DE112019006688T5 - Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische maschine - Google Patents

Abstract

Eine Steuervorrichtung (100) für eine rotierende elektrische Maschine schließt Folgendes ein: einen Stromdetektor (2), der Ströme der rotierenden elektrischen Maschine detektiert; eine Positionsschätzvorrichtung (4), die eine Rotorposition der rotierenden elektrischen Maschine (1) auf Grundlage der Ströme der rotierenden elektrischen Maschine schätzt; und eine Steuerung (5), die Antriebsspannungsbefehle der rotierenden elektrischen Maschine zum Antreiben der elektrischen Maschine (1) und Positionsschätzungsspannungsbefehle zum Schätzen der Rotorposition berechnet. Die Positionsschätzvorrichtung (4) berechnet eine erste geschätzte Rotorposition auf Grundlage von AC-Komponenten einer Positionsschätzungsstromamplitude, eine zweite geschätzte Rotorposition auf Grundlage einer DC-Komponente der Positionsschätzungsstromamplituden, und eine dritte geschätzte Rotorposition auf Grundlage der Ströme der rotierenden elektrischen Maschine und eines Verkettungsmagnetflusses, und gibt die erhaltene geschätzte Rotorposition aus, indem eine der ersten geschätzten Rotorposition, der zweiten geschätzten Rotorposition und der dritten geschätzten Rotorposition, oder der geschätzten Rotorposition ausgewählt wird, die durch das Kombinieren von mindestens zwei der ersten geschätzten Rotorposition, der zweiten geschätzten Rotorposition und der dritten geschätzten Rotorposition erhalten wird.

Description

• Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine, insbesondere eine Steuervorrichtung zum Steuern einer rotierenden elektrischen Maschine, wobei Rotorpositionsinformationen ohne Verwendung eines Positionssensors zum Detektieren der Rotationsposition eines Rotors erhalten werden.
• Hintergrund
• Für den Antrieb von rotierenden elektrischen Maschinen werden Positionsinformationen zu Rotoren benötigt. Zu diesem Zweck verwendet eine typische Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine einen Positionssensor zum Erfassen einer Rotorposition. Leider ergeben sich Probleme, wie etwa eine Zunahme der Größe des Systems, ein Kostenanstieg und eine Verringerung der Umweltbeständigkeit aufgrund der Verwendung des Positionssensors. Es ist demnach erforderlich, dass eine positionssensorlose Steuerung zum Antreiben rotierender elektrischer Maschinen ohne die Verwendung von Positionssensoren auf Steuervorrichtungen für rotierende elektrische Maschinen angewendet wird.
• Die positionssensorlose Steuerung wird grob in zwei Arten von Verfahren eingeteilt: Eine beinhaltet das Schätzen der Rotorposition unter Verwendung der Ausgeprägtheit des Rotors, und die andere beinhaltet das Schätzen der Rotorposition unter Verwendung des Verkettungsmagnetflusses, der aus der induzierten Spannung berechnet wird, die in der rotierenden elektrischen Maschine erzeugt wird. Ersteres wird nachfolgend als das „Ausgeprägtheitsverfahren“ bezeichnet und Letzteres wird nachfolgend als das „Verfahren der induzierten Spannung und des Verkettungsmagnetflusses“ bezeichnet. Die Ausgeprägtheit des Rotors entspricht der magnetischen Anisotropie der Induktivität des Rotors, d. h. der Eigenschaft, dass sich die Induktivität in Abhängigkeit von der Rotorposition ändert. Anders ausgedrückt, handelt es sich bei dem Ausgeprägtheitsverfahren um ein Verfahren, bei dem die Winkelabhängigkeit der Induktivität verwendet wird.
• Das Ausgeprägtheitsverfahren schließt das Anregen von Informationen zur Ausgeprägtheit, indem eine Positionsschätzungsspannung oder ein Positionsschätzungsstrom an einer rotierenden elektrischen Maschine überlagert wird, und das Schätzen einer Rotorposition auf Grundlage der angeregten Informationen ein. Im Allgemeinen wird das Ausgeprägtheitsverfahren in dem Niedrigdrehzahlbereich verwendet, wo die induzierte Spannung, die für eine Positionsschätzung erforderlich ist, nicht in ausreichendem Maße erhalten wird, und das Verfahren der induzierten Spannung und des Verkettungsmagnetflusses wird in dem Hochdrehzahlbereich verwendet, wo die induzierte Spannung in ausreichendem Maße erhalten wird. Für die herkömmliche positionssensorlose Steuerung wird eines der zwei positionssensorlosen Steuerverfahren in Übereinstimmung mit einem Drehmoment-Drehzahl-Bereich für die positionssensorlose Steuerung, die für den Drehmoment-Drehzahl-Bereich geeignet ist, zum anderen umgeschaltet.
• Vor dem zuvor erwähnten technischen Hintergrund hat es in den letzten Jahren eine steigende Nachfrage für höhere Leistungsdichten von rotierenden elektrischen Maschinen gegeben, und es kommen rotierende elektrische Maschinen auf, die magnetisch konzipiert sind, um den Bereich der magnetischen Sättigung aktiv zu nutzen. Eine solche magnetisch konzipierte rotierende elektrische Maschine wird nachfolgend als eine „rotierende elektrische Maschine mit hoher Leistungsdichte“ bezeichnet. Das Aufkommen von rotierenden elektrischen Maschinen mit hoher Leistungsdichte führt zu einer Erweiterung des Drehmoment-Drehzahl-Bereichs. Der Drehmoment-Drehzahl-Bereich, der sich aus dem Aufkommen rotierender elektrischer Maschinen mit hoher Leistungsdichte ergibt, wird nachfolgend als der „erweiterte Drehmoment-Drehzahl-Bereich“ bezeichnet.
• Wenn das Ausgeprägtheitsverfahren und das Verfahren der induzierten Spannung und des Verkettungsmagnetflusses auf eine rotierende elektrische Maschine mit hoher Leistungsdichte angewendet werden, ist es schwierig, die Maschine über die gesamte Spanne des erweiterten Drehmoment-Drehzahl-Bereichs anzutreiben. Insbesondere wird in dem Niedrigdrehzahlbereich und dem Bereich mit niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment, wo der Grad der magnetischen Sättigung groß ist, durch eine Korrekturverarbeitung an einer geschätzten Position auf Grundlage des Grads der magnetischen Sättigung keine ausreichende Genauigkeit der Positionsschätzung gewährleistet, oder sie führt zu dem Phänomen vermehrter Fehler hinsichtlich der Positionsschätzung und eines instabilen Betriebs der rotierenden elektrischen Maschine.
• Um dieses Problem anzugehen, wird in der nachfolgenden Patentliteratur 1 ein Verfahren zum Schätzen der Rotorposition unter Verwendung der Anisotropie der magnetischen Sättigung offenbart. Dieses Verfahren wird als das „Verfahren der magnetischen Sättigung“ bezeichnet. Das Verfahren der magnetischen Sättigung schließt das Überlagern einer Positionsschätzungsspannung an jeder der d- und q-Achsen des rotierenden Koordinatensystems, und das Durchführen einer Positionsschätzung auf Grundlage des Werts ein, der durch das Multiplizieren der Amplitude der d-Achse und der Amplitude der q-Achse des Positionsschätzungsstroms erhalten wird, der aufgrund der Überlagerung der Positionsschätzungsspannung erzeugt wird.
• Die Patentliteratur 1 schließt eine auf der Ausgeprägtheit basierende Positionsschätzvorrichtung und eine auf der magnetischen Sättigung basierende Positionsschätzvorrichtung ein. In der Patentliteratur 1 wird ein Korrelationsbetrag Δθ1 eines Positionsschätzungsfehlers unter Verwendung des Ausgeprägtheitsverfahrens berechnet und ein Korrelationsbetrag Δθ2 eines Positionsschätzungsfehlers wird unter Verwendung des Verfahrens der magnetischen Sättigung berechnet. Dann wird die Rotorposition in dem Bereich mit niedriger Drehzahl und niedrigem Drehmoment unter Verwendung des Korrelationsbetrags Δθ1 eines Positionsschätzungsfehlers geschätzt, und die Rotorposition in dem Bereich mit niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment wird unter Verwendung des Korrelationsbetrags Δθ2 eines Positionsschätzungsfehlers geschätzt. Dann wird ein gewichtetes Mittel der Beiträge des Korrelationsbetrags Δθ1 eines Positionsschätzungsfehlers und des Korrelationsbetrags Δθ2 eines Positionsschätzungsfehlers gemäß dem Grad der magnetischen Sättigung berechnet, und die Rotationsposition wird auf Grundlage des gewichteten durchschnittlichen Beitrags geschätzt.
• Liste der Anführungen
• Patentliteratur
• Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 5145850
• Kurzdarstellung
• Technisches Problem
• Jedoch schließt die Patentliteratur 1 keine Positionsschätzvorrichtung für einen Antrieb im Hochdrehzahlbereich ein und daher ist eine positionssensorlose Steuerung im Hochdrehzahlbereich mit der Methode der Patentliteratur 1 schwierig zu erreichen.
• Es ist denkbar, dass das Verfahren der magnetischen Sättigung, wobei es sich um die Methode der Patentliteratur 1 handelt, mit dem Ausgeprägtheitsverfahren und dem Verfahren der induzierten Spannung und des Verkettungsmagnetflusses kombiniert werden kann, die zuvor beschrieben sind. Jedoch wurde beim Stand der Technik, einschließend Patentliteratur 1, dem Wechseln zwischen den drei Schätzverfahren des Ausgeprägtheitsverfahrens, des Verfahrens der induzierten Spannung und des Verkettungsmagnetflusses und des Verfahrens der magnetischen Sättigung zum Ausgeben eines Schätzwerts, oder dem Kombinieren der Schätzverfahren zum Ausgeben eines kombinierten Werts nicht ausreichend Beachtung geschenkt. Es ist demnach schwierig für den Stand der Technik, einschließend Patentliteratur 1, eine positionssensorlose Steuerung, die den erweiterten Drehmoment-Drehzahl-Bereich abdeckt, in Bezug auf die Steuerung rotierender elektrischer Maschinen mit hoher Leistungsdichte umzusetzen.
• Die vorliegende Erfindung erfolgte in Anbetracht des Vorstehenden und es ist eine Aufgabe davon, eine Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine zu erhalten, die dazu in der Lage ist, eine positionssensorlose Steuerung umzusetzen, die den erweiterten Drehmoment-Drehzahl-Bereich abdeckt.
• Lösung des Problems
• Um die zuvor erwähnten Probleme zu lösen und die Aufgabe zu erfüllen, handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um eine Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine, wobei die Steuervorrichtung eine mehrphasige rotierende elektrische Maschine antreiben und steuern soll, wobei die Steuervorrichtung Folgendes umfasst: ein Stromdetektionsmittel zum Detektieren von Strömen der rotierenden elektrischen Maschine, die durch eine rotierende elektrische Maschine fließen; ein Positionsschätzmittel zum Schätzen einer Rotorposition auf Grundlage der Ströme der rotierenden elektrischen Maschine, wobei die Rotorposition einer Rotationsposition eines Rotors der rotierenden elektrischen Maschine entspricht; und eine Steuerung zum Berechnen von Antriebsspannungsbefehlen der rotierenden elektrischen Maschine und eines Positionsschätzungsspannungsbefehls für jede Phase auf Grundlage der Ströme der rotierenden elektrischen Maschine und einer geschätzten Rotorposition, die einem Schätzwert der Rotorposition entspricht, wobei die Antriebsspannungsbefehle der rotierenden elektrischen Maschine zum Antreiben der rotierenden elektrischen Maschine gedacht sind, wobei der Positionsschätzungsspannungsbefehl für jede Phase zum Schätzen der Rotorposition gedacht ist. Das Positionsschätzmittel berechnet eine erste geschätzte Rotorposition, eine zweite geschätzte Rotorposition und eine dritte geschätzte Rotorposition. Das Positionsschätzmittel gibt Folgendes aus: die geschätzte Rotorposition, die durch das Auswählen von einer der ersten geschätzten Rotorposition, der zweiten geschätzten Rotorposition und der dritten geschätzten Rotorposition erhalten wird; oder die geschätzte Rotorposition, die durch das Kombinieren von mindestens zwei der ersten geschätzten Rotorposition, der zweiten geschätzten Rotorposition und der dritten geschätzten Rotorposition erhalten wird. Die erste geschätzte Rotorposition basiert auf AC-Komponenten von Positionsschätzungsstromamplituden, bei denen es sich um Amplituden von Positionsschätzungsströmen handelt, die durch die Anwendung von Positionsschätzungsspannungen auf Grundlage der Positionsschätzungsspannungsbefehle generiert werden, die zweite geschätzte Rotorposition basiert auf einer DC-Komponente der Positionsschätzungsstromamplituden, und die dritte geschätzte Rotorposition auf den Strömen der rotierenden elektrischen Maschine und einem Verkettungsmagnetfluss, der aus einer induzierten Spannung berechnet wird, die aufgrund einer Ausgeprägtheit des Rotors erzeugt wird.
• Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
• Die Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Wirkung des Umsetzens einer positionssensorlosen Steuerung erzielen, die den erweiterten Drehmoment-Drehzahl-Bereich abdeckt.
• Figurenliste
• 1 ist ein Schema, das eine beispielhafte Konfiguration einer Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
• 2 ist ein Schema, das Positionsschätzungsspannungsbefehle veranschaulicht, die von der in 1 veranschaulichten Positionsschätzungsspannungsberechnungseinheit ausgegeben werden.
• 3 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration der in 1 veranschaulichten Positionsschätzvorrichtung veranschaulicht.
• 4 ist ein erstes Schema zum Erläutern des Betriebs der in 3 veranschaulichten Berechnungsvorrichtung der zweiten geschätzten Position.
• 5 ist ein zweites Schema zum Erläutern des Betriebs der in 3 veranschaulichten Berechnungsvorrichtung der zweiten geschätzten Position.
• 6 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration der in 3 veranschaulichten Berechnungsvorrichtung der dritten geschätzten Position veranschaulicht.
• 7 ist ein Schema, das eine beispielhafte Konfiguration einer Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
• 8 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration der in 7 veranschaulichten Positionsschätzvorrichtung veranschaulicht.
• 9 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration der in 8 veranschaulichten Berechnungsvorrichtung der ersten geschätzten Position/Drehzahl veranschaulicht.
• 10 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration der in 8 veranschaulichten Berechnungsvorrichtung der zweiten geschätzten Position/Drehzahl veranschaulicht.
• 11 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration der in 8 veranschaulichten Berechnungsvorrichtung der dritten geschätzten Position/Drehzahl veranschaulicht.
• 12 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration des in 8 veranschaulichten Schalters der geschätzten Position veranschaulicht.
• 13 ist ein Schema zum Erläutern von Antriebsbereichen in dem in den 8 und 12 veranschaulichten Schalter der geschätzten Position.
• 14 ist ein Schema, das eine beispielhafte Konfiguration einer Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
• 15 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration der in 14 veranschaulichten Positionsschätzvorrichtung veranschaulicht.
• 16 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration des in 15 veranschaulichten Schalters der geschätzten Position veranschaulicht.
• 17 ist ein Schema zum Erläutern von Antriebsbereichen in dem in den 15 und 16 veranschaulichten Schalter der geschätzten Position.
• 18 ist ein Schema, das eine beispielhafte Konfiguration einer Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht.
• 19 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration der in 18 veranschaulichten Positionsschätzvorrichtung veranschaulicht.
• 20 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration des in 19 veranschaulichten Schalters der geschätzten Position veranschaulicht.
• 21 ist ein Schema zum Erläutern von Antriebsbereichen in dem in den 19 und 20 veranschaulichten Schalter der geschätzten Position.
• 22 ist ein Schema, das eine beispielhafte Konfiguration einer Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer fünften Ausführungsform veranschaulicht.
• 23 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration der in 22 veranschaulichten Positionsschätzvorrichtung veranschaulicht.
• 24 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration des in 23 veranschaulichten Schalters der geschätzten Position veranschaulicht.
• 25 ist ein Schema, das eine erste beispielhafte Hardwarekonfiguration der Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer beliebigen der ersten bis fünften Ausführungsform veranschaulicht.
• 26 ist ein Schema, das eine zweite beispielhafte Hardwarekonfiguration der Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer beliebigen der ersten bis fünften Ausführungsform veranschaulicht.
• Beschreibung von Ausführungsformen
• Nachfolgend werden Steuervorrichtungen für rotierende elektrische Maschinen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf Grundlage der Zeichnungen detailliert beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt. Nachfolgend kann eine „Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine“ einfach als eine „Steuervorrichtung“ bezeichnet sein.
• Erste Ausführungsform
• Eine Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform ist eine Steuervorrichtung, die eine mehrphasige rotierende elektrische Maschine antreibt und steuert. Die mehrphasige rotierende elektrische Maschine ist eine rotierende elektrische Maschine, an der eine AC-Spannung mit drei Phasen oder vier oder mehr Phasen angelegt werden kann.
• 1 ist ein Schema, das eine beispielhafte Konfiguration der Steuervorrichtung 100 für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 1 veranschaulicht, schließt die Steuervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform eine Spannungsanlegevorrichtung 3, wobei es sich um ein Spannungsanlegemittel handelt, einen Stromdetektor 2, wobei es sich um ein Stromdetektionsmittel handelt, eine Positionsschätzvorrichtung 4, wobei es sich um ein Positionsschätzmittel handelt, und eine Steuerung 5 ein, wobei es sich um ein Steuermittel handelt.
• Die Spannungsanlegevorrichtung 3 führt der rotierenden elektrischen Maschine 1 auf Grundlage der Spannungsbefehle v_u ^*, v_v ^* und v_w ^* der rotierenden elektrischen Maschine AC-Leistung zum Antreiben der rotierenden elektrischen Maschine 1 zu.
• Ein Beispiel der rotierenden elektrischen Maschine 1 ist ein dreiphasiger Synchron-Reluktanzmotor, der unter Verwendung der Ausgeprägtheit eines Rotors 1a Drehmoment erzeugt. Der Synchron-Reluktanzmotor ist ein Motor, bei dem sich der magnetische Widerstand des Rotors 1a in Abhängigkeit von der Rotorposition ändert.
• Der Stromdetektor 2 detektiert die Ströme i_u, i_v und i_w der rotierenden elektrischen Maschine, wobei es sich um Ströme handelt, die durch die rotierende elektrische Maschine 1 fließen. Bei den Strömen i_u, i_v und i_w der rotierenden elektrischen Maschine handelt es sich jeweils um einen AC-Strom, der der entsprechenden Phase der rotierenden elektrischen Maschine 1 von der Spannungsanlegevorrichtung 3 zugeführt wird. Der Stromdetektor 2 gibt die detektierten Ströme i_u, i_v und i_w der rotierenden elektrischen Maschine an die Positionsschätzvorrichtung 4 und die Steuerung 5 aus.
• Die Positionsschätzvorrichtung 4 berechnet eine geschätzte Rotorposition θ^ auf Grundlage der Ströme i_u, i_v und i_w der rotierenden elektrischen Maschine. Die Steuerung 5 berechnet die Spannungsbefehle v_u*, v_v* und v_w* der rotierenden elektrischen Maschine auf Grundlage der Ströme i_u, i_v und i_w der rotierenden elektrischen Maschine und der geschätzten Rotorposition θ^, sodass ein Ausgangsdrehmoment der rotierenden elektrischen Maschine 1 einen Wert aufweist, der durch einen Drehmomentbefehlswert τ* angegeben wird. Die geschätzte Rotorposition θ^ entspricht einem Schätzwert einer Rotorposition. Die Rotorposition entspricht einer Rotationsposition des Rotors 1a der rotierenden elektrischen Maschine 1. Die geschätzte Rotorposition θ^ wird durch einen elektrischen Winkel dargestellt.
• Die Steuerung 5 ist in eine Antriebsspannungsbefehlberechnungseinheit 5a, wobei es sich um eine erste Berechnungseinheit handelt und eine Positionsschätzungsspannungsberechnungseinheit 5b unterteilt, wobei es sich um eine zweite Berechnungseinheit handelt. Die Antriebsspannungsbefehlberechnungseinheit 5a schließt eine Strombefehlberechnungsvorrichtung 6, eine Stromsteuerung 7, einen Inverswandler 8 für rotierende Koordinaten, einen Zwei-zu-Drei-Phasenwandler 9, eine Antriebsstromextraktionsvorrichtung 11, einen Drei-zu-Zwei-Phasenwandler 12, einen Wandler 13 für rotierende Koordinaten und einen Addierer 14 ein. Es ist anzumerken, dass es sich bei der Unterteilung in die Antriebsspannungsbefehlberechnungseinheit 5a und die Positionsschätzungsspannungsberechnungseinheit 5b, die in 1 veranschaulicht sind, um ein Beispiel handelt und die Komponenten der Steuerung 5 auf beliebige Weise unterteilt sein können.
• Die Positionsschätzungsspannungsberechnungseinheit 5b berechnet die Positionsschätzungsspannungsbefehle v*_uh, v*_vh, v*_wh zum Schätzen der Rotorposition. Jeder der Positionsschätzungsspannungsbefehle v_uh*, v_vh* und v_wh* ist für eine entsprechende der Phasen vorgesehen. Die Antriebsspannungsbefehlberechnungseinheit 5a berechnet die Antriebsspannungsbefehle v_uf*, v_vf* und v_wf* der rotierenden elektrischen Maschine zum Antreiben der rotierenden elektrischen Maschine 1 auf Grundlage der Ströme i_u, i_v und i_w der rotierenden elektrischen Maschine und der geschätzten Rotorposition θ^. Es ist anzumerken, dass der Addierer 14 die Positionsschätzungsspannungsbefehle v_uh*, v_vh* und v_wh* zu den Antriebsspannungsbefehlen v_uf*, v_vf* und v_wf* der rotierenden elektrischen Maschine addiert. Der Addierer 14 gibt die Spannungsbefehle v_u*, v_v* und v_w der rotierenden elektrischen Maschine an die Spannungsanlegevorrichtung 3 aus.
• In der Antriebsspannungsbefehlberechnungseinheit 5a empfängt die Strombefehlberechnungsvorrichtung 6 den Drehmomentbefehlswert τ*, wobei es sich um einen Befehlswert für ein Ausgangsdrehmoment der rotierenden elektrischen Maschine 1 handelt.
• Die Strombefehlberechnungsvorrichtung 6 berechnet die Antriebsstrombefehle i_df* und i_qf* der rotierenden elektrischen Maschine in einem rotierenden zweiphasigen Koordinatensystem unter Verwendung des Drehmomentbefehlswerts τ*. Bei den Antriebsstrombefehlen i_df* und i_qf* der rotierenden elektrischen Maschine handelt es sich um Strombefehle in dem rotierenden zweiphasigen Koordinatensystem, die für die rotierende elektrische Maschine 1 notwendig sind, um die Ausgabe zu erzeugen, die dem Drehmomentbefehlswert τ* entspricht. Die Strombefehlberechnungsvorrichtung 6 gemäß der ersten Ausführungsform berechnet Strombefehle, die den Effektivstromwert in Bezug auf das Drehmoment verringern, anders ausgedrückt, den Kupferverlust in Bezug auf das Drehmoment minimieren.
• Von den Antriebsstrombefehlen i_df* und i_qf* der rotierenden elektrischen Maschine in dem rotierenden zweiphasigen Koordinatensystem handelt es sich bei dem Antriebsstrombefehl i_df* der rotierenden elektrischen Maschine um einen Antriebsstrombefehlswert der d-Achse, der eine Ankerstromkomponente in Richtung der d-Achse anzeigt, die einen magnetischen Widerstand des Rotors 1a minimiert. Bei dem Antriebsstrombefehl i_qf* der rotierenden elektrischen Maschine handelt es sich um einen Antriebsstrombefehlswert der q-Achse, der eine Ankerstromkomponente in Richtung der q-Achse orthogonal zur Richtung der d-Achse anzeigt. Nicht nur der Drehmomentbefehlswert τ*, sondern auch Motorkonstanten der rotierenden elektrischen Maschine 1 werden für die Berechnung der Antriebsstrombefehle i_df* und i_qf* der rotierenden elektrischen Maschine in dem rotierenden zweiphasigen Koordinatensystem verwendet. Beispiele für Motorkonstanten können eine Gegeninduktivität der rotierenden elektrischen Maschine 1 und die Polanzahl der rotierenden elektrischen Maschine 1 einschließen. Es ist anzumerken, dass anstelle von Motorkonstanten ein vorher festgelegter Ausdruck oder eine vorher festgelegte Tabelle verwendet werden kann, welche(r) die Beziehung zwischen Strombefehlen und Drehmoment angibt.
• Die Antriebsstromextraktionsvorrichtung 11 extrahiert die Antriebsströme i_uf, i_vf und i_wf der rotierenden elektrischen Maschine in einem dreiphasigen Koordinatensystem aus den Strömen i_u, i_v und i_w der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem, die von dem Stromdetektor 2 detektiert wurden. Bei den Antriebsströmen i_uf, i_vf und i_wf der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem handelt es sich um Antriebsströme der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem, die aus den Antriebsspannungsbefehlen v_uf*, v_vf* und v_wf* der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem zum Antreiben der rotierenden elektrischen Maschine 1 erzeugt werden. Bei den Antriebsspannungsbefehlen v_uf*, v_vf* und v_wf* der rotierenden elektrischen Maschine handelt es sich um Antriebsspannungsbefehle, die von dem Zwei-zu-Drei-Phasenwandler 9 ausgegeben und in den Addierer 14 eingegeben werden. Der Addierer 14 empfängt die Antriebsspannungsbefehle v_uf*, v_vf* und v_wf* der rotierenden elektrischen Maschine und die Positionsschätzungsspannungsbefehle v_uh*, v_vh* und V_wh*. Die Positionsschätzungsspannungsbefehle V_uh*, v_vh* und V_wh* sind Spannungsbefehle zum Schätzen der Rotorposition der rotierenden elektrischen Maschine 1.
• Der Addierer 14 addiert die Antriebsspannungsbefehle v_uf*, v_vf* und v_wf* der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem und die Positionsschätzungsspannungsbefehle v_uh*, v_vh* und v_wh* in dem dreiphasigen Koordinatensystem, um die Spannungsbefehle v_u*, v_v* und v_w* der rotierenden elektrischen Maschine zu generieren, und gibt die generierten Spannungsbefehle v_u ^*, v_v* und v_w* der rotierenden elektrischen Maschine an die Spannungsanlegevorrichtung 3 aus. Die Positionsschätzungsspannungsbefehle v_uh*, v_vh* und v_wh* werden durch die Positionsschätzungsspannungsberechnungseinheit 5b berechnet.
• 2 ist ein Schema, das Positionsschätzungsspannungsbefehle veranschaulicht, die von der in 1 veranschaulichten Positionsschätzungsspannungsberechnungseinheit 5b ausgegeben werden. 2 veranschaulicht beispielsweise die Positionsschätzungsspannungsbefehle v_uh*, v_vh* und V_wh* in dem dreiphasigen Koordinatensystem, die Rechteckspannungen der u-, v-, und w-Phase bereitstellen, die in dieser Reihenfolge von der Oberstufenseite gezeigt sind. Diese Wellenspannungen sind zueinander um 120° phasenverschoben. Es ist anzumerken, dass 2 die Positionsschätzungsspannungsbefehle v_uh*, v_vh* und V_wh* in dem dreiphasigen Koordinatensystem abbildet, bei denen es sich um Rechteckspannungen handelt, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Sinusspannungen können anstelle von Rechteckspannungen verwendet werden.
• Unter erneuter Bezugnahme auf 1 verwendet die Antriebsstromextraktionsvorrichtung 11 gemäß der ersten Ausführungsform zum Beispiel einen Sperrfilter und entfernt die Positionsschätzungsstromamplituden I_uh, I_vh und I_wh in dem dreiphasigen Koordinatensystem aus den Strömen i_u, i_v und i_w der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem, wodurch die Antriebsströme i_uf, i_vf und i_wf der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem extrahiert werden. Es ist anzumerken, dass die Positionsschätzungsstromamplituden I_uh, I_vh und I_wh in dem dreiphasigen Koordinatensystem durch die Anwendung der Positionsschätzungsspannungsbefehle v_uh*, v_vh* und V_wh* generiert werden. Es ist anzumerken, dass bei dem Verfahren des Extrahierens der Antriebsströme i_uf, i_vf und i_wf der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem aus den Strömen i_u, i_v und i_w der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem ein Tiefpassfilter oder ein Hochpassfilter anstelle des Sperrfilters verwendet werden kann.
• Der Drei-zu-Zwei-Phasenwandler 12 wandelt die Antriebsströme i_uf, i_vf und i_wf der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem, die durch die Antriebsstromextraktionsvorrichtung 11 extrahiert wurden, in die Antriebsströme i_αf und i_βf der rotierenden elektrischen Maschine in einem stationären zweiphasigen Koordinatensystem um. Der Wandler 13 für rotierende Koordinaten führt eine Koordinatenumwandlung unter Verwendung der geschätzten Rotorposition θ^ durch, die durch die Positionsschätzvorrichtung 4 geschätzt wurde, und wandelt die Antriebsströme i_αf und i_βf der rotierenden elektrischen Maschine in dem stationären zweiphasigen Koordinatensystem in die Antriebsströme i_df und i_qf der rotierenden elektrischen Maschine in dem rotierenden zweiphasigen Koordinatensystem um.
• Die Stromsteuerung 7 führt eine Steuerung des Stroms durch, sodass die Antriebsströme i_df und i_qf der rotierenden elektrischen Maschine in dem rotierenden zweiphasigen Koordinatensystem, die durch eine Umwandlung in dem Wandler 13 für rotierende Koordinaten erhalten werden, mit den Antriebsstrombefehlen i_df* und i_qf* der rotierenden elektrischen Maschine übereinstimmen, die von der Strombefehlberechnungsvorrichtung 6 berechnet werden, und sie berechnet die Antriebsspannungsbefehle v_df* und v_qf* der rotierenden elektrischen Maschine in dem rotierenden zweiphasigen Koordinatensystem. Eine Steuerung des Stroms in der Stromsteuerung 7 kann durch eine Proportional-Integral (PI)-Steuerung veranschaulicht werden.
• Der Inverswandler 8 für rotierende Koordinaten wandelt unter Verwendung der geschätzten Rotorposition θ^ die Antriebsspannungsbefehle v_df* und v_qf* der rotierenden elektrischen Maschine in dem rotierenden zweiphasigen Koordinatensystem, die von der Stromsteuerung 7 berechnet wurden, in die Antriebsspannungsbefehle v_αf* und v_βf* der rotierenden elektrischen Maschine in dem stationären zweiphasigen Koordinatensystem um. Der Zwei-zu-Drei-Phasenwandler 9 wandelt die Antriebsspannungsbefehle v_αf* und v_βf* der rotierenden elektrischen Maschine in dem stationären zweiphasigen Koordinatensystem in die Antriebsspannungsbefehle v_uf*, v_vf* und v_wf* der rotierenden elektrischen Maschine in dem zuvor beschriebenen dreiphasigen Koordinatensystem um.
• Als Nächstes wird die Positionsschätzvorrichtung 4 ausführlich beschrieben. 3 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration der in 1 veranschaulichten Positionsschätzvorrichtung 4 veranschaulicht. Wie in 3 veranschaulicht, schließt die Positionsschätzvorrichtung 4 einen Signalprozessor 41, eine Positionsschätzungsstromamplituden-Berechnungsvorrichtung 403, einen Signalprozessor 42, eine Berechnungsvorrichtung 406 der geschätzten Position, eine Berechnungsvorrichtung 407 der geschätzten Position, eine Berechnungsvorrichtung 408 der geschätzten Position und einen Schalter 409 der geschätzten Position ein. Es ist anzumerken, dass die Berechnungsvorrichtung 406 der geschätzten Position als eine Berechnungsvorrichtung der ersten geschätzten Position definiert ist, die Berechnungsvorrichtung 407 der geschätzten Position als eine Berechnungsvorrichtung der zweiten geschätzten Position definiert ist, und eine Berechnungsvorrichtung 408 der geschätzten Position als eine Berechnungsvorrichtung der dritten geschätzten Position definiert ist.
• Der Signalprozessor 41 schließt eine Positionsschätzungsstrom-Extraktionsvorrichtung 401 und eine Antriebsstromextraktionsvorrichtung 402 ein. Die Positionsschätzungsstrom-Extraktionsvorrichtung 401 extrahiert die Positionsschätzungsströme i_uh, i_vh und i_wh aus den Strömen i_u, i_v und i_w der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem. Die Antriebsstromextraktionsvorrichtung 402 extrahiert die Antriebsströme i_uf, i_vf und i_wf der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem aus den Strömen i_u, i_v und i_w der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem.
• Die Positionsschätzungsstromamplituden-Berechnungsvorrichtung 403 berechnet die Positionsschätzungsstromamplituden I_uh, I_vh und I_wh in dem dreiphasigen Koordinatensystem auf Grundlage der Positionsschätzungsströme i_uh, i_vh und i_wh in dem dreiphasigen Koordinatensystem.
• Der Signalprozessor 42 schließt eine AC-Komponenten-Extraktionsvorrichtung 404 und eine DC-Komponenten-Extraktionsvorrichtung 405 ein. Die AC-Komponenten-Extraktionsvorrichtung 404 extrahiert die dreiphasigen AC-Komponenten I_uhac, I_vhac und I_whac der Positionsschätzungsstromamplituden aus den Positionsschätzungsstromamplituden I_uh, I_vh und I_wh. Die DC-Komponenten-Extraktionsvorrichtung 405 extrahiert eine DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden aus den Positionsschätzungsstromamplituden I_uh, I_vh und I_wh.
• Die Berechnungsvorrichtung 406 der geschätzten Position schätzt eine erste geschätzte Rotorposition θ^₁ auf Grundlage der dreiphasigen AC-Komponenten I_uhac, I_vhac und I_whac der Positionsschätzungsstromamplituden. Das Verfahren der Rotorpositionsschätzung, das in der Berechnungsvorrichtung 406 der geschätzten Position verwendet wird, ist das Ausgeprägtheitsverfahren. Das heißt, dass es sich bei der ersten geschätzten Rotorposition θ^₁ um eine geschätzte Rotorposition handelt, die auf Grundlage der AC-Komponenten der Positionsschätzungsstromamplituden, d. h. der Amplituden der Positionsschätzungsströme, die durch das Anlegen der Positionsschätzungsspannungen erzeugt werden, berechnet wird. Die erste geschätzte Rotorposition θ^₁ entspricht einem der in Frage kommenden Werte der geschätzten Rotorposition θ^, die schließlich von der Positionsschätzvorrichtung 4 ausgegeben wird.
• Die Berechnungsvorrichtung 407 der geschätzten Position berechnet eine zweite geschätzte Rotorposition θ^₂ auf Grundlage der DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden. Das Verfahren der Rotorpositionsschätzung, das in der Berechnungsvorrichtung 407 der geschätzten Position verwendet wird, ist das Verfahren der magnetischen Sättigung. Die zweite geschätzte Rotorposition θ^₂ entspricht einem der in Frage kommenden Werte der geschätzten Rotorposition θ^, die schließlich von der Positionsschätzvorrichtung 4 ausgegeben wird.
• Die Berechnungsvorrichtung 408 der geschätzten Position berechnet eine dritte geschätzte Rotorposition θ^₃ auf Grundlage von Folgendem: der Antriebsströme i_uf, i_vf und i_wf der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem; und des Verkettungsmagnetflusses, der aus der induzierten Spannung berechnet wird, die aufgrund der Ausgeprägtheit des Rotors 1a erzeugt wird. Das Verfahren der Rotorpositionsschätzung, das in der Berechnungsvorrichtung 408 der geschätzten Position verwendet wird, ist das Verfahren der induzierten Spannung und des Verkettungsmagnetflusses. Die dritte geschätzte Rotorposition θ^₃ entspricht einem der in Frage kommenden Werte der geschätzten Rotorposition θ^, die schließlich von der Positionsschätzvorrichtung 4 ausgegeben wird.
• Der Schalter 409 der geschätzten Position gibt als die geschätzte Rotorposition θ^ Positionsinformationen, die durch Auswählen von einer der ersten geschätzten Rotorposition θ^₁, der zweiten geschätzten Rotorposition θ^₂ und der dritten geschätzten Rotorposition θ^₃ erhalten werden, oder Positionsinformationen aus, die durch das Kombinieren von mindestens zwei geschätzten Rotorpositionen erhalten werden.
• Als Nächstes wird die Funktion der Positionsschätzvorrichtung 4 zusätzlich zu 3 ausführlicher in Bezug auf die 4 bis 6 beschrieben. 4 ist ein erstes Schema zum Erläutern des Betriebs der in 3 veranschaulichten Berechnungsvorrichtung 407 der geschätzten Position. 5 ist ein zweites Schema zum Erläutern des Betriebs der in 3 veranschaulichten Berechnungsvorrichtung 407 der geschätzten Position. 6 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration der in 3 veranschaulichten Berechnungsvorrichtung 408 der geschätzten Position veranschaulicht.
• Die Antriebsstromextraktionsvorrichtung 402 verwendet zum Beispiel einen Sperrfilter, und entfernt die Positionsschätzungsstromamplituden I_uh, I_vh und I_wh in dem dreiphasigen Koordinatensystem, die durch das Anwenden der Positionsschätzungsspannungsbefehle v_uh*, v_vh* und v_wh* erzeugt werden, aus den Strömen i_u, i_v und i_w der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem, wodurch die Antriebsströme i_uf, i_vf und i_wf der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem extrahiert werden. Die Positionsschätzungsstrom-Extraktionsvorrichtung 401 berechnet die Positionsschätzungsströme i_uh, i_vh, i_wh in dem dreiphasigen Koordinatensystem durch das Subtrahieren der Antriebsströme i_uf, i_vf und i_wf der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem, die von der Antriebsstromextraktionsvorrichtung 402 berechnet wurden, von den Strömen i_u, i_v und i_w der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem. Es ist anzumerken, dass das Verfahren des Extrahierens oder Berechnens der Antriebsströme i_uf, i_vf und i_wf der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem und der Positionsschätzungsströme i_uh, i_vh, i_wh in dem dreiphasigen Koordinatensystem nicht darauf beschränkt ist, und ein Bandpassfilter, ein Bandstoppfilter, ein Tiefpassfilter oder ein Hochpassfilter verwendet werden kann.
• Wie zuvor beschrieben, berechnet die Positionsschätzungsstromamplituden-Berechnungsvorrichtung 403 die Positionsschätzungsstromamplituden I_uh, I_vh und I_wh in dem dreiphasigen Koordinatensystem auf Grundlage der Positionsschätzungsströme i_uh, i_vh, i_wh in dem dreiphasigen Koordinatensystem. Es ist anzumerken, dass die Positionsschätzungsstromamplituden I_uh, I_vh und I_wh in dem dreiphasigen Koordinatensystem durch die nachfolgende Formel (1) unter Verwendung der DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden und der AC-Komponente I_hac der Positionsschätzungsstromamplituden, die zuvor beschrieben sind, ausgedrückt werden können.
  [Formel 1] $$\begin{array}{c}{I}_{uh}=I_{hdc}-I_{hac}\text{cos}\left(2\theta \right)\\ I_{vh}=I_{hdc}-I_{hac}\text{cos}\left(2\theta +\frac{2}{3}\pi \right)\\ I_{vh}=I_{hdc}-I_{hac}\text{cos}\left(2\theta -\frac{2}{3}\pi \right)\end{array}$$

  
• Es ist anzumerken, dass das Berechnungsverfahren durch die Positionsschätzungsstromamplituden-Berechnungsvorrichtung 403 wohlbekannt ist, und eine diesbezügliche detaillierte Beschreibung entfällt hier. Für Details des Berechnungsverfahrens siehe zum Beispiel Absatz [0034] bis [0055] der Patentschrift des japanischen Patents Nr. 5324646 . Die diesbezügliche Beschreibung ist in die vorliegende Patentschrift eingebunden und ist Teil der vorliegenden Patentschrift.
• Bei diesem Verfahren wird die Magnetpolposition unter Verwendung der relativen Beziehung zwischen den AC-Komponenten der Positionsschätzungsstromamplituden I_uh, I_vh und I_wh in dem dreiphasigen Koordinatensystem berechnet und es entfällt die Notwendigkeit des Berechnens der absoluten Werte der Positionsschätzungsstromamplituden I_uh, I_vh und I_wh. Es kann demnach die nachfolgende Formel (2) verwendet werden, um die Positionsschätzungsstromamplituden I_uh, I_vh und I_wh in dem dreiphasigen Koordinatensystem zu berechnen.
  [Formel 2] $$\begin{array}{c}{I}_{uh}={\displaystyle {\int }_0^{T_h}{i}_{uh}^{2}dt}\\ I_{vh}={\displaystyle {\int }_0^{T_h}{i}_{vh}^{2}dt}\\ I_{wh}={\displaystyle {\int }_0^{T_h}{i}_{wh}^{2}dt}\end{array}$$

  
• In Formel (2) steht „t“ für die Zeit und „T_h“ entspricht einer AC-Periode. Bei Formel (2) wird der Koeffizient von „√(2/T_h)“ weggelassen, der andernfalls vor den Integralzeichen hinzugefügt wird, wenn absolute Werte durch eine Autokorrelation berechnet werden. Das heißt, dass Berechnungen durch die Positionsschätzungsstromamplituden-Berechnungsvorrichtung 403 keine Multiplikation und Quadratwurzeloperationen erfordern. Die Positionsschätzungsstromamplituden-Berechnungsvorrichtung 403 gemäß der ersten Ausführungsform ermöglicht demnach eine Beschleunigung der Berechnungsverarbeitung und Verkürzung der Berechnungszeit.
• Wie zuvor beschrieben, extrahiert die DC-Komponenten-Extraktionsvorrichtung 405 die DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden aus den Positionsschätzungsstromamplituden I_uh, I_vh und I_wh. Im Besonderen extrahiert die DC-Komponenten-Extraktionsvorrichtung 405 die DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden, wie nachfolgend durch Formel (3) angezeigt, durch das Berechnen des Mittelwerts der Positionsschätzungsstromamplituden I_uh, I_vh und I_wh in dem dreiphasigen Koordinatensystem, die durch die Positionsschätzungsstromamplituden-Berechnungsvorrichtung 403 berechnet wurden.
  [Formel 3] $$I_{hdc}=\frac{I_{uh}+I_{vh}+I_{wh}}{3}$$

  
• Zusätzlich extrahiert die AC-Komponenten-Extraktionsvorrichtung 404, wie zuvor beschrieben, die dreiphasigen AC-Komponenten I_uhac, I_vhac und I_whac der Positionsschätzungsstromamplituden aus den Positionsschätzungsstromamplituden I_uh, I_vh und I_wh. Im Besonderen berechnet die AC-Komponenten-Extraktionsvorrichtung 404 die dreiphasigen AC-Komponenten I_uhac, I_vhac und I_whac der Positionsschätzungsstromamplituden, indem von jeder der eingegebenen Positionsschätzungsstromamplituden I_uh, I_vh und I_wh die DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden subtrahiert wird, die von der DC-Komponenten-Extraktionsvorrichtung 405 extrahiert wurde. Unter Verwendung der Formeln (1) und (3) können die dreiphasigen AC-Komponenten I_uhac, I_vhac und I_whac der Positionsschätzungsstromamplituden durch die nachfolgende Formel (4) ausgedrückt werden. Es ist anzumerken, dass das Verfahren zum Berechnen der DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden und der dreiphasigen AC-Komponenten I_uhac, I_vhac und I_whac der Positionsschätzungsstromamplituden nicht darauf beschränkt ist und ein Tiefpassfilter oder ein Hochpassfilter verwendet werden kann.
  [Formel 4] $$\begin{array}{c}{I}_{uhac}=I_{hac}\text{cos}\left(2\theta \right)\\ I_{vhac}=I_{hac}\text{cos}\left(2\theta +\frac{2}{3}\pi \right)\\ I_{vhac}=I_{hac}\text{cos}\left(2\theta -\frac{2}{3}\pi \right)\end{array}$$

  
• Die Berechnungsvorrichtung 406 der geschätzten Position berechnet die erste geschätzte Rotorposition θ^₁ unter Verwendung der Tatsache, dass die dreiphasigen AC-Komponenten I_uhac, I_vhac und I_whac der Positionsschätzungsstromamplituden Funktionen der Rotorposition θ, das heißt Funktionen von sin(2θ) oder cos(2θ), entsprechen. Im Besonderen kann die erste geschätzte Rotorposition θ^₁ durch die Berechnung des Arkuskosinus von einer der dreiphasigen AC-Komponenten I_uhac, I_vhac und I_whac der Positionsschätzungsstromamplituden berechnet werden, die durch die Formel (4) dargestellt sind. Alternativ kann die erste geschätzte Rotorposition θ^₁ durch eine Dreiphasenzu-Zweiphasen-Umwandlung und eine Arkustangensberechnung an den dreiphasigen AC-Komponenten I_uhac, I_vhac und I_whac der Positionsschätzungsstromamplituden berechnet werden, die in dem dreiphasigen Koordinatensystem ausgedrückt sind. Weiterhin kann alternativ die erste geschätzte Rotorposition θ^₁ durch den folgenden Prozess berechnet werden: Aufteilen von jeder der dreiphasigen AC-Komponenten I_uhac, I_vhac und I_whac der Positionsschätzungsstromamplituden in sechs Abschnitte der elektrischen Winkel von 60° mit einem Nulldurchgangspunkt, der sich in einer Mitte der entsprechenden dreiphasigen AC-Komponenten befindet; und lineares Nähern von einer der dreiphasigen AC-Komponenten I_uhac, I_vhac und I_whac, die den Nulldurchgangspunkt aufweist, in jedem Abschnitt.
• Die Berechnungsvorrichtung 407 der geschätzten Position berechnet die zweite geschätzte Rotorposition θ^₂ auf Grundlage der DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden. 4 veranschaulicht das Verhalten der DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden in einer Steuerung des maximalen Drehmoments pro Ampere (Maximum Torque per Ampere - MTPA) in Bezug auf eine Stromphase φ und einen Betrag |i_dqf| des Antriebsstromvektors. Es ist anzumerken, dass die MTPA-Steuerung einer Steuerung zum Minimieren des Betrags |i_dqf| eines Antriebsstromvektors unter Antriebsstromvektoren entspricht, die das gleiche Drehmoment erzeugen. Der Betrag |i_dqf| des Antriebsstromvektors entspricht der Quadratwurzel der Summe der Quadrate der d-Achsenkomponente und der q-Achsenkomponente, worin die Antriebsströme i_uf, i_vf und i_wf der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem einer Umwandlung für rotierende Koordinaten unterzogen werden. In 4 ist der Betrag |i_dqf| des Antriebsstromvektors zwischen 20 % und 100 % des Nennstroms mit einer Stromzunahme von 20 % angegeben. Zusätzlich ist in 4 die Stromphase φ als eine voreilende Phase in Bezug auf die d-Achse definiert.
• In der ersten Ausführungsform basiert die MTPA-Steuerung für die rotierende elektrische Maschine 1 auf der Annahme, dass der Steuerbereich der Stromphase φ 45° bis 55° entspricht. In 4 verringert sich in dem Bereich, in dem der Betrag |i_dqf| des Antriebsstromvektors 60 % oder mehr des Nennstroms entspricht und die Stromphase φ 45° bis 55° entspricht, die DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden monoton in Bezug auf die Stromphase φ. Die Berechnungsvorrichtung 407 der geschätzten Position gemäß der ersten Ausführungsform berechnet die zweite geschätzte Rotorposition θ^₂ unter Verwendung dieser Eigenschaft.
• Es ist anzumerken, dass die Eigenschaft, die zur Schätzung der Rotorposition erforderlich ist, der Eindeutigkeit zwischen der DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden und dem Antriebsstromvektor entspricht, und die Beziehung zwischen der DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden und der Stromphase φ nicht auf eine monotone Verringerung beschränkt ist.
• 5 bildet eine Extraktion aus den Diagrammen des Betrags |id_qf| des in 4 veranschaulichten Antriebsstromvektors und im Besonderen die DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden für den Fall ab, dass der Betrag |id_qf| des Antriebsstromvektors einem Strom von 100 %, das heißt dem Nennstrom, entspricht. In 5 ist der Stromphasenbefehlswert durch φ* gekennzeichnet und die DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden für den Fall eines Antriebs mit dem Stromphasenbefehlswert φ* ist durch I_hdc(φ*) gekennzeichnet. Zusätzlich ist ein Positionsschätzungsfehler in einer Rotorposition durch Δθ₂ gekennzeichnet und die DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden für den Fall eines Antriebs mit der tatsächlichen Stromphase φ, die von dem Stromphasenbefehlswert φ* durch den Positionsschätzungsfehler Δθ₂ verschoben ist, ist als I_hdc(φ) definiert. Mit diesen Definitionen verhält sich der Positionsschätzungsfehler Δθ₂ proportional zu der Differenz zwischen I_hdc(φ*) und I_hdc(φ). In dieser Patentschrift wird die Differenz zwischen I_hdc(φ*) und I_hdc(φ) als der „Ihdc-Fehler“ bezeichnet.
• In einem Fall, in dem die Berechnungsvorrichtung 407 der geschätzten Position durch eine Phasenregelschleife (Phase Locked Loop - PLL) konfiguriert ist, berechnet die Berechnungsvorrichtung 407 der geschätzten Position die zweite geschätzte Rotorposition θ^₂ durch einen Betrieb der PLL, sodass der Ihdc-Fehler null wird. Es ist anzumerken, dass die PLL, die konfiguriert sein kann, um den Ihdc-Fehler auf null zu setzen, zum Beispiel einem Proportionalintegrator oder einem Proportionalintegralintegrator entspricht. Der Proportionalintegralintegrator schließt einen Proportionalintegrator und einen anderen Integrator auf der Stufe ein, die auf den Proportionalintegrator folgt. Es ist anzumerken, dass die Berechnungsvorrichtung 407 der geschätzten Position im Voraus die Beziehung zwischen der Stromphase φ und der DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden in Verbindung mit dem zu verwendenden Drehmomentbereich oder Strom der rotierenden elektrischen Maschine speichert.
• Wie in 6 veranschaulicht, schließt die Berechnungsvorrichtung 408 der geschätzten Position eine Positionsschätzungsfehler-Berechnungsvorrichtung 4080 und eine PLL 4081 ein. Wie zuvor beschrieben, handelt es sich bei der Berechnungsvorrichtung 408 der geschätzten Position um eine Berechnungsvorrichtung, welche die dritte geschätzte Rotorposition θ^₃ auf Grundlage des Verkettungsmagnetflusses schätzt, der aus der induzierten Spannung berechnet wird, die aufgrund der Ausgeprägtheit des Rotors 1a erzeugt wird.
• Die Positionsschätzungsfehler-Berechnungsvorrichtung 4080 berechnet einen Positionsschätzungsfehler „-(θ^₃-θ)“ in einer Rotorposition auf Grundlage der Antriebsspannungsbefehle v_uf*, v_vf* und v_wf* der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem und der Antriebsströme i_uf, i_vf und i_wf der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem. Die PLL 4081 berechnet die dritte geschätzte Rotorposition θ^₃ aus dem Positionsschätzungsfehler „-(θ^₃-θ)“ in der Rotorposition.
• Die Positionsschätzungsfehler-Berechnungsvorrichtung 4080 schließt die Drei-zu-Zwei-Phasenwandler 40800 und 40801, einen Wandler 40802 für rotierende Koordinaten, eine Berechnungsvorrichtung 40803 der Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente, eine Schätzvorrichtung 40804 der Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente und eine Berechnungsvorrichtung 40805 des Rotorpositionsschätzungsfehlers ein.
• Der Drei-zu-Zwei-Phasenwandler 40800 wandelt die Antriebsspannungsbefehle v_uf*, v_vf* und v_wf* der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem in die Antriebsspannungsbefehle v_αf* und v_βf* der rotierenden elektrischen Maschine in dem stationären zweiphasigen Koordinatensystem um.
• Der Drei-zu-Zwei-Phasenwandler 40801 wandelt die Antriebsströme i_uf, i_vf und i_wf der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem in die Antriebsströme i_αf und i_βf der rotierenden elektrischen Maschine in dem stationären zweiphasigen Koordinatensystem um.
• Der Wandler 40802 für rotierende Koordinaten führt eine Koordinatenumwandlung unter Verwendung der geschätzten Rotorposition θ^₃ durch, um die Antriebsströme i_αf und i_βf der rotierenden elektrischen Maschine in dem stationären zweiphasigen Koordinatensystem in die Antriebsströme i_df und i_qf der rotierenden elektrischen Maschine in dem rotierenden zweiphasigen Koordinatensystem umzuwandeln.
• Die PLL 4081 berechnet die dritte geschätzte Rotorposition θ^₃ durch das Durchführen einer PLL-Operation, sodass der Positionsschätzungsfehler „-(θ^₃-θ)“ in der Rotorposition null wird. Die PLL 4081, die konfiguriert sein kann, um den Positionsschätzungsfehler „-(θ^₃-θ)“ auf null zu setzen, kann zum Beispiel einen Proportionalintegrator oder einen Proportionalintegraldifferenzierer verwenden.
• Als Nächstes wird der Betrieb der Berechnungsvorrichtung 40803 der Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente beschrieben. Zunächst wird das Modell der rotierenden elektrischen Maschine 1 durch die nachfolgenden Formeln (5) bis (8) in dem stationären zweiphasigen Koordinatensystem ausgedrückt.
  [Formel 5] $$v_{dq}=R_s{i}_{dq}+\frac{d}{dt}+{\psi }_{dq}+{\omega }_{s}J{\psi }_{dq}$$

  

  [Formel 6] $$\text{J}=\left[\begin{array}{cc}0& -1\\ 1& 0\end{array}\right]$$

  

  [Formel 7] $${\psi }_{dq}=L_{dq}{i}_{dq}$$

  

  [Formel 8] $$\begin{array}{l}{L}_{dq}\\ =\left[\begin{array}{cc}{L}_{sdc}+L_{mac}\text{cos}\left(2\left(\theta -{\widehat{\theta }}_3\right)\right)& L_{mac}\text{sin}\left(2\left(\theta -{\widehat{\theta }}_3\right)\right)\\ L_{mac}\text{sin}\left(2\left(\theta -{\widehat{\theta }}_3\right)\right)& L_{sdc}+L_{mac}\text{cos}\left(2\left(\theta -{\widehat{\theta }}_3\right)\right)\end{array}\right]\end{array}$$

  
• In Formel (5) ist v_dq ein Vektor, der aus einer Spannung v_d der rotierenden elektrischen Maschine auf der d-Achse und einer Spannung v_q der rotierenden elektrischen Maschine auf der q-Achse gebildet wird, i_dq ist ein Vektor, der aus einem Strom i_d der rotierenden elektrischen Maschine auf der d-Achse und einem Strom i_q der rotierenden elektrischen Maschine auf der q-Achse gebildet wird, R_s ist ein Wicklungswiderstand der rotierenden elektrischen Maschine 1, ω_s ist die Rotationswinkelgeschwindigkeit der Koordinaten, die das Modell darstellen und Ψ_dq aus Formel (5) ist der Verkettungsmagnetfluss. J aus Formel (6) entspricht einer Transformationsmatrix. Der Verkettungsmagnetfluss Ψ_dq aus Formel (5) kann durch die Formel (7) ausgedrückt werden. Ldq aus Formel (7) kann durch eine Matrix wie in Formel (8) mit L_sdc, L_mac und einem elektrischen Winkel θ der Rotorposition ausgedrückt werden. In Formel (8) entspricht L_sdc einer Induktivitäts-DC-Komponente, die sich in Abhängigkeit von der Rotorposition nicht ändert und L_mac entspricht einer Induktivitäts-AC-Komponente, die sich in Abhängigkeit von der Rotorposition ändert. Es ist anzumerken, dass die Induktivitätsänderung normalerweise durch eine Sinusfunktion oder Kosinusfunktion von 2θ in Bezug auf den elektrischen Winkel θ der Rotorposition dargestellt ist.
• Aus Formel (7) und Formel (8) wird der Verkettungsmagnetfluss Ψ_dq durch die nachfolgende Formel (9) ausgedrückt.
  [Formel 9] $${\psi }_{dq}=L_{sdc}{i}_{dq}+L_{mac}\left[\begin{array}{cc}\text{cos}\left(2\left(\theta -{\widehat{\theta }}_3\right)\right)& \text{sin}\left(2\left(\theta -{\widehat{\theta }}_3\right)\right)\\ \text{sin}\left(2\left(\theta -{\widehat{\theta }}_3\right)\right)& -\text{cos}\left(2\left(\theta -{\widehat{\theta }}_3\right)\right)\end{array}\right]i_{dq}$$

  
• Der erste Term aus Formel (9) ist ein Term, einschließend die Induktivitäts-DC-Komponente L_sdc, die sich in Abhängigkeit von der Rotorposition nicht ändert. Der zweite Term aus Formel (9) ist ein Term, einschließend die Induktivitäts-AC-Komponente L_mac, die sich in Abhängigkeit von der Rotorposition ändert und dieser Term entspricht der „Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente“. Das heißt, dass die Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente einem Verkettungsmagnetfluss entspricht, der von der Induktivitäts-AC-Komponente und dem Strom der rotierenden elektrischen Maschine erzeugt wird.
• Die Berechnungsvorrichtung 40803 der Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente führt die folgenden Berechnungen durch, um die Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente zu berechnen. Zunächst berechnet die Berechnungsvorrichtung 40803 der Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente den Verkettungsmagnetfluss Ψ_dq der rotierenden elektrischen Maschine unter Verwendung der nachfolgenden Formel (10).
  [Formel 10] $${\psi }_{\alpha \beta }={\displaystyle \int \left(v_{\alpha \beta }^{*}-R_s{i}_{\alpha \beta }\right)}dt$$

  
• In Formel (10) ist v_αβ* ein Vektor, der aus einer Befehlsspannung v_α* der rotierenden elektrischen Maschine auf der α-Achse und einer Befehlsspannung v_β* der rotierenden elektrischen Maschine auf der β-Achse gebildet wird.
• Zusätzlich wird das Integral in Formel (10) durch die nachfolgende Formel (11) in der s-Domäne in der Laplace-Transformation ausgedrückt.
  [Formel 11] $${\psi }_{\alpha \beta }=\frac{1}{s}\left(v_{\alpha \beta }^{*}-R_s{i}_{\alpha \beta }\right)$$

  
• Wenn der Verkettungsmagnetfluss Ψ_αβ der rotierenden elektrischen Maschine 1 durch eine Integration berechnet wird, ist der Ausgangswert normalerweise unbekannt. Aus diesem Grund wird ein Hochpassfilter verwendet, der eine ausreichend niedrige Grenzfrequenz in Bezug auf eine Grundfrequenzkomponente des Verkettungsmagnetflusses Ψ_αβ der rotierenden elektrischen Maschine 1 aufweist. Hier wird die Übertragungsfunktion des Hochpassfilters durch die nachfolgende Formel (12) ausgedrückt, wobei ω_hpf die Grenzfrequenz darstellt.
  [Formel 12] $$G_{hpf}\left(s\right)=\frac{s}{s+{\omega }_{hpf}}$$

  
• Wenn der Hochpassfilter aus Formel (12) auf den durch die Formel (11) ausgedrückten Verkettungsmagnetfluss Ψ_αβ zutrifft, wird demnach der daraus resultierende Verkettungsmagnetfluss Ψ^_hpfaß unter Verwendung der nachfolgenden Formel (13) berechnet.
  [Formel 13] $${\widehat{\psi }}_{hpf\alpha \beta }=\frac{v_{\alpha \beta }^{*}-R_s{i}_{\alpha \beta }}{s+{\omega }_{hpf}}$$

  
• Zusätzlich wird die Formel (13) zu der nachfolgenden Formel (14) modifiziert.
  [Formel 14] $${\widehat{\psi }}_{hpf\alpha \beta }=\frac{v_{\alpha \beta }^{*}-R_s{i}_{\alpha \beta }-{\omega }_{hpf}{\psi }_{hpf\alpha \beta }}{s}$$

  
• Ferner verwendet die Berechnungsvorrichtung 40803 der Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente die dritte geschätzte Rotorposition θ^₃, um eine Koordinatenumwandlung des Verkettungsmagnetflusses Ψ^_hpfαβ in dem stationären zweiphasigen Koordinatensystem zu einem Verkettungsmagnetfluss Ψ^_hpfdq in dem rotierenden zweiphasigen Koordinatensystem durchzuführen. Eine Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente Ψ^_acdq, calc in dem rotierenden Koordinatensystem wird unter Verwendung der nachfolgenden Formel (15) gemäß Formel (9) berechnet.
  [Formel 15] $${\widehat{\psi }}_{acdq,calc}={\widehat{\psi }}_{hpfdq}-L_{sdc}{i}_{dq}$$

  
• Die mit Formel (15) berechnete Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente Ψ^_acdq, calc wird nachfolgend als der „berechnete Wert der Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente“ bezeichnet.
• Wie durch die nachfolgende Formel (16) dargestellt, verwendet die Schätzvorrichtung 40804 der Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente die geschätzte Rotorposition θ^₃ und den Strom i_dq der rotierenden elektrischen Maschine, um die Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente zu schätzen, die dem zweiten Term der Formel (9) entspricht.
  [Formel 16] $${\widehat{\psi }}_{acdq}=L_{mac}\left[\begin{array}{cc}\text{cos}\left(2\left({\widehat{\theta }}_3-\theta \right)\right)& \text{sin}\left(2\left({\widehat{\theta }}_3-\theta \right)\right)\\ \text{sin}\left(2\left({\widehat{\theta }}_3-\theta \right)\right)& -\text{cos}\left(2\left({\widehat{\theta }}_3-\theta \right)\right)\end{array}\right]i_{dq}$$

  
• Unter der Annahme, dass der geschätzte Wert θ^₃ und ein wahrer Wert θ der Rotorposition in Formel (16) ungefähr gleich sind, wird die Formel (16), wie durch die nachfolgende Formel (17) dargestellt, vereinfacht.
  [Formel 17] $${\widehat{\psi }}_{acdq}=L_{mac}\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& -1\end{array}\right]i^{dq}$$

  
• Ψ^_acdq aus Formel (17) ist ein Schätzwert der von der Schätzvorrichtung 40804 der Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente berechneten Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente. Dieser Schätzwert wird nachfolgend als der „Schätzwert der Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente“ bezeichnet.
• Die Positionsschätzungsfehler-Berechnungsvorrichtung 4080 verwendet den berechneten Wert Ψ^_acdq, calc der Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente und den Schätzwert Ψ^_acdq der Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente, um den Positionsschätzungsfehler „-(θ^₃-θ)“ in der Rotorposition zu berechnen. Ein äußeres Produkt des berechneten Werts Ψ^_acdq,_calc der Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente und des Schätzwerts Ψ^_acdq der Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente wird durch die nachfolgende Formel (18) unter Verwendung von Formel (15), das heißt des berechneten Werts des zweiten Terms aus Formel (9), und Formel (16) ausgedrückt.
  [Formel 18] $${\widehat{\psi }}_{acdq}\times {\widehat{\psi }}_{acdq,calc}=\left|{\widehat{\psi }}_{acdq}\right|\left|{\widehat{\psi }}_{acdq,calc}\right|\text{sin}\left(2\left(\theta -{\widehat{\theta }}_3\right)\right)$$

  
• Dann kann unter der Annahme, dass der Schätzwert und der wahre Wert der Rotorposition ungefähr gleich sind, das heißt θ^₃≒θ, der Schätzungsfehler in der Rotorposition unter Verwendung der nachfolgenden Formel (19) berechnet werden.
  [Formel 19] $$-\left({\widehat{\theta }}_3-\theta \right)=\frac{1}{2}\frac{{\widehat{\psi }}_{acdq}\times {\widehat{\psi }}_{acdq,calc}}{\left|{\widehat{\psi }}_{acdq}\right|\left|{\widehat{\psi }}_{acdq,calc}\right|}$$

  
• Das Obenstehende entspricht der Berechnungsverarbeitung durch die Berechnungsvorrichtung 408 der geschätzten Position. Es ist anzumerken, dass die Spannungsbefehle der rotierenden elektrischen Maschine und die Ströme der rotierenden elektrischen Maschine, die zur Positionsschätzung verwendet werden, Antriebsspannungsbefehlen der rotierenden elektrischen Maschine bzw. Antriebsströmen der rotierenden elektrischen Maschine entsprechen.
• Unter erneuter Bezugnahme auf 3 wählt der Schalter 409 der geschätzten Position eine der ersten geschätzten Rotorposition θ^₁, der zweiten geschätzten Rotorposition θ^₂ und der dritten geschätzten Rotorposition θ^₃ aus oder wechselt zwischen diesen und gibt die daraus resultierende geschätzte Rotorposition aus. Alternativ wählt der Schalter 409 der geschätzten Position Informationen zu mindestens zwei der ersten geschätzten Rotorposition θ^₁, der zweiten geschätzten Rotorposition θ^₂ und der dritten geschätzten Rotorposition θ^₃ aus, zieht ein gewichtetes Mittel davon mit einem vorgegebenen Verhältnis heran, und gibt das gewichtete Mittel als die geschätzte Rotorposition θ^ aus. Auf diese Weise wählt der Schalter 409 der geschätzten Position die Schätzungsinformationen zur Rotorposition aus oder wechselt diese und gibt sie aus.
• Wie zuvor beschrieben, wählt die Positionsschätzvorrichtung 4 gemäß der ersten Ausführungsform eine der ersten geschätzten Rotorposition θ^₁, der zweiten geschätzten Rotorposition θ^₂ und der dritten geschätzten Rotorposition θ^₃ aus und gibt diese aus. Alternativ gibt die Positionsschätzvorrichtung 4 die geschätzte Rotorposition θ^ aus, die durch das Kombinieren von mindestens zwei der ersten geschätzten Rotorposition θ^₁, der zweiten geschätzten Rotorposition θ^₂ und der dritten geschätzten Rotorposition θ^₃ erhalten wird. Dies ermöglicht eine positionssensorlose Steuerung, bei der eine gewünschte geschätzte Rotorposition verwendet wird und es ermöglicht auch eine positionssensorlose Steuerung in dem Drehmoment-Drehzahl-Bereich des Betriebsbereichs.
• Zweite Ausführungsform In der ersten Ausführungsform werden Positionsinformationen, die durch das Auswählen von einer der ersten geschätzten Rotorposition θ^₁, der zweiten geschätzten Rotorposition θ^₂ und der dritten geschätzten Rotorposition θ^₃ erhalten werden, oder Positionsinformationen, die durch das Kombinieren von mindestens zwei geschätzten Rotorpositionen erhalten werden, als die geschätzte Rotorposition θ^ ausgegeben. Wie zuvor erörtert, entspricht die erste geschätzte Rotorposition θ^₁ Positionsinformationen, die unter Verwendung des Ausgeprägtheitsverfahrens geschätzt werden, die zweite geschätzte Rotorposition θ^₂ entspricht Positionsinformationen, die unter Verwendung des Verfahrens der magnetischen Sättigung geschätzt werden, und die dritte geschätzte Rotorposition θ^₃ entspricht Positionsinformationen, die unter Verwendung des Verfahrens der induzierten Spannung und des Verkettungsmagnetflusses geschätzt werden.
• Die Verfahren der Rotorpositionsschätzung weisen ihre eigenen Merkmale auf. Wie zuvor beschrieben, liegt ein Merkmal des Ausgeprägtheitsverfahrens darin, dass die Schätzungsgenauigkeit in dem Niedrigdrehzahlbereich und dem Antriebsbereich hoch ist, wodurch ein kleiner Grad an magnetischer Sättigung bereitgestellt wird. Ein Merkmal des Verfahrens der magnetischen Sättigung liegt darin, dass die Schätzungsgenauigkeit in dem Niedrigdrehzahlbereich und dem Antriebsbereich hoch ist, wodurch ein großer Grad an magnetischer Sättigung bereitgestellt wird. Ein Merkmal des Verfahrens der induzierten Spannung und des Verkettungsmagnetflusses liegt darin, dass die Schätzungsgenauigkeit in dem Hochdrehzahlbereich hoch ist. In der ersten Ausführungsform erfolgt keine bestimmte Erörterung hinsichtlich der Beziehung zwischen Informationen der geschätzten Position und Antriebsbereichen. Im Gegensatz dazu beschreibt die zweite Ausführungsform wie die Drehzahl des Rotors 1a sowie die Rotorposition geschätzt werden sollen und die geschätzten Rotorpositionsinformationen auf Grundlage der Informationen der geschätzten Drehzahl und Informationen der magnetischen Sättigung gewechselt werden sollen. Es ist anzumerken, dass Informationen der magnetischen Sättigung als Informationen definiert sind, die mit dem Grad der magnetischen Sättigung der rotierenden elektrischen Maschine 1 korrelieren.
• 7 ist ein Schema, das eine beispielhafte Konfiguration einer Steuervorrichtung 100A für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Die Steuervorrichtung 100A gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Steuervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform, die in 1 veranschaulicht ist, dahingehend, dass die Positionsschätzvorrichtung 4 durch eine Positionsschätzvorrichtung 4A ersetzt wird. Die andere Konfiguration ist gleichbedeutend mit der Konfiguration der ersten Ausführungsform oder entspricht dieser. Die gleichen oder entsprechenden Komponenten sind durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und redundante Beschreibungen werden weggelassen.
• 8 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration der in 7 veranschaulichten Positionsschätzvorrichtung 4A veranschaulicht. Die Positionsschätzvorrichtung 4A gemäß der zweiten Ausführungsform, die in 8 veranschaulicht ist, unterscheidet sich von der Positionsschätzvorrichtung 4 gemäß der ersten Ausführungsform, die in 3 veranschaulicht ist, dahingehend, dass die Berechnungsvorrichtungen 406, 407 und 408 der geschätzten Position und der Schalter 409 der geschätzten Position durch die Berechnungsvorrichtungen 406A, 407A und 408A der geschätzten Position/Drehzahl bzw. einen Schalter 409A der geschätzten Position ersetzt werden. Wenn die Berechnungsvorrichtungen 406A, 407A und 408A der geschätzten Position/Drehzahl voneinander ohne Bezugszeichen unterschieden werden, werden sie als die „Berechnungsvorrichtung der ersten geschätzten Position/Drehzahl“, die „Berechnungsvorrichtung der zweiten geschätzten Position/Drehzahl“ und die „Berechnungsvorrichtung der dritten geschätzten Position/Drehzahl“ bezeichnet.
• Die Berechnungsvorrichtung 406A der geschätzten Position/Drehzahl berechnet die erste geschätzte Rotorposition θ^₁ und eine erste geschätzte Drehzahl ω^₁ auf Grundlage der dreiphasigen AC-Komponenten I_uhac, I_vhac und I_whac der Positionsschätzungsstromamplituden. Die Berechnungsvorrichtung 406A der geschätzten Position/Drehzahl verwendet das Ausgeprägtheitsverfahren wie in der ersten Ausführungsform. Das heißt, dass die erste geschätzte Drehzahl ω^₁ einer geschätzten Drehzahl entspricht, die auf Grundlage der Ausgeprägtheit des Rotors 1a berechnet wird, die aus dem Positionsschätzungsstrom detektiert wird.
• Die Berechnungsvorrichtung 407A der geschätzten Position/Drehzahl berechnet die zweite geschätzte Rotorposition θ^₂ und eine zweite geschätzte Drehzahl ω^₂ auf Grundlage der DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden. Die Berechnungsvorrichtung 407A der geschätzten Position/Drehzahl verwendet das Verfahren der magnetischen Sättigung wie in der ersten Ausführungsform. Das heißt, dass die zweite geschätzte Drehzahl ω^₂ einer geschätzten Drehzahl entspricht, die auf Grundlage der DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden berechnet wird.
• Die Berechnungsvorrichtung 408A der geschätzten Position/Drehzahl berechnet die dritte geschätzte Rotorposition θ^₃ und eine dritte geschätzte Drehzahl ω^₃ auf Grundlage von Folgendem: der Antriebsströme i_uf, i_vf und i_wf der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem; und des Verkettungsmagnetflusses, der aus der induzierten Spannung berechnet wird, die aufgrund der Ausgeprägtheit des Rotors erzeugt wird. Die Berechnungsvorrichtung 408A der geschätzten Position/Drehzahl verwendet das Verfahren der induzierten Spannung und des Verkettungsmagnetflusses wie in der ersten Ausführungsform. Das heißt, dass es sich bei der dritten geschätzten Drehzahl ω^₃ um eine geschätzte Drehzahl handelt, die auf Grundlage von Folgendem berechnet wird: der Antriebsströme i_uf, i_vf und i_wf der rotierenden elektrischen Maschine in dem dreiphasigen Koordinatensystem; und des Verkettungsmagnetflusses, der aus der induzierten Spannung berechnet wird, die aufgrund der Ausgeprägtheit des Rotors 1a erzeugt wird.
• Der Schalter 409A der geschätzten Position empfängt τ*, τ_f*, τ^_m, τ^₁, i_f*, i_ff* und i_f. τ* entspricht dem zuvor beschriebenen Drehmomentbefehlswert und i_f entspricht dem Antriebsstrom. τ_f* ist ein Wert des Drehmomentbefehlswerts τ*, der unter Berücksichtigung der Verzögerung des Steuersystems gefiltert wurde. τ^_m ist ein geschätztes Drehmoment, das aus dem Antriebsstrom i_f und Parametern der rotierenden elektrischen Maschine auf Grundlage des mathematischen Modells der rotierenden elektrischen Maschine berechnet wurde. τ^₁ ist ein geschätztes Drehmoment, das unter Verwendung einer Naschschlagetabelle mit dem Antriebsstrom i_f als Argument erhalten wurde, i_f* ist ein Antriebsstrombefehl der rotierenden elektrischen Maschine. i_ff* ist ein Wert des Antriebsstrombefehls i_f* der rotierenden elektrischen Maschine, der unter Berücksichtigung der Verzögerung des Steuersystems gefiltert wurde. In dem Antriebsstrom i_f wird die Frequenz des Antriebsstroms i_f verwendet. Der Schalter 409A der geschätzten Position verwendet mindestens eines dieser Elemente von eingegebenen Informationen als Information der magnetischen Sättigung.
• 9 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration der in 8 veranschaulichten Berechnungsvorrichtung 406A der geschätzten Position/Drehzahl veranschaulicht. Wie in 9 veranschaulicht, schließt die Berechnungsvorrichtung 406A der geschätzten Position/Drehzahl die Berechnungsvorrichtung 406 der geschätzten Position und eine Berechnungsvorrichtung 4060 der geschätzten Drehzahl ein. Die in 9 veranschaulichte Berechnungsvorrichtung 406 der geschätzten Position ist eine Komponente, die der in 3 veranschaulichten Berechnungsvorrichtung 406 der geschätzten Position entspricht. Die Berechnungsvorrichtung 4060 der geschätzten Drehzahl berechnet die erste geschätzte Drehzahl ω^₁ durch eine Pseudodifferenzierung der ersten geschätzten Rotorposition θ^₁, die von der Berechnungsvorrichtung 406 der geschätzten Position berechnet wurde. Die Berechnungsvorrichtung 406A der geschätzten Position/Drehzahl gibt die erste geschätzte Rotorposition θ^₁ und die erste geschätzte Drehzahl ω^₁ aus, die berechnet wurden. Es ist anzumerken, dass bei einer Pseudodifferenzierung eine Differentialoperation und ein Filterprozess auf einen Eingangswert angewendet werden sollen. Der Pseudodifferenzierungsprozessor kann durch einen Differenzierer und einen Tiefpassfilter umgesetzt werden.
• 10 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration der in 8 veranschaulichten Berechnungsvorrichtung 407A der geschätzten Position/Drehzahl veranschaulicht. Die Berechnungsvorrichtung 407A der geschätzten Position/Drehzahl ist als eine Berechnungsvorrichtung vom Typ 2, einschließend eine Nachschlagetabelle (Lookup Table - LUT) 4070, eine LUT 4071, einen Subtrahierer 4072, einen Teiler 4073, einen Proportionalintegrator 4074 und einen Integrator 4075, konfiguriert, wie in 10 veranschaulicht.
• Die LUT 4070 speichert den Drehmomentbefehlswert τ* und I_hdc*, d. h. die DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden, die im Falle eines Antriebs mit dem Drehmomentbefehlswert τ* erhalten wird. Die Berechnungsvorrichtung 407A der geschätzten Position/Drehzahl bezieht sich auf den Tabellenwert I_hdc*, der in der LUT 4070 gespeichert ist.
• Der Subtrahierer 4072 berechnet eine Differenz ΔI_h zwischen der DC-Komponente I_hdc und dem Tabellenwert I_hdc* der Positionsschätzungsstromamplituden.
• Die LUT 4071 speichert einen Koeffizienten K_Ihθ2 zum Ableiten des Positionsschätzungsfehlers Δθ₂ von dem Drehmomentbefehlswert τ*. Die Berechnungsvorrichtung 407A der geschätzten Position/Drehzahl bezieht sich auf den Koeffizienten K_Ihθ2, der in der LUT 4071 gespeichert ist.
• Der Teiler 4073 erhält den Positionsschätzungsfehler Δθ₂ durch das Teilen der Differenz ΔI_h durch K_Ihθ2. Der Proportionalintegrator 4074 berechnet die zweite geschätzte Drehzahl ω^₂ auf Grundlage des Positionsschätzungsfehlers Δθ₂. Der Integrator 4075 berechnet die zweite geschätzte Rotorposition θ^₂ auf Grundlage der zweiten geschätzten Drehzahl ω^₂.
• Es ist anzumerken, dass 10 eine Konfiguration abbildet, bei der die zweite geschätzte Drehzahl ω^₂ zuerst berechnet wird und die zweite geschätzte Rotorposition θ^₂ auf Grundlage der zweiten geschätzten Drehzahl ω^₂ berechnet wird, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Im Gegensatz dazu kann die zweite geschätzte Rotorposition θ^₂ zuerst berechnet werden und die zweite geschätzte Drehzahl ω^₂ kann durch eine Pseudodifferenzierung der zweiten geschätzten Rotorposition θ^₂ berechnet werden.
• Zusätzlich bildet 10 ein Beispiel ab, in dem das Argument der LUT 4070 und der LUT 4071 dem Drehmomentbefehlswert τ* entspricht, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Anstelle des Drehmomentbefehlswerts τ* kann der Antriebsstrombefehl i_f* der rotierenden elektrischen Maschine als das Argument der LUT 4070 und der LUT 4071 verwendet werden.
• 11 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration der in 8 veranschaulichten Berechnungsvorrichtung 408A der geschätzten Position/Drehzahl veranschaulicht. Wie in 11 veranschaulicht, schließt die Berechnungsvorrichtung 408A der geschätzten Position/Drehzahl die Positionsschätzungsfehler-Berechnungsvorrichtung 4080 und eine PLL 4081A ein.
• Die in 11 veranschaulichte Positionsschätzungsfehler-Berechnungsvorrichtung 4080 ist eine Komponente, die der in 6 veranschaulichten Positionsschätzungsfehler-Berechnungsvorrichtung 4080 entspricht. Die PLL 4081A weist die Berechnungsvorrichtung auf, die so konfiguriert ist, dass der Positionsschätzungsfehler „-(θ^3-θ)” null wird. Im Besonderen ist die PLL 4081A als eine Berechnungsvorrichtung vom Typ 2, einschließend einen Proportionalintegrator 4081Aa und einen Integrator 4081Ab, ähnlich wie die in 10 veranschaulichte Berechnungsvorrichtung 407A der geschätzten Position/Drehzahl konfiguriert.
• In der PLL 4081A berechnet der Proportionalintegrator 4081Aa die dritte geschätzte Drehzahl ω^₃ auf Grundlage des Positionsschätzungsfehlers „-(θ^₃-θ)“. Der Integrator 4081Ab berechnet die dritte geschätzte Rotorposition θ^₃ auf Grundlage der dritten geschätzten Drehzahl ω^₃.
• Es ist anzumerken, dass die PLL 4081A aus 11 konfiguriert ist, um zunächst die dritte geschätzte Drehzahl ω^₃ zu berechnen und die dritte geschätzte Rotorposition θ^₃ auf Grundlage der dritten geschätzten Drehzahl ω^₃ zu berechnen, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Im Gegensatz dazu kann die PLL 4081A konfiguriert sein, um zunächst die dritte geschätzt Rotorposition θ^₃ zu berechnen und die dritte geschätzte Drehzahl ω^₃ durch eine Pseudodifferenzierung der dritten geschätzten Rotorposition θ^₃ zu berechnen.
• 12 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration des in 8 veranschaulichten Schalters 409A der geschätzten Position veranschaulicht. Wie in 12 veranschaulicht, schließt der Schalter 409A der geschätzten Position einen Selektor 411A der geschätzten Drehzahl und einen Selektor 410A der geschätzten Position ein. Der Selektor 411A der geschätzten Drehzahl wählt eine der ersten geschätzten Drehzahl ω^₁, der zweiten geschätzten Drehzahl ω^₂ und der dritten geschätzten Drehzahl ω^₃ aus und gibt die ausgewählte geschätzte Drehzahl ω^ als Drehzahlinformationen an den Selektor 410A der geschätzten Position aus. Der Selektor 410A der geschätzten Position wählt die Schätzungsinformationen zur Rotorposition auf Grundlage der von dem Selektor 411A der geschätzten Drehzahl ausgegebenen Drehzahlinformationen und der zuvor beschriebenen Informationen der magnetischen Sättigung aus oder wechselt diese und gibt sie aus.
• In dem Selektor 410A der geschätzten Position entsprechen Drehzahlinformationen, die zum Auswählen oder Wechseln der geschätzten Rotorposition θ^ verwendet werden, einer der ersten geschätzten Drehzahl ω^₁, der zweiten geschätzten Drehzahl ω^₂ und der dritten geschätzten Drehzahl ω^₃. Das heißt, dass der Selektor 411A der geschätzten Drehzahl eine der ersten geschätzten Drehzahl ω^₁, der zweiten geschätzten Drehzahl ω^₂ und der dritten geschätzten Drehzahl ω^₃ auswählt und die geschätzte Drehzahl an den Selektor 410A der geschätzten Position ausgibt.
• 13 ist ein Schema zum Erläutern von Antriebsbereichen in dem in den 8 und 12 veranschaulichten Schalter 409A der geschätzten Position. In 13 entspricht die horizontale Achse der Drehzahl der rotierenden elektrischen Maschine und die vertikale Achse entspricht dem Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine. Die Drehzahl ist ein Beispiel für Drehzahlinformationen. Das Drehmoment entspricht Informationen, die mit den zuvor erwähnten Informationen der magnetischen Sättigung korrelieren.
• In 13 ist (1) ein Antriebsbereich zum Antreiben mit dem Ausgeprägtheitsverfahren, ist (2) ein Antriebsbereich zum Antreiben mit dem Verfahren der magnetischen Sättigung und ist (3) ein Antriebsbereich zum Antreiben mit dem Verfahren der induzierten Spannung und des Verkettungsmagnetflusses. Die gestrichelten Linien in 13 stehen für Grenzen zwischen den zuvor beschriebenen Verfahren der Rotorpositionsschätzung und dienen als Schwellen für die Grenzbestimmung. Die Grenzen sind unter Verwendung von Informationen der magnetischen Sättigung und Drehzahlinformationen definiert. Das heißt, dass die Informationen der magnetischen Sättigung und Drehzahlinformationen zur Bereichsbestimmung verwendet werden und das Verfahren der Rotorpositionsschätzung ausgewählt wird, das dem bestimmten Bereich zugeordnet ist.
• Im Besonderen wählt der Schalter 409A der geschätzten Position, wenn die Drehzahl kleiner ist als der Schwellenwert und das Drehmoment kleiner ist als der Schwellenwert, die erste geschätzte Rotorposition θ^₁ aus und gibt diese aus. Wenn die Drehzahl kleiner ist als der Schwellenwert und das Drehmoment größer ist als der Schwellenwert, wählt der Schalter 409A der geschätzten Position die zweite geschätzte Rotorposition θ^₂ aus und gibt diese aus. Wenn die Drehzahl größer ist als der Schwellenwert, wählt der Schalter 409A der geschätzten Position die dritte geschätzte Rotorposition θ^₃ aus und gibt diese aus.
• Obwohl die Grenzen zum Wechseln in 13 durch gerade Linien dargestellt sind, müssen die Grenzen keinen geraden Linien entsprechen und können gebogenen Linien entsprechen.
• Wie zuvor beschrieben, kann gemäß der zweiten Ausführungsform ein geeignetes Verfahren der Rotorpositionsschätzung auf Grundlage der Informationen der magnetischen Sättigung und der Drehzahl des Rotors gewechselt werden. Dies ermöglicht eine gewünschte positionssensorlose Steuerung in dem Drehmoment-Drehzahl-Bereich des Betriebsbereichs.
• Dritte Ausführungsform In der zweiten Ausführungsform wählt der Schalter 409A der geschätzten Position die Schätzungsinformationen zur Rotorposition auf Grundlage der Informationen der magnetischen Sättigung und der Drehzahl des Rotors 1a aus oder wechselt diese. Die Schätzungsinformationen zur Rotorposition können sich vor und nach der Auswahl oder dem Wechsel der Schätzungsinformationen diskontinuierlich ändern und es kann das Problem eines Stoßes entstehen, der zum Zeitpunkt des Wechsels auftritt. Demnach beschreibt die dritte Ausführungsform, wie die Reduzierung von Stößen zum Zeitpunkt des Wechsels reduziert werden kann.
• 14 ist ein Schema, das eine beispielhafte Konfiguration einer Steuervorrichtung 100B für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. Die Steuervorrichtung 100B gemäß der dritten Ausführungsform, die in 14 veranschaulicht ist, unterscheidet sich von der Steuervorrichtung 100A gemäß der zweiten Ausführungsform, die in 7 veranschaulicht ist, dahingehend, dass die Positionsschätzvorrichtung 4A durch eine Positionsschätzvorrichtung 4B ersetzt wird. Die andere Konfiguration ist gleichbedeutend mit der Konfiguration der zweiten Ausführungsform oder entspricht dieser. Die gleichen oder entsprechenden Komponenten sind durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und redundante Beschreibungen werden weggelassen.
• 15 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration der in 14 veranschaulichten Positionsschätzvorrichtung 4B veranschaulicht. Die Positionsschätzvorrichtung 4B gemäß der dritten Ausführungsform, die in 15 veranschaulicht ist, unterscheidet sich von der Positionsschätzvorrichtung 4A gemäß der zweiten Ausführungsform, die in 8 veranschaulicht ist, dahingehend, dass der Schalter 409A der geschätzten Position durch einen Schalter 409B der geschätzten Position ersetzt wird. Die andere Konfiguration ist gleichbedeutend mit der Konfiguration in 8 oder entspricht dieser. Die gleichen oder entsprechenden Komponenten sind durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und redundante Beschreibungen werden weggelassen.
• 16 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration des in 15 veranschaulichten Schalters 409B der geschätzten Position veranschaulicht. Der Schalter 409B der geschätzten Position gemäß der dritten Ausführungsform, der in 16 veranschaulicht ist, unterscheidet sich von dem Schalter 409A der geschätzten Position gemäß der zweiten Ausführungsform, der in 12 veranschaulicht ist, dahingehend, dass der Selektor 410A der geschätzten Position durch einen Kombinator 410B der geschätzten Position ersetzt wird.
• In dem Schalter 409B der geschätzten Position gibt der Kombinator 410B der geschätzten Position als die geschätzte Rotorposition θ^ Positionsinformationen aus, die durch das Kombinieren von mindestens zwei der ersten geschätzten Rotorposition θ^₁, der zweiten geschätzten Rotorposition θ^₂ und der dritten geschätzten Rotorposition θ^₃ auf Grundlage von Informationen der magnetischen Sättigung und Drehzahlinformationen erhalten werden.
• In dem Schalter 409B der geschätzten Position ähneln Informationen der magnetischen Sättigung, die zum Kombinieren der geschätzten Rotorposition verwendet werden, den Informationen der magnetischen Sättigung, die in der zweiten Ausführungsform verwendet werden. Zusätzlich ähneln Drehzahlinformationen, die zum Wechseln der geschätzten Rotorposition verwendet werden, Drehzahlinformationen, die in der zweiten Ausführungsform verwendet werden.
• Der Kombinator 410B der geschätzten Position kombiniert die erste geschätzte Rotorposition θ^₁, die zweite geschätzte Rotorposition θ^₂ und die dritte geschätzte Rotorposition θ^₃ durch eine gewichtete Mittelung auf Grundlage von Informationen der magnetischen Sättigung und Drehzahlinformationen. 17 ist ein Schema zum Erläutern von Antriebsbereichen in dem in den 15 und 16 veranschaulichten Schalter 409B der geschätzten Position. In 17 entspricht die horizontale Achse der Drehzahl der rotierenden elektrischen Maschine und die vertikale Achse entspricht dem Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine. Das Drehmoment ist ein Beispiel für Informationen, die mit Informationen der magnetischen Sättigung korrelieren, wie in der zweiten Ausführungsform.
• In 17 ist (1) ein Antriebsbereich zum alleinigen Antrieb mit dem Ausgeprägtheitsverfahren, ist (2) ein Antriebsbereich zum alleinigen Antrieb mit dem Verfahren der magnetischen Sättigung und ist (3) ein Antriebsbereich zum alleinigen Antrieb mit dem Verfahren der induzierten Spannung und des Verkettungsmagnetflusses. Zusätzlich handelt es sich bei den Bereichen, die durch eine Vielzahl von Zahlen, wie etwa „(1)(2)“ dargestellt sind, um Antriebsbereiche, bei denen die Schätzungsverfahren verwendet werden, die diesen Zahlen entsprechen.
• Zum Beispiel handelt es sich bei dem Antriebsbereich „(1)(2)“ um einen Antriebsbereich für einen Antrieb mit dem Ausgeprägtheitsverfahren und dem Verfahren der magnetischen Sättigung. In diesem Antriebsbereich wird die auszugebende geschätzte Rotorposition θ^ durch das Kombinieren der ersten geschätzten Rotorposition θ^₁, die unter Verwendung des Ausgeprägtheitsverfahrens geschätzt wird und der zweiten geschätzten Rotorposition θ^₂ generiert, die unter Verwendung des Verfahrens der magnetischen Sättigung geschätzt wird. Es ist anzumerken, dass die Grenzen zwischen Antriebsbereichen durch gestrichelte Linien wie in 13 dargestellt sind. In 17 sind die Grenzen zwischen Antriebsbereichen durch gerade Linien wie in 13 dargestellt, die Grenzen müssen jedoch keinen geraden Linien entsprechen und können gebogenen Linien entsprechen.
• In 17 ist W_spd eine Gewichtung auf Grundlage von Drehzahlinformationen und W_ms ist eine Gewichtung auf Grundlage von Informationen der magnetischen Sättigung. Die Werte der Gewichtung W_spd und der Gewichtung W_ms schwanken in dem Bereich von null bis eins, in Abhängigkeit von Drehzahlinformationen bzw. Informationen der magnetischen Sättigung. Im Besonderen generiert der Kombinator 410B der geschätzten Position die geschätzte Rotorposition θ^ durch ein Kombinieren in den Antriebsbereichen, die in 17 definiert sind, unter Verwendung der nachfolgenden Formeln (20) und (21).
  [Formel 20] $${\widehat{\theta }}_5=\left(1-w_{spd}\right){\widehat{\theta }}_4+w_{spd}{\widehat{\theta }}_3$$

  

  [Formel 21] $${\widehat{\theta }}_4=\left(1-w_{ms}\right){\widehat{\theta }}_1+w_{ms}{\widehat{\theta }}_2$$

  
• In Formel (21) ist θ^₄ ein „mittels W_ms gewichteter Mittelwert des Ausgeprägtheitsverfahrens und des Verfahrens der magnetischen Sättigung“. Dieser gewichtete Mittelwert θ^₄ wird nachfolgend als die „vierte geschätzte Rotorposition“ bezeichnet.
• In Formel (20) ist θ^₅ ein „mittels W_spd gewichteter Mittelwert der vierten geschätzten Rotorposition θ^₄ und der dritten geschätzten Rotorposition θ^₃, wobei es sich um einen berechneten Wert handelt, der allein mit dem Verfahren der induzierten Spannung und des Verkettungsmagnetflusses erhalten wird“. Dieser kombinierte Wert, der durch eine gewichtete Mittelung erhalten wird, wird nachfolgend als die „fünfte geschätzte Rotorposition“ bezeichnet.
• Zum Beispiel wird im Falle von W_spd=1 die Formel (20) zu θ^₅=θ^₃ transformiert und die dritte geschätzte Rotorposition θ^₃ wird als die geschätzte Rotorposition θ^ aus dem Kombinator 410B der geschätzten Position ausgegeben. Im Falle von W_spd=0 wird die Formel (20) zu θ^₅=θ^₄ transformiert und der Wert θ^₄, der in Übereinstimmung mit dem Wert der Gewichtung W_ms gemittelt wird, das heißt die vierte geschätzte Rotorposition θ^₄, wobei es sich um einen gewichteten Mittelwert des Ausgeprägtheitsverfahrens und des Verfahrens der magnetischen Sättigung handelt, wird gemäß der Formel (21) bereitgestellt und als die geschätzte Rotorposition θ^ aus dem Kombinator 410B der geschätzten Position ausgegeben. Im Falle von 0<W_spd<1 wird die fünfte geschätzte Rotorposition θ^₅, die als ein gewichtetes Mittel von mindestens zwei Verfahren generiert wird, das in Abhängigkeit von dem Wert der Gewichtung W_ms zwischen dem Ausgeprägtheitsverfahren, dem Verfahren der magnetischen Sättigung und dem Verfahren der induzierten Spannung und des Verkettungsmagnetflusses bestimmt wird, aus dem Kombinator 410B der geschätzten Position ausgegeben. Es ist anzumerken, dass die Reihenfolge der Berechnungen mit den Formeln (20) und (21) geändert werden kann. Zusätzlich kann die fünfte geschätzte Rotorposition ohne das Berechnen der vierten geschätzten Rotorposition unter Verwendung von Formel (20) mit der darin substituierten Formel (21) berechnet werden. Ferner müssen die Berechnungsformeln für die geschätzte Rotorposition θ^ nicht den Formeln (20) und (21) entsprechen und können beliebigen Berechnungsformeln zum Generieren der geschätzten Rotorposition θ^durch Kombinieren der ersten geschätzten Rotorposition, der zweiten geschätzten Rotorposition und der dritten geschätzten Rotorposition entsprechen, die in den in 17 definierten Antriebsbereichen definiert sind.
• Es ist anzumerken, dass die Positionsschätzungsspannungsberechnungseinheit 5b in der Steuerung 5 aus 14 und die Berechnungsvorrichtungen 406A, 407A und 408A der geschätzten Position/Drehzahl in der Positionsschätzvorrichtung 4B aus 15 nicht die ganze Zeit betrieben werden müssen und gemäß den in 17 definierten Antriebsbereichen stoppen können. Zum Beispiel ist es möglich, lediglich die Komponenten zu betreiben, die mit den Schätzungsverfahren verknüpft sind, die den Zahlen in 17 entsprechen und den Betrieb der Komponenten zu stoppen, die mit den Schätzungsverfahren verknüpft sind, die den Zahlen entsprechen, die nicht beschrieben sind. Zusätzlich kann in dem Bereich (3) in 17 der Betrieb der Positionsschätzungsspannungsberechnungseinheit 5b stoppen und daher Nullausgaben bereitstellen. Folglich kann der Stromverbrauch, der mit der Berechnungsverarbeitung verknüpft ist, verringert werden.
• Selbstverständlich kann, wenn die Berechnungsvorrichtung 406A, 407A oder 408A der geschätzten Position/Drehzahl in einem gestoppten Zustand mit dem Betrieb beginnt, diese Berechnungsvorrichtung der geschätzten Position/Drehzahl, die mit einem Betrieb beginnt, Ausgangswerte, wie etwa die geschätzte Rotorposition, die geschätzte Drehzahl und die Integratorausgabe einer anderen Schätzvorrichtung der Betriebsposition/-drehzahl oder die Ausgabe θ^ des Kombinators 410B der geschätzten Position und die Ausgabe ω^ des Selektors 411A der geschätzten Drehzahl erhalten.
• Wie zuvor beschrieben, werden gemäß der dritten Ausführungsform die Schätzungsinformationen zu den drei Rotorpositionen, die in der zweiten Ausführungsform erhalten werden, durch eine gewichtete Mittelung auf Grundlage von Informationen der magnetischen Sättigung und Drehzahlinformationen kombiniert und die daraus resultierenden Informationen werden ausgegeben. Folglich ist es zusätzlich zu dem Effekt der zweiten Ausführungsform möglich, eine Verschiebung der Reduzierung von Stößen zu erreichen, wenn die Schätzungsinformationen der Rotorposition gewechselt werden.
• Vierte Ausführungsform In der zweiten und dritten Ausführungsform wird mindestens eines des Drehmomentbefehlswerts τ^ für die rotierende elektrische Maschine 1, des Filterausgabewerts τ_f*des Drehmomentbefehlswerts τ*, des geschätzten Drehmoments τ^m, das unter Verwendung des mathematischen Modells der rotierenden elektrischen Maschine erhalten wird, des geschätzten Drehmoments τ^1, das unter Verwendung der Nachschlagetabelle mit dem Antriebsstrom i_f als Argument erhalten wird, des Antriebsstrombefehls i_f*der rotierenden elektrischen Maschine für die rotierende elektrische Maschine 1, des Filterausgabewerts i_ff* des Antriebsstrombefehls i_f*der rotierenden elektrischen Maschine und der Frequenz des Antriebsstroms i_f als Information der magnetischen Sättigung verwendet, um das Verfahren der Rotorpositionsschätzung zu wechseln. Die Informationen der magnetischen Sättigung, die in der zweiten und dritten Ausführungsform verwendet werden, können den Grad der magnetischen Sättigung möglicherweise nicht genau bereitstellen, wenn ein Drehmomentsteuerungsfehler, ein Stromsteuerungsfehler oder ein Positionsschätzungsfehler bei der Steuerung der Steuerung 5 auftritt. Bei der vierten Ausführungsform wird die DC-Komponente I_hdc der zuvor beschriebenen Positionsschätzungsstromamplituden als Information der magnetischen Sättigung zum Wechseln des Verfahrens der Rotorpositionsschätzung verwendet. Es ist anzumerken, dass die DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden einer Komponente der Positionsschätzungsstromamplituden I_uh, I_vh und I_wh entspricht, die sich nicht in Abhängigkeit von der Rotorposition ändert. Das heißt, dass es sich bei der vierten Ausführungsform um eine Ausführungsform handelt, bei der die DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden, die sich nicht in Abhängigkeit von der Rotorposition ändert, als Information der magnetischen Sättigung verwendet wird.
• 18 ist ein Schema, das eine beispielhafte Konfiguration einer Steuervorrichtung 100C für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht. Die Steuervorrichtung 100C gemäß der vierten Ausführungsform, die in 18 veranschaulicht ist, unterscheidet sich von der Steuervorrichtung 100A gemäß der zweiten Ausführungsform, die in 7 veranschaulicht ist, dahingehend, dass die Positionsschätzvorrichtung 4A durch eine Positionsschätzvorrichtung 4C ersetzt wird. Die andere Konfiguration ist gleichbedeutend mit der Konfiguration der zweiten Ausführungsform oder entspricht dieser. Die gleichen oder entsprechenden Komponenten sind durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und redundante Beschreibungen werden weggelassen.
• 19 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration der in 18 veranschaulichten Positionsschätzvorrichtung 4C veranschaulicht. Die Positionsschätzvorrichtung 4C gemäß der vierten Ausführungsform, die in 18 veranschaulicht ist, unterscheidet sich von der Positionsschätzvorrichtung 4A gemäß der zweiten Ausführungsform, die in 8 veranschaulicht ist, dahingehend, dass der Schalter 409A der geschätzten Position durch einen Schalter 409C der geschätzten Position ersetzt wird. Zusätzlich wird anstelle der Informationen der magnetischen Sättigung, die in 8 veranschaulicht sind, die DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden, die durch die DC-Komponenten-Extraktionsvorrichtung 405 extrahiert wird, als Information der magnetischen Sättigung in den Schalter 409C der geschätzten Position eingegeben. Es ist anzumerken, dass die andere Konfiguration gleichbedeutend mit der Konfiguration in 8 ist oder dieser entspricht. Die gleichen oder entsprechenden Komponenten sind durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und redundante Beschreibungen werden weggelassen.
• 20 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration des in 19 veranschaulichten Schalters 409C der geschätzten Position veranschaulicht. Der Schalter 409C der geschätzten Position gemäß der vierten Ausführungsform, der in 20 veranschaulicht ist, unterscheidet sich von dem Schalter 409A der geschätzten Position gemäß der zweiten Ausführungsform, der in 12 veranschaulicht ist, dahingehend, dass der Selektor 410A der geschätzten Position durch einen Kombinator 410C der geschätzten Position ersetzt wird. Zusätzlich wird anstelle der Informationen der magnetischen Sättigung, die in 12 veranschaulicht sind, die DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden als Information der magnetischen Sättigung in den Kombinator 410C der geschätzten Position eingegeben.
• Der Kombinator 410C der geschätzten Position kombiniert die erste geschätzte Rotorposition θ^₁, die zweite geschätzte Rotorposition θ^₂ und die dritte geschätzte Rotorposition θ^₃ durch eine gewichtete Mittelung auf Grundlage von Informationen der magnetischen Sättigung und Drehzahlinformationen.
• 21 ist ein Schema zum Erläutern von Antriebsbereichen in dem in den 19 und 20 veranschaulichten Schalter 409C der geschätzten Position. Die Definitionen der horizontalen Achse, der vertikalen Achse und der Antriebsbereiche in 21 entsprechen denen in der zweiten Ausführungsform. Die horizontale Achse entspricht der Drehzahl der rotierenden elektrischen Maschine und die vertikale Achse entspricht dem Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine. Das Drehmoment auf der vertikalen Achse ist ein Beispiel für Informationen, die mit der DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden korrelieren, wie in der zweiten Ausführungsform. Wms(Ihdc), wodurch die vertikale Achse unterteilt wird, entspricht einer Gewichtung, die durch die DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden und Drehzahlinformationen, das heißt Informationen der magnetischen Sättigung und Drehzahlinformationen, definiert wird. In 21 sind die Grenzen zwischen Antriebsbereichen durch gerade Linien wie in 13 und 17 dargestellt, die Grenzen müssen jedoch keinen geraden Linien entsprechen und können gebogenen Linien entsprechen.
• Wie in 21 veranschaulicht, schwankt der Wert der Gewichtung W_spd in Abhängigkeit von Drehzahlinformationen in dem Bereich von null bis eins. Der Wert der Gewichtung W_ms(I_hdc) schwankt in dem Bereich von null bis eins, in Abhängigkeit von Informationen der magnetischen Sättigung und Drehzahlinformationen. Der Kombinator 410C der geschätzten Position generiert die geschätzte Rotorposition θ^ durch ein Kombinieren in den Antriebsbereichen, die in 21 definiert sind, unter Verwendung der nachfolgenden Formeln (22) und (23).
  [Formel 22] $${\widehat{\theta }}_5=\left(1-w_{spd}\right){\widehat{\theta }}_4+w_{spd}{\widehat{\theta }}_3$$

  

  [Formel 23] $${\widehat{\theta }}_4=\left(1-w_{ms}\left(I_{hdc}\right)\right){\widehat{\theta }}_1+w_{ms}\left(I_{hdc}\right){\widehat{\theta }}_2$$

  
• Die Formel (23) wird erhalten, indem W_ms in der Formel (21) durch W_ms(I_hdc) ersetzt wird. Demnach steht θ^₄ in der Formel (23) für die „vierte geschätzte Rotorposition“, wobei es sich um einen „gewichteten Mittelwert des Ausgeprägtheitsverfahrens und des Verfahrens der magnetischen Sättigung“ handelt, mit der Ausnahme, dass θ^₄ mit W_ms (I_hdc) gewichtet wird.
• Zusätzlich entspricht die Formel (22) der Formel (20), welche die fünfte geschätzte Rotorposition θ^₅ darstellt, wobei es sich um einen mittels W_spd gewichteten Mittelwert der vierten geschätzten Rotorposition θ^₄, die mit der Gewichtung W_ms(I_hdc) gewichtet wird und der dritten geschätzten Rotorposition θ^₃ handelt, wobei es sich um einen berechneten Wert handelt, der allein mit dem Verfahren der induzierten Spannung und des Verkettungsmagnetflusses erhalten wird. Es ist anzumerken, dass die Reihenfolge der Berechnungen mit den Formeln (22) und (23) geändert werden kann. Zusätzlich kann die fünfte geschätzte Rotorposition ohne das Berechnen der vierten geschätzten Rotorposition unter Verwendung von Formel (22) mit der darin substituierten Formel (23) berechnet werden. Ferner müssen die Berechnungsformeln für die geschätzte Rotorposition θ^ nicht den Formeln (22) und (23) entsprechen und können beliebigen Berechnungsformeln zum Generieren der geschätzten Rotorposition θ^ durch Kombinieren der ersten geschätzten Rotorposition, der zweiten geschätzten Rotorposition und der dritten geschätzten Rotorposition entsprechen, die in den in 21 definierten Antriebsbereichen definiert sind.
• In der vierten Ausführungsform sind die Grenzen zwischen Antriebsbereichen und der Gewichtung W_ms(I_hdc) auf Grundlage der DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden definiert, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Informationen der magnetischen Sättigung, die in der zweiten und dritten Ausführungsform verwendet werden, können in Kombination mit der DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden verwendet werden.
• In der vierten Ausführungsform entsprechen Antriebsbereiche, in denen eine Vielzahl von Schätzungsverfahren in Kombination durch eine gewichtete Mittelung verwendet wird, der Definition, wie in 21 veranschaulicht, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Antriebsbereiche können so definiert sein, dass eine der ersten geschätzten Rotorposition θ^₁, der zweiten geschätzten Rotorposition θ^₂ und der dritten geschätzten Rotorposition θ^₃ auf Grundlage der DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden und Drehzahlinformationen ausgewählt wird.
• Selbstverständlich kann die DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden auch zum Bestimmen der Besonderheit der Berechnungsvorrichtung, die jedes Schätzungsverfahren verarbeitet und zum Bestimmen verwendet werden, ob ein Wechsel des Schätzungsverfahrens erlaubt werden soll. Dies ist darauf zurückzuführen, dass bei dem Schätzungsprinzip die Berechnungsvorrichtung 407A der geschätzten Position/Drehzahl im Voraus die Beziehung zwischen dem Antriebsstromvektor und der DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden, wie in 4 veranschaulicht, speichert. Das heißt, dass es, da die Berechnungsvorrichtung 407A der geschätzten Position/Drehzahl die DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden erfasst, die gemäß den Antriebsbedingungen erhalten wird, möglich ist, eine Besonderheit durch das Vergleichen der gespeicherten DC-Komponente I_hdc mit der tatsächlichen DC-Komponente I_hdc zu bestimmen. Zusätzlich ist es, da es die Beziehung zwischen dem Antriebsstromvektor und der DC-Komponente I_hdc ermöglicht, zu bestimmen, ob ein Antriebsbereich der Antriebsbereich ist, in dem das Verfahren der magnetischen Sättigung für einen Antrieb verwendet werden kann, möglich, zu bestimmen, ob ein Wechsel des Schätzungsverfahrens unter Verwendung der tatsächlichen DC-Komponente I_hdc erlaubt werden soll.
• Es ist anzumerken, dass die Positionsschätzungsspannungsberechnungseinheit 5b in der Steuerung 5 aus 18 und die Berechnungsvorrichtungen 406A, 407A und 408A der geschätzten Position/Drehzahl in der Positionsschätzvorrichtung 4C aus 19 nicht die ganze Zeit betrieben werden müssen und gemäß den in 21 definierten Antriebsbereichen stoppen können. Zum Beispiel ist es möglich, lediglich die Komponenten zu betreiben, die mit den Schätzungsverfahren verknüpft sind, die den Zahlen in 21 entsprechen und den Betrieb der Komponenten zu stoppen, die mit den Schätzungsverfahren verknüpft sind, die den Zahlen entsprechen, die nicht beschrieben sind. Zusätzlich kann in dem Bereich (3) in 21 der Betrieb der Positionsschätzungsspannungsberechnungseinheit 5b gestoppt werden und daher Nullausgaben bereitstellen. Folglich kann der Stromverbrauch, der mit der Berechnungsverarbeitung verknüpft ist, verringert werden.
• Selbstverständlich kann, wenn die Berechnungsvorrichtung 406A, 407A oder 408A der geschätzten Position/Drehzahl in einem gestoppten Zustand mit dem Betrieb beginnt, diese Berechnungsvorrichtung der geschätzten Position/Drehzahl, die mit einem Betrieb beginnt, Ausgangswerte, wie etwa die geschätzte Rotorposition, die geschätzte Drehzahl und die Integratorausgabe einer anderen Schätzvorrichtung der Betriebsposition/-drehzahl oder die Ausgabe θ^ des Kombinators 410C der geschätzten Position und die Ausgabe ω^ des Selektors 411A der geschätzten Drehzahl erhalten.
• Wie zuvor beschrieben, kann der Grad der magnetischen Sättigung gemäß der vierten Ausführungsform unabhängig von dem Drehmomentsteuerungsfehler, Stromsteuerungsfehler und Positionsschätzungsfehler genau erfasst werden. Demnach ist es zusätzlich zu dem Effekt der dritten Ausführungsform möglich, eine erhöhte Schätzungsgenauigkeit der Rotorposition zu erhalten.
• Fünfte Ausführungsform
• In der zweiten bis vierten Ausführungsform wird eine der ersten geschätzten Drehzahl ω^₁, der zweiten geschätzten Drehzahl ω^₂ und der dritten geschätzten Drehzahl ω^₃ als Drehzahlinformation zum Wechseln der Schätzungsinformationen zur Rotorposition verwendet. Die Schätzungsgenauigkeit der ersten geschätzten Drehzahl ω^₁, der zweiten geschätzten Drehzahl ω^₂ und der dritten geschätzten Drehzahl ω^₃ variiert in Abhängigkeit von den Antriebsbedingungen. Zum Beispiel ist die Schätzungsgenauigkeit der ersten geschätzten Drehzahl ω^₁ in dem Niedrigdrehzahlbereich und dem Antriebsbereich hoch, in dem der Grad der magnetischen Sättigung klein ist, die Schätzungsgenauigkeit der zweiten geschätzten Drehzahl ω^₂ ist in dem Niedrigdrehzahlbereich und dem Antriebsbereich hoch, in dem der Grad der magnetischen Sättigung groß ist, und die Schätzungsgenauigkeit der dritten geschätzten Drehzahl ω^₃ ist in dem Hochdrehzahlbereich hoch. In der zweiten bis vierten Ausführungsform erfolgt keine bestimmte Beschreibung hinsichtlich der Beziehung zwischen Informationen der geschätzten Drehzahl und Antriebsbereichen. Die fünfte Ausführungsform beschreibt, wie die Genauigkeit von Drehzahlinformationen verbessert werden soll, die zum Wechseln der Schätzungsinformationen zur Rotorposition verwendet werden.
• 22 ist ein Schema, das eine beispielhafte Konfiguration einer Steuervorrichtung 100D für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der fünften Ausführungsform veranschaulicht. Die Steuervorrichtung 100D gemäß der fünften Ausführungsform, die in 22 veranschaulicht ist, unterscheidet sich von der Steuervorrichtung 100C gemäß der vierten Ausführungsform, die in 18 veranschaulicht ist, dahingehend, dass die Positionsschätzvorrichtung 4C durch eine Positionsschätzvorrichtung 4D ersetzt wird. Die andere Konfiguration ist gleichbedeutend mit der Konfiguration der vierten Ausführungsform oder entspricht dieser. Die gleichen oder entsprechenden Komponenten sind durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und redundante Beschreibungen werden weggelassen.
• 23 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration der in 22 veranschaulichten Positionsschätzvorrichtung 4D veranschaulicht. Die Positionsschätzvorrichtung 4D gemäß der fünften Ausführungsform, die in 23 veranschaulicht ist, unterscheidet sich von der Positionsschätzvorrichtung 4C gemäß der vierten Ausführungsform, die in 19 veranschaulicht ist, dahingehend, dass der Schalter 409C der geschätzten Position durch einen Schalter 409D der geschätzten Position ersetzt wird. Die andere Konfiguration ist gleichbedeutend mit der Konfiguration in 8 oder entspricht dieser. Die gleichen oder entsprechenden Komponenten sind durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und redundante Beschreibungen werden weggelassen.
• 24 ist ein Schema, das eine detaillierte beispielhafte Konfiguration des in 23 veranschaulichten Schalters 409D der geschätzten Position veranschaulicht. Der Schalter 409D der geschätzten Position gemäß der fünften Ausführungsform, der in 24 veranschaulicht ist, unterscheidet sich von dem Schalter 409C der geschätzten Position gemäß der vierten Ausführungsform, der in 20 veranschaulicht ist, dahingehend, dass der Kombinator 410C der geschätzten Position durch einen Kombinator 410D der geschätzten Position ersetzt wird und der Selektor 411A der geschätzten Drehzahl durch einen Kombinator 411D der geschätzten Drehzahl ersetzt wird. Zusätzlich wird die DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden als Information der magnetischen Sättigung in den Kombinator 410D der geschätzten Position eingegeben und die Ausgabe des Kombinators 411D der geschätzten Drehzahl wird zu ihm selbst rückgekoppelt.
• Auf Grundlage von Informationen der magnetischen Sättigung und Drehzahlinformationen gibt der Kombinator 411D der geschätzten Drehzahl als die geschätzte Drehzahl ω^ Drehzahlinformationen, die durch das Auswählen von einer der ersten geschätzten Drehzahl ω^₁, der zweiten geschätzten Drehzahl ω^₂ und der dritten geschätzten Drehzahl ω^₃ erhalten werden, oder Drehzahlinformationen aus, die durch das Kombinieren von mindestens zwei geschätzten Drehzahlen durch eine gewichtete Mittelung erhalten werden. Die Ausgabe des Kombinators 411D der geschätzten Drehzahl selbst wird als die Drehzahlinformation zum Auswählen der geschätzten Drehzahl ω^ oder Generieren der geschätzten Drehzahl ω^ durch Kombinieren verwendet. Es ist anzumerken, dass anstelle der geschätzten Drehzahl ω^ eine der ersten geschätzten Drehzahl ω^₁, der zweiten geschätzten Drehzahl ω^₂ und der dritten geschätzten Drehzahl ω^₃ verwendet werden kann.
• Obwohl die Informationen der magnetischen Sättigung in der fünften Ausführungsform der DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden I_uh, I_vh und I_wh entsprechen, die sich nicht in Abhängigkeit von der Rotorposition ändert, können die in der zweiten und dritten Ausführungsform beschriebenen Informationen der magnetischen Sättigung zusätzlich zu der DC-Komponente I_hdc oder anstelle der DC-Komponente I_hdc verwendet werden. Demnach kann der in 24 veranschaulichte Kombinator 410D der geschätzten Position durch einen des in 12 veranschaulichten Selektors 410A der geschätzten Position, des in 16 veranschaulichten Kombinators 410B der geschätzten Position und des in 20 veranschaulichten Kombinators 410C der geschätzten Position ersetzt werden.
• Als Nächstes wird das Verfahren zum Berechnen der geschätzten Drehzahl ω^, die von dem Kombinator 411D der geschätzten Drehzahl ausgegeben wird, in Bezug auf 21 beschrieben. In der fünften Ausführungsform können die in 21 veranschaulichten Zahlenwerte als eine geschätzte Drehzahl herangezogen werden, die in jedem Bereich berechnet wird. Zum Beispiel entspricht in 21 der Bereich (1) einem Bereich zum Berechnen der ersten geschätzten Drehzahl ω^₁, der Bereich (2) entspricht einem Bereich zum Berechnen der zweiten geschätzten Drehzahl ω^₂ und der Bereich (3) entspricht einem Bereich zum Berechnen der dritten geschätzten Drehzahl ω^₃. Zusätzlich entspricht der durch eine Vielzahl von Zahlen, wie etwa „(1)(2)“, dargestellte Bereich einem Bereich, in dem eine Vielzahl von geschätzten Drehzahlen, die diesen Zahlen entsprechen, auf Grundlage der zuvor erwähnten Informationen der magnetischen Sättigung und Drehzahlinformationen kombiniert werden.
• In dem Bereich (1)(2) wird zum Beispiel ein gewichtetes Mittel der ersten geschätzten Drehzahl ω^₁ und der zweiten geschätzten Drehzahl ω^₂ berechnet. Die gestrichelten Linien in der Figur entsprechen Grenzen für einen Wechsel zwischen den zu verwendenden geschätzten Drehzahlen und diese Grenzen sind unter Verwendung der zuvor erwähnten Informationen der magnetischen Sättigung und Drehzahlinformationen definiert. Obwohl die Grenzen durch gerade Linien dargestellt sind, müssen die Grenzen keinen geraden Linien entsprechen und können gebogenen Linien entsprechen.
• Wie in 21 veranschaulicht, schwankt der Wert der Gewichtung W_spd in Abhängigkeit von Drehzahlinformationen in dem Bereich von null bis eins. Der Wert der Gewichtung W_ms(I_hdc) schwankt in dem Bereich von null bis eins, in Abhängigkeit von Informationen der magnetischen Sättigung und Drehzahlinformationen. Der Kombinator 411D der geschätzten Drehzahl generiert die geschätzte Drehzahl ω^ durch ein Kombinieren in den Bereichen, die in 21 definiert sind, unter Verwendung der nachfolgenden Formeln (24) und (25).
  [Formel 24] $${\widehat{\omega }}_5=\left(1-w_{spd}\right){\widehat{\omega }}_4+w_{spd}{\widehat{\omega }}_3$$

  

  [Formel 25] $${\widehat{\omega }}_4=\left(1-w_{ms}\left(I_{hdc}\right)\right){\widehat{\omega }}_1+w_{ms}\left(I_{hdc}\right){\widehat{\omega }}_2$$

  
• In Formel (25) ist ω^₄ ein „mittels W_ms (I_hdc) gewichteter Mittelwert des Ausgeprägtheitsverfahrens und des Verfahrens der magnetischen Sättigung“. Dieser gewichtete Mittelwert ω^₄ wird nachfolgend als die „vierte geschätzte Drehzahl“ bezeichnet.
• In Formel (24) ist ω^₅ ein „mittels W_spd gewichteter Mittelwert der vierten geschätzten Drehzahl ω^₄ und der dritten geschätzten Drehzahl ω^₃, wobei es sich um einen berechneten Wert handelt, der allein mit dem Verfahren der induzierten Spannung und des Verkettungsmagnetflusses erhalten wird“. Dieser kombinierte Wert, der durch eine gewichtete Mittelung erhalten wird, wird nachfolgend als die „fünfte geschätzte Drehzahl“ bezeichnet.
• Im Falle von W_spd=1 wird zum Beispiel die Formel (24) zu ω^₅=ω^₃ transformiert und der „berechnete Wert ω^₃, der allein mit dem Verfahren der induzierten Spannung und des Verkettungsmagnetflusses erhalten wird“, wird als die geschätzte Drehzahl ω^ aus dem Kombinator 411D der geschätzten Drehzahl ausgegeben. Im Falle von W_spd=0 wird die Formel (24) zu (ω^₅=ω^₄ transformiert und der gewichtete Wert ω^_4, der in Übereinstimmung mit dem Wert der Gewichtung W_ms(I_hdc) gemittelt wird, das heißt der „gewichtete Mittelwert ω^₄ des Ausgeprägtheitsverfahrens und des Verfahrens der magnetischen Sättigung“, wird gemäß der Formel (25) bereitgestellt und als die geschätzte Drehzahl ω^ aus dem Kombinator 411D der geschätzten Drehzahl ausgegeben. Im Falle von 0<W_spd<1 wird die geschätzte Drehzahl ω^, die als ein gewichtetes Mittel von mindestens zwei Verfahren generiert wird, das in Abhängigkeit von dem Wert der Gewichtung W_ms(I_hdc) zwischen dem Ausgeprägtheitsverfahren, dem Verfahren der magnetischen Sättigung und dem Verfahren der induzierten Spannung und des Verkettungsmagnetflusses bestimmt wird, aus dem Kombinator 411D der geschätzten Drehzahl ausgegeben.
• In der fünften Ausführungsform entsprechen Bereiche, in denen geschätzte Drehzahlen durch eine gewichtete Mittelung kombiniert werden, der Definition, wie in 21 veranschaulicht, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Bereiche können so definiert sein, dass eine der ersten geschätzten Drehzahl ω^₁, der zweiten geschätzten Drehzahl ω^₂ und der dritten geschätzten Drehzahl ω^₃ auf Grundlage der DC-Komponente I_hdc der Positionsschätzungsstromamplituden und Drehzahlinformationen ausgewählt wird. Es ist anzumerken, dass die Reihenfolge der Berechnungen mit den Formeln (24) und (25) geändert werden kann. Zusätzlich kann die fünfte geschätzte Drehzahl ohne das Berechnen der vierten geschätzten Drehzahl unter Verwendung von Formel (24) mit der darin substituierten Formel (25) berechnet werden. Ferner müssen die Berechnungsformeln für die geschätzte Drehzahl ω^ nicht den Formeln (24) und (25) entsprechen und können beliebigen Berechnungsformeln zum Generieren der geschätzten Drehzahl ω^ durch Kombinieren der ersten geschätzten Drehzahl, der zweiten geschätzten Drehzahl und der dritten geschätzten Drehzahl entsprechen, die in den in 21 definierten Antriebsbereichen definiert sind.
• Wie zuvor beschrieben, ist es gemäß der fünften Ausführungsform möglich, eine plötzliche Veränderung der geschätzten Drehzahl zum Zeitpunkt des Wechsels der geschätzten Position zu verhindern und genauere Drehzahlinformationen zu erfassen. Zusätzlich kann der Grad der magnetischen Sättigung unabhängig von dem Drehmomentsteuerungsfehler, Stromsteuerungsfehler und Positionsschätzungsfehler genau erfasst werden. Demnach ist es möglich, eine höhere Schätzungsgenauigkeit der Rotorposition zu erreichen als in der vierten Ausführungsform.
• Als Nächstes werden Hardwarekonfigurationen zum Umsetzen jeder Funktion oder eines Teils davon, die bzw. der in den Steuervorrichtungen 100, 100A, 100B, 100C und 100D gemäß der ersten bis fünften Ausführungsform vorgesehen ist, beschrieben. Bei jeder Funktion, wie hier verwendet, handelt es sich um die Funktionalität des Stromdetektors 2, der Spannungsanlegevorrichtung 3, der Positionsschätzvorrichtungen 4, 4A, 4B, 4C und 4D und der Steuerung 5.
• 25 ist ein Schema, das eine erste beispielhafte Hardwarekonfiguration zum Umsetzen jeder Funktion oder eines Teils davon, die bzw. der in der Steuervorrichtung vorgesehen ist, für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer beliebigen der ersten bis fünften Ausführungsform veranschaulicht. 26 ist ein Schema, das eine zweite beispielhafte Hardwarekonfiguration zum Umsetzen jeder Funktion oder eines Teils davon, die bzw. der in der Steuervorrichtung vorgesehen ist, für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer beliebigen der ersten bis fünften Ausführungsform veranschaulicht. 25 ist ein Beispiel, bei dem die vorstehende Verarbeitungsschaltung durch dedizierte Hardware, wie etwa eine dedizierte Verarbeitungsschaltung 1000, umgesetzt ist. 26 ist ein Beispiel, bei dem die vorstehende Verarbeitungsschaltung durch einen Prozessor 1001 und eine Speichervorrichtung 1002 umgesetzt ist.
• In dem in 25 veranschaulichten Beispiel werden der Stromdetektor 2 und die Spannungsanlegevorrichtung 3 aus den 1, 7, 14, 18 und 22 funktionell unter Verwendung von dedizierter Hardware umgesetzt, und die Positionsschätzvorrichtungen 4, 4A, 4B, 4C und 4D und die Steuerung 5 werden durch die dedizierte Verarbeitungsschaltung 1000 umgesetzt. In einem Fall, bei dem eine dedizierte Verarbeitungsschaltung verwendet wird, wie in 25 veranschaulicht, kann es sich bei der dedizierten Verarbeitungsschaltung 1000 um eine einzelne Schaltung, eine Verbundschaltung, einen programmierten Prozessor, einen programmierten Parallelprozessor, eine ASIC, ein FPGA oder eine Kombination davon handeln. Die vorstehend beschriebenen Funktionen können durch getrennte Verarbeitungsschaltungen umgesetzt werden oder können gemeinsam durch eine Verarbeitungsschaltung umgesetzt werden.
• In dem in 26 veranschaulichten Beispiel werden der Stromdetektor 2 und die Spannungsanlegevorrichtung 3 aus den 1, 7, 14, 18 und 22 funktionell unter Verwendung von dedizierter Hardware umgesetzt, und die Positionsschätzvorrichtungen 4, 4A, 4B, 4C und 4D und die Steuerung 5 werden durch den Prozessor 1001 umgesetzt, der ein in der Speichervorrichtung 1002 gespeichertes Programm ausführt. Es ist anzumerken, dass eine Vielzahl von Prozessoren 1001 und eine Vielzahl von Speichervorrichtungen 1002 zusammenarbeiten können, um die oben stehenden Funktionen umzusetzen.
• In einem Fall, bei dem der Prozessor 1001 und die Speichervorrichtung 1002 verwendet werden, wie in 26 veranschaulicht, sind die vorstehend beschriebenen Funktionen jeweils durch Software, Firmware oder eine Kombination davon umgesetzt. Die Software oder Firmware ist in Form von Programmen beschrieben und in der Speichervorrichtung 1002 gespeichert. Der Prozessor 1001 liest die in der Speichervorrichtung 1002 gespeicherten Programme und führt sie aus. Man kann auch sagen, dass diese Programme einen Computer dazu veranlassen, die Vorgänge und Verfahren auszuführen, um jede Funktion auszuführen.
• Bei der Speichervorrichtung 1002 kann es sich um einen Halbleiterspeicher handeln, wie etwa einen Direktzugriffsspeicher (Random Access Memory - RAM), einen Festwertspeicher (Read Only Memory - ROM), einen Flash-Speicher, einen löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (Erasable Programmable Read Only Memory - EPROM) oder einen elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory - EEPROM, eingetragenes Markenzeichen). Bei einem Halbleiterspeicher kann es sich um einen nichtflüchtigen oder einen flüchtigen Speicher handeln. Anstelle eines Halbleiterspeichers kann die Speichervorrichtung 1002 eine Magnetplatte, eine Diskette, eine optische Platte, eine Compact Disc, eine Minidisc oder eine Digital Versatile Disc (DVD) sein.
• Es ist anzumerken, dass es sich bei der in der ersten bis fünften Ausführungsform beschriebenen rotierenden elektrischen Maschine 1 um einen Synchron-Reluktanzmotor handelt, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Steuervorrichtungen 100, 100A, 100B, 100C und 100D gemäß der ersten bis fünften Ausführungsform können auf Motoren angewendet werden, die eine Ausgeprägtheit aufweisen, wie etwa einen Synchronmotor mit eingebettetem Magneten oder einen Synchronmotor mit Oberflächenmagneten.
• Obwohl in der ersten bis fünften Ausführungsform die Rotorposition aus der DC-Komponente der Positionsschätzungsstromamplituden geschätzt wird, können Positionsschätzungsspannungsbefehle unterschiedlicher Größe zum Zwecke der Verbesserung der Genauigkeit der Positionsschätzung oder der Verringerung von Geräuschen verwendet werden. In diesem Fall liegt es auf der Hand, dass das Verhältnis der DC-Komponente zu den Positionsschätzungsspannungsbefehlen, z. B. die DC-Komponente der Induktivität, anstelle der DC-Komponente der Positionsschätzungsstromamplituden verwendet werden kann.
• In der ersten bis fünften Ausführungsform ist die Steuerung 5 der Steuervorrichtungen 100, 100A, 100B, 100C und 100D konfiguriert, um das Drehmoment zu steuern, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Steuerung 5 kann auch zum Steuern der Drehzahl konfiguriert sein.
• In der ersten bis fünften Ausführungsform werden Strombefehle für die rotierende elektrische Maschine 1 in Bezug auf das Drehmoment so ausgewählt, dass der Effektivstromwert, das heißt der Kupferverlust, minimiert wird, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Steuervorrichtungen 100, 100A, 100B, 100C und 100D können so konfiguriert sein, dass der Verkettungsmagnetfluss oder der Verlust der rotierenden elektrischen Maschine 1 minimiert wird.
• In den beispielhaften Konfigurationen, die in der ersten bis fünften Ausführungsform beschrieben sind, detektiert der Stromdetektor 2 die Phasenströme der rotierenden elektrischen Maschine 1, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Steuervorrichtungen 100, 100A, 100B, 100C und 100D können in beliebiger Weise konfiguriert sein, solange diese Vorrichtungen Phasenströme detektieren können. Zum Beispiel kann ein Stromsensor, der in einen Wechselrichter (nicht veranschaulicht) der Spannungsanlegevorrichtung 3 integriert ist, die Phasenströme der rotierenden elektrischen Maschine 1 detektieren.
• Es ist anzumerken, dass die in den zuvor erwähnten Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen Beispiele für den Inhalt der vorliegenden Erfindung anzeigen. Die Konfigurationen können mit einer anderen allgemein bekannten Technik kombiniert werden und einige der Konfigurationen können in einem Umfang, der nicht vom Kern der vorliegenden Erfindung abweicht, weggelassen oder verändert werden.
• Bezugszeichenliste

1

rotierende elektrische Maschine;

1a

Rotor;

2

Stromdetektor;

3

Spannungsanlegevorrichtung;

4, 4A, 4B, 4C, 4D

Positionsschätzvorrichtung;

5

Steuerung;

5a

Antriebsspannungsbefehlberechnungseinheit;

5b

Positionsschätzungsspannungsberechnungseinheit;

6

Strombefehlberechnungsvorrichtung;

7

Stromsteuerung;

8

Inverswandler für rotierende Koordinaten;

9

Zwei-zu-Drei-Phasenwandler;

11

Antriebsstromextraktionsvorrichtung;

12, 40800, 40801

Drei-zu-Zwei-Phasenwandler;

13, 40802

Wandler für rotierende Koordinaten;

14

Addierer;

41, 42

Signalprozessor;

100, 100A, 100B, 100C, 100D

Steuervorrichtung;

401

Positionsschätzungsstrom- Extraktionsvorrichtung;

402

Antriebsstromextraktionsvorrichtung;

403

Positionsschätzungsstromamplituden-Berechnungsvorrichtung;

404

AC-Komponenten-Extraktionsvorrichtung;

405

DC- Komponenten-Extraktionsvorrichtung;

406, 407, 408

Berechnungsvorrichtung der geschätzten Position;

406A, 407A, 408A

Berechnungsvorrichtung der geschätzten Position/Drehzahl;

409, 409A, 409B, 409C, 409D

Schalter der geschätzten Position;

410A

Selektor der geschätzten Position;

410B, 410C, 410D

Kombinator der geschätzten Position;

411A

Selektor der geschätzten Drehzahl;

411D

Kombinator der geschätzten Drehzahl;

1000

dedizierte Verarbeitungsschaltung;

1001

Prozessor;

1002

Speichervorrichtung;

4060

Berechnungsvorrichtung der geschätzten Drehzahl;

4070, 4071

LUT

4072

Subtrahierer;

4073

Teiler;

4074, 4081Aa

Proportionalintegrator;

4075, 4081Ab

Integrator;

4080

4081A

Positionsschätzungsfehler-Berechnungsvorrichtung;

4081,

PLL;

40803

Berechnungsvorrichtung der Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts-AC-Komponente;

40804

Schätzvorrichtung der Verkettungsmagnetfluss-Induktivitäts- AC-Komponente;

40805

Berechnungsvorrichtung des Rotorpositionsschätzungsfehlers.

• 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 5145850 [0009]
• JP 5324646 [0045]

Claims (12)

1. Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine, wobei die Steuervorrichtung eine mehrphasige rotierende elektrische Maschine antreiben und steuern soll, wobei die Steuervorrichtung Folgendes umfasst: ein Stromdetektionsmittel zum Detektieren von Strömen der rotierenden elektrischen Maschine, die durch eine rotierende elektrische Maschine fließen; ein Positionsschätzmittel zum Schätzen einer Rotorposition auf Grundlage der Ströme der rotierenden elektrischen Maschine, wobei die Rotorposition einer Rotationsposition eines Rotors der rotierenden elektrischen Maschine entspricht; und eine Steuerung zum Berechnen von Antriebsspannungsbefehlen der rotierenden elektrischen Maschine und eines Positionsschätzungsspannungsbefehls für jede Phase auf Grundlage der Ströme der rotierenden elektrischen Maschine und einer geschätzten Rotorposition, die einem Schätzwert der Rotorposition entspricht, wobei die Antriebsspannungsbefehle der rotierenden elektrischen Maschine zum Antreiben der rotierenden elektrischen Maschine gedacht sind, wobei der Positionsschätzungsspannungsbefehl für jede Phase zum Schätzen der Rotorposition gedacht ist, wobei das Positionsschätzmittel eine erste geschätzte Rotorposition, eine zweite geschätzte Rotorposition und eine dritte geschätzte Rotorposition berechnet und Folgendes ausgibt: die geschätzte Rotorposition, die durch das Auswählen von einer der ersten geschätzten Rotorposition, der zweiten geschätzten Rotorposition und der dritten geschätzten Rotorposition erhalten wird; oder die geschätzte Rotorposition, die durch das Kombinieren von mindestens zwei der ersten geschätzten Rotorposition, der zweiten geschätzten Rotorposition und der dritten geschätzten Rotorposition erhalten wird, wobei die erste geschätzte Rotorposition auf AC-Komponenten von Positionsschätzungsstromamplituden basiert, bei denen es sich um Amplituden von Positionsschätzungsströmen handelt, die durch das Anlegen von Positionsschätzungsspannungen auf Grundlage der Positionsschätzungsspannungsbefehle generiert werden, wobei die zweite geschätzte Rotorposition auf einer DC-Komponente der Positionsschätzungsstromamplituden basiert, wobei die dritte geschätzte Rotorposition auf den Strömen der rotierenden elektrischen Maschine und einem Verkettungsmagnetfluss basiert, der aus einer induzierten Spannung berechnet wird, die aufgrund einer Ausgeprägtheit des Rotors erzeugt wird.
2. Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei das Positionsschätzmittel die erste geschätzte Rotorposition auswählt und ausgibt, wenn Drehzahlinformationen zu der rotierenden elektrischen Maschine kleiner sind als ein Schwellenwert und Informationen der magnetischen Sättigung zu der rotierenden elektrischen Maschine kleiner sind als ein Schwellenwert, die zweite geschätzte Rotorposition auswählt und ausgibt, wenn die Drehzahlinformationen kleiner sind als der Schwellenwert und die Informationen der magnetischen Sättigung größer sind als der Schwellenwert, und die dritte geschätzte Rotorposition auswählt und ausgibt, wenn die Drehzahlinformationen größer sind als der Schwellenwert.
3. Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 2, wobei, wenn eine der ersten geschätzten Rotorposition, der zweiten geschätzten Rotorposition und der dritten geschätzten Rotorposition ausgewählt ist, eine Komponente, die einen Prozess zum Berechnen einer geschätzten Rotorposition ausführt, die nicht ausgewählt ist, ihren Betrieb stoppt.
4. Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei das Positionsschätzmittel die geschätzte Rotorposition ausgibt, die erhalten wird, indem ein gewichtetes Mittel der ersten geschätzten Rotorposition, der zweiten geschätzten Rotorposition und der dritten geschätzten Rotorposition auf Grundlage von Informationen der magnetischen Sättigung hinsichtlich der rotierenden elektrischen Maschine und Drehzahlinformationen hinsichtlich der rotierenden elektrischen Maschine herangezogen wird.
5. Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei das Positionsschätzmittel eine vierte geschätzte Rotorposition berechnet, indem ein gewichtetes Mittel der ersten geschätzten Rotorposition und der zweiten geschätzten Rotorposition auf Grundlage von Informationen der magnetischen Sättigung hinsichtlich der rotierenden elektrischen Maschine herangezogen wird, eine fünfte geschätzte Rotorposition berechnet, indem ein gewichtetes Mittel der vierten geschätzten Rotorposition und der dritten geschätzten Rotorposition auf Grundlage von Drehzahlinformationen hinsichtlich der rotierenden elektrischen Maschine herangezogen wird, und die fünfte geschätzte Rotorposition ausgibt.
6. Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Drehzahlinformationen einer von einer ersten geschätzten Drehzahl auf Grundlage der aus den Positionsschätzungsströmen detektierten Ausgeprägtheit des Rotors, einer zweiten geschätzten Drehzahl auf Grundlage der DC-Komponente der Positionsschätzungsstromamplituden, und einer dritten geschätzten Drehzahl auf Grundlage der Ströme der rotierenden elektrischen Maschine und des Verkettungsmagnetflusses entsprechen.
7. Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 6, wobei, wenn eine der ersten geschätzten Drehzahl, der zweiten geschätzten Drehzahl und der dritten geschätzten Drehzahl verwendet wird, eine Komponente, die einen Prozess zum Berechnen einer geschätzten Drehzahl ausführt, die nicht verwendet wird, ihren Betrieb stoppt.
8. Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 6, wobei ein gewichteter Mittelwert von mindestens zwei der ersten geschätzten Drehzahl, der zweiten geschätzten Drehzahl und der dritten geschätzten Drehzahl als die Drehzahlinformation verwendet wird.
9. Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 6, wobei das Positionsschätzmittel als die Drehzahlinformation eine geschätzte Drehzahl verwendet, die erhalten wird, indem ein gewichtetes Mittel der ersten geschätzten Drehzahl, der zweiten geschätzten Drehzahl und der dritten geschätzten Drehzahl auf Grundlage von Informationen der magnetischen Sättigung hinsichtlich der rotierenden elektrischen Maschine und der Drehzahlinformationen herangezogen wird.
10. Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 6, wobei das Positionsschätzmittel eine vierte geschätzte Drehzahl berechnet, indem ein gewichtetes Mittel der ersten geschätzten Drehzahl und der zweiten geschätzten Drehzahl auf Grundlage von Informationen der magnetischen Sättigung hinsichtlich der rotierenden elektrischen Maschine herangezogen wird, eine fünfte geschätzte Drehzahl berechnet, indem ein gewichtetes Mittel der vierten geschätzten Drehzahl und der dritten geschätzten Drehzahl auf Grundlage der Drehzahlinformationen herangezogen wird, und die fünfte geschätzte Drehzahl als die Drehzahlinformation verwendet.
11. Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei die Informationen der magnetischen Sättigung mindestens einem der Folgenden entsprechen: einem Drehmomentbefehlswert für die rotierende elektrische Maschine, einem Filterausgabewert des Drehmomentbefehlswerts, einem geschätzten Drehmoment, das unter Verwendung eines mathematischen Modells der rotierenden elektrischen Maschine erhalten wird, einem geschätzten Drehmoment, das unter Verwendung einer Nachschlagetabelle mit einem Antriebsstrom als Argument erhalten wird, einem Antriebsstrombefehl der rotierenden elektrischen Maschine für die rotierende elektrische Maschine, einem Filterausgabewert des Antriebsstrombefehls der rotierenden elektrischen Maschine, und einer Frequenz des Antriebsstroms.
12. Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei die Informationen der magnetischen Sättigung der DC-Komponente der Positionsschätzungsstromamplituden entsprechen.

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