DE112017007413T5

DE112017007413T5 - MOTOR CONTROL DEVICE

Info

Publication number: DE112017007413T5
Application number: DE112017007413.4T
Authority: DE
Inventors: Tsukasa Masumura; Keisuke Uemura; Kazunori Sakanobe; Shinsaku Kusube
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-04-05
Filing date: 2017-04-05
Publication date: 2019-12-19
Also published as: JPWO2018185877A1; WO2018185877A1; JP6695497B2

Abstract

Eine Motorsteuereinrichtung umfasst eine Leistungsumwandlungsschaltung, die eingerichtet ist, um eine Spannung an einen Motor anzulegen, wobei die Spannung einem Spannungssollwert zugeordnet ist, eine Stromerfassungseinheit, die eingerichtet ist, um einen Stromerfassungswert auszugeben, der ein Wert ist, der durch Erfassen eines von der Leistungsumwandlungsschaltung an den Motor gelieferten Stroms erhalten wird, und eine Steuerung. Die Steuerung umfasst eine Stromsteuereinheit, die eingerichtet ist, um den Spannungssollwert in Verbindung mit einem Stromsollwert zu berechnen, eine Magnetflussschätzeinheit, die eingerichtet ist, um einen geschätzten Magnetfluss und eine geschätzte Winkelgeschwindigkeit des Motors basierend auf dem Spannungssollwert und dem Stromerfassungswert auszugeben, eine Magnetflusssteuereinheit, die eingerichtet ist, um den Stromsollwert so einzustellen, dass der geschätzte Magnetfluss zu einem Magnetflusssollwert wird, und eine Geschwindigkeitssteuereinheit, die eingerichtet ist, um den Stromsollwert so einzustellen, dass die geschätzte Winkelgeschwindigkeit zu einem Winkelgeschwindigkeitssollwert wird. Die Steuerung schaltet Kombinationen aus der Anwendung der Geschwindigkeitssteuereinheit und der Anwendung der Magnetflusssteuereinheit zur Anpassung des Stromsollwerts. Die Steuerung schaltet einen Synchronstrommodus auf einen Synchronmagnetflussmodus und wählt dann einen Modus aus, in dem die Geschwindigkeitssteuereinheit und die Magnetflusssteuereinheit angewendet werden.A motor controller includes a power conversion circuit configured to apply a voltage to a motor, the voltage associated with a voltage setpoint, a current detection unit configured to output a current detection value that is a value obtained by detecting one of the power conversion circuit current supplied to the motor is obtained, and a controller. The controller comprises a current control unit, which is set up to calculate the voltage setpoint in connection with a current setpoint, a magnetic flux estimation unit, which is set up to output an estimated magnetic flux and an estimated angular velocity of the motor based on the voltage setpoint and the current detection value, a magnetic flux control unit, which is configured to set the current setpoint such that the estimated magnetic flux becomes a magnetic flux setpoint, and a speed control unit is configured to set the current setpoint such that the estimated angular velocity becomes an angular velocity setpoint. The controller switches combinations of using the speed control unit and using the magnetic flux control unit to adjust the current setpoint. The controller switches a synchronous current mode to a synchronous magnetic flux mode and then selects a mode in which the speed control unit and the magnetic flux control unit are applied.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorsteuereinrichtung, die eingerichtet ist, um das Antreiben eines Motors zu steuern.The present invention relates to an engine control device that is configured to control the driving of an engine.

Hintergrund zum Stand der TechnikBackground to the state of the art

In Patentliteratur 1 wird ein Beispiel einer Motorsteuereinrichtung nach der diesbezüglichen Technik offenbart. Die in der Patentliteratur 1 offenbarte Motorsteuereinrichtung umfasst einen Spannungssollwerterzeuger, der eingerichtet ist, um Sollwerte von Spannungen, die an einen Permanentmagnetmotor anzulegen sind, unter Verwendung einer Vielzahl von Parametern, einschließlich eines d-Achsen-Stromsollwerts, eines q-Achsen-Stromsollwerts und einer Wicklungsinduktivität und einer induzierten Spannungskonstante des Permanentmagnetmotors, zu berechnen. In der Patentliteratur 1 werden die folgenden Methoden zur Aktivierung des Permanentmagnetmotors offenbart.

(1) In einem Positioniermodus legt die Motorsteuereinrichtung Spannungen an den Permanentmagnetmotor an, basierend auf den vom Spannungssollwerterzeuger bestimmten Spannungssollwerten, basierend auf dem d-Achsen-Stromsollwert und dem von einer übergeordneten Steuerung zugeführten q-Achsen-Stromsollwert.
(2) Als nächstes erhöht die Motorsteuereinrichtung in einem Synchronbetriebsmodus eine Drehzahl durch Erhöhen eines Frequenzsollwerts eines Wechselrichters auf eine gegebene Drehzahl, während der d-Achsen-Stromsollwert als konstanter Wert gehalten wird.
(3) Anschließend führt die Motorsteuereinrichtung in einem positionssensorlosen Modus einen Betrieb durch, indem ein Schätzwert einer Magnetpolposition oder Informationen über eine Drehwinkelposition verwendet werden, die durch einen Magnetpolpositionssensor oder andere Sensoren erfasst werden.

Patent Literature 1 discloses an example of an engine control device according to the related art. The motor controller disclosed in Patent Literature 1 includes a voltage setpoint generator configured to setpoints of voltages to be applied to a permanent magnet motor using a variety of parameters including a d-axis current setpoint, a q-axis current setpoint, and one To calculate winding inductance and an induced voltage constant of the permanent magnet motor. The following methods for activating the permanent magnet motor are disclosed in Patent Literature 1.

(1) In a positioning mode, the motor control device applies voltages to the permanent magnet motor, based on the voltage setpoints determined by the voltage setpoint generator, based on the d-axis current setpoint and the q-axis current setpoint supplied by a higher-level controller.
(2) Next, in a synchronous operation mode, the motor controller increases a speed by increasing a frequency command of an inverter to a given speed while keeping the d-axis current command as a constant value.
(3) Then, in a position sensorless mode, the motor controller performs an operation using an estimated magnetic pole position value or rotation angle position information detected by a magnetic pole position sensor or other sensors.

In der Patentliteratur 1 wird die Magnetpolposition des Permanentmagnetmotors durch Integrieren des Frequenzsollwerts des Wechselrichters in den Modi (1) und (2) und durch Integrieren der erfassten Frequenz im Modus (3) geschätzt. In allen Modi (1) bis (3) bewirkt die Motorsteuereinrichtung, dass der Permanentmagnetmotor unter Verwendung der Magnetpolposition oder der geschätzten Magnetpolposition als Steuerachse arbeitet.In patent literature 1, the magnetic pole position of the permanent magnet motor is determined by integrating the frequency setpoint of the inverter in the modes ( 1 ) and ( 2 ) and by integrating the detected frequency in the mode ( 3 ) estimated. In all modes ( 1 ) to ( 3 ) causes the motor control device to operate the permanent magnet motor using the magnetic pole position or the estimated magnetic pole position as the control axis.

ReferenzlisteReferences

Patentliteraturpatent literature

Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung Nummer: 4729356 Patent literature 1: Japanese patent application number: 4729356

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Technisches ProblemTechnical problem

Bei dem in der Patentliteratur 1 offenbarten Verfahren sind die Werte der Wicklungsinduktivität und der induzierten Spannungskonstante des Permanentmagnetmotors notwendig, um die Spannungen einzustellen, die an den Permanentmagnetmotor angelegt werden sollen. Der mögliche Wert der Wicklungsinduktivität ändert sich in Abhängigkeit von der magnetischen Sättigung. Ferner ändern sich die möglichen Werte der Wicklungsinduktivität und der induzierten Spannungskonstante in Abhängigkeit von Temperaturen und Schwankungen bei der Herstellung. Ferner können die Wicklungsinduktivität und die induzierte Spannungskonstante in Abhängigkeit von einer Drehposition eine harmonische Komponente enthalten. Als Folge kann der Permanentmagnetmotor nicht stabil angetrieben werden.In the method disclosed in Patent Literature 1, the values of the winding inductance and the induced voltage constant of the permanent magnet motor are necessary in order to set the voltages to be applied to the permanent magnet motor. The possible value of the winding inductance changes depending on the magnetic saturation. Furthermore, the possible values of the winding inductance and the induced voltage constant change as a function of temperatures and fluctuations during manufacture. Furthermore, the winding inductance and the induced voltage constant can contain a harmonic component as a function of a rotational position. As a result, the permanent magnet motor cannot be driven stably.

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen und sieht deshalb eine Motorsteuereinrichtung vor, die eingerichtet ist, um einen Motor stabil anzutreiben.The present invention has been made to solve the problem described above and therefore provides an engine control device configured to stably drive an engine.

Lösung des Problemsthe solution of the problem

Eine Motorsteuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Leistungsumwandlungsschaltung, die eingerichtet ist, um eine Spannung an einen Motor anzulegen, wobei die Spannung einem Spannungssollwert zugeordnet ist; eine Stromerfassungseinheit, die eingerichtet ist, einen Stromerfassungswert auszugeben, der ein Wert ist, der durch Erfassen eines Stroms erhalten wird, der dem Motor von der Leistungsumwandlungsschaltung zugeführt wird; und eine Steuerung, die eingerichtet ist, um den Spannungssollwert anzupassen, wobei die Steuerung umfasst: eine Stromsteuereinheit, die eingerichtet ist, um den Spannungssollwert zu berechnen, der einem Stromsollwert zugeordnet ist, der als Grundlage für die an den Motor anzulegende Spannung dient, eine Magnetflussschätzeinheit, die eingerichtet ist, um basierend auf dem Spannungssollwert und dem Stromerfassungswert einen geschätzten Magnetfluss auszugeben, der ein Wert ist, der durch Schätzen eines im Motor erzeugten Magnetflusses erhalten wird, und eine geschätzte Winkelgeschwindigkeit, die ein Wert ist, der durch Schätzen einer Winkelgeschwindigkeit des Motors erhalten wird, eine Magnetflusssteuereinheit, die eingerichtet ist, um den Stromsollwert so einzustellen, dass der geschätzte Magnetfluss zu einem Magnetflusssollwert wird, und eine Geschwindigkeitssteuereinheit, die eingerichtet ist, um den Stromsollwert so einzustellen, dass die geschätzte Winkelgeschwindigkeit zu einem Winkelgeschwindigkeitssollwert wird, wobei die Steuerung Kombinationen aus der Anwendung der Geschwindigkeitssteuereinheit und der Anwendung der Magnetflusssteuereinheit als eine Steuereinheit, die zur Anpassung des Stromsollwerts angewendet werden soll, schaltet, und wobei die Steuerung einen Synchronstrommodus schaltet, in dem weder die Geschwindigkeitssteuereinheit noch die Magnetflusssteuereinheit auf einen Synchronmagnetflussmodus angewendet wird, in dem die Geschwindigkeitssteuereinheit nicht angewendet wird, sondern die Magnetflusssteuereinheit angewendet wird, und dann einen Modus auswählt, in dem die Geschwindigkeitssteuereinheit und die Magnetflusssteuereinheit angewendet werden.A motor control device according to an embodiment of the present invention comprises: a power conversion circuit configured to apply a voltage to a motor, the voltage being associated with a voltage setpoint; a current detection unit configured to output a current detection value that is a value obtained by detecting a current supplied to the motor from the power conversion circuit; and a controller configured to adjust the voltage setpoint, the controller comprising: a current control unit configured to calculate the voltage setpoint associated with a current setpoint that serves as the basis for the voltage to be applied to the motor; A magnetic flux estimation unit configured to output, based on the voltage command value and the current detection value, an estimated magnetic flux that is a value obtained by estimating a magnetic flux generated in the motor and an estimated angular velocity that is a value that is estimated by estimating an angular velocity of the motor is obtained, a magnetic flux control unit configured to set the current setpoint such that the estimated magnetic flux becomes a magnetic flux setpoint, and a speed control unit configured to set the current setpoint such that the estimated angular velocity becomes an angular velocity setpoint, the Control switches combinations of using the speed control unit and using the magnetic flux control unit as a control unit to be used to adjust the current set point, and wherein the control switches a synchronous current mode in which neither the speed control unit nor the magnetic flux control unit is applied to a synchronous magnetic flux mode which the speed control unit is not applied, but the magnetic flux control unit is applied, and then selects a mode in which the speed control unit and the magnetic flux control unit can be applied.

Vorteilhafte Wirkungen der ErfindungAdvantageous effects of the invention

Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt nach dem Synchronmagnetflussmodus ein Übergang in den Modus, in dem der Stromsollwert durch Geschwindigkeitssteuerung und Magnetflusssteuerung angepasst wird. Somit sind die Werte einer Wicklungsinduktivität und einer induzierten Spannungskonstante zur Berechnung der anzulegenden Spannung nicht erforderlich. Der Motor kann stabil angetrieben werden, während der Einfluss von Änderungen in diesen Werten und der Einfluss einer harmonischen Komponente reduziert wird.According to the embodiment of the present invention, after the synchronous magnetic flux mode, there is a transition to the mode in which the current setpoint is adjusted by speed control and magnetic flux control. The values of a winding inductance and an induced voltage constant are therefore not required for calculating the voltage to be applied. The motor can be driven stably while reducing the influence of changes in these values and the influence of a harmonic component.

Figurenlistelist of figures

1 10 is a block diagram showing an example of the configuration of an engine control device according to an embodiment 1 illustrative of the present invention.
2 is a circuit diagram, an example of the configuration of a in 1 illustrated power conversion circuit.
3 11 is a diagram illustrating an example of the configuration of a magnetic flux estimation unit in a case where a control mode is a synchronous current mode or a synchronous magnetic flux mode.
4 11 is a diagram illustrating an example of the configuration of the magnetic flux estimation unit in a case where the control mode is a first position sensorless mode or a second position sensorless mode.
5 is a diagram showing an example of configuring one in 1 illustrated d-axis current control unit.
6 is a diagram showing an example of configuring one in 1 illustrated q-axis current control unit.
7 is a diagram showing an example of configuring one in 1 illustrated speed control unit.
8th is a diagram showing an example of configuring one in 1 illustrated magnetic flux control unit.
9 is a simplified diagram illustrating the transition of control modes when and after which in 1 illustrated motor control device activated a permanent magnet motor.
10 FIG. 11 is a flowchart illustrating the operations of a switching operation associated with those in FIGS 1 mode selection switches shown is to be performed.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

Ausführungsform 1.Embodiment 1.

Es wird die Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung der Ausführungsform 1 beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, ein Beispiel der Konfiguration der Motorsteuereinrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung veranschaulichend. Eine Motorsteuereinrichtung 1 umfasst eine Leistungsumwandlungsschaltung 5, die eingerichtet ist, um Spannungen an einen Permanentmagnet-(PM)-Motor 6 auf der Grundlage von dreiphasigen Spannungssollwerten (Vu*, Vv*, Vw*) anzulegen, und eine Steuerung 2, die eingerichtet ist, um einen d-Achsen-Stromerfassungswert Idc und einen q-Achsen-Stromerfassungswert Iqc auf der Grundlage von Strömen zu bestimmen, die von der Leistungsumwandlungsschaltung 5 dem Permanentmagnetmotor 6 zugeführt werden, eine Berechnung unter Verwendung der Stromerfassungswerte als Eingänge durchzuführen und die dreiphasigen Spannungssollwerte (Vu*, Vv*, Vw*) an die Leistungsumwandlungsschaltung 5 auszugeben. Die Motorsteuereinrichtung 1 ist mit einer Motorstromerfassungseinheit 7a versehen, die eingerichtet ist, um einen U-Phasen-Strom Iu unter dreiphasigen Wechselströmen zu erfassen, die dem Permanentmagnetmotor 6 von der Leistungsumwandlungsschaltung 5 zugeführt werden. Ferner ist die Motorsteuereinrichtung 1 mit einer Motorstromerfassungseinheit 7b versehen, die eingerichtet ist, um einen W-Phasen-Strom Iw unter den dreiphasigen Wechselströmen zu erfassen, die dem Permanentmagnetmotor 6 zugeführt werden. Zu beachten ist, dass unter den dreiphasigen Wechselströmen beliebige Zweiphasenströme oder alle dreiphasigen Ströme erfasst werden können.It becomes the configuration of an engine control device of the embodiment 1 described. 1 10 is a block diagram showing an example of the configuration of the engine control device according to the embodiment 1 illustrative of the present invention. An engine control device 1 includes a power conversion circuit 5 that is set up to apply voltages to a permanent magnet (PM) motor 6 based on three-phase voltage setpoints ( Vu * . vv * . vw * ) and a controller 2 that is set up to have a d-axis current detection value idc and a q-axis current detection value Iqa based on currents determined by the power conversion circuit 5 the permanent magnet motor 6 be used to perform a calculation using the current detection values as inputs and the three-phase voltage setpoints ( Vu * . vv * . vw * ) to the power conversion circuit 5 issue. The engine control device 1 is with a motor current detection unit 7a provided, which is set up to a U-phase current Iu to detect under three-phase alternating currents that the permanent magnet motor 6 from the power conversion circuit 5 are fed. Furthermore, the engine control device 1 with a motor current detection unit 7b provided, which is set up to a W-phase current iw to be detected under the three-phase alternating currents that the permanent magnet motor 6 are fed. It should be noted that among the three-phase Any two-phase currents or all three-phase currents can be detected.

2 ist ein Schaltbild, ein Beispiel der Konfiguration der in 1 veranschaulichten Leistungsumwandlungsschaltung 5 veranschaulichend. Wie in 2 veranschaulicht, weist die Leistungsumwandlungsschaltung 5 eine Konfiguration auf, die einen Wechselrichter 21, eine Gleichstromspannungsquelle 20 und eine Treiberschaltung 23 umfasst. Der Wechselrichter 21 weist eine Konfiguration auf, die eine Vielzahl von Halbleiterelementen wie z. B. Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IGBTs) oder Leistungs-Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) umfasst. Die Halbleiterelemente werden in oberen und unteren Armen der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase verwendet. Verbindungspunkte zwischen den oberen und unteren Armen der jeweiligen Phasen werden mit dem Permanentmagnetmotor 6 durch Verkabelung verbunden. Der Wechselrichter 21 führt einen Schaltbetrieb als Reaktion auf die pulsförmigen Pulsweitenmodulation (PMW)-Pulssignale 22a, 22b und 22c aus, die von der Treiberschaltung 23 ausgegeben werden. Die Leistungsumwandlungsschaltung 5 treibt den Motor durch Anlegen von Wechselspannungen mit beliebigen Frequenzen an den Permanentmagnetmotor 6 durch Schalten für die Gleichspannungsquelle 20 an. 2 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the in 1 illustrated power conversion circuit 5 illustrative. As in 2 illustrated, the power conversion circuit 5 a configuration based on an inverter 21 , a DC voltage source 20 and a driver circuit 23 includes. The inverter 21 has a configuration that a plurality of semiconductor elements such. B. bipolar transistors with insulated gate electrode (IGBTs) or power metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFETs). The semiconductor elements are used in the upper and lower arms of the U phase, the V phase and the W phase. Connection points between the upper and lower arms of the respective phases are made with the permanent magnet motor 6 connected by wiring. The inverter 21 performs a switching operation in response to the pulse-shaped pulse width modulation (PMW) pulse signals 22a . 22b and 22c from that from the driver circuit 23 be issued. The power conversion circuit 5 drives the motor by applying alternating voltages at any frequency to the permanent magnet motor 6 by switching for the DC voltage source 20 on.

Die Steuerung 2 umfasst einen 3cpdq-Wandler 8, eine Magnetflussschätzeinheit 10, Modusauswahlschalter 16a bis 16c, eine Geschwindigkeitssteuereinheit (Automatische Geschwindigkeitsregelung (ASR)) 14, eine Magnetflusssteuereinheit 15, Stromsteuereinheiten 42 und 43, einen dq/3φ-Wandler 4 und eine Integrierschaltung 9. Der 3φ/dq-Wandler 8 bestimmt den d-Achsen-Stromerfassungswert Idc und den q-Achsen-Stromerfassungswert Iqc durch Durchführung von Koordinatenumwandlung von dreiphasigen Achsen in Steuerachsen für den von den Motorstromerfassungseinheiten 7a und 7b erfassten U-Phasenstrom Iu und den W-Phasenstrom Iw unter Verwendung einer Steuerachsenphase θdc, die eine Richtung eines geschätzten Magnetflusses ist.The control 2 includes a 3cpdq converter 8th , a magnetic flux estimation unit 10 , Mode selection switch 16a to 16c , a speed control unit (automatic speed control (ASR)) 14 , a magnetic flux control unit 15 , Current control units 42 and 43 , a dq / 3φ converter 4 and an integrating circuit 9 , The 3φ / dq converter 8th determines the d-axis current detection value idc and the q-axis current detection value Iqa by performing coordinate conversion of three-phase axes into control axes for that of the motor current detection units 7a and 7b detected U-phase current Iu and the W phase current iw using a control axis phase θdc, which is a direction of an estimated magnetic flux.

Die Stromsteuereinheit 42 ist eine d-Achsen-Stromsteuereinheit. Die Stromsteuereinheit 43 ist eine q-Achsen-Stromsteuereinheit. Die Stromsteuereinheiten 42 und 43 berechnen Spannungssollwerte in Verbindung mit eingegebenen Stromsollwerten. Die Stromsollwerte sind Werte, die als Grundlage für die an den Permanentmagnetmotor 6 anzulegenden Spannungen dienen. Einzelheiten der Konfigurationen der Stromsteuereinheiten 42 und 43 werden später beschrieben. Die Steuerung 2 wird durch eine integrierte Halbleiterschaltung mit einem Speicher, der ein Programm speichert, und einer arithmetischen Verarbeitungseinheit mit einer arithmetischen Steuerfunktion implementiert, wie beispielsweise einer Zentraleinheit (CPU) oder einem digitalen Signalprozessor (DSP), der eingerichtet ist, um eine Verarbeitung basierend auf dem Programm durchzuführen. Die Steuerung 2 ist zum Beispiel ein Mikrocomputer.The power control unit 42 is a d-axis current control unit. The power control unit 43 is a q-axis current control unit. The current control units 42 and 43 calculate voltage setpoints in connection with entered current setpoints. The current setpoints are values that are used as the basis for the permanent magnet motor 6 voltages to be applied. Details of the configurations of the current control units 42 and 43 will be described later. The control 2 is implemented by a semiconductor integrated circuit having a memory that stores a program and an arithmetic processing unit with an arithmetic control function, such as a central processing unit (CPU) or a digital signal processor (DSP), which is set up to carry out processing based on the program perform. The control 2 is for example a microcomputer.

Die Motorsteuereinrichtung 1 der Ausführungsform 1 weist eine Vielzahl von Modusarten in Bezug auf die Steuerung über den Permanentmagnetmotor 6 auf. Die Steuerung 2 weist beispielsweise einen Modus auf, in dem die Magnetflusssteuereinheit 15 nicht zur Anpassung der Stromsollwerte, die in die Stromsteuereinheiten 42 und 43 einzugeben sind, angewendet wird, einen Modus, in dem die Magnetflusssteuereinheit 15 zur Anpassung angewendet wird, einen Modus, in dem die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 zur Anpassung angewendet wird, und einen Modus, in dem die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 nicht zur Anpassung angewendet wird. Unter Verwendung der Vielzahl von Modusarten schaltet die Steuerung 2 Kombinationen aus der Anwendung der Geschwindigkeitssteuereinheit 14 und der Anwendung der Magnetflusssteuereinheit 15. Modi, die durch Kombinationen aus der Steuerung der Geschwindigkeit und der Steuerung des Magnetflusses dargestellt werden, werden im Folgenden als Steuerungsmodi bezeichnet. Die Steuerungsmodi beinhalten Modi, in denen kein Positionsfeedback durchgeführt wird und Modi, in denen einPositionsfeedback durchgeführt wird. Die Modi, bei denen kein Positionsfeedback durchgeführt wird, umfassen einen Synchronstrommodus und einen Synchronmagnetflussmodus. Der Synchronstrommodus ist ein Modus, in dem zur Anpassung der Stromsollwerte weder die Geschwindigkeitssteuereinheit 14, noch die Magnetflusssteuereinheit 15 angewendet wird. Der Synchronstrommodus ist ein Modus, in dem zur Anpassung der Stromsollwerte nicht die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 angewendet wird, sondern die Magnetflusssteuereinheit 15 angewendet wird. Die Modi, bei denen das Positionsfeedback durchgeführt wird, umfassen einen ersten positionssensorlosen Modus und einen zweiten positionssensorlosen Modus. Der erste positionssensorlose Modus ist ein Modus, in dem zur Anpassung der Stromsollwerte die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 angewendet wird, aber die Magnetflusssteuereinheit 15 nicht angewendet wird. Der zweite positionssensorlose Modus ist ein Modus, in dem zur Anpassung der Stromsollwerte die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 und die Magnetflusssteuereinheit 15 angewendet werden. Die Steuerung 2 bedient die Modusauswahlschalter 16a bis 16c in Zusammenhang mit den Steuerungsmodi.The engine control device 1 the embodiment 1 has a variety of mode types related to control via the permanent magnet motor 6 on. The control 2 has, for example, a mode in which the magnetic flux control unit 15 not to adjust the current setpoints that are in the current control units 42 and 43 are inputted, a mode in which the magnetic flux control unit 15 is applied for adjustment, a mode in which the speed control unit 14 is applied for adjustment, and a mode in which the speed control unit 14 is not used for adjustment. The controller switches using the variety of mode types 2 Combinations from the application of the speed control unit 14 and the application of the magnetic flux control unit 15 , Modes that are represented by combinations of the control of the speed and the control of the magnetic flux are referred to below as control modes. The control modes include modes in which position feedback is not performed and modes in which position feedback is performed. The modes in which position feedback is not performed include a synchronous current mode and a synchronous magnetic flux mode. The synchronous current mode is a mode in which neither the speed control unit adjusts the current setpoints 14 , nor the magnetic flux control unit 15 is applied. The synchronous current mode is a mode in which the speed control unit does not adjust the current setpoints 14 is applied, but the magnetic flux control unit 15 is applied. The modes in which the position feedback is carried out include a first position sensorless mode and a second position sensorless mode. The first position sensorless mode is a mode in which the speed control unit is used to adjust the current setpoints 14 is applied, but the magnetic flux control unit 15 is not applied. The second position sensorless mode is a mode in which the speed control unit is used to adapt the current setpoints 14 and the magnetic flux control unit 15 be applied. The control 2 operates the mode selection switches 16a to 16c related to the control modes.

Die Modusauswahlschalter 16a bis 16c schalten Verbindungen in Zusammenhang mit den Steuerungsmodi, die der Synchronstrommodus, der Synchronmagnetflussmodus, der erste positionssensorlose Modus und der zweite positionssensorlose Modus sind. Besonders, wenn der Steuerungsmodus der Synchronstrommodus ist, verbinden die Modusauswahlschalter 16a bis 16c Verbindungsziele mit den in 1 veranschaulichten Anschlüssen A. Wenn der Steuerungsmodus der Synchronmagnetflussmodus ist, verbinden die Modusauswahlschalter 16a bis 16c die Verbindungsziele mit den in 1 veranschaulichten Anschlüssen B. Wenn der Steuerungsmodus der erste positionssensorlose Modus ist, verbinden die Modusauswahlschalter 16a bis 16c die Verbindungsziele mit den in 1 veranschaulichten Anschlüssen C. Wenn der Steuerungsmodus der zweite positionssensorlose Modus ist, verbinden die Modusauswahlschalter 16a bis 16c die Verbindungsziele mit den in 1 veranschaulichten Anschlüssen D.The mode selection switches 16a to 16c switch connections related to the control modes, the synchronous current mode, the synchronous magnetic flux mode, the first position sensorless mode and the second position sensorless mode Mode are. Especially when the control mode is the synchronous current mode, the mode selection switches connect 16a to 16c Connection targets with the in 1 illustrated connections A , When the control mode is the synchronous magnetic flux mode, the mode selection switches connect 16a to 16c the connection targets with the in 1 illustrated connections B , When the control mode is the first position sensorless mode, the mode selection switches connect 16a to 16c the connection targets with the in 1 illustrated connections C , When the control mode is the second position sensorless mode, the mode selection switches connect 16a to 16c the connection targets with the in 1 illustrated connections D ,

Zu beachten ist, dass in 1 in jedem der Modusauswahlschalter 16a und 16b der Anschluss A und der Anschluss B gemeinsame Anschlüsse sind und der Anschluss C und der Anschluss D gemeinsame Anschlüsse sind. Ferner sind der Anschluss A und der Anschluss C gemeinsame Anschlüsse im Modusauswahlschalter 16c. Zugunsten der Beschreibung veranschaulicht 1 schematisch die Modusauswahlschalter 16a bis 16c als mechanische Schalter. Die Modusauswahlschalter 16a bis 16c sind in der Motorsteuereinrichtung 1 so implementiert, dass die arithmetische Verarbeitungseinheit der Steuerung 2 das Programm ausführt. Weiterhin können der 3φ/dq-Wandler 8, der dq/3φ-Wandler 4, die Integrierschaltung 9, die Magnetflussschätzeinheit 10, die Geschwindigkeitssteuereinheit 14, die Magnetflusssteuereinheit 15 und die Stromsteuereinheiten 42 und 43 in der Motorsteuereinrichtung 1 so implementiert werden, dass die arithmetische Verarbeitungseinheit der Steuerung 2 das Programm ausführt. Darüber hinaus kann ein Teil dieser Komponenten eine dedizierte Schaltung wie beispielsweise ein ASIC (Anwendungsspezifizierte Integrierte Schaltung) sein. Zum Beispiel können der 3φ/dq-Wandler 8, der dq/3φ-Wandler 4, die Integrierschaltung 9, die Magnetflussschätzeinheit 10, die Geschwindigkeitssteuereinheit 14, die Magnetflusssteuereinheit 15 und die Stromsteuereinheiten 42 und 43 durch dedizierte Schaltungen implementiert und unabhängig von der Steuerung 2 bereitgestellt werden. Zu beachten ist, dass es nicht wünschenswert ist, dass diese Komponenten auf derselben Leiterplatte vorgesehen werden wie die der Steuerung 2.It should be noted that in 1 in each of the mode selection switches 16a and 16b the connection A and the connection B are common connections and the connection C and the connection D are common connections. Furthermore, the connection A and the connection C common connections in the mode selection switch 16c , Illustrated in favor of the description 1 schematically the mode selection switch 16a to 16c as a mechanical switch. The mode selection switches 16a to 16c are in the engine control unit 1 implemented so that the arithmetic processing unit of the controller 2 executes the program. Furthermore, the 3φ / dq converter 8th , the dq / 3φ converter 4 , the integrating circuit 9 , the magnetic flux estimation unit 10 , the speed control unit 14 , the magnetic flux control unit 15 and the current control units 42 and 43 in the engine control unit 1 be implemented so that the arithmetic processing unit of the controller 2 executes the program. In addition, some of these components can be a dedicated circuit such as an ASIC (Application Specified Integrated Circuit). For example, the 3φ / dq converter 8th , the dq / 3φ converter 4 , the integrating circuit 9 , the magnetic flux estimation unit 10 , the speed control unit 14 , the magnetic flux control unit 15 and the current control units 42 and 43 implemented by dedicated circuits and independent of the controller 2 to be provided. Note that it is not desirable to have these components on the same circuit board as the controller 2 ,

Wie in 1 veranschaulicht, ist auf einer Eingangsseite der Magnetflusssteuereinheit 15 ein Subtrahierer 11e vorgesehen und der Modusauswahlschalter 16c ist mit einer Ausgangsseite der Magnetflusssteuereinheit 15 verbunden. Der Anschluss B des Modusauswahlschalters 16c ist mit dem Anschluss A und dem Anschluss B des Modusauswahlschalters 16b verbunden. Ein Subtrahierer 11d ist an einer Ausgangsseite des Modusauswahlschalters 16a vorgesehen. Der Subtrahierer 11d ist mit einer Eingangsseite der Geschwindigkeitssteuereinheit 14 verbunden und der Anschluss C und der Anschluss D des Modusauswahlschalters 16b sind mit einer Ausgangsseite der Geschwindigkeitssteuereinheit 14 verbunden. Der Modusauswahlschalter 16b ist über einen Subtrahierer 11c mit der Stromsteuereinheit 43 verbunden. Der Anschluss D des Modusauswahlschalters 16c ist über einen Subtrahierer 11b mit der Stromsteuereinheit 42 verbunden.As in 1 is on an input side of the magnetic flux control unit 15 a subtractor 11e provided and the mode selection switch 16c is with an output side of the magnetic flux control unit 15 connected. The connection B of the mode selection switch 16c is with the connection A and the connection B of the mode selection switch 16b connected. A subtractor 11d is on an output side of the mode selection switch 16a intended. The subtractor 11d is with an input side of the speed control unit 14 connected and the connection C and the connection D of the mode selection switch 16b are with an output side of the speed control unit 14 connected. The mode selection switch 16b is about a subtractor 11c with the current control unit 43 connected. The connection D of the mode selection switch 16c is about a subtractor 11b with the current control unit 42 connected.

Die Magnetflussschätzeinheit 10 berechnet einen geschätzten Magnetfluss Φ1 und eine geschätzte Winkelgeschwindigkeit ω1 des Permanentmagnetmotors 6 durch Berechnung, unter Verwendung des d-Achsen-Stromerfassungswertes Idc, des q-Achsen-Stromerfassungswertes Iqc, eines d-Achsen-Spannungssollwertes Vd* und eines q-Achsen-Spannungssollwertes Vq* als Eingänge. Im ersten positionssensorlosen Modus und im zweiten positionssensorlosen Modus bestimmt der Subtrahierer 11d eine Differenz zwischen einem Winkelgeschwindigkeitssollwert ω* und der geschätzten Winkelgeschwindigkeit ω1 und die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 passt einen q-Achsen-Stromsollwert Iq* so an, dass der Wert der Differenz Null wird.The magnetic flux estimation unit 10 calculates an estimated magnetic flux Φ1 and an estimated angular velocity ω1 of the permanent magnet motor 6 by calculation using the d-axis current detection value idc , the q-axis current detection value Iqa , a d-axis voltage setpoint Vd * and a q-axis voltage setpoint Vq * as inputs. The subtractor determines in the first position sensorless mode and in the second position sensorless mode 11d a difference between an angular velocity setpoint ω * and the estimated angular velocity ω1 and the speed control unit 14 fits a q-axis current setpoint q * so that the value of the difference becomes zero.

Wenn im Synchronmagnetflussmodus der Wert der Differenz zwischen einem Magnetflusssollwert Φ* und dem geschätzten Magnetfluss Φ1 vom Subtrahierer 11e eingegeben wird, passt die Magnetflusssteuereinheit 15 den q-Achsen-Stromsollwert Iq* so an, dass der Wert der Differenz Null wird. Wenn im zweiten positionssensorlosen Modus der Wert der Differenz zwischen einem Magnetflusssollwert Φ* und dem geschätzten Magnetfluss Φ1 vom Subtrahierer 11e eingegeben wird, passt die Magnetflusssteuereinheit 15 einen d-Achsen-Stromsollwert Iq* so an, dass der Wert der Differenz Null wird.When in synchronous magnetic flux mode, the value of the difference between a magnetic flux setpoint Φ * and the estimated magnetic flux Φ1 from the subtractor 11e is entered, the magnetic flux control unit fits 15 the q-axis current setpoint q * so that the value of the difference becomes zero. If in the second position sensorless mode, the value of the difference between a magnetic flux setpoint Φ * and the estimated magnetic flux Φ1 from the subtractor 11e is entered, the magnetic flux control unit fits 15 a d-axis current setpoint q * so that the value of the difference becomes zero.

Die Stromsteuereinheit 42 bestimmt eine Differenz zwischen dem d-Achsen-Stromsollwert Id* und dem d-Achsen-Stromerfassungswert Idc und gibt den d-Achsen-Spannungssollwert Vd* aus, so dass der Wert der Differenz Null wird. Die Stromsteuereinheit 43 bestimmt eine Differenz zwischen dem q-Achsen-Stromsollwert Iq* und dem q-Achsen-Stromerfassungswert Iqc und gibt den q-Achsen-Spannungssollwert Vq* aus, so dass der Wert der Differenz Null wird. Der dq/3cp-Wandler 4 führt die Koordinatenumwandlung von den Steuerachsen zu den dreiphasigen Achsen für den d-Achsen-Spannungssollwert Vd* und den q-Achsen-Spannungssollwert Vq* durch und gibt die dreiphasigen Spannungssollwerte (Vu*, Vv*, Vw*) aus, die auf den Permanentmagnetmotor 6 anzuwenden sind.The power control unit 42 determines a difference between the d-axis current setpoint id * and the d-axis current detection value idc and gives the d-axis voltage setpoint Vd * off so that the value of the difference becomes zero. The power control unit 43 determines a difference between the q-axis current setpoint q * and the q-axis current detection value Iqa and gives the q-axis voltage setpoint Vq * off so that the value of the difference becomes zero. The dq / 3cp converter 4 performs the coordinate conversion from the control axes to the three-phase axes for the d-axis voltage setpoint Vd * and the q-axis voltage setpoint Vq * and gives the three-phase voltage setpoints ( Vu * . vv * . vw * ) from the permanent magnet motor 6 are to be applied.

Als nächstes werden Hauptkomponenten unter den in der Steuerung 2 enthaltenen Komponenten ausführlich beschrieben.Next are major components among those in the controller 2 components described in detail.

[Magnetflussschätzeinheit 10] [Magnetic flux estimation unit 10]

Es wird die Konfiguration der in 1 veranschaulichten Magnetflussschätzeinheit 10 beschrieben.It will configure the in 1 illustrated magnetic flux estimation unit 10 described.

Die Magnetflussschätzeinheit 10 empfängt den d-Achsen-Stromerfassungswert Idc und den q-Achsen-Stromerfassungswert Iqc von dem 3φ/dq-Wandler 8 und empfängt auch den d-Achsen-Spannungssollwert Vd* und den q-Achsen-Spannungssollwert Vq* von den Stromsteuereinheiten 42 und 43. Die Magnetflussschätzeinheit 10 schätzt einen im Permanentmagnetmotor 6 erzeugten Magnetfluss und eine Winkelgeschwindigkeit des Permanentmagnetmotors 6 unter Verwendung des d-Achsen-Stromerfassungswertes Idc, des q-Achsen-Stromerfassungswertes Iqc, des d-Achsen-Spannungssollwertes Vd* und des q-Achsen-Spannungssollwertes Vq*. Die Magnetflussschätzeinheit 10 gibt den geschätzten Magnetfluss Φ1, der ein durch die Schätzung erhaltener Magnetfluss ist, und die geschätzte Winkelgeschwindigkeit ω1, die eine durch die Schätzung erhaltene Winkelgeschwindigkeit ist, aus.The magnetic flux estimation unit 10 receives the d-axis current detection value Idc and the q-axis current detection value Iqa from the 3φ / dq converter 8th and also receives the d-axis voltage setpoint Vd * and the q-axis voltage setpoint Vq * from the current control units 42 and 43 , The magnetic flux estimation unit 10 appreciates one in the permanent magnet motor 6 generated magnetic flux and an angular velocity of the permanent magnet motor 6 using the d-axis current detection value idc , the q-axis current detection value Iqa , the d-axis voltage setpoint Vd * and the q-axis voltage setpoint Vq * , The magnetic flux estimation unit 10 gives the estimated magnetic flux Φ1 , which is a magnetic flux obtained by the estimate, and the estimated angular velocity ω1 , which is an angular velocity obtained by the estimation.

Im ersten positionssensorlosen Modus und im zweiten positionssensorlosen Modus integriert die Integrierschaltung 9 die geschätzte Winkelgeschwindigkeit ω1, um die Steuerachsenphase θdc zu schätzen, die die Richtung des geschätzten Magnetflusses des Permanentmagnetmotors 6 ist. Die Steuerachsenphase θdc wird in den dq/3(p-Wandler 4 und dem 3φ/dq-Wandler 8 eingegeben und für die Berechnung durch die jeweiligen Blöcke verwendet.The integrating circuit integrates in the first position sensorless mode and in the second position sensorless mode 9 the estimated angular velocity ω1 to estimate the control axis phase θdc, which is the direction of the estimated magnetic flux of the permanent magnet motor 6 is. The control axis phase θdc is in the dq / 3 (p-converter 4 and the 3φ / dq converter 8 and used for the calculation by the respective blocks.

3 ist ein Diagramm, ein Beispiel der Konfiguration der Magnetflussschätzeinheit in einem Fall veranschaulichend, in dem der Steuerungsmodus der Synchronstrommodus oder der Synchronmagnetflussmodus ist. Wenn der Steuerungsmodus der Synchronstrommodus oder der Synchronmagnetflussmodus ist, ist der Modusauswahlschalter 16a mit dem Anschluss A und dem Anschluss B verbunden. Der Winkelgeschwindigkeitssollwert ω* wird über den Modusauswahlschalter 16a in die Magnetflussschätzeinheit 10 eingegeben. 3 11 is a diagram illustrating an example of the configuration of the magnetic flux estimation unit in a case where the control mode is the synchronous current mode or the synchronous magnetic flux mode. When the control mode is the synchronous current mode or the synchronous magnetic flux mode, the mode selection switch is 16a with the connection A and the connection B connected. The angular velocity setpoint ω * is via the mode selection switch 16a into the magnetic flux estimation unit 10 entered.

Die Magnetflussschätzeinheit 10 berechnet auf Grundlage von Ausdruck (1) einen d-Achsen-Schätzmagnetfluss Φd1, der ein geschätzter Magnetfluss auf der d-Achse ist. Insbesondere subtrahiert die Magnetflussschätzeinheit 10 einen resultierenden Wert, der durch Multiplizieren des d-Achsen-Stromerfassungswertes Idc mit einem Widerstandswert R einer Primärwicklung des Permanentmagnetmotors 6 erhalten wird, vom d-Achsen-Spannungssollwert Vd*, der von der d-Achsen-Stromsteuereinheit 42 ausgegeben wird. Anschließend addiert die Magnetflussschätzeinheit 10 einen Wert, der durch Multiplizieren des Winkelgeschwindigkeitssollwerts ω* und eines q-Achsen-Schätzmagnetflusses Φq1, der ein geschätzter Magnetfluss auf der q-Achse ist, erhalten wird, zu einem Ergebnis der Subtraktion. Ferner berechnet die Magnetflussschätzeinheit 10 den d-Achsen-Schätzmagnetfluss Φd1 durch Durchführen einer Verzögerungsfilterung erster Ordnung für ein Ergebnis der Addition bei einer Grenzfrequenz ωc unter Verwendung einer Variablen s.
[Math. 1] $Φ d1 = ({Vd}^{*} - R \times Idc + ω^{*} \times Φ q1) / (s + ω c)$

The magnetic flux estimation unit 10 calculates a d-axis estimation magnetic flux based on expression (1) Φd1 which is an estimated magnetic flux on the d-axis. In particular, the magnetic flux estimation unit subtracts 10 a resulting value by multiplying the d-axis current detection value idc with a resistance value R a primary winding of the permanent magnet motor 6 is obtained from the d-axis voltage setpoint Vd * by the d-axis current control unit 42 is issued. The magnetic flux estimation unit then adds 10 a value obtained by multiplying the angular velocity target ω * and a q-axis estimation magnetic flux Φq1 , which is an estimated magnetic flux on the q axis, is obtained as a result of the subtraction. The magnetic flux estimation unit also calculates 10 the d-axis estimation magnetic flux Φd1 by performing first order delay filtering on a result of addition at a cutoff frequency ωc using a variable s.
[Math. 1]

Φ d1 = ({vd}^{*} - R \times idc + ω^{*} \times Φ q1) / (s + ω c)

Ferner berechnet die Magnetflussschätzeinheit 10 auf Grundlage von Ausdruck (2) den q-Achsen-Schätzmagnetfluss Φq1. Insbesondere subtrahiert die Magnetflussschätzeinheit 10 einen resultierenden Wert, der durch Multiplizieren des q-Achsen-Stromerfassungswertes Idc mit dem Widerstandswert R der Primärwicklung des Permanentmagnetmotors 6 erhalten wird, vom q-Achsen-Spannungssollwert Vq*, der von der q-Achsen-Stromsteuereinheit 43 ausgegeben wird. Anschließend subtrahiert die Magnetflussschätzeinheit 10 einen Wert, der durch Multiplizieren des Winkelgeschwindigkeitssollwerts ω* und des d-Achsen-Schätzmagnetflusses Φd1 erhalten wird, von einem Ergebnis der Subtraktion. Ferner berechnet die Magnetflussschätzeinheit 10 den q-Achsen-Schätzmagnetfluss Φq1 durch Durchführen der Verzögerungsfilterung erster Ordnung für ein Ergebnis der Subtraktion bei der Grenzfrequenz ωc. Durch die Verzögerungsfilterung erster Ordnung kann der Permanentmagnetmotor 6 stabil in einem niedrigen Drehzahlbereich angetrieben werden. Anschließend gibt die Magnetflussschätzeinheit 10 den q-Achsen-Schätzmagnetfluss Φq1 als den geschätzten Magnetfluss Φ1 an den Subtrahierer 11e aus.

[Math. 2] $Φ q1 = ({Vq}^{*} - R \times Iqc - ω^{*} \times Φ d1) / (s + ω c)$

The magnetic flux estimation unit also calculates 10 the q-axis estimation magnetic flux based on expression (2) Φq1 , In particular, the magnetic flux estimation unit subtracts 10 a resulting value by multiplying the q-axis current detection value idc with the resistance value R the primary winding of the permanent magnet motor 6 is obtained from the q-axis voltage setpoint Vq * by the q-axis current control unit 43 is issued. The magnetic flux estimation unit then subtracts 10 a value obtained by multiplying the angular velocity target ω * and the d-axis estimation magnetic flux Φd1 is obtained from a result of subtraction. The magnetic flux estimation unit also calculates 10 the q-axis estimation magnetic flux Φq1 by performing first order delay filtering for a result of subtraction at the cutoff frequency wC , Due to the delay filtering of the first order, the permanent magnet motor can 6 be driven stably in a low speed range. Then the magnetic flux estimation unit gives 10 the q-axis estimation magnetic flux Φq1 than the estimated magnetic flux Φ1 to the subtractor 11e out.

[Math. 2]

Φ q1 = ({Vq}^{*} - R \times Iqa - ω^{*} \times Φ d1) / (s + ω c)

4 ist ein Diagramm, ein Beispiel der Konfiguration der Magnetflussschätzeinheit in einem Fall veranschaulichend, in dem der Steuerungsmodus der erste positionssensorlose Modus oder der zweite positionssensorlose Modus ist. Wenn der Steuerungsmodus der erste positionssensorlose Modus oder der zweite positionssensorlose Modus ist, ist der Modusauswahlschalter 16a mit dem Anschluss C und dem Anschluss D verbunden. Der Winkelgeschwindigkeitssollwert ω* wird nicht in die Magnetflussschätzeinheit 10 eingegeben. 4 11 is a diagram illustrating an example of the configuration of the magnetic flux estimation unit in a case where the control mode is the first position sensorless mode or the second position sensorless mode. When the control mode is the first position sensorless mode or the second position sensorless mode, the mode selection switch is 16a with the connection C and the connection D connected. The angular velocity setpoint ω * is not in the magnetic flux estimation unit 10 entered.

Die Magnetflussschätzeinheit 10 berechnet auf Grundlage von Ausdruck (3) den d-Achsen-Schätzmagnetfluss Φd1. Insbesondere subtrahiert die Magnetflussschätzeinheit 10 den resultierenden Wert, der durch Multiplizieren des d-Achsen-Stromerfassungswertes Idc mit dem Widerstandswert R der Primärwicklung des Permanentmagnetmotors 6 erhalten wird, vom d-Achsen-Spannungssollwert Vd*, der von der d-Achsen-Stromsteuereinheit 42 ausgegeben wird. Anschließend berechnet die Magnetflussschätzeinheit 10 den d-Achsen-Schätzmagnetfluss Φd1 durch Durchführen der Verzögerungsfilterung erster Ordnung für ein Ergebnis der Subtraktion bei der Grenzfrequenz ωc. Anschließend gibt die Magnetflussschätzeinheit 10 den d-Achsen-Schätzmagnetfluss Φd1 als den geschätzten Magnetfluss Φ1 an den Subtrahierer 11e aus.
[Math. 3] $Φ d1 = ({Vd}^{*} - R \times Idc) / (s + ω c)$

The magnetic flux estimation unit 10 calculates the d-axis estimation magnetic flux based on expression (3) Φd1 , In particular subtracted the magnetic flux estimation unit 10 the resulting value by multiplying the d-axis current detection value idc with the resistance value R the primary winding of the permanent magnet motor 6 is obtained from the d-axis voltage setpoint Vd * by the d-axis current control unit 42 is issued. The magnetic flux estimation unit then calculates 10 the d-axis estimation magnetic flux Φd1 by performing first order delay filtering for a result of subtraction at the cutoff frequency wC , Then the magnetic flux estimation unit gives 10 the d-axis estimation magnetic flux Φd1 than the estimated magnetic flux Φ1 to the subtractor 11e out.
[Math. 3]

Φ d1 = ({vd}^{*} - R \times idc) / (s + ω c)

Ferner berechnet die Magnetflussschätzeinheit 10 auf Grundlage von Ausdruck (4) die geschätzte Winkelgeschwindigkeit ω1. Insbesondere subtrahiert die Magnetflussschätzeinheit 10 den resultierenden Wert, der durch Multiplizieren des q-Achsen-Stromerfassungswertes Idc mit dem Widerstandswert R der Primärwicklung des Permanentmagnetmotors 6 erhalten wird, vom q-Achsen-Spannungssollwert Vq*, der von der q-Achsen-Stromsteuereinheit 43 ausgegeben wird. Anschließend berechnet die Magnetflussschätzeinheit 10 die geschätzte Winkelgeschwindigkeit ω1 durch Teilen eines Ergebnisses der Subtraktion durch den d-Achsen-Schätzmagnetfluss Φd1. Anschließend gibt die Magnetflussschätzeinheit 10 die geschätzte Winkelgeschwindigkeit ω1 an den Modusauswahlschalter 16a aus.
[Math. 4] $ω 1 = ({Vq}^{*} - R \times Iqc) / Φ d1$

The magnetic flux estimation unit also calculates 10 the estimated angular velocity based on expression (4) ω1 , In particular, the magnetic flux estimation unit subtracts 10 the resulting value by multiplying the q-axis current detection value idc with the resistance value R the primary winding of the permanent magnet motor 6 is obtained from the q-axis voltage setpoint Vq * by the q-axis current control unit 43 is issued. The magnetic flux estimation unit then calculates 10 the estimated angular velocity ω1 by dividing a result of subtraction by the d-axis estimation magnetic flux Φd1 , Then the magnetic flux estimation unit gives 10 the estimated angular velocity ω1 to the mode selection switch 16a out.
[Math. 4]

ω 1 = ({Vq}^{*} - R \times Iqa) / Φ d1

[Stromsteuereinheiten 42 und 43][Current Control Units 42 and 43]

Als nächstes werden die Konfigurationen der in 1 veranschaulichten Stromsteuereinheiten 42 und 43 beschrieben. 5 ist ein Diagramm, ein Beispiel der Konfiguration der in 1 veranschaulichten d-Achsen-Stromsteuereinheit veranschaulichend. Die Stromsteuereinheit 42 umfasst eine Proportionalrecheneinheit 42A, eine Integralrecheneinheit 42B und einen Addierer 42C. Die Stromsteuereinheit 42 berechnet auf Grundlage von Ausdruck (5) den d-Achsen-Spannungssollwert Vd*. Insbesondere berechnet der Subtrahierer 11b eine Abweichung zwischen dem d-Achsen-Stromerfassungswert Idc und dem d-Achsen-Stromsollwert Id*, die von einer übergeordneten Einrichtung (nicht dargestellt) mit einer übergeordneten Steuerung oder von der Magnetflusssteuereinheit 15 eingegeben werden, und gibt sie aus. Die Stromsteuereinheit 42 berechnet den d-Achsen-Spannungssollwert Vd* durch Addieren eines Ergebnisses, das so erhalten wird, dass die Proportionalrecheneinheit 42A den ausgegebenen Wert des Subtrahierers 11b mit einer Proportionalverstärkung Kpd multipliziert, und eines Ergebnisses, das so erhalten wird, dass die Integralrecheneinheit 42B den ausgegebenen Wert des Subtrahierers 11b mit einer Integralverstärkung Kid multipliziert, und führt Integration durch. Anschließend gibt die Stromsteuereinheit 42 den d-Achsen-Spannungssollwert Vd* an den dq/3cp-Wandler 4 aus.
[Math. 5] ${Vd}^{*} = ({Id}^{*} - Idc) \times (Kpd + Kid / s)$

Next, the configurations of the in 1 illustrated

current control units

42 and 43 described. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the in 1 illustrated d-axis current control unit. The power control unit 42 includes a proportional computing unit 42A , an integral computing unit 42B and an adder 42C , The power control unit 42 calculated based on expression ( 5 ) the d-axis voltage setpoint Vd * , In particular, the subtractor calculates 11b a deviation between the d-axis current detection value idc and the d-axis current setpoint id * by a higher-level device (not shown) with a higher-level control or by the magnetic flux control unit 15 can be entered and output. The power control unit 42 calculates the d-axis voltage setpoint Vd * by adding a result obtained so that the proportional arithmetic unit 42A the output value of the subtractor 11b multiplied by a proportional gain Kpd, and a result obtained so that the integral computing unit 42B the output value of the subtractor 11b multiplied by an integral gain Kid, and performs integration. Then the power control unit gives 42 the d-axis voltage setpoint Vd * to the dq / 3cp converter 4.
[Math. 5]

{vd}^{*} = ({id}^{*} - idc) \times (kpd + Kid / s)

6 ist ein Diagramm, ein Beispiel der Konfiguration der in 1 veranschaulichten q-Achsen-Stromsteuereinheit veranschaulichend. Die Stromsteuereinheit 43 umfasst eine Proportionalrecheneinheit 43A, eine Integralrecheneinheit 43B und einen Addierer 43C. Die Stromsteuereinheit 43 berechnet auf Grundlage von Ausdruck (6) den q-Achsen-Spannungssollwert Vq*. Insbesondere berechnet der Subtrahierer 11c eine Abweichung zwischen dem q-Achsen-Stromerfassungswert Iqc und dem q-Achsen-Stromsollwert Iq*, die von einer übergeordneten Einrichtung (nicht dargestellt), der Steuereinheit 14 oder von der Magnetflusssteuereinheit 15 eingegeben werden, und gibt sie aus. Die Stromsteuereinheit 43 berechnet den q-Achsen-Spannungssollwert Vq durch Addieren eines Ergebnisses, das so erhalten wird, dass die Proportionalrecheneinheit 43A den ausgegebenen Wert des Subtrahierers 11c mit einer Proportionalverstärkung Kpd multipliziert, und eines Ergebnisses, das so erhalten wird, dass die Integralrecheneinheit 43B den ausgegebenen Wert des Subtrahierers 11c mit einer Integralverstärkung Kiq multipliziert, und führt Integration durch. Anschließend gibt die Stromsteuereinheit 43 den q-Achsen-Spannungssollwert Vq* an den dq/3cp-Wandler 4 aus.
[Math. 6] ${Vq}^{*} = ({Iq}^{*} \times Iqc) \times (Kpq + Kiq / s)$

6 is a diagram showing an example of the configuration of the in 1 illustrated q-axis current control unit. The power control unit 43 includes a proportional computing unit 43A , an integral computing unit 43B and an adder 43C , The power control unit 43 calculates the q-axis voltage setpoint based on expression (6) Vq * , In particular, the subtractor calculates 11c a deviation between the q-axis current detection value Iqc and the q-axis current setpoint q * by a higher-level device (not shown), the control unit 14 or from the magnetic flux control unit 15 can be entered and output. The power control unit 43 calculates the q-axis voltage setpoint Vq by adding a result obtained so that the proportional arithmetic unit 43A the output value of the subtractor 11c multiplied by a proportional gain Kpd, and a result obtained so that the integral computing unit 43B the output value of the subtractor 11c multiplied by an integral gain Kiq, and performs integration. Then the power control unit gives 43 the q-axis voltage setpoint Vq * to the dq / 3cp converter 4.
[Math. 6]

{Vq}^{*} = ({iq}^{*} \times Iqa) \times (kpq + kiq / s)

[Geschwindigkeitssteuereinheit 14][Speed control unit 14]

Als nächstes wird die Konfiguration der in 1 veranschaulichten Geschwindigkeitssteuereinheit 14 beschrieben. 7 ist ein Diagramm, ein Beispiel der Konfiguration der in 1 veranschaulichten Geschwindigkeitssteuereinheit veranschaulichend. Die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 umfasst eine Proportionalrecheneinheit 14A, eine Integralrecheneinheit 14B und einen Addierer 14C. Wenn der Steuerungsmodus der erste positionssensorlose Modus oder der zweite positionssensorlose Modus ist, berechnet die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 den q-Achsen-Stromsollwert Iq* auf Grundlage von Ausdruck (7).
[Math. 7] ${Iq}^{*} = (ω^{*} - ω 1) \times (Kpa + Kia / s)$

Next, the configuration of the in 1 illustrated speed control unit 14 described. 7 is a diagram showing an example of the configuration of the in 1 illustrated speed control unit. The speed control unit 14 includes a proportional computing unit 14A , an integral computing unit 14B and an adder 14C , If the control mode is the first position sensorless mode or the second position sensorless mode, the speed control unit calculates 14 the q-axis current setpoint q * based on expression (7).
[Math. 7]

{iq}^{*} = (ω^{*} - ω 1) \times (kPa + Kia / s)

Insbesondere ist der Modusauswahlschalter 16a mit dem Anschluss C und dem Anschluss D verbunden und somit wird die geschätzte Winkelgeschwindigkeit ω1 von der Magnetflussschätzeinheit 10 über den Modusauswahlschalter 16a in den Subtrahierer 11d eingegeben. Der Subtrahierer 11d subtrahiert die geschätzte Winkelgeschwindigkeit ω1 vom von der übergeordneten Einrichtung (nicht dargestellt) eingegebenen Winkelgeschwindigkeitssollwert ω* und gibt ein Ergebnis der Subtraktion an die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 aus. Die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 berechnet den q-Achsen-Stromsollwert Iq* durch Addieren eines Ergebnisses, das so erhalten wird, dass die Proportionalrecheneinheit 14A den ausgegebenen Wert des Subtrahierers 11d mit einer Proportionalverstärkung Kpa multipliziert, und eines Ergebnisses, das so erhalten wird, dass die Integralrecheneinheit 14B den ausgegebenen Wert des Subtrahierers 11d mit einer Integralverstärkung Kia multipliziert, und führt Integration durch. Anschließend gibt die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 den q-Achsen-Stromsollwert Iq* an den Subtrahierer 11c aus.In particular, the mode selection switch 16a with the connection C and the connection D connected and thus the estimated angular velocity ω1 from the magnetic flux estimation unit 10 via the mode selection switch 16a in the subtractor 11d entered. The subtractor 11d subtracts the estimated angular velocity ω1 from the angular velocity setpoint entered by the higher-level device (not shown) ω * and gives a result of the subtraction to the speed control unit 14 out. The speed control unit 14 calculates the q-axis current setpoint q * by adding a result obtained so that the proportional arithmetic unit 14A the output value of the subtractor 11d multiplied by a proportional gain Kpa, and a result obtained in such a way that the integral computing unit 14B the output value of the subtractor 11d multiplied by an integral gain Kia, and performs integration. Then the speed control unit gives 14 the q-axis current setpoint q * to the subtractor 11c out.

[Magnetflusssteuereinheit 15]Magnetic flux control unit 15

Als nächstes wird die Konfiguration der in 1 veranschaulichten Magnetflusssteuereinheit 15 beschrieben. 8 ist ein Diagramm, ein Beispiel der Konfiguration der in 1 veranschaulichten Magnetflusssteuereinheit veranschaulichend. Die Magnetflusssteuereinheit 15 umfasst eine Proportionalrecheneinheit 15A, eine Integralrecheneinheit 15B und einen Addierer 15C. Wenn der Steuerungsmodus der Synchronmagnetflussmodus oder der zweite positionssensorlose Modus ist, berechnet die Magnetflusssteuereinheit 15 einen Stromsollwert I0* auf Grundlage von Ausdruck (8). Insbesondere berechnet der Subtrahierer 11e eine Abweichung zwischen dem geschätzten Magnetfluss Φ1 und dem Magnetflusssollwert Φ*, die von einer übergeordneten Einrichtung (nicht dargestellt) eingegeben werden, und gibt sie aus. Die Magnetflusssteuereinheit 15 berechnet den Stromsollwert I0* durch Addieren eines Ergebnisses, das so erhalten wird, dass die Proportionalrecheneinheit 15A den ausgegebenen Wert des Subtrahierers 11e mit einer Proportionalverstärkung Kpf multipliziert, und eines Ergebnisses, das so erhalten wird, dass die Integralrecheneinheit 15B den ausgegebenen Wert des Subtrahierers 11e mit einer Integralverstärkung Kif multipliziert, und führt Integration durch.
[Math. 8] ${I0}^{*} = (Φ^{*} - Φ 1) \times (Kpf + Kif / s)$

Next, the configuration of the in 1 illustrated magnetic flux control unit 15 described. 8th is a diagram showing an example of the configuration of the in 1 illustrated magnetic flux control unit. The magnetic flux control unit 15 includes a proportional computing unit 15A , an integral computing unit 15B and an adder 15C , When the control mode is the synchronous magnetic flux mode or the second position sensorless mode, the magnetic flux control unit calculates 15 a current set point I0 * based on expression (8). In particular, the subtractor calculates 11e a deviation between the estimated magnetic flux Φ1 and the magnetic flux setpoint Φ * which are input from a higher-level device (not shown) and outputs them. The magnetic flux control unit 15 calculates the current setpoint I0 * by adding a result obtained so that the proportional arithmetic unit 15A the output value of the subtractor 11e multiplied by a proportional gain Kpf, and a result obtained so that the integral computing unit 15B the output value of the subtractor 11e multiplied by an integral gain Kif, and performs integration.
[Math. 8th]

{I0}^{*} = (Φ^{*} - Φ 1) \times (kpf + kif / s)

Ferner, wenn der Steuerungsmodus der Synchronmagnetflussmodus ist, verbindet der Modusauswahlschalter 16c die Ausgabeseite der Magnetflusssteuereinheit 15 mit dem Anschluss B. In diesem Fall gibt die Magnetflusssteuereinheit 15 den Stromsollwert I0* als den q-Achsen-Stromsollwert Iq* über den Modusauswahlschalter 16b an den Subtrahierer 11c aus. Ferner, wenn der Steuerungsmodus der zweite positionssensorlose Modus ist, verbindet der Modusauswahlschalter 16c die Ausgabeseite der Magnetflusssteuereinheit 15 mit dem Anschluss D. In diesem Fall gibt die Magnetflusssteuereinheit 15 den Stromsollwert I0* als den d-Achsen-Stromsollwert Id* an den Subtrahierer 11b aus.Further, when the control mode is the synchronous magnetic flux mode, the mode selection switch connects 16c the output side of the magnetic flux control unit 15 with connection B. In this case, the magnetic flux control unit 15 the current setpoint I0 * as the q-axis current setpoint Iq * via the mode selection switch 16b to the subtractor 11c out. Further, when the control mode is the second position sensorless mode, the mode selection switch connects 16c the output side of the magnetic flux control unit 15 with the connection D , In this case, the magnetic flux control unit gives 15 the current setpoint I0 * as the d-axis current setpoint Id * to the subtractor 11b out.

[Steuerverfahren der Motorsteuereinrichtung 1 für den Permanentmagnetmotor 6]Control Method of Motor Control Device 1 for Permanent Magnet Motor 6

Als nächstes wird ein Betrieb der Motorsteuereinrichtung 1 zur Aktivierung des Permanentmagnetmotors 6 beschrieben. 9 ist ein vereinfachtes Diagramm, den Übergang der Steuerungsmodi veranschaulichend, wenn und nachdem die in 1 veranschaulichte Motorsteuereinrichtung einen Permanentmagnetmotor aktiviert. 10 ist ein Flussdiagramm, das die Abläufe eines Schaltbetriebs veranschaulicht, der mit den in 1 dargestellten Modusauswahlschaltern durchzuführen ist.Next, an operation of the engine control device 1 to activate the permanent magnet motor 6 described. 9 is a simplified diagram illustrating the transition of control modes when and after which in 1 illustrated motor control device activated a permanent magnet motor. 10 FIG. 11 is a flowchart illustrating the operations of a switching operation associated with those in FIGS 1 mode selection switches shown is to be performed.

Wie zuvor beschrieben, umfassen die Steuerungsmodi der Ausführungsform 1 vier Modi, nämlich den Synchronstrommodus, den Synchronmagnetflussmodus, den ersten positionssensorlosen Modus und den zweiten positionssensorlosen Modus. Der Synchronstrommodus ist ein Modus, in dem die an den Permanentmagnetmotor 6 anzulegenden Spannungen basierend auf dem d-Achsen-Stromsollwert Id* und dem q-Achsen-Stromsollwert Iq* bestimmt werden. Der Synchronmagnetflussmodus ist ein Modus, in dem die an den Permanentmagnetmotor 6 anzulegenden Spannungen basierend auf dem d-Achsen-Stromsollwert Id* und dem Magnetflusssollwert Φ* bestimmt werden. Der erste positionssensorlose Modus ist ein Modus, in dem die an den Permanentmagnetmotor 6 anzulegenden Spannungen basierend auf dem d-Achsen-Stromsollwert Id* und dem Winkelgeschwindigkeitssollwert ω* bestimmt werden. Der zweite positionssensorlose Modus ist ein Modus in dem die an den Permanentmagnetmotor 6 anzulegenden Spannungen basierend auf dem Magnetflusssollwert Φ* und dem Winkelgeschwindigkeitssollwert ω* bestimmt werden.As described above, the control modes include the embodiment 1 four modes, namely the synchronous current mode, the synchronous magnetic flux mode, the first position sensorless mode and the second position sensorless mode. The synchronous current mode is a mode in which the to the permanent magnet motor 6 voltages to be applied based on the d-axis current setpoint id * and the q-axis current setpoint q * be determined. The synchronous magnetic flux mode is a mode in which the permanent magnet motor 6 voltages to be applied based on the d-axis current setpoint id * and the magnetic flux setpoint Φ * be determined. The first position sensorless mode is a mode in which the permanent magnet motor 6 voltages to be applied based on the d-axis current setpoint id * and the angular velocity setpoint ω * be determined. The second position sensorless mode is a mode in which the permanent magnet motor 6 voltages to be applied based on the magnetic flux setpoint Φ * and the angular velocity setpoint ω * be determined.

Diese Steuerungsmodi wechseln zu anderen Steuerungsmodi, so dass ein beliebiger Parameter aus dem d-Achsen-Stromsollwert Id*, dem q-Achsen-Stromsollwert Iq*, dem Winkelgeschwindigkeitssollwert ω* und dem Magnetflusssollwert Φ* geändert wird oder die Modusauswahlschalter 16a bis 16c betätigt werden. Zu beachten ist, dass die drei Modusauswahlschalter 16a bis 16c im Wesentlichen zu gleichen Zeiten bedient werden, wenn nicht anders angegeben.These control modes change to other control modes so that any parameter from the d-axis current setpoint id * , the q-axis current setpoint q * , the Angular speed setpoint ω * and the magnetic flux setpoint Φ * is changed or the mode selection switch 16a to 16c be operated. Note that the three mode selection switches 16a to 16c operated at substantially the same times unless otherwise stated.

Wie in 9 veranschaulicht, stellt die Steuerung 2, nachdem die Leistungsumwandlungsschaltung 5 begonnen hat, Spannungen an den Permanentmagnetmotor 6 anzulegen, die Verbindungsziele der Modusauswahlschalter 16a bis 16c an die Anschlüsse A. So wird der Steuerungsmodus zum Synchronstrommodus. Wie in 10 veranschaulicht, hält die Steuerung 2 die Verbindungsziele der Modusauswahlschalter 16a bis 16c an den Anschlüssen A bis eine Zeit t eine Zeit T1 erreicht (Schritt S1 und Schritt S2). Die Zeit T1 ist eine Zeit, wenn der Winkelgeschwindigkeitssollwert ω* einen Winkelgeschwindigkeitssollwert im Synchronmagnetflussmodus erreicht.As in 9 the controller 2 after the power conversion circuit 5 has started tensions on the permanent magnet motor 6 to create the connection targets of the mode selection switch 16a to 16c to the connections A , So the control mode becomes the synchronous current mode. As in 10 the controller stops 2 the connection targets of the mode selection switches 16a to 16c at the connections A until a time t a time T1 reached (step S1 and step S2 ). The time T1 is a time when the angular velocity setpoint ω * reaches an angular velocity setpoint in synchronous magnetic flux mode.

Im Synchronstrommmodus erhöht die Steuerung 2 den d-Achsen-Stromsollwert Id* so, dass ein Drehmoment entsprechend einem Beschleunigungsdrehmoment und einem Lastdrehmoment erhalten wird und hält dann den d-Achsen-Stromsollwert Id* als konstanten Wert. Ferner stellt die Steuerung 2 den q-Achsen-Stromsollwert Iq*, auf Null. Die Motorsteuereinrichtung 1 erhöht den Winkelgeschwindigkeitssollwert ω*, nachdem sich der d-Achsen-Stromsollwert Id* auf den konstanten Wert erhöht hat. Somit wird der Permanentmagnetmotor 6 beschleunigt, um dem Winkelgeschwindigkeitssollwert ω* zu folgen.The controller increases in synchronous current mode 2 the d-axis current setpoint id * so that a torque corresponding to an acceleration torque and a load torque is obtained and then holds the d-axis current command value id * as a constant value. The controller also provides 2 the q-axis current setpoint q * , to zero. The engine control device 1 increases the angular velocity setpoint ω * after the d-axis current setpoint id * has increased to the constant value. Thus, the permanent magnet motor 6 accelerates to the angular velocity setpoint ω * to follow.

Wenn in 9 die Zeit t die Zeit T1 erreicht hat, schaltet die Steuerung 2 die Verbindungsziele der Modusauswahlschalter 16a bis 16c von den Anschlüssen A auf die Anschlüsse B. So geht der Steuerungsmodus vom Synchronstrommodus über zum Synchronmagnetflussmodus. Im Synchronmagnetflussmodus passt die Magnetflusssteuereinheit 15 den q-Achsen-Stromsollwert Iq* an, so dass die Differenz zwischen dem Magnetflusssollwert Φ* und dem geschätzten Magnetfluss Φ1 Null wird. Somit weist der d-Achsen-Schätzmagnetfluss Φd1 einen Wert auf, der durch Schätzen aller im Motor erzeugten Magnetflüsse erhalten wird, einschließlich einer Kombination aus einer Permanentmagnetflussverknüpfung und einem Ankerrückwirkungsfluss. Die Richtung des geschätzten Magnetflusses ist die Steuerachse.If in 9 time t time T1 has reached, the control switches 2 the connection targets of the mode selection switches 16a to 16c from the connections A on the connections B , The control mode thus changes from the synchronous current mode to the synchronous magnetic flux mode. The magnetic flux control unit fits in the synchronous magnetic flux mode 15 the q-axis current setpoint q * so that the difference between the magnetic flux setpoint Φ * and the estimated magnetic flux Φ1 Becomes zero. Thus, the d-axis estimation magnetic flux Φd1 a value obtained by estimating all magnetic fluxes generated in the motor, including a combination of a permanent magnetic flux link and an armature feedback flux. The direction of the estimated magnetic flux is the control axis.

Im Synchronmagnetflussmodus hält die Motorsteuereinrichtung 1 den d-Achsen-Stromsollwert Id* als konstanten Wert und hält auch den Winkelgeschwindigkeitssollwert ω* als konstanten Wert. Somit arbeitet der Permanentmagnetmotor 6 bei einer konstanten Drehzahl basierend auf dem Winkelgeschwindigkeitssollwert ω* und die Magnetflussschätzeinheit 10 schätzt den Magnetfluss. Wie in 10 veranschaulicht, hält die Steuerung 2 die Verbindungsziele der Modusauswahlschalter 16a bis 16c an den Anschlüssen B bis die Zeit t eine Zeit T2 erreicht (Schritt S3 und Schritt S4). Die Zeit T2 ist eine Zeit, die benötigt wird, bis die Steuerachse in Richtung aller im Motor erzeugten Magnetflüsse konvergiert.The motor control device stops in the synchronous magnetic flux mode 1 the d-axis current setpoint id * as a constant value and also maintains the angular velocity setpoint ω * as a constant value. The permanent magnet motor thus works 6 at a constant speed based on the angular velocity setpoint ω * and the magnetic flux estimation unit 10 estimates the magnetic flux. As in 10 the controller stops 2 the connection targets of the mode selection switches 16a to 16c at the connections B until time t a time T2 reached (step S3 and step S4 ). The time T2 is a time required for the control axis to converge in the direction of all magnetic fluxes generated in the motor.

Wenn in 9 die Zeit t die Zeit T2 erreicht hat, schaltet die Steuerung 2 die Verbindungsziele der Modusauswahlschalter 16a bis 16c von den Anschlüssen B auf die Anschlüsse C (Schritt S5 und Schritt S6). Somit wechselt der Steuerungsmodus vom Synchronmagnetflussmodus zum ersten positionssensorlosen Modus. Im ersten positionssensorlosen Modus passt die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 den q-Achsen-Stromsollwert Iq* an, so dass die Differenz zwischen dem Winkelgeschwindigkeitssollwert ω* und der geschätzten Winkelgeschwindigkeit ω1 Null wird.If in 9 time t time T2 has reached, the control switches 2 the connection targets of the mode selection switches 16a to 16c from the connections B on the connections C (Step S5 and step S6 ). The control mode thus changes from the synchronous magnetic flux mode to the first position sensorless mode. In the first position sensorless mode, the speed control unit fits 14 the q-axis current setpoint q * so that the difference between the angular velocity setpoint ω * and the estimated angular velocity ω1 Becomes zero.

Der q-Achsen-Stromsollwert Iq* wird zu einem Wert, der dem Beschleunigungsdrehmoment und dem Lastdrehmoment entspricht und der Permanentmagnetmotor 6 wird beschleunigt. Wenn der Permanentmagnetmotor 6 dann seine Beschleunigung beendet und bei konstanter Geschwindigkeit arbeitet, wird der q-Achsen-Stromsollwert Iq* ein konstanter Wert, der dem Lastdrehmoment entspricht. Im ersten positionssensorlosen Modus wird der d-Achsen-Stromsollwert Id* von einer anderen Einrichtung (nicht dargestellt) einschließlich der übergeordneten Steuerung in die Steuerung 2 eingegeben.The q-axis current setpoint q * becomes a value corresponding to the acceleration torque and the load torque and the permanent magnet motor 6 is accelerated. If the permanent magnet motor 6 then its acceleration stops and works at constant speed, the q-axis current setpoint q * a constant value that corresponds to the load torque. In the first position sensorless mode, the d-axis current setpoint id * from another device (not shown) including the higher-level controller into the controller 2 entered.

Wenn der Winkelgeschwindigkeitssollwert ω* größer wird als ein vorgegebener Schwellenwert ω2 in 9 (Schritt S5, in 10 veranschaulicht), schaltet die Steuerung 2 die Verbindungsziele der Modusauswahlschalter 16a bis 16c von den Anschlüssen C auf die Anschlüsse D (Schritt S7). So wechselt der Steuerungsmodus vom ersten positionssensorlosen Modus zum zweiten positionssensorlosen Modus. Im zweiten positionssensorlosen Modus wird der Magnetflusssollwert Φ* von der anderen Einrichtung (nicht dargestellt) einschließlich der übergeordneten Steuerung in die Steuerung 2 eingegeben. Die Magnetflusssteuereinheit 15 passt den d-Achsen-Stromsollwert Id* an, so dass die Differenz zwischen dem eingegebenen Magnetflusssollwert Φ* und dem geschätzten Magnetfluss Φ1 Null wird.If the angular velocity setpoint ω * becomes greater than a predetermined threshold ω2 in 9 (Step S5 , in 10 illustrated), the control switches 2 the connection targets of the mode selection switches 16a to 16c from the connections C on the connections D (Step S7 ). The control mode changes from the first position sensorless mode to the second position sensorless mode. In the second position sensorless mode, the magnetic flux setpoint Φ * from the other device (not shown) including the higher-level controller to the controller 2 entered. The magnetic flux control unit 15 fits the d-axis current setpoint id * so that the difference between the entered magnetic flux setpoint Φ * and the estimated magnetic flux Φ1 Becomes zero.

In der Realität schwanken die Werte in den in 9 dargestellten Diagrammen in Abhängigkeit von einer Last des Permanentmagnetmotors 6 und den Ansprechfrequenzen der Magnetflussschätzeinheit 10, der Stromsteuereinheiten 42 und 43, der Geschwindigkeitssteuereinheit 14 und der Magnetflusssteuereinheit 15. Eine Veranschaulichung der Schwankungen entfällt jedoch.In reality, the values fluctuate in the 9 shown diagrams depending on a load of the permanent magnet motor 6 and the response frequencies of the magnetic flux estimation unit 10 , the current control units 42 and 43 , the speed control unit 14 and the Magnetic flux controller 15 , However, there is no illustration of the fluctuations.

Zu beachten ist, dass die Beschreibung auf den Fall gerichtet ist, dass der Steuerungsmodus vom Synchronmagnetflussmodus auf den ersten positionssensorlosen Modus geschaltet wird, wenn die Zeit t die Zeit T2 mit Bezug auf 9 und 10 erreicht hat, aber der Steuerungsmodus auf den zweiten positionssensorlosen Modus geschaltet werden kann. Ferner können der erste positionssensorlose Modus und der zweite positionssensorlose Modus auf Grundlage des Schwellenwerts ω2 wie in 10 veranschaulicht geschaltet werden. Ferner ist die Beschreibung auf den Fall gerichtet ist, dass der Steuerungsmodus vom ersten positionssensorlosen Modus auf den zweiten positionssensorlosen Modus geschaltet wird, wenn der Winkelgeschwindigkeitssollwert ω* zum Schwellenwert ω2 geworden ist, aber die Zeit zum Schalten der Steuerungsmodi ist nicht auf diesen Fall beschränkt. Alternativ kann das Schalten unter Verwendung der geschätzten Winkelgeschwindigkeit ω1 anstelle des Winkelgeschwindigkeitssollwertes ω* vorgenommen werden.Note that the description is directed to the case that the control mode is switched from the synchronous magnetic flux mode to the first position sensorless mode when the time t the time T2 regarding 9 and 10 has reached, but the control mode can be switched to the second position sensorless mode. Furthermore, the first position sensorless mode and the second position sensorless mode can be based on the threshold value ω2 as in 10 illustrated. Furthermore, the description is directed to the case that the control mode is switched from the first position sensorless mode to the second position sensorless mode when the angular velocity setpoint ω * to the threshold ω2 has become, but the time to switch the control modes is not limited to this case. Alternatively, switching can be done using the estimated angular velocity ω1 instead of the angular velocity setpoint ω * be made.

[Besonderheiten des Ersten Positionssensorlosen Modus und des Zweiten Positionssensorlosen Modus][Special Features of the First Position Sensorless Mode and the Second Position Sensorless Mode]

Die Beschreibung ist auf den Fall gerichtet, dass der Steuerungsmodus nach dem Synchronmagnetflussmodus auf den ersten positionssensorlosen Modus übergeht, mit Bezug auf 9 und 10, aber der Steuerungsmodus kann nach dem Synchronmagnetflussmodus auch auf den zweiten positionssensorlosen Modus übergehen. Im zweiten positionssensorlosen Modus kann der Permanentmagnetmotor 6 bei einem beliebigen Betriebspunkt durch Einstellen des Magnetflusssollwertes Φ* angetrieben werden. Zum Beispiel kann der Permanentmagnetmotor 6 bei einem minimalen Leistungspunkt angetrieben werden. Ferner werden im zweiten positionssensorlosen Modus die Geschwindigkeitssteuerung und die Magnetflusssteuerung für den Permanentmagnetmotor 6 durchgeführt und somit sind die Werte einer Wicklungsinduktivität und einer induzierten Spannungskonstante zur Berechnung der anzulegenden Spannung nicht erforderlich. Somit kann der Permanentmagnetmotor 6 stabil angetrieben werden, während der Einfluss von Änderungen in den Werten der Wicklungsinduktivität und der induzierten Spannungskonstante und der Einfluss einer harmonischen Komponente reduziert wird.The description is directed to the case where the control mode shifts to the first position sensorless mode after the synchronous magnetic flux mode, with reference to FIG 9 and 10 , but the control mode can also switch to the second position sensorless mode after the synchronous magnetic flux mode. In the second position sensorless mode, the permanent magnet motor can 6 at any operating point by setting the magnetic flux setpoint Φ * are driven. For example, the permanent magnet motor 6 be driven at a minimal power point. Furthermore, in the second position sensorless mode, the speed control and the magnetic flux control for the permanent magnet motor 6 carried out and thus the values of a winding inductance and an induced voltage constant are not required for calculating the voltage to be applied. Thus, the permanent magnet motor 6 are driven stably while reducing the influence of changes in the values of the winding inductance and the induced voltage constant and the influence of a harmonic component.

Im zweiten positionssensorlosen Modus hingegen ist der Einfluss von Schwankungen des Permanentmagnetmotors und des Wechselrichters wahrscheinlich. Besonders ist der Einfluss von Schwankungen im langsamen Drehzahlbereich, in dem die Motorspannungen abnehmen, wahrscheinlich und es können Spannungsabweichungen auftreten. Insbesondere in Bezug auf den d-Achsen-Spannungssollwert Vd*, den d-Achsen-Stromerfassungswert Idc und den Widerstandswert R der Primärwicklung des Permanentmagnetmotors 6, die in Ausdruck (3) zur Berechnung des d-Achsen-Schätzmagnetflusses Φd1 verwendet werden, weichen die Werte im mathematischen Ausdruck von den Istwerten ab. Der d-Achsen-Schätzmagnetfluss Φd1 wird durch die Abweichungen beeinflusst.In the second position sensorless mode, however, the influence of fluctuations in the permanent magnet motor and the inverter is likely. In particular, the influence of fluctuations in the slow speed range, in which the motor voltages decrease, is likely and voltage deviations can occur. Especially with regard to the d-axis voltage setpoint Vd * , the d-axis current detection value idc and the resistance value R the primary winding of the permanent magnet motor 6 that in expression (3) for calculating the d-axis estimation magnetic flux Φd1 the values in the mathematical expression differ from the actual values. The d-axis estimation magnetic flux Φd1 is influenced by the deviations.

Die Abweichung des d-Achsen-Spannungssollwerts Vd* kann durch eine Totzeit oder Schwankungen in einem Busspannungserfassungsschaltkreis verursacht werden. Ferner kann die Abweichung des d-Achsen-Stromerfassungswerts Idc durch Schwankungen in einem Stromerfassungsschaltkreis verursacht werden. Aufgrund der Schwankungen dieser Werte weichen auch die Ausgangsspannungen des Wechselrichters ab. Ferner wird der Betriebspunkt des Permanentmagnetmotors 6 durch Schwankungen des Wertes mindestens einer der Wicklungsinduktivität und der induzierten Spannungskonstante des Motors verändert. Aufgrund des Einflusses von Schwankungen im Permanentmagnetmotor und dem Wechselrichter läuft der Permanentmagnetmotor 6 instabil und kann seinen Betrieb stoppen.The deviation of the d-axis voltage setpoint Vd * can be caused by a dead time or fluctuations in a bus voltage detection circuit. Furthermore, the deviation of the d-axis current detection value Idc can be caused by fluctuations in a current detection circuit. Due to the fluctuations in these values, the output voltages of the inverter also deviate. Furthermore, the operating point of the permanent magnet motor 6 changed by fluctuations in the value of at least one of the winding inductance and the induced voltage constant of the motor. The permanent magnet motor runs due to the influence of fluctuations in the permanent magnet motor and the inverter 6 unstable and can stop its operation.

Um den instabilen Betrieb im langsamen Drehzahlbereich im zweiten positionssensorlosen Modus zu vermeiden, wird der erste positionssensorlose Modus vor dem zweiten positionssensorlosen Modus in Ausführungsform 1 angewendet. Schwankungen, die im ersten positionssensorlosen Modus auftreten, sind nur die Schwankungen im Stromerfassungsschaltkreis, die die Abweichung des d-Achsen-Stromerfassungswerts Idc verursachen. Somit ist der Einfluss von Schwankungen im Permanentmagnetmotor und im Wechselrichter im ersten positionssensorlosen Modus unwahrscheinlich und der instabile Betrieb im langsamen Drehzahlbereich aufgrund von Schwankungen im Permanentmagnetmotor und im Wechselrichter kann reduziert werden. Das heißt, dass im ersten positionssensorlosen Modus ein stabiler Antrieb im langsamen Drehzahlbereich erreicht werden kann.In order to avoid the unstable operation in the slow speed range in the second position sensorless mode, the first position sensorless mode is implemented before the second position sensorless mode 1 applied. Fluctuations that occur in the first position sensorless mode are only the fluctuations in the current detection circuit that are the deviation of the d-axis current detection value idc cause. The influence of fluctuations in the permanent magnet motor and in the inverter in the first position sensor-less mode is therefore unlikely and the unstable operation in the slow speed range due to fluctuations in the permanent magnet motor and in the inverter can be reduced. This means that in the first position sensorless mode, a stable drive can be achieved in the slow speed range.

Die Motorsteuereinrichtung 1 der Ausführungsform 1 umfasst die Leistungsumwandlungsschaltung 5, die eingerichtet ist, um in Verbindung mit den Spannungssollwerten Spannungen an den Permanentmagnetmotor 6 anzulegen, die Stromerfassungseinheiten, die eingerichtet sind, um von der Leistungsumwandlungsschaltung 5 zum Permanentmagnetmotor 6 zugeführten Strom zu erfassen, und die Steuerung 2. Die Steuerung 2 umfasst die Stromsteuereinheiten 42 und 43, die eingerichtet sind, um den Spannungssollwert in Verbindung mit dem Stromsollwert zu berechnen, die Magnetflussschätzeinheit 10, die eingerichtet ist, um den geschätzten Magnetfluss auszugeben, der ein Wert ist, der durch Schätzen des im Permanentmagnetmotor 6 erzeugten Magnetflusses erhalten wird, und die geschätzte Winkelgeschwindigkeit, die ein Wert ist, der durch Schätzen der Winkelgeschwindigkeit des Permanentmotors 6 erhalten wird, die Magnetflusssteuereinheit 15, die eingerichtet ist, um den Stromsollwert so anzupassen, dass der geschätzte Magnetfluss der Magnetflusssollwert wird, und die Geschwindigkeitssteuereinheit 14, die eingerichtet ist, um den Stromsollwert so anzupassen, dass die geschätzte Winkelgeschwindigkeit der Winkelgeschwindigkeitssollwert wird. Die Steuerung 2 schaltet die Kombinationen aus der Anwendung der Geschwindigkeitssteuereinheit 14 und der Anwendung der Magnetflusssteuereinheit 15 zur Anpassung des Stromsollwerts. Die Steuerung 2 schaltet den Synchronstrommodus auf den Synchronmagnetflussmodus und wählt dann den Modus aus, in dem die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 und die Magnetflusssteuereinheit 15 angewendet werden.The engine control device 1 the embodiment 1 includes the power conversion circuit 5 , which is set up in connection with the voltage setpoints voltages to the permanent magnet motor 6 to apply the current detection units that are set up by the power conversion circuit 5 to the permanent magnet motor 6 to detect supplied current, and control 2 , The control 2 includes the current control units 42 and 43 configured to calculate the voltage setpoint in conjunction with the current setpoint, the Magnetic flux estimation unit 10 that is configured to output the estimated magnetic flux, which is a value obtained by estimating that in the permanent magnet motor 6 generated magnetic flux is obtained, and the estimated angular velocity, which is a value obtained by estimating the angular velocity of the permanent motor 6 is obtained, the magnetic flux control unit 15 , which is configured to adjust the current setpoint such that the estimated magnetic flux becomes the magnetic flux setpoint, and the speed control unit 14 , which is configured to adjust the current setpoint so that the estimated angular velocity becomes the angular velocity setpoint. The control 2 switches the combinations from the application of the speed control unit 14 and the application of the magnetic flux control unit 15 to adjust the current setpoint. The control 2 switches the synchronous current mode to the synchronous magnetic flux mode and then selects the mode in which the speed control unit 14 and the magnetic flux control unit 15 be applied.

Gemäß der Ausführungsform 1 erfolgt nach dem Synchronmagnetflussmodus ein Übergang in den zweiten positionssensorlosen Modus, in dem die Stromsollwerte durch die Geschwindigkeitssteuerung und Magnetflusssteuerung angepasst werden. Somit sind die Werte der Wicklungsinduktivität und der induzierten Spannungskonstante zur Berechnung der anzulegenden Spannung nicht erforderlich. Als Folge kann der Permanentmagnetmotor 6 stabil angetrieben werden, während der Einfluss der Änderungen in den Werten der Wicklungsinduktivität und der induzierten Spannungskonstante und der Einfluss der harmonischen Komponente reduziert sind.According to the embodiment 1 After the synchronous magnetic flux mode, there is a transition to the second position sensorless mode, in which the current setpoints are adjusted by the speed control and magnetic flux control. The values of the winding inductance and the induced voltage constant are therefore not necessary for calculating the voltage to be applied. As a result, the permanent magnet motor 6 are driven stably, while the influence of changes in the values of the winding inductance and the induced voltage constant and the influence of the harmonic component are reduced.

In Ausführungsform 1 kann die Steuerung 2 nach dem Synchronmagnetflussmodus und vor dem zweiten positionssensorlosen Modus den ersten positionssensorlosen Modus auswählen, in dem der Stromsollwert durch die Geschwindigkeitssteuerung angepasst wird, aber nicht durch die Magnetflusssteuerung angepasst wird. In diesem Fall kann der Permanentmagnetmotor 6 im langsamen Drehzahlbereich stabil angetrieben werden.In embodiment 1 can control 2 After the synchronous magnetic flux mode and before the second position sensorless mode, select the first position sensorless mode in which the current setpoint is adjusted by the speed control but not by the magnetic flux control. In this case, the permanent magnet motor 6 be driven stably in the slow speed range.

In Ausführungsform 1 passt die Magnetflusssteuereinheit 15, wenn der Steuerungsmodus vom Synchronstrommodus auf den Synchronmagnetflussmodus übergeht, den q-Achsen-Stromsollwert, der der Stromsteuereinheit 43 zuzuführen ist, so an, dass der geschätzte Magnetfluss zum Magnetflusssollwert wird. In diesem Fall kann der Permanentmagnetmotor 6 unter Verwendung der Richtung aller im Motor erzeugten Magnetflüsse als Steuerachse gesteuert werden. Als Folge kann der Übergang vom Synchronmagnetflussmodus zu dem Modus, in dem die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 zur Anpassung der Stromsollwerte angewendet wird, reibungslos erfolgen.In embodiment 1 fits the magnetic flux control unit 15 When the control mode changes from the synchronous current mode to the synchronous magnetic flux mode, the q-axis current set point that the current control unit 43 is to be fed in such a way that the estimated magnetic flux becomes the magnetic flux setpoint. In this case, the permanent magnet motor 6 can be controlled using the direction of all magnetic fluxes generated in the motor as a control axis. As a result, the transition from the synchronous magnetic flux mode to the mode in which the speed control unit 14 to adjust the current setpoints is done smoothly.

In Ausführungsform 1 berechnet die Magnetflussschätzeinheit 10 im Synchronmagnetflussmodus den d-Achsen-Schätzmagnetfluss auf Grundlage von Ausdruck (1), berechnet den q-Achsen-Schätzmagnetfluss auf Grundlage von Ausdruck (2) und gibt den q-Achsen-Schätzmagnetfluss als den geschätzten Magnetfluss an die Magnetflusssteuereinheit 15 aus. In diesem Fall wird im Synchronmagnetflussmodus der durch die Magnetflussschätzeinheit 10 berechnete geschätzte Magnetfluss im q-Achsen-Stromsollwert reflektiert.In embodiment 1 calculates the magnetic flux estimation unit 10 in the synchronous magnetic flux mode, the d-axis estimation magnetic flux based on expression (1), calculates the q-axis estimation magnetic flux based on expression (2), and outputs the q-axis estimation magnetic flux to the magnetic flux control unit as the estimated magnetic flux 15 out. In this case, in the synchronous magnetic flux mode, the magnetic flux estimation unit 10 calculated estimated magnetic flux reflected in the q-axis current setpoint.

Wenn in Ausführungsform 1 der Übergang vom Synchronmagnetflussmodus zu dem Modus, in dem die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 zur Anpassung der Stromsollwerte angewendet wird, erfolgt, gibt die Magnetflussschätzeinheit 10 die geschätzte Winkelgeschwindigkeit aus und die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 passt den q-Achsen-Stromsollwert an, so dass die geschätzte Winkelgeschwindigkeit zum Winkelgeschwindigkeitssollwert wird. In diesem Fall wird im ersten positionssensorlosen Modus und im zweiten positionssensorlosen Modus der q-Achsen-Stromsollwert angepasst, so dass die Winkelgeschwindigkeit des Permanentmagnetmotors 6 dem Winkelgeschwindigkeitssollwert folgt.If in embodiment 1 the transition from synchronous magnetic flux mode to the mode in which the speed control unit 14 is used to adjust the current setpoints, the magnetic flux estimation unit indicates 10 the estimated angular velocity and the speed control unit 14 adjusts the q-axis current setpoint so that the estimated angular velocity becomes the angular velocity setpoint. In this case, the q-axis current setpoint is adjusted in the first position sensorless mode and in the second position sensorless mode, so that the angular velocity of the permanent magnet motor 6 follows the angular velocity setpoint.

In Ausführungsform 1 berechnet die Magnetflussschätzeinheit 10 in dem Modus, in dem die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 für die Anpassung des Stromsollwerts angewendet wird, den d-Achsen-Schätzmagnetfluss durch Subtrahieren des resultierenden Wertes, der durch Multiplizieren des d-Achsen-Stromerfassungswertes mit dem Widerstandswert der Primärwicklung des Permanentmagnetmotors 6 erhalten wird, vom d-Achsen-Spannungssollwert und Durchführen der Verzögerungsfilterung erster Ordnung für das Ergebnis der Subtraktion und gibt den d-Achsen-Schätzmagnetfluss als den geschätzten Magnetfluss aus. In diesem Fall wird im zweiten positionssensorlosen Modus der durch die Magnetflussschätzeinheit 10 berechnete geschätzte Magnetfluss im d-Achsen-Stromsollwert reflektiert.In embodiment 1 calculates the magnetic flux estimation unit 10 in the mode in which the speed control unit 14 is used to adjust the current set point, the d-axis estimation magnetic flux by subtracting the resulting value by multiplying the d-axis current detection value by the resistance of the primary winding of the permanent magnet motor 6 is obtained from the d-axis voltage command and performing the first-order lag filtering on the result of the subtraction, and outputs the d-axis estimation magnetic flux as the estimated magnetic flux. In this case, in the second position sensorless mode, the magnetic flux estimation unit 10 calculated estimated magnetic flux reflected in the d-axis current setpoint.

In Ausführungsform 1 berechnet die Magnetflussschätzeinheit 10 in dem Modus, in dem die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 für die Anpassung des Stromsollwerts angewendet wird, die geschätzte Winkelgeschwindigkeit durch Subtrahieren des resultierenden Wertes, der durch Multiplizieren des q-Achsen-Stromerfassungswertes mit dem Widerstandswert der Primärwicklung des Permanentmagnetmotors 6 erhalten wird, vom q-Achsen-Spannungssollwert und Teilen des Ergebnisses der Subtraktion durch den d-Achsen-Schätzmagnetfluss. In diesem Fall wird die durch die Magnetflussschätzeinheit 10 berechnete geschätzte Winkelgeschwindigkeit im q-Achsen-Stromsollwert reflektiert.In embodiment 1 calculates the magnetic flux estimation unit 10 in the mode in which the speed control unit 14 for adjusting the current set point, the estimated angular velocity by subtracting the resulting value by multiplying the q-axis current detection value by the resistance value of the primary winding of the permanent magnet motor 6 is obtained from the q-axis voltage command value and dividing the result of the subtraction by the d-axis estimation magnetic flux. In this case, the magnetic flux estimation unit 10 calculated estimated angular velocity reflected in the q-axis current setpoint.

In Ausführungsform 1 kann in dem Modus, in dem die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 zur Anpassung des Stromsollwertes angewendet wird, der d-Achsen-Stromsollwert von einer anderen Einrichtung eingegeben werden. In diesem Fall kann der d-Achsen-Stromsollwert im ersten positionssensorlosen Modus auf einen beliebigen Wert eingestellt werden, bei dem ein stabiler Antrieb erreicht werden kann.In embodiment 1 can be in the mode in which the speed control unit 14 is used to adjust the current setpoint, the d-axis current setpoint is entered by another device. In this case, the d-axis current setpoint in the first position sensorless mode can be set to any value at which a stable drive can be achieved.

In Ausführungsform 1 kann in dem Modus, in dem die Geschwindigkeitssteuereinheit 14 zur Anpassung des Stromsollwertes angewendet wird, der Magnetflusssollwert von einer anderen Einrichtung eingegeben werden und die Magnetflusssteuereinheit 15 kann den d-Achsen-Stromsollwert so anpassen, dass die Differenz zwischen dem d-Achsen-Schätzmagnetfluss und dem Magnetflusssollwert Null wird. In diesem Fall kann der Permanentmagnetmotor 6 im zweiten positionssensorlosen Modus bei einem beliebigen Betriebspunkt durch Einstellen des Magnetflusssollwertes angetrieben werden.In embodiment 1 can be in the mode in which the speed control unit 14 is used to adjust the current setpoint, the magnetic flux setpoint is entered by another device and the magnetic flux control unit 15 can adjust the d-axis current setpoint so that the difference between the d-axis estimation magnetic flux and the magnetic flux setpoint becomes zero. In this case, the permanent magnet motor 6 are driven in the second position sensorless mode at any operating point by setting the magnetic flux setpoint.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 Motorsteuereinrichtung; 2 Steuerung; 4 dq/3cp-Wandler; 5 Leistungsumwandlungsschaltung; 6 Permanentmagnetmotor; 7a, 7b Motorstromerfassungseinheit; 8 3φ/dq-Wandler; 9 Integrierschaltung; 10 Magnetflussschätzeinheit; 11b-11e Subtrahierer; 14 Geschwindigkeitssteuereinheit; 14A Proportionalrecheneinheit; 14B Integralrecheneinheit; 14C Addierer; 15 Magnetflusssteuereinheit; 15A Proportionalrecheneinheit; 15B Integralrecheneinheit; 15C Addierer; 16a-16c Modusauswahlschalter; 20 Gleichspannungsquelle; 21 Wechselrichter; 22a-22c Pulssignal; 23 Treiberschaltung; 42, 43 Stromsteuereinheit; 42A, 43A Proportionalrecheneinheit; 42B, 43B Integralrecheneinheit; 42C, 43C Addierer1 engine control unit; 2 control; 4 dq / 3cp converter; 5 power conversion circuit; 6 permanent magnet motor; 7a, 7b motor current detection unit; 8 3φ / dq converters; 9 integrating circuit; 10 magnetic flux estimation unit; 11b-11e subtractor; 14 speed control unit; 14A proportional computing unit; 14B integral computing unit; 14C adder; 15 magnetic flux control unit; 15A proportional computing unit; 15B integral computing unit; 15C adder; 16a-16c mode selection switch; 20 DC voltage source; 21 inverters; 22a-22c pulse signal; 23 driver circuit; 42, 43 current control unit; 42A, 43A proportional computing unit; 42B, 43B integral computing unit; 42C, 43C adders

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

JP 4729356 [0004]

Claims

Motor control device comprising: a power conversion circuit configured to apply a voltage to a motor, the voltage being associated with a voltage setpoint; a current detection unit configured to output a current detection value that is a value obtained by detecting a current supplied to the motor from the power conversion circuit; and a controller that is set up to adapt the voltage setpoint, the control comprises: a current control unit which is set up to calculate the voltage setpoint which is assigned to a current setpoint which serves as the basis for the voltage to be applied to the motor, a magnetic flux estimation unit configured to, based on the voltage command value and the current detection value, an estimated magnetic flux, which is a value obtained by estimating a magnetic flux generated in the motor, and an estimated angular velocity, which is a value, by estimating an angular velocity of the engine is given to spend a magnetic flux control unit configured to adjust the current setpoint so that the estimated magnetic flux becomes a magnetic flux setpoint, and a speed control unit configured to adjust the current setpoint so that the estimated angular rate becomes an angular rate setpoint, wherein the controller switches combinations of whether the speed control unit and / or the magnetic flux control unit is used as a control unit for adjusting the current setpoint, and wherein the controller switches a synchronous current mode in which neither the speed control unit nor the magnetic flux control unit is applied to a synchronous magnetic flux mode in which the magnetic flux control unit is not applied but the speed control unit is applied, and then selects a mode in which the speed control unit and the magnetic flux control unit are applied become.

Engine control device after Claim 1 The controller selects a mode in which the magnetic flux control unit is not applied but the speed control unit is applied before the synchronous magnetic flux mode is switched to the mode in which the speed control unit and the magnetic flux control unit are applied.

Engine control device after Claim 1 or 2 wherein the controller calculates a d-axis current detection value and a q-axis current detection value as the current detection value based on the current supplied to the motor and detected by the current detection unit, the current control unit calculating a d-axis voltage setpoint and a q-axis voltage setpoint is calculated as the voltage set point associated with a d-axis current set point and a q-axis current set point input as the current set point, and when the controller switches the synchronous current mode to the synchronous magnetic flux mode, the magnetic flux control unit calculates the q-axis current set point which is to be supplied to the current control unit, so that the estimated magnetic flux becomes the magnetic flux setpoint.

Engine control device after Claim 3 wherein the magnetic flux estimation unit in the synchronous magnetic flux mode is configured to calculate a d-axis estimation magnetic flux, which is an estimated magnetic flux on a d-axis, by subtracting a value obtained by multiplying the d-axis current detection value by a resistance value of a primary winding of the motor is obtained from the d-axis voltage command, adding a value obtained by multiplying the angular velocity command and a q-axis estimation magnetic flux, which is an estimated magnetic flux on a q-axis, with a result of the subtraction, and performing delay filtering first Order for a result of adding and calculating the q-axis estimation magnetic flux by subtracting a resultant value obtained by multiplying the q-axis current detection value by the resistance value of the primary winding from the q-axis voltage target value, subtracting a value by mult multiplying the angular velocity target value and the d-axis estimation magnetic flux from a result of the subtraction and performing the first-order delay filtering for a result of the subtraction and outputting the q-axis estimation magnetic flux to the magnetic flux control unit as the estimation magnetic flux.

Engine control device after Claim 1 or 2 wherein the controller calculates a d-axis current detection value and a q-axis current detection value as the current detection value based on the current supplied to the motor and detected by the current detection unit, the current control unit calculating a d-axis voltage setpoint and a q-axis voltage setpoint calculated as a voltage setpoint which is assigned to a d-axis current setpoint and a q-axis current setpoint, entered as the current setpoint, wherein when the controller switches the synchronous magnetic flux mode to a mode in which the speed control unit is applied, the magnetic flux estimation unit outputs the estimated angular velocity, and wherein the speed control unit adjusts the q-axis current setpoint so that the estimated angular velocity becomes the angular velocity setpoint.

Engine control device after Claim 5 , and in the mode in which the speed control unit is applied, the magnetic flux estimation unit calculates a d-axis estimation magnetic flux by subtracting a resultant value obtained by multiplying the d-axis current detection value by a resistance value of a primary winding of the motor from the d- Axis voltage command and performing first order delay filtering for a result of the subtraction and outputs the d-axis estimation magnetic flux to the magnetic flux control unit as the estimation magnetic flux.

Engine control device after Claim 6 wherein, in the mode in which the speed control unit is applied, the magnetic flux estimation unit calculates the estimated angular velocity by subtracting a resultant value obtained by multiplying the q-axis current detection value by the resistance value of the primary winding of the motor from the q-axis voltage setpoint and dividing a result of the subtraction by the d-axis estimation magnetic flux.

Engine control device according to one of the Claims 5 to 7 , wherein in the mode in which the speed control unit is applied, the d-axis current set point is input from another device.

Engine control device according to one of the Claims 5 to 7 wherein, in the mode in which the speed control unit is applied, the magnetic flux setpoint is input from another device, and wherein the magnetic flux control unit adjusts the d-axis current setpoint so that the estimated magnetic flux becomes a magnetic flux setpoint.