DE112015006640T5

DE112015006640T5 - Motorsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112015006640T5
Application number: DE112015006640.3T
Authority: DE
Inventors: Shingo Harada; Keiichi Enoki; Yasukazu Murata; Masutaka Watanabe; Yoshimasa NISHIJIMA
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-06-22
Filing date: 2015-06-22
Publication date: 2018-03-08
Also published as: JP6289754B2; CN107750427A; WO2016207936A1; JPWO2016207936A1; US20180123493A1; US10469015B2; CN107750427B

Abstract

Eine Motorsteuervorrichtung mit einem Magnettemperatur-Detektionsabschnitt (209) zum Detektieren einer Magnettemperatur des Motors (4), einem magnetischen Magnetfluss-Rechenabschnitt (3081), der einen magnetischen Magnetfluss des Motors entsprechend der Magnettemperatur des Motors berechnet, einem Stromkombinationskandidaten-Rechenabschnitt 3082, der einen d-q-Achsenstromkombinationskandidaten berechnet, der den Eingangsstrom des Inverters innerhalb einer Spannungsgrenzellipse minimiert, die durch einen Wert bestimmt wird, der durch eine Spannung einer Stromversorgung des Motors ausgegeben werden kann, und einem d-q-Achsenstromsuchabschnitt 3084, der nach dem d-q-Achsenstrom sucht, der den Eingangsstrom des Inverters innerhalb des Bereichs des Kombinationskandidaten der d-q-Achsenströme minimiert, wenn der d-q-Achsenstrom des Motors sich auf der Spannungsgrenzellipse bewegt, durch automatische Abschwächungsflusssteuerung, wird somit die Robustheit und Effizienz der Abschwächungsflusssteuerung, wenn die Motortemperatur ansteigt, verbessert.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Motorsteuervorrichtung und genauer gesagt auf eine Motorsteuervorrichtung, die eine Reduktion bei der Systemeffizienz mäßigt, wenn eine Magnetflusssteuerung durchgeführt wird.
Hintergrund
In den letzten Jahren haben Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge als energiesparende und umweltbewusste Fahrzeuge die Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Hybridfahrzeuge verwenden Motoren als Leistungsquellen zusätzlich zu konventionellen Brennkraftmaschinen und Elektrofahrzeuge verwenden Motoren als Leistungsquellen.
Sowohl das Hybridfahrzeug als auch das Elektrofahrzeug wandeln in einer Batterie gespeicherten Gleichstrom durch eine Inverterschaltung in Wechselstrom um und liefern den Strom an den Motor, um das Fahrzeug anzutreiben.
Nachfolgend wird Konfiguration und Betrieb der Steuervorrichtung eines konventionellen Permanentmagnet-Synchronmotors unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den jeweiligen Zeichnungen werden dieselben oder entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen beschrieben.
Ein detailliertes Beispiel der konventionellen Steuervorrichtung für einen Permanentmagnet-Synchronmotor ist in 9 gezeigt. Wie in 9 gezeigt, bezeichnet 7 eine Gleichstromquelle, 6 einen Inverter, 301 einen Stromdetektor, 4 einen Motor, 302 einen Magnetpol-Positionsdetektor und 309 eine Invertersteuerschaltung.
Hier erzeugt die Steuerschaltung 309 schließlich die Gatterimpulssignale PU*, PV*, PW* für die jeweiligen Phasenschaltelemente des Inverters bei Eingabe des Drehmomentbefehlswert T* und gibt sie aus, und nachfolgend wird die Konfiguration zusammen mit dem Betrieb beschrieben.
Im Drehkoordinatensystem, welches synchron mit dem durch den Permanentmagneten, welches der Rotor des Motors 4 ist, erzeugten Magnetfluss rotiert, ist die Koordinatenachse in Magnetflussrichtung als die d-Achse definiert, wobei das d-q-Achsenkoordinatensystem die Koordinatenachse in der Richtung rechtwinklig als die q-Achse definiert ansieht. Zuerst ist in der Steuerschaltung 309, 307 ein Drei-Phasen/Zwei-Phasen-Wandler, der die Phasenstromdetektionswerte IU, IW des Motors 4 durch den Stromdetektor 301 unter Verwendung des Magnetpol-Positionssignals θ in Gleichstrom-Detektionswerte Id, Iq umwandelt, die Komponenten des vorgenannten d-q-Achsenkoordinatensystems sind.
Andererseits ist 303 ein Strom-Befehlswert-Erzeugungsabschnitt, der einen d-q-Achsen-Ist-Befehlsrechenabschnitt zum Umwandeln des Drehmomentbefehlswert T* in d-q-Achsenstrombefehlswerte Id*, Iq* enthält, wobei die d-q-Achsenstrombefehlswerte Id* und Iq*, welche die Ausgaben des Strombefehlswert-Erzeugungsabschnitts 303 sind, an den Automatik-Abschwächungsflusssteuer-Rechenabschnitt 308 eingegeben werden. Das Rechenergebnis des Automatik-Abschwächungsflusssteuer-Rechenabschnitts 308 wird an dem Stromsteuersystem 304 eingegeben. Die Berechnung des Automatik-Abschwächungsflusssteuer-Rechenabschnitts wird später beschrieben.
Im Stromsteuersystem 304 werden die Abweichung zwischen dem vorgenannten, durch den Koordinaten-Umwandlungsabschnitt 307 berechneten d-q-Achsenstrom Id, Iq und die d-q-Achsenstrombefehlswerte Id*, Iq* eingegeben. Weiter berechnet das Stromsteuersystem 304 die d-q-Achsenspannungsbefehlswerte vd*, vq* durch eine Proportional-Integralsteuerung unter Verwendung der vorgenannten Eingangsabweichung.
Im Stromsteuersystem 304 wird eine Nicht-Interferenzsteuerung zum Aufheben von Interferenz, die zwischen den d-q-Achsen auftritt, durchgeführt.
Die d-q-Achsenspannungs-Befehlswerte vd*, vq*, welche durch das Stromsteuersystem 304 berechnet sind, werden an dem Zwei-Phasen/Drei-Phasen-Wandler 305 eingegeben, um die Drei-Phasen-Befehlswerte vU*, vV*, vW* zu berechnen.
Der durch den Zwei-Phasen/Drei-Phasen-Wandler 305 berechnete Drei-Phasen-Spannungsbefehlswert wird am PWM-Modulator 306 eingegeben, erzeugt die Gatterimpulssignale PU*, PV*, PW* und gibt sie am Inverter 6 ein.
Im Falle des Antriebs eines Permanentmagnettyp-Synchronmotors, falls der Versuch unternommen wird, bei hoher Geschwindigkeit zu rotieren, wenn die induzierte Spannung höher wird als die Maximalspannung, die der Inverter ausgeben kann, und der Generator arbeitet, wird die Betriebsgeschwindigkeit beschränkt. Daher wird eine Abschwächungs-Flusssteuerung, die den Magnetfluss abschwächt, indem vorgeblich einem negativen d-Achsenstrom gestattet wird, zu fließen, und Hochgeschwindigkeitsbetrieb erlaubt, verwendet.
Als ein Verfahren zum Berechnen des d-Achsenstroms zum Implementieren der Abschwächungs-Flusssteuerung wird ein Wert, der durch die Stromversorgungsspannung ausgegeben werden kann, mit dem d-q-Achsenspannungsbefehlswert verglichen und wird die Abweichung auf 0 eingestellt, so dass ein Verfahren zum Steuern des d-q-Achsenspannungsbefehlswerts durch Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird. Nachfolgend wird ein Verfahren des Vergleichens des Werts, der durch die Stromversorgungsspannung ausgegeben werden kann, mit dem d-q-Achsenspannungsbefehlswert und Steuern des d-q-Achsenspannungsbefehlswerts auf einem vorbestimmten Wert durch Rückkopplungssteuerung „automatische Abschwächungsflusssteuerung“ genannt.
In 9 ist 308 eine Automatikabschwächungs-Flusssteuerrecheneinheit, die einen Wert, der durch eine Stromversorgungsspannung ausgegeben werden kann, mit einem d-q-Achsenspannungsbefehlswert vergleicht, und wird ein d-q-Achsenstrombefehlswert, um den d-q-Achsenspannungsbefehlswert veranlassen, einem vorbestimmten Wert durch Rückkopplungssteuerung zu folgen, berechnet. Der berechnete Strombefehlswert oder der eingegebene Strombefehlswert Id*, Iq* wird basierend auf einem vorbestimmten Index ausgewählt und am Stromsteuersystem 304 eingegeben.
Als ein Index der Auswahl des Strombefehlswerts wird beispielsweise der d-q-Achsenspannungsbefehlswert mit dem Spannungswert verglichen, der durch die Stromversorgungsspannung ausgegeben werden kann (ein Spannungswert in einem Bereich, in welchem die induzierte Spannung nicht höher als die Maximalspannung ist, die der Inverter ausgeben kann), in dem Fall, bei dem der d-q-Achsenspannungsbefehlswert größer als oder gleich dem Ausgangsspannungswert ist, wird der durch die Automatik-Abschwächungsflusssteuerung berechnete Befehlswert ausgewählt, ansonsten werden die Eingangsstrombefehlswerte Id*, Iq* ausgewählt.
Als ein Verfahren zum Berechnen des Strombefehlswerts wird das Zentrum der Spannungsgrenzellipse (Bereich von Spannung, die innerhalb eines Bereichs zu beschränken ist, in welchem die induzierte Spannung nicht höher als die Maximalspannung ist, die der Inverter ausgeben kann), welche durch die Stromversorgungsspannung ausgegeben werden kann, aus dem Magnet-Magnetfluss und der Induktanz des Motors berechnet, gibt es ein Verfahren zum Korrigieren des Strombefehlswert in Zentralrichtung der Spannungsgrenzellipse (Patentdokument 1).
Jedoch, bei diesem Verfahren, wenn sich die Motortemperatur gegenüber dem Entwurfswert ändert, da die Charakteristik des Motors sich ändert, wenn der Strombefehlswert korrigiert wird, ist die Kombination der d-q-Achsenströme nicht optimal in Bezug auf das Drehmoment und die Anzahl von Umdrehungen, und gibt es ein Problem damit, dass die Effizienz des Motors abnimmt und die Effizienz des kombinierten Motors und Inverters abnimmt.
10 ist ein Diagramm, welches die Aufgabe der Abschwächungs-Flusssteuerung zeigt, welche den Strombefehlswert in der Richtung des Zentrums der Spannungsgrenzellipse korrigiert, wenn die Temperatur des Motors sinkt. In 10 ist 801 eine durch den Magnetfluss des Motors bei der tatsächlichen Motortemperatur berechnete Spannungsgrenzellipse, ist 802 der Zentrumspunkt der durch den Magnetfluss des Motors bei der vorgenannten tatsächlichen Motortemperatur berechneten Spannungsgrenzellipse, ist 803 eine Spannungsgrenzellipse, welche durch den Magnetfluss des Motors bei der Motortemperatur des Entwurfswerts berechnet wird, und ist 804 ein Zentrumspunkt der durch den Magnetfluss des Motors bei der vorgennannten Entwurfsmotortemperatur berechneten Spannungsgrenzellipse. Der Zentralpunkt der Spannungsgrenzellipse auf der d-q-Achse bewegt sich in der negativen Richtung auf der d-Achse, wenn der Magnetfluss des Magneten des Motors ansteigt und bewegt sich in der positiven Richtung der d-Achse, wenn er sinkt. Weiter steigt im Allgemeinen der Magnetfluss des Magneten an, wenn die Temperatur sinkt, und sinkt, wenn die Temperatur ansteigt. Daher, wenn die Motortemperatur sinkt, bewegt sich der Zentralpunkt der Spannungsgrenzellipse in der negativen Richtung auf der d-Achse und wenn die Motortemperatur ansteigt, bewegt sich der Zentralpunkt der Spannungsgrenzellipse in der Positivrichtung der d-Achse. Bei einer konventionellen Vorrichtung, wenn der Stromvektor 805 als der Befehlswert am Anfang eingegeben wird, wird der Stromvektor zum Punkt 804 durch die Automatikabschwächungs-Flusssteuerung korrigiert, am Schnittpunkt 807 mit der Spannungsgrenzellipse 801 gestoppt und wird schließlich der Stromvektor 806. Andererseits ist die durch das Drehmoment und die Umdrehungszahl eines gewissen Motors bestimmte maximale Systemeffizienzkurve MXSEC allgemein nahe an der maximalen Motoreffizienzkurve, weil die Invertereffizienz höher ist als die Motoreffizienz. Da die maximale Motoreffizienzkurve MXSEC sich auf der d-Achse in derselben Richtung wie die Bewegungsrichtung der Spannungsgrenzellipse bewegt, wenn die Motortemperatur sinkt, bewegt sich die Maximalsystemeffizienzkurve MXSEC in der negativen d-Achsenrichtung. Daher, wenn die Motortemperatur sinkt, da die Abweichung zwischen dem Endstromvektor 806 und der maximalen Systemeffizienzkurve MXSEC groß wird, sinkt die Systemeffizienz in der Automatikabschwächungs-Flusssteuerung des Dokuments 1.
Weiter können beispielsweise ein Permanentmagnettyp-Synchronmotor, ein Wicklungstyp-Synchronmotor, wie auch eine Induktionsmaschine als der Motor 4 verwendet werden.
Patentliteratur

JP2008-005671 A

Erfindungsoffenbarung
Technisches Problem
In einer konventionellen automatischen Abschwächungs-Flusssteuerung, wenn das Zentrum der Spannungsgrenzellipse sich aufgrund einer Änderung beim Magnetfluss des Magneten des Motors in Übereinstimmung mit einer Änderung bei der Motortemperatur bewegt, wird es unmöglich, auf einen angemessenen Strombefehlswert zu korrigieren, und gibt es ein Problem, dass die Systemeffizienz des Antriebssystems einschließlich des Motors und des Inverters, der die Motorantriebsstromquelle wird, sich verschlechtert.
Problemlösung
Eine Motorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dient dazu, einen Motor in einem Fahrzeug zu steuern, dass einen Inverter aufweist, einschließlich Arme einer Vielzahl von Phasen, die eine Vielzahl von Schaltelementen aufweisen und der Mehrphasenmotor durch den Inverter angetrieben ist, und einen Motortemperatursensor zum Detektieren einer Magnettemperatur des Motors aufweist, einen magnetischen Magnetfluss des Motors entsprechend der Magnettemperatur des Motors berechnet, einen Stromkombinations-Kandidatenrechenabschnitt, der einen d-q-Achsenstrom-Kombinationskandidaten berechnet, der die Eingangsspannung des Inverters innerhalb einer Spannungsgrenzellipse minimiert, die durch einen Wert bestimmt ist, der durch eine Spannung einer Stromversorgung des Motors ausgegeben werden kann, und einen d-q-Achsenstromsuchabschnitt, der nach dem d-q-Achsenstrom sucht, der den Eingangsstrom des Inverters innerhalb des Bereichs des Kombinationskandidaten der d-q-Achsenströme minimiert, wenn der d-q-Achsenstrom des Motors sich auf einer spannungsbegrenzenden Ellipse bewegt, durch automatische Abschwächungsflusssteuerung, und wird es möglich, die Robustheit der Motorsteuerung zu verbessern und eine Reduktion bei der Systemeffizienz eines Antriebssystems, das einen Motor und einen Inverter beinhaltet, abzumildern.
Vorteilhafte Erfindungseffekte
8 ist ein Graph, der den Effekt der vorliegenden Erfindung zeigt, wenn die Motortemperatur sinkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird während der automatischen Abschwächungsflusssteuerung die aktuelle Motortemperatur detektiert, wird der Magnetfluss des Motors entsprechend der Motortemperatur durch den Magnetfluss-Rechenabschnitt berechnet, durch Aktualisieren des Zentrumspunkts der Spannungsgrenzellipse unter Verwendung des berechneten magnetischen Magnetflusses des Motors, und kann eine angemessene Spannungsgrenzellipse 801 und ein Zentrumpunkts 802 einer geeigneten Spannungsgrenzellipse ermittelt werden. Daher, wenn der Stromvektor 805 als der Befehlswert am Anfang eingegeben wird, wird der Stromvektor zum Punkt 802 korrigiert und erreicht den Schnittpunkt 901 mit der spannungsbegrenzenden Ellipse 801 gemäß der automatischen Abschwächungsflusssteuerung. Weiter wird die Robustheit der automatischen Abschwächungsflusssteuerung gegenüber Temperaturänderung des Motors verbessert. Weiter, wenn der d-q-Achsenstrombefehlswert den Punkt 901 erreicht, wird eine Konstant-Drehmomentkurve am Schnittpunkt 901 als ein Kombinationskandidat des d-q-Achsenstroms berechnet, der den Eingangsstrom des Inverters minimiert, wird die d-Achsenkoordinate, welche den Eingangsstrom des Inverters minimiert, die d-Achsenkoordinate des Punkt 901 mit der d-Achsenkoordinate des Punkts 802 verglichen, wenn die d-Achsenkoordinate des Punkts 901 groß ist, wird er in der negativen d-Achsenrichtung angeordnet, wenn die d-Achsenkoordinate des Punkts 901 klein ist, wird nach einem d-q-Achsenstrom, der den Eingangsstrom des Inverters innerhalb des Kombinationskandidaten des d-q-Achsenstroms minimiert, in der Positiv-d-Achsenrichtung gesucht, durch Korrigieren des Befehlswerts am Punkt 903, wo die Effizienz maximal wird, ist es möglich, einen Abfall bei der Systemeffizienz, umfassend den Motor und den Inverter gemäß der automatischen Abschwächungsflusssteuerung abzumildern. Zusätzlich, selbst wenn die Motortemperatur steigt, kann derselbe Effekt durch die vorliegende Erfindung erhalten werden.
Kurze Beschreibung von Zeichnungen
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das einen repräsentativen Fall einer Motorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Funktionskonfiguration eines Hauptteils einer Motorsteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
4A ist eine Ansicht, die eine Funktionskonfiguration innerhalb der Automatikabschwächungs-Flusssteuerbetriebseinheit 308 in der Motorsteuervorrichtung von 3 exemplifiziert.
4B ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration einer Magnetflusstabelle 210MT in 2 zeigt.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel von Verarbeitungen von Inhalten und einer Verarbeitungsprozedur einer automatischen Abschwächungsflusssteuerung mit einer Optimalpunkt-Suchfunktion der Motorsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Prozesses der Optimalpunkt-Suchsteuerung in 5 der Motorsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist Zeitdiagramm, welches die Optimalpunkt-Suchsteuerung in 5 in dem Fall zeigt, bei dem die Motortemperatur sinkt, in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Graph, der den Effekt der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Fall zeigt, bei dem die Motortemperatur sinkt.
9 ist ein Blockdiagramm, das eine Funktionskonfiguration eines Hauptteils einer konventionellen Motorsteuervorrichtung zeigt.
10 ist eine Figur, welche das Problem einer konventionellen Vorrichtung zeigt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform 1 einer Motorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 beschrieben. In den jeweiligen Zeichnungen werden dieselben oder entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen beschrieben.
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das ein Fahrzeug zeigt, in welchem eine Motorsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist. In 1 wird ein Hybridfahrzeug, das den Verbrennungsmotor 1 und den Motor 4 beinhaltet, als ein Beispiel beschrieben, aber die vorliegende Ausführungsform ist auch auf ein Elektrofahrzeug anwendbar. In 1 wird ein Generator 2 durch einen Verbrennungsmotor 1 angetrieben, so dass ein Generator 2 auch elektrischen Strom erzeugt und der erzeugte elektrische Strom wird über einen Inverter 6 in eine Batterie 7 geladen.
Dann wird der Motor 4 durch Zuführen elektrischen Stroms, der durch den Generator 2 erzeugt wird, oder elektrischen Stroms, der in der Batterie 7 gespeichert ist, an den Motor 4 angetrieben. Der Motor 4 treibt den Reifen 5 an, um das Fahrzeug zu betreiben. Wenn der in der Batterie 7 gespeicherte elektrische Strom dem Motor 4 zugefügt wird, wird der in der Batterie 7 gespeicherte Gleichstrom durch den Inverter 6 in Wechselstrom umgewandelt und dem Motor 4 zugeführt.
Wenn das Fahrzeug verlangsamt, wird der Motor 4 durch den Reifen 5 rotiert, führt der Motor 4 eine regenerative Stromerzeugung durch und wird der darin erzeugte elektrische Strom über den Inverter 6 in die Batterie 7 geladen.
Auch wandelt der Inverter 6 in der Batterie 7 gespeicherten Gleichstrom in Wechselstrom um, treibt den Generator 2 an und startet den Motor 1.
Weiter, gemäß der Kopplung der Kupplung 3, kann durch Übertragen der Antriebskraft des Verbrennungsmotors 1 auf den Reifen 5 über den Motor 4 das Fahrzeug angetrieben werden.
In der später beschriebenen ersten Ausführungsform wird das vorgenannte Serientyp-Hybridfahrzeug als ein Beispiel beschrieben, aber ein Paralleltyp-Hybridfahrzeug kann verwendet werden.
Weiter, wie oben beschrieben, kann der Generator 2 und der Motor 4 ein Motorgenerator sein, der Antrieb und Stromerzeugung kombiniert.
Obwohl erläutert wird, dass das Fahrzeug eine Batterie und einen Inverter besitzt, kann das Fahrzeug mit einer Vielzahl von Batterien unterschiedlicher Spannungen versehen sein und kann einen DC/DC-Wandler besitzen, der Spannungsumwandlung zwischen dem Inverter und dem Generator durchführt, wie auch zwischen dem Inverter und der Batterie.
2 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, welches die Motorsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 2 gezeigt, beinhaltet die Motorsteuervorrichtung einen Motor 4, eine Batterie 7 und einen Inverter 201. Der Inverter 201 wandelt in der Batterie 7 gespeicherten Gleichstrom in Wechselstrom um, um den Motor 4 anzutreiben und zu steuern.
Der Inverter 201 beinhaltet eine U-Phasen-Umschaltschaltung 205, eine V-Phasen-Umschaltschaltung 206 und eine W-Phasen-Umschaltschaltung 207.
Die U-Phasen-Umschaltschaltung 205 ist aus einem Oberarmseiten-Schaltelement 205H, das auf der Oberarm-203-Seite vorgesehen ist (Hochspannungsseite) und einem Unterarmseiten-Schaltelement 205L, das auf der Unterarm-204-Seite (Niederspannungsseite) vorgesehen ist, aufgebaut.
Das Oberarmseiten-Schaltelement 205H und das Unterarmseiten-Schaltelement 205L sind in Reihe miteinander verbunden.
Zusätzlich ist eine Freilaufdiode revers parallel zum Oberarmseiten-Schaltelement 205H bzw. dem Unterarmseiten-Schaltelement 205L verbunden.
Zusätzlich ist die V-Phasen-Umschaltschaltung 206 aus einem Oberarmseiten-Schaltelement 206H, das auf der Oberarm-203-Seite vorgesehen ist, und einem Unterarmseiten-Schaltelement 206L, das auf der Unterarm-204-Seite vorgesehen ist, aufgebaut. Das Oberarmseiten-Schaltelement 206H und das Unterarmseiten-Schaltelement 206L sind in Reihe miteinander verbunden.
Zusätzlich ist eine Freilaufdiode revers parallel zu dem Oberarmseiten-Schaltelement 206H bzw. dem Unterarmseiten-Schaltelement 206L verbunden.
Weiter ist die W-Phasen-Umschaltschaltung 207 aus einem Oberarmseiten-Schaltelement 207H, das auf der Oberarm-203-Seite vorgesehen ist, und einem Unterarmseiten-Schaltelement 207L, das auf der Unterarm-204-Seite vorgesehen ist, aufgebaut. Das Oberarmseiten-Schaltelement 207H und das Unterarmseiten-Schaltelement 207L sind in Reihe miteinander verbunden. Zusätzlich ist eine Freilaufdiode revers parallel zu dem Oberarmseiten-Schaltelement 207H bzw. dem Unterarmseiten-Schaltelement 207L verbunden.
IGBTs (Isolierte Gatter-Biopolar-Transistoren), wie auch FETs (Feldeffekttransistoren) können beispielsweise als die Umschaltelemente 205H bis 207H und 205L bis 207L der Umschaltschaltung 205 bis 207 verwendet werden.
Weiter stellt der Motor 4 einen Temperatursensor 209 zum Messen der Temperatur des Motors 4 bereit.
Zusätzlich zeigen 2 und 3 einen Fall, bei dem der Motortemperatursensor 209 im Motor 4 vorgesehen ist, und wenn der Schätzwert der Motortemperatur anstelle der durch den Motortemperatursensor 209 gemessenen Motortemperatur verwendet wird, mag es sein, dass der Motortemperatursensor 209 nicht vorgesehen ist.
Weiter ist die Steuereinheit 210 durch die U-Phasen-Umschaltschaltung 205, die V-Phasen-Umschaltschaltung 206 und die W-Phasen-Umschaltschaltung 207 vorgesehen. Der Steuerabschnitt 210 beinhaltet eine Arithmetikeinheit, eine Speichereinheit, und eine Eingabe/Ausgabeeinheit und treibt an und steuert die Schaltelemente 205H bis 207H und 205L bis 207L.
Weiter erfasst die Steuereinheit 210 die Motortemperatur (Temperaturinformation) des Motors, der mit dem Temperatursensor versehen ist, basierend auf dem Sensorsignal aus dem Temperatursensor 209.
Zusätzlich ist in 2 die Steuereinheit 210 innerhalb des Inverters 201 angeordnet, kann aber außerhalb des Inverters 201 angeordnet sein.
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Funktionskonfiguration eines Hauptteils der Motorsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Weiter ist 4A ein Diagramm, das eine Funktionskonfiguration innerhalb des Automatik-Abschwächungsflusssteuer-Rechenabschnitts 308 in der Motorsteuervorrichtung von 3 exemplifiziert.
Die Differenz zwischen 9 und 3 ist, dass ein Motortemperatursensor 209 und ein Stromsensor 310 hinzugefügt werden. In 3 werden der Strombefehlswert-Erzeugungsabschnitt 303, das Stromsteuersystem 304, der Zwei-Phasen/Drei-Phasen-Umwandlungsabschnitt 305, der PWM-Modulationsabschnitt 306 und der Koordinaten-Umwandlungsabschnitt 307 dieselben Funktionen aufweisen wie der Strombefehlswert-Erzeugungsabschnitt 303, der Stromsteuersystem 304, der Zwei-Phasen/Drei-Phasen-Umwandlungsabschnitt 305, der PWM-Modulationsabschnitt 306 und die Koordinaten-Umwandlungseinheit 307 in 9, und wird die Beschreibung des Strombefehlswert-Erzeugungsabschnitts 303, des Stromsteuersystems 304, des Zwei-Phasen/Drei-Phasen-Umwandlungsabschnitts 305, des PWM-Modulationsabschnitts 306 und des Koordinaten-Umwandlungsabschnitts 307 weggelassen.
Der Motortemperatursensor 209 misst die Magnettemperatur des Motors und stellt sie als den Magnettemperaturschätzwert des Motors ein und der Stromsensor 310 misst den Eingangsstrom des Inverters 6. Durch den Motortemperatursensors 209 und den Stromsensor 310 erfasste Sensorinformation wird in der Automatik-Abschwächungsmagnetflusssteuer-Recheneinheit 308 verwendet.
Der Magnettemperaturschätzwert des Motors wird ermittelt durch Verwenden der Magnettemperatur des Motors 4, des Motorstroms oder/und der Motorspannung. Zusätzlich ist der Motorstrom entweder der Phasenstrom des Motors, oder der Leitungsstrom des d-q-Achsenstroms und die Motorspannung ist entweder die Phasenspannung, die Leitungsspannung oder die d-q-Achsenspannung des Motors.
4A ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Funktionskonfiguration innerhalb des Automatik-Abschwächungsflusssteuer-Betriebsabschnitts 308 in 3 zeigt. In 4A ist der konventionelle automatische Abschwächungsfluss-Rechenabschnitt 3083 äquivalent zur Verarbeitung des Automatik-Abschwächungsflusssteuer-Betriebsabschnitts 308 in der konventionellen Vorrichtung von 9. In 4A, sind ein magnetischer Magnetfluss-Rechenabschnitt 3081 zum Berechnen eines entsprechenden Magnetflusses des Motors aus der detektierten Motortemperatur, ein Stromkombinations-Kandidatenrechenabschnitt 3082 zum Berechnen von Kombinationskandidaten von d-q-Achsenstrombefehlswerten zum Minimieren des Invertereingangsstroms nach Durchführen der automatischen Abschwächungsflusssteuerung und ein d-q-Achsenstromsuchabschnitt 3084 zum Suchen nach einem d-q-Achsenstrombefehlswert, der den Invertereingangsstrom gemäß dem vorgenannten Kombinationskandidaten minimiert, dem konventionellen Automatik-Abschwächungsflusssteuer-Betriebsabschnitt 3083 (automatischer Abschwächungsflusssteuer-Betriebsabschnitt 308 in der konventionellen Vorrichtung in 9) hinzugefügt.
4B ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration der Magnetflusstabelle 210MT in 2 zeigt. In 4B ist der Fall illustriert, bei dem die Anzahl von Paaren der Motortemperatur und des entsprechenden Motormagnetflusses 1 ist. Hier ist 1 eine positive Ganzzahl.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Verarbeitungsinhalte und Verarbeitungsprozeduren einer automatischen Abschwächungsflusssteuerung mit Optimalpunkt-Suchfunktion in dieser Ausführungsform zeigt. 5 zeigt die Rechenverarbeitung, wenn der Rechenschritt bei einer Anzahl von n-Mal ist. Hier ist n eine Ganzzahl. Nachfolgend, unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 5, wird ein Beispiel des Verarbeitungsinhalts und der Verarbeitungsprozedur des Automatik-Abschwächungsflusssteuer-Betriebsabschnitts 308 im Detail beschrieben.
Jede Verarbeitung der Verarbeitungsschritte S601 bis S616 im in 5 exemplifizierten Verarbeitungsablauf wird anhand von Pfeilen zwischen entsprechenden Schritten in 5 durchgeführt, Y (Ja) und N (Nein) im Bestimmungsverarbeitungsschritt. Nachfolgend werden die Verarbeitungsinhalte in jedem der Verarbeitungsschritte S601 bis S616 in Übereinstimmung mit Pfeilen Y und N in 5 beschrieben.
Im Schritt S601 wird die Magnetflusstabelle 210MT durch die aus dem Motortemperatursensor 209 erfasste Motortemperatur referiert und der Magnetflusswert wird aktualisiert.
Die Magnetflusstabelle 210MT wird in der Speichervorrichtung 210M der Steuereinheit 210 gespeichert, wie in 2 illustriert. Wie in 4B illustriert, beinhaltet die Magnetflusstabelle 210MT eine Motortemperatur Ψ und einen Magnetfluss τ entsprechend der Motortemperatur. Wenn die Motortemperatur eingegeben wird, gibt die Magnetflusstabelle 210MT einen Motormagnetfluss entsprechend der Eingangsmotortemperatur aus. Durch angemessenes Aktualisieren des Wertes des Motormagnetflusses entsprechend der ausgegebenen Motortemperatur, selbst wenn der Motormagnetfluss sich aufgrund von der Temperaturänderung ändert, ist es möglich, geeignet den d-q-Achsenstrombefehlswert in der Automatik-Abschwächungsflusssteuerung zu korrigieren. Daher ist es möglich, die Robustheit der Motorsteuerung zu verbessern und die Reduktion bei der Systemeffizienz abzumildern.
Im Schritt S602 wird der Zentrumspunkt IdM der Spannungsgrenzellipse basierend auf dem aktualisierten Motormagnetflusswert berechnet. Die Berechnung wird anhand von Gleichung 1 durchgeführt. IdM = –Ψ/Ld (Gleichung 1)
Hier ist Ψ der im Schritt S601 erfasste Motormagnetfluss und ist Ld die d-Achseninduktanz.
Im Schritt S603 wird der Maximalwert/Phase des -Abschwächungsflussstroms berechnet. Die Berechnung wird anhand von Gleichungen 2-1 und 2-2 durchgeführt. θ = Arktan (Iq*/(Id* – IdM)) (Gleichung 2-1) IFWmax = √(Iq*^2 + (Id* – IdM)^2) (Gleichung 2-2)
Hier ist θ die Phase des Abschwächungsflussstroms und ist IFWmax der Maximalwert des Abschwächungsflussstroms.
Im Schritt S604 wird die Spannungsabweichung Ev berechnet. Die Berechnung wird anhand von Gleichungen 3-1 und 3-2 durchgeführt. Ev = Vpn × √(1/2) × k – Vrms (Gleichung 3-1) Vrms = √(vd*^2 + vq*^2) (Gleichung 3-2)
Hier ist Ev die Differenz (Spannungsabrechnung) zwischen dem Obergrenzwert (Vpn × √ (1/2) × k) der Spannung, welche die Stromversorgungsspannung ausgeben kann und ist der Leitungsspannungseffektivwert Vrms des Motors K die Marge der Spannungsmarge, wird der Wert von k durch Justieren aus Experimenten bestimmt.
Weiter ist Vpn eine Stromversorgungsspannung, und sind vd* und vq* d-q-Achsenspannungsbefehlswerte.
Im Schritt S605 wird das Rechenergebnis von Schritt S601 an der PI-Steuerung eingegeben und wird die Ausgabe der PI-Steuerung berechnet. Dieser PI-Steuerung wird ein Begrenzer mit einer Untergrenze von 0 bereitgestellt, so dass die Ausgabe nicht negativ wird. Eine Anti-Windup-Funktion kann dem Integrator hinzugefügt werden.
Im Schritt S606 werden die d-q-Achsenstrombefehlswerte IdFW* und IqFW* unter Verwendung der Ausgabe der PI-Steuerung berechnet. Die Steuerung wird anhand von Gleichungen 4-1 und 4-2 durchgeführt. IdFW* = IFW × cosθ + IdM (Gleichung 4-1) IqFW* = IFW × sinθ (Gleichung 4-2)
Hier ist IFW der Ausgabewert der PI-Steuerung. Im Schritt S607 wird festgestellt, ob der Strombetriebspunkt außerhalb der Spannungsgrenzellipse ist, wobei die Marge berücksichtigt wird. Die Bestimmung wird anhand von Gleichung 5 durchgeführt. Ev – Vrms < Evth (Gleichung 5)
Hier ist Evth ein Schwellenwert zum Bestimmen, ob der Strombetriebspunkt außerhalb der Spannungsgrenzellipse ist und wird durch Experiment justiert und bestimmt.
Im Schritt S608 wird das Automatikabschwächungsflag freigegeben. Das Automatikabschwächungsflag ist eine Variable, die angibt, ob die Automatik-Abschwächungsflusssteuerung effektiv ist, und es ist gültig, falls es 1 ist und nicht gültig, falls es 0 ist. Der Anfangswert des Automatik-Abschwächungsflags nach Aktivierung ist 0.
Im Schritt S609 wird das Optimalpunkt-Suchflag invalidiert. Auch werden der Zähler, wie auch N, verwendet bei der Optimalpunkt-Suchverarbeitung S616, initialisiert. N wird später beschrieben. Das Optimlalpunkt-Suchflag ist eine Variable, die angibt, ob die Optimalpunktsuche gültig ist, und ist gültig, falls es 1 ist und nicht gültig, falls es 0 ist.
Im Schritt S610 werden die d-q-Achsenbefehlswerte IdFW* und IqFW*, die im Schritt S606 berechnet sind, als der Ausgangsstrom an das Stromsteuersystem ausgewählt.
Im Schritt S611 ändern sich die an die Automatik-Abschwächungsflusssteuer-Recheneinheit 308 eingegebenen d-q-Achsenstrombefehlswerte Id*, Iq* aufgrund der Änderung beim in die Strombefehlswert-Erzeugungseinheit 303 eingegebenen Drehmoment-Befehlswert T*, oder nicht. Die Bewertung wird anhand von Gleichung 6 vorgenommen. |Id*(n) – Iq*(n – 1)| > Ad oder |Id*(n) – Iq*(n – 1)| > Aq (Gleichung 6)
Hier gibt (n) den Wert des Operationsschritts n an. Zusätzlich sind Ad und Aq Schwellenwerte zum Bewerten, dass der Strombefehlswert sich geändert hat, und werden durch Justierexperimente bestimmt.
Im Schritt S612 wird das Automatik-Abschwächungsflag invalidiert.
Im Schritt S613 wird das Optimalpunkt-Suchflag invalidiert. Auch werden der Zähler und N, die in der Optimalpunkt-Suchverarbeitung verwendet werden, initialisiert.
Im Schritt S614, werden als die Ausgangssteuerung an das Stromsteuersystem die d-q-Achsenstrombefehlswerte Id* und Iq*, die an der Automatik-Abschwächungsflusssteuereinheit 308 eingegeben werden, ausgewählt.
Im Schritt S615 wird festgestellt, ob das Automatik-Abschwächungsflag etabliert ist. Wenn etabliert, wird der Optimalpunkt-Suchprozess S616 fortgesetzt. Wenn nicht etabliert, da es keine Notwendigkeit gibt, den Optimalpunkt-Suchprozess durchzuführen, wird zu Schritt S613 fortgesetzt.
Im Schritt S615 wird eine Kombination von d-q-Achsenstrom, welcher die Systemeffizienz unter einer gegebenen Bedingung maximiert, durch Suche aufgefunden. Eine spezifische Verarbeitung wird später beschrieben.
Weiter wird in der ersten Ausführungsform die Magnettemperatur des Motors erfasst, aber selbst wenn die Rotortemperatur des Motors durch den Temperatursensor erfasst wird, kann derselbe Effekt erhalten werden.
Weiter, selbst wenn die Magnettemperatur des Motors durch Abschätzung berechnet wird, kann derselbe Effekt erhalten werden. Die Abschätzung wird durch beispielsweise Messen der Magnettemperatur des Motors vorab in Bezug auf die Betriebsbedingung des Motors, Speichern im Kennfeld und Auslesen des Kennfelds anhand der Ist-Betriebsbedingung des Motors ausgeführt.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Prozesses der Optimalpunkt-Suchsteuerung in 5 zeigt. 6 zeigt die Rechenverarbeitung bei der Anzahl n von Rechenschritten.
Nachfolgend, in Bezug auf das Flussdiagramm von 6, wird ein Beispiel des Verarbeitungsinhalts und der Verarbeitungsprozedur der Optimalpunkt-Suchsteuerung im Detail beschrieben.
Jede Verarbeitung der Verarbeitungsschritte S701 bis S713 im in 6 exemplifizierten Verarbeitungsablauf wird anhand von Pfeilen zwischen jeweiligen Schritten in 6 durchgeführt, Y (ja) und N (nein) im Bestimmungsverarbeitungsschritt. Verarbeitungsinhalte in jedem der Verarbeitungsschritte S701 bis S713 werden unten anhand der Pfeile, Y und N in 6 beschrieben
Im Schritt S701 wird festgestellt, ob das Suchabschlussflag der Optimalpunkt-Suchsteuerung etabliert wird. Wenn etabliert, wird der Suchprozess nicht durchgeführt und setzt sich der Prozess zu Schritt S712 fort.
Im Schritt S702 wird der Invertereingangsstrom Idc (n) aus dem Detektionswert des Stromsensors 310 erfasst und im Speicher gespeichert.
Im Schritt S703 werden Zähler addiert.
Im Schritt S704 wird festgestellt, ob der Zählwert größer als der Schwellenwert 1 ist. Hier wird der Schwellenwert 1 auf einen Wert eingestellt, der den Einfluss des Messrauschens ausreichend entfernen kann.
Im Schritt S705 wird der Zähler initialisiert. Auch wird 1 zu dem Invertereingangsstromwert-Rechenzählwert N addiert. N ist eine Ganzzahl und ihr Anfangswert ist 0.
Im Schritt S706 wird der Invertereingangsstromwert Idcave (N) berechnet und gespeichert. Der Invertereingangsstromwert Idcave (N) wird unter Verwendung des im Schritt S702 gespeicherten Invertereingangsstroms Idc berechnet. Beispielsweise wird der Invertereingangsstromwert Idcave (N) der arithmetische Durchschnittswert aller in dem Schritt gespeicherten Idc ab dem Anfangswert bis zum Zeitpunkt, wenn der Zähler größer als der Schwellenwert 1 wird. Der berechnete Invertereingangsstromwert Idcave (N) wird im Speicher gespeichert.
Im Schritt S707 wird festgestellt, ob der berechnete Invertereingangsstromwert Idcave (N) größer als der unmittelbar vorhergehende Wert Idcave (N – 1) ist. Jedoch, falls N = 1, schreitet der Prozess zu Schritt S708 fort.
Im Schritt S708 wird ein Kombinationskandidat des d-q-Achsenstroms, der den Eingangsstroms des Inverters minimiert, berechnet. Hier berechnen wir als ein Beispiel einen Kombinationskandidaten von d-q-Achsenströmen, der gleich dem Drehmoment vor dem Suchen ist. Basierend auf den aktuellen d-q-Achsenstrombefehlswerten Id* und Iq* wird der Drehmomentschätzwert Test durch die Gleichung 7 berechnet. Test = PN × (Ld – Lq) × Id*) × Iq* (Gleichung7)
Hier ist Pn die Anzahl von Polpaaren des Motors und ist Lq die q-Achseninduktanz.
Im Schritt S709 werden die kleinst auf den d-q-Achsen geänderten Strombefehlswerte Idsearch*, Iqsearch* durch Gleichungen 8-1 und 8-2 berechnet. Der Änderungsbetrag ΔIq der q-Achse, wenn der d-Achsenstrom um ΔId verändert wird, wird durch Gleichung 8-3 berechnet. Gleichung 8-3 bedeutet die Steigung der Konstantdrehmomentkurve im d-q-Koordinatensystem. Die Änderungsrichtung wird durch Vergleichen des Werts IdM der d-Achsenkoordinate im Zentrum der Spannungsgrenzellipse mit IdFW* des Schritts unmittelbar, bevor der Optimalpunkt-Suchprozess S616 durchgeführt wird, bestimmt. Wenn der unmittelbar vorherige IdFW* kleiner als IdM ist, da der Optimalpunkt in der positiven d-Achsenrichtung ist, wird ΔId positiv und ist das unmittelbar vorherige IdFW* größer als IdM, da der Optimalpunkt in der negativen d-Achsenrichtung ist, wird ΔId negativ. Auch sind die Anfangswerte Idsearch*(1) und Iqsearch*(1) die Werte unmittelbar vor dem am Stromsteuersystem 304 eingegebenen d-q-Achsenstrombefehlswert. Idsearch*(N + 1) = Iqsearch*(N) + ΔId (Gleichung 8-1) Iqsearch*(N + 1) = Iqsearch*(N) + ΔIq (Gleichung 8-2) ΔIq = Test × (Ld – Lq)/(Pn × (Ψ + (Ld – Lq) × Idsearch*(N))^2 × ΔId (Gleichung 8-3)
Im Schritt S710 wird der aktualisierte d-q-Achsenstrombefehlswert Idsearch*(N + 1), Iqsarch*(N + 1) als der Ausgangsstrom ans Stromsteuersystem ausgewählt.
Im Schritt S711 wird festgestellt, dass die Suche abgeschlossen ist und wird das Abschlussflag der Optimalpunktsuche validiert.
Weiter werden die Optimalwerte Idopt* und Iqopt* des d-q-Achsenstrombefehlswerts bestimmt und durch Gleichungen 8-4 und 8-5 gespeichert.
Wenn die Suche zum N-ten Mal abgeschlossen ist, da das Ergebnis der Anzahl (N – 1) optimal ist, wird der Suchwert der Anzahl (N – 1) verwendet, wie in Gleichungen 8-4 und 8-5 gezeigt. Idopt* = Idsearch*(N – 1) (Gleichung 8-4) Iqopt* = Iqsearch*(N – 1) (Gleichung 8-5)
Im Schritt S712 werden optimale d-q-Achsenstrombefehlswerte Idopt* und Iqopt* als Ausgangsströme an das Stromsteuersystem ausgewählt.
Im Schritt S713 wird festgestellt, dass der d-q-Achsenstrombefehlswert nicht geändert ist und wird der in der Anzahl von n – 1 Mal Schritt berechnete d-q-Achsenstrombefehlswert als der Ausgangsstrom an das Stromsteuersystem ausgewählt. Wenn n = 1, gibt er den unmittelbar vorherigen d-q-Achsenstrombefehlswert aus.
Im Schritt S702 wird der Invertereingangsstrom durch den Stromsensor erfasst. Jedoch ist es auch möglich, den Invertereingangsstrom unter Verwendung der Phasenstrom-Dekektionswerte IU und IW des Motors und der Drei-Phasen-Spannungsbefehlswerte vU*, vV*, vW* und der Stromversorgungsspannung Vpn zu ermitteln. Derselbe Effekt kann auch für den eingegebenen Stromschätzwert ermittelt werden. Die Abschätzung des Invertereingangsstroms Idcest wird beispielsweise anhand von Gleichung 9-1 durchgeführt. Idcest = (IU × vU* + Iv × vV* + IW × vW*)/Vpn (Gleichung 9-1) IV = –IU – IW (Gleichung 9-2)
Hier ist IV ein v-Phasen-Phasenstrom, ist IU ein u-Phasen-Phasenstrom und ist IW ein w-Phasen-Phasenstrom.
Zusätzlich, wenn der Invertereingangsstromschätzwert verwendet wird, kann der Stromsensor 310 in 3 weggelassen werden.
7 ist ein Zeitdiagramm der Optimalpunkt-Suchsteuerung in 5, wenn die Motortemperatur in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abnimmt. Jedoch zeigt 7 ein Beispiel, in welchem die Suche im Schritt von N = 5 abgeschlossen ist. 7 wird im Vergleich mit der Steuerung der konventionellen Vorrichtung illustriert und wird durch eine durchgezogene Linie in dem Fall der Steuerung der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung und durch eine gestrichelte Linie im Fall der Steuerung der konventionellen Vorrichtung gezeigt. In 7 gibt der d-Achsenstrombefehlswert den an das Stromsteuersystem 304 eingegebenen d-Achsenstrombefehlswert an und gibt der q-Achsenstrombefehlswert den am Stromsteuersystem 304 eingegebenen q-Achsenstrombefehlswert an. Die Änderungen beim d-Achsenstrombefehlswert, dem q-Achsenstrombefehlswert, dem Motordrehmoment T, der Spannungsabweichung Ev und dem Invertereingangsstrom Idc in 7 sind die gleichen wie jene in 8. Jedoch sind in 7 Messrauschen, die in dem Invertereingangsstrom Idc enthalten sind, nicht gezeigt.
In 7, wenn der Strombefehlswert außerhalb der Spannungsgrenzellipse eingegeben wird, da es keine Optimalpunkt-Suchsteuerung bei der konventionellen Vorrichtung gibt, wird der d-q-Achsenstrombefehlswert so ausgegeben, dass die Spannungsabweichung Ev 0 folgt, durch die Automatik-Abschwächungsflusssteuerung (der d-q-Achsenstrombefehlswert nähert sich dem Punkt 807 in 8 an).
Andererseits, wenn in der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung die Gleichung 5 nicht länger während der automatischen Abschwächungsflusssteuerung etabliert wird, wird die Optimalpunkt-Suchsteuerung gestartet. Unter der Anfangsbedingung, da das Suchabschlussflag 0 ist, werden der Eingangsstrom-Erfassungspunktspeicher S702 und die Zähleraddition 703 in 7 durchgeführt. Wenn der Zählerwert gleich oder kleiner als der Schwellenwert 1 ist, wird der d-q-Achsenstrombefehlswert von dem n – 1-Schritt als der d-q-Achsenstrombefehlswert ausgegeben.
Wenn der Zählerwert größer als der Schwellenwert 1 wird, wird der Zähler initialisiert und wird der Invertereingangsstromwert Idcave (N) berechnet. Falls die Bedingung im Schritt S707 nicht erfüllt ist, wird der d-q-Achsenstrombefehlswert durch die Gleichungen 8-1, 8-2 oder 8-3 im Schritt S709 aktualisiert und wird der Wert ausgegeben.
Danach wird der obige Prozess wiederholt, bis die Bewertung im Schritt S707 erfüllt ist. Wenn die Bewertung im Schritt S707 erfüllt ist, wird das Suchabschlussflag freigegeben und werden die Optimalwerte von d-q-Achsenstrombefehlswerten Idopt*, Iqopt* ausgewählt.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird es in 7, nach der Automatik-Abschwächungsflusssteuerung, durch Korrigieren des d-q-Achsenstrombefehlswerts, umso den Invertereingangsstrom Idc zu minimieren, möglich, das Problem der Effizienzreduktion zu lindern.
8 ist ein Diagramm, das den Effekt der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wenn die Motortemperatur sinkt. Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn die Automatik-Abschwächungsflusssteuerung ausgeführt wird, wird die Ist-Motortemperatur detektiert, die vorgenannte Magnetfluss-Recheneinheit zum Berechnen eines magnetischen Magnetflusses des Motors entsprechend der vorgenannten Motortemperatur durch Aktualisieren des Zentrumspunkts der Spannungsgrenzellipse unter Verwendung des berechneten magnetischen Magnetflusses des Motors, eine angemessene Spannungsgrenzellipse 801 und ein Zentrumpunkt 802 der angemessenen Spannungsgrenzellipse können erhalten werden. Daher, wenn der Stromvektor 805 als der Befehlswert am Anfang eingegeben wird, durch die automatische Abschwächungsflusssteuerung, wird der Stromvektor zum Zentrumspunkt 802 der angemessenen Spannungsgrenzellipse 801 korrigiert, entsprechend der Änderung bei der Motortemperatur und erreicht den Schnittpunkt 901 zur geeigneten Spannungsgrenzellipse 801.
Weiter wird die Robustheit der Automatik-Abschwächungsflusssteuerung gegenüber der Temperaturänderung des Motors verbessert.
Weiter, wenn der d-q-Achsenstrombefehlswert einen Punkt 901 erreicht, wird eine Konstantdrehmomentkurve beim Drehmoment am Punkt 901 als ein Kombinationskandidat des d-q-Achsenstroms berechnet, der den Eingangsstrom des Inverters minimiert, wird die d-Achsenkoordinate des Punkts 901 mit der d-Achsenkoordinate des Punkts 802 verglichen, wenn die d-Achsenkoordinate des Punkts 901 groß ist, wird er in der Negativ-d-Achsenrichtung angeordnet, wenn die d-Achsenkoordinate des Punkts 901 klein ist, wird er in der Positiv-d-Achsenrichtung innerhalb des d-q-Achsenstrom-Kombinationskandidaten angeordnet, wird nach dem vorgenannten d-q-Achsenstrom, der den Eingangsstrom des Inverters minimiert, gesucht, durch Korrigieren des Strombefehlswerts am Punkt 903, wo die Systemeffizienz maximiert wird, ist es möglich, eine Reduktion bei der Systemeffizienz des Antriebssystems, das den Motor und den Inverter enthält, durch automatische Abschwächungsflusssteuerung zu lindern.
In der ersten Ausführungsform der vorliegenden, oben beschriebenen Erfindung wird der Fall, wo die Motortemperatur sinkt, exemplifiziert, aber derselbe Effekt kann selbst erhalten werden, wenn die Motortemperatur ansteigt.
In den Zeichnungen geben dieselben Bezugszeichen dieselben oder entsprechenden Teile an. In der vorliegenden Erfindung kann die Ausführungsform geeigneter Weise innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung modifiziert werden.
Bezugszeichenliste

1: Verbrennungsmotor
2: Generator
3: Kupplung
4: Motor
5: Reifen
6: Inverter
7: Batterie
201: Invertervorrichtung
203: Oberer Arm
204: Unterer Arm
205: U-Phasen-Umschaltschaltung
206: V-Phasen-Umschaltschaltung
207: W-Phasen-Umschaltschaltung
205H, 206H, 207H: Oberarm-Seitenschaltelement
205L, 206L, 207L: Unterarm-Seitenschaltelement
209: Motortemperatursensor
210: Steuerabschnitt
210M: Speichervorrichtung
210MT: Magnetflusstabelle
301: Stromdetektor
302: Magnetpolpositionsdetektor
303: Strombefehlswert-Erzeugungsabschnitt
304: Stromsteuersystem
305: Zwei-Phasen/Drei-Phasen-Umwandlungsabschnitt
306: PWM-Modulationsabschnitt
307: Koordinatenumwandlungsabschnitt (Zwei-Phasen/Drei-Phasen-Umwandlungsabschnitt)
308: Automatik-Abschwächungssteuer-Rechnungsabschnitt
3081: Magnetflussrechenabschnitt
3082: Stromkombinationskandidaten-Rechenabschnitt
3083: Konventioneller Automatik-Abschwächungsflusssteuer-Betriebsabschnitt
3084: d-q-Achsenstromsuchabschnitt
309: Invertersteuerschaltung

Claims

Motorsteuervorrichtung zum Steuern eines Motors in einem Fahrzeug, das einen Inverter aufweist, der Arme einer Vielzahl von Phasen, die eine Vielzahl von Schaltelementen aufweisen, beinhaltet, und wobei der Mehrphasenmotor durch den Inverter angetrieben ist, umfassend: einen Magnettemperaturdetektionsabschnitt zum Detektieren einer Magnettemperatur des Motors, einen magnetischen Magnetflussrechenabschnitt, der einen magnetischen Magnetfluss des Motors entsprechend der Magnettemperatur des Motors berechnet, einen Stromkombinations-Kandidatenrechenabschnitt, der einen d-q-Achsenstrom-Kombinationskandidaten berechnet, der den Eingangsstrom des Inverters innerhalb einer Spannungsgrenzellipse minimiert, die durch einen Wert bestimmt ist, der durch eine Spannung einer Stromversorgung des Motors ausgegeben werden kann, und einen d-q-Achsenstromsuchabschnitt, der nach dem d-q-Achsenstrom sucht, der den Eingangsstrom des besagten Inverters innerhalb des Bereichs des Kombinationskandidaten der d-q-Achsenströme minimiert, wenn der d-q-Achsenstrom des Motors sich auf einer spannungsbegrenzenden Ellipse bewegt, durch automatische Abschwächungsflusssteuerung.
Motorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Stromkombinationskandidaten-Rechenabschnitt des d-q-Achsenstroms den magnetischen Magnetfluss des Motors aus einer Ausgabe des Magnettemperaturdetektionsabschnitts und einer Ausgabe des magnetischen Magnetflussrechenabschnitts erfasst, ein Drehmoment des Motors aus dem d-q-Achsenstrom des Motors und dem Magnetfluss des Motors abschätzt und einen Kombinationskandidaten des d-q-Achsenstroms so berechnet, dass das Drehmoment des Motors zum geschätzten Drehmoment wird.
sMotorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der d-q-Achsenstromsuchabschnitt das Zentrum der Spannungsgrenzellipse mit dem d-Achsenstrombefehlswert vergleicht, wenn der d-q-Achsenstromwert auf der Spannungsgrenzellipse ist, wenn das Zentrum der spannungsbegrenzenden Ellipse groß ist, im d-q-Achsenstrom-Kombinationskandidaten, der d-q-Achsenstrombefehlswert in der positiven Richtung ist, wenn das Zentrum der Spannungsgrenzellipse klein ist, der d-Achsenstrom in der Negativrichtung geändert wird.
Motorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Magnetflussrechenabschnitt eine Magnetflusstabelle des Motors bereitstellt, welche die Magnettemperatur des Motors als eine Eingabe aufnimmt, und wobei der magnetische Magnetfluss des Motors aus der Magnettemperatur des Motors und dem magnetischen Magnetflusskennfeld des Motors ermittelt wird.
Motorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Eingangsstrom des Inverters ein Wert ist, der aus zumindest einem der Werte des Phasenstroms des Motors, dem Drei-Phasen-Spannungsbefehlswert und der Stromversorgungsspannung abgeschätzt wird.
Motorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Magnettemperatur des Motors ein Wert ist, der aus zumindest einem von den Werten der Magnettemperatur des Motors, dem Motorstrom und der Motorspannung abgeschätzt wird.