DE112016000604T5

DE112016000604T5 - Elektromotorsteuervorrichtung im Fahrzeug

Info

Publication number: DE112016000604T5
Application number: DE112016000604.7T
Authority: DE
Inventors: Koji Sakai; Yuuji KAMIYA; Tomoyuki Sumi; Hideyuki Morita
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2017-10-12
Also published as: CN107295814A; JP2016144361A; WO2016125438A1; CN107295814B; US20170369061A1; US10131352B2; JP6375976B2

Abstract

Eine CPU (210) steuert einen Inverter (220) basierend auf einer Befehlsdrehzahl an, die von einem ESG (100) höherer Ebene in einem vorgegebenen Aktualisierungsintervall eingegeben wird. Die CPU (210) erlangt eine tatsächliche Drehzahl des Elektromotors (230) und berechnet eine Beschleunigungsrate und eine Verlangsamungsrate, mit welcher die tatsächliche Drehzahl am Ende des Aktualisierungsintervalls die Befehlsdrehzahl erreicht, basierend auf dem Aktualisierungsintervall und einer Differenz zwischen der tatsächlichen Drehzahl und der Befehlsdrehzahl. Die CPU (210) steuert den Inverter (220) derart an, dass der Elektromotor (230) sich mit der berechneten Rate dreht. Da die tatsächliche Drehzahl des Elektromotors (230) die Befehlsdrehzahl vor dem Ende des Aktualisierungsintervalls nicht erreicht, kann der Wechsel der Beschleunigung oder Verlangsamung und der Drehung mit konstanter Geschwindigkeit des Elektromotors (230) in aufeinanderfolgenden Aktualisierungsintervallen vermieden werden. Folglich kann die Geräuscherzeugung, die durch den Wechsel der Beschleunigung oder Verlangsamung und der Drehung mit konstanter Geschwindigkeit des Elektromotors (230) verursacht wird, verhindert werden.

Description

Verweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-020163 , eingereicht am 4. Februar 2015, und hat diese hier per Referenz eingebunden.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektromotorsteuerung im Fahrzeug.
Hintergrund
Herkömmlicherweise wurde zum Beispiel von dem Patentdokument 1 eine Konfiguration vorgeschlagen, die einen Eingangsstrom in einen Fahrzeugelektromotor misst und eine Drehzahl des Elektromotors basierend auf dem Messergebnis ändert. Im Allgemeinen empfängt ein Inverter eine Befehlsdrehzahl von einem elektrischen Steuergerät bzw. ESG höherer Ebene und arbeitet, um eine tatsächliche Drehzahl derart zu steuern, dass sie der Befehlsdrehzahl folgt.
Das ESG höherer Ebene und der Inverter kommunizieren durch ein beliebiges Kommunikationsprotokoll miteinander. Die Befehlsdrehzahl wird in einem regelmäßigen Intervall aktualisiert. Der Elektromotor speichert eine konstante Beschleunigungsrate. Der Elektromotor beschleunigt seine Drehzahl für jede Aktualisierung der Befehlsdrehzahl mit der Beschleunigungsrate und beendet die Beschleunigung, wenn die tatsächliche Drehzahl die Befehlsdrehzahl erreicht. Folglich wird der Betrieb des Elektromotors eine Drehung mit konstanter Geschwindigkeit.
Wenn das Aktualisierungsintervall der Befehlsdrehzahl zum Beispiel auf 1 Sekunde festgelegt wird und eine Schwankungsbreite der Befehlsdrehzahl ein Inkrement von weniger als der konstanten Beschleunigungsrate ist, wird die Beschleunigung des Elektromotors während des Aktualisierungsintervalls beendet. Somit dreht sich der Elektromotor bis zu der nächsten Aktualisierung der Befehlsdrehzahl weiterhin mit der konstanten Geschwindigkeit. Wenn das Inkrement der Befehlsdrehzahl, das kleiner als die konstante Beschleunigungsrate ist, jede Sekunde aufeinanderfolgend auftritt, wechselt der Betrieb des Elektromotors zwischen der Beschleunigung und der Drehung mit konstanter Geschwindigkeit. Als ein Ergebnis kann von dem Elektromotor ein Geräusch, wie etwa eine Tonleiter, erzeugt werden und einem Benutzer ein fremdartiges Gefühl geben.
Ebenso wechselt der Betrieb des Elektromotors zwischen Verlangsamung und einer Drehung mit konstanter Drehzahl, wenn der Elektromotor verlangsamt wird. Folglich kann auch ein Geräusch ähnlich dem vorstehend beschriebenen Geräusch erzeugt werden, wenn der Elektromotor verlangsamt wird.
Dokument des bisherigen Stands der Technik
Patendokument

Patentdokument 1: JP 2005-344647 A

Zusammenfassung
Unter Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Punkte ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Elektromotorsteuersteuervorrichtung im Fahrzeug bereitzustellen, die fähig ist, die Erzeugung von Geräuschen, die durch den Wechsel von Beschleunigung oder Verlangsamung und der Drehung mit konstanter Geschwindigkeit eines Elektromotors verursacht werden, zu verhindern.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine elektrische Steuervorrichtung im Fahrzeug eine Steuerung, die von einer externen Vorrichtung in einem vorgegebenen Aktualisierungsintervall eine berechnete Befehlsdrehzahl erlangt und einen Elektromotor dreht, indem sie einen Inverter basierend auf der Befehlsdrehzahl ansteuert. Die Steuerung berechnet eine Änderungsrate einer Drehzahl des Elektromotors und steuert den Inverter an, um den Elektromotor mit der Änderungsrate zu drehen. Die Steuerung erlangt eine tatsächliche Drehzahl des Elektromotors und berechnet die Änderungsrate basierend auf dem Aktualisierungsintervall und einer Differenz zwischen der tatsächlichen Drehzahl und der Befehlsdrehzahl, so dass die tatsächliche Drehzahl an einem Ende jedes Aktualisierungsintervalls die Befehlsdrehzahl erreicht.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine elektrische Steuervorrichtung im Fahrzeug eine Steuerung, die von einer externen Vorrichtung in einem vorgegebenen Aktualisierungsintervall eine berechnete Befehlsdrehzahl erlangt und einen Elektromotor dreht, indem sie einen Inverter basierend auf der Befehlsdrehzahl ansteuert. Die Steuerung berechnet eine Änderungsrate einer Drehzahl des Elektromotors und steuert den Inverter an, um den Elektromotor mit der Änderungsrate zu drehen. Die Änderungsrate ist ein Parameter, der die Erhöhung oder Verringerung in der Anzahl von Drehungen während einer vorgegebenen Zeitspanne angibt. Die Steuerung erlangt eine tatsächliche Drehzahl des Elektromotors und berechnet die Änderungsrate basierend auf dem Aktualisierungsintervall und einer Differenz zwischen der tatsächlichen Drehzahl und der Befehlsdrehzahl, so dass sich die tatsächliche Drehzahl ändert, ohne vor einem Ende jedes Aktualisierungsintervalls die Befehlsdrehzahl zu erreichen und konstant zu werden.
Folglich ändert sich die tatsächliche Drehzahl des Elektromotors bis zur nächsten Aktualisierung der Befehlsdrehzahl kontinuierlich mit der von der Steuerung berechneten Änderungsrate. Mit anderen Worten erreicht die tatsächliche Drehzahl des Elektromotors vor einem Ende jedes Aktualisierungsintervalls nicht die Befehlsdrehzahl. Somit tritt der Wechsel der Beschleunigung oder Verlangsamung und der Drehung mit konstanter Geschwindigkeit des Elektromotors nicht in aufeinanderfolgenden Aktualisierungsintervallen auf. Daher wird bewirkt, dass die Erzeugung von Geräuschen wie einer Tonleiter, die durch die Drehung des Elektromotors verursacht wird, verhindert werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das ein System mit einer Elektromotorsteuersteuervorrichtung im Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren für eine CPU gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, das eine Beschleunigungsrate und eine Verlangsamungsrate berechnet.
3 ist ein Diagramm zur Erklärung einer Änderung der Beschleunigungsrate gemäß der ersten Ausführungsform, wenn die Drehung des Elektromotors beschleunigt wird.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren für eine CPU gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, das eine Beschleunigungsrate und eine Verlangsamungsrate berechnet.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren für eine CPU gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, das eine Beschleunigungsrate und eine Verlangsamungsrate berechnet.
6 ist ein Diagramm zur Erklärung eines Verfahrens zur Berechnung einer Beschleunigungsrate in jedem von zwei getrennten Teilen eines Aktualisierungsintervalls gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren für eine CPU gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, das eine Beschleunigungsrate und eine Verlangsamungsrate berechnet.
Beschreibung von Ausführungsformen
Hier nachstehend werden mehrere Ausführungsformen zum Implementieren der vorliegenden Offenbarung Bezug nehmend auf Zeichnungen beschrieben. In den jeweiligen Ausführungsformen kann einem Teil, der einem in einer vorgehgehenden Ausführungsform beschriebenen Gegenstand entspricht, die gleiche Bezugszahl zugewiesen werden, und die redundante Erklärung für den Teil kann weggelassen werden. Wenn in einer Ausführungsform nur ein Teil eines Aufbaus beschrieben wird, kann eine andere vorhergehende Ausführungsform auf die anderen Teile des Aufbaus angewendet werden. Die Teile können selbst dann kombiniert werden, wenn nicht ausdrücklich beschrieben wird, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können selbst dann teilweise kombiniert werden, wenn nicht ausdrücklich beschrieben wird, dass die Teile kombiniert werden können, sofern kein Nachteil in der Kombination liegt.
(Erste Ausführungsform)
Hier nachstehend wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung Bezug nehmend auf die Zeichnungen beschrieben. Eine Elektromotorsteuersteuervorrichtung im Fahrzeug gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird auf eine Steuerung eines elektrischen Kompressors im Fahrzeug angewendet, der für die Klimatisierung eines Fahrzeugraums verwendet wird.
Wie in 1 gezeigt, umfasst ein System gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein ESG 100 höherer Ebene (elektrisches Steuergerät ESG) und eine Elektromotorsteuervorrichtung 200. In 1 ist ein Leistungsquellensystem weggelassen.
Das ESG 100 höherer Ebene ist ein ESG, wie etwa ein Motor-ESG oder ein Klimatisierungs-ESG, das auf ein Fahrzeug montiert ist. Das ESG 100 höherer Ebene kommuniziert mit der Elektromotorsteuersteuervorrichtung 200 durch eine Kommunikationsleitung über ein Kommunikationsprotokoll, wie etwa CAN, LIN oder PWM. Daher sendet und empfängt das ESG 100 höherer Ebene notwendige Informationen für eine Motorsteuerung oder eine Klimatisierungssteuerung in einem vorgegebenen regelmäßigen Aktualisierungsintervall (IVO_INT). Das Aktualisierungsintervall kann gleich einem Kommunikationsintervall zwischen dem ESG 100 höherer Ebene und der Elektromotorsteuersteuervorrichtung 200 sein oder kann verschieden zu dem Kommunikationsintervall sein.
Die Elektromotorsteuersteuervorrichtung 200 umfasst eine CPU, einen Inverter 220 und einen Elektromotor 230. Die CPU 210 bildet zusammen mit einem nicht gezeigten Speicher und anderen einen Mikrocomputer.
Die CPU 210 ist eine Schaltung, die den Inverter 220 mit einer Anforderung oder einem Befehl von dem ESG 100 höherer Ebene betreibt. Die CPU 210 umfasst eine Drehzahlerfassungseinrichtung 211, einen Ratenrechner 212 und einen Ausgabeauslöser 213.
Die Drehzahlerfassungseinrichtung 211 hat eine Funktion zum Erfassen einer tatsächlichen Drehzahl (IVR), die eine tatsächliche Drehrate des Elektromotors 230 ist. In der vorliegenden Ausführungsform erlangt die Drehzahlerfassungseinrichtung 211 einen Motorstrom von einem Stromsensor 240, der einen von dem Inverter 220 an den Elektromotor 230 gelieferten Strom erfasst. Die Drehzahlerfassungseinrichtung 211 erfasst eine Drehzahl des Elektromotors 230 basierend auf einer Änderung des Motorstroms. Die Drehzahlerfassungseinrichtung 211 gibt Informationen über die erfasste tatsächliche Drehzahl (IVR) an den Ratenrechner 212, den Ausgabeauslöser 213 und das ESG 100 höherer Ebene aus. Die Drehzahlerfassungseinrichtung 211 kann von einem nicht gezeigten Positionssensor, der in dem Elektromotor 230 bereitgestellt ist, ein Positionssignal erlangen und kann die Drehzahl des Elektromotors 230 basierend auf dem Positionssignal erfassen.
Die CPU 210 überträgt die tatsächliche Drehzahl des Elektromotors 230 jedes Mal an das ESG 100 höherer Ebene, wenn die Drehzahlerfassungseinrichtung 211 die tatsächliche Drehzahl erfasst. Das ESG 100 höherer Ebene führt basierend auf der tatsächlichen Drehzahl des Elektromotors 230 eine Motorsteuerung oder eine Klimatisierungssteuerung aus.
Der Ratenrechner 212 hat eine Funktion zum Berechnen einer Änderungsrate der Drehung des Elektromotors 230, d. h. einer Beschleunigungsrate (INV_{A_N}) oder einer Verlangsamungsrate (INV_{D_N}) basierend auf einer Befehlsdrehzahl (IVO_N), die von dem ESG 100 höherer Ebene in einem vorgegebenen Aktualisierungsintervall eingegeben wird. Die „Änderungsrate” ist ein Parameter, der zum Beispiel eine Erhöhung oder Verringerung in der Anzahl von Drehungen pro Sekunde darstellt. Das „N” der Befehlsdrehzahl (IVO_N), der Beschleunigungsrate (INV_{A_N}) und der Verlangsamungsrate (INV_{D_N}) bedeuten, dass diese Werte in jedem Aktualisierungsintervall aktualisiert werden.
Der Ratenrechner 212 hält im Voraus Informationen über das Aktualisierungsintervall. Wenn der Ratenrechner 212 die Informationen über das Aktualisierungsintervall nicht hält, kann das ESG 100 der höherer Ebene die Informationen über das Aktualisierungsintervall zu einer Aktivierungszeit des Systems an den Ratenrechner 212 ausgeben.
Insbesondere erlangt der Ratenrechner 212 die tatsächliche Drehzahl des Elektromotors 230 von der Drehzahlerfassungseinrichtung 211, während er die Befehlsdrehzahl (IVO_N) von dem ESG 100 höherer Ebene erlangt. Der Ratenrechner 212 berechnet die Beschleunigungsrate oder die Verlangsamungsrate, mit der die tatsächliche Drehzahl am Ende des Aktualisierungsintervalls die Befehlsdrehzahl erreicht, basierend auf dem Aktualisierungsintervall und einer Differenz zwischen der tatsächlichen Drehzahl und der Befehlsdrehzahl des Elektromotors 230.
Der Ausgabeauslöser 213 hat eine Funktion, ein PWM-Signal an den Inverter 220 auszugeben, so dass der Elektromotor 230 sich mit der beschleunigten Rate oder verlangsamten Rate dreht, die von dem Ratenrechner 212 in jedem Aktualisierungsintervall berechnet wird. Insbesondere gibt der Ausgabeauslöser 213 ein Steuersignal an sechs nicht gezeigte Schaltelemente des Inverters 220 aus, wodurch die jeweiligen Schaltelemente angetrieben werden. Folglich dreht sich der Elektromotor 230.
Der Inverter 220 ist eine Schaltung, die konfiguriert ist, um eine Gleichspannung einer nicht gezeigten Hochspannungsbatterie in eine Wechselspannung umzuwandeln und den Elektromotor 230 durch Erzeugen von Wechselströmen und Wechselspannungen mit drei Phasen, U-Phase, V-Phase und W-Phase, anzutreiben. Der Inverter 220 umfasst einen U-Phasenarm, einen V-Phasenarm und einen W-Phasenarm, und jeder Arm umfasst zwei Schaltelemente, die in Reihe geschaltet sind. Ein Zwischenpunkt jedes Arms ist mit jedem Phasenende jeder Phasenwicklung des Elektromotors 230 verbunden.
Der Elektromotor 230 hat einen Aufbau, bei dem Enden der drei Wicklungen der U-Phase, V-Phase und W-Phase an einem Mittelpunkt miteinander verbunden sind. Der Elektromotor 230 wird basierend auf der Dreiphasenelektrizität, die von dem Inverter 220 geliefert wird, betrieben. Der Elektromotor 230 ist durch einen nicht gezeigten Kopplungsmechanismus mit einem Kompressionsmechanismus gekoppelt. Zum Beispiel wird der Kompressionsmechanismus von dem Elektromotor 230 angetrieben, um ein Kältemittel zu komprimieren. Vorstehend ist ein Aufbau eines Gesamtsystems beschrieben, welches die Elektromotorsteuersteuervorrichtung 200 im Fahrzeug gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst.
Als nächstes wird ein Betrieb der Elektromotorsteuersteuervorrichtung 200 im Fahrzeug beschrieben. Die CPU 210 der Elektromotorsteuersteuervorrichtung 200 im Fahrzeug führt eine Steuerung des Inverters 220 gemäß einem in 2 gezeigten Steuerverfahren aus. Das in 2 gezeigte Flussdiagramm beginnt, wenn die CPU 210 von einer elektrische Quelle versorgt wird, und wiederholt sich dann in dem Aktualisierungsintervall.
Die CPU 210 empfängt die Befehlsdrehzahl (IVO_N) des Elektromotors 230 von dem ESG 100 höherer Ebene für die Verwendung in einem nächsten Aktualisierungsintervall (Schritt 300). An diesem Punkt N = 1.
Anschließend bestimmt die CPU 210, ob die Befehlsdrehzahl (IVO_N) verschieden von der tatsächlichen Drehzahl (IVR) ist (Schritt 210). Da die von der Drehzahlerfassungseinrichtung 211 erfasste tatsächliche Drehzahl (IVR) sich fortlaufend ändert, wird bestimmt, ob die tatsächliche Drehzahl (IVR) außerhalb eines vorgegebenen Bereichs ist, der die Befehlsdrehzahl (IVO_N) umfasst. Die CPU 210 führt die Bestimmung unter Verwendung der tatsächlichen Drehzahl (IVR) durch, die von der Drehzahlerfassungseinrichtung 211 vor der Bestimmung erhalten wurde.
Wenn die Befehlsdrehzahl (IVO_N) nicht verschieden von der tatsächlichen Drehzahl (IVR) ist, d. h. die tatsächliche Drehzahl (IVR) in den vorgegebenen Bereich, der die Befehlsdrehzahl (IVO_N) umfasst, gefallen ist, wird der Elektromotor 230 mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht. In diesem Fall wird weder die Beschleunigung noch die Verlangsamung durchgeführt. Somit legt die CPU 210 die Beschleunigungsrate (INV_{A_N}) und die Verlangsamungsrate (INV_{D_N}) zu der aktuellen Zeit (N = 1) auf den gleichen Wert fest wie die Beschleunigungsrate (INV_{A_N-1}) und die Verlangsamungsrate (INV_{D_N-1}) der letzten Zeit (N = 0) fest Schritt 320). Dann wird die Berechnung der Beschleunigungsrate und der Verlangsamungsrate zu der aktuellen Zeit (N = 1) beendet.
Wenn andererseits die Befehlsdrehzahl (IVO_N) verschieden von der tatsächlichen Drehzahl (IVR) ist, d. h. die tatsächliche Drehzahl (IVR) außerhalb des vorgegebenen Bereichs, der die Befehlsdrehzahl (IVO_N) umfasst, ist, bestimmt die CPU 210, ob die Befehlsdrehzahl (IVO_N) höher als die tatsächliche Drehzahl (IVR) ist (Schritt 330). Wenn die Befehlsdrehzahl (IVO_N) höher als die tatsächliche Drehzahl (IVR) ist, wird die Drehung des Elektromotors 230 beschleunigt. Folglich erlangt die CPU 210 die Beschleunigungsrate (INV_{A_N}) durch Berechnen von INV_{A_N} = (IVO_N – IVR)/IVO_INT (Schritt 340).
Zur Zeit der Beschleunigung wird die Drehung des Elektromotors 230 nicht verlangsamt. Folglich legt die CPU 210 die Verlangsamungsrate (INV_{D_N}) zu der aktuellen Zeit (N = 1) auf den gleichen Wert wie die Verlangsamungsrate (INV_{D_N-1}) der letzten Zeit (N = 0) fest. Dann wird die Berechnung der Beschleunigungsrate und der Verlangsamungsrate zu der aktuellen Zeit (N = 1) beendet.
Wenn die CPU 210 bestimmt, dass die Befehlsdrehzahl (IVO_N) niedriger als die tatsächliche Drehzahl (IVR) ist (Schritt 330), wird die Drehung des Elektromotors 230 verlangsamt. Folglich erlangt die CPU 210 die Verlangsamungsrate (INV_{D_N}) durch Berechnen von INV_{D_N} = (IVR – IVO_N)/IVO_INT (Schritt 350).
Zur Zeit der Verlangsamung wird die Drehung des Elektromotors 230 nicht beschleunigt. Folglich legt die CPU 210 die Beschleunigungsrate (INV_{A_N}) zu der aktuellen Zeit (N = 1) auf den gleichen Wert wie die Beschleunigungsrate (INV_{A_N-1}) der letzten Zeit (N = 0) fest. Dann wird die Berechnung der Beschleunigungsrate und der Verlangsamungsrate zu der aktuellen Zeit (N = 1) beendet.
Die CPU 210 berechnet die Beschleunigungsrate und die Verlangsamungsrate durch aufeinanderfolgendes Ausführen des in 3 gezeigten Verfahrens in jedem Aktualisierungsintervall N = 2, N = 3 ... Die CPU 210 steuert den Inverter 220 an, um den Elektromotor 230 mit der berechneten Beschleunigungsrate und der berechneten Verlangsamungsrate zu drehen.
Wenn die CPU 210 zum Beispiel einen Befehl von dem ESG 100 höherer Ebene empfängt, um die Drehung des Elektromotors 230 zu beschleunigen, ändert sich die Drehzahl, wie in 3 gezeigt. Insbesondere wird angenommen, dass der Elektromotor 230 sich zu der aktuellen Zeit (N = 0) mit 1000 U/min dreht. Dann empfängt die CPU 210 die Befehlsdrehzahl von dem ESG 100 höherer Ebene, um die Drehzahl des Elektromotors 230 in dem nächsten Aktualisierungsintervall (N = 1) auf 2000 U/min zu erhöhen.
Wenn das Aktualisierungsintervall (IVO_INT) zum Beispiel als 1 Sekunde definiert ist, berechnet die CPU 210 die Beschleunigungsrate, wie vorstehend beschrieben, auf 1000 U/min/s. Die CPU 210 berechnet die Beschleunigungsrate (2000 U/min – 1000 U/min)/1 s = 1000 U/min/s. Daher steuert die CPU 210 den Inverter 220 derart an, dass der Elektromotor 230 sich von einem Beginn des Aktualisierungsintervalls von N = 1 bis zu einem Ende dieses Aktualisierungsintervalls mit der Beschleunigungsrate 1000 U/min/s dreht. Folglich erreicht die tatsächliche Drehzahl des Elektromotors 230 die Befehlsdrehzahl nicht vor dem Ende des Aktualisierungsintervalls, und die tatsächliche Drehzahl des Elektromotors 230 ändert sich weiterhin bis zum Ende des Aktualisierungsintervalls.
In 3 ist ein Beschleunigungsbeginn des Elektromotors 230 später als ein Beginn des Aktualisierungsintervalls. Dies liegt daran, dass es eine Verarbeitungszeit der CPU 210 von dem Empfang der Befehlsdrehzahl bis zur Ansteuerung des Inverters 220 gibt, die eine Zeit von ungefähr einigen ms ist.
Anschließend ist die Befehlsdrehzahl in dem Aktualisierungsintervall N = 2 2500 U/min. Somit berechnet die CPU 210 die Beschleunigungsrate als 500 U/min/s. Daher steuert die CPU 210 den Inverter 220 derart an, dass der Elektromotor 230 sich von einem Beginn des Aktualisierungsintervalls N = 2 bis zu einem Ende dieses Aktualisierungsintervalls mit der Beschleunigungsrate von 500 U/min/s dreht.
Danach ist die Befehlsdrehzahl in dem Aktualisierungsintervall N = 3 3250 U/min und die CPU 210 dreht den Elektromotor 230 mit der berechneten Beschleunigungsrate von 750 U/min/s. Die Befehlsdrehzahl ist in dem Aktualisierungsintervall N = 4 3500 U/min und die CPU 210 dreht den Elektromotor 230 mit der berechneten Beschleunigungsrate von 250 U/min/s. Wenn daher die Befehlsdrehzahl, die von dem ESG 100 höherer Ebene an die CPU 210 übertragen wird, sukzessive zunimmt, ändert sich die tatsächliche Drehzahl des Elektromotors 230 fortlaufend in jedem Aktualisierungsintervall.
In dem vorstehend beschriebenen Beispiel wird die Drehzahl des Elektromotors 230 beschleunigt. Somit wird in jedem Aktualisierungsintervall eine passende Beschleunigungsrate berechnet. In diesem Fall wird die Beschleunigungsrate vor und nach dem Aktualisierungsintervall auf den gleichen Wert festgelegt. Wenn die Drehung des Elektromotors 230 im Gegensatz zu dem in 3 gezeigten Beispiel verlangsamt wird, wird in jedem Aktualisierungsintervall eine passende Verlangsamungsrate berechnet, während die Beschleunigungsrate vor und nach dem Aktualisierungsintervall auf den gleichen Wert festgelegt wird.
Wie vorstehend beschrieben, berechnet die CPU 210 in der vorliegenden Ausführungsform die Beschleunigungsrate und die Verlangsamungsrate passend und beschleunigt oder verlangsamt den Elektromotor 230 reibungslos ansprechend auf die Befehlsdrehzahl, die von dem ESG 100 höherer Ebene in jedem Aktualisierungsintervall aktualisiert wird. Wenn sich folglich die Befehlsdrehzahl des Elektromotors 230 sukzessive ändert, kann die Drehzahl des Elektromotors 230 dazu gebracht werden, sich weiterhin zu ändern. Mit anderen Worten kann die Drehung des Elektromotors 230 mit konstanter Geschwindigkeit, die verursacht wird, indem die tatsächliche Drehzahl des Elektromotors 230 die Befehlsdrehzahl vor einem Ende des Aktualisierungsintervalls erreicht, vermieden werden. Folglich tritt in aufeinanderfolgenden Aktualisierungsintervallen kein Wechsel zwischen der Beschleunigung oder Verlangsamung und der Drehung mit konstanter Geschwindigkeit des Elektromotors 230 auf und somit ändert sich ein Drehgeräusch des Elektromotors 230 nicht wie eine Tonleiter. Daher kann die Erzeugung von Geräuschen wie einer Tonleiter von dem Elektromotor 230 verhindert werden.
Das ESG höherer Ebene kann ein Beispiel für eine externe Vorrichtung sein, welche in vorgegebenen Aktualisierungsintervallen die Befehlsdrehzahl der Elektromotorsteuervorrichtung 200 erlangt. Die CPU 210 kann ein Beispiel für eine Steuerung sein, die den Inverter 220 basierend auf der Befehlsdrehzahl antreibt.
(Zweite Ausführungsform)
In einer vorliegenden Ausführungsform werden Abschnitte, die von der ersten Ausführungsform verschieden sind, beschrieben. Wenn die CPU 210 in der vorliegenden Ausführungsform die Beschleunigungsrate oder die Verlangsamungsrate berechnet, werden diese Raten mit einem Anpassungsanteil (INV_{A_RATE}) von weniger als 1 multipliziert. Der Anpassungsanteil ist zum Beispiel 0,9.
Wenn die Drehung des Elektromotors 230 beschleunigt wird, erlangt die CPU 210, wie in 4 gezeigt, die Beschleunigungsrate (INV_{A_N}) durch Berechnen Von INV_{A_N} = {(IVO_N – IVR)/IVO_INT} × INV_{A_RATE} (Schritt 341).
Wenn andererseits die Drehung des Elektromotors 230 verlangsamt wird, erlangt die CPU 210 die Verlangsamungsrate (INV_{D_N}) durch Berechnen von INV_{D_N} = {(IVO_N – IVR_N)/IVO_INT} × INV_{A_RATE} (Schritt 351).
Die CPU 210 steuert den Inverter 220 derart an, dass der Elektromotor 230 sich mit der Beschleunigungsrate oder der Verlangsamungsrate dreht, die gerade eingestellt wurde, indem sie mit dem Anpassungsanteil (INV_{A_RATE}) multipliziert wurde. Folglich wird die Änderungsrate unter Verwendung des Anpassungsanteils berechnet, so dass sie niedriger als eine Änderungsrate der Drehzahl ist, mit welcher die tatsächliche Drehzahl am Ende des Aktualisierungsintervalls die Befehlsdrehzahl erreicht. Daher ist die von dem Inverter 220 gesteuerte Drehzahl ein wenig langsamer als die der ersten Ausführungsform.
Als ein Ergebnis kann verhindert werden, dass die tatsächliche Drehzahl vor dem Ende des Aktualisierungsintervalls die Befehlsdrehzahl erreicht und konstant wird, selbst wenn das Aktualisierungsintervall der Befehlsdrehzahl, das die CPU 210 von dem ESG 100 höherer Ebene empfängt, durch eine Kommunikationsverzögerung oder ähnliches länger als gewöhnlich gemacht wird. Daher kann die Erzeugung von Geräuschen zuverlässig verhindert werden.
Der vorstehend beschriebene Anpassungsanteil kann ein Beispiel für einen Anpassungswert sein, der verwendet wird, um die Änderungsrate zu verringern.
(Dritte Ausführungsform)
In einer vorliegenden Ausführungsform werden Abschnitte, die von den ersten und zweiten Ausführungsformen verschieden sind, beschrieben. Wenn eine berechnete Beschleunigungsrate in der vorliegenden Ausführungsform einen vorgegebenen Wert überschreitet, legt die CPU 210 die Beschleunigungsrate als eine vorgegebene Obergrenze fest und steuert den Inverter 220 an, um den Elektromotor 230 mit der Beschleunigungsratenobergrenze zu drehen. Dies gilt ebenso für die Verlangsamungsrate.
Wenn der Elektromotor 230 beschleunigt wird, berechnet die CPU 210, wie in 5 gezeigt, eine Beschleunigungsrate (INV_{A_N}) und bestimmt dann, ob die Beschleunigungsrate (INV_{A_N}) eine Obergrenze (INV_{A_MAX}) überschreitet (Schritt 342). Wenn die Beschleunigungsrate (INV_{A_N}) die Obergrenze (INV_{A_MAX}) nicht überschreitet, verwendet die CPU 210 die berechnete Beschleunigungsrate.
Wenn die Beschleunigungsrate (INV_{A_N}) die Obergrenze (INV_{A_MAX}) überschreitet, begrenzt die CPU 210 die Beschleunigungsrate (INV_{A_N}) auf die Obergrenze (INV_{A_MAX}) (Schritt 343). Wenn die berechnete Rate zum Beispiel 4000 U/min/s ist und die Obergrenze 2500 U/min/s ist, wird die Beschleunigungsrate auf 5500 U/min/s begrenzt. Wenngleich die tatsächliche Drehzahl des Elektromotors 230 folglich die Befehlsdrehzahl bis zum Ende des Aktuatisierungsintervalls nicht erreicht, kann die Verschlechterung von Geräuschen, die durch die Hochgeschwindigkeitsdrehung des Elektromotors 230 verursacht werden, begrenzt werden. Außerdem erreicht die tatsächliche Drehzahl des Elektromotors 230 die Befehlsdrehzahl nicht vor dem Ende des Aktualisierungsintervalls und wird konstant. Somit tritt in aufeinanderfolgenden Aktualisierungsintervallen kein Geräusch wie eine Tonleiter auf. Die tatsächliche Drehzahl des Elektromotors 230 ändert sich, ohne vor dem Ende des Aktualisierungsintervalls die Befehlsdrehzahl zu erreichen und konstant zu werden.
Wenn die Drehung des Elektromotors 230 verlangsamt wird, berechnet die CPU 210 ebenso die Verlangsamungsrate (INV_{D_N}) und bestimmt dann, ob die Verlangsamungsrate (INV_{D_N}) die Obergrenze (INV_{D_MAX}) überschreitet (Schritt 352).
Wenn die Verlangsamungsrate (INV_{D_N}) die Obergrenze (INV_{D_MAX}) nicht überschreitet, verwendet die CPU 210 ähnlich dem Vorstehenden die berechnete Verlangsamungsrate. Wenn die Verlangsamungsrate (INV_{D_N}) die Obergrenze (INV_{D_MAX}) überschreitet, begrenzt die CPU 210 die Verlangsamungsrate (INV_{D_N}) auf die Obergrenze (INV_{D_MAX}) (Schritt 353).
Wie vorstehend beschrieben, führt die CPU 210 ein Verfahren aus, um die Rate abhängig von der berechneten Rate auf die Obergrenze zu begrenzen. Folglich kann der Elektromotor 230 derart gedreht werden, dass die tatsächliche Drehzahl des Elektromotors 230 so weit wie möglich der Befehlsdrehzahl folgt, und Geräusche, die durch die Drehung des Elektromotors 230 bei einer höheren Rate als einem vorgegebenen Wert verursacht werden, können begrenzt werden.
(Vierte Ausführungsform)
In einer vorliegenden Ausführungsform werden Abschnitte, die von den ersten bis dritten Ausführungsform verschieden sind, beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform trennt die CPU 210 das Aktualisierungsintervall in mehrere Intervalle und berechnet die Beschleunigungsrate und die Verlangsamungsrate in jedem getrennten der mehreren Intervalle. Wie in 6 gezeigt, wird ein einzelnes Aktualisierungsintervall zum Beispiel in zwei Teile geteilt. Die CPU 210 berechnet die Beschleunigungsrate und die Verlangsamungsrate in jedem der getrennten Intervalle und steuert den Inverter 220 in den jeweiligen Intervallen an. Die Trennung kann nicht nur die Trennung in zwei Teile, sondern auch eine Trennung in drei Teile oder mehr sein.
Folglich kann das Drehgeräusch des Elektromotors 230 reibungsloser variiert werden. Ferner kann die Beschleunigungsrate in einer frühen Phase der Beschleunigung höher festgelegt werden und die Beschleunigungsrate kann in einer Endphase der Beschleunigung niedriger festgelegt werden. Daher kann die Drehung des Elektromotors 230 beschleunigt werden, während die Leistungsverringerung des Elektromotors 230 minimiert wird.
(Fünfte Ausführungsform)
In einer vorliegenden Ausführungsform wird ein Abschnitt, der von der zweiten Ausführungsform verschieden ist, beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform subtrahiert die CPU 210 bei den Berechnungen der Beschleunigungsrate und der Verlangsamungsrate ferner einen Ratenanpassungsbetrag (INV_{A_VOL}) von der Differenz zwischen der Befehlsdrehzahl (IVO_N) und der tatsächlichen Drehzahl (IVR). Der Ratenanpassungsbetrag ist ähnlich dem vorstehend beschriebenen Anpassungsanteil ein Parameter zur Verringerung der Beschleunigungsrate und der Verlangsamungsrate, die normalerweise berechnet werden.
Es wird bevorzugt, den Ratenanpassungsbetrag im Voraus gemäß der Differenz zwischen der Befehlsdrehzahl (IVO_N) und der tatsächlichen Drehzahl (IVR) festzulegen. Wenn der Ratenanpassungsbetrag auf einen festen Wert festgelegt wird und die Differenz zwischen der Befehlsdrehzahl (IVO_N) und der tatsächlichen Drehzahl (IVR) groß ist, wird eine Wirkung zur Verringerung der Rate verringert. Wenn die Differenz zwischen der Befehlsdrehzahl (IVO_N) und der tatsächlichen Drehzahl (IVR) klein ist, wird die Wirkung zur Verringerung der Rate erhöht.
Wenn die Drehung des Elektromotors 230 beschleunigt wird, erlangt die CPU 210, wie in 7 gezeigt, die Beschleunigungsrate (INV_{A_N}) durch Berechnen von INV_{A_N} = (IVO_N – IVR – INV_{A_VOL})/IVO_INT (Schritt 344).
Wenn die Drehung des Elektromotors 230 verlangsamt wird, erlangt die CPU 210 die Verlangsamungsrate (INV_{D_N}) durch Berechnen von INV_{D_N} = (IVR_N – IVO_N – INV_{A_VOL})/IVO_INT (Schritt 354).
Die CPU 210 steuert den Inverter 220 derart an, dass der Elektromotor 230 sich mit der Beschleunigungsrate oder der Verlangsamungsrate dreht, die unter Verwendung des Ratenanpassungsbetrags (INV_{A_VOL}) berechnet wurde. Folglich wird ähnlich der zweiten Ausführungsform verhindert, dass die tatsächliche Drehzahl vor dem Ende des Aktualisierungsintervalls die Befehlsdrehzahl erreicht und konstant wird.
Der vorstehend beschriebene Ratenanpassungsbetrag kann als ein Beispiel für den Anpassungswert verwendet werden, der verwendet wird, um die Änderungsrate zu verringern.
Der Aufbau der Elektromotorsteuersteuervorrichtung 200 im Fahrzeug, der in den vorstehend beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen gezeigt wird, ist ein Beispiel, nicht auf den in den vorstehenden Beschreibungen gezeigten Aufbau beschränkt und kann zu einem anderen Aufbau gemacht werden, der fähig ist, die vorliegende Offenbarung zu realisieren. Zum Beispiel ist die in 1 gezeigte Elektromotorsteuersteuervorrichtung 200 im Fahrzeug ein Beispiel und stattdessen kann ein anderer Aufbau verwendet werden.
Die jeweiligen Ausführungsformen können beliebig kombiniert werden, um die CPU 210 zu steuern. Zum Beispiel kann das Verfahren zum Multiplizieren des Anpassungsanteils in der zweiten Ausführungsform mit dem Verfahren zum Trennen des Aktualisierungsintervalls und Berechnen jeder Rate in der vierten Ausführungsform kombiniert werden. Folglich kann ein Einfluss der Multiplikation jeder Rate durch den Anpassungsanteil verringert werden, und das Drehgeräusch des Elektromotors 230 kann reibungslos verändert werden.
Während die vorliegende Offenbarung unter Bezug auf ihre Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht sich, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Aufbauten beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung soll im Gegenteil vielfältige Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken. Während die verschiedenen Elemente außerdem in vielfältigen Kombinationen und Aufbauten gezeigt werden, die beispielhaft sind, liegen andere Kombinationen und Aufbauten, die mehr, weniger oder nur ein einziges Element umfassen, ebenfalls innerhalb des Geists und Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung.

Claims

Elektromotorsteuersteuervorrichtung im Fahrzeug, die umfasst: eine Steuerung (210), die von einer externen Vorrichtung (100) in einem vorgegebenen Aktualisierungsintervall eine berechnete Befehlsdrehzahl erlangt und einen Elektromotor (230) dreht, indem sie einen Inverter (220) basierend auf der Befehlsdrehzahl ansteuert, wobei die Steuerung (210) eine Änderungsrate einer Drehzahl des Elektromotors (230) berechnet und den Inverter (220) ansteuert, um den Elektromotor (230) mit der Änderungsrate zu drehen, und die Steuerung (210) eine tatsächliche Drehzahl des Elektromotors (230) erlangt und die Änderungsrate basierend auf dem Aktualisierungsintervall und einer Differenz zwischen der tatsächlichen Drehzahl und der Befehlsdrehzahl berechnet, so dass die tatsächliche Drehzahl an einem Ende jedes Aktuatisierungsintervalls die Befehlsdrehzahl erreicht.
Elektromotorsteuersteuervorrichtung im Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei die Steuerung (210) die Änderungsrate unter Verwendung eines Anpassungswerts berechnet, so dass die Änderungsrate niedriger als eine Änderungsrate wird, mit der die tatsächliche Drehzahl am Ende des Aktualisierungsintervalls die Befehlsdrehzahl erreicht.
Elektromotorsteuersteuervorrichtung im Fahrzeug gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerung (210) die Änderungsrate als eine Obergrenze festlegt, wenn die Änderungsrate einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Elektromotorsteuersteuervorrichtung im Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerung (210) das Aktualisierungsintervall in mehrere Intervalle trennt und eine Änderungsrate der Drehzahl in Bezug auf jedes der mehreren Intervalle berechnet.
Elektromotorsteuersteuervorrichtung im Fahrzeug, die umfasst: eine Steuerung (210), die von einer externen Vorrichtung (100) in einem vorgegebenen Aktualisierungsintervall eine berechnete Befehlsdrehzahl erlangt und einen Elektromotor (230) dreht, indem sie einen Inverter (220) basierend auf der Befehlsdrehzahl ansteuert, wobei die Steuerung (210) eine Änderungsrate der Drehzahl des Elektromotors (230) berechnet und den Inverter (220) ansteuert, um den Elektromotor (230) mit der Änderungsrate zu drehen, die Änderungsrate ein Parameter ist, der die Erhöhung oder Verringerung in der Anzahl von Drehungen während einer vorgegebenen Zeitspanne angibt, und die Steuerung (210) eine tatsächliche Drehzahl des Elektromotors (230) erlangt und die Änderungsrate basierend auf dem Aktualisierungsintervall und einer Differenz zwischen der tatsächlichen Drehzahl und der Befehlsdrehzahl berechnet, so dass sich die tatsächliche Drehzahl ändert, ohne vor einem Ende jedes Aktualisierungsintervalls die Befehlsdrehzahl zu erreichen und konstant zu werden.