DE112022001154T5

DE112022001154T5 - Motorsteuervorrichtung und motorsteuerverfahren

Info

Publication number: DE112022001154T5
Application number: DE112022001154.8T
Authority: DE
Inventors: Yasuaki Sato; Keisuke Suzuki; Katsuhiro Hoshino; Hideki Sekiguchi
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2021-04-22
Filing date: 2022-02-15
Publication date: 2023-12-21
Also published as: JPWO2022224559A1; WO2022224559A1; JP7442736B2; CN117242694A

Abstract

Eine Motorsteuervorrichtung enthält einen Wechselrichter, der einem Motor, der in einem Fahrzeug angebracht ist, einen Wechselstrom zuführt; eine Stromdetektionseinheit, die den Wechselstrom detektiert; eine Positionsdetektionseinheit, die einen Rotorphasenwinkel des Motors detektiert; und eine Wechselrichter-Steuereinheit, die den Wechselrichter auf der Grundlage eines Stromwertes, der durch die Stromdetektionseinheit detektiert wird, und des Rotorphasenwinkels, der durch die Positionsdetektionseinheit detektiert wird, steuert, wobei die Wechselrichter-Steuereinheit als Antwort auf einen zeitlichen Verlauf, mit dem eine Schwingung des Fahrzeugs erzeugt wird, einen Stromphasenwinkel des Motors ändert und bewirkt, dass ein Zyklus einer Wellenform eines resultierenden Stroms des Wechselstroms unregelmäßig ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorsteuervorrichtung und ein Motorsteuerverfahren.
Hintergrundgebiet
Selbst dann, wenn ein Motor mit einem konstanten Drehmoment-Befehlswert angetrieben wird, tritt die periodische Schwankung eines Drehmoments aufgrund von Unregelmäßigkeiten oder Schwankungen von Parametern, die von einer Hardware des Motors abhängen, auf. Wenn in einem Fall, in dem ein Motor in einem Fahrzeug angebracht ist, ein Resonanzpunkt mit der periodischen Schwankung des Drehmoments des Motors in einem Antriebsstrang vorhanden ist, der den Motor, ein Getriebe, eine Antriebswelle und ein Rad miteinander verbindet, schwingt das Fahrzeug selbst mit einer geringen periodischen Schwankung des Drehmoments auf eine verstärkte Weise und deshalb schwingt das Fahrzeug, wobei der Fahrkomfort eines Fahrers verschlechtert wird.
Die Patentliteratur 1 offenbart eine Steuervorrichtung, bei der dann, wenn eine rotierende elektrische Maschine mit einem vorgegebenen Drehmoment und einer vorgegebenen Drehzahl angetrieben wird, bewirkt wird, dass ein Stromwert konstant ist und eine Stromphase eines sinusförmigen Stroms periodisch geändert wird, womit die periodische Schwankung des Drehmoments verringert wird.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
PTL 1: WO 2018/002731 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die in der Patentliteratur 1 beschriebene Steuervorrichtung steuert den Motor unabhängig von dem zeitlichen Verlauf, mit dem die Schwingung des Fahrzeugs erzeugt wird, weshalb die Steuervorrichtung den Einfluss auf die Schwingung des Fahrzeugs nicht verringern kann.
Lösung des Problems
Eine Motorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Motorsteuervorrichtung, die Folgendes enthält: einen Wechselrichter, der einem Motor, der in einem Fahrzeug angebracht ist, einen Wechselstrom zuführt; eine Stromdetektionseinheit, die den Wechselstrom detektiert; eine Positionsdetektionseinheit, die einen Rotorphasenwinkel des Motors detektiert; und eine Wechselrichter-Steuereinheit, die den Wechselrichter auf der Grundlage eines Stromwertes, der durch die Stromdetektionseinheit detektiert wird, und des Rotorphasenwinkels, der durch die Positionsdetektionseinheit detektiert wird, steuert, wobei die Wechselrichter-Steuereinheit als Antwort auf einen zeitlichen Verlauf, mit dem eine Schwingung des Fahrzeugs erzeugt wird, einen Stromphasenwinkel des Motors ändert und bewirkt, dass ein Zyklus einer Wellenform eines resultierenden Stroms des Wechselstroms unregelmäßig ist.
Ein Motorsteuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Motorsteuerverfahren, das durch eine Motorsteuervorrichtung verwendet wird, die Folgendes enthält: einen Wechselrichter, der einem Motor, der in einem Fahrzeug angebracht ist, einen Wechselstrom zuführt; eine Stromdetektionseinheit, die den Wechselstrom detektiert; eine Positionsdetektionseinheit, die einen Rotorphasenwinkel des Motors detektiert; und eine Wechselrichter-Steuereinheit, die den Wechselrichter auf der Grundlage eines Stromwertes, der durch die Stromdetektionseinheit detektiert wird, und des Rotorphasenwinkels, der durch die Positionsdetektionseinheit detektiert wird, steuert, wobei das Motorsteuerverfahren als Antwort auf einen zeitlichen Verlauf, mit dem eine Schwingung des Fahrzeugs erzeugt wird, das Ändern eines Stromphasenwinkels des Motors und das Bewirken, dass ein Zyklus einer Wellenform eines resultierenden Stroms des Wechselstroms unregelmäßig wird, enthält.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch das Durchführen einer Motorsteuerung als Antwort auf einen zeitlichen Verlauf, mit dem die Schwingung des Fahrzeugs erzeugt wird, der Einfluss auf die Schwingung des Fahrzeugs verringert werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Systems, das eine Motorsteuervorrichtung enthält.
2 ist ein genaues Blockkonfigurationsdiagramm einer Wechselrichter-Steuereinheit.
3 ist ein Stromvektordiagramm.
4 ist eine Grafik, die eine Änderungsabbildung veranschaulicht.
5(A), 5(B) und 5(C) sind Grafiken, die Anwendungsabbildungen veranschaulichen.
6(A), 6(B) und 6(C) sind Grafiken, die einen Stromphasenwinkel, eine Wellenform eines resultierenden Stroms und eine Rotorphasenwinkelgeschwindigkeit veranschaulichen.
7 ist eine Grafik, die ein Analyseergebnis von Frequenzkomponenten eines Drehmoments eines Motors veranschaulicht.

Beschreibung der Ausführungsformen
1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Systems, das eine Motorsteuervorrichtung 100 enthält.
Eine Sekundärbatterie 200 ist über einen Kontaktgeber 201 mit der Motorsteuervorrichtung 100 verbunden und der Motorsteuervorrichtung 100 wird eine Gleichstromleistung zugeführt. Ein Glättungskondensator 202 ist zwischen einer Seite der positiven Elektrode und eine Seite der negativen Elektrode der zugeführten Gleichstromleistung verbunden. Ein Dreiphasen-Wechselstrom, der von der Motorsteuervorrichtung 100 ausgegeben wird, wird einem Motor 300 zugeführt, um den Motor 300 anzutreiben. Der Motor 300 wird unter Bezugnahme auf einen Fall, bei dem der Motor 300 ein Dreiphasenmotor ist, beschrieben.
Die Motorsteuervorrichtung 100, die Sekundärbatterie 200 und der Motor 300 sind in einem Fahrzeug wie etwa einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug angebracht und treiben das Fahrzeug an.
Die Motorsteuervorrichtung 100 enthält einen Wechselrichter 101, eine Gate-Ansteuerschaltung 102, eine Stromdetektionseinheit 103, eine Positionsdetektionseinheit 104 und eine Wechselrichter-Steuereinheit 105.
Der Wechselrichter 101 enthält Schaltungen des oberen und des unteren Zweigs, die drei Phasen entsprechen. Jede Zweigschaltung enthält ein Leistungshalbleiterelement zum Schalten und eine Diode. Das Leistungshalbleiterelement führt als Antwort auf ein Ansteuersignal, das von der Gate-Ansteuerschaltung 102 ausgegeben wird, einen Schaltbetrieb durch. Wenn ein Schaltbetrieb des Leistungshalbleiterelements durchgeführt wird, gibt der Wechselrichter 101 auf der Grundlage einer Gleichstromleistung, die von der Sekundärbatterie 200 zugeführt wird, einen Dreiphasen-Wechselstrom aus.
Die Stromdetektionseinheit 103 detektiert einen Dreiphasen-Wechselstrom, der vom Wechselrichter 101 an den Motor 300 ausgegeben wird, und gibt die Stromwerte iu, iv und iw der jeweiligen Phasen an die Wechselrichter-Steuereinheit 105 aus.
Die Positionsdetektionseinheit 104 detektiert die Drehposition des Motors 300 durch einen Drehmelder 301 oder dergleichen und gibt einen Rotorphasenwinkel θe an die Wechselrichter-Steuereinheit 105 aus.
Die Wechselrichter-Steuereinheit 105 berechnet auf der Grundlage der Stromwerte iu, iv und iw, die durch die Stromdetektionseinheit 103 detektiert werden, und des Rotorphasenwinkels θe, der durch die Positionsdetektionseinheit 104 detektiert wird, die Spannungsbefehle Vu, Vv und Vw der jeweiligen Phasen und steuert den Wechselrichter 101. Obwohl Einzelheiten später beschrieben werden, ändert die Wechselrichter-Steuereinheit 105 einen Stromphasenwinkel des Motors 300 in der Nähe eines Nulldurchgangs des Dreiphasen-Wechselstroms, der einem zeitlichen Verlauf entspricht, mit dem die Schwingung des Fahrzeugs erzeugt wird, und bewirkt, dass der Zyklus einer Wellenform eines resultierenden Stroms des Dreiphasen-Wechselstroms unregelmäßig ist, womit der Einfluss auf die Schwingung des Fahrzeugs verringert wird.
Eine Fahrzeugsteuereinheit 400 bestimmt auf der Grundlage von Fahrzeuginformationen wie z. B. einem Beschleunigungssensorwert des Fahrzeugs, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einem Öffnungsgrad eines Beschleunigungspedals, einer Drehzahl des Motors 300 und dergleichen ein Fahrszenario des Fahrzeugs. Das Fahrszenario ist ein Fahrszenario, in dem Schwingung oder Rauschen erzeugt wird. Zum Beispiel ist das Fahrszenario ein Zustand unmittelbar, nachdem das Fahrzeug gestartet ist, ein Zustand unmittelbar, bevor das Fahrzeug anhält, oder ein Zustand, wenn das Fahrzeug auf einer Steigung fährt. Das bestimmte Fahrszenario wird an die Wechselrichter-Steuereinheit 105 ausgegeben. Ferner gibt die Fahrzeugsteuereinheit 400 auf der Grundlage der Fahrzeuginformationen einen Drehmomentbefehl τ* zum Ansteuern des Motors 300 an die Wechselrichter-Steuereinheit 105 aus.
Die Wechselrichter-Steuereinheit 105 und die Fahrzeugsteuereinheit 400 können durch einen Computer gebildet sein, der eine CPU, einen Datenspeicher und dergleichen enthält. In diesem Fall führt der Computer eine Verarbeitung durch, indem ein Programm, das in einem Datenspeicher oder dergleichen gespeichert ist, ausgeführt wird. Ferner kann die gesamte Verarbeitung oder ein Anteil der Verarbeitung durch eine Hardware-Logikschaltung implementiert sein. Ferner kann das Programm in einem Zustand bereitgestellt werden, in dem das Programm vorab in einem Speichermedium gespeichert worden ist. Alternativ kann das Programm über eine Netzleitung bereitgestellt werden. Das Programm kann als diverse Formen von computerlesbaren Computerprogrammprodukten wie etwa Datensignale (Trägerwellen) bereitgestellt werden.
2 ist ein genaues Blockkonfigurationsdiagramm der Wechselrichter-Steuereinheit 105.
Die Wechselrichter-Steuereinheit 105 enthält eine Stromumsetzungseinheit 10, eine d-Achsen-Umsetzungseinheit 11, eine q-Achsen-Umsetzungseinheit 12, eine Winkelgeschwindigkeits-Arithmetikbetriebseinheit 13, eine dq-Koordinatenumsetzungseinheit 14, eine UVW-Koordinatenumsetzungseinheit 15, eine Änderungsabbildung 16, eine Anwendungsabbildung 17, einen Multiplizierer 18 und einen Addierer 19.
Die Stromumsetzungseinheit 10 setzt einen eingegebenen Drehmomentbefehl τ* und einen endgültigen Wert α* eines Stromphasenwinkels unter Verwendung der folgenden Ausdrücke, das heißt, des Ausdrucks (1), des Ausdrucks (2) und des Ausdrucks (3), in einen d-Achsen-Strombefehlswert i_d* und einen q-Achsen-Strombefehlswert i_q* um.
[Ausdruck (1)] $I = \frac{- \frac{φ_{a}}{L_{d} - L_{q}} + \sqrt{{(\frac{φ_{a}}{L_{d} - L_{q}})}^{2} - 4 cos α^{*} \cdot sin α^{*} (- \frac{τ^{*}}{P_{n} (L_{d} - L_{q})})}}{2 cos α^{*} \cdot sin α^{*}}$

[Ausdruck 2] $i_{q}^{*} = I cos α^{*}$

[Ausdruck 3] $i_{d}^{*} = I sin α^{*}$
Hier ist Φa die Anzahl der magnetischen Flüsse der Verkettung, Pn ist die Anzahl der Polpaare, Ld ist die d-Achsen-Induktivität und Lq ist die q-Achsen-Induktivität. Der endgültige Wert α* des Stromphasenwinkels ist ein Stromphasenwinkel α₁* des Motors 300, der auf der Grundlage der Informationen des Drehmelders 301 berechnet wird, wenn die Änderungsabbildung 16, die später beschrieben wird, nicht angewendet wird. Der Stromphasenwinkel α₁* wird auf einen Stromphasenwinkel eingestellt, durch den unter Berücksichtigung eines schwachen Feldes ein wirksamer d-Achsen-Strombefehlswert i_d* und ein wirksamer q-Achsen-Strombefehlswert i_q* erfasst werden.
Die d-Achsen-Umsetzungseinheit 11 setzt einen d-Achsen-Strombefehlswert i_d* auf der Grundlage einer Rotorphasenwinkelgeschwindigkeit ωe, die durch die Winkelgeschwindigkeits-Arithmetikbetriebseinheit 13 erhalten wird, und eines d-Achsen-Stromwertes i_d, der durch die UVW-Koordinatenumsetzungseinheit 15 erhalten wird, in einen d-Achsen-Spannungsbefehlswert v_d* um und die d-Achsen-Umsetzungseinheit 11 gibt den d-Achsen-Spannungsbefehlswert v_d* an die dq-Koordinatenumsetzungseinheit 14 aus.
Die q-Achsen-Umsetzungseinheit 12 setzt einen q-Achsen-Strombefehlswert i_q* auf der Grundlage einer Rotorphasenwinkelgeschwindigkeit ωe, die durch die Winkelgeschwindigkeits-Arithmetikbetriebseinheit 13 erhalten wird, und eines q-Achsen-Stromwertes i_q, der durch die UVW-Koordinatenumsetzungseinheit 15 erhalten wird, in einen q-Achsen-Spannungsbefehlswert v_q* um und die q-Achsen-Umsetzungseinheit 12 gibt den q-Achsen-Spannungsbefehlswert v_q* an die dq-Koordinatenumsetzungseinheit 14 aus.
Die dq-Koordinatenumsetzungseinheit 14 setzt den d-Achsen-Spannungsbefehlswert v_d* und den q-Achsen-Spannungsbefehlswert v_q* in die Spannungsbefehle Vu, Vv und Vw der drei Phasen um , die aus einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase bestehen.
Die UVW-Koordinatenumsetzungseinheit 15 setzt die Stromwerte iu, iv und iw der drei Phasen, die aus der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase bestehen, in einen d-Achsen-Stromwert i_d und einen q-Achsen-Stromwert i_q um.
Obwohl die Einzelheiten später beschrieben werden, ist die Änderungsabbildung 16 eine Abbildung zum Ändern eines Stromphasenwinkels des Motors in der Nähe eines Nulldurchgangs des Dreiphasen-Wechselstroms. Ein Stromphasenwinkel α₁* und ein Rotorphasenwinkel θe werden in die Änderungsabbildung 16 eingegeben und ein Stromphasen-Änderungswert α₂* wird von der Änderungsabbildung 16 ausgegeben.
Obwohl die Einzelheiten später beschrieben werden, werden eine Rotorphasenwinkelgeschwindigkeit ωe, ein Fahrszenario und ein Drehmomentbefehl τ* in die Anwendungsabbildung 17 eingegeben. Die Anwendungsabbildung 17 bestimmt den zeitlichen Verlauf, mit dem eine Schwingung des Fahrzeugs erzeugt wird, auf der Grundlage dieser eingegebenen Informationen und gibt eine Verstärkung G aus, die den Grad der Anwendung angibt.
Der Multiplizierer 18 multipliziert einen Stromphasen-Änderungswert α₂* aus der Änderungsabbildung 16 auf der Grundlage der Verstärkung G aus der Anwendungsabbildung 17. Das Ergebnis der Multiplikation wird durch den Addierer 19 zum Stromphasenwinkel α₁* addiert, derart, dass ein endgültiger Wert α* des Stromphasenwinkels erhalten wird.
Wenn die Änderungsabbildung 16 der Anwendungsabbildung 17 entsprechend angewendet wird, ändert die Wechselrichter-Steuereinheit 105 einen Stromphasenwinkel α₁* des Motors 300 in der Nähe eines Nulldurchgangs eines Dreiphasen-Wechselstroms, der einem zeitlichen Verlauf entspricht, mit dem die Schwingung des Fahrzeugs erzeugt wird, ohne einen Drehmomentbefehl τ* zu ändern, und bewirkt, dass der Zyklus einer Wellenform eines resultierenden Stroms eines Dreiphasen-Wechselstroms unregelmäßig ist. Als ein Ergebnis wird der Einfluss der periodischen Schwankung eines Drehmoments des Motors 300 auf die Schwingung des Fahrzeugs verringert.
3 ist ein Stromvektordiagramm.
Wie in 3 veranschaulicht ist, wird eine α-Achse in der horizontalen Richtung abgetragen und eine β-Achse wird in der vertikalen Richtung abgetragen. Die Position, die um einen Rotorphasenwinkel θe zur α-Achse verschoben ist, ist die d-Achse und die Position, die um 90 Grad zur d-Achse verschoben ist, ist die q-Achse.
Ein Drehmoment τ des Motors 300 wird durch einen resultierenden Vektor eines d-Achsen-Strombefehlswertes i_d* auf der d-Achse und eines q-Achsen-Strombefehlswertes i_q* auf der q-Achse ausgedrückt. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Stromphasenwinkel α₁* geändert. Der Stromphasenwinkel α₁* wird zwischen dem Minimalwert α_ph1 * und dem Maximalwert α_ph2* geändert. Bei dieser Änderung wird das Drehmoment τ des Motors 300 auf einer Kurve T gleichen Drehmoments gehalten, auf der das Drehmoment τ konstant ist. Mit anderen Worten, die Wechselrichter-Steuereinheit 105 erzeugt Strombefehlswerte i_d* und i_q*, die selbst dann, wenn der Stromphasenwinkel geändert wird, zum Drehmoment τ des Motors 300 vor der Änderung des Stromphasenwinkels äquivalent sind. Es sei erwähnt, dass, obwohl die Erhöhung des Minimalwertes α_ph1 * und des Maximalwertes α_ph2* des Stromphasenwinkels α₁* zur Unterdrückung der Schwingung führt, ein Energieverlust erhöht wird. Dementsprechend ist es angemessen, dass der Stromphasenwinkel α₁* z. B. etwa 15° ist. Daraufhin wird die Änderung des Stromphasenwinkels α₁* derart durchgeführt, dass der Stromphasenwinkel α₁* in der Nähe eines Nulldurchgangs eines Dreiphasen-Wechselstroms maximal wird. 3 veranschaulicht einen Fall, bei dem ein Wert, der durch Addieren eines Rotorphasenwinkels θe und eines Stromphasenwinkels α₁* miteinander erhalten wird, 5π/6 ist.
4 ist eine Grafik, die die Änderungsabbildung 16 veranschaulicht. Eine Eingangsseite (Rotorphasenwinkel θe + Stromphasenwinkel α₁*) wird auf einer Abszissenachse abgetragen und eine Ausgangsseite (der Stromphasen-Änderungswert α₂*) wird auf einer Ordinatenachse abgetragen. Wenn ein Wert von Rotorphasenwinkel θe + Stromphasenwinkel α₁* auf der Eingangsseite eingegeben wird, wird der Stromphasen-Änderungswert α₂* ausgegeben, der dem Wert entspricht und in der Grafik veranschaulicht ist.
Ein Stromsteuerungszyklus Ic, der einem Zyklus eines elektrischen Winkels eines Dreiphasen-Wechselstroms entspricht, ist durch eine gepunktete Linie auf einer Abszissenachse in 4 angegeben. Der Stromsteuerungszyklus Ic weist π/6, π/2, 5π/6, 7π/6, 3π/2 und 11π/6 als Nulldurchgangspunkte des Dreiphasen-Wechselstroms auf. Der Stromphasenwinkel eilt an den Nulldurchgangspunkten von π/6, 5π/6 und 3π/2 zu einem Maximalwert α_ph2* vor und eine Stromphase wird an den Nulldurchgangspunkten π/2, 7π/6 und 11π/6 ein Verzögerungsminimalwert α_ph1*. Durch Nachschlagen in der Änderungsabbildung 16 ist es möglich, einen Stromphasen-Änderungswert α₂* zum Ändern des Stromphasenwinkels in einem Bereich zwischen dem Minimalwert α_ph1 * und dem Maximalwert α_ph2* in der Nähe des Nulldurchgangs des Dreiphasen-Wechselstroms zu erhalten. Durch das Verschieben des Stromphasenwinkels durch Voreilung oder Verzögerung des Stromphasenwinkels unter Verwendung des Stromphasen-Änderungswertes α₂* in Übereinstimmung mit dem zeitlichen Verlauf der Schwingung des Fahrzeugs wird die periodische Schwankung des Stroms (des Drehmoments) eines elektrischen Winkels der sechsten Ordnung unterdrückt und die periodische Schwankung des Stroms wird auf andere Komponenten gestreut. Dementsprechend kann der Einfluss auf die Schwingung des Fahrzeugs verringert werden.
5(A), 5(B) und 5(C) sind Grafiken, die die Anwendungsabbildung 17 veranschaulichen. Diverse Informationen werden in eine Eingangsseite einer Abszissenachse eingegeben und eine Verstärkung G, die auf einer Ordinatenachse angegeben wird, wird entsprechend den eingegebenen Informationen ausgegeben.
In 5(A) ist die Eingangsseite (die Rotorphasenwinkelgeschwindigkeit ωe) auf der Abszissenachse abgetragen und die Ausgangsseite (die Verstärkung G) ist auf der Ordinatenachse abgetragen. Obwohl 5(A) ein Beispiel ist, ist die Verstärkung G 1, wenn die Rotorphasenwinkelgeschwindigkeit ωe ωe1 ist, und wenn die Rotorphasenwinkelgeschwindigkeit ωe ωe2 ist, ist die Verstärkung G 0,5. Es wird angenommen, dass die Relation zwischen der Rotorphasenwinkelgeschwindigkeit ωe des Motors 300 und der Schwingung des Fahrzeugs wird vorab durch einen Versuch oder dergleichen in Bezug auf das Fahrzeug erhalten wird und als die Anwendungsabbildung 17 eingestellt wird. Insbesondere dann, wenn ein Resonanzpunkt mit der periodischen Schwingung eines Drehmoments des Motors 300 in einem Antriebsstrang vorhanden ist, die den Motor, ein Getriebe, eine Antriebswelle und ein Rad verbindet, wenn der Motor 300 auf dem Fahrzeug angebracht ist, wird eine Rotorphasenwinkelgeschwindigkeit ωe, die dem Resonanzpunkt entspricht, auf ωe1 als ein Resonanzfrequenzbereich des Fahrzeugs eingestellt. Eine Rotorphasenwinkelgeschwindigkeit ωe2 wird z. B. dann eingestellt, wenn sich eine Resonanzfrequenz eines Schalls zeigt, der aufgrund einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entsteht.
In 5(B) ist die Eingangsseite (der Drehmomentbefehl τ*) auf der Abszissenachse abgetragen und die Ausgangsseite (die Verstärkung G) ist auf der Ordinatenachse abgetragen. 5(B) veranschaulicht ein Beispiel, bei dem die Verstärkung G erhöht wird, wenn der Drehmomentbefehl τ * τ1 ist. Eine derartige Einstellung wird durchgeführt, wenn ein Resonanzpunkt zwischen der Schwingung des Fahrzeugs und der periodischen Schwankung des Drehmoments als Antwort auf den Drehmomentbefehl τ* bestimmt wird. Anstelle des Drehmomentbefehls τ* kann eine zweidimensionale Abbildung verwendet werden, die den Drehmomentbefehl τ* und die Drehzahl des Motors 300 verwendet. Ferner kann die Relation zwischen der Drehzahl des Motors 300 und der Verstärkung G in der Anwendungsabbildung 17 eingestellt werden.
In 5(C) ist die Eingangsseite (das Fahrszenario) auf der Abszissenachse abgetragen und die Ausgangsseite (die Verstärkung G) ist auf der Ordinatenachse abgetragen. 5(C) veranschaulicht ein Beispiel, bei dem das Fahrszenario ein Szenario S1 ist, das unmittelbar, nachdem das Antreiben des Fahrzeugs gestartet worden ist, erscheint, und die Verstärkung G erhöht wird. Das Fahrszenario kann ein Szenario sein, bei dem Schwingung oder Rauschen erzeugt werden, wie etwa ein Szenario, das unmittelbar, nachdem das Fahrzeug angehalten worden ist, erscheint, oder ein Szenario, bei dem das Fahrzeug auf einer Steigung fährt.
In 5(A), 5(B) und 5(C) ist die Beschreibung in Bezug auf das Beispiel vorgenommen worden, bei dem die Anwendungsabbildung 17 vorab durch einen Versuch oder dergleichen bestimmt wird. Jedoch kann es außerdem möglich sein, eine Steuerung einzusetzen, bei der die Schwingung des Fahrzeugs detektiert wird, wenn das Fahrzeug fährt, und die Verstärkung G in der Nähe des Resonanzumgebungspunktes des Fahrzeugs erhöht wird. Ferner kann die Anwendungsabbildung 17 eingestellt werden, indem zwei oder mehr der Rotorphasenwinkelgeschwindigkeit ωe, des Drehmomentbefehls τ*, der Drehzahl des Motors 300 und des Fahrszenarios miteinander kombiniert werden. Ferner werden ohne Einstellen der Anwendungsabbildung 17 zwei oder mehr der Rotorphasenwinkelgeschwindigkeit ωe, des Drehmomentbefehls τ*, der Drehzahl des Motors 300 und des Fahrszenarios miteinander kombiniert und die Verstärkung G kann erhöht werden, wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist. Wenn der Motor 300 unter Verwendung einer üblichen Steuerung betrieben wird, kann die Anwendungsabbildung 17 ausgewählt werden, bei der die Verstärkung G null ist.
6(A), 6(B) und 6(C) sind Grafiken, die einen Stromphasenwinkel, eine Wellenform eines resultierenden Stroms und eine Rotorphasenwinkelgeschwindigkeit veranschaulichen.
6(A) veranschaulicht einen Stromphasenwinkel α₁* und einen endgültigen Wert α* des Stromphasenwinkels, der durch Anwenden der Änderungsabbildung 16 auf die Anwendungsabbildung 17 erhalten wird. Wie in der Grafik des endgültigen Wertes α* des Stromphasenwinkels veranschaulicht ist, der durch eine durchgezogene Linie angegeben ist, wird der Stromphasenwinkel vom Stromphasenwinkel α₁*, der durch eine gebrochene Linie angegeben ist, verschoben, derart, dass der Stromphasenwinkel einer Voreilung oder einer Verzögerung unterworfen wird.
6(B) veranschaulicht eine resultierende Stromwellenform I₁m, wenn die Änderungsabbildung 16 nicht angewendet wird, und eine resultierende Stromwellenform Im, wenn die Änderungsabbildung 16 auf die Anwendungsabbildung 17 angewendet wird. Obwohl der Zyklus der resultierenden Stromwellenform I₁m regelmäßig ist, ist der Zyklus der resultierenden Stromwellenform Im unregelmäßig. Diese resultierende Stromwellenform Im ist einem Drehmoment, das auf den Motor 300 angewendet wird, ähnlich und verschiebt den Zyklus, bei dem die periodische Schwankung des Drehmoments erzeugt wird.
6(C) veranschaulicht eine Rotorphasenwinkelgeschwindigkeit ωe1, wenn die Änderungsabbildung 16 nicht angewendet wird, und die Rotorphasenwinkelgeschwindigkeit ωe, wenn die Änderungsabbildung 16 auf die Anwendungsabbildung 17 angewendet wird. Die Rotorphasenwinkelgeschwindigkeit ωe1 ist in Synchronisation mit einer Drehzahl des Motors 300 konstant. Jedoch wird die Rotorphasenwinkelgeschwindigkeit ωe bezüglich der Drehzahl des Motors 300 vorübergehend asynchron.
7 ist eine Grafik, die ein Analyseergebnis von Frequenzkomponenten eines Drehmoments des Motors 300 veranschaulicht. Die Frequenz ist auf einer Abszissenachse abgetragen und die Intensität der Frequenzkomponente ist auf einer Ordinatenachse abgetragen.
7 veranschaulicht eine Frequenzkomponente F₁m, wenn die Änderungsabbildung 16 nicht angewendet wird, und eine Frequenzkomponente Fm, wenn die Änderungsabbildung 16 auf die Anwendungsabbildung 17 angewendet wird. Wenn der Motor 300 mit einer niedrigen Drehzahl und mit einem hohen Drehmoment oder dergleichen angetrieben wird, wird die periodische Schwankung eines Drehmoments einer Komponente sechster Ordnung des elektrischen Winkels bei der Frequenzkomponente F₁m erhöht. Wenn die vorliegende Ausführungsform angewendet wird, kann die periodische Schwankung des Drehmoments der Komponente sechster Ordnung des elektrischen Winkels unterdrückt werden, wie durch die Frequenzkomponente Fm angegeben ist, ohne einen Drehmomentbefehl τ* zu ändern.
Gemäß den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen können die folgenden Betriebsarten und vorteilhaften Wirkungen erhalten werden.

(1) Die Motorsteuervorrichtung 100 enthält Folgendes: einen Wechselrichter 101, der dem Motor 300, der auf dem Fahrzeug angebracht ist, einen Wechselstrom zuführt; die Stromdetektionseinheit 103, die den Wechselstrom detektiert; die Positionsdetektionseinheit 104, die einen Rotorphasenwinkel des Motors 300 detektiert; und die Wechselrichter-Steuereinheit 105, die den Wechselrichter 101 auf der Grundlage eines Stromwertes, der durch die Stromdetektionseinheit 103 detektiert wird, und des Rotorphasenwinkels, der durch die Positionsdetektionseinheit 104 detektiert wird, steuert, wobei die Wechselrichter-Steuereinheit 105 als Antwort auf einen zeitlichen Verlauf, mit dem eine Schwingung des Fahrzeugs erzeugt wird, einen Stromphasenwinkel des Motors 300 ändert und bewirkt, dass ein Zyklus einer Wellenform eines resultierenden Stroms des Wechselstroms unregelmäßig ist. Als ein Ergebnis kann durch das Durchführen einer Motorsteuerung als Antwort auf einen zeitlichen Verlauf, mit dem die Schwingung des Fahrzeugs erzeugt wird, der Einfluss auf die Schwingung des Fahrzeugs verringert werden.
(2) Das Motorsteuerverfahren ist ein Motorsteuerverfahren, das durch die Motorsteuervorrichtung 100 verwendet wird, die Folgendes enthält: den Wechselrichter 101, der dem Motor 300, der auf dem Fahrzeug angebracht ist, einen Wechselstrom zuführt; die Stromdetektionseinheit 103, die den Wechselstrom detektiert; die Positionsdetektionseinheit 104, die einen Rotorphasenwinkel des Motors 300 detektiert; und die Wechselrichter-Steuereinheit 105, die den Wechselrichter 101 auf der Grundlage eines Stromwertes, der durch die Stromdetektionseinheit 103 detektiert wird, und des Rotorphasenwinkels, der durch die Positionsdetektionseinheit 104 detektiert wird, steuert, wobei das Motorsteuerverfahren als Antwort auf einen zeitlichen Verlauf, mit dem eine Schwingung des Fahrzeugs erzeugt wird, das Ändern eines Stromphasenwinkels des Motors 300 und das Bewirken, dass ein Zyklus einer Wellenform eines resultierenden Stroms des Wechselstroms unregelmäßig ist, enthält. Als ein Ergebnis kann durch das Durchführen einer Motorsteuerung als Antwort auf einen zeitlichen Verlauf, mit dem die Schwingung des Fahrzeugs erzeugt wird, der Einfluss auf die Schwingung des Fahrzeugs verringert werden.

(Abwandlungen)
Die vorliegende Erfindung kann implementiert werden, indem die oben beschriebene Ausführungsform wie folgt abgewandelt wird.

(1) Der Fall, bei dem der Motor 300 ein Dreiphasenmotor ist und ein Wechselstrom ein Dreiphasen-Wechselstrom ist, ist als ein Beispiel beschrieben worden. Jedoch ist der Motor 300 nicht auf einen derartigen Motor eingeschränkt und kann ein Motor mit mehreren Phasen sein.
(2) Der Fall, bei dem die vorliegende Erfindung zum Antreiben des Motors 300 verwendet wird, der auf dem Fahrzeug angebracht ist, ist als ein Beispiel beschrieben worden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung zur Zeit des Neuerstellens des Motors 300 anwendbar.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt und andere Konfigurationen, die innerhalb des Umfangs des technischen Konzepts der vorliegenden Erfindung denkbar sind, sind unter der Voraussetzung, dass die technischen Merkmale der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden, ebenfalls im Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen. Ferner schließt die vorliegende Erfindung außerdem die Kombinationen der oben beschriebenen Ausführungsform und mehrerer Abwandlungen ein.
Liste der Bezugszeichen

10: Stromumsetzungseinheit
11: d-Achsen-Umsetzungseinheit
12: q-Achsen-Umsetzungseinheit
13: Winkelgeschwindigkeits-Arithmetikbetriebseinheit
14: dq-Koordinatenumsetzungseinheit
15: UVW-Koordinatenumsetzungseinheit
16: Änderungsabbildung
17: Anwendungsabbildung
18: Multiplizierer
19: Addierer
100: Motorsteuervorrichtung
101: Wechselrichter
102: Gate-Ansteuerschaltung
103: Stromdetektionseinheit
104: Positionsdetektionseinheit
105: Wechselrichter-Steuereinheit
200: Sekundärbatterie
201: Kontaktgeber
202: Glättungskondensator
300: Motor
400: Fahrzeugsteuereinheit

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

WO 2018002731 A [0004]

Claims

Motorsteuervorrichtung, die Folgendes umfasst: einen Wechselrichter, der einem Motor, der in einem Fahrzeug angebracht ist, einen Wechselstrom zuführt; eine Stromdetektionseinheit, die den Wechselstrom detektiert; eine Positionsdetektionseinheit, die einen Rotorphasenwinkel des Motors detektiert; und eine Wechselrichter-Steuereinheit, die den Wechselrichter auf der Grundlage eines Stromwertes, der durch die Stromdetektionseinheit detektiert wird, und des Rotorphasenwinkels, der durch die Positionsdetektionseinheit detektiert wird, steuert, wobei die Wechselrichter-Steuereinheit als Antwort auf einen zeitlichen Verlauf, mit dem eine Schwingung des Fahrzeugs erzeugt wird, einen Stromphasenwinkel des Motors ändert und bewirkt, dass ein Zyklus einer Wellenform eines resultierenden Stroms des Wechselstroms unregelmäßig ist.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Motor ein Dreiphasenmotor ist, und der Wechselstrom ein Dreiphasen-Wechselstrom ist.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wechselrichter-Steuereinheit den Stromphasenwinkel ändert, indem der Stromphasenwinkel in einem Stromsteuerungszyklus des Wechselstroms einer Voreilung oder einer Verzögerung unterworfen wird.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Wechselrichter-Steuereinheit einen Strombefehlswert erzeugt, der selbst dann, wenn der Stromphasenwinkel geändert wird, zu einem Drehmoment des Motors, bevor der Stromphasenwinkel geändert wird, äquivalent ist.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Wechselrichter-Steuereinheit einen Änderungswert des Stromphasenwinkels erhält, der dem Stromphasenwinkel und dem Rotorphasenwinkel entspricht.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Wechselrichter-Steuereinheit eine Änderung des Stromphasenwinkels in der Nähe eines Nulldurchgangs des Wechselstroms maximiert.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wechselrichter-Steuereinheit einen zeitlichen Verlauf, mit dem die Schwingung des Fahrzeugs erzeugt wird, auf der Grundlage einer Rotorphasenwinkelgeschwindigkeit des Motors bestimmt.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wechselrichter-Steuereinheit einen zeitlichen Verlauf, mit dem die Schwingung des Fahrzeugs erzeugt wird, auf der Grundlage einer Drehzahl des Motors oder eines Drehmoments des Motors bestimmt.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wechselrichter-Steuereinheit einen zeitlichen Verlauf, mit dem die Schwingung des Fahrzeugs erzeugt wird, auf der Grundlage eines Fahrszenarios des Fahrzeugs bestimmt.
Motorsteuerverfahren, das durch die Motorsteuervorrichtung verwendet wird, die Folgendes enthält: einen Wechselrichter, der einem Motor, der in einem Fahrzeug angebracht ist, einen Wechselstrom zuführt; eine Stromdetektionseinheit, die den Wechselstrom detektiert; eine Positionsdetektionseinheit, die einen Rotorphasenwinkel des Motors detektiert; und die Wechselrichter-Steuereinheit, die den Wechselrichter auf der Grundlage eines Stromwertes, der durch die Stromdetektionseinheit detektiert wird, und des Rotorphasenwinkels, der durch die Positionsdetektionseinheit detektiert wird, steuert, wobei das Motorsteuerverfahren als Antwort auf einen zeitlichen Verlauf, mit dem eine Schwingung des Fahrzeugs erzeugt wird, das Ändern eines Stromphasenwinkels des Motors und das Bewirken, dass ein Zyklus einer Wellenform eines resultierenden Stroms des Wechselstroms unregelmäßig ist, umfasst.