DE112018008013T5 - Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine - Google Patents

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Shingo Harada
Keiichi Enoki
Nozomu Kamioka
Tomohisa Shoda
Yoshimasa Nishijama
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Abstract

Vorgesehen ist eine Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine, umfassend: eine Temperaturerfassungseinheit (50), die konfiguriert ist, eine Temperatur eines Schutzteils (70) zu erfassen; eine Maximalstrom-Einstelleinheit (51), die konfiguriert ist, einen Maximalstrom einer rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine (30) einzustellen, um zu verhindern, dass die von der Temperaturerfassungseinheit (50) erfasste Temperatur des Schutzteils (70) eine eingestellte Temperatur überschreitet; eine Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit (52), die konfiguriert ist, ein zulässiges Drehmoment basierend auf dem von der Maximalstrom-Einstelleinheit (51) eingestellten Maximalstrom zu berechnen; eine Drehmomentbefehls-Einstelleinheit (55), die konfiguriert ist, einen Drehmomentbefehlswert, der an die rotierende elektrische Wechselstrommaschine (30) gerichtet ist, auf der Grundlage des zulässigen Drehmoments einzustellen; eine Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit (53), die konfiguriert ist, eine Obergrenzen-Drehzahl der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine (30) auf der Grundlage des durch die Maximalstrom-Einstelleinheit (51) eingestellten Maximalstroms zu berechnen; und eine Drehzahl-Einstelleinheit (54), die konfiguriert ist, die Drehzahl der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine (30) auf der Grundlage der Obergrenzen-Drehzahl einzustellen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine.
  • Stand der Technik
  • Im Allgemeinen ist ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, z. B. ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug, mit einer rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine als Antriebsquelle für das Fahrzeug ausgestattet. Darüber hinaus hat eine Leistungsumwandlungsvorrichtung, die mit der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine verbunden ist, eine Leistungsumwandlungsfunktion zur Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom, um Gleichstrom, der von einer Gleichstromquelle empfangen wird, der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine zuzuführen. Dementsprechend ist die Leistungsumwandlungsvorrichtung mit einer Leistungsumwandlungsschaltung vorgesehen, die aus Schaltvorrichtungen, z. B. Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs), gebildet ist.
  • Wenn eine Temperatur jeder der Schaltvorrichtungen, z. B. der MOSFETs, eine Temperatur erreicht, die eine vorbestimmte Sperrschichttemperatur Tj überschreitet, kann es normalerweise zu einem Durchbruch der Sperrschicht kommen, wodurch die Schaltvorrichtung ausfällt. Außerdem kann die rotierende Wechselstrommaschine ebenfalls ausfallen, wenn ihre Temperatur eine bestimmte Temperatur überschreitet. Dementsprechend ist es erforderlich, einen Temperaturanstieg zu verhindern, um zu verhindern, dass die Temperatur jeder der Schaltvorrichtungen und der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine die für jede davon definierte Temperatur überschreitet, um die Schaltvorrichtungen und die rotierende elektrische Wechselstrommaschine vor übermäßiger Hitze zu schützen.
  • Gemäß einer Steuervorrichtung für einen Elektromotor nach dem entsprechenden Stand der Technik, die in der Patentliteratur 1 offenbart ist, wurde beispielsweise ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem eine Temperatur einer Leistungshalbleitervorrichtung erfasst und ein Drehmomentbefehlswert korrigiert wird, um eine Abweichung zwischen der erfassten Temperatur und einer Solltemperatur zu beseitigen.
  • Zitierliste
  • Patentliteratur
  • [PTL 1] JP 6107936 B2
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Im Allgemeinen ist ein Permanentmagnet-Synchronmotor als rotierende elektrische Wechselstrommaschine, die mit Hilfe eines Wechselrichters angetrieben wird, weit verbreitet. Als Verfahren zur Steuerung des Permanentmagnet-Synchronmotors sind zwei Steuerungsverfahren bekannt, nämlich die Steuerung des maximalen Drehmoments und die Steuerung der Flussschwächung. Die Steuerung des maximalen Drehmoments führt eine Drehmomentsteuerung durch, so dass ein maximales Drehmoment in einem frühen Stadium der Beschleunigung erreicht werden kann.
  • Wenn eine Winkelgeschwindigkeit des Permanentmagnet-Synchronmotors zunimmt, steigt auch eine vom Permanentmagnet-Synchronmotor erzeugte induktive Spannung. Die induktive Spannung wird an beide Klemmen der Gleichstromquelle angelegt, die mit dem Permanentmagnet-Synchronmotor verbunden ist. Wenn die induktive Spannung einen Grenzwert der Spannung an den Klemmen der Gleichstromquelle erreicht, wird das Verfahren der Steuerung von der Steuerung des maximalen Drehmoments auf die Steuerung der Flussschwächung geändert.
  • Die Flussschwächungssteuerung reduziert die magnetischen Feldflüsse, um einen Anstieg der induktiven Spannung zu unterdrücken. In diesem Fall kann ein Magnetfeld des Permanentmagnet-Synchronmotors nicht direkt geschwächt werden, und daher wird ein negativer Strom veranlasst, in einem d-Achsen-Anker zu fließen, um eine d-Achsen-Ankerreaktion zu verursachen, um dadurch einen Entmagnetisierungseffekt zu erzeugen.
  • In der Patentliteratur 1 wird jedoch der negative Strom, der durch den d-Achsen-Anker fließt, nicht berücksichtigt, und nur der Drehmomentbefehlswert wird einfach korrigiert. Daher kann ein Strom über dem zulässigen Wert zu jeder schaltenden Vorrichtung in einem Hochdrehzahlbereich fließen, selbst wenn der Drehmomentbefehlswert auf Null gesetzt ist. Dies führt dazu, dass die Temperatur jeder Vorrichtung über die eingestellte Temperatur ansteigt und die Schaltvorrichtung somit ausfallen kann.
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um ein solches Problem zu lösen, und hat eine Aufgabe, eine Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine bereitzustellen, die in der Lage ist, einen durch übermäßige Wärme verursachten Ausfall einer Schaltvorrichtung zu verhindern.
  • Lösung des Problems
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine vorgesehen, die enthält: eine Temperaturerfassungseinheit, die konfiguriert ist, eine Temperatur eines (zu schützenden) Schutzteils zu erfassen, wobei die Temperatur proportional zu einem Anstieg einer Temperatur einer Schaltvorrichtung einer mit der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine verbundenen Leistungsumwandlungsschaltung ansteigt; eine Maximalstrom-Einstelleinheit, die konfiguriert ist, einen Maximalstrom der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine einzustellen, um zu verhindern, dass die von der Temperaturerfassungseinheit erfasste Temperatur des Schutzteils eine im Voraus eingestellte Solltemperatur überschreitet; eine Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, ein zulässiges Drehmoment basierend auf dem von der Maximalstrom-Einstelleinheit eingestellten Maximalstrom zu berechnen; eine Drehmomentbefehls-Einstelleinheit, die konfiguriert ist, einen Drehmomentbefehlswert, der an die rotierende elektrische Wechselstrommaschine gerichtet ist, auf der Grundlage des zulässigen Drehmoments einzustellen; eine Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, eine Obergrenzen-Drehzahl der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine auf der Grundlage des von der Maximalstrom-Einstelleinheit eingestellten Maximalstroms zu berechnen; und eine Drehzahl-Einstelleinheit, die konfiguriert ist, die Drehzahl der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine auf der Grundlage der Obergrenzen-Drehzahl einzustellen.
  • Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
  • Die Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine gemäß der vorliegenden Erfindung kann den durch die übermäßige Wärme verursachten Ausfall der Schaltvorrichtung verhindern.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Konfigurationsdiagramm zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebs der Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 3 ist ein Konfigurationsdiagramm zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines ersten Konfigurationsbeispiels einer Maximalstrom-Einstelleinheit in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 4 ist ein Konfigurationsdiagramm zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines zweiten Konfigurationsbeispiels der Maximalstrom-Einstelleinheit in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 5 ist ein Konfigurationsdiagramm zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines dritten Konfigurationsbeispiels der Maximalstrom-Einstelleinheit in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 6 ist ein Konfigurationsdiagramm zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines vierten Konfigurationsbeispiels der Maximalstrom-Einstelleinheit in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 7 ist ein Konfigurationsdiagramm zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines fünften Konfigurationsbeispiels der Maximalstrom-Einstelleinheit in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 8 ist ein Konfigurationsdiagramm zur Veranschaulichung einer Konfiguration eines sechsten Konfigurationsbeispiels der Maximalstrom-Einstelleinheit in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 9 ist eine erläuternde Tabelle zur Darstellung eines Verfahrens zur Berechnung eines oberen Grenzwerts eines zulässigen Drehmoments durch eine -Berechnungseinheit für das zulässige Drehmoment in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 10 ist eine erläuternde Tabelle zur Darstellung eines Verfahrens zur Berechnung eines unteren Grenzwerts des zulässigen Drehmoments durch die -Berechnungseinheit für das zulässige Drehmoment in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 11 ist eine erläuternde Tabelle zur Darstellung eines Verfahrens zur Berechnung einer oberen Grenzdrehzahl durch eine Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 12 ist ein Diagramm zur Darstellung von Simulationsergebnissen der Temperatur eines Schutzteils und dergleichen, die erhalten wurden, wenn die Temperaturregelung für das Schutzteil durch Anpassen eines Drehmomentbefehlswerts in einem Hybridfahrzeug in einer Vorrichtung der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde.
    • 13 ist ein Diagramm zur Darstellung von Simulationsergebnissen der Temperatur des Schutzteils und dergleichen, die erhalten wurden, wenn die Temperaturregelung für das Schutzteil durch Anpassen des Drehmomentbefehlswerts in dem Hybridfahrzeug in der zugehörigen Vorrichtung durchgeführt wurde.
    • 14 ist ein Diagramm zur Darstellung von Simulationsergebnissen der Temperatur des Schutzteils und dergleichen, die erhalten wurden, als die Temperaturregelung für das Schutzteil durch Anpassen des Drehmomentbefehlswerts im Hybridfahrzeug in der zugehörigen Vorrichtung durchgeführt wurde.
    • 15 ist ein Diagramm zur Darstellung von Simulationsergebnissen der Temperatur des Schutzteils und dergleichen, die erhalten wurden, als die Temperaturregelung für das Schutzteil durch Anpassen des Drehmomentbefehlswerts im Hybridfahrzeug in der zugehörigen Vorrichtung durchgeführt wurde.
    • 16 ist ein Diagramm zur Darstellung von Simulationsergebnissen der Temperatur des Schutzteils und dergleichen, die erhalten wurden, als die Temperaturregelung für das Schutzteil durch Anpassen des Drehmomentbefehlswerts und der Drehzahl im Hybridfahrzeug in der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde.
    • 17 ist ein Diagramm zur Darstellung von Simulationsergebnissen der Temperatur des Schutzteils und dergleichen, die erhalten wurden, als die Temperaturregelung für das Schutzteil durch Anpassen des Drehmomentbefehlswerts und der Drehzahl im Hybridfahrzeug in der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde.
    • 18 ist ein Diagramm zur Darstellung von Simulationsergebnissen der Temperatur des Schutzteils und dergleichen, die erhalten wurden, als die Temperaturregelung für das Schutzteil durch Anpassen des Drehmomentbefehlswerts und der Drehzahl im Hybridfahrzeug in der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde.
    • 19 ist ein Diagramm zur Darstellung von Simulationsergebnissen der Temperatur des Schutzteils und dergleichen, die erhalten wurden, wenn die Temperaturregelung für das Schutzteil durch Einstellen des Drehmomentbefehlswerts und der Drehzahl im Hybridfahrzeug in der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nun eine Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist ein Konfigurationsdiagramm zur Veranschaulichung einer Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Steuervorrichtung ist konfiguriert, eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine 30 zu steuern. Wie in 1 dargestellt, enthält die Steuervorrichtung eine Gleichstromquelle 10, eine Spannungsdetektionseinheit 11, einen Wechselrichter 20, eine Magnetpolpositionsdetektionseinheit 31, eine elektrische Winkeldrehzahldetektionseinheit 32, Stromsensoren 33a bis 33c, eine Wechselrichtersteuereinheit 40, eine Temperaturdetektionseinheit 50, eine Maximalstrom-Einstelleinheit 51, eine Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit 52, eine Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit 53, eine Drehzahl-Einstelleinheit 54 und eine Drehmomentbefehl-Einstelleinheit 55.
  • Im Folgenden werden die einzelnen Einheiten der in 1 dargestellten Steuervorrichtung beschrieben.
  • Die Gleichstromstromquelle 10 ist eine aufladbare/entladbare Stromquelle. Die Gleichstromquelle 10 ist konfiguriert, über den Wechselrichter 20 elektrische Leistung an die rotierende elektrische Wechselstrommaschine 30 zu liefern und von dieser zu empfangen. Die Gleichstromquelle 10 enthält einen Knotenpunkt P mit höherer Spannung und einen Knotenpunkt N mit niedrigerer Spannung. Die Gleichstromquelle 10 und der Wechselrichter 20 sind über den Knotenpunkt P mit höherer Spannung und den Knotenpunkt N mit niedrigerer Spannung verbunden. Es kann auch möglich sein, einen Aufwärtswandler zwischen der Gleichstromquelle 10 und dem Wechselrichter 20 vorzusehen, um die von der Gleichstromquelle 10 gelieferte Gleichspannung durch Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlung zu erhöhen. Es kann auch möglich sein, einen Glättungskondensator anzuschließen, der konfiguriert ist, eine Gleichspannung zwischen dem Knoten P mit höherer Spannung und dem Knoten N mit niedrigerer Spannung zu glätten.
  • Die Spannungserfassungseinheit 11 ist konfiguriert, eine Gleichspannung Vdc von der Gleichstromquelle 10 zu erfassen. Insbesondere ist die Spannungserfassungseinheit 11 konfiguriert, eine Klemmenspannung zwischen dem Knoten P mit höherer Spannung und dem Knoten N mit niedrigerer Spannung zu messen und die gemessene Klemmenspannung als Gleichspannung Vdc auszugeben.
  • Wie in 1 dargestellt, enthält der Wechselrichter 20 eine Leistungsumwandlungsschaltung, die Leistungshalbleitervorrichtungen 21a bis 21c des oberen Arms und Leistungshalbleitervorrichtungen 22a bis 22c des unteren Arms enthält. Durch Schaltvorgänge der Oberarm-Leistungshalbleiter-Vorrichtungen 21a bis 21c und der Unterarm-Leistungsvorrichtungen 22a bis 22c wandelt der Wechselrichter 20 die von der Gleichstromquelle 10 empfangene hohe Gleichspannung durch Gleichstrom/Wechselstrom-Wandlung in eine Wechselspannung um. Die erhaltene Wechselspannung wird an die rotierende elektrische Wechselstrommaschine 30 angelegt.
  • In dem Wechselrichter 20 wird jede der Leistungshalbleiter-Vorrichtungen 21a bis 21c und 22a bis 22c durch antiparalleles Verbinden einer Halbleiter-Schaltvorrichtung und einer Halbleiter-Gleichrichtervorrichtung miteinander gebildet. Dementsprechend ist ein Satz aus der Halbleiter-Schaltvorrichtung und der Halbleiter-Gleichrichtervorrichtung eine Einheit, die jede Leistungshalbleitervorrichtung bildet. Als Verfahren zum Verbinden der Halbleiterschaltvorrichtung und der Halbleitergleichrichtervorrichtung wird beispielsweise eine Kathodenelektrode der Halbleitergleichrichtervorrichtung mit einer Kollektorelektrode der Halbleiterschaltvorrichtung verbunden, und eine Anodenelektrode der Halbleitergleichrichtervorrichtung wird mit einer Emitterelektrode der Halbleiterschaltvorrichtung verbunden. Wie oben beschrieben, sind die Halbleiter-Schaltvorrichtung und die Halbleiter-Gleichrichtervorrichtung antiparallel miteinander verbunden, um so als die eine Einheit zu dienen, die die Leistungshalbleiter-Vorrichtung bildet.
  • Die rotierende elektrische Wechselstrommaschine 30 steuert eine Antriebskraft und eine Bremskraft für das Fahrzeug durch Anlegen der vom Wechselrichter 20 ausgegebenen Wechselspannung. Die rotierende elektrische Wechselstrommaschine 30 ist zum Beispiel aus einem Permanentmagnet-Synchronmotor gebildet. In der ersten Ausführungsform wird als Beispiel für die rotierende elektrische Wechselstrommaschine 30 eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine beschrieben, die mit dreiphasigen Ankerwicklungsdrähten vorgesehen ist. Die Anzahl der Phasen der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine 30 ist jedoch nicht auf drei beschränkt, sondern kann insgesamt beliebig groß sein. Das heißt, die Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform kann auf eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine angewendet werden, die mit mehrphasigen Ankerwicklungsdrähten vorgesehen ist.
  • Die Magnetpolpositionserfassungseinheit 31 ist konfiguriert, eine Position eines Magnetpols in der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine 30 zu erfassen. Die Magnetpol-Positionserfassungseinheit 31 enthält eine Hall-Vorrichtung oder einen Encoder. Die Magnetpolpositions-Detektionseinheit 31 ist konfiguriert, einen Drehwinkel des Magnetpols relativ zu einer Referenzdrehposition eines Rotors der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine 30 zu detektieren und ein Signal auszugeben, das einen Detektionswert des detektierten Drehwinkels als eine Magnetpolposition θ darstellt. In dieser Konfiguration zeigt die Magnetpolposition θ einen Drehwinkel um eine q-Achse an. Darüber hinaus wird die Referenzrotationsposition des Rotors vorab entsprechend auf eine geeignete Position eingestellt.
  • Die elektrische Winkeldrehzahlerfassungseinheit 32 ist konfiguriert, um eine elektrische Winkeldrehzahl ω der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine 30 zu erfassen und ein Signal auszugeben, das den Erfassungswert der erfassten elektrischen Winkeldrehzahl ω als elektrische Winkeldrehzahl darstellt. Die elektrische Winkelgeschwindigkeitserfassungseinheit 32 kann ähnlich wie die Magnetpolpositionserfassungseinheit 31 eine Hall-Vorrichtung oder einen Encoder enthalten, oder sie kann auch konfiguriert sein, die elektrische Winkelgeschwindigkeit ω durch Verwendung der von der Magnetpolpositionserfassungseinheit 31 ausgegebenen Magnetpolposition arithmetisch zu bestimmen.
  • Die Stromsensoren 33a bis 33c sind konfiguriert, die Stromgrößen iU, iV und iW von Strömen zu erfassen, die in einer U-Phase, einer V-Phase bzw. einer W-Phase in der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine 30 fließen, und die erfassten Stromgrößen iU, iV und iW an einen Stromkoordinatenwandler 47 auszugeben. In 1 sind die drei Stromsensoren vorgesehen, um die Stromgrößen der U-Phase, der V-Phase bzw. der W-Phase zu erfassen, aber die Konfiguration ist nicht auf diesen Fall beschränkt, und die Anzahl der Stromsensoren kann zwei betragen. In einer solchen Konfiguration werden die Stromgrößen in nur zwei Phasen erfasst, und eine Stromgröße in der anderen einen Phase wird arithmetisch aus den erfassten Stromgrößen in den beiden Phasen bestimmt.
  • Die Wechselrichtersteuereinheit 40 ist konfiguriert, die Schaltvorgänge der Halbleiter-Schaltvorrichtungen in den Leistungshalbleiter-Vorrichtungen 21a bis 21c des oberen Arms und den Leistungshalbleiter-Vorrichtungen 22a bis 22c des unteren Arms, die in dem Wechselrichter 20 enthalten sind, zu steuern und die jeweiligen Stromgrößen der Ströme, die durch die rotierende elektrische Wechselstrommaschine 30 fließen, durch Einstellen der jeweiligen Potentiale an den Verbindungsknoten Uac, Vac und Wac zwischen dem Wechselrichter 20 und der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine 30 zu steuern. Nachfolgend wird eine Konfiguration der Wechselrichtersteuereinheit 40 beschrieben.
  • Wie in 1 dargestellt, enthält die Wechselrichtersteuereinheit 40 eine Strombefehl-Arithmetikeinheit 41, einen d-Achsenstrom-Einsteller 42, einen q-Achsenstrom-Einsteller 43, einen Spannungskoordinatenwandler 44, eine Pulsweitenmodulationsschaltung (PWM) 45, einen Gate-Treiber 46 und einen Stromkoordinatenwandler 47. Die Wechselrichtersteuereinheit 40 steuert den Wechselrichter 20, indem sie eine dq-Vektorsteuerung durchführt, um die Drehung der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine 30 zu steuern. Im Folgenden werden die einzelnen Einheiten beschrieben, die die Wechselrichtersteuereinheit 40 bilden.
  • Ein eingestellter Drehmomentbefehlswert Ctrq_adj zum Spezifizieren eines in der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine 30 zu erzeugenden Drehmoments wird von der Drehmomentbefehl-Einstelleinheit 55 in die Strombefehl-Arithmetikeinheit 41 eingegeben. Die Strombefehl-Arithmetikeinheit 41 ist konfiguriert, basierend auf dem Drehmomentbefehlswert Ctrq_adj einen d-Achsenstrombefehlswert Cid und einen q-Achsenstrombefehlswert Ciq arithmetisch zu bestimmen und den d-Achsenstrombefehlswert Cid und den q-Achsenstrombefehlswert Ciq an den d-Achsenstrom-Einsteller 42 bzw. den q-Achsenstrom-Einsteller 43 auszugeben.
  • Der Stromkoordinatenwandler 47 ist konfiguriert, die von den Stromsensoren 33a bis 33c empfangenen dreiphasigen Stromgrößen iU, iV und iW in zweiphasige Stromgrößen umzuwandeln, nämlich einen d-Achsenstromwert id und einen q-Achsenstromwert iq. Der Stromkoordinatenwandler 47 ist konfiguriert, den d-Achsenstromwert id und den q-Achsenstromwert iq an den d-Achsenstrom-Einsteller 42 bzw. den q-Achsenstrom-Einsteller 43 auszugeben.
  • Der d-Achsenstrom-Einsteller 42 ist konfiguriert, einen Gleichstrom-d-Achsen-Spannungsbefehlswert Cvd arithmetisch zu bestimmen, so dass eine Abweichung zwischen dem d-Achsenstrombefehlswert Cid, der von der Strombefehl-Arithmetikeinheit 41 empfangen wird, und dem d-Achsenstromwert id, der von dem Stromkoordinatenwandler 47 empfangen wird, „0“ ist, und um den d-Achsen-Spannungsbefehlswert Cvd an den Spannungskoordinatenwandler 44 auszugeben.
  • Der q-Achsenstrom-Einsteller 43 ist konfiguriert, einen Gleichstrom q-Achsen-Spannungsbefehlswert Cvq arithmetisch zu bestimmen, so dass eine Abweichung zwischen dem q-Achsenstrombefehlswert Ciq, der von der Strombefehl-Arithmetikeinheit 41 empfangen wird, und dem q-Achsenstromwert iq, der von dem Stromkoordinatenwandler 47 empfangen wird, „0“ ist, und den q-Achsen-Spannungsbefehlswert Cvq an den Spannungskoordinatenwandler 44 auszugeben.
  • Der Spannungskoordinatenwandler 44 ist konfiguriert, auf der Grundlage der von der Magnetpolpositionserfassungseinheit 31 empfangenen Magnetpolposition θ die zweiphasigen Gleichstrom-d-Achsen- und q-Achsen-Spannungsbefehlswerte Cvd und Cvq in dreiphasige Wechselspannungsbefehlswerte Cvu, Cvv und Cvw umzuwandeln und die dreiphasigen Wechselspannungsbefehlswerte Cvu, Cvv und Cvw an die PWM-Schaltung 45 auszugeben.
  • Die PWM-Schaltung 45 ist konfiguriert, Steuersignale zur Steuerung der jeweiligen Schaltvorrichtungen in den Leistungshalbleiter-Vorrichtungen 21a bis 21c des oberen Arms und den Leistungshalbleiter-Vorrichtungen 22a bis 22c des unteren Arms, die in dem Wechselrichter 20 enthalten sind, zu erzeugen und die Steuersignale an den Gate-Treiber 46 auszugeben.
  • Der Gate-Treiber 46 ist konfiguriert, basierend auf den individuellen Steuersignalen, die von der PWM-Schaltung 45 empfangen werden, die Schaltvorgänge der Halbleiter-Schaltvorrichtungen in den Leistungshalbleiter-Vorrichtungen 21a bis 21c des oberen Arms und den Leistungshalbleiter-Vorrichtungen 22a bis 22c des unteren Arms zu steuern, um dadurch eine Gleichstrom/Wechselstrom-Wandlung im Wechselrichter 20 durchzuführen.
  • Die Temperaturerfassungseinheit 50 ist konfiguriert, eine Temperatur eines (zu schützenden) Schutzteils 70 zu erfassen. Das Schutzteil 70 ist ein Element, dessen Temperatur proportional zu Erhöhungen der Temperatur der Schaltvorrichtung, die in jeder der Leistungshalbleitervorrichtungen 21a bis 21c und 22a bis 22c des Wechselrichters 20 enthalten ist, und Erhöhungen der Temperaturen von Spulen und eines Magneten, die in der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine enthalten sind, ansteigt. Das Schutzteil 70 ist vorgesehen, um zu verhindern, dass die Schaltvorrichtungen, die Spulen und der Magnet aufgrund von übermäßiger Hitze ausfallen. Im Folgenden wird das Schutzteil 70 beschrieben. Wenn die übermäßige Erwärmung der Schaltvorrichtungen verhindert werden soll, ist das Schutzteil 70 z. B. auf demselben Untergrund vorgesehen, auf dem die Schaltvorrichtungen montiert sind. Das Schutzteil 70 und die Schaltvorrichtungen befinden sich in der gleichen Umgebung, und daher steigt die Temperatur des Schutzteils 70 proportional zu den Temperaturen der Schaltvorrichtungen. Wenn die Temperatur des Schutzteils 70 so gesteuert werden kann, dass sie eine im Voraus festgelegte Solltemperatur nicht überschreitet, kann dementsprechend auch verhindert werden, dass die Schaltvorrichtungen aufgrund der übermäßigen Hitze ausfallen. Wie oben beschrieben, ist es nur erforderlich, das Schutzteil 70 in der gleichen Umgebung vorzusehen, in der sich ein Bauteil befindet, das vor übermäßiger Erwärmung geschützt werden soll, aber die Konfiguration ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die Temperaturerfassungseinheit 50 enthält einen Temperatursensor oder dergleichen und erfasst direkt die Temperatur des Schutzteils 70. Alternativ erhält die Temperaturerfassungseinheit 50 einen geschätzten Wert der Temperatur des Schutzteils 70 durch Verwendung vorgegebener Berechnungen. In einem solchen Fall berechnet die Temperaturerfassungseinheit 50 beispielsweise den geschätzten Wert der Temperatur des Schutzteils 70 durch Verwendung einer Berechnung gemäß einem Schätzalgorithmus zum Schätzen der Sperrschichttemperatur. Der Schätzalgorithmus zur Schätzung der Sperrschichttemperatur ist allgemein bekannt, weshalb auf dessen Beschreibung verzichtet wird. Darüber hinaus können auch andere Schätzalgorithmen verwendet werden, um die Temperatur des Schutzteils 70 zu schätzen.
  • Die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 ist konfiguriert, einen Maximalstrom Imax basierend auf der Temperatur des Schutzteils 70 einzustellen, die von der Temperaturerfassungseinheit 50 erfasst wird, und einen eingestellten Maximalstrom Imax_adj auszugeben. Mit dieser Konfiguration werden die Temperaturerhöhungen der Vorrichtungen des Wechselrichters 20 unterdrückt, um dadurch einen Ausfall der Vorrichtungen aufgrund der Überhitzung verhindern zu können. Unter Bezugnahme auf 3 bis 8 wird nachfolgend eine spezifische Konfiguration und Funktionsweise der Maximalstrom-Einstelleinheit 51 beschrieben.
  • Die Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit 52 ist konfiguriert, ein zulässiges Drehmoment Ctrq_alw basierend auf dem eingestellten Maximalstrom Imax_adj zu berechnen, der von der Maximalstrom-Einstelleinheit 51 ausgegeben wird. Nachfolgend wird ein Verfahren zur Berechnung des zulässigen Drehmoments Ctrq_alw durch die Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit 52 beschrieben.
  • Es wird nun der maximale Strom Imax_adj beschrieben, der von der Maximalstrom-Einstelleinheit 51 ausgegeben wird. Der Maximalstrom Imax_adj ist ein zum gegenwärtigen Zeitpunkt zulässiger Maximalwert für einen Phasenstromabsolutwert, der durch Ausdruck (1) gegeben ist.
  • ( Phasenstromabsoultwert ) = ( d − Achstenstromwert ) 2 + ( q − Achstenstromwert ) 2
    Figure DE112018008013T5_0001
  • Wenn beispielsweise der eingestellte Maximal strom Imax_adj, der von der Maximalstrom-Einstelleinheit 51 ausgegeben wird, 500 A beträgt, berechnet die Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit 52 ein Drehmoment, bei dem der Phasenstromabsolutwert das Maximum unter einer Bedingung ist, bei der der Phasenstromabsolutwert gleich oder kleiner als 500 A ist. Dementsprechend erfüllen, wenn der Drehmomentbefehlswert innerhalb eines Bereichs des zulässigen Drehmoments eingegeben wird, der d-Achsenstrombefehlswert Cid und der q-Achsenstrombefehlswert Ciq, die von der Strombefehl-Arithmetikeinheit 41 ausgegeben werden, im Wesentlichen eine durch Ausdruck (2) gegebene Bedingung.
  • ( d − Achstenstromwert Cid ) 2 + ( q − Achstenstromwert Ciq ) 2 ≤ _ 500 A
    Figure DE112018008013T5_0002
  • Der Strom der d-Achse und der Strom der q-Achse werden auf die Befehlswerte rückgeführt. Dementsprechend ist es durch Einstellen jedes der Absolutwerte des d-Achsenstrombefehlswerts und des q-Achsenstrombefehlswerts auf einen Wert, der gleich oder kleiner als der Maximalstrom Imax_adj ist, auch möglich, den Phasenstromabsolutwert auf einen Wert zu steuern, der gleich oder kleiner als der Maximalstrom ist.
  • Die Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit 53 ist konfiguriert, um eine Obergrenzen-Drehzahl Crot_lim basierend auf dem eingestellten Maximalstrom Imax_adj, der von der Maximalstrom-Einstelleinheit 51 ausgegeben wird, zu berechnen. Nachfolgend wird ein Verfahren zur Berechnung der Obergrenzen-Drehzahl Crot_lim durch die Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit 53 beschrieben.
  • Die Drehzahl-Einstelleinheit 54 ist konfiguriert, die Drehzahl der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine 30 basierend auf der von der Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit 53 ausgegebenen Obergrenzen-Drehzahl Crot_lim einzustellen. Die Drehzahlen-Einstelleinheit 54 gibt einen Steuerbefehlswert zur Unterdrückung der Drehzahl Rot aus, wenn die Drehzahl Rot der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine 30 die Obergrenzen-Drehzahl Crot_lim erreicht hat. Der Steuerbefehlswert wird später beschrieben.
  • Die Drehmomentbefehl-Einstelleinheit 55 ist konfiguriert, den Drehmomentbefehlswert Ctrq für die rotierende elektrische Wechselstrommaschine 30 so einzustellen, dass der Drehmomentbefehlswert Ctrq innerhalb eines Bereichs des zulässigen Drehmoments Ctrq_alw liegt, das von der Zulässiges Drehmoment-Berechnungseinheit 52 ausgegeben wird. Die Drehmomentbefehls-Einstelleinheit 55 ist konfiguriert, den eingestellten Drehmomentbefehlswert Ctrq_adj an die Strombefehlsrecheneinheit 41 auszugeben. Wenn die Drehmomentbefehl-Einstelleinheit 55 außerdem einen Drehmomentsteuerungsbefehlswert Ctrq_lim zum Einstellen des Drehmomentbefehlswertes auf „0“ von der Drehzahl-Einstelleinheit 54 empfängt, setzt die Drehmomentbefehl-Einstelleinheit 55 den eingestellten Drehmomentbefehlswert Ctrq_adj auf „0“ und gibt den eingestellten Drehmomentbefehlswert Ctrq_adj an die Strombefehl-Arithmetikeinheit 41 aus.
  • Unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm von 2 werden im Folgenden die Vorgänge der Maximalstrom-Einstelleinheit 51, der Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit 52, der Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit 53, der Drehzahl-Einstelleinheit 54 und der Drehmomentbefehl-Einstelleinheit 55 der in 1 dargestellten Steuervorrichtung beschrieben.
  • Zunächst wird in Schritt S100 die Steuerung durch die in 1 dargestellte Steuervorrichtung gestartet.
  • In Schritt S101 wird die Temperatur des Schutzteils 70 durch die Temperaturerfassungseinheit 50 ermittelt. Gleichzeitig werden in Schritt S102 und Schritt S103 der Drehmomentbefehlswert Ctrq und die Drehzahl Rot der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine 30 ermittelt.
  • Dann wird in Schritt S104 eine Temperaturabweichung ΔT zwischen der in Schritt S101 erhaltenen erfassten Temperatur und der im Voraus eingestellten Solltemperatur durch einen Subtrahierer berechnet, und die Steuerung fährt mit Schritt S105 fort.
  • In Schritt S105 wird der Maximalstrom Imax durch die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 basierend auf der Temperaturabweichung ΔT eingestellt. Die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 stellt den Maximalstrom Imax so ein, dass die Temperatur des Schutzteils 70 die Solltemperatur basierend auf der Temperaturabweichung ΔT nicht überschreitet. Die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 enthält einen Proportional-Einsteller 60 und einen Integral-Einsteller 61. Die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 ist z. B. als eines der drei nachfolgend beschriebenen Konfigurationsbeispiele von 3 bis 5 konfiguriert.
  • In 3 ist eine Konfiguration eines ersten Konfigurationsbeispiels der Maximalstrom-Einstelleinheit 51 dargestellt. In dem ersten Konfigurationsbeispiel von 3 enthält die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 den Proportional-Einsteller 60, den Integral-Einsteller 61 und eine Ober-/Untergrenzen-Begrenzungseinheit 62. Die Abweichung zwischen der im Voraus eingestellten Solltemperatur und der von der Temperaturerfassungseinheit 50 erfassten Temperatur des Schutzteils 70 wird in die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 eingegeben. Die Abweichung ist ein Wert, der sich aus der Subtraktion der erfassten Temperatur von der eingestellten Temperatur ergibt. Dementsprechend ist der Wert der Abweichung ein negativer Wert, wenn die erfasste Temperatur höher ist als die eingestellte Temperatur. Daher nimmt in diesem Fall der Wert der Abweichung ab, wenn die erfasste Temperatur steigt.
  • Im ersten Konfigurationsbeispiel von 3 wird angenommen, dass eine Proportionalverstärkung Kp des Proportionalverstellers 60 ein positiver Wert ist. Der Proportional-Einsteller 60 gibt einen Wert aus, der sich aus der Multiplikation der Eingangsabweichung mit der Proportionalverstärkung Kp ergibt.
  • Im ersten Konfigurationsbeispiel von 3 wird ein Anfangswert des Integral-Einstellers 61 auf einen oberen Grenzwert des maximalen Stroms Imax eingestellt, und der Ausgang des Proportional-Einstellers 60 wird integriert. In diesem Fall gibt der obere Grenzwert des maximalen Stroms Imax einen Wert an, der während einer Nichtbegrenzungsperiode auftritt. Der obere Grenzwert des Maximalstroms Imax ist ein Bemessungsobergrenzwert des Phasenstromabsolutwerts, der durch Ausdruck (1) gegeben ist. Der obere Grenzwert des maximalen Stroms Imax ist ein Wert, der hauptsächlich auf der Grundlage eines in den Schaltvorrichtungen auftretenden Verlusts und der Kühlleistung bestimmt wird und im Grunde ein konstanter Wert ist. Ein Strom, dessen Phasenstromabsolutwert größer ist als der obere Grenzwert des Maximalstroms Imax, wird unter keiner Bedingung absichtlich fließen gelassen. Gleichzeitig ist der Maximalstrom der Wert, der wie oben beschrieben variiert. Ein Einstellbereich des Maximalstroms liegt zwischen Null und dem oberen Grenzwert des Maximalstroms Imax.
  • Ein Grund für die Einstellung des Anfangswertes des Integral-Einstellers 61 auf den oberen Grenzwert des maximalen Stroms Imax ist, dass das Drehmoment unmittelbar nach der Aktivierung des Wechselrichters 20 zuverlässig ausgegeben werden kann. Im ersten Konfigurationsbeispiel von 3 wird der Maximalstrom durch die Rückkopplungssteuerung eingestellt, und daher wird nach der Aktivierung eine bestimmte Zeit benötigt, bis der Maximalstrom einen geeigneten Wert erreicht. Dementsprechend ist, wenn der Anfangswert des Integral-Einstellers 61 z. B. auf Null eingestellt ist, obwohl die Temperatur des Schutzteils 70 niedrig ist und kein Schutz erforderlich ist, der maximale Strom unmittelbar nach der Aktivierung ein kleiner Wert, und daher kann kein ausreichendes Drehmoment ausgegeben werden. Dies präsentiert ein Problem, wenn z. B. ein Motor unter Verwendung der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine gestartet wird. Wenn hingegen der Anfangswert des Integral-Einstellers 61 auf den oberen Grenzwert des Maximalstroms Imax eingestellt ist, kann der Schutz auch nach der Aktivierung des Wechselrichters 20 in einem Zustand, in dem die Temperatur des Schutzteils 70 höher ist als der eingestellte Wert, zuverlässig vorgesehen werden.
  • In der ersten Konfiguration von 3, wenn die erfasste Temperatur des Schutzteils 70, die von der Temperaturerfassungseinheit 50 erfasst wird, höher als die eingestellte Temperatur wird, wird der Ausgang des Proportional-Einstellers 60 zu einem negativen Wert, und der Ausgang des Integral-Einstellers 61 sinkt entsprechend. Insbesondere, wenn die erfasste Temperatur höher ist als die eingestellte Temperatur, ist die Abweichung ein negativer Wert. Der Proportionalregler 60 gibt einen Wert aus, der sich aus der Multiplikation der Abweichung mit der Proportionalverstärkung Kp ergibt. Wenn also die Abweichung ein negativer Wert ist, ist der Ausgang des Proportionalreglers 60 ein negativer Wert. Darüber hinaus integriert der Integral-Einsteller 61 den negativen Wert, und der Ausgang des Integral-Einstellers 61 nimmt daher allmählich vom Anfangswert ab. Wenn die erfasste Temperatur des Schutzteils 70 gleich oder niedriger als die eingestellte Temperatur ist, ist der Ausgang des Proportional-Einstellers 60 ein positiver Wert, und der Ausgang des Integral-Einstellers 61 steigt entsprechend an. Im Konfigurationsbeispiel von 3 werden der Ausgang des Proportionalverstellers 60 und der Ausgang des Integralverstellers 61 durch einen Addierer addiert. Ein Ausgang des Addierers dient als Ausgangswert für die proportionale/integrale Kompensation. Wie oben beschrieben, führen der Proportionalversteller 60 und der Integralversteller 61 die proportionale/integrale Kompensation der Abweichung durch.
  • Im ersten Konfigurationsbeispiel von 3 werden dann in der Ober-/Untergrenzen-Begrenzungseinheit 62 eine Obergrenzen-Begrenzung und eine Untergrenzen-Begrenzung für den Ausgangswert der proportionalen/integralen Kompensation durchgeführt. In der Ober-/Untergrenzen-Begrenzungseinheit 62 wird der obere Grenzwert auf den oberen Grenzwert des maximalen Stroms Imax und der untere Grenzwert auf „0“ gesetzt. Die Ober-/Untergrenzen-Begrenzungseinheit 62 verwendet den oberen Grenzwert und den unteren Grenzwert, um die obere Grenze und die untere Grenze des Ausgangswerts der proportionalen/integralen Kompensation zu begrenzen, um dadurch den eingestellten Maximalstrom Imax_adj zu berechnen. Insbesondere wird ein Additionsergebnis der Addition des Ausgangs des Proportional-Einstellers 60 und des Ausgangs des Integral-Einstellers 61 durch den Addierer in die Ober-/Untergrenzen-Begrenzungseinheit 62 eingegeben. Wenn das Additionsergebnis gleich oder kleiner als der obere Grenzwert und gleich oder größer als der untere Grenzwert ist, gibt die Ober-/Untergrenzen-Begrenzungseinheit 62 das Additionsergebnis unverändert als den eingestellten maximalen Strom Imax_adj aus. Wenn das Additionsergebnis dagegen größer als der obere Grenzwert ist, gibt die Ober-/Untergrenzen-Begrenzungseinheit 62 den oberen Grenzwert als den eingestellten maximalen Strom Imax_adj aus. Wenn das Additionsergebnis außerdem kleiner als der untere Grenzwert ist, gibt die Ober-/Untergrenzen-Begrenzungseinheit 62 den unteren Grenzwert als den eingestellten maximalen Strom Imax_adj aus.
  • Im ersten Konfigurationsbeispiel von 3 ist der obere Grenzwert auf den oberen Grenzwert des Maximalstroms Imax eingestellt, und der eingestellte Maximalstrom Imax_adj überschreitet somit nicht den oberen Grenzwert des Maximalstroms Imax. Außerdem wird der untere Grenzwert auf „0“ gesetzt, und der eingestellte Maximalstrom Imax_adj kann somit nicht zu einem negativen Wert werden.
  • In 4 ist eine Konfiguration eines zweiten Konfigurationsbeispiels der Maximalstrom-Einstelleinheit 51 dargestellt. In dem zweiten Konfigurationsbeispiel von 4 enthält die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 den Proportional-Einsteller 60, den Integral-Einsteller 61 und die Ober-/Untergrenzen-Begrenzungseinheit 62. Die Abweichung zwischen der im Voraus eingestellten Solltemperatur und der von der Temperaturerfassungseinheit 50 erfassten Temperatur des Schutzteils 70 wird in die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 eingegeben. Im Folgenden werden hauptsächlich Vorgänge beschrieben, die sich von denen im ersten Konfigurationsbeispiel von 3 unterscheiden.
  • Im zweiten Konfigurationsbeispiel von 4 wird der Anfangswert des Integral-Einstellers 61 auf 1 gesetzt, und die Proportional/Integral-Kompensation wird durch den Proportional-Einsteller 60 und den Integral-Einsteller 61 durchgeführt. Außerdem wird in der oberen/unteren Grenzwertbegrenzungseinheit 62 die obere/untere Begrenzung in einem Zustand durchgeführt, in dem der obere Grenzwert auf „1“ und der untere Grenzwert auf „0“ gesetzt ist. Wenn das Additionsergebnis der Addition des Ausgangs des Proportionalreglers 60 und des Ausgangs des Integralreglers 61 durch den Addierer gleich oder kleiner als der obere Grenzwert und gleich oder größer als der untere Grenzwert ist, wird ein Produkt des Additionsergebnisses und des oberen Grenzwerts des maximalen Stroms Imax errechnet, und das Berechnungsergebnis wird als der eingestellte maximale Strom Imax_adj ausgegeben. Ist das Additionsergebnis hingegen größer als der obere Grenzwert, wird ein Produkt aus dem oberen Grenzwert und dem oberen Grenzwert des maximalen Stroms Imax berechnet. Außerdem wird, wenn das Additionsergebnis kleiner als der untere Grenzwert ist, ein Produkt aus dem unteren Grenzwert und dem oberen Grenzwert des maximalen Stroms Imax berechnet.
  • Im zweiten Konfigurationsbeispiel von 4 wird der obere Grenzwert auf 1 gesetzt, und der eingestellte Maximalstrom Imax_adj überschreitet somit nicht den oberen Grenzwert des Maximalstroms Imax. Außerdem wird der untere Grenzwert auf 0 gesetzt, und es kann verhindert werden, dass der eingestellte Maximalstrom Imax_adj einen negativen Wert annimmt.
  • In 5 ist eine Konfiguration eines dritten Konfigurationsbeispiels der Maximalstrom-Einstelleinheit 51 dargestellt. In dem dritten Konfigurationsbeispiel von 5 enthält die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 den Proportional-Einsteller 60, den Integral-Einsteller 61 und die Ober-/Untergrenzen-Begrenzungseinheit 62. Die Abweichung zwischen der im Voraus eingestellten Solltemperatur und der von der Temperaturerfassungseinheit 50 erfassten Temperatur des Schutzteils 70 wird in die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 eingegeben. Im Folgenden werden hauptsächlich Vorgänge beschrieben, die sich von denen im ersten Konfigurationsbeispiel von 3 unterscheiden.
  • Im dritten Konfigurationsbeispiel von 5 wird der Anfangswert des Integral-Einstellers 61 auf „0“ gesetzt, und die Proportional/Integral-Kompensation wird durchgeführt. Außerdem wird in der Ober-/Untergrenzen-Begrenzungseinheit 62 der obere Grenzwert auf „0“ und der untere Grenzwert auf einen Wert gesetzt, der durch Multiplikation des oberen Grenzwerts des maximalen Stroms Imax mit „-1“ erhalten wird. Wenn das Additionsergebnis der Addition des Ausgangs des Proportionalreglers 60 und des Ausgangs des Integralreglers 61 durch den Addierer gleich oder kleiner als der obere Grenzwert und gleich oder größer als der untere Grenzwert ist, wird eine Summe aus dem Additionsergebnis und dem oberen Grenzwert des maximalen Stroms Imax berechnet. Ist das Additionsergebnis hingegen größer als der obere Grenzwert, wird eine Summe aus dem oberen Grenzwert und dem oberen Grenzwert des maximalen Stroms Imax berechnet. Außerdem wird, wenn das Additionsergebnis kleiner als der untere Grenzwert ist, eine Summe aus dem unteren Grenzwert und dem oberen Grenzwert des maximalen Stroms Imax berechnet.
  • Im dritten Konfigurationsbeispiel von 5 wird der obere Grenzwert auf 0 gesetzt, und der eingestellte Maximalstrom Imax_adj überschreitet somit nicht den oberen Grenzwert des Maximalstroms Imax. Außerdem wird der untere Grenzwert auf den Wert gesetzt, der sich aus der Multiplikation des oberen Grenzwerts des Maximalstroms Imax mit „-1“ ergibt, und es kann somit verhindert werden, dass der eingestellte Maximalstrom Imax_adj ein negativer Wert wird.
  • Außerdem wird, wenn eine Vielzahl von Schutzteilen 70 und eine Vielzahl von Temperaturerfassungseinheiten 50 vorhanden sind, eine erfasste Temperatur, die den Schutz am meisten erfordert, aus den erfassten Temperaturen ausgewählt, die von den Temperaturerfassungseinheiten 50 erfasst werden. Unter Bezugnahme auf die Beispiele von 6 bis 8 wird später die „am meisten schutzbedürftige Temperatur“ beschrieben. Die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 stellt den Maximalstrom Imax auf der Grundlage der ausgewählten erfassten Temperatur ein. In 6 bis 8 sind drei Konfigurationsbeispiele dargestellt, in denen die Vielzahl der Schutzteile 70 und die Vielzahl der Temperaturerfassungseinheiten 50 vorhanden sind. Die Konfigurationsbeispiele von 6 bis 8 werden im Folgenden als viertes Konfigurationsbeispiel, fünftes Konfigurationsbeispiel bzw. sechstes Konfigurationsbeispiel bezeichnet. In 6 bis 8 wird die Konfiguration des ersten Konfigurationsbeispiels von 3 als Grundkonfiguration der Maximalstrom-Einstelleinheit 51 beschrieben, aber die Grundkonfiguration ist nicht auf diesen Fall beschränkt und kann die des zweiten Konfigurationsbeispiels von 4 oder die des dritten Konfigurationsbeispiels von 5 sein.
  • In 6 ist als viertes Konfigurationsbeispiel ein Konfigurationsbeispiel dargestellt, in dem eine Vielzahl von Schutzteilen 70 und eine Vielzahl von Temperaturerfassungseinheiten 50 vorhanden sind. Im vierten Konfigurationsbeispiel von 6 enthält die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 den Proportional-Einsteller 60, den Integral-Einsteller 61, die Ober-/Untergrenzen-Begrenzungseinheit 62 und eine Minimalwert-Berechnungseinheit 63. Jede Abweichung zwischen der Solltemperatur, die im Voraus für jedes Schutzteil 70 eingestellt wurde, und der erfassten Temperatur jedes Schutzteils 70, die von jeder Temperaturerfassungseinheit 50 erfasst wurde, wird in die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 eingegeben.
  • In dem in 6 dargestellten vierten Konfigurationsbeispiel wird für jede Eingangsabweichung die proportionale/integrale Kompensation durch den Proportional-Einsteller 60 und den Integral-Einsteller 61 durchgeführt. Außerdem ist die Minimalwert-Berechnungseinheit 63 konfiguriert, den minimalen Ausgangswert aus den Ausgangswerten der proportionalen/integralen Kompensation auszuwählen und den minimalen Ausgangswert auszugeben. Das heißt, „die erfasste Temperatur, die am meisten Schutz benötigt“ entspricht in diesem Fall dem kleinsten Wert unter den Werten (11, 12, ..., IN), die in die Minimalwert-Berechnungseinheit 63 eingegeben werden. D.h. der von der Minimalwert-Berechnungseinheit 63 als „schutzbedürftigste ermittelte Temperatur“ ausgewählte Wert ist min (11, 12, ..., IN). Darüber hinaus stellt die Ober-/Untergrenzen-Begrenzungseinheit 62 den Maximalstrom Imax ein, indem sie die Ober-/Untergrenze des von der Minimalwert-Berechnungseinheit 63 empfangenen Ausgabewerts begrenzt, und gibt den eingestellten Maximalstrom Imax_adj aus.
  • Im vierten Konfigurationsbeispiel von 6 ist der obere Grenzwert auf den oberen Grenzwert des maximalen Stroms Imax eingestellt, und der eingestellte maximale Strom Imax_adj überschreitet somit nicht den oberen Grenzwert des maximalen Stroms Imax. Außerdem wird der untere Grenzwert auf 0 gesetzt, und der eingestellte Maximalstrom Imax_adj kann so daran gehindert werden, ein negativer Wert zu werden.
  • In 7 ist als fünftes Konfigurationsbeispiel ein Konfigurationsbeispiel dargestellt, in dem eine Vielzahl von Schutzteilen 70 und eine Vielzahl von Temperaturerfassungseinheiten 50 vorhanden sind. Im fünften Konfigurationsbeispiel von 7 enthält die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 den Proportional-Einsteller 60, den Integral-Einsteller 61, die Ober-/Untergrenzen-Begrenzungseinheit 62 und eine Minimalwert-Berechnungseinheit 65. Jede Abweichung zwischen der Solltemperatur, die im Voraus für jedes Schutzteil 70 eingestellt wurde, und der erfassten Temperatur jedes Schutzteils 70, die von jeder Temperaturerfassungseinheit 50 erfasst wurde, wird in die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 eingegeben.
  • Im fünften Konfigurationsbeispiel von 7 ist die Minimalwert-Berechnungseinheit 65 konfiguriert, den minimalen Ausgangswert aus den Ausgangswerten der Proportionalregler 60 auszuwählen und den minimalen Ausgangswert auszugeben. Das heißt, „die erfasste Temperatur, die am meisten Schutz benötigt“ entspricht in diesem Fall dem kleinsten Wert unter den Werten (Ip1, Ip2, ..., IpN), die in die Minimalwert-Berechnungseinheit 65 eingegeben werden, und dem kleinsten Wert unter den Werten (ΔIi1, ΔIi2, ..., ΔIiN), die in die Minimalwert-Berechnungseinheit 65 eingegeben werden. Das heißt, die Werte, die von der Minimalwert-Berechnungseinheit 65 als „die erkannte, am meisten schützenswerte Temperatur“ ausgewählt werden, sind min (Ip1, Ip2, ..., IpN) und min (ΔIi1, ΔIi2, ..., ΔIiN). Der Integral-Einsteller 61 verwendet den von der Minimalwert-Berechnungseinheit 65 ausgegebenen Ausgangswert min (ΔIi1, ΔIi2, ..., ΔIiN), um die Integration durchzuführen. Danach werden der von der Minimalwert-Berechnungseinheit 65 ausgegebene Ausgangswert min (Ip1, Ip2, ..., IpN) und ein vom Integral-Einsteller 61 empfangener Ausgangswert durch einen Addierer miteinander addiert, und ein Additionsergebnis wird als Ausgangswert für die Proportional/Integral-Kompensation ausgegeben. Die Ober-/Untergrenzen-Begrenzungseinheit 62 setzt den oberen Grenzwert auf den oberen Grenzwert des maximalen Stroms Imax und setzt den unteren Grenzwert auf „0“. Die Ober-/Untergrenzen-Begrenzungseinheit 62 verwendet den oberen Grenzwert und den unteren Grenzwert, um die obere Grenze und die untere Grenze des Ausgangswertes der proportionalen/integralen Kompensation zu begrenzen, um den maximalen Strom Imax einzustellen, und gibt den eingestellten maximalen Strom Imax_adj.
  • Im fünften Konfigurationsbeispiel von 7 wird der obere Grenzwert auf den oberen Grenzwert des maximalen Stroms Imax gesetzt, und der eingestellte maximale Strom Imax_adj überschreitet somit nicht den oberen Grenzwert des maximalen Stroms Imax. Außerdem wird der untere Grenzwert auf 0 gesetzt, und der eingestellte Maximalstrom Imax_adj kann so daran gehindert werden, ein negativer Wert zu werden.
  • In 8 ist als sechstes Konfigurationsbeispiel ein Konfigurationsbeispiel dargestellt, in dem eine Vielzahl von Schutzteilen 70 und eine Vielzahl von Temperaturerfassungseinheiten 50 vorhanden sind. Im sechsten Konfigurationsbeispiel von 8 enthält die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 den Proportional-Einsteller 60, den Integral-Einsteller 61, die Ober-/Untergrenzen-Begrenzungseinheit 62 und eine Minimalwert-Berechnungseinheit 66. Jede Temperaturabweichung ΔT zwischen der für jedes Schutzteil 70 im Voraus eingestellten Solltemperatur und der von jeder Temperaturerfassungseinheit 50 erfassten Temperatur jedes Schutzteils 70 wird in die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 eingegeben.
  • Im sechsten Konfigurationsbeispiel von 8 ist die Minimalwert-Berechnungseinheit 66 konfiguriert, einen minimalen Eingangswert aus den Temperaturabweichungen ΔT auszuwählen, die in die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 eingegeben werden, und den minimalen Eingangswert auszugeben. Das heißt, „die erfasste Temperatur, die am meisten Schutz benötigt“, entspricht in diesem Fall dem kleinsten Wert unter den Werten (D1, D2, ..., DN), die in die Minimalwert-Berechnungseinheit 66 eingegeben werden, d. h. einem Minimalwert der Werte, die sich jeweils durch Subtraktion der erfassten Temperatur von der Solltemperatur ergeben. Dementsprechend ist der von der Minimalwert-Berechnungseinheit 66 ausgewählte Wert als „die erfasste Temperatur, die am meisten Schutz benötigt“ min (D1, D2, ..., DN). Der Proportionalregler 60 ist konfiguriert, einen Wert auszugeben, der sich aus der Multiplikation des Ausgangswertes der Minimalwert-Berechnungseinheit 66 mit der Proportionalverstärkung Kp ergibt. Außerdem ist der Integral-Einsteller 61 konfiguriert, den Ausgangswert der Minimalwert-Berechnungseinheit 66 zu integrieren. Danach werden der Ausgangswert des Proportional-Einstellers 60 und der Ausgangswert des Integral-Einstellers 61 durch einen Addierer miteinander addiert. Die Ober-/Untergrenzen-Begrenzungseinheit 62 ist konfiguriert, den oberen Grenzwert auf den oberen Grenzwert des maximalen Stroms Imax zu setzen und den unteren Grenzwert auf „0“ zu setzen. Die Ober-/Untergrenzen-Begrenzungseinheit 62 verwendet den oberen Grenzwert und den unteren Grenzwert, um die obere Grenze und die untere Grenze des Ausgangswertes der Proportional/Integral-Kompensation zu begrenzen, um den maximalen Strom Imax einzustellen, und gibt den eingestellten maximalen Strom Imax_adj aus.
  • Im sechsten Konfigurationsbeispiel von 8 ist der obere Grenzwert auf den oberen Grenzwert des maximalen Stroms Imax eingestellt, und der eingestellte maximale Strom Imax_adj überschreitet somit nicht den oberen Grenzwert des maximalen Stroms Imax. Außerdem wird der untere Grenzwert auf 0 gesetzt, und der eingestellte Maximalstrom Imax_adj kann somit nicht zu einem negativen Wert werden.
  • Zurückkommend auf 2, stellt die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 in Schritt S105 den Maximalstrom Imax in einem der oben erwähnten, in 3 bis 8 dargestellten Konfigurationsbeispiele ein und gibt den eingestellten Maximalstrom Imax_adj aus, und die Steuerung fährt dann mit Schritt S106 fort.
  • In Schritt S106 berechnet die Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit 52 das zulässige Drehmoment Ctrq_alw, und die Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit 53 berechnet die obere Grenzdrehzahl Crot_lim. Im Folgenden werden die Verfahren zur Berechnung der jeweiligen Werte beschrieben.
  • Die Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit 52 verwendet zunächst die Gleichspannung Vdc, die von der Spannungserfassungseinheit 11 erfasst wird, und einen im Voraus eingestellten maximalen Modulationsfaktor MFmax, um eine maximale Spannung Vmax basierend auf einem arithmetischen Ausdruck „Vmax=sqrt (3/2) ×Vdc× (1/2) ×MFmax“ zu bestimmen. Dann verwendet die Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit 52 den maximalen Spannungswert Vmax und die elektrische Winkelgeschwindigkeit ω, die von der elektrischen Winkelgeschwindigkeitserfassungseinheit 32 empfangen wurde, um arithmetisch einen maximalen Verkettungsmagnetfluss FLmax basierend auf einem arithmetischen Ausdruck von „FLmax=Vmax÷ω“ zu bestimmen. Darüber hinaus ermittelt die Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit 52 einen oberen Grenzwert Ctrq_alw_upper und einen unteren Grenzwert Ctrq_alw_lower des zulässigen Drehmoments Ctrq_alw auf der Grundlage des maximalen Verkettungsmagnetflusses FLmax und des eingestellten maximalen Stroms Imax_adj, der von der Einheit 51 zur Einstellung des maximalen Stroms empfangen wird. Als Beispiel für die Ermittlung des oberen Grenzwerts Ctrq_alw_upper und des unteren Grenzwerts Ctrq_alw_lower des zulässigen Drehmoments ist in 9 und 10 ein Beispiel für Tabellen dargestellt. 9 ist eine Tabelle zum Ermitteln des oberen Grenzwerts Ctrq_alw_upper des zulässigen Drehmoments. 10 ist eine Tabelle zum Ermitteln des unteren Grenzwerts Ctrq_alw_lower des zulässigen Drehmoments. In 9 und 10 stellt die horizontale Achse den maximalen Verkettungsmagnetfluss Flmax dar, und die vertikale Achse stellt den eingestellten Maximalstrom Imax_adj dar. Die Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit 52 verwendet beispielsweise die Tabellen von 9 und 10, um den oberen Grenzwert Ctrq_alw_upper und den unteren Grenzwert Ctrq_alw_lower des zulässigen Drehmoments zu erhalten.
  • Ähnlich wie die Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit 52 verwendet die Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit 53 zuerst die Gleichspannung Vdc, die von der Spannungserfassungseinheit 11 erfasst wird, und den maximalen Modulationsfaktor MFmax, der im Voraus eingestellt wurde, um die maximale Spannung Vmax basierend auf einem arithmetischen Ausdruck „Vmax=sqrt (3/2) ×Vdc× (1/2) ×MFmax“ zu berechnen. Dann ermittelt die Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit 53 die Obergrenzen-Drehzahl Crot_lim auf der Grundlage der maximalen Spannung Vmax und des eingestellten maximalen Stroms Imax_adj, der von der Maximalstrom-Einstelleinheit 51 empfangen wird. Ein Beispiel für die Ermittlung der Obergrenzen-Drehzahl Crot_lim ist in 11 als Beispiel einer Tabelle dargestellt. In 11 stellt die horizontale Achse den eingestellten Maximalstrom Imax_adj dar, und die vertikale Achse stellt die maximale Spannung Vmax dar. Die Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit 53 verwendet z. B. die Tabelle in 11, um die Obergrenzen-Drehzahl Crot_lim zu erhalten.
  • Wie oben beschrieben, geht die Steuerung zu Schritt S107 über, nachdem die Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit 52 und die Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit 53 den oberen Grenzwert Ctrq_alw_upper und den unteren Grenzwert Ctrq_alw_lower des zulässigen Drehmoments und die Obergrenzen-Drehzahl Crot_lim berechnet haben.
  • In Schritt S107 vergleicht die Drehzahl-Einstelleinheit 54 die in Schritt S106 berechnete obere Grenzdrehzahl Crot_lim und die in Schritt S103 erhaltene Drehzahl Rot miteinander. Wenn die Beziehung „Crot_lim>Rot“ erfüllt ist, bestimmt die Drehzahl-Einstelleinheit 54, dass die Drehzahl Rot kleiner ist als die obere Grenzdrehzahl Crot_lim, und die Steuerung fährt mit Schritt S108 fort. In der Zwischenzeit, wenn die Beziehung „Crot_lim>Rot“ nicht erfüllt ist, bestimmt die Drehzahl-Einstelleinheit 54, dass die Drehzahl Rot gleich oder höher als die obere Grenzdrehzahl Crot_lim ist, und die Steuerung fährt mit Schritt S112 fort.
  • In Schritt S112 hat die Drehzahl Rot die obere Grenzdrehzahl Crot_lim erreicht, und daher gibt die Drehzahl-Einstelleinheit 54 einen Steuerbefehlswert zur Unterdrückung der Drehzahl Rot aus. Nachfolgend werden vier Steuerbefehlswerte beispielhaft beschrieben.
  • Als ein erster Steuerbefehlswert wird ein Drehmomentsteuerbefehlswert Ctrq_lim zum Einstellen des Drehmomentbefehls auf „0“ an die Drehmomentbefehl-Einstelleinheit 55 ausgegeben. Wenn die Drehmomentbefehl-Einstelleinheit 55 den Drehmomentsteuerbefehlswert Ctrq_lim von der Drehzahl-Einstelleinheit 54 empfängt, setzt die Drehmomentbefehl-Einstelleinheit 55 den eingestellten Drehmomentbefehlswert Ctrq_adj auf 0 und gibt den eingestellten Drehmomentbefehlswert Ctrq_adj an die Strombefehl-Arithmetikeinheit 41 aus. Als zweiter Steuerbefehlswert wird ein Getriebeschaltsteuerbefehl Csft zum Ändern eines Übersetzungsverhältnisses an eine Getriebeschaltsteuereinheit ausgegeben, die in einer elektronischen Steuereinheit (ECU) des Fahrzeugs enthalten ist. Als dritter Steuerbefehlswert wird ein Bremssteuerbefehl Cbrk an eine in der ECU enthaltene Steuereinheit für die Bremse ausgegeben. Wenn das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug ist, wird außerdem als vierter Steuerbefehlswert ein Kraftstoffeinspritzungssteuerbefehl Cstp zum Stoppen einer Kraftstoffeinspritzung an eine in der ECU enthaltene Kraftstoffeinspritzungssteuereinheit ausgegeben. Die Drehzahl Rot der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine 30 wird durch Ausgeben mindestens eines Steuerbefehlswertes der vier Steuerbefehlswerte unterdrückt.
  • In Schritt S108 vergleicht die Drehmomentbefehls-Einstelleinheit 55 den in Schritt S106 berechneten oberen Grenzwert Ctrq_alw_upper des zulässigen Drehmoments und den in Schritt S102 erhaltenen Drehmomentbefehlswert Ctrq miteinander. Wenn eine Beziehung Drehmomentbefehlswert Ctrq>oberer Grenzwert Ctrq_alw_upperer des zulässigen Drehmoments erfüllt ist, bestimmt die Drehmomentbefehls-Einstelleinheit 55, dass der Drehmomentbefehlswert Ctrq höher ist als der obere Grenzwert Ctrq_alw_upperer des zulässigen Drehmoments, und die Steuerung fährt mit Schritt S109 fort. Währenddessen, wenn die Beziehung Drehmomentbefehlswert Ctrq>oberer Grenzwert Ctrq_alw_upperes des zulässigen Drehmoments nicht erfüllt ist, bestimmt die Drehmomentbefehls-Einstelleinheit 55, dass der Drehmomentbefehlswert Ctrq gleich oder niedriger als der obere Grenzwert Ctrq_alw_upperes des zulässigen Drehmoments ist, und die Steuerung fährt mit Schritt S110 fort.
  • In Schritt S110 ist der Drehmomentbefehlswert Ctrq nicht höher als der obere Grenzwert Ctrq_alw_upper des zulässigen Drehmoments, und daher vergleicht die Drehmomentbefehls-Einstelleinheit 55 den in Schritt S106 berechneten unteren Grenzwert Ctrq_alw_lower des zulässigen Drehmoments und den in Schritt S102 erhaltenen Drehmomentbefehlswert Ctrq miteinander. Wenn eine Beziehung Drehmomentbefehlswert Ctrq<unterer Grenzwert Ctrq_alw_lower des zulässigen Drehmoments erfüllt ist, bestimmt die Drehmomentbefehls-Einstelleinheit 55, dass der Drehmomentbefehlswert Ctrq niedriger als der untere Grenzwert Ctrq_alw_lower des zulässigen Drehmoments ist, und die Steuerung fährt mit Schritt S109 fort. Währenddessen, wenn die Beziehung Drehmomentbefehlswert Ctrq<unterer Grenzwert Ctrq_alw_lower des zulässigen Drehmoments nicht erfüllt ist, bestimmt die Drehmomentbefehls-Einstelleinheit 55, dass der Drehmomentbefehlswert Ctrq gleich oder höher als der untere Grenzwert Ctrq_alw_lower des zulässigen Drehmoments ist, und die Steuerung fährt mit Schritt S111 fort.
  • In Schritt S111 ist der Drehmomentbefehlswert Ctrq nicht höher als der obere Grenzwert Ctrq_alw_upper des zulässigen Drehmoments und nicht niedriger als der untere Grenzwert Ctrq_alw_lower des zulässigen Drehmoments, und der unverändert gebliebene Wert des Drehmomentbefehlswertes Ctrq wird daher als der angepasste Drehmomentbefehlswert Ctrq_adj ausgegeben.
  • In Schritt S109, wenn festgestellt wird, dass der Drehmomentbefehlswert Ctrq höher ist als der obere Grenzwert Ctrq_alw_upper des zulässigen Drehmoments in Schritt S108, passt die Drehmomentbefehl-Einstelleinheit 55 den Drehmomentbefehlswert Ctrq an, indem sie Ctrq_adj auf Ctrq_alw_upper setzt. Das heißt, die Drehmomentbefehl-Einstelleinheit 55 gibt den oberen Grenzwert Ctrq_alw_upper des zulässigen Drehmoments als den eingestellten Drehmomentbefehlswert Ctrq_adj aus. Wenn in der Zwischenzeit in Schritt S110 festgestellt wird, dass der Drehmomentbefehlswert Ctrq niedriger ist als der untere Grenzwert Ctrq_alw_lower des zulässigen Drehmoments, stellt die Drehmomentbefehl-Einstelleinheit 55 den Drehmomentbefehlswert Ctrq ein, indem sie Ctrq_adj auf Ctrq_alw_lower einstellt. Das heißt, die Drehmomentbefehl-Einstelleinheit 55 gibt den unteren Grenzwert Ctrq_alw_lower des zulässigen Drehmoments als den eingestellten Drehmomentbefehlswert Ctrq_adj aus.
  • Der Inhalt des Flussdiagramms von 2 wird wie unten beschrieben zusammengefasst. In der Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine gemäß der ersten Ausführungsform stellt zunächst die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 den Maximalstrom Imax so ein, dass die Temperatur des Schutzteils 70 die eingestellte Temperatur nicht überschreitet, basierend auf der von der Temperaturerfassungseinheit 50 erfassten Temperatur des Schutzteils 70, und gibt den eingestellten Maximalstrom Imax_adj aus.
  • Die Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit 52 verwendet die Tabellen von 9 und 10, um den oberen Grenzwert und den unteren Grenzwert des zulässigen Drehmoments basierend auf dem eingestellten maximalen Strom Imax_adj zu berechnen.
  • Die Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit 53 verwendet die Tabelle von 11 basierend auf dem eingestellten Maximalstrom Imax_adj, um die Obergrenzen-Drehzahl Crot_lim zu berechnen.
  • Zu diesem Zeitpunkt, wenn die Drehzahl Rot der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine 30 höher ist als die obere Grenzdrehzahl Crot_lim, gibt die Drehzahl-Einstelleinheit 54 den Drehmomentsteuerbefehlswert Ctrq_lim an die Drehmomentbefehl-Einstelleinheit 55 aus, um die Drehzahl Rot zu unterdrücken. Die Drehmomentbefehls-Einstelleinheit 55 empfängt den Drehmomentsteuerbefehlswert Ctrq_lim, setzt den eingestellten Drehmomentbefehlswert Ctrq_adj auf 0 und gibt den eingestellten Drehmomentbefehlswert Ctrq_adj an die Strombefehl-Arithmetikeinheit 41 aus.
  • Wenn die Drehzahl der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine 30 gleich oder kleiner als die obere Grenzdrehzahl Crot_lim ist, stellt die Drehmomentbefehls-Einstelleinheit 55 den Wert des angepassten Drehmomentbefehlswerts Ctrq_adj wie in den folgenden Fällen (1) bis (3) ein.
    1. (1) Drehmomentbefehlswert>oberer Grenzwert des zulässigen Drehmoments → Ctrq_adj = Ctrq_alw_upper
      Figure DE112018008013T5_0003
    2. (2) Oberer Grenzwert des zulässigen Drehmoments≥Drehmomentbefehlswert≥Unterer Grenzwert des zulässigen Drehmoments → Ctrq_adj = Ctrq
      Figure DE112018008013T5_0004
    3. (3) Drehmomentbefehlswert<unterer Grenzwert des zulässigen Drehmoments → Ctrq_adj = Ctrq_alw_lower
      Figure DE112018008013T5_0005
  • Wie oben beschrieben, wird in der ersten Ausführungsform der Drehmomentbefehlswert nicht direkt korrigiert, sondern der maximale Strom wird angepasst. Mit dieser Konfiguration können das zulässige Drehmoment und die obere Drehzahlgrenze basierend auf dem Wert des eingestellten Maximalstroms angepasst werden. Darüber hinaus wird nicht nur das zulässige Drehmoment, sondern auch die obere Drehzahlgrenze eingestellt, wodurch die Schaltvorrichtungen zuverlässig geschützt werden können.
  • In der oben angegebenen Patentliteratur 1 wird der Drehmomentbefehlswert korrigiert. Daher ist es in einem Hochdrehzahlbereich auch bei einem Drehmomentbefehlswert von 0 erforderlich, den d-Achsenstrom zum Fließen zu bringen, und es fließt somit ein Strom gleich oder größer als ein vorgegebener Strom zu den Schaltvorrichtungen. Aufgrund dieses Stroms werden die Temperaturen der Schaltvorrichtungen gleich oder größer als die eingestellte Temperatur, und die Schaltvorrichtungen können somit ausfallen. In der ersten Ausführungsform wird dieses Problem durch die oben genannte Konfiguration gelöst, und ein Ausfall der Schaltvorrichtungen aufgrund der übermäßigen Wärme kann zuverlässig verhindert werden.
  • In 16 bis 19 sind Simulationsergebnisse der Temperatur des Schutzteils und dergleichen dargestellt, die erhalten wurden, als die Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine gemäß der ersten Ausführungsform die Temperatursteuerung für das Schutzteil 70 durch Anpassen des Drehmomentbefehlswerts Ctrq und der Drehzahl Rot in einem Hybridfahrzeug durchführte. In 16 bis 19 stellen die horizontalen Achsen die Zeit dar. Außerdem stellt die vertikale Achse von 16 die Drehzahl der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine 30 dar. Die vertikale Achse von 17 stellt das Drehmoment der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine 30 und ein Motordrehmoment dar. Die vertikale Achse von 18 stellt die erfasste Temperatur des Schutzteils 70 dar. Die vertikale Achse von 19 stellt den Strombefehlswert und den maximalen Strom dar.
  • Vor der Beschreibung der Simulationsergebnisse von 16 bis 19 wird unter Bezugnahme auf 12 bis 15 eine Beschreibung der Simulationsergebnisse in einer Steuerervorrichtung nach verwandtem Stand der Technik als Vergleichsbeispiel gegeben.
  • 12 bis 15 sind Diagramme zur Darstellung von Simulationsergebnissen der Temperatur des Schutzteils und dergleichen, die erhalten wurden, als die Temperaturregelung für das Schutzteil 70 durch Anpassen des Drehmomentbefehlswerts im Hybridfahrzeug in der Steuervorrichtung nach verwandter Art durchgeführt wurde.
  • In 12 bis 15 stellen die horizontalen Achsen die Zeit dar. Außerdem stellt in 12 die vertikale Achse die Drehzahl der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine dar. Die vertikale Achse von 13 stellt das Drehmoment der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine und das Motordrehmoment dar. Die vertikale Achse von 14 stellt die erfasste Temperatur des Schutzteils 70 dar. Die vertikale Achse von 15 stellt den Strombefehlswert und den maximalen Strom dar.
  • In den Simulationsergebnissen, die durch die in 12 bis 15 dargestellte Steuervorrichtung nach dem verwandten Stand der Technik erhalten wurden, wird, wie in 13 gezeigt, das Drehmoment der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine durch die Steuerung des maximalen Drehmoments unmittelbar nach einem Start maximal, und danach wird der Drehmomentbefehlswert durch die Steuerung der Flussschwächung unterdrückt. Außerdem wird, wie in 14 gezeigt, der Drehmomentbefehlswert zu 0 als Ergebnis der Beseitigung der Abweichung zwischen der erfassten Temperatur des Schutzteils 70 und der eingestellten Temperatur, und, wie in 13 gezeigt, wird das Drehmoment der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine ebenfalls „0“. Das Motordrehmoment wird jedoch nicht unterdrückt, und wie in 12 gezeigt, nimmt die Drehzahl der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine 30 daher weiter zu. Infolgedessen übersteigt, wie in 14 gezeigt, die erfasste Temperatur des Schutzteils 70 die Solltemperatur aufgrund eines negativen d-Achsenstroms durch die Flussschwächungssteuerung.
  • Im Gegensatz dazu wird in den Simulationsergebnissen der Steuervorrichtung gemäß der in 16 bis 19 dargestellten ersten Ausführungsform, wie in 17 gezeigt, das Drehmoment der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine durch die Maximaldrehmomentsteuerung unmittelbar nach dem Start maximal, und danach wird der Drehmomentbefehlswert durch die Flussschwächungssteuerung unterdrückt. Außerdem wird der Drehmomentbefehlswert infolge der Beseitigung der Abweichung zwischen der erfassten Temperatur des Schutzteils 70 und der Solltemperatur zu 0, und das Drehmoment der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine wird ebenfalls zu „0“.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird in der ersten Ausführungsform, wenn die Drehzahl der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine 30 die obere Grenzdrehzahl Crot_lim erreicht, wie in 16 gezeigt, durch Ausgeben des Kraftstoffeinspritzungssteuerbefehls Cstp zum Stoppen der Kraftstoffeinspritzung an die Kraftstoffeinspritzungssteuerung das Motordrehmoment auch auf „0“ gebracht, wie in 17 gezeigt, und die Drehzahl der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine 30 wird unterdrückt, wie in 16 gezeigt. Mit dieser Konfiguration kann bei der ersten Ausführungsform der negative d-Achsenstrom durch die Flussschwächungssteuerung unterdrückt werden. Infolgedessen übersteigt, wie in 18 gezeigt, die erfasste Temperatur des Schutzteils 70 nicht die eingestellte Temperatur.
  • Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, sind in der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform die unten aufgeführten Effekte vorgesehen.
  • In der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform werden das zulässige Drehmoment und die obere Grenzdrehzahl durch Einstellen des maximalen Stroms auf der Grundlage der von der Temperaturerfassungseinheit 50 erfassten Temperatur berechnet. Darüber hinaus kann die Temperatur des Schutzteils 70 durch Anpassen des Drehmomentbefehlswerts und der Drehzahl auf der Grundlage des berechneten zulässigen Drehmoments und der berechneten oberen Grenzdrehzahl geregelt werden. Dadurch kann verhindert werden, dass die Schaltvorrichtungen aufgrund der übermäßigen Hitze ausfallen.
  • Darüber hinaus stellt in der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 den Maximalstrom so ein, dass die von der Temperaturerfassungseinheit 50 erhaltene Temperatur die im Voraus eingestellte Solltemperatur nicht überschreitet, wodurch die Temperatur des Schutzteils 70 gesteuert werden kann.
  • Darüber hinaus berechnet in der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform die Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit 52 das zulässige Drehmoment auf der Grundlage des von der Maximalstrom-Einstelleinheit 51 eingestellten Maximalstroms, der von der Spannungserfassungseinheit 11 erfassten Gleichspannung, des im Voraus eingestellten maximalen Modulationsfaktors und der von der elektrischen Winkelgeschwindigkeitserfassungseinheit 32 erfassten elektrischen Winkelgeschwindigkeit, wodurch die Temperatur des Schutzteils 70 gesteuert werden kann.
  • Darüber hinaus berechnet in der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform die Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit 53 die obere Grenzdrehzahl auf der Grundlage des von der Maximalstrom-Einstelleinheit 51 eingestellten Maximalstroms, der von der Spannungserfassungseinheit 11 erfassten Gleichspannung und des vorab eingestellten maximalen Modulationsfaktors, wodurch die Temperatur des Schutzteils 70 geregelt werden kann.
  • Darüber hinaus gibt in der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform die Drehzahl-Einstelleinheit 54 den Schaltbefehlswert aus, um die Drehzahl der rotierenden Wechselstrom-Elektromaschine einzustellen, wodurch die Temperatur des Schutzteils 70 geregelt werden kann.
  • Darüber hinaus gibt die Steuereinheit 54 in der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform einen Bremsbefehlswert aus, um die Drehzahl der rotierenden Wechselstrommaschine einzustellen, wodurch die Temperatur des Schutzteils 70 geregelt werden kann.
  • Darüber hinaus stellt in der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform die Drehzahl-Einstelleinheit 54 die Drehzahl der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine ein, indem sie einen Kraftstoffeinspritzungs-Stoppbefehlswert ausgibt, wodurch die Temperatur des Schutzteils 70 geregelt werden kann.
  • Darüber hinaus stellt die Steuereinheit 54 in der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform die Drehzahl der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine ein, indem sie einen Befehlswert für die Drehmomentsteuerung ausgibt, wodurch die Temperatur des Schutzteils 70 geregelt werden kann.
  • In der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, wenn mindestens zwei Schutzteile 70 vorgesehen sind, stellt die Maximalstrom-Einstelleinheit 51 den Maximalstrom basierend auf der detektierten Temperatur des am meisten schutzbedürftigen Schutzteils 70 ein, wodurch die Temperaturen aller Schutzteile 70 geregelt werden können.
  • Jede der Funktionen der Steuervorrichtung gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird durch eine Verarbeitungsschaltung implementiert. Die Verarbeitungsschaltung zur Implementierung jeder der Funktionen kann eine dedizierte Hardware oder ein Prozessor sein, der zur Ausführung eines in einem Speicher gespeicherten Programms konfiguriert ist.
  • Wenn es sich bei der Verarbeitungsschaltung um dedizierte Hardware handelt, entspricht die Verarbeitungsschaltung z. B. einer einzelnen Schaltung, einer zusammengesetzten Schaltung, einem programmierten Prozessor, einem parallel programmierten Prozessor, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einem feldprogrammierbaren Gate-Array (FPGA) oder einer Kombination davon. Die Funktionen der jeweiligen Einheiten, die die Wechselrichtersteuereinheit 40, die Maximalstrom-Einstelleinheit 51, die Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit 52, die Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit 53, die Drehzahl-Einstelleinheit 54 und die Drehmomentbefehls-Einstelleinheit 55 enthalten, können durch einzelne Verarbeitungsschaltungen implementiert werden, oder die Funktionen der jeweiligen Einheiten können zusammen durch eine Verarbeitungsschaltung implementiert werden.
  • Wenn die Verarbeitungsschaltung ein Prozessor ist, wird die Funktion jeder der Wechselrichtersteuereinheit 40, der Maximalstrom-Einstelleinheit 51, der Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit 52, der Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit 53, der Drehzahl-Einstelleinheit 54 und der Drehmomentbefehl-Einstelleinheit 55 durch Software, Firmware oder eine Kombination aus Software und Firmware implementiert. Die Software und die Firmware sind als Programme codiert und in einem Speicher abgelegt. Der Prozessor liest das im Speicher gespeicherte Programm aus und führt es aus, um dadurch die Funktion jeder der Einheiten zu implementieren. Das heißt, die Steuervorrichtung enthält einen Speicher zum Speichern von Programmen, und wenn die Programme von einer Verarbeitungsschaltung ausgeführt werden, werden folglich ein Schritt zur Steuerung des Wechselrichters, ein Schritt zur Einstellung der maximalen Stromstärke, ein Schritt zur Berechnung des zulässigen Drehmoments, ein Schritt zur Berechnung der oberen Grenze der Drehzahl, ein Schritt zur Einstellung der Drehzahl und ein Schritt zur Einstellung des Drehmomentbefehls ausgeführt.
  • Es wird auch angenommen, dass diese Programme einen Computer veranlassen, Vorgänge und Verfahren für die jeweiligen Einheiten auszuführen. In diesem Fall entspricht der Speicher beispielsweise einem Direktzugriffsspeicher (RAM), einem Festwertspeicher (ROM), einem Flash-Speicher, einem löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EPROM), einem elektrisch löschbaren und programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM) oder einem anderen solchen nichtflüchtigen oder flüchtigen Halbleiterspeicher. Der Speicher entspricht z. B. auch einer Magnetplatte, einer flexiblen Platte, einer optischen Platte, einer Compact Disc, einer MiniDisk oder einer DVD.
  • Einige der oben beschriebenen Funktionen der jeweiligen Einheiten können durch dedizierte Hardware implementiert werden, und andere davon können durch Software oder Firmware implementiert werden.
  • Auf diese Weise kann die Verarbeitungsschaltung die Funktion jeder der oben beschriebenen Einheiten durch Hardware, Software, Firmware oder eine Kombination davon implementieren.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Erfindung ist in allen Branchen anwendbar, die eine Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine herstellen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Gleichstromquelle,
    11
    Spannungsdetektionseinheit,
    20
    Wechselrichter,
    21a, 21b, 21c
    obere Leistungshalbleitervorrichtung,
    22a, 22b, 22c
    untere Leistungshalbleitervorrichtung,
    30
    rotierende elektrische Wechselstrommaschine,
    31
    Magnetpolpositionsdetektionseinheit,
    32
    elektrische Winkelgeschwindigkeitsdetektionseinheit,
    33a, 33b, 33c
    Stromsensor,
    40
    Wechselrichtersteuereinheit,
    41
    Strombefehl-Arithmetikeinheit,
    42
    d-Achsenstrom-Einsteller,
    43
    q-Achsenstromsteller,
    44
    Spannungskoordinatenwandler,
    45
    PWM-Schaltung,
    46
    Gate-Treiber,
    47
    Stromkoordinatenwandler,
    50
    Temperaturerfassungseinheit,
    51
    Maximalstrom-Einstelleinheit,
    52
    Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit,
    53
    Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit,
    54
    Drehzahl-Einstelleinheit,
    55
    Drehmomentbefehl-Einstelleinheit,
    60
    Proportional--Einsteller,
    61
    Integral--Einsteller,
    70
    Schutzteil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 6107936 B2 [0005]

Claims (9)

  1. Eine Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine, umfassend: eine Temperaturerfassungseinheit, die konfiguriert ist, eine Temperatur eines Schutzteils zu erfassen, wobei die Temperatur im Verhältnis zu einem Anstieg einer Temperatur einer Schaltvorrichtung einer Leistungsumwandlungsschaltung, die mit der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine verbunden ist, ansteigt eine Maximalstrom-Einstelleinheit, die konfiguriert ist, einen Maximalstrom der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine einzustellen, um zu verhindern, dass die Temperatur des von der Temperaturerfassungseinheit erfassten Schutzteils eine im Voraus eingestellte Solltemperatur überschreitet; eine Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, ein zulässiges Drehmoment basierend auf dem durch die Maximalstrom-Einstelleinheit eingestellten Maximalstrom zu berechnen; eine Drehmomentbefehls-Einstelleinheit, die konfiguriert ist, einen an die rotierende elektrische Wechselstrommaschine gerichteten Drehmomentbefehlswert basierend auf dem zulässigen Drehmoment einzustellen eine Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, eine Obergrenzen-Drehzahl der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine auf der Grundlage des durch die Maximalstrom-Einstelleinheit eingestellten Maximalstroms zu berechnen; und eine Drehzahl-Einstelleinheit, die konfiguriert ist, die Drehzahl der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine auf der Grundlage der oberen Grenzdrehzahl einzustellen.
  2. Die Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Gleichstromquelle; eine Spannungserfassungseinheit, die konfiguriert ist, eine Gleichspannung der Gleichstromquelle zu erfassen; und eine elektrische Winkelgeschwindigkeitserfassungseinheit, die konfiguriert ist, eine elektrische Winkelgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine zu erfassen, wobei die Zulässiges-Drehmoment-Berechnungseinheit konfiguriert ist: eine maximale Spannung basierend auf der Gleichspannung der Gleichstromquelle und auf einem maximalen Modulationsfaktor, der im Voraus eingestellt wurde, zu berechnen einen maximalen Verkettungsmagnetfluss basierend auf der maximalen Spannung und auf der elektrischen Winkelgeschwindigkeit zu berechnen; und das zulässige Drehmoment auf der Grundlage des maximalen Verkettungsmagnetflusses und des von der Maximalstrom-Einstelleinheit eingestellten Maximalstroms zu berechnen.
  3. Die Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Gleichstromquelle; und eine Spannungserfassungseinheit, die konfiguriert ist, eine Gleichspannung der Gleichstromquelle zu erfassen, wobei die Obergrenzen-Drehzahl-Berechnungseinheit konfiguriert ist: eine maximale Spannung basierend auf der Gleichspannung der Gleichstromquelle und auf einem im Voraus eingestellten maximalen Modulationsfaktor zu berechnen; und die Obergrenzen-Drehzahl basierend auf der Maximalspannung und auf dem von der Maximalstrom-Einstelleinheit eingestellten Maximalstrom zu berechnen.
  4. Die Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Drehzahl-Einstelleinheit konfiguriert ist: die Drehzahl und die Obergrenzen-Drehzahl miteinander zu vergleichen; und die Drehzahl der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine einzustellen, indem sie einen Schaltsteuerungsbefehl zum Umschalten auf die Schaltsteuerung ausgibt, wenn die Drehzahl gleich oder größer als die Obergrenzen-Drehzahl ist.
  5. Die Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Drehzahl-Einstelleinheit konfiguriert ist: die Drehzahl und die Obergrenzen-Drehzahl miteinander zu vergleichen; und die Drehzahl der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine durch Ausgabe eines Bremssteuerbefehls zur Durchführung einer Bremssteuerung einzustellen, wenn die Drehzahl gleich oder größer als die Obergrenzen-Drehzahl ist.
  6. Die Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Drehzahl-Einstelleinheit konfiguriert ist: die Drehzahl und die Obergrenzen-Drehzahl miteinander zu vergleichen; und die Drehzahl der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine einzustellen, indem sie einen Steuerbefehl für die Kraftstoffeinspritzung zum Stoppen einer Kraftstoffeinspritzung ausgibt, wenn die Drehzahl gleich oder größer als die Obergrenzen-Drehzahl ist.
  7. Die Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Drehzahl-Einstelleinheit konfiguriert ist: die Drehzahl und die Obergrenzen-Drehzahl miteinander zu vergleichen; und einen Drehmomentsteuerbefehlswert zum Setzen eines Drehmomentbefehlswerts auf 0 an die Drehmomentbefehlswert-Einstelleinheit auszugeben, wenn die Drehzahl gleich oder größer als die Obergrenzen-Drehzahl ist.
  8. Die Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Drehmomentbefehlswert-Einstelleinheit konfiguriert ist, den Drehmomentbefehlswert einzustellen, durch: Anweisen des Drehmomentbefehlswerts auf den oberen Grenzwert des zulässigen Drehmoments, wenn die Drehzahl niedriger ist als die Obergrenzen-Drehzahl und der Drehmomentbefehlswert höher ist als ein oberer Grenzwert des zulässigen Drehmoments; Einstellen des Drehmomentbefehlswerts auf den unteren Grenzwert des zulässigen Drehmoments, wenn die Drehzahl kleiner ist als die Obergrenzen-Drehzahl und der Drehmomentbefehlswert kleiner ist als ein unterer Grenzwert des zulässigen Drehmoments; und Beibehalten des Drehmomentbefehlswerts, wenn die Drehzahl kleiner als die Obergrenzen-Drehzahl ist und der Drehmomentbefehlswert gleich oder kleiner als der obere Grenzwert des zulässigen Drehmoments ist und gleich oder größer als der untere Grenzwert des zulässigen Drehmoments ist.
  9. Die Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Maximalstrom-Einstelleinheit konfiguriert ist: wenn zwei oder mehr der Schutzteile vorgesehen sind, ein Schutzteil auszuwählen, bei dem ein Absolutwert einer Temperaturabweichung zwischen der erfassten Temperatur des Schutzteils und der Solltemperatur am größten ist; und den Maximalstrom der rotierenden elektrischen Wechselstrommaschine so einzustellen, dass verhindert wird, dass die Temperatur des ausgewählten Schutzteils die im Voraus eingestellte Solltemperatur überschreitet.
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