DE112018004557T5 - Motorsteuervorrichtung und bremssteuervorrichtung - Google Patents

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Takafumi Hara
Toshiyuki Ajima
Shigehisa Aoyagi
Hiroyuki Ota
Kenichiro Matsubara
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Abstract

Es werden eine Motorsteuervorrichtung, welche die Rotorposition auf der Grundlage eines Neutralpunktpotentials selbst dann genau schätzen kann, wenn die Last zunimmt, und eine Bremssteuervorrichtung, die von der Motorsteuervorrichtung angesteuert wird, offenbart. Die Motorsteuervorrichtung 3 weist einen Dreiphasen-Synchronmotor 4 auf, der eine Dreiphasenwicklung, einen Umrichter 31, der mit der Dreiphasenwicklung verbunden ist, eine Steuereinheit 6 zum Steuern des Umrichters auf der Grundlage der Rotorposition des Dreiphasen-Synchronmotors und eine Drehpositions-Schätzeinheit 2 zum Schätzen der Rotorposition θd auf der Grundlage des Neutralpunktpotentials Vn der Dreiphasenwicklung aufweist. Die Drehpositions-Schätzeinheit schätzt die Rotorposition selektiv unter Verwendung eines oder mehrerer erfasster Werte des Neutralpunktpotentials entsprechend einem vorab geschätzten Wert der Rotorposition und dem Zustand des Anlegens einer Spannung an die Dreiphasenwicklung.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuervorrichtung und eine von der Motorsteuervorrichtung angesteuerte Bremssteuervorrichtung.
  • Technischer Hintergrund
  • Bei einer für ein Kraftfahrzeug oder dergleichen verwendeten Bremssteuervorrichtung wird ein Permanentmagnet-Synchronmotor, wobei es sich um einen kleinen und sehr wirksamen Dreiphasen-Synchronmotor handelt, verwendet. Im Allgemeinen erfasst ein Permanentmagnet-Synchronmotor die Drehposition eines Rotors, der einen Magneten aufweist, mit einem magnetischen Erfassungselement in der Art eines Hall-ICs und erregt auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses sequenziell eine Ankerspule auf der Statorseite, um den Rotor zu drehen. Zusätzlich kann durch die Verwendung von Resolvern, Encordern und GMR-Sensoren (Riesenmagnetowiderstandseffekt), wobei es sich um sehr genaue Drehpositionsdetektoren handelt, eine Ansteuerung mit einem sinusförmigen Strom verwirklicht werden und werden Vibrationen und Rauschen in der Art von Drehmomentripples verringert.
  • Wenn der Drehpositionsdetektor ausfällt, kann sich der Dreiphasen-Synchronmotor nicht sofort drehen. Das Gleiche gilt für einen Fall, in dem ein Resolver, ein Encoder oder ein von einem Hall-IC verschiedener GMR-Sensor für den Drehpositionsdetektor verwendet wird. Wie vorstehend beschrieben, bewirkt der Ausfall des Drehpositionsdetektors die Unterbrechung der Bremsverstärkung in der Bremssteuervorrichtung, die eine wichtige Sicherheitskomponente ist, so dass die Bremskraft des Fahrzeugs verringert wird und ein abnormales Fahren hervorgerufen wird.
  • Andererseits ist eine in PTL 1 beschriebene herkömmliche Technik bekannt.
  • Wenn bei der in PTL 1 beschriebenen Technik ein Drehpositionsdetektor ausfällt, wird eine Drehpositions-Schätzeinheit, welche eine Position anhand einer induzierten Spannung und eines durch den Rotormagnetfluss induzierten Stroms schätzt, als Alternative zum Drehpositionsdetektor verwendet. Auf diese Weise kann der Dreiphasen-Synchronmotor, selbst wenn der Drehpositionsdetektor ausfällt, stabil angesteuert werden. Mit dieser Drehpositions-Schätzeinheit ist es jedoch schwierig, die Position des Rotors bei einer niedrigen Geschwindigkeit zu schätzen, weil die induzierte Spannung in Rauschen verborgen ist, wenn die Drehgeschwindigkeit des Dreiphasen-Synchronmotors niedrig ist. Insbesondere wird bei der Bremssteuervorrichtung, welche die vom Fahrer ausgeübte herunterdrückende Kraft mit einem Dreiphasen-Synchronmotor verstärkt, die Drehgeschwindigkeit des für das Festziehen eines Bremssattels verwendeten Dreiphasen-Synchronmotors bei einer Geschwindigkeit von null oder einer in der Nähe von null liegenden niedrigen Geschwindigkeit verwendet. PTL 1 kann die Position des Rotors nicht schätzen.
  • Hier wird davon ausgegangen, dass mehrere Drehpositionsdetektoren redundant bereitgestellt werden können, ohne die Drehpositions-Schätzeinheit auf der Grundlage der induzierten Spannung zu verwenden. Es ist bei der Bremssteuervorrichtung jedoch infolge von Beschränkungen in Bezug auf den Montageplatz und die Kosten schwierig, die Anzahl der hardwarebasierten Drehpositionsdetektoren zu erhöhen.
  • Daher sind in PTL 2 bis 4 beschriebene herkömmliche Techniken als Drehpositions-Schätzeinheiten zur Erfassung der Rotorposition bei einer Geschwindigkeit von null und einer niedrigen Geschwindigkeit mit der gleichen Genauigkeit wie vor dem Ausfall des Rotationsdetektors bekannt.
  • Bei der in PTL 2 beschriebenen Technik wird dem Permanentmagnet-Synchronmotor ein hochfrequenter Strom zugeführt und wird die Rotorposition anhand zu dieser Zeit erzeugter Stromoberwellen und eines mathematischen Modells des Permanentmagnet-Synchronmotors erfasst. Bei dieser Technik kann die Position durch die Verwendung an der vorstehenden Stelle des Rotors des Permanentmagnet-Synchronmotors erzeugter Stromoberwellen erfasst werden.
  • Die in PTL 3 beschriebene Technologie beruht auf einem 120-Grad-Erregungsverfahren, bei dem zwei Phasen für die Erregung aus Dreiphasen-Statorwicklungen des Permanentmagnet-Synchronmotors ausgewählt werden und die Position des Rotors auf der Grundlage der in einer nicht erregten Phase erzeugten elektromotorischen Spannung (nicht einer der Geschwindigkeit entsprechenden elektromotorischen Spannung, sondern einer auf das Ungleichgewicht der Induktanz zurückzuführenden elektromotorischen Spannung) erfasst wird. Bei dieser Technik können Positionsinformationen selbst in einem vollständig angehaltenen Zustand erhalten werden, weil die entsprechend der Position erzeugte elektromotorische Spannung verwendet wird.
  • Bei den in PTL 4 und PTL 5 beschriebenen Techniken wird ein „Neutralpunktpotential“, wobei es sich um ein Potential an einem Verbindungspunkt einer Dreiphasen-Statorwicklung handelt, erfasst, um Positionsinformationen zu erhalten. Dabei kann durch Erfassen des Neutralpunktpotentials synchron mit der PWM(Pulsbreitenmodulations)-Welle eines Umrichters die elektromotorische Spannung infolge des Ungleichgewichts in der Induktanz wie bei der Technologie aus PTL 3 erfasst werden und können dadurch die Positionsinformationen des Rotors erhalten werden. Ferner kann gemäß den Techniken aus PTL 4 und 5 die Ansteuerwellenform zu einem idealen sinusförmigen Strom gemacht werden.
  • Von den Techniken aus PTL 2 bis 5 sind die Techniken aus PTL 4 und 5 für eine Positionserfassungseinheit nützlich, wenn die Drehgeschwindigkeit eines Motors niedrig ist, wobei es sich um eines der Probleme der Steuerung ohne Drehpositionssensor handelt.
  • Zitatliste
  • Patentliteratur
    • PTL 1: JP 2010-022196 A
    • PTL 2: JP 7-245981 A
    • PTL 3: JP 2009-189176 A
    • PTL 4: JP 2010-74898 A
    • PTL 5: WO 2012/157039
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Die in PTL 1 beschriebene Technik verwendet eine softwarebasierte Drehpositions-Schätzeinheit zum Schätzen der Position mit einer induzierten Spannung, die durch Drehung eines Motors induziert wird, an Stelle eines hardwarebasierten Drehpositionsdetektors, wenn der Drehpositionsdetektor ausfällt. Dadurch kann eine für die elektrisch gesteuerte Bremsvorrichtung und die elektrische Servolenkung benötigte kontinuierliche Ansteuerung verwirklicht werden. Es ist jedoch schwierig, die Position im Betriebsbereich des Dreiphasen-Synchronmotors, der häufig bei der elektrisch gesteuerten Bremsvorrichtung und der elektrischen Servolenkung verwendet wird, zu schätzen.
  • Ferner treten bei den Technologien aus PTL 2 bis 4 die folgenden Probleme auf, wenngleich die Drehposition bei einer Geschwindigkeit von null und einer niedrigen Geschwindigkeit mit der gleichen Genauigkeit wie vor dem Ausfall erfasst werden kann.
  • Bei der Technik aus PTL 2 erfordert die Rotorstruktur des Permanentmagnet-Synchronmotors einen Vorsprung. Falls es keinen oder nur einen geringen Vorsprung gibt, nimmt die Positionserfassungsempfindlichkeit ab und lässt sich die Position nur schwer schätzen.
  • Um eine Erfassung mit einer hohen Empfindlichkeit zu erreichen, muss die zu injizierende hochfrequente Komponente vergrößert werden oder die Frequenz verringert werden. Daher nehmen Drehpulsierungen, Vibrationen und Rauschen zu und nimmt der Oberwellenverlust des Permanentmagnet-Synchronmotors zu.
  • Weil bei der Technik aus PTL 3 eine in der nicht erregten Phase der Dreiphasenwicklung erzeugte elektromotorische Spannung beobachtet wird, kann der Permanentmagnet-Synchronmotor aus einem angehaltenen Zustand betrieben werden, die Treiberstrom-Wellenform eilt jedoch um 120 Grad voraus (Rechteckwelle). Es ist vorteilhaft, einen Permanentmagnet-Synchronmotor zunächst mit einem sinusförmigen Strom anzusteuern, um Rotationsungleichmäßigkeiten und Oberwellenverluste zu unterdrücken, es ist jedoch bei der Technologie aus PTL 3 schwierig, mit einer sinusförmigen Welle anzusteuern.
  • Bei den Techniken aus PTL 4 und 5 wird ein „Neutralpunktpotential“, wobei es sich um ein Potential an einem Verbindungspunkt einer Dreiphasen-Statorwicklung handelt, erfasst, um Positionsinformationen zu erhalten. Durch Erfassen dieses Neutralpunktpotentials synchron mit der von einem Umrichter an den Motor angelegten Pulsspannung kann eine von der Rotorposition abhängige Potentialänderung erhalten werden. Die Positionsinformationen können auch durch PWM (Pulsbreitenmodulation) erhalten werden, welche durch eine gewöhnliche Sinuswellenmodulation der an den Motor angelegten Spannung erhalten wird. Bei den Techniken aus PTL 4 und 5 treten jedoch die nachstehend detailliert beschriebenen Probleme auf.
  • 1 zeigt eine PWM-Wellenform und eine Neutralpunktpotential-Wellenform gemäß den Techniken aus PTL 4 und 5. Die PWM-Pulswellenformen PVu, PVv und PVw werden durch Vergleichen der Dreiphasenspannungsbefehle Vu*, Vv* und Vw* mit dem Dreieckswellenträger erzeugt. Wenngleich die Dreiphasenspannungsbefehle Vu*, Vv* und Vw* sinusförmige Wellenformen aufweisen, können sie als eine ausreichend niedrige Frequenz verglichen mit dem Dreieckswellenträger während des langsamen Fahrens aufweisend angesehen werden. Diese kann schließlich als eine Gleichspannung angesehen werden, wie in 1 dargestellt ist.
  • PVu, PVv und PVw, welche PWM-Pulswellen sind, werden zu verschiedenen Zeiten wiederholt ein- und ausgeschaltet. Die Spannungsvektoren in der Figur sind mit V (0,0,1) bezeichnet, ihre Suffixe (0,0,1) geben jedoch an, dass die U-, V- und W-Phase schnell den Zustand wechseln. Das heißt, dass V (0,0,1) angibt, dass die U-Phase PVu = 0 aufweist, die V-Phase PVv = 0 aufweist und die W-Phase PVw = 1 aufweist. Hier sind V (0,0,0) und V (1,1,1) Nullvektoren, bei denen die an den Motor angelegte Spannung null wird.
  • Wie in diesen Wellenformen dargestellt ist, bewirkt eine normale PWM-Welle, dass zwei Typen von Spannungsvektoren V (0,0,1) und V (1,0,1) zwischen einem ersten Nullvektor V (0,0,0) und einem zweiten Nullvektor V (1,1,1) erzeugt werden. Das heißt, dass sich das Muster des Spannungsvektorübergangs „V (0,0,0) → V (0,0,1) → V (1,0,1) → V (1,1,1) → V (1,0,1) → V (0,0,1) → V (0,0,0)“ als ein Zyklus wiederholt. Der gleiche Spannungsvektor wird zwischen den Nullvektoren verwendet, solange sich die Betragsbeziehung der Dreiphasenspannungsbefehle Vu*, Vv* und Vw* nicht ändert.
  • Wenn eine andere Spannung als der Nullvektor angelegt wird, wird eine der Rotorposition entsprechende elektromotorische Spannung beim Neutralpunktpotential erzeugt. Durch die Verwendung von dieser schätzt die Technik aus PTL 4 die Rotorposition.
  • Es ergibt sich jedoch ein praktisches Problem, wenn die keinen Drehpositionssensor verwendende Steuerung unter Verwendung des Neutralpunktpotentials bei einer Geschwindigkeit von null oder einer sehr niedrigen Geschwindigkeit auf die Motorsteuervorrichtung angewendet wird, welche die Bremssteuervorrichtung ansteuert. Als Beispiel wird die Bremssteuervorrichtung (elektrische Scheibenbremse) zum Erhalten einer Bremskraft durch direktes Anziehen eines Bremssattels von einem Motor durch einen Dreh-Linearbewegungsmechanismus beschrieben.
  • 2 zeigt eine schematische Konfiguration und ein Betriebsmuster der Bremssteuervorrichtung.
  • Die Bremssteuervorrichtung (elektrische Scheibenbremse) ist an einem der Räder angebracht und steuert den Permanentmagnet-Synchronmotor (M) auf der Grundlage eines Bremskraftbefehls infolge der vom Fahrer ausgeübten herunterdrückenden Kraft an. Dann wird das Drehmoment in Drehrichtung durch den Dreh-Linearbewegungsmechanismus 61 in einen Schub in Horizontalrichtung umgewandelt, und wenn ein Bremsbelag 62 eines Bremssattels 7R gegen eine Bremsscheibe 63 gepresst wird, wird eine Presskraft erzeugt, um eine Bremskraft hervorzurufen.
  • Wie in 2 dargestellt ist, wird zur Zeit (A) ein Bremskraftbefehl als die vom Fahrer ausgeübte herunterdrückende Kraft gegeben. Zu dieser Zeit wird ein Motordrehmomentbefehl erzeugt, und der Motor dreht sich. Wenn sich der Motor mit einem bestimmten Maß dreht, erreicht der Bremsbelag 62 die Bremsscheibe 63 zu einer Zeit (B).
  • In dem von der Zeit (B) bis zur Zeit (C) reichenden Abschnitt (1) wird die Bremsscheibe 63 durch den Bremsbelag 62 mit einer konstanten Presskraft angezogen, um eine konstante Bremskraft auszuüben. Zu dieser Zeit ist der Drehmomentbefehl nicht 0, während die Drehgeschwindigkeit des Motors 0 ist. Nachstehend wird der Abschnitt (1) von der Zeit (B) bis zur Zeit (C) als „Zwischenbereich“ bezeichnet.
  • Von der Zeit (C) bis zur Zeit (D) ist der Bremsbelag 62 von der Bremsscheibe 63 getrennt.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, ist bei der Bremssteuervorrichtung der Zeitraum, in dem die Bremskraft konstant gehalten wird, d. h. der Zeitraum, in dem die Drehgeschwindigkeit null oder niedrig ist, jedoch ein Drehmoment erzeugt wird, verhältnismäßig lang.
  • 3 zeigt den Betrag der Änderung des Neutralpunktpotentials gegenüber dem Referenzpotenzial, wenn das Lastdrehmoment geändert wird. Ferner sind die Abschnitte von (A) bis (G) jeweils durch einen elektrischen Winkel von 60 Grad getrennt.
  • Bei einer niedrigen Last zeigen die Abschnitte (B), (C) und (D) große Änderungen des Neutralpunktpotentials in Bezug auf den elektrischen Winkel, während die Abschnitte (A), (E), (F) und (G) kleine Änderungen des Neutralpunktpotentials in Bezug auf den elektrischen Winkel zeigen. Bei einer hohen Last zeigen die Abschnitte (B) und (F) große Änderungen des Neutralpunktpotentials in Bezug auf den elektrischen Winkel, während die Abschnitte (A), (C), (D), (E) und (G) kleine Änderungen des Neutralpunktpotentials in Bezug auf den elektrischen Winkel zeigen.
  • Wie in 3 dargestellt ist, hängt der Änderungszustand des Neutralpunktpotentials von der Lastbedingung ab. Wenn die Last zunimmt, nehmen Abschnitte zu, in denen der Betrag der Änderung des Neutralpunktpotentials keinen Wert annimmt, bei dem die Rotorposition genau geschätzt werden kann. Deshalb nimmt die Genauigkeit der Positionsschätzung auf der Grundlage des Neutralpunktpotentials ab.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird die Motorsteuervorrichtung, welche die Bremssteuervorrichtung ansteuert, häufig so betrieben, dass ein Drehmoment bei einer Drehgeschwindigkeit von null oder einer niedrigen Geschwindigkeit erzeugt wird. Bei einer solchen Motorsteuervorrichtung bewirkt eine Verringerung der Genauigkeit der Schätzung der Magnetpolposition des Motors eine Instabilität der Bremskraft des Fahrzeugs und eine Verlängerung der Bremsstrecke.
  • Daher sieht die Erfindung eine Motorsteuervorrichtung, welche die Rotorposition auf der Grundlage eines Neutralpunktpotentials genau schätzen kann, selbst wenn die Last zunimmt, und eine Bremssteuervorrichtung, die durch die Motorsteuervorrichtung angesteuert wird, vor.
  • Lösung des Problems
  • Zum Lösen der vorstehenden Probleme weist eine Motorsteuervorrichtung gemäß der Erfindung einen Dreiphasen-Synchronmotor auf, der eine Dreiphasenwicklung, einen Umrichter, der mit der Dreiphasenwicklung verbunden ist, eine Steuereinheit zum Steuern des Umrichters auf der Grundlage der Rotorposition des Dreiphasen-Synchronmotors und eine Drehpositions-Schätzeinheit zum Schätzen der Rotorposition auf der Grundlage des Neutralpunktpotentials der Dreiphasenwicklung aufweist. Die Drehpositions-Schätzeinheit schätzt die Rotorposition selektiv unter Verwendung eines oder mehrerer erfasster Werte des Neutralpunktpotentials entsprechend einem vorab geschätzten Wert der Rotorposition und dem Zustand des Anlegens einer Spannung an die Dreiphasenwicklung.
  • Zum Lösen der vorstehenden Probleme weist eine Bremssteuervorrichtung gemäß der Erfindung eine Bremse und eine die Bremse ansteuernde Motorsteuervorrichtung auf. Die Motorsteuervorrichtung weist einen Dreiphasen-Synchronmotor auf, der eine Dreiphasenwicklung, einen Umrichter, der mit der Dreiphasenwicklung verbunden ist, eine Steuereinheit zum Steuern des Umrichters auf der Grundlage der Rotorposition des Dreiphasen-Synchronmotors und eine Drehpositions-Schätzeinheit zum Schätzen der Rotorposition auf der Grundlage des Neutralpunktpotentials der Dreiphasenwicklung aufweist. Die Drehpositions-Schätzeinheit schätzt die Rotorposition selektiv unter Verwendung eines oder mehrerer erfasster Werte des Neutralpunktpotentials entsprechend einem vorab geschätzten Wert der Rotorposition und dem Zustand des Anlegens einer Spannung an die Dreiphasenwicklung.
  • Zum Lösen des vorstehenden Problems weist eine Motorsteuervorrichtung gemäß der Erfindung einen Dreiphasen-Synchronmotor auf, der eine Dreiphasenwicklung, einen Umrichter, der mit der Dreiphasenwicklung verbunden ist, und eine Steuereinheit, die den Umrichter auf der Grundlage der Rotorposition des Dreiphasen-Synchronmotors steuert, aufweist. Die Steuereinheit steuert den Umrichter auf der Grundlage der von mehreren redundant bereitgestellten Drehpositionsdetektoren erfassten Rotorposition. Ferner weist die Motorsteuervorrichtung eine Drehpositions-Schätzeinheit, welche die Rotorposition auf der Grundlage des Neutralpunktpotentials der Dreiphasenwicklung schätzt, und eine Bestimmungseinheit, welche eine Abnormität der mehreren Drehpositionsdetektoren auf der Grundlage der von der Drehpositions-Schätzeinheit geschätzten Rotorposition bestimmt, auf. Die Drehpositions-Schätzeinheit schätzt die Rotorposition selektiv unter Verwendung eines oder mehrerer erfasster Werte des Neutralpunktpotentials entsprechend einem vorab geschätzten Wert der Rotorposition und dem Zustand des Anlegens einer Spannung an die Dreiphasenwicklung.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß der Erfindung kann die Rotorposition unabhängig von der Last genau geschätzt werden. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Motorsteuervorrichtung und der sie verwendenden Bremssteuervorrichtung verbessert.
  • Aufgaben, Konfigurationen und Wirkungen, die vorstehend nicht beschrieben wurden, werden anhand der Erklärung der folgenden Ausführungsformen verständlich werden.
  • Figurenliste
  • Es zeigen:
    • 1 eine PWM-Wellenform und eine Neutralpunktpotential-Wellenform gemäß dem Stand der Technik,
    • 2 eine schematische Konfiguration und ein Betriebsmuster einer Bremssteuervorrichtung,
    • 3 den Betrag der Änderung eines Neutralpunktpotentials gegenüber einem Referenzpotenzial, wenn das Lastdrehmoment geändert wird,
    • 4 ein Blockdiagramm einer Konfiguration einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform,
    • 5 ein Blockdiagramm einer Konfiguration einer Steuereinheit,
    • 6 ein Vektordiagramm eines Schaltmusters einer Umrichterausgangsspannung und ein Vektordiagramm einer Beziehung zwischen der Rotorposition und einem Spannungsvektor,
    • 7 Definitionen von Namen der für jeden Spannungsvektor beobachteten Neutralpunktpotentiale,
    • 8 eine Beziehung zwischen dem Permanentmagnet-Synchronmotor in einem Zustand, in dem ein Spannungsvektor angelegt wird, und einer virtuellen Neutralpunktschaltung,
    • 9 eine Beziehung zwischen einer Stromphase und einem Neutralpunktpotential, wenn die Leitungsphase geändert wird,
    • 10 ein Blockdiagramm einer Konfiguration einer Drehpositions-Schätzeinheit,
    • 11 ein Beispiel der Beziehung zwischen einem Neutralpunktpotential, das erfasst wird, wenn keine Last ausgeübt wird, und der Rotorposition,
    • 12 ein Beispiel der Beziehung zwischen einem Neutralpunktpotential und der Rotorposition, wenn ein Motordrehmoment erzeugt wird,
    • 13 ein Blockdiagramm einer Konfiguration einer Steuereinheit in der Motorsteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
    • 14 ein schematisches Diagramm einer Konfiguration eines Fahrzeugs mit einer Bremssteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform,
    • 15 ein schematisches Diagramm einer Konfiguration eines ersten Bremsmechanismus,
    • 16 ein schematisches Diagramm einer Konfiguration eines zweiten Bremsmechanismus,
    • 17 ein Blockdiagramm einer Konfiguration einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform und
    • 18 ein Flussdiagramm eines von einer Erfassungspositions-Bestimmungseinheit ausgeführten Bestimmungsprozesses.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Verwendung der Zeichnungen beschrieben. Ferner weisen in den Zeichnungen Komponenten, die gleich sind oder ähnliche Funktionen aufweisen, die gleichen Symbole auf.
  • (Erste Ausführungsform)
  • 4 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • Eine Motorsteuervorrichtung 3 treibt und steuert einen Permanentmagnet-Synchronmotor 4 als Dreiphasen-Synchronmotor.
  • Die Motorsteuervorrichtung 3 weist eine Gleichstromquelle 5, einen Umrichter 31 mit einer Umrichterhauptschaltung 311 und einem Ein-Shunt-Stromdetektor 312 und einen zu treibenden Permanentmagnet-Synchronmotor 4 auf.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform wird ein MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) als in der Umrichterhauptschaltung 311 enthaltenes Halbleiter-Schaltelement verwendet. Ferner ist der Umrichter 31 von einem Spannungstyp, und im Allgemeinen ist eine Freilaufdiode antiparallel zu einem Halbleiter-Schaltelement geschaltet. Bei der ersten Ausführungsform ist die Freilaufdiode in 4 nicht dargestellt, weil eine eingebaute Diode des MOSFETs als Freilaufdiode verwendet wird. Ferner kann an Stelle des MOSFETs ein IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate) oder dergleichen verwendet werden. Ferner kann die Freilaufdiode extern bereitgestellt werden.
  • Gemäß dieser Ausführungsform wird eine Dreiphasenwicklung durch einen Umrichter angesteuert, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es können mehrere Wicklungen am selben Stator bereitgestellt sein, und diese Wicklungen können durch mehrere Umrichter angesteuert werden.
  • Der Umrichter 31 weist einen Ausgangsvortreiber 313 zusätzlich zur Umrichterhauptschaltung 311 und den Ein-Shunt-Stromdetektor 312 auf.
  • Die Umrichterhauptschaltung 311 ist eine Dreiphasen-Vollbrückenschaltung, die aus sechs Halbleiter-Schaltelementen Sup1 bis Swn1 besteht.
  • Der Ein-Shunt-Stromdetektor 312 erfasst den Versorgungstrom I0 (Busgleichstrom), welcher der Umrichterhauptschaltung 311 zugeführt wird.
  • Der Ausgangsvortreiber 313 ist eine Treiberschaltung, welche die Halbleiter-Schaltelemente Sup1 bis Swn1 der Umrichterhauptschaltung 311 direkt ansteuert.
  • Der durch die Dreiphasenwicklung fließende Dreiphasenstrom wird durch ein so genanntes Ein-Shunt-Verfahren auf der Grundlage des vom Ein-Shunt-Stromdetektor 312 erfassten Busgleichstroms I0 gemessen. Weil es sich beim Ein-Shunt-Verfahren um eine bekannte Technik handelt, wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet.
  • Eine Gleichstromquelle 5 führt dem Umrichter 31 Gleichstrom zu.
  • Eine Steuereinheit 6 erzeugt ein Gate-Befehlssignal, das dem Ausgangsvortreiber 313 zuzuführen ist, auf der Grundlage einer Rotorposition θd, die anhand Neutralpunktpotential-Erfassungswerten Vn1-d und Vn2-d, die auf der Grundlage eines in der Dreiphasenwicklung erfassten Neutralpunktpotentials Vn von der Neutralpunktpotential-Erfassungseinheit 1 erfasst werden, von einer Drehpositions-Schätzeinheit 2 geschätzt und berechnet werden.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Steuereinheit 6 zeigt. In der Steuereinheit 6 wird eine so genannte Vektorsteuerung angewendet.
  • Wie in 5 dargestellt ist, weist die Steuereinheit 6 eine q-Achsen-Strombefehlserzeugungseinheit (Iq*-Erzeugungseinheit) 601, eine d-Achsen-Strombefehlserzeugungseinheit (Id*-Erzeugungseinheit) 602, eine Subtraktionseinheit 603a, eine Subtraktionseinheit 603b und eine d-Achsen-Stromsteuereinheit (IdACR) 604a, eine q-Achsen-Stromsteuereinheit (IqACR) 604b, eine dq-Umkehrwandlungseinheit 605, eine PWM-Erzeugungseinheit 606, eine Stromreproduktionseinheit 607, eine dq-Wandlungseinheit 608, eine Sample/Hold-Einheit 609, eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit 610 und eine Pulsverschiebungseinheit 611 auf. Mit dieser Konfiguration arbeitet die Steuereinheit 6 derart, dass der Permanentmagnet-Synchronmotor 4 ein Drehmoment erzeugt, das einem q-Achsen-Strombefehl Iq* entspricht.
  • Die Iq*-Erzeugungseinheit 601 erzeugt den q-Achsen-Strombefehl Iq* entsprechend dem Drehmoment eines Elektromotors. Die Iq*-Erzeugungseinheit 601 erzeugt normalerweise den q-Achsen-Strombefehl Iq* derart, dass die Drehgeschwindigkeit des Permanentmagnet-Synchronmotors 4 einen vorgegebenen Wert annimmt, während die tatsächliche Geschwindigkeit ω1 beobachtet wird. Der q-Achsen-Strombefehl Iq* wird von der Iq*-Erzeugungseinheit 601 an die Subtraktionseinheit 603b ausgegeben.
  • Die Id*-Erzeugungseinheit 602 erzeugt entsprechend dem Erregerstrom des Permanentmagnet-Synchronmotors 4 einen d-Achsen-Strombefehl Id*. Der d-Achsen-Strombefehl Id* wird von der Id*-Erzeugungseinheit 602 an die Subtraktionseinheit 603a ausgegeben.
  • Die Subtraktionseinheit 603a berechnet die Abweichung zwischen dem von der Id*-Erzeugungseinheit 602 ausgegebenen d-Achsen-Strombefehl Id* und dem von der dq-Wandlungseinheit 608 ausgegebenen d-Achsen-Strom Id, d. h. dem d-Achsen-Strom Id, der durch dq-Wandlung des zur Dreiphasenwicklung fließenden Dreiphasenstroms (Iuc, Ivc, Iwc) erhalten wird.
  • Die Subtraktionseinheit 603b berechnet die Abweichung zwischen einem von der Iq*-Erzeugungseinheit 601 ausgegebenen q-Achsen-Strombefehl Iq* und einem von der dq-Wandlungseinheit 608 ausgegebenen q-Achsen-Strom Iq, d. h. dem q-Achsen-Strom Iq, der durch dq-Wandlung des zur Dreiphasenwicklung fließenden Dreiphasenstroms (Iuc, Ivc, Iwc) erhalten wird.
  • Die IdACR 604a berechnet den d-Achsen-Spannungsbefehl Vd* auf den dq-Koordinatenachsen, so dass die von der Subtraktionseinheit 603a berechnete d-Achsen-Stromabweichung null wird. Ferner berechnet die IqACR 604b einen q-Achsen-Spannungsbefehl Vq* auf den dq-Koordinatenachsen, so dass die von der Subtraktionseinheit 603b berechnete q-Achsen-Stromabweichung null wird. Der d-Achsen-Spannungsbefehl Vd*, wobei es sich um die Ausgabe der IdACR 604a handelt, und der q-Achsen-Spannungsbefehl Vq*, wobei es sich um die Ausgabe der IqACR 604b handelt, werden an die dq-Umkehrwandlungseinheit 605 ausgegeben.
  • Die dq-Umkehrwandlungseinheit 605 wandelt Spannungsbefehle Vd* und Vq* im dq-Koordinatensystem (Magnetflussachse-zur-Magnetflussachse orthogonale Achse) in Spannungsbefehle Vu*, Vv* und Vw* in Dreiphasen-Wechselspannungskoordinaten um. Die dq-Umkehrwandlungseinheit 605 berechnet die Spannungsbefehle Vu*, Vv* und Vw* im Dreiphasen-Wechselspannungs-Koordinatensystem auf der Grundlage der Spannungsbefehle Vd* und Vq* und der von der Drehpositions-Schätzeinheit 2 ausgegebenen Rotorposition θd (4). Die dq-Umkehrwandlungseinheit 605 gibt die berechneten Vu*, Vv* und Vw* an die PWM-Erzeugungseinheit 606 aus.
  • Die PWM-Erzeugungseinheit 606 gibt ein PWM(Pulsbreitenmodulations)-Signal zum Steuern eines Leistungswandlungsvorgangs der Umrichterhauptschaltung 311 aus. Die PWM-Erzeugungseinheit 606 legt die Dreiphasen-Wechselspannungsbefehle Vu*, Vv* und Vw* zugrunde und vergleicht den Dreiphasen-Wechselspannungsbefehl mit einem Trägersignal (beispielsweise einer Dreieckswelle), um ein PWM-Signal zu erzeugen (siehe PVu, PVv und PVw in 1). Das von der PWM-Erzeugungseinheit 606 ausgegebene PWM-Signal wird über die Pulsverschiebungseinheit 611 in den Ausgangsvortreiber 313 (4) und die Sample/Hold-Einheit (S/H-Schaltung) 609 eingegeben.
  • Die Stromreproduktionseinheit 607 reproduziert die durch die Dreiphasenwicklungen fließenden Dreiphasenströme (Iuc, Ivc, Iwc) anhand des von der Umrichterhauptschaltung 311 an den Ein-Shunt-Stromdetektor 312 ausgegebenen Busgleichstroms 10. Die reproduzierten Dreiphasenströme (Iuc, Ivc, Iwc) werden von der Stromreproduktionseinheit 607 an die dq-Wandlungseinheit 608 ausgegeben.
  • Die dq-Wandlungseinheit 608 wandelt die Dreiphasenströme (Iuc, Ivc, Iwc) in Id und Iq auf der dq-Koordinate um, wobei es sich um eine Drehkoordinatenachse handelt. Die gewandelten Id und Iq werden von den Subtraktionseinheiten 603a und 603b verwendet, um die jeweilige Abweichung vom Strombefehl zu berechnen.
  • Die Stromberechnungseinheit 610 berechnet die Drehgeschwindigkeit ω1 des Permanentmagnet-Synchronmotors anhand der Rotorposition θd, wobei es sich um einen Schätzwert der Rotorposition handelt. Die berechnete Drehgeschwindigkeit ω1 wird an die Iq*-Erzeugungseinheit 601 ausgegeben und zur Stromsteuerung auf einer zur Magnetflussachse (d-Achse) orthogonalen Achse (q-Achse) verwendet.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform sind die Neutralpunktpotential-Erfassungseinheit 1, die Drehpositions-Schätzeinheit 2 und die Steuereinheit 6, wobei es sich um das Steuersystem der Motorsteuervorrichtung 3 handelt, durch einen Mikrocomputer gebildet. Der Neutralpunkt der Dreiphasenwicklung ist durch eine Verdrahtung oder dergleichen elektrisch mit einem Steuermikrocomputer verbunden.
  • Ferner können die Umrichterhauptschaltung 311 und der Ausgangsvortreiber 313 jeweils durch eine integrierte Schaltungsvorrichtung gebildet sein. Ferner kann der Umrichter 31 durch eine integrierte Schaltungsvorrichtung gebildet sein. Daher kann die Größe der Motorsteuervorrichtung erheblich verringert werden. Ferner wird die Anbringung der Motorsteuervorrichtung an verschiedenen elektrischen Vorrichtungen erleichtert und werden verschiedene elektrische Vorrichtungen verkleinert.
  • Als nächstes wird der Grundbetrieb der Motorsteuervorrichtung beschrieben.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform wird eine Vektorsteuerung verwendet, die allgemein als Steuermittel für das Linearisieren des Drehmoments des Synchronelektromotors bekannt ist.
  • Die Vektorsteuertechnik ist im Grunde ein Verfahren zum unabhängigen Steuern des zum Drehmoment beitragenden Stroms Iq und des zum Magnetfluss beitragenden Stroms Id auf einer Drehkoordinatenachse (dq-Koordinatenachse) auf der Grundlage der Rotorposition des Motors. Die d-Achsen-Stromsteuereinheit 604a, die q-Achsen-Stromsteuereinheit 604b, die dq-Umkehrwandlungseinheit 605, die dq-Wandlungseinheit 608 und dergleichen in 5 sind wesentliche Teile zur Verwirklichung dieser Vektorsteuerungstechnik.
  • In der Steuereinheit 6 aus 5 wird der dem Drehmomentstrom entsprechende Strombefehl Iq* von der Iq*-Erzeugungseinheit 601 berechnet, so dass die Stromsteuerung ausgeführt wird, um den Strombefehl Iq* an den tatsächlichen Drehmomentstrom Iq des Permanentmagnet-Synchronmotors 4 anzupassen.
  • Der Strombefehl Id* ist im Fall eines Permanentmagnet-Synchronmotors mit einem nicht vorstehenden Pol normalerweise als „null“ gegeben. Andererseits kann bei einem Permanentmagnet-Synchronmotor mit einer vorstehenden Polstruktur oder einer Feldabschwächungssteuerung ein negativer Befehl als Strombefehl Id* gegeben werden.
  • Der Dreiphasenstrom des Permanentmagnet-Synchronmotors wird von einem Stromsensor in der Art eines CT (Stromtransformators) direkt erfasst oder es wird wie gemäß der ersten Ausführungsform ein Busgleichstrom erfasst, und der Dreiphasenstrom wird in der Steuereinrichtung auf der Grundlage des Busgleichstroms reproduziert und berechnet. Gemäß der ersten Ausführungsform wird der Dreiphasenstrom anhand des Busgleichstroms I0 reproduziert und berechnet. Beispielsweise wird bei der in 5 dargestellten Steuereinheit 6 die S/H-Einheit 609 zu einer Zeit betätigt, die der von der Pulsverschiebungseinheit 611 verschobenen PWM-Signalphase entspricht, und wird der aktuelle Wert des Busgleichstroms I0 abgetastet und gehalten. Dementsprechend wird ein aktueller Wert 10h des Busgleichstroms, der Informationen über den Dreiphasenstrom aufweist, erhalten. Dann werden die Dreiphasenströme (Iuc, Ivc, Iwc) von der Stromreproduktionseinheit 607 anhand der erhaltenen Stromwerte reproduziert und berechnet. Weil die spezifische Konfiguration der Reproduktionsberechnung bekannt ist, wird auf eine detaillierte Beschreibung davon verzichtet.
  • Nachstehend wird die Konfiguration zum Schätzen der Rotorposition anhand des Neutralpunktpotentials gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Zuerst wird die Änderung des Neutralpunktpotentials abhängig von der Rotorposition beschrieben.
  • Das Ausgangspotential jeder Phase des Umrichters 31 wird durch den EIN/AUS-Zustand des oberen Halbleiter-Schaltelements (Sup1, Svp1, Swp1) oder des unteren Halbleiter-Schaltelements (Sun1, Svn1, Swn1) der Umrichterhauptschaltung 311 festgelegt. Bei jedem dieser Halbleiter-Schaltelemente ist, wenn eine von der Oberseite und der Unterseite im EIN-Zustand ist, die andere im AUS-Zustand. Das heißt, dass in jeder Phase die oberen und unteren Halbleiter-Schaltelemente komplementär ein-/ausgeschaltet werden. Daher weist die Ausgangsspannung des Umrichters 31 insgesamt acht Schaltmuster auf.
  • 6 zeigt ein Vektordiagramm (linkes Diagramm), welches das Schaltmuster der Umrichterausgangsspannung zeigt, und ein Vektordiagramm (rechtes Diagramm), welches die Beziehung zwischen der Rotorposition (Phase) θd und dem Spannungsvektor zeigt.
  • Jeder Vektor hat einen Namen in der Art von V (1,0,0). Bei dieser Vektornotation wird der EIN-Zustand des oberen Halbleiter-Schaltelements durch „1“ repräsentiert und wird der EIN-Zustand des unteren Halbleiter-Schaltelements durch „0“ repräsentiert. Die Anordnung von Zahlen in Klammern gibt den Schaltzustand in der Reihenfolge „U-Phase, V-Phase, W-Phase“ an. Die Umrichterausgangsspannung kann unter Verwendung von acht Spannungsvektoren einschließlich zweier Nullvektoren (V (0,0,0), V (1,1,1)) repräsentiert werden. Durch Kombinieren dieser acht Spannungsvektoren wird dem Permanentmagnet-Synchronmotor 4 ein Sinusstrom zugeführt.
  • Wie in 6 (rechtes Diagramm) dargestellt ist, ist die Rotorposition (Phase) θd mit Bezug auf die Rotorposition des Permanentmagnet-Synchronmotors 4 als U-Phasenrichtung definiert. Die dq-Koordinatenachsen in den Drehkoordinaten weisen die Richtung des Magnetflusses ϕm als d-Achsenrichtung auf und drehen sich entgegen dem Uhrzeigersinn. Die q-Achsenrichtung ist eine zur d-Achsenrichtung orthogonale Richtung.
  • Wenn θd um 0° liegt, liegt der induzierte Spannungsvektor Em in der Nähe der Spannungsvektoren V (1,0,1) und V (0,0,1), weil die Richtung die q-Achsenrichtung ist. In diesem Fall wird der Permanentmagnet-Synchronmotor 4 hauptsächlich unter Verwendung der Spannungsvektoren V (1,0,1) und V (0,0,1) angesteuert. Ferner werden auch die Spannungsvektoren V (0,0,0) und V (1,1,1) verwendet, diese sind jedoch Nullvektoren.
  • 7 zeigt Definitionen von sechs Typen von Null verschiedener Spannungsvektoren und Namen von Neutralpunktpotentialen, die für jeden Spannungsvektor gemäß der ersten Ausführungsform beobachtet werden. Das Neutralpunktpotential, das durch den in 1 dargestellten Spannungsvektor V (1,0,1) erfasst werden kann, wird als VnB beschrieben. Ferner wird das Neutralpunktpotential, das durch den in 1 dargestellten Spannungsvektor V (0,0,1) erfasst werden kann, als VnC bezeichnet.
  • 8 zeigt eine Beziehung zwischen dem Permanentmagnet-Synchronmotor 4 in einem Zustand, in dem ein Spannungsvektor angewendet wird, und einer aus drei Widerständen bestehenden virtuellen Neutralpunktschaltung. Hier sind Lu, Lv und Lw die Induktanz der U-Phasenwicklung, die Induktanz der V-Phasenwicklung bzw. die Induktanz der W-Phasenwicklung. Die angewendeten Spannungsvektoren sind die vorstehend beschriebenen Spannungsvektoren V (1,0,1) (linke Figur) und V (0,0,1) (rechte Figur).
  • Ein in 8 dargestelltes Neutralpunktpotential Vn0 kann folgendermaßen berechnet werden.
  • Wenn der Spannungsvektor V (1,0,1) angewendet wird, wird er durch Ausdruck (1) berechnet.
  • Vn 0 = { Lv / ( Lu / / Lw + Lv ) − ( 2 / 3 ) } × VDC
    Figure DE112018004557T5_0001
    Wenn der Spannungsvektor V (0,0,1) angewendet wird, wird er durch Ausdruck (2) berechnet.
  • Vn 0 = { ( Lu / / Lv ) / ( Lu / / Lv + Lw ) − ( 1 / 3 ) } × VDC
    Figure DE112018004557T5_0002
    Hier bezeichnet die Notation „//“ den Gesamtinduktanzwert einer Parallelschaltung von zwei Induktanzen. Beispielsweise ist „Lu//Lw“ durch Ausdruck (3) repräsentiert.
  • Lu / / Lw = ( Lu ⋅ Lw ) / ( Lu + Lw )
    Figure DE112018004557T5_0003
    Falls die Beträge der Dreiphasenwicklungsinduktanzen Lu, Lv und Lw alle gleich sind, ist das Neutralpunktpotential Vn0 anhand der Ausdrücke (1) und (2) null. In der Praxis ist der Betrag der Induktanzen jedoch infolge des Einflusses der Magnetflussverteilung des Permanentmagneten des Rotors etwas verschieden. Das heißt, dass sich die Beträge der Induktanzen Lu, Lv und Lw abhängig von der Position des Rotors ändern und dass die Beträge von Lu, Lv und Lw abweichen. Daher hängt der Betrag des Neutralpunktpotentials Vn0 von der Rotorposition ab.
  • Die vorstehend beschriebene 1 zeigt einen Zustand der Pulsbreitenmodulation bei Verwendung eines Dreieckswellenträgers und einen Zustand einer Änderung in einem Spannungsvektor und einem Neutralpunktpotential zu dieser Zeit. Hier ist der Dreieckswellenträger ein Signal, das als Referenz für die Umwandlung des Betrags der Dreiphasenspannungsbefehle Vu*, Vv* und Vw* in eine Pulsbreite dient, und werden die Betragsbeziehungen zwischen dem Dreieckswellenträger und den Dreiphasenspannungsbefehlen Vu*, Vv* und Vw* verglichen, um einen PWM-Puls zu erzeugen. Wie in 1 dargestellt ist, ändert sich, wenn sich die Betragsbeziehung zwischen den jeweiligen Spannungsbefehlen Vu*, Vv* und Vw* und dem Dreieckswellenträger ändert, das Ansteigen/Abfallen des PWM-Pulses. Gleichzeitig wird ein von null verschiedenes Neutralpunktpotential Vn0 erfasst.
  • Wie in 1 dargestellt ist, schwankt das Neutralpunktpotential Vn0 außer beim Ansteigen/Abfallen des PWM-Pulses kaum. Dies weist darauf hin, dass die Differenz zwischen den Beträgen der Dreiphasenwicklungsinduktanzen Lu, Lv und Lw in Abhängigkeit von der Rotorposition gering ist. Wenn der PWM-Puls dagegen ansteigt/abfällt, d. h. wenn andere Spannungsvektoren als der Nullvektor (V (1,0,1) und V (0,0,1) in 1) angewendet werden, nimmt die Änderungsrate des Motorstroms zu. Daher wird selbst dann, wenn die Betragsdifferenz der Induktanz gering ist, eine verhältnismäßig große Änderung des Neutralpunktpotentials Vn0 erfasst. Falls das Neutralpunktpotential synchron mit den PWM-Pulssignalen PVu, PVv und PWw beobachtet wird, kann daher eine Änderung des Neutralpunktpotentials mit hoher Empfindlichkeit erfasst werden.
  • Als nächstes wird eine Konfiguration zum Schätzen der Rotorposition anhand des erfassten Neutralpunktpotentials beschrieben.
  • Weil sich das Neutralpunktpotential Vn0 entsprechend der Rotorposition periodisch ändert (siehe beispielsweise die vorstehend beschriebene PTL 4), wird die Beziehung zwischen der Rotorposition und dem Neutralpunktpotential Vn0 vorab gemessen oder simuliert, und werden Kartendaten, Tabellendaten oder eine Funktion, wodurch die Beziehung zwischen der Rotorposition und dem Neutralpunktpotential Vn0 angegeben wird, vorab erhalten. Durch die Verwendung dieser Kartendaten, Tabellendaten oder dieser Funktion wird die Rotorposition anhand des erfassten Neutralpunktpotentials geschätzt.
  • Zusätzlich wird das für die beiden Typen von Spannungsvektoren (V (1,0,1) und V (0,0,1) in 1) erfasste Neutralpunktpotential als Dreiphasen-Wechselstrombetrag (für zwei Phasen) angesehen. Dann wird ein Phasenbetrag unter Verwendung einer Koordinatentransformation (Dreiphasen-Zweiphasentransformation) berechnet, und dieser Phasenbetrag wird als Schätzwert der Rotorposition verwendet. Weil diese Konfiguration auf einer bekannten Technik (siehe beispielsweise die vorstehend beschriebene PTL 5) beruht, wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet.
  • Die Drehpositions-Schätzeinheit 2 (4) schätzt die Rotorposition θd durch die vorstehend erwähnten Schätzeinheiten auf der Grundlage der von der Neutralpunktpotential-Erfassungseinheit 1 ausgegebenen Neutralpunktpotential-Erfassungswerte Vn1-d und Vn2-d. Diese Schätzeinheiten werden entsprechend der gewünschten Positionserfassungsgenauigkeit und der Leistungsfähigkeit des Mikrocomputers für die Steuerung geeignet ausgewählt.
  • Unter Verwendung der Tatsache, dass sich das Neutralpunktpotential entsprechend der Magnetpolposition des Motors ändert, kann die Magnetpolposition bei einer Motordrehgeschwindigkeit von null oder einer geringen Motordrehgeschwindigkeit erfasst werden. Wie vorstehend beschrieben wurde (3), ist die Änderung des Neutralpunktpotentials in Abhängigkeit von der Magnetpolposition jedoch, wenn die Last hoch ist, gering, so dass sich das Problem ergibt, dass die Positionsschätzgenauigkeit verringert wird. Ferner ergibt sich das folgende Problem in Bezug auf die Positionsschätzgenauigkeit.
  • 9 zeigt die Beziehung zwischen der Stromphase und dem Neutralpunktpotential, wenn ein bestimmter Strom fließt und die Leitungsphase (Winkel gegenüber der q-Achse) geändert wird. Wie in 9 dargestellt ist, hängt die Art der Änderung des Neutralpunktpotentials (Amplitude und Phase der periodischen Änderung) stark von der Stromphase ab.
  • Daher werden die Neutralpunktpotential-Erfassungseinheit 1 und die Drehpositions-Schätzeinheit 2 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Die Neutralpunktpotential-Erfassungseinheit 1 erfasst den Wert von Vn0 zwei Mal mit ausreichender Empfindlichkeit in einem Trägerzyklus anhand der Wellenform des Neutralpunktpotentials Vn0 (siehe 1). In 1 sind die Neutralpunktpotentiale Vn1-d und Vn2-d erfasste Werte. Hier repräsentiert das in 1 dargestellte Neutralpunktpotential Vn0 die Differenz zwischen einem am Neutralpunkt der Dreiphasenwicklung erfassten und in die Neutralpunktpotential-Erfassungseinheit 1 (siehe 4) eingegebenen Neutralpunktpotential Vn und einem von drei Widerständen erzeugten virtuellen Neutralpunktpotential oder dem durch Dividieren der Ausgangsspannung der Gleichstromquelle 5 erzeugten Referenzpotential Vnc.
  • In einem Trägerzyklus kann das Neutralpunktpotential vier Mal mit ausreichender Empfindlichkeit erfasst werden und können die zu dieser Zeit erhaltenen vier Erfassungswerte für die Rotorpositionsschätzung verwendet werden. Gemäß der ersten Ausführungsform werden Vn1-d und Vn2-d, die in der ersten Hälfte des Zyklus erfasst werden, für die Rotorpositionsschätzung verwendet.
  • 10 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Drehpositions-Schätzeinheit 2 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
  • Wie in 10 dargestellt ist, weist die Drehpositions-Schätzeinheit 2 eine Vn1-Drehpositions-Schätzeinheit 22 zum Schätzen der Rotorposition θd-1 anhand Vn1-d und eine Vn2-Drehpositions-Schätzeinheit 23 zum Schätzen der Rotorposition θd-2 anhand Vn2-d, eine Vn12-Drehpositions-Schätzeinheit 24 zum Schätzen der Rotorposition θd-12 anhand Vn1-d und Vn2-d und eine Drehpositions-Auswahleinheit 21 zum Auswählen der Rotorposition θd zur Ausgabe anhand geschätzter Rotorpositionen θd-1, θd-2 und θd-12 auf.
  • Die Vn1-Drehpositions-Schätzeinheit 22 und die Vn2-Drehpositions-Schätzeinheit 23 verwenden nur eine von Vn1-d und Vn2-d, d. h. sie verwenden nur Vn1-d oder nur Vn2-d. Ferner verwendet die Vn12-Drehpositions-Schätzeinheit 24 sowohl Vn1-d als auch Vn2-d.
  • Es sei bemerkt, dass es bei der Vn1-Drehpositions-Schätzeinheit 22, der Vn2-Drehpositions-Schätzeinheit 23 und der Vn12-Drehpositions-Schätzeinheit 24 als spezifische Konfiguration zum Berechnen der Rotorposition anhand des erfassten Werts des Neutralpunktpotentials, wie vorstehend beschrieben, eine Konfiguration gibt, bei der eine Karte verwendet wird, welche die Beziehung zwischen dem Neutralpunktpotential und der Magnetpolposition verwendet, und eine Konfiguration gibt, bei der die Magnetpolposition durch Ausführen einer Koordinatentransformation anhand des zwei Mal erfassten Neutralpunktpotentials geschätzt und berechnet wird (siehe PTL 5).
  • Die Drehpositions-Auswahleinheit 21 gibt einen zur vorliegenden Zeit auszugebenden Rotorpositions-Schätzwert anhand der von der Vn1-Drehpositions-Schätzeinheit 22 ausgegebenen Drehposition θd-1, der von der Vn2-Drehpositions-Schätzeinheit 23 ausgegebenen Drehposition θd-2 und der von der Vn12-Drehpositions-Schätzeinheit 24 ausgegebenen Drehposition θd-12 auf der Grundlage eines oder mehrerer von einem zur vorhergehenden Zeit von der Drehpositions-Schätzeinheit 2 ausgegebenen Schätzwert θd-alt der Rotorposition, dem d-Achsen-Spannungsbefehl Vd*, dem q-Achsen-Spannungsbefehl Vq* und dem d-Achsen-Strombefehl Id* und dem q-Achsen-Strombefehl Iq* aus.
  • Ein spezifisches Beispiel der Auswahlkonfiguration wird mit Bezug auf die 11 und 12 beschrieben.
  • 11 zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen dem Neutralpunktpotential, das erfasst wird, wenn keine Last einwirkt, und der Rotorposition. Es sind die Neutralpunktpotentiale (VnA bis VnF: siehe 7) für jeden angewendeten Spannungsvektor dargestellt.
  • Wie in 11 in Abschnitt (A) dargestellt ist, ist die Änderung des Neutralpunktpotentials in Abhängigkeit vom elektrischen Winkel für VnB, VnC, VnE und VnF groß, und ist die Änderung des Neutralpunktpotentials in Abhängigkeit vom elektrischen Winkel für VnA und VnD klein. Hier ist unter der Annahme, dass sich der Rotor in Abschnitt (A) befindet, wenn die angewendeten Spannungsvektoren zur Erfassung des Neutralpunktpotentials VnC und VnD sind und die Rotorposition unter Verwendung beider Neutralpunktpotential-Erfassungswerte in VnC und VnD berechnet wird, der erfasste Wert bei VnD, wo die Änderung des Neutralpunktpotentials in Bezug auf die Einflüsse des elektrischen Winkels gering ist, klein und nimmt der Positionsschätzfehler zu. Falls die Rotorposition nur unter Verwendung des Neutralpunktpotential-Erfassungswerts im Fall von VnC geschätzt wird, kann daher der Positionsschätzfehler unterdrückt werden.
  • In Abschnitt (A) hat zusätzlich zu VnD auch VnA eine geringe Änderung des Neutralpunktpotentials in Bezug auf den elektrischen Winkel.
  • Falls daher einer der beiden Neutralpunktpotential-Erfassungswerte, die den beiden angewendeten Spannungsvektoren entsprechen, VnA oder VnD ist, wird der Positionsschätzfehler durch Schätzen der Rotorposition nur unter Verwendung des anderen Erfassungswerts unterdrückt.
  • Wenn ferner in Abschnitt (A) zwei Neutralpunktpotential-Erfassungswerte, die den beiden angewendeten Spannungsvektoren entsprechen, zwei von VnB, VnC, VnE und VnF sind, wird der Positionsschätzfehler durch Schätzen der Rotorposition unter Verwendung der beiden erfassten Werte zuverlässig unterdrückt.
  • Auf der Grundlage der in 11 dargestellten Beziehung zwischen dem Neutralpunktpotential und der Rotorposition wählt die Drehpositions-Auswahleinheit 21 (10) den auszugebenden Rotorpositions-Schätzwert θd folgendermaßen aus: Die Drehpositions-Auswahleinheit 21 wählt einen Schätzwert, der anhand des erfassten Werts, wenn die Änderung des Neutralpunktpotentials groß ist, berechnet wird, aus θd-1, θd-2 und θd-12 entsprechend der geschätzten Rotorposition und dem Spannungsanlegezustand bei der Erfassung der beiden Neutralpunktpotential-Erfassungswerte Vn1-d und Vn2-d beispielsweise als eine der Positionen im Abschnitt (A) aus und gibt den Schätzwert als den Strom θd aus.
  • Die genäherte Rotorposition kann durch den von der Drehpositions-Schätzeinheit 2 zum vorhergehenden Schätzzeitpunkt ausgegebenen Schätzwert θd-alt der Rotorposition bestimmt werden. Ferner wird θd-alt in einer Aufzeichnungsvorrichtung in der Art eines Registers im Mikrocomputer gespeichert und jedes Mal dann, wenn die Position geschätzt wird, aktualisiert.
  • Die durch den Umrichter 31 an die Dreiphasenwicklung des Permanentmagnet-Synchronmotors 4 angelegte Spannung kann durch die dq-Achsen-Spannungsbefehle Vd* und Vq* und den Schaltzustand jedes Halbleiter-Schaltelements bestimmt werden, d. h. die Bestimmung kann auf der Grundlage des Schaltzustands jedes Halbleiter-Schaltelements vorgenommen werden, d. h. eines vom Ausgangsvortreiber 313 ausgegebenen Gate-Treibersignals und eines von der Steuerschaltung 6 ausgegebenen Gate-Befehlssignals (PWM-Signals) zusätzlich zur Ausgangsspannung des Umrichters 31 und der in den Permanentmagnet-Synchronmotor 4 eingegebenen Spannung.
  • Die Drehpositions-Schätzeinheit 2 erzeugt vorab Kartendaten oder Tabellendaten, welche die Beziehung zwischen θd-alt und dem Spannungsanlegezustand (VnA bis VnF) und der Eignung des Neutralpunktpotential-Erfassungswerts zum Schätzen der Rotorposition in Bezug auf den Schätzfehler angeben. Mit den Daten wird aus θd-1, θd-2 und θd-12 ein Schätzwert ausgewählt, bei dem der Schätzfehler unterdrückt ist. Ferner werden der Drehpositions-Schätzeinheit 2 vorab Daten bereitgestellt, welche die Beziehung zwischen dem Neutralpunktpotential und der Rotorposition, wie in 11 dargestellt, angeben, und sie kann auf der Grundlage dieser Daten einen auf der Grundlage des erfassten Werts berechneten Schätzwert auswählen, wenn die Änderung des Neutralpunktpotentials groß ist. Ferner können diese Daten durch Experimente und Analyse des elektromagnetischen Felds erhalten werden.
  • 12 zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen dem Neutralpunktpotential und der Rotorposition, wenn das Motordrehmoment durch Erregen mit dem q-Achsen-Strom erzeugt wird. Ferner sind ähnlich 11 die Neutralpunktpotentiale VnA bis VnF (siehe 7) dargestellt.
  • Wie in 12 dargestellt ist, verschiebt sich Abschnitt (A) in 11 (der elektrische Winkelbereich von -30 Grad bis 30 Grad) zu Abschnitt (B) (dem elektrischen Winkelbereich von -75 Grad bis -15 Grad).
  • Wie vorstehend beschrieben, hängt die Änderung des Neutralpunktpotentials in Abhängigkeit von der Rotorposition von der Last ab. In diesem Fall weist die Drehpositions-Schätzeinheit 2 mehrere der vorstehend beschriebenen Daten auf, die zur Auswahl des Schätzwerts verwendet werden, wobei der q-Achsen-Strom Iq oder der q-Achsen-Strombefehl Iq* den Lastbetrag als Parameter angeben.
  • Ferner hängt, wie in der vorstehend beschriebenen 9 dargestellt ist, die Art der Änderung des Neutralpunktpotentials (Amplitude und Phase der periodischen Änderung) stark von der Stromphase ab. Daher wird die Änderung des Neutralpunktpotentials durch Anwenden des d-Achsen-Stroms erhöht und kann die Genauigkeit der Schätzung der Rotorposition verbessert werden. In diesem Fall weist die Drehpositions-Schätzeinheit 2 mehrere der vorstehend beschriebenen Daten, die zur Auswahl des Schätzwerts mit dem d-Achsen-Strom Id oder dem d-Achsen-Strombefehl Id* als Parameter zusätzlich zum Lastbetrag (Iq, Iq*) verwendet werden, auf.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, wird gemäß der ersten Ausführungsform der Rotorpositions-Schätzwert, der anhand des Erfassungswerts erhalten wird, wenn die Änderung des Neutralpunktpotentials groß ist, aus mehreren Schätzwerten des Rotors ausgewählt, die anhand mehrerer Neutralpunktpotential-Erfassungswerte entsprechend dem vorab geschätzten Wert der Rotorposition und des Zustands des Anlegens der Spannung an den Permanentmagnet-Synchronmotor erhalten wurden. Daher wird die Genauigkeit der Schätzung der Rotorposition unabhängig vom Betrag der Last verbessert.
  • Ferner kann gemäß der ersten Ausführungsform, weil die dq-Achsen-Spannung und der dq-Achsen-Strom für die Auswahl des Rotorpositions-Schätzwerts verwendet werden können, eine sehr genaue Positionsschätzung ohne Bereitstellen einer anderen Signalverdrahtung zum Sensor oder zum Mikrocomputer ausgeführt werden, falls das Neutralpunktpotential der Dreiphasenwicklung in den Mikrocomputer aufgenommen wird. Ferner kann die Empfindlichkeit der Erfassung der Rotorposition ohne die Verwendung eines Empfindlichkeitsverstärkers verbessert werden. Demgemäß wird die Konfiguration der Motorsteuervorrichtung vereinfacht und wird eine Erhöhung der Kosten der Motorsteuervorrichtung verhindert.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • 13 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Steuereinheit 6a in der Motorsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die Konfiguration gleicht abgesehen von der Steuereinheit jener gemäß der ersten Ausführungsform (4). Nachstehend werden hauptsächlich Unterschiede gegenüber der Steuereinheit 6 (5) gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Wie in 13 dargestellt ist, weist die Steuereinheit 6a gemäß der zweiten Ausführungsform einen Positionsschätzer 612 bei einer mittelhohen/hohen Geschwindigkeit und einen Schätzphasen-Umschalter 613 zusätzlich zur Konfiguration der Steuereinheit 6 gemäß der ersten Ausführungsform (5) auf.
  • Auf der Grundlage der dq-Achsen-Spannungsbefehle Vd* und Vq* und der dq-Achsen-Stromerfassungswerte Id und Iq schätzt und berechnet der Positionsschätzer 612 bei einer mittelhohen/hohen Geschwindigkeit die Rotorposition θdc2 anhand der Konstanten (Induktanz und Wicklungswiderstand) des Permanentmagnet-Synchronmotors 4. Hierbei handelt es sich um eine bekannte Rotorpositions-Schätzeinheit, die auf der induzierten Spannung beruht, und es wird auf eine Beschreibung eines spezifischen Berechnungsverfahrens verzichtet. Es sind verschiedene Konfigurationen einer auf der induzierten Spannung beruhenden Rotorpositions-Schätzeinheit bekannt, und es wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet, es kann jedoch jede beliebige Konfiguration angewendet werden.
  • Der Schätzphasen-Umschalter 613 wählt die θdc2-Ausgabe vom Positionsschätzer 612 bei einer mittelhohen/hohen Geschwindigkeit und den von der Drehpositions-Schätzeinheit 2 (4) auf der Grundlage des Neutralpunktpotentials entsprechend der Motorgeschwindigkeit (Drehgeschwindigkeit) geschätzten und ausgegebenen Rotorpositions-Schätzwert θd aus und gibt ihn als für die Steuerung verwendete Rotorposition θdc3 aus. Das heißt, dass der Algorithmus zum Schätzen der Rotorposition in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit geändert wird. Falls die Geschwindigkeit, die größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, die mittlere bis hohe Geschwindigkeit ist und die Geschwindigkeit, die niedriger als der vorgegebene Wert ist, die niedrige Geschwindigkeit ist, wählt der Schätzphasen-Umschalter 613 beispielsweise θdc2 bei der mittleren bis hohen Geschwindigkeit und θd bei der niedrigen Geschwindigkeit. Gemäß der zweiten Ausführungsform wird die Motorgeschwindigkeit ω1 von der Stromberechnungseinheit 610 auf der Grundlage von θdc3 berechnet.
  • An Stelle des Schaltens zwischen θdc2 und θd kann die Rotorposition θdc3 durch Gewichten berechnet werden, so dass θd im Bereich niedriger Geschwindigkeit vorherrschend wird und θdc2 im Bereich mittlerer bis hoher Geschwindigkeit vorherrschend wird. In diesem Fall wird, weil allmählich zwischen der Steuerung auf der Grundlage des Neutralpunktpotentials und der Steuerung auf der Grundlage der induzierten Spannung geschaltet wird, die Stabilität der Steuerung beim Schalten zwischen dem Bereich niedriger Geschwindigkeit und dem Bereich hoher Geschwindigkeit verbessert. Ferner kann die Drehgeschwindigkeit für das Schalten zwischen θd und θdc2 eine Hysterese aufweisen. Daher kann ein Nachjagen beim Schalten verhindert werden.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform werden θdc2 und θd entsprechend der von der Stromberechnungseinheit 610 berechneten Motorgeschwindigkeit geschaltet, es besteht jedoch keine Einschränkung darauf, und θdc2 und θd können auch entsprechend der von einem Drehpositionssensor (einem Magnetpolpositionssensor, einem Lenkwinkelsensor usw.) erfassten Motorgeschwindigkeit geschaltet werden.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, wird gemäß der ersten Ausführungsform die Genauigkeit der für die Motorsteuerung verwendeten Rotorposition in einem breiten Geschwindigkeitsbereich von einem Bereich niedriger Geschwindigkeit bis zu einem Bereich mittlerer bis hoher Geschwindigkeit verbessert, so dass die Genauigkeit und Stabilität der Geschwindigkeitssteuerung des Synchron-Elektromotors und auch die Zuverlässigkeit verbessert werden.
  • Ferner kann θdc2 bei der Motorgeschwindigkeit im Bereich mittlerer bis hoher Geschwindigkeiten mit θd verglichen werden und kann θd auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses im Bereich niedriger Geschwindigkeit korrigiert werden. Dadurch kann der Einfluss der individuellen Motordifferenzen in der Dreiphaseninduktanz auf den Schätzfehler von θd im Bereich niedriger Geschwindigkeit verringert werden.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform mit Bezug auf die 14 bis 16 beschrieben.
  • 14 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines Fahrzeugs mit einer Bremssteuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt. 15 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration des ersten Bremsmechanismus gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
  • 16 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration des zweiten Bremsmechanismus gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
  • Wie in 14 dargestellt ist, wird durch einen ersten Bremsmechanismus und einen zweiten Bremsmechanismus eine Bremskraft auf ein erstes Radpaar (die Oberseite in 14: 805L, 805R) und ein zweites Radpaar (die Unterseite in 14: 803L, 803R) eines Fahrzeugs 8 ausgeübt.
  • Der erste Bremsmechanismus weist hydraulische Scheibenbremsen 804L und 804R, wobei es sich um durch Hydraulikdruck betätigte hydraulische Bremsen handelt, einen ersten elektrischen Mechanismus 805, der einen Hydraulikdruck erzeugt, und eine Erster-elektrischer-Mechanismus-Steuervorrichtung 806, die den ersten elektrischen Mechanismus 805 steuert, auf.
  • Hier weist der erste elektrische Mechanismus 805 einen Hydraulikkreis 832 auf, wie in 15 dargestellt ist. Der Hydraulikkreis 832 weist eine Pumpe 822, die durch einen Permanentmagnet-Synchronmotor 821 betätigt wird, um die Bremsflüssigkeit in einem Vorratsbehältertank 827 unter Druck zu setzen, ein Druckregulierventil 823, das den Hydraulikdruck der Pumpe 822 einstellt, Einströmungsventile 824L und 824R zur Einstellung des in die hydraulischen Scheibenbremsen 804L und 804R einströmenden Hydraulikdrucks, Ausströmungsventile 825L und 825R zur Einstellung des ausströmenden Hydraulikdrucks und ein Absperrventil 826 zum Absperren der Seite des Bremspedals 809 auf.
  • Ferner weist der erste Bremsmechanismus, wie in 15 dargestellt ist, abgesehen vom ersten elektrischen Mechanismus 805 einen Hauptzylinder 810 auf, der unter Verwendung der Betätigung des Bremspedals 809 durch den Fahrer als Energiequelle arbeitet. Weil der Hauptzylinder 810 durch den Hydraulikkreis 832 mit den hydraulischen Scheibenbremsen 804L und 804R verbunden ist, werden die hydraulischen Scheibenbremsen 804L und 804R durch den vom Hauptzylinder 810 erzeugten Hydraulikdruck durch Öffnen des Absperrventils 826 und der Einströmungsventile 824L und 824R betätigt. Dadurch kann das Fahrzeug 8 gebremst werden.
  • Wenn sich das Absperrventil 826 in einem geschlossenen Zustand befindet, wird ein Hubsimulator 830 bereitgestellt, um dem Fahrer eine geeignete Reaktionskraft auf die Betätigung des Bremspedals 809 bereitzustellen und die vom Hauptzylinder 810 abgegebene Bremsflüssigkeit zu absorbieren. Ferner ist ein Hubsimulatorventil 831 zum Einstellen des Einströmens und Ausströmens der Bremsflüssigkeit in den Hubsimulator 830 und aus diesem im Hydraulikweg vom Hauptzylinder 810 zum Hubsimulator 830 bereitgestellt.
  • Die Erster-elektrischer-Mechanismus-Steuervorrichtung 806 steuert den Betrieb des Permanentmagnet-Synchronmotors 821 und jedes Ventils im ersten Bremsmechanismus.
  • Wie im unteren Teil von 14 dargestellt ist, weist der zweite Bremsmechanismus elektrische Scheibenbremsen 807L und 807R und eine diese steuernde Zweiter-elektrischer-Mechanismus-Steuervorrichtung 808 auf.
  • Wie in 16 dargestellt ist, sind die elektrischen Scheibenbremsen 807L und 807R gleich aufgebaut und werden durch zweite elektrische Mechanismen 840L und 840R betätigt. Die zweiten elektrischen Mechanismen 840L und 840R bestehen aus Permanentmagnet-Synchronmotoren 3L und 3R und Dreh-Linearbewegungsmechanismen 82L und 61R, welche die Drehkraft der Permanentmagnet-Synchronmotoren 3L und 3R verzögern und umwandeln, um die Bremsbeläge 62L und 62R in Kontakt mit den Bremsscheiben 63L und 63R zu bringen und so eine Presskraft und eine Bremskraft zu erzeugen.
  • Die Zweiter-elektrischer-Mechanismus-Steuervorrichtung 808 steuert die Presskraft der elektrischen Scheibenbremsen 807L und 807R.
  • Wie in 14 dargestellt ist, weist das Fahrzeug 8 eine Host-Steuervorrichtung 811 auf, welche den geeigneten Betrieb des Fahrzeugs 8 auf der Grundlage von Sensorinformationen von einer Kamera und einem Radargerät, wodurch eine äußere Situation erfasst wird, Karteninformationen, des Betriebszustands des Antriebssystems, des Lenksystems und des Bremssystems des Fahrzeugs 8 sowie des Betriebszustands des Fahrzeugs 8 berechnet und einen Steuerbefehl zur Bremssteuervorrichtung sendet. Die Betriebsinformationen des Bremspedals 809 (Bremspedalhub, Hauptzylinderdruck) und der Steuerbefehlswert der Host-Steuervorrichtung 811 werden über eine Signalleitung 812 zur Erster-elektrischer-Mechanismus-Steuervorrichtung 806 und zur Zweiter-elektrischer-Mechanismus-Steuervorrichtung 808 gesendet. Die Erster-elektrischer-Mechanismus-Steuervorrichtung 806 und die Zweiter-elektrischer-Mechanismus-Steuervorrichtung 808 kommunizieren miteinander über eine Kommunikationsleitung 813.
  • Der erste und der zweite Bremsmechanismus sind über eine Stromquellenleitung 814 mit einer Hauptstromquelle 815 verbunden und werden normalerweise durch von einer Hauptstromquelle 815 zugeführten Strom angetrieben.
  • Wenn bei einer solchen am Fahrzeug 8 angebrachten Bremssteuervorrichtung die Hauptstromquelle 815 normal ist, werden die Operationen des ersten elektrischen Mechanismus und des zweiten elektrischen Mechanismus durch die Erster-elektrischer-Mechanismus-Steuervorrichtung 806 und die Zweiter-elektrischer-Mechanismus-Steuervorrichtung 808 auf der Grundlage der Betätigung des Bremspedals 809 durch den Fahrer, eines Befehls von der Host-Steuervorrichtung 811 und einer Zustandsgröße des Fahrzeugs gesteuert.
  • Beim ersten Bremsmechanismus ist das Absperrventil 826 normalerweise geschlossen, um den Hauptzylinder 810 von den hydraulischen Scheibenbremsen 804L und 804R zu trennen, und ist das Hubsimulatorventil 831 geöffnet, um die Bremsflüssigkeit zu absorbieren, die bei der Betätigung des Bremspedals 809 durch den Fahrer abgegeben wird. Gleichzeitig wird der Steuerbetrag, welcher der an jedem Rad erzeugten Bremskraft entspricht, auf der Grundlage der Betätigung des Bremspedals 809 oder des Befehls von der Host-Steuervorrichtung 811 und des Betriebszustands der elektrischen Scheibenbremsen 807L und 807R berechnet. Der Permanentmagnet-Synchronmotor 821 und die Arbeitsvorgänge des Druckregulierventils 823, der Einströmungsventile 824L und 824R und der Ausströmungsventile 825L und 825R werden gesteuert, und die hydraulischen Scheibenbremsen 804L und 804R werden betätigt.
  • Gemäß der dritten Ausführungsform wird die Motorsteuervorrichtung gemäß einer von der ersten und zweiten Ausführungsform, die vorstehend beschrieben wurden, auf den Permanentmagnet-Synchronmotor 821 und die Erster-elektrischer-Mechanismus-Steuervorrichtung 806 angewendet, um ihren Betrieb zu steuern. Die Motorsteuervorrichtung gemäß einer von der ersten und zweiten Ausführungsform wird auch auf die Permanentmagnet-Synchronmotoren 3L und 3R und die Zweiter-elektrischer-Mechanismus-Steuervorrichtung 808, welche ihren Betrieb steuert, angewendet.
  • Das heißt, dass die Genauigkeit der Schätzung der Rotorposition gemäß der dritten Ausführungsform unabhängig vom Betrag der Last verbessert wird, so dass die Genauigkeit der Steuerung der Bremssteuervorrichtung verbessert wird, die im Bereich niedriger Geschwindigkeit zwischen null und höchstens 10 % der Nenngeschwindigkeit häufig verwendet wird. Dadurch kann die Bremsdruckkraft zuverlässig und sehr genau verstärkt werden oder kann die Bremskraft sehr genau gehalten werden. Daher wird die Zuverlässigkeit der Bremssteuervorrichtung verbessert. Wenngleich die Bremssteuervorrichtung unter Hochtemperaturbedingungen verwendet wird, kann sie gemäß der dritten Ausführungsform ferner ohne die Verwendung eines Drehpositionssensors mit einem Wärmewiderstand sensorlos mit hoher Genauigkeit betrieben werden. Daher wird die Zuverlässigkeit der Bremssteuervorrichtung verbessert und können die Kosten verringert werden.
  • Wenngleich dies nicht dargestellt ist, ist ein Hydrauliksensor in der Nähe der hydraulischen Scheibenbremse (804L, 804R) in 15 bereitgestellt und wird die Rotorposition (Magnetpolposition) des Permanentmagnet-Synchronmotors auf der Grundlage des vom Hydrauliksensor erfassten auf die hydraulische Scheibenbremse einwirkenden Hydraulikdrucks geschätzt und kann die Rotorpositionsschätzung anhand des Neutralpunktpotentials auf der Grundlage der geschätzten Rotorposition korrigiert werden. Dadurch kann der Einfluss der einzelnen Motordifferenzen in der Dreiphaseninduktanz auf den Schätzfehler der Rotorposition im Bereich niedriger Geschwindigkeit unter Verwendung des Neutralpunktpotentials verringert werden.
  • Wenngleich dies nicht dargestellt ist, ist in der Nähe der Bremsbeläge (62L, 62R) in 16 ein Schubsensor bereitgestellt und wird die Rotorposition des Permanentmagnet-Synchronmotors auf der Grundlage der vom Schubsensor erfassten auf die Bremsscheibe einwirkenden Presskraft geschätzt. Die anhand des Neutralpunktpotentials geschätzte Rotorposition kann auf der Grundlage der geschätzten Magnetpolposition korrigiert werden. Dadurch kann der Einfluss der einzelnen Motordifferenzen in der Dreiphaseninduktanz auf den Schätzfehler der Rotorposition im Bereich niedriger Geschwindigkeit unter Verwendung des Neutralpunktpotentials verringert werden.
  • (Vierte Ausführungsform)
  • Als nächstes wird eine Bremssteuervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die Konfiguration der vierten Ausführungsform gleicht jener des eine elektrische Scheibenbremse aufweisenden zweiten Bremsmechanismus, wie in 16 dargestellt. Das Betriebsmuster der Bremssteuervorrichtung gleicht dem in 2 dargestellten.
  • Gemäß der vierten Ausführungsform steuert die Zweiter-elektrischer-Mechanismus-Steuervorrichtung 808 (16) den Permanentmagnet-Synchronmotor auf der Grundlage der anhand des Neutralpunktpotentials geschätzten Rotorposition ansprechend auf einen Bremskraftbefehl von der Host-Steuervorrichtung 811 (14). Dadurch wird eine Bremskraft von der elektrischen Scheibenbremse erzeugt.
  • Wie vorstehend mit Bezug auf 2 beschrieben, weist die Bremssteuervorrichtung einen verhältnismäßig langen Zeitraum auf, in dem die Bremskraft konstant gehalten ist, wobei es sich um den Zeitraum handelt, in dem die Drehgeschwindigkeit null oder niedrig ist, jedoch das Drehmoment erzeugt wird. Auch gemäß der dritten Ausführungsform steuert die Motorsteuervorrichtung den Permanentmagnet-Synchronmotor in einer Zwischenzeit, in der der Bremsbelag und die Bremsscheibe in Kontakt stehen (Abschnitt (1) von Zeit (B) bis (C) in 2), so dass das Drehmoment bei einer Geschwindigkeit von null oder einer niedrigen Geschwindigkeit erzeugt wird.
  • Die Bremskraft der Bremssteuervorrichtung hängt von der den Bremsbelag 62 gegen die Bremsscheibe 63 drückenden Kraft, d. h. von der Presskraft, ab. Die Presskraft wird über den Dreh-Linearbewegungsmechanismus durch das Drehmoment des Permanentmagnet-Synchronmotors erzeugt. Das vom Permanentmagnet-Synchronmotor erzeugte Drehmoment hängt von der Genauigkeit der Schätzung der Magnetpolposition des Rotors ab.
  • Daher wird gemäß der vierten Ausführungsform ein positiver d-Achsenstrom nur in einer Zwischenzeit angewendet, wird die Änderung des Neutralpunktpotentials in Bezug auf den elektrischen Winkel des Motors erhöht und wird die Positionsschätzgenauigkeit verbessert. Dadurch wird die Genauigkeit der Steuerung der Presskraft verbessert. Dementsprechend wird die Genauigkeit der Steuerung der Bremskraft durch die Bremssteuervorrichtung verbessert, so dass die kinetische Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs verbessert werden kann. Das Gleiche gilt für die erwähnte hydraulische Scheibenbremse, wie in 15 dargestellt ist.
  • (Fünfte Ausführungsform)
  • Gemäß der fünften Ausführungsform werden die Rotorpositionsschätzung auf der Grundlage des Neutralpunktpotentials, wie vorstehend beschrieben, und die Drehpositionserfassung durch einen Drehpositionsdetektor (beispielsweise einen Hall-IC, einen Resolver, einen Encoder und einen GMR-Sensor) gemeinsam verwendet. Normalerweise wird die Motorsteuerung auf der Grundlage der vom Drehpositionsdetektor erfassten Rotorposition ausgeführt. Ferner wird die Abnormität des Drehpositionsdetektors auf der Grundlage der geschätzten Drehposition anhand des Neutralpunktpotentials bestimmt. Falls der Drehpositionsdetektor als abnormal bestimmt wird, wird die Motorsteuerung auf der Grundlage der Drehposition anhand des Neutralpunktpotentials ausgeführt. Dementsprechend kann selbst dann, wenn ein Fehler oder eine Signalabnormität im Drehpositionsdetektor auftritt, die Motorsteuerung auf der Grundlage der geschätzten Rotorposition fortgesetzt werden, so dass die Zuverlässigkeit der Motorsteuervorrichtung verbessert wird.
  • Nachstehend wird die fünfte Ausführungsform mit Bezug auf die 17 und 18 beschrieben. Ferner werden hauptsächlich Punkte beschrieben, die von der ersten Ausführungsform verschieden sind.
  • 17 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Motorsteuervorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • Wie in 17 dargestellt ist, sind Drehpositionsdetektoren 41 und 42 zusätzlich zur Konfiguration der ersten Ausführungsform (4) bereitgestellt. Gemäß der ersten Ausführungsform wird die Zuverlässigkeit der Drehpositionserfassung durch den Rotationsdetektor durch redundantes Bereitstellen mehrerer Drehpositionsdetektoren verbessert.
  • Ferner ist eine Erfassungspositions-Bestimmungseinheit 71 bereitgestellt, welche eine korrekte Rotorposition von den durch die Drehpositionsdetektoren 41 und 42 erfassten Rotorpositionen θd-11 und θd-12 und der von der Drehpositions-Schätzeinheit 2 geschätzten Rotorposition θd bestimmt und die bestimmte Position als erfasste Rotorposition θd' an die Steuereinheit 6 ausgibt.
  • 18 ist ein Flussdiagramm, das den von der Erfassungspositions-Bestimmungseinheit 71 ausgeführten Bestimmungsprozess zeigt.
  • Zuerst stellt die Erfassungspositions-Bestimmungseinheit 71 in Schritt S11 fest, ob die vom Drehpositionsdetektor 41 ausgegebene Rotorposition θd1 und die vom Drehpositionsdetektor 42 ausgegebene Rotorposition θd2 im Wesentlichen übereinstimmen. Wenn der Betrag der Differenz zwischen θd1 und θd2 beispielsweise kleiner oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, wird festgestellt, dass sie im Wesentlichen übereinstimmen. Wenn θd1 und θd2 im Wesentlichen übereinstimmen (Ja in Schritt S11), wird der Prozess in Schritt S12 fortgesetzt, und wenn θd1 und θd2 nicht übereinstimmen, wird der Prozess in Schritt S13 (Nein in Schritt S11) fortgesetzt.
  • In Schritt S12 gibt die Erfassungspositions-Bestimmungseinheit 71 θd1 als korrekte Rotorposition θd' an die Steuereinheit 6 aus. Das heißt, dass θd' für die Motorsteuerung in der Steuereinheit 6 verwendet wird. In diesem Schritt S12 kann die Erfassungspositions-Bestimmungseinheit 71 θd2 statt θd1 als θd' ausgeben.
  • Wenn θd1 und θd2 hierbei nicht übereinstimmen, kann festgestellt werden, dass einer vom Drehpositionsdetektor 41 und vom Drehpositionsdetektor 42 abnormal ist. Daher wird in den Schritten S13 und S14 unter Verwendung der von der Drehpositions-Schätzeinheit 2 ausgegebenen geschätzten Rotorposition θd festgestellt, welcher der Drehpositionsdetektoren 41 und 42 abnormal ist.
  • In Schritt S13 stellt die Erfassungspositions-Bestimmungseinheit 71 fest, ob θd1 und θd im Wesentlichen übereinstimmen. Wenn der Betrag der Differenz zwischen θd1 und θd beispielsweise kleiner oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, wird festgestellt, dass sie im Wesentlichen übereinstimmen. Wenn θd1 und θd im Wesentlichen übereinstimmen (Ja in Schritt S13), wird festgestellt, dass der Drehpositionsdetektor 41 normal ist, und wird der Prozess in Schritt S14 fortgesetzt. Wenn θd1 und θd nicht übereinstimmen, wird festgestellt, dass der Drehpositionsdetektor 41 abnormal ist, und wird der Prozess in Schritt S15 fortgesetzt (Nein in Schritt S13).
  • In Schritt S14 gibt die Erfassungspositions-Bestimmungseinheit 71 θd1 als korrekte Rotorposition θd' an die Steuereinheit 6 aus. Das heißt, dass in der Steuereinheit 6 θd1 für die Motorsteuerung verwendet wird.
  • In Schritt S15 stellt die Erfassungspositions-Bestimmungseinheit 71 fest, ob θd2 und θd im Wesentlichen übereinstimmen. Wenn der Betrag der Differenz zwischen θd2 und θd beispielsweise kleiner oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, wird festgestellt, dass sie im Wesentlichen übereinstimmen. Wenn θd2 und θd im Wesentlichen übereinstimmen (Ja in Schritt S15), wird festgestellt, dass der Drehpositionsdetektor 42 normal ist, und wird der Prozess in Schritt S16 fortgesetzt. Wenn θd2 und θd nicht übereinstimmen, wird festgestellt, dass der Drehpositionsdetektor 42 abnormal ist (Nein in Schritt S15), und der Prozess wird in Schritt S17 fortgesetzt.
  • In Schritt S16 gibt die Erfassungspositions-Bestimmungseinheit 71 θd2 als korrekte Rotorposition θd' an die Steuereinheit 6 aus. Das heißt, dass in der Steuereinheit 6 θd2 für die Motorsteuerung verwendet wird.
  • Weil beide Drehpositionsdetektoren 41 und 42 in den Schritten S13 und S14 als abnormal bestimmt wurden, gibt die Erfassungspositions-Bestimmungseinheit 71 in Schritt S17 θd als korrekte Rotorposition θd' an die Steuereinheit 6 aus. Das heißt, dass in der Steuereinheit 6 θd für die Motorsteuerung verwendet wird.
  • Es ist bevorzugt, dass die Positionen θd1, θd2 und θd zur gleichen Zeit bestimmt werden. Beispielsweise können drei Positionen durch Korrigieren der Erfassungszeit des Drehpositionsdetektors oder Korrigieren der jeweiligen Positionsdaten durch Interpolation oder dergleichen zur selben Zeit verglichen werden. Dadurch wird die Genauigkeit der Bestimmung der Abnormität des Drehpositionsdetektors verbessert.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß der fünften Ausführungsform auf der Grundlage der geschätzten Drehposition festgestellt werden, welcher von mehreren redundant bereitgestellten Drehpositionsdetektoren abnormal ist. Dadurch wird die Motorsteuerung selbst dann, wenn einer der mehreren Drehpositionsdetektoren abnormal ist, durch Auswählen eines normalen Drehpositionsdetektors wie im Normalzustand ausgeführt (wenn kein Fehler auftritt). Dadurch kann das gewünschte Motordrehmoment kontinuierlich ausgegeben wurden. Ferner kann die Motorsteuerung selbst dann, wenn mehrere der Drehpositionsdetektoren abnormal sind, unter Verwendung der geschätzten Rotorposition ausgeführt werden, so dass der Motorantrieb aufrechterhalten werden kann.
  • Die Drehpositions-Schätzeinheit gemäß der fünften Ausführungsform ist eine Funktion des Mikrocomputers des Steuersystems und kann ohne Hinzufügung von Hardware in der Art eines Drehpositionsdetektors verwirklicht werden. Daher kann gemäß der vierten Ausführungsform die Zuverlässigkeit der Motorsteuervorrichtung verbessert werden, ohne die Kosten der Motorsteuervorrichtung zu erhöhen.
  • Ferner ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern sie kann verschiedene Modifikationen enthalten. Beispielsweise wurden die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung klar verständlich und detailliert beschrieben, und sie sind nicht notwendigerweise darauf beschränkt, dass sie alle beschriebenen Konfigurationen aufweisen. Zusätzlich können einige der Konfigurationen der jeweiligen Ausführungsform fortgelassen werden, durch andere Konfigurationen ersetzt werden und zu anderen Konfigurationen hinzugefügt werden.
  • Beispielsweise kann die Erfindung nicht nur auf einen Permanentmagnet-Synchronmotor, sondern auch auf einen Dreiphasen-Synchronmotor in der Art eines Synchronmotors vom Feldwicklungstyp angewendet werden.
  • Gemäß der dritten Ausführungsform kann die Motorsteuervorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform angewendet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Neutralpunktpotential-Erfassungseinheit
    2
    Drehpositions-Schätzeinheit
    3
    Motorsteuervorrichtung
    3L, 3R
    Permanentmagnet-Synchronmotor
    4
    Permanentmagnet-Synchronmotor
    5
    Gleichstromquelle
    6, 6a
    Steuereinheit
    7R
    Bremssattel
    21
    Drehpositions-Auswahleinheit
    22
    Vn1-Drehpositions-Schätzeinheit
    23
    Vn2-Drehpositions-Schätzeinheit
    24
    Vn12-Drehpositions-Schätzeinheit
    31
    Umrichter
    41, 42
    Drehpositionsdetektor
    61, 61R
    Dreh-Linearbewegungsmechanismus
    62, 62L, 62R
    Bremsbelag
    63, 63L, 63R
    Bremsscheibe
    71
    Erfassungspositions-Bestimmungseinheit
    82L
    Dreh-Linearbewegungsmechanismus
    311
    Umrichterhauptschaltung
    312
    Ein-Shunt-Stromdetektor
    313
    Ausgangsvortreiber
    601
    Iq*-Erzeugungseinheit
    602
    Id*-Erzeugungseinheit
    603a, 603b
    Subtraktionseinheit
    604a
    d-Achsen-Stromsteuereinheit
    604b
    q-Achsen-Stromsteuereinheit
    605
    dq-Umkehrwandlungseinheit
    606
    PWM-Erzeugungseinheit
    607
    Stromreproduktionseinheit
    608
    dq-Wandlungseinheit
    609
    Sample/Hold-Einheit
    610
    Geschwindigkeitsberechnungseinheit
    611
    Pulsverschiebungseinheit
    612
    Positionsschätzer bei einer mittelhohen/hohen Geschwindigkeit
    613
    Schätzphasen-Umschalter
    803L, 803R
    zweites Radpaar
    804L, 804R
    hydraulische Scheibenbremse
    805
    erster elektrischer Mechanismus
    805L, 805R
    erstes Radpaar
    806 E
    rster-elektrischer-Mechanismus-Steuervorrichtung
    807L, 807R
    elektrische Scheibenbremse
    808
    Zweiter-elektrischer-Mechanismus-Steuervorrichtung
    809
    Bremspedal
    810
    Hauptzylinder
    811
    Host-Steuervorrichtung
    812
    Signalleitung
    813
    Kommunikationsleitung
    814
    Stromquellenleitung
    815
    Hauptstromquelle
    821
    Permanentmagnet-Synchronmotor
    822
    Pumpe
    823
    Druckregulierventil
    824L, 824R
    Einströmungsventil
    825L, 825R
    Ausströmungsventil
    826
    Absperrventil
    830
    Hubsimulator
    831
    Hubsimulatorventil
    832
    Hydraulikkreis
    840L, 840R
    zweiter elektrischer Mechanismus
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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    • WO 2012/157039 [0011]

Claims (16)

  1. Motorsteuervorrichtung, welche Folgendes aufweist: einen Dreiphasen-Synchronmotor, der eine Dreiphasenwicklung aufweist, einen Umrichter, der mit der Dreiphasenwicklung verbunden ist, eine Steuereinheit, die den Umrichter auf der Grundlage der Rotorposition des Dreiphasen-Synchronmotors steuert, und eine Drehpositions-Schätzeinheit, welche die Rotorposition auf der Grundlage des Neutralpunktpotentials der Dreiphasenwicklung schätzt, wobei die Drehpositions-Schätzeinheit die Rotorposition selektiv unter Verwendung eines oder mehrerer erfasster Werte des Neutralpunktpotentials entsprechend einem vorab geschätzten Wert der Rotorposition und dem Zustand des Anlegens einer Spannung an die Dreiphasenwicklung schätzt.
  2. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mehreren erfassten Werte des Neutralpunktpotentials in mehreren Spannungsanlegezuständen erhalten werden und die Drehpositions-Schätzeinheit die Rotorposition unter Verwendung eines erfassten Werts in einem der mehreren Spannungsanlegezustände schätzt, in dem sich das Neutralpunktpotential stärker in Bezug auf die Rotorposition in der Nähe des vorab geschätzten Werts ändert.
  3. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Drehpositions-Schätzeinheit Folgendes aufweist: mehrere Schätzeinheiten, welche die Rotorposition unter Verwendung eines oder mehrerer erfasster Werte des Neutralpunktpotentials schätzen, und eine Auswahleinheit, die einen aus mehreren von den mehreren Schätzeinheiten erhaltenen Schätzwerten entsprechend dem vorab geschätzten Wert der Rotorposition und dem Zustand des Anlegens einer Spannung an die Dreiphasenwicklung auswählt, und die Drehpositions-Schätzeinheit den einen von der Auswahleinheit ausgewählten Schätzwert als in der Steuereinheit verwendete Rotorposition ausgibt.
  4. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Dreiphasenwicklung ein q-Achsen-Strom zugeführt wird.
  5. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Dreiphasenwicklung ein d-Achsen-Strom zugeführt wird.
  6. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Drehpositions-Schätzeinheit selektiv einen oder mehrere der erfassten Werte des Neutralpunktpotentials auf der Grundlage von Daten verwendet, die eine Beziehung zwischen dem vorab geschätzten Wert, dem Spannungsanlegezustand und dem Neutralpunktpotential angeben.
  7. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit den Umrichter auf der Grundlage der von der Drehpositions-Schätzeinheit geschätzten Rotorposition steuert, wenn die Drehgeschwindigkeit des Dreiphasen-Synchronmotors niedriger als ein vorgegebener Wert ist.
  8. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 7, welche ferner eine Positionsschätzeinheit aufweist, welche die Rotorposition auf der Grundlage einer induzierten Spannung und des Stroms der Dreiphasenwicklung schätzt, wobei die Steuereinheit den Umrichter auf der Grundlage der von der Positionsschätzeinheit geschätzten Rotorposition steuert, wenn die Drehgeschwindigkeit des Dreiphasen-Synchronmotors größer oder gleich dem vorgegebenen Wert ist.
  9. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei der vorgegebene Wert bei einer Beschleunigung und bei einer Verzögerung unterschiedlich ist.
  10. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die von der Drehpositions-Schätzeinheit geschätzte Rotorposition mit der von der Positionsschätzeinheit geschätzten Rotorposition verglichen wird und die von der Drehpositions-Schätzeinheit geschätzte Rotorposition auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses korrigiert wird.
  11. Bremssteuervorrichtung, welche Folgendes aufweist: eine Bremse und eine Motorsteuervorrichtung, welche die Bremse ansteuert, wobei die Motorsteuervorrichtung Folgendes aufweist: einen Dreiphasen-Synchronmotor, der eine Dreiphasenwicklung aufweist, einen Umrichter, der mit der Dreiphasenwicklung verbunden ist, eine Steuereinheit, die den Umrichter auf der Grundlage der Rotorposition des Dreiphasen-Synchronmotors steuert, und eine Drehpositions-Schätzeinheit, welche die Rotorposition auf der Grundlage des Neutralpunktpotentials der Dreiphasenwicklung schätzt, und wobei die Drehpositions-Schätzeinheit die Rotorposition selektiv unter Verwendung eines oder mehrerer erfasster Werte des Neutralpunktpotentials entsprechend einem vorab geschätzten Wert der Rotorposition und dem Zustand des Anlegens einer Spannung an die Dreiphasenwicklung schätzt.
  12. Bremssteuervorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Bremse eine hydraulische Bremse ist und die von der Drehpositions-Schätzeinheit geschätzte Rotorposition auf der Grundlage des von einem an der Bremse bereitgestellten Hydrauliksensor erfassten Hydraulikdrucks korrigiert wird.
  13. Bremssteuervorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Bremse eine elektrische Scheibenbremse ist und die von der Drehpositions-Schätzeinheit geschätzte Rotorposition auf der Grundlage der von einem an der Bremse bereitgestellten Schubsensor erfassten Presskraft korrigiert wird.
  14. Bremssteuervorrichtung nach Anspruch 11, wobei ein d-Achsen-Strom der Dreiphasenwicklung in einem Zeitraum zugeführt wird, in dem die Bremskraft konstant gehalten wird.
  15. Motorsteuervorrichtung, welche Folgendes aufweist: einen Dreiphasen-Synchronmotor, der eine Dreiphasenwicklung aufweist, einen Umrichter, der mit der Dreiphasenwicklung verbunden ist, und eine Steuereinheit, die den Umrichter auf der Grundlage der Rotorposition des Dreiphasen-Synchronmotors steuert, wobei die Steuereinheit den Umrichter auf der Grundlage der von einem Drehpositionsdetektor erfassten Rotorposition steuert, wobei die Motorsteuervorrichtung ferner Folgendes aufweist: eine Drehpositions-Schätzeinheit, welche die Rotorposition auf der Grundlage des Neutralpunktpotentials der Dreiphasenwicklung schätzt, und eine Bestimmungseinheit, welche eine Abnormität des Drehpositionsdetektors auf der Grundlage der von der Drehpositions-Schätzeinheit geschätzten Rotorposition bestimmt, wobei die Drehpositions-Schätzeinheit die Rotorposition selektiv unter Verwendung eines oder mehrerer erfasster Werte des Neutralpunktpotentials entsprechend einem vorab geschätzten Wert der Rotorposition und dem Zustand des Anlegens einer Spannung an die Dreiphasenwicklung schätzt.
  16. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Steuereinheit den Umrichter auf der Grundlage der von der Drehpositions-Schätzeinheit geschätzten Rotorposition steuert, wenn die Bestimmungseinheit feststellt, dass der Drehpositionsdetektor abnormal ist.
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