Seite des d-Achsen-Strombefehls Idc in Bezug auf die Grundwellensteuerungslinie (die nachstehend als ”Region auf der negativen Seite der d-Achse” bezeichnet ist) in dem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem positioniert. Die Region auf der negativen Seite der d-Achse überlappt eine Region, die normalerweise für die Steuerung einer rotierenden elektrischen Maschine verwendet wird, die unter Verwendung eines rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystems durchgeführt wird. Beispielsweise wird in der vorstehend beschriebenen Flussschwächungssteuerung die Region auf der negativen d-Achsen-Seite verwendet, um dem d-Achsen-Strombefehl Idc in die negative Richtung von der Grundwellensteuerungslinie zu erhöhen, um den Fluss in die d-Achsen-Richtung zu verringern. Daher wird in der Region auf der negativen Seite der d-Achse die Beziehung zwischen dem Ausgangsdrehmoment Tm der rotierenden elektrischen Maschine MG und dem d-Achsen-Strombefehl Idc und dem q-Achsen-Strombefehl Iqc, die durch die Gleichung (2) angegeben ist, aufgrund der Flussschwächungssteuerung mit hoher Genauigkeit identifiziert. Der q-Achsen-Strombefehl Iqc in der d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung wird auf der Grundlage der Beziehung berechnet, die durch die Gleichungen (6) und (7) angegeben ist, die aus der Beziehung der Gleichung (2) erhalten wird, weshalb die Berechnungsgenauigkeit verbessert werden kann.
  • <Drittes Schema>
  • Nachstehend ist ein drittes Schema der d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
  • Wie es in den 9A und 9C gezeigt ist, ist der d-Achsen-Stromfixierungsabschnitt 51 konfiguriert, den d-Achsen-Strombefehl Idc derart festzulegen, dass die Größe des Stroms, der durch die rotierende elektrische Maschine MG während einer Periode der in dem Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo enthaltenen Drehmomentschwingung fließt, bei der Ausführung der d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung minimiert wird.
  • Entsprechend dem dritten Schema ist es möglich, die Größe des durch die rotierende elektrische Maschine MG während einer Periode fließenden Stroms zu minimieren, und die durch einen Widerstand R der Spule erzeugte Wärme, das heißt, den Kupferverlust zu minimieren.
  • Der d-Achsen-Strombefehl Idc kann auf der Grundlage der nachstehend beschriebenen theoretischen Gleichung berechnet werden.
  • Die Gleichung (3) wird in die Gleichung (4) eingesetzt, um die nachfolgende Gleichung (8) zu erhalten:
    Figure DE112012002010T5_0007
  • Das Ausgangsdrehmoment Tm der rotierenden elektrischen Maschine MG wird durch die nachfolgende Gleichung (9) wiedergegeben: Tm = Tb + ΔTρsinθ (9)
  • Die Gleichung (9) wird in die Gleichung (8) eingesetzt, um die Größe des durch die rotierende elektrische Maschine MG während einer Periode fließenden Stroms zu erhalten, der durch die nachfolgende Gleichung (10) wiedergegeben wird:
    Figure DE112012002010T5_0008
  • Der d-Achsen-Fixierungsabschnitt 51 kann konfiguriert sein, den d-Achsen-Strombefehl Idc auf einen Wert des d-Achsen-Ist-Stroms Id einzustellen, der den Wert der Gleichung (10) minimiert.
  • <Viertes Schema>
  • Nachstehend ist ein viertes Schema der d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
  • Wie es in den 10A und 10C gezeigt ist, ist der d-Achsen-Stromfixierungsabschnitt 51 konfiguriert, den d-Achsen-Strombefehl Idc bei der Ausführung der d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung als 0 festzulegen.
  • Gemäß dem vierten Schema, bei dem der d-Achsen-Strombefehl Idc auf 0 eingestellt wird, ist es möglich, den durch den d-Achsen-Stromfixierungsabschnitt 51 durchgeführten Berechnungsprozess zu minimieren. Zusätzlich macht die Einstellung des d-Achsen-Strombefehls Idc auf 0 (Ld – Lq)Idc in den Gleichungen (6) und (7) ebenfalls zu 0. Dies ermöglicht es, den q-Achsen-Strombefehl Iqc ohne Verwendung der Wert der Induktivitäten Ld, Lq zu berechnen, und den durch den q-Achsen-Stromeinstellungsabschnitt 52 durchgeführten Berechnungsprozess zu vereinfachen. Somit ist es möglich, eine Verkomplizierung des Berechnungsprozesses und eine Erhöhung der Berechnungslast auf der Steuerungsvorrichtung 30 zu unterdrücken.
  • 1-3. Ist-Strom-Berechnungsabschnitt 41
  • Wie es in 1 gezeigt ist, ist der Ist-Strom-Berechnungsabschnitt 41 ein funktioneller Abschnitt, der Zwei-Phasen-Ist-Ströme Id, Iq, die in dem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem wiedergegeben sind, auf der Grundlage eines durch die rotierende elektrische Maschine MG fließenden Ist-Stroms berechnet. Gemäß dem Ausführungsbeispiel wandelt der Ist-Strom-Berechnungsabschnitt 41 die durch die Spulen für die jeweiligen Phasen fließenden Ist-Ströme Iu, Iv, Iw in den d-Achsen-Ist-Strom Id und den q-Achsen-Ist-Strom Iq, die in dem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem wiedergegeben sind, durch Durchführung einer Drei-Phasen-/Zwei-Phasen-Umwandlung und einer Rotationskoordinatenumwandlung auf der Grundlage der Magnetpolposition θre um.
  • 1-4. Stromregelungsabschnitt 42
  • Der Stromregelungsabschnitt 42 ist ein funktioneller Abschnitt, der Zwei-Phasen-Spannungsbefehle Vd, Vq, die erhalten werden, indem ein Spannungsbefehl für eine an die rotierende elektrische Maschine MG anzulegende Spannung in dem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem wiedergegeben wird, derart variiert, dass die Zwei-Phasen-Ist-Ströme Id, Iq näher an die Zwei-Phasen-Strombefehl Idc, Iqc gelangen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel, wie es in 1 gezeigt ist, berechnet der Stromregelungsabschnitt 42 den d-Achsen-Spannungsbefehl Vd durch eine d-Achsen-Proportional-Integral-Steuerungseinrichtung 53, die eine Proportional-Integral-Berechnung auf der Grundlage der Abweichung zwischen dem d-Achsen-Strombefehl Idc und dem d-Achsen-Ist-Strom Id bei der Ausführung der d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung durchführt. Zusätzlich ist der Stromregelungsabschnitt 42 konfiguriert, den q-Achsen-Spannungsbefehl Vq durch eine q-Achsen-Proportional-Integral-Steuerungseinrichtung 54, die eine Proportional-Integral-Berechnung auf der Grundlage der Abweichung zwischen dem q-Achsen-Strombefehl Iqc und dem q-Achsen-Ist-Strom Iq durchführt, und eine q-Achsen-Oberwellensteuerungseinrichtung 55 zu berechnen, die eine Berechnung unter Verwendung eines Oberwellenmodells mit den Charakteristiken einer periodischen Funktion mit der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ bei der Ausführung der d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung durchführt.
  • Der d-Achsen-Spannungsbefehl Vd wird auf den durch die d-Achsen-Proportional-Integral-Steuerungseinrichtung 53 berechneten d-Achsen-Grundwellenspannungsbefehl Vbd eingestellt. Der q-Achsen-Spannungsbefehl Vq wird auf einen Wert eingestellt, der durch Addieren eines durch die q-Achsen-Proportional-Integral-Steuerungseinrichtung 54 berechneten q-Achsen-Grundwellenspannungsbefehl Vbq und eines durch die q-Achsen-Oberwellen-Steuerungseinrichtung 55 berechneten q-Achsen-Oberwellenspannungsbefehl Vhq erhalten.
  • Dabei ist der d-Achsen-Spannungsbefehl Vd eine d-Achsen-Komponente des Zwei-Phasen-Spannungsbefehls. Der d-Achsen-Ist-Strom Id ist eine d-Achsen-Komponente des Zwei-Phasen-Ist-Stroms. Der q-Achsen-Spannungsbefehl Vq ist eine q-Achsen-Komponente des Zwei-Phasen-Spannungsbefehls. Der q-Achsen-Ist-Strom Iq ist eine q-Achsen-Komponente des Zwei-Phasen-Ist-Stroms.
  • Der Stromregelungsabschnitt 42 ist konfiguriert, den d-Achsen-Spannungsbefehl Vd durch die d-Achsen-Proportional-Integral-Steuerungseinrichtung 53 zu berechnen, und den q-Achsen-Spannungsbefehl Vq durch die q-Achsen-Proportional-Integral-Steuerungseinrichtung 54 ohne Verwendung der q-Achsen-Oberwellensteuerungseinrichtung 55 bei der Ausführung der Grundwellensteuerung zu berechnen. Das heißt, die d-Achsen-Proportional-Integral-Steuerungseinrichtung 53 und die q-Achsen-Proportional-Integral-Steuerungseinrichtung 54 sind Steuerungseinrichtungen, die gemeinsam für die Grundwellensteuerung und die d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung verwendet werden, und die q-Achsen-Oberwellensteuerungseinrichtung 55 ist eine Steuerungseinrichtung, die ausschließlich für die d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung verwendet wird.
  • 1-4-1. Proportional-Integral-Steuerungseinrichtung
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind die Proportional-Integral-Steuerungseinrichtungen 53 und 54 Proportional-Integral-(PI-)Steuerungseinrichtungen, die die Grundwellenspannungsbefehle Vbd, Vbq durch Durchführung einer Proportionalberechnung und eine Integralberechnung auf der Grundlage der Stromabweichung zwischen den Zwei-Phasen-Ist-Strömen Id, Iq und den Zwei-Phasen-Strombefehlen Idc, Iqc berechnen, wie es durch die nachfolgenden Gleichungen (11) und (12) angegeben ist: Vbd = (Kpd + Kid 1 / s)(Idc – Id) (11) Vbq = (Kpq + Kiq 1 / s)(Iqc – Iq) (12)
  • Dabei ist Kpd eine d-Achsen-Proportionalverstärkung, ist Kpq eine q-Achsen-Proportionalverstärkung, ist Kid eine d-Achsen-Integralverstärkung und ist Kiq eine q-Achsen-Integralverstärkung.
  • Die Proportional-Integral-Steuerungseinrichtungen 53 und 54 können andere Steuerungseinrichtungen als Proportional-Integral-(PI-)Steuerungseinrichtungen sein, und können beispielsweise Proportional-Integral-Differential-(PID-)Steuerungseinrichtungen sein.
  • Weiterhin kann der Stromregelungsabschnitt 42 zusätzlich mit einer Nichtwechselwirkungseinheit wie diejenige, die durch die nachfolgende Gleichung (13) angegeben ist, zusätzlich zu den Proportional-Integral-Steuerungseinrichtungen 53 und 54 versehen sein. In diesem Fall werden die Wert ΔVd, ΔVq, die durch die Nichtwechselwirkungseinheit berechnet werden, zusätzlich zu den Zwei-Phasen-Spannungsbefehlen Vd, Vq addiert. ΔVd = –(ωreLq)Iqc, ΔVq = (ωreLd)Idc + ωreΦ (13)
  • 1-4-2. Oberwellensteuerungseinrichtung
  • <Fehler in nachfolgender periodische Schwingungskomponente>
  • In dem Fall, dass die Nichtwechselwirkungseinheit vorgesehen ist, können Übertragungsfunktionen, die die Antwort der Zwei-Phasen-Ist-Ströme Id, Iq, die durch die rotierenden elektrische Maschine MG fließen, auf die Zwei-Phasen-Spannungsbefehle Vd, Vq ausschließlich der Werte ΔVd, ΔVq wiedergeben, die durch die Nichtwechselwirkungseinheit berechnet werden, durch eine Verzögerung ersten Ordnung unter Verwendung der Induktivitäten Ld, Lq und des Widerstands R der Spule wiedergegeben werden, wie durch die nachfolgende Gleichung (14) angegeben:
    Figure DE112012002010T5_0009
  • In dem Fall, dass die Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc keine periodische Schwingungskomponente enthalten, kann mit lediglich den Proportional-Integral-Steuerungseinrichtungen 53 und 54 bewirkt werden, dass die Zwei-Phasen-Ist-Ströme Id, Iq den Zwei-Phasen-Strombefehlen Idc, Iqc ohne Stationärzustandsabweichung nachfolgen.
  • In dem Fall, dass die Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc eine periodische Schwingungskomponente enthalten, folgen jedoch die Zwei-Phasen-Ist-Ströme Id, Iq der periodischen Schwingungskomponente in den Zwei-Phasen-Strombefehlen Idc, Iqc mit einer Phasenverzögerung nach, so dass eine Stationärzustandsabweichung mit lediglich den Proportional-Integral-Steuerungseinrichtungen verursacht wird. Beispielsweise wird, wie in dem Zeitverlaufsdiagramm gemäß 11 gezeigt ist, während einer Periode vor dem Zeitpunkt t11 der q-Achsen-Spannungsbefehl Vq lediglich mit der q-Achsen-Proportional-Integral-Steuerungseinrichtung 54 berechnet, und folgt der q-Achsen-Ist-Strom Iq dem q-Achsen-Strombefehl Iqc, der periodisch schwingt, mit einer Phasenverzögerung und einer Verstärkungsverringerung nach, und weist eine Stationärzustandsabweichung auf.
  • <Innenmodellprinzip>
  • Somit kann, um zu bewirken, dass der Ist-Strom dem Befehlswert ohne Stationärzustandsabweichung nachfolgt, daran gedacht werden, eine Steuerungstheorie zu verwenden, die auf dem Innenmodellprinzip (Internal Model Principle) beruht, das effektiv ist, um eine Steuerungseinrichtung mit derselben Polstelle wie die Polstelle des Befehlswerts in das Rückkopplungssystem einzuführen.
  • In dem Fall, dass die Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc eine periodische Schwingungskomponente mit einer Sinuswelle (oder einer Kosinuswelle) mit einer Frequenz enthalten, die n-Mal der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ ist, kann der q-Achsen-Strombefehl Iqc im Zeitbereich durch die nachfolgende Gleichung (15) wiedergegeben werden: Iqc(t) = α0 + αnsin(nωρt) (15)
  • Der q-Achsen-Strombefehl Iqc in der Gleichung (15) kann in dem Frequenzbereich (s-Bereich) durch die Übertragungsfunktion der nachfolgenden Gleichung (16) wiedergegeben werden. Dabei ist s ein Laplace-Operator.
  • Figure DE112012002010T5_0010
  • In dem Fall, dass der q-Achsen-Strombefehl Iqc eine Kosinuswelle ist, kann der q-Achsen-Strombefehl Iqc durch die nachfolgende Übertragungsfunktion wiedergegeben werden:
    Figure DE112012002010T5_0011
  • Anhand der Gleichungen (15) und (16) wird der der Wert von s, die die Polstelle der Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc, das heißt, den Nenner der Übertragungsfunktion zu 0 macht, durch die nachfolgende Gleichung erhalten: s = 0, ± j(nωρ) (18)
  • Dabei ist es gemäß dem Innenmodellprinzip möglich, zu bewirken, dass der Ist-Strom dem Befehlswert ohne Stationärzustandsabweichungen nachfolgt, indem eine Übertragungsfunktion Gfb des Stromregelungsabschnitts 42 derart gebildet wird, dass die Polstelle der Gleichung (18) erhalten wird, wie durch die nachfolgende Gleichung angegeben:
    Figure DE112012002010T5_0012
  • Der erste Term auf der rechten Seite der Gleichung (19) ist als die durch die Proportional-Integral-Steuerungseinrichtungen 53 und 54 durchgeführte Integralberechnung enthalten.
  • <Oberwellenmodell>
  • Somit ist es in dem Fall, dass die Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc eine Schwingungskomponente mit einer Sinuswelle (oder eine Kosinuswelle) mit einer Frequenz enthalten, die die n-Mal der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ ist, notwendig, nicht nur die Proportional-Integral-Steuerungseinrichtungen 53 und 54 sondern ebenfalls ein Oberwellenmodell zu verwenden, dass die Charakteristiken einer Übertragungsfunktion Gh aufweist, die durch die nachfolgende Gleichung (20) angegeben ist, die durch Entfernen des ersten Terms auf der rechten Seite der Gleichung (19) erhalten wird, um die Stationärzustandsabweichung zu verringern:
    Figure DE112012002010T5_0013
  • Dabei ist der Nenner (s2+(nωρ)2) der Übertragungsfunktion Gh des durch die Gleichung (20) angegebenen Oberwellenmodells eine Übertragungsfunktion, die einer periodischen Funktion mit einer Sinuswelle oder einer Kosinuswelle mit einer Frequenz entspricht, die n-Mal der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ ist.
  • Der Zähler Bn(s) der Übertragungsfunktion Gh des Oberwellenmodells, die durch die Gleichung (20) angegeben ist, ist derart eingestellt, dass die Stabilität des Stromregelungssystems gewährleistet wird.
  • Beispielsweise kann der Zähler Bn(s) der Übertragungsfunktion Gh des Oberwellenmodells eine Übertragungsfunktion der 0-ten Ordnung (s0) sein, wie es durch die nachfolgende Gleichung (21) angegeben ist: Bn(s) = Khn (21)
  • Zusätzlich kann der Nenner Bn(s) der Übertragungsfunktion Gh des Oberwellenmodells eine Übertragungsfunktion der ersten Ordnung (s1) oder der zweiten Ordnung (s2) sein, wie durch die nachfolgenden Gleichungen (22) und (23) angegeben: Bn(s) = Khns (22) Bn(s) = Khpns2 + Khins (23)
  • Dabei sind Khn, Khpn und Khin jeweils eine Steuerungsverstärkung.
  • In dem Fall, dass die Zwei-Phasen-Strombefehl Idc, Iqc Schwingungskomponenten bei einer Vielzahl von Frequenzen aufweisen, ist es notwendig, eine Vielzahl von Oberwellenmodellen entsprechend den jeweiligen Frequenzen parallel zu verwenden, um die Stationärzustandsabweichung aufgrund der Schwingungskomponenten bei den jeweiligen Frequenzen zu verringern.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weist in dem Fall, dass im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Grundwellensteuerung in dem Fall ausgeführt wird, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo eine Drehmomentschwingung aufweist, sowohl der d-Achsen-Strombefehl Idc als auch an der q-Achsen-Strombefehl Iqc eine periodische Schwingungskomponente auf. Somit ist es, falls versucht wird, diesen Fall zu bewältigen, bei dem der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo eine Drehmomentschwingung enthält, indem die Grundwellensteuerung ohne Ausführung der d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung ausgeführt wird, es notwendig, ein Oberwellenmodell nicht nur in dem Stromregelungssystem für die q-Achse, sondern ebenfalls in dem Stromregelungssystem für die d-Achse zu verwenden.
  • Zusätzlich weisen die Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc nicht nur eine Frequenzkomponente bei der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ (erste Ordnung) sondern ebenfalls eine Vielzahl von Frequenzkomponenten höherer Ordnung auf. In diesem Fall ist es notwendig, eine Vielzahl von Oberwellenmodellen entsprechend den jeweiligen Frequenzen parallel zu verwenden, um die Stationärzustandsabweichung zu verringern. Dies verkompliziert den Berechnungsprozess und erhöht die Berechnungslast auf die Steuerungsvorrichtung 30. In dem Fall, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo durch 0 schwingt, werden insbesondere eine Vielzahl von Frequenzkomponenten höherer Ordnung, die in dem d-Achsen-Strombefehl Idc enthalten sind, erhöht, was es sehr erforderlich macht, eine Vielzahl von Oberwellenmodellen zu verwenden.
  • In dem Fall, dass die d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung wie gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, ist es demgegenüber möglich, zu bewirken, dass der d-Achsen-Strombefehl Idc keine periodische Schwingungskomponente aufweist, und zu bewirken, dass der q-Achsen-Strombefehl Iqc lediglich eine Schwingungskomponente auf der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ für den Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo enthält, der die Drehmomentschwingung mit einer Sinuswelle aufweist. Somit ist es gemäß dem Ausführungsbeispiel lediglich erforderlich, ein Oberwellenmodell entsprechend der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ für das Stromregelungssystem für die q-Achse zu verwenden, um die Stationärzustandsabweichung aufgrund einer periodischen Schwingungskomponente zu verringern.
  • Das heißt, dass gemäß dem Ausführungsbeispiel die q-Achsen-Oberwellensteuerungseinrichtung 55 auf ein Oberwellenmodell eingestellt ist, das die Charakteristiken einer periodischen Funktion mit einer Sinuswelle oder einer Kosinuswelle mit der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ aufweist, wie diejenige, die durch die Übertragungsfunktion der nachfolgenden Gleichung (24) angegeben ist:
    Figure DE112012002010T5_0014
  • Dabei wird der Zähler B1(s) der Übertragungsfunktion Gh des Oberwellenmodells der Gleichung (24) eingestellt, wie es durch die Gleichungen (21), (22) und (23) angegeben ist.
  • Die q-Achsen-Oberwellensteuerungseinrichtung 55, die das Oberwellenmodell der Gleichungen (24) und (21) verwendet, kann konfiguriert sein, den q-Achsen-Oberwellenspannungsbefehl Vhq durch Berechnung mit zwei Integratoren (1/s) und einem Rückkopplungskreis auf der Grundlage der Stromabweichung zwischen dem q-Achsen-Strombefehl Iqc und dem q-Achsen-Ist-Strom Iq zu berechnen, wie durch die nachfolgende Gleichung (25) angegeben: Vhq = 1 / s1 / s{Kh1(Iqc – Iq) – ωρ2Vhq} (25)
  • Auf diese Weise kann gemäß dem Ausführungsbeispiel die Anzahl der in dem Stromregelungsabschnitt 42 vorgesehenen Oberwellenmodelle auf eins reduziert werden, und ist es möglich, eine Verkomplizierung des Berechnungsprozesses und eine Erhöhung in der Berechnungslast auf der Steuerungsvorrichtung 30 zu unterdrücken. In dem Fall, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo durch 0 schwingt, wird insbesondere der Unterdrückungseffekt für die d-Achse verbessert.
  • <Verhalten während der Oberwellensteuerung>
  • Nachstehend ist das Verhalten während der Oberwellensteuerung unter Bezugnahme auf 11 beschrieben.
  • Gemäß 11 wird die d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung ausgeführt, und somit ist der q-Achsen-Strombefehlswert Iqc eine Sinuswelle (oder Kosinuswelle) mit der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ, die dieselbe wie des Ausgangsdrehmomentbefehlswerts Tmo ist.
  • Um den Effekt des Oberwellenmodells klar zu zeigen, wird die Oberwellensteuerung vor dem Zeitpunkt t11 nicht ausgeführt. Das heißt, dass der q-Achsen-Oberwellenspannungsbefehl Vhq auf 0 eingestellt ist, und der q-Achsen-Spannungsbefehl Vq der q-Achsen-Grundwellenspannungsbefehl Vbq ist, der durch die q-Achsen-Proportional-Integral-Steuerungseinrichtung 54 berechnet wird. In dem Fall, dass die Oberwellensteuerung nicht ausgeführt wird, wird der q-Achsen-Grundwellenspannungsbefehl Vbq periodisch variiert, um zu bewirken, dass der q-Achsen-Ist-Strom Iq mit dem q-Achsen-Strombefehl Iqc übereinstimmt, der bei der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ schwingt. Jedoch folgt der q-Achsen-Ist-Strom Iq dem q-Achsen-Strombefehl Iqc, der periodisch schwingt, mit einer Phasenverzögerung und einer Verstärkungsverringerung nach und weist eine Stationärzustandsabweichung in Stromabweichung auf.
  • Wenn die Oberwellensteuerung zu dem Zeitpunkt t11 gestartet wird, startet demgegenüber der q-Achsen-Oberwellenspannungsbefehl Vhq ein Schwingen in selbsterregter Weise bei der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ und bei einer sich erhöhenden Amplitude entsprechend der Stromabweichung zwischen dem q-Achsen-Strombefehl Iqc und dem q-Achsen-Ist-Strom Iq. In diesem Fall integriert das Oberwellenmodell die Stromabweichung und schwingt auf der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ in einer selbsterregten Weise, um den q-Achsen-Oberwellenspannungsbefehl Vhq zu erzeugen. Zusätzlich schwingt die Stromabweichung auf der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ. Daher wird die Phase des q-Achsen-Oberwellenspannungsbefehls Vhq, der auf der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ schwingt, derart vorgeschoben oder verzögert, dass die Stromabweichung verringert wird, und wird die Amplitude des q-Achsen-Oberwellenspannungsbefehls Vhq derart erhöht oder verringert, dass der Strombefehl verringert wird. Somit wird die Stromabweichung zwischen dem q-Achsen-Strombefehl Iqc und dem q-Achsen-Ist-Strom Iq verringert.
  • Daher wird der entsprechend der Stromabweichung berechnete q-Achsen-Grundwellenspannungsbefehl Vbq ebenfalls verringert. Dann wird zu dem Zeitpunkt t12 eine Stationärzustandsabweichung unter Verwendung des q-Achsen-Oberwellenspannungsbefehls Vhq verringert, der ermöglicht, zu bewirken, dass der q-Achsen-Ist-Strom Iq dem q-Achsen-Strombefehl Iqc nachfolgt, und periodische Variationen in dem q-Achsen-Grundwellenspannungsbefehl Vbq auf nahe 0 zu verringern.
  • 1-5. Zwei-Phasen-/Drei-Phasen-Spannungsumwandlungsabschnitt 43
  • Der Zwei-Phasen-/Drei-Phasen-Spannungsumwandlungsabschnitt 43 ist ein funktioneller Abschnitt, der die Zwei-Phasen-Spannungsbefehle Vd, Vq, die durch den Stromrückkopplungsabschnitt 42 berechnet werden, in die Spannungsbefehle Vu, Vv, Vw für die drei Phasen umwandelt. Das heißt, dass der Zwei-Phasen-/Drei-Phasen-Spannungsumwandlungsabschnitt 43 die in dem rotierenden dq-Achsen-Koordinatensystem wiedergegebenen Zwei-Phasen-Spannungsbefehle Vd, Vq in die Drei-Phasen-Spannungsbefehl Vu, Vv, Vw umwandelt, die Spannungsbefehle für die Spulen für die jeweiligen Phasen sind, in dem eine Festkoordinatenumwandlung und eine Zwei-Phasen-/Drei-Phasenumwandlung auf der Grundlage der Magnetpolposition θre durchgeführt wird.
  • 1-6. Umrichtersteuerungsabschnitt 44
  • Der Umrichtersteuerungsabschnitt 44 erzeugt auf der Grundlage der Drei-Phasen-Spannungsbefehle Vu, Vv, Vw ein Umrichtersteuerungssignal Suvw zur Steuerung von Ein- und Ausschalten einer Vielzahl von Schaltelementen, die in dem Umrichter IN vorgesehen sind.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel erzeugt der Umrichtersteuerungsabschnitt 44 das Umrichtersteuerungssignal Suvw durch verschiedene Arten von Pulsbreitenmodulationen (PWM) auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen den Drei-Phasen-Spannungsbefehlen Vu, Vv, Vw und einer Trägerwelle. Das Ein- und Ausschalten der Vielzahl der in dem Umrichter Im vorgesehenen Schaltelemente wird auf der Grundlage des Umrichtersteuerungssignals Suvw gesteuert.
  • Das Schema der Pulsbreitenmodulation kann zwischen einer Sinus-PWM (SPWM), einer Raumvektor-PWM(SVPWM), Third-Harmonics-Injection-PWM (THIPWM), diskontinuierliche PWM (DPWM) usw. gewechselt werden.
  • [Andere Ausführungsbeispiele]
  • Schließlich sind andere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Konfiguration von jedem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist nicht auf dessen unabhängige Anwendung begrenzt, und kann in Kombination mit der Konfiguration anderer Ausführungsbeispiele angewendet werden, solange kein Widerspruch auftritt.
    • (1) Die rotierende elektrische Maschine MG kann konfiguriert sein, antreibbar mit einer Maschine E als eine Brennkraftmaschine gekoppelt zu sein und antreibbar mit Rädern W gekoppelt zu sein, wie es 12 gezeigt ist. In dem in 12 gezeigten Beispiel ist ein Drehzahländerungsmechanismus Tm an einem Abschnitt eines Leistungsübertragungswegs zwischen der rotierenden elektrische Maschine MG und den Rädern W vorgesehen.
  • In dem Fall dieser Konfiguration kann der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo ein Drehmomentbefehl zum Aufheben einer Drehmomentschwingung sein, die von der Maschine E auf die rotierenden elektrische Maschine MG übertragen wird. In diesem Fall wird die Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ auf eine Frequenz eingestellt, die mit der Verbrennungsfrequenz der Maschine E übereinstimmt.
    • (2) Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel stellt der in der Steuerungsvorrichtung 30 vorgesehene Ausgangsdrehmomentbefehlseinstellungsabschnitt 39 den Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo ein. Jedoch sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht darauf begrenzt. Das heißt, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo oder der Schwingungsdrehmomentbefehlswert Tp von einer externen Vorrichtung auf die Steuerungsvorrichtung 30 übertragen werden kann.
    • (3) Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung in dem Fall ausgeführt, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo eine Sinuswelle (oder Kosinuswelle) mit der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ aufweist. Jedoch sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht darauf begrenzt. Das heißt, die d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung kann in dem Fall ausgeführt werden, in dem der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo eine periodische Drehmomentschwingung aufweist. Beispielsweise kann die periodische Drehmomentschwingung durch eine periodische Funktion mit einer Welle wiedergegeben sein, die aus einer Vielzahl von Sinuswellen (oder Kosinuswellen) mit unterschiedlichen Frequenzen, einer Dreieckwelle, einer Sägezahnwelle oder einer beliebigen Wellenform geformt ist. Auch in diesem Fall ist es möglich, die in dem d-Achsen-Strombefehl Idc enthaltene periodische Schwingungskomponente auf 0 zu reduzieren, und die in dem q-Achsen-Strombefehl Iqc enthaltene periodische Schwingungskomponente auf eine Schwingungskomponente zu reduzieren, die dieselbe wie die Drehmomentschwingungskomponente ist, indem die d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung ausgeführt wird.
  • Auch in dem Fall kann die q-Achsen-Oberwellensteuerungseinrichtung 55 konfiguriert sein, eine Vielzahl von Oberwellenmodellen mit unterschiedlichen Frequenzen entsprechend der in dem Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo enthaltenen periodischen Drehmomentschwingung aufzuweisen.
    • (4) Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der d-Achsen-Stromfixierungsabschnitt 51 konfiguriert, den d-Achsen-Strombefehl Idc derart festzulegen, dass die Schwingungsortskurve der Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc die Grundwellensteuerungslinie zumindest an einer Stelle schneidet. Jedoch sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht darauf begrenzt. Das heißt, der d-Achsen-Stromfixierungsabschnitt 51 kann konfiguriert sein, den d-Achsen-Strombefehl Idc derart festzulegen, dass die Schwingungsortskurve der Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc die Grundwellensteuerungslinien nicht schneiden. Beispielsweise kann der d-Achsen-Stromfixierungsabschnitt 51 konfiguriert sein, den d-Achsen-Strombefehl Idc derart festzulegen, dass die Schwingungsortskurve der Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc innerhalb der Region auf der negativen Seite der d-Achse positioniert ist und nicht die Grundwellensteuerungslinie schneidet.
    • (5) Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der d-Achsen-Stromfixierungsabschnitt 51 konfiguriert, den d-Achsen-Strombefehl Idc unter Verwendung des ersten Schemas, des zweiten Schemas, des dritten Schemas und des vierten Schemas festzulegen. Jedoch sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht darauf begrenzt. Das heißt, dass der d-Achsen-Stromfixierungsabschnitt 51 den d-Achsen-Strombefehl Idc unter Verwendung eines anderen Schemas als die vorstehend beschriebenen Schemata festlegen kann, solange wie die Schwingungsortskurve der Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc die Grundwellensteuerungslinie an zumindest einer Stelle schneidet.
    • (6) Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel berechnet der Stromregelungsabschnitt 42 die q-Achsen-Spannungsbefehl Vq durch die q-Achsen-Proportional-Integral-Steuerungseinrichtung 54 und die q-Achsen-Oberwellensteuerungseinrichtung 55 bei der Ausführung der d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung. Jedoch sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht darauf begrenzt. Das heißt, dass der Stromreglungsabschnitt 42 konfiguriert sein kann, den q-Achsen-Spannungsbefehl Vq lediglich durch die q-Achsen-Proportional-Integral-Steuerungseinrichtung 54 ohne Verwendung der q-Achsen-Oberwellensteuerungseinrichtung 55 bei der Ausführung der d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung zu berechnen. Auch in diesem Fall wurden Schwingungskomponenten bei Frequenzen höherer Ordnung im Vergleich zu der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ aus dem q-Achsen-Strombefehls Iqc reduziert, weshalb eine Verschlechterung bei dem Folgeverhalten unter Verwendung der q-Achsen-Oberwellensteuerungseinrichtung 55 unterdrückt werden kann.
    • (7) Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt 40 konfiguriert, die d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung in dem Fall auszuführen, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo eine periodische Drehmomentschwingung aufweist. Jedoch sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht darauf begrenzt. Das heißt, dass der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt 40 konfiguriert sein kann, die d-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung lediglich in dem Fall auszuführen, in dem der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo um oder durch 0 schwingt, selbst in dem Fall, dass der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo eine periodische Drehmomentschwingung aufweist, und andernfalls die Grundwellensteuerung auszuführen.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weisen während der Ausführung der Grundwellensteuerung die Zwei-Phasen-Strombefehle Idc, Iqc eine große Menge von Schwingungskomponenten bei Frequenzen höherer Ordnung im Vergleich zu der Drehmomentschwingungsfrequenz ωρ in dem Fall auf, in dem der Ausgangsdrehmomentbefehlswert Tmo um oder durch 0 schwingt. Somit kann andernfalls die Grundwellensteuerung durchgeführt werden.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Die vorliegende Erfindung kann in geeignete Weise bei einer Steuerungsvorrichtung angewendet werden, die eine rotierende elektrische Maschine mit einem Rotor steuert.
  • BESCHREIBUNG DER BEZUGSZEICHEN
  • Bezugszeichenliste
    • 30
    STEUERUNGSVORRICHTUNG
    39
    AUSGANGSDREHMOMENTBEFEHLSEINSTELLUNGSABSCHNITT
    40
    DREHMOMENT-/STROM-BERECHNUNGSABSCHNITT
    41
    IST-STROMBERECHNUNGSABSCHNITT
    42
    STROMREGELUNGSABSCHNITT
    43
    ZWEI-PHASEN-/DREI-PHASEN-SPANNUNGSUMWANDLUNGSABSCHNITT
    44
    UMRICHTERSTEUERUNGSABSCHNITT
    47
    SPANNUNGSSTEUERUNGSABSCHNITT
    51
    d-ACHSEN-STROMFIXIERUNGSABSCHNITT
    51
    q-ACHSEN-STROMEINSTELLUNGSABSCHNITT
    53
    d-ACHSEN-PROPORTIONAL-INTEGRAL-STEUERUNGSEINRICHTUNG
    54
    q-ACHSEN-PROPORTIONAL-INTEGRAL-STEUERUNGSEINRICHTUNG
    55
    q-ACHSEN-OBERWELLENSTEUERUNGSEINRICHTUNG
    56
    REFERENZDREHMOMENTBEFEHLSEINSTELLUNGSABSCHNITT
    57
    ABSCHNITT ZUR EINSTELLUNG EINES PERIODISCHEN SCHWINGUNGSDREHMOMENTBEFEHLS
    MG
    ROTIERENDE ELEKTRISCHE MASCHINE
    IN
    UMRICHTER
    Vt
    ENERGIESPEICHERVORRICHTUNG
    Se1
    STROMSENSOR
    Se2
    DREHZAHLSENSOR
    θre
    MAGNETPOLPOSITION
    ωre
    MAGNETPOLDREHZAHL
    ωp
    DREHMOMENTSCHWINGUNGSFREQUENZ
    Ld
    d-ACHSEN-INDUKTIVITÄT DER SPULE
    Lq
    q-ACHSEN-INDUKTIVITÄT DER SPULE
    R
    WIDERSTAND
    Tmo
    AUSGANGSDREHMOMENTBEFEHLSWERT
    Tb
    REFERENZDREHMOMENTBEFEHLSWERT
    Tp
    SCHWINGUNGSDREHMOMENTBEFEHLSWERT
    Tm
    AUSGANGSDREHMOMENT DER ROTIERENDEN ELEKTRISCHEN MASCHINE
    I
    DURCH DIE ROTIERENDE ELEKTRISCHE MASCHINE FLIEßENDER STROM
    Idc
    d-ACHSEN-STROMBEFEHL (ERST-ACHSEN-STROMBEFEHL)
    Idq
    q-ACHSEN-STROMBEFEHL (ZWEIT-ACHSEN-STROMBEFEHL
    Id
    d-ACHSEN-IST-STROM (ERST-ACHSEN-IST-STROM)
    Iq
    q-ACHSEN-IST-STROM (ZWEIT-ACHSEN-IST-STROM)
    Vbd
    d-ACHSEN-GRUNDWELLENSPANNUNGSBEFEHL
    Vbq
    q-ACHSEN-GRUNDWELLENSPANNUNGSBEFEHL
    Vhq
    q-ACHSEN-OBERWELLENSPANNUNGSBEFEHL
    Vd
    d-ACHSEN-SPANNUNGSBEFEHL (ERST-ACHSEN-SPANNUNGSBEFEHL)
    Vq
    q-ACHSEN-SPANNUNGSBEFEHL (ZWEIT-ACHSEN-SPANNUNGSBEFEHL)
    Vu, Vv, Vw
    DREI-PHASEN-SPANNUNGSBEFEHL
    Suvw
    UMRICHTERSTEUERUNGSVORRICHTUNG

Claims (9)

  1. Steuerungsvorrichtung, die eine rotierende elektrische Maschine mit einem Rotor steuert, mit einem Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt, der ein rotierendes Zwei-Achsen-Koordinatensystem verwendet, das ein rotierendes Koordinatensystem mit zwei Achsen ist, die synchron mit einem elektrischen Winkel des Rotors rotieren, und der einen Zwei-Phasen-Strombefehl berechnet, der durch Wiedergeben eines Befehlwerts für einen Strom, der zum Fließen durch die rotierende elektrische Maschine veranlasst wird, unter Verwendung des rotierenden Zwei-Achsen-Koordinatensystems auf der Grundlage eines Drehmomentbefehls für ein aus der rotierenden elektrischen Maschine auszugebendes Drehmoment berechnet, einem Ist-Strom-Berechnungsabschnitt, der einen Zwei-Phasen-Ist-Strom, der in dem rotierenden Zwei-Achsen-Koordinatensystem wiedergegeben ist, auf der Grundlage eines durch die rotierende elektrische Maschine fließenden Ist-Stroms berechnet, einem Stromrückkopplungsabschnitt, der ein Zwei-Phasen-Spannungsbefehl, der durch Wiedergeben eines Spannungsbefehls für eine an die rotierende elektrische Maschine anzulegenden Spannung in dem rotierenden Zwei-Achsen-Koordinatensystem erhalten wird, derart variiert, dass der Zwei-Phasen-Ist-Strom näher an den Zwei-Phasen-Strombefehl gelangt, und einem Spannungssteuerungsabschnitt, der eine an die rotierende elektrische Maschine anzulegende Spannung auf der Grundlage des Zwei-Phasen-Spannungsbefehls steuert, wobei das rotierende Zwei-Achsen-Koordinatensystem eine erste Achse, die in eine Richtung eines Feldmagnetflusses eines in dem Rotor vorgesehenen Magneten definiert ist, und eine zweite Achse aufweist, die in eine Richtung definiert ist, die um einen elektrischen Winkel von 90 Grad gegenüber der ersten Achse versetzt ist, und in dem Fall, dass der Drehmomentbefehl eine periodische Drehmomentschwingung aufweist, der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt eine Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung ausführt, bei der ein Erst-Achsen-Strombefehl, der die Erst-Achsen-Komponente des Zwei-Phasen-Strombefehls ist, auf einen vorbestimmten Wert fixiert wird, und ein Zweit-Achsen-Strombefehl, der die Zweit-Achsen-Komponente des Zwei-Phasen-Strombefehls ist, entsprechend der Drehmomentschwingung zum Schwingen gebracht wird.
  2. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Grundwellensteuerungslinie einen Zwei-Phasen-Strombefehl für eine Grundwellensteuerung vorschreibt, die durchgeführt wird, um zu bewirken, dass die rotierende elektrische Maschine ein Ausgangsdrehmoment ausgibt, das mit dem Drehmomentbefehl übereinstimmt, in dem Fall, dass der Drehmomentbebefehl die Drehmomentschwingung nicht aufweist, wobei die Grundwellensteuerungslinie eine Ortskurve von Koordinatenpunkten ist, die jeweils einen derartigen Erst-Achsen-Strombefehl und einen Zweit-Achsen-Strombefehl aufweisen, dass der Erst-Achsen-Strombefehl größer in negativer Richtung wird, wenn eine absoluter Wert des Zweit-Achsen-Stroms von einem Ursprung in dem rotierenden Zwei-Achsen-Koordinatensystem größer wird, und bei Ausführung der Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt den Erst-Achsen-Strombefehl derart festlegt, dass eine Schwingungsortskurve des Zwei-Phasen-Strombefehls die Grundwellensteuerungslinie zumindest an einer Stelle in dem rotierenden Zwei-Achsen-Koordinatensystem schneidet.
  3. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei Ausführung der Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung der Stromregelungsabschnitt einen Erst-Achsen-Spannungsbefehl, der die Erst-Achsen-Komponente des Zwei-Phasen-Spannungsbefehls ist, durch eine Proportional-Integral-Berechnung auf der Grundlage einer Abweichung zwischen dem Erst-Achsen-Strombefehl und einer Erst-Achsen-Komponente des Zwei-Phasen-Ist-Stroms berechnet und einen Zweit-Achsen-Spannungsbefehl, der die Zweit-Achsen-Komponente des Zwei-Phasen-Spannungsbefehls ist, durch eine Proportional-Integral-Berechnung und einer Berechnung, die unter Verwendung eines Oberwellenmodells mit Charakteristiken einer periodischen Funktion mit einer Frequenz der Drehmomentschwingung durchgeführt wird, auf der Grundlage einer Abweichung zwischen dem Zweit-Achsen-Strombefehl und einer Zweit-Achsen-Komponente des Zwei-Phasen-Ist-Stroms berechnet.
  4. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Grundwellensteuerungslinie einen Zwei-Phasen-Strombefehl für eine Grundwellensteuerung vorschreibt, die durchgeführt wird, um zu bewirken, dass die rotierende elektrische Maschine ein Ausgangsdrehmoment ausgibt, das mit dem Drehmomentbefehl übereinstimmt, in dem Fall, dass der Drehmomentbefehl die Drehmomentschwingung nicht aufweist, wobei die Grundwellensteuerungslinie eine Ortskurve von Koordinatenpunkten ist, die jeweils einen derartigen Erst-Achsen-Strombefehl und einen Zweit-Achsen-Strombefehl aufweisen, das der Erst-Achsen-Strombefehl in einer negativen Richtung größer wird, wenn ein absoluter Wert des Zweit-Achsen-Strombefehls von einem Ursprung in dem rotierenden Zweit-Achsen-Koordinatensystem größer wird, eine Kurve gleichen Schwingungsmittendrehmoments eine Ortskurve von Koordinatenpunkten ist, die den Erst-Achsen-Strombefehl und den Zweit-Achsen-Strombefehl aufweisen, bei denen das Ausgangsdrehmoment der rotierenden elektrischen Maschine ein Schwingungsmittenwert des Drehmomentbefehls in dem rotierenden Zweit-Achsen-Koordinatensystem ist, und bei Ausführung der Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt den Erst-Achsen-Strombefehl als einen Wert festlegt, der durch einen Schnittpunkt der Grundwellensteuerungslinie und der Kurve gleichen Schwingungsmittendrehmoments bestimmt ist.
  5. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Grundwellensteuerungslinie einen Zwei-Phasen-Strombefehl für eine Grundwellensteuerung vorschreibt, die durchgeführt wird, um zu bewirken, dass die rotierende elektrische Maschine ein Ausgangsdrehmoment ausgibt, das mit dem Drehmomentbefehl übereinstimmt, in dem Fall, dass der Drehmomentbefehl die Drehmomentschwingung nicht aufweist, wobei die Grundwellensteuerungslinie eine Ortskurve von Koordinatenpunkten ist, die jeweils einen derartigen Erst-Achsen-Strombefehl und einen Zweit-Achsen-Strombefehl aufweisen, das der Erst-Achsen-Strombefehl in einer negativen Richtung größer wird, wenn ein absoluter Wert des Zweit-Achsen-Strombefehls von einem Ursprung in dem rotierenden Zweit-Achsen-Koordinatensystem größer wird, eine Kurve gleichen Schwingungsabsolutmaximaldrehmoments eine Ortskurve von Koordinatenpunkten ist, die den Erst-Achsen-Strombefehl und den Zweit-Achsen-Strombefehl aufweisen, bei denen das Ausgangsdrehmoment der rotierenden elektrischen Maschine ein Schwingungsmaximalwert oder ein Schwinungsminimalwert des Drehmomentbefehls, dessen absoluter Wert größer ist, in dem rotierenden Zweit-Achsen-Koordinatensystem ist, und bei Ausführung der Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt den Erst-Achsen-Strombefehl als einen Wert festlegt, der durch einen Schnittpunkt der Grundwellensteuerungslinie und der Kurve gleichen Schwingungsabsolutmaximaldrehmoments bestimmt ist.
  6. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei bei Ausführung der Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt den Erst-Achsen-Strombefehl derart festlegt, dass eine Größe eines während einer Periode des Drehmomentschwingung durch die rotierende elektrische Maschine fließenden Stroms minimiert wird.
  7. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei bei Ausführung der Erst-Achsen-Befehlsfixierungssteuerung der Drehmoment-/Strom-Berechnungsabschnitt den Erst-Achsen-Strombefehl als 0 festlegt.
  8. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Drehmomentschwingung sinusförmig ist.
  9. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 4 oder 5, wobei die Grundwellensteuerungslinie eine Maximal-Drehmoment-/-Stromkurve ist, die eine Ortskurve von Koordinatenpunkten ist, die jeweils den Erst-Achsen-Strombefehl und den Zweit-Achsen-Strombefehl aufweisen, bei denen das Ausgangsdrehmoment der rotierenden elektrischen Maschine für einen Größe eines durch die rotierende elektrische Maschine fließenden Stroms maximal ist.
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