JP2013523077A - Method and apparatus for determining output torque of electric drive - Google Patents

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Abstract

本発明は、電気駆動機（２０）によって消費される電流（Ｉ）を測定することにより電気駆動機（２０）の出力トルク（Ｍreal）を求める方法及び装置に関する。本発明によれば、求められた外乱トルク（Ｍstoer）から補正電流（Ｉkorr）が計算され、測定された電流（Ｉ）と前記補正電流（Ｉkorr）から、前記電気駆動機（２０）の実際の出力トルク（Ｍreal）を表す補正済み電流（Ｉ*）が求められ、出力される。The present invention relates to a method and apparatus for determining an output torque (M real ) of an electric drive (20) by measuring a current (I) consumed by the electric drive (20). According to the present invention, a correction current (I korr ) is calculated from the obtained disturbance torque (M stoer ), and from the measured current (I) and the correction current (I korr ), the electric drive machine (20). The corrected current (I * ) representing the actual output torque (M real ) is obtained and output.

Description

本発明は、独立請求項１の上位概念に属する電気駆動機の出力トルクを求める方法と、独立請求項８の上位概念に属する電気駆動機の出力トルクを求める相応する装置と、電気駆動機の出力トルクを求める方法を実行するためのプログラムコードを備えたコンピュータプログラム製品とに関する。   The invention relates to a method for determining the output torque of an electric drive belonging to the superordinate concept of independent claim 1, a corresponding device for determining the output torque of an electric drive belonging to the superordinate concept of independent claim 8, and an electric drive The present invention relates to a computer program product comprising a program code for executing a method for determining an output torque.

電動機の駆動技術では、多くの場合、電動機の出力トルクを推定するために、モータ消費電流が測定される。この情報は制御目的（ベクトル制御）又は安全機能のために利用することができる。電流と理想的な出力トルクとの間の関係は電動機の理想的なモータモデルから求めることができる。ただし、電動機はさらに、例えば軸受摩擦、コギングトルク等のような、電動機の出力トルクを変化させかねない他のトルクを有している。従って、電動機の実際の出力トルクはもはや電動機の理想的な出力トルクと一致せず、測定された電流と電動機の実際の出力トルクとの間には直接の関係は存在しない。   In motor drive technology, in many cases, motor current consumption is measured in order to estimate the output torque of the motor. This information can be used for control purposes (vector control) or safety functions. The relationship between the current and the ideal output torque can be determined from the ideal motor model of the motor. However, the motor also has other torques that can change the output torque of the motor, such as bearing friction, cogging torque, and the like. Thus, the actual output torque of the motor no longer matches the ideal output torque of the motor, and there is no direct relationship between the measured current and the actual output torque of the motor.

発明の概要
これに対して、独立請求項１の特徴を備えた、電気駆動機の出力トルクを求める本発明による方法は、求められた外乱トルクから補正電流を計算し、測定された電流と補正電流とから、電気駆動機の理想的な出力トルクを表す補正済み電流を求め、出力するという利点を有している。 SUMMARY OF THE INVENTION In contrast, the method according to the invention for determining the output torque of an electric drive with the features of the independent claim 1 calculates a correction current from the determined disturbance torque and determines the measured current and the correction. From the current, there is an advantage of obtaining and outputting a corrected current representing an ideal output torque of the electric drive machine.

これに対して、独立請求項８の特徴を備えた、電気駆動機の出力トルクを求める本発明による装置は、求められた外乱トルクから補正電流を計算する計算ユニットを有しており、測定された電流と補正電流とから、電気駆動機の理想的な出力トルクを表す補正済み電流を求め、出力することができるという利点を有している。   On the other hand, the device according to the present invention for determining the output torque of the electric drive machine having the characteristics of the independent claim 8 has a calculation unit for calculating a correction current from the obtained disturbance torque and is measured. From the measured current and the corrected current, the corrected current representing the ideal output torque of the electric driver can be obtained and output.

本発明の実施形態によれば、測定された電流測定値は外乱トルクに相応する量だけ補正される。補正された電流測定の結果、理想的なモータモデルを使用して、例えば同期機、非同期機、直流モータ等として実現された電気駆動機の実際の出力トルクを推定することが可能になる。従って、有利なことに、実際の出力トルクを推定するために電流測定の結果を参照する後続のサブシステムは、より高い品質で動作することができる。各システムに合わせて補正された電流測定を行う本発明の実施形態によれば、後続のサブシステムは補正された値で標準的方法によって動作することができる。この利点は、とりわけ、サブシステムである「電動機」と「電流測定」の所産に対して権限があり、インタフェース「電流測定」において権限が終了する場合に効果を発揮する。実際の出力トルクを推定するために「電流測定」の情報を参照する後続のサブシステムは、例えば電気駆動機のトルク制御及び／又は回転数制御、又は走行安全性機能である。   According to an embodiment of the present invention, the measured current measurement is corrected by an amount corresponding to the disturbance torque. As a result of the corrected current measurement, it is possible to estimate the actual output torque of an electric drive realized as, for example, a synchronous machine, an asynchronous machine, a DC motor, etc., using an ideal motor model. Thus, advantageously, subsequent subsystems that reference the results of the current measurement to estimate the actual output torque can operate with higher quality. According to embodiments of the present invention that make current measurements corrected for each system, subsequent subsystems can operate in a standard manner with corrected values. This advantage is particularly effective when the authority of the subsystems “motor” and “current measurement” is authorized and the authority ends at the interface “current measurement”. Subsequent subsystems that refer to the “current measurement” information to estimate the actual output torque are, for example, torque control and / or speed control of the electric drive, or driving safety function.

実際の電気駆動機は、理想的な出力トルクに外乱トルクが重畳しているという点で、理想的な電気駆動機とは異なる。理想的な出力トルクは電動機方程式から求められる。外乱トルクは実質的に例えば摩擦やコギングトルクに関係する機械的条件から求められる。これらの影響量はふつう不所望であるから、外乱量に分類される。外乱トルクは予め測定又はシミュレーションを介して求めることができ、適切な形で信号処理のために記憶しておくことができる。最後に、実際の出力トルクは理想的な出力トルクと外乱トルクの和から得られる。   An actual electric drive machine is different from an ideal electric drive machine in that a disturbance torque is superimposed on an ideal output torque. The ideal output torque can be obtained from the motor equation. The disturbance torque is substantially obtained from mechanical conditions related to, for example, friction and cogging torque. Since these influence quantities are usually undesirable, they are classified as disturbance quantities. The disturbance torque can be obtained in advance through measurement or simulation, and can be stored for signal processing in an appropriate manner. Finally, the actual output torque is obtained from the sum of the ideal output torque and the disturbance torque.

理想的な電気駆動機を考察する場合、理想的な出力トルクは、対応するモータ方程式によって、測定された電流から計算することができる。この場合、モータ方程式は使用される電気駆動機の種類に依存する。本発明による電流補正の目的は、理想的なモータモデルを使用して実際の出力トルクを直接求めることができるように、補正済み電流を決定することにある。本発明によれば、この目的のために、求められた外乱トルクに基づいて補正電流が決定される。最も単純な形態では、補正電流は理想的なモータモデルの逆トルク方程式から得られる。外乱トルクは、各電気駆動機ないし電動機または各モータ種について測定により求めることができ、信号処理のために適切な形でシステムに記憶しておくことができる。その結果、補正電流に関して、外乱トルクに依存した具体的な変換式が得られる。   When considering an ideal electric drive, the ideal output torque can be calculated from the measured current by the corresponding motor equation. In this case, the motor equation depends on the type of electric drive used. The purpose of the current correction according to the present invention is to determine the corrected current so that the actual output torque can be determined directly using an ideal motor model. According to the invention, for this purpose, the correction current is determined based on the determined disturbance torque. In the simplest form, the correction current is obtained from the inverse torque equation of the ideal motor model. The disturbance torque can be determined by measurement for each electric drive or motor or each motor type, and can be stored in the system in an appropriate manner for signal processing. As a result, a specific conversion formula depending on the disturbance torque is obtained with respect to the correction current.

本発明の実施形態は基本的に、電動機の電流測定を拡張したものとして使用することができる。可能な使用形態としては、例えば電気的に支援される操舵システムを挙げることができる。   Embodiments of the present invention can basically be used as an extension of motor current measurement. Possible uses include, for example, an electrically assisted steering system.

従属請求項に記載されている手段及び発展形態によれば、独立請求項１に示されている電気駆動機の出力トルクを求める方法と、独立請求項８に示されている電気駆動機の出力トルクを求める装置の有利な改善が可能である。   According to the measures and the developments described in the dependent claims, the method for determining the output torque of the electric drive shown in the independent claim 1 and the output of the electric drive shown in the independent claim 8 An advantageous improvement of the device for determining the torque is possible.

特に有利には、外乱トルクの影響係数は補正電流を計算するために考慮される少なくとも１つの外乱トルク特性マップの入力量として供給される。外乱トルクには例えば、回転数及び／又は回転角度に影響される摩擦トルク及び／又はコギングトルクが含まれる。さらには、少なくとも１つの外乱トルク特性マップを相応の測定及び／又はシミュレーションを介して前もって求め、記憶しておいてもよい。それゆえ、外乱トルクは摩擦に関して特に電気駆動機の回転数に依存する。コギングトルクに関しては、外乱トルクは特に電気駆動機の回転角度に依存する。外乱トルク特性マップを作成し記憶することによって、有利には補正電流及び補正電流に連動する補正済み電流の迅速かつ確実な算出が可能になる。なお、上記補正済み電流は電気駆動機の実際の出力トルクを表すものである。   Particularly preferably, the influence factor of the disturbance torque is supplied as an input quantity of at least one disturbance torque characteristic map which is taken into account for calculating the correction current. The disturbance torque includes, for example, a friction torque and / or a cogging torque that is influenced by the rotation speed and / or the rotation angle. Furthermore, at least one disturbance torque characteristic map may be determined and stored in advance via corresponding measurements and / or simulations. Therefore, the disturbance torque depends on the rotational speed of the electric drive especially with respect to friction. Regarding the cogging torque, the disturbance torque depends in particular on the rotation angle of the electric drive. Creating and storing a disturbance torque characteristic map advantageously enables a quick and reliable calculation of the correction current and the corrected current associated with the correction current. The corrected current represents the actual output torque of the electric drive machine.

本発明による方法の１つの有利な実施形態では、電気駆動機の理想的な出力トルクは、測定された電流に基づき、対応する理想的なモータモデルのモータ方程式によって計算される。また、電気駆動機の実際の出力トルクは、補正済み電流に基づき、対応する理想的なモータモデルのモータ方程式を用いて計算される。   In one advantageous embodiment of the method according to the invention, the ideal output torque of the electric drive is calculated by the motor equation of the corresponding ideal motor model based on the measured current. Also, the actual output torque of the electric drive is calculated based on the corrected current using the motor equation of the corresponding ideal motor model.

本発明による方法の別の有利な実施形態では、電気駆動機の実際の出力トルクを表す補正済み電流は、電気駆動機のトルク制御及び／又は回転数制御のための、及び／又は走行安全性機能のための入力量として使用される。有利なことに、補正済み電流を使用することによって、補正済み電流を入力量として使用する後続のサブシステムの品質が著しく改善される。   In another advantageous embodiment of the method according to the invention, the corrected current representative of the actual output torque of the electric drive is used for torque control and / or speed control of the electric drive and / or for driving safety. Used as input quantity for function. Advantageously, the use of corrected current significantly improves the quality of subsequent subsystems that use the corrected current as an input quantity.

本発明による装置の１つの有利な実施形態では、外乱トルクの影響係数を入力量として有する少なくとも１つの外乱トルク特性マップが、計算ユニットと結合した特性マップメモリに記憶されている。ここで、計算ユニットは、電気駆動機の現在の回転数及び／又は現在の回転角度に依存して、補正電流を計算するための相応する外乱トルク特性マップを求めるものである。   In one advantageous embodiment of the device according to the invention, at least one disturbance torque characteristic map having an influence factor of disturbance torque as an input quantity is stored in a characteristic map memory coupled to the calculation unit. Here, the calculation unit determines a corresponding disturbance torque characteristic map for calculating the correction current depending on the current rotation speed and / or the current rotation angle of the electric drive.

本発明の実施形態は、回路、装置、方法、プログラムコード手段を有するデータ処理プログラム及び／又はコンピュータプログラム製品として実現することができる。それに相応して、本発明の実施形態は、完全にハードウェアとして、及び／又は、ソフトウェアとして、及び／又は、ハードウェア要素及び／又はソフトウェア要素の組合せとして実現することができる。さらに、本発明はコンピュータ可読プログラムコードを有するコンピュータ可読記憶媒体上に記憶されたコンピュータプログラム製品としても実現できる。この場合、ハードディスク、ＣＤＲＯＭ、光学式または磁気式メモリ素子等のような様々なコンピュータ可読記憶媒体を利用してよい。   The embodiments of the present invention can be realized as a circuit, apparatus, method, data processing program having program code means, and / or computer program product. Accordingly, embodiments of the present invention can be implemented entirely as hardware and / or as software and / or as a combination of hardware elements and / or software elements. Furthermore, the present invention can also be realized as a computer program product stored on a computer readable storage medium having computer readable program code. In this case, various computer-readable storage media such as a hard disk, CDROM, optical or magnetic memory element, etc. may be used.

本発明の実施例を図面に示し、以下の説明においてより詳細に解説する。   Embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description.

実際の電気駆動機の概略的なブロック図を示す。A schematic block diagram of an actual electric drive is shown. 本発明による装置の１実施例により、理想化された電気駆動機の概略的なブロック図を示す。1 shows a schematic block diagram of an idealized electric drive according to an embodiment of the device according to the invention.

発明の実施形態
図１から明らかなように、理想的な電気駆動機１０の理想的な出力トルクＭidealには外乱トルクＭstoerが重畳しているという点で、実際の電気駆動機２０は理想的な電気駆動機１０とは異なっている。理想的な電気駆動機１０の理想的な出力トルクＭidealは、供給された入力量Ｕ、Ｐｈｉに依存して、実際の電気駆動機２０の構造に依存する相応の電動機方程式から求められる。外乱トルクＭstoerは、主として例えば摩擦及び／又はコギングトルクのような機械的条件から求められる。これらの影響量は一般に不所望であるから、外乱量に分類される。最後に、実際の電気駆動機２０の実際の出力トルクＭrealは式（１）から求められる。
Ｍreal＝Ｍideal＋Ｍstoer （１）
理想的な電気駆動機１０の場合、理想的な出力トルクＭidealは式（２）のモータ方程式によって電流Ｉから計算される。
Ｍideal＝ｆMotor,ideal（Ｉ） （２）
モータ方程式はモータ種に依存する。したがって、ここではモータ方程式は一般的に「ｆMotor,ideal」で表されている。式（２）に示された関係に基づき、電動機の駆動技術では、モータの出力トルクを推定するために、多くの場合、消費電流Ｉが測定される。この情報は制御目的（ベクトル制御）又は安全機能のために利用することができる。電流Ｉと理想的な出力トルクＭidealとの間の関係は理想的なモータモデルから求めることができる。ただし、実際のモータ２０は、上で既に述べたように、理想的な電気駆動機１０の理想的な出力トルクＭidealを変化させるさらに別のトルクも有する。それゆえ、実際の電気駆動機２０の実際の出力トルクＭrealはもはや理想的な電気駆動機１０の理想的な出力トルクＭidealと一致しない。したがって、測定された電流Ｉと実際の出力トルクＭrealとの間に直接の関係は存在しない。 Embodiments of the Invention As is apparent from FIG. 1, an ideal output torque M ideal of an ideal electric drive 10 is ideal in that a disturbance torque M stoer is superimposed on the actual electric drive 20. Different from the typical electric drive 10. The ideal output torque M ideal of the ideal electric drive 10 is determined from a corresponding motor equation depending on the actual structure of the electric drive 20 depending on the supplied input amounts U and Phi. The disturbance torque M stoer is mainly determined from mechanical conditions such as friction and / or cogging torque. Since these influence quantities are generally undesirable, they are classified as disturbance quantities. Finally, the actual output torque M real of the actual electric drive machine 20 is obtained from the equation (1).
M real = M ideal + M stoer (1)
In the case of an ideal electric drive 10, the ideal output torque M ideal is calculated from the current I by the motor equation of equation (2).
M ideal = f Motor, ideal (I) (2)
The motor equation depends on the motor type. Therefore, the motor equation is generally represented by “f Motor, ideal ”. Based on the relationship shown in Equation (2), in the motor drive technique, the current consumption I is often measured in order to estimate the motor output torque. This information can be used for control purposes (vector control) or safety functions. The relationship between the current I and the ideal output torque M ideal can be determined from an ideal motor model. However, the actual motor 20 also has another torque that changes the ideal output torque M ideal of the ideal electric drive 10, as already mentioned above. Therefore, the actual output torque M real of the actual electric drive 20 no longer matches the ideal output torque M ideal of the ideal electric drive 10. Therefore, there is no direct relationship between the measured current I and the actual output torque M real .

それゆえ、本発明によれば、図２から明らかなように、求められた外乱トルクＭstoerから補正電流Ｉkorrが計算される。そして、測定された電流Ｉと補正電流Ｉkorrとから、実際の電気駆動機２０の実際の出力トルクＭrealを表す補正済み電流Ｉ*が求められ、出力される。本発明の実施形態は、測定された電流測定値Ｉを外乱トルクＭstoerに相当する値だけ補正する。補正済みの測定された電流Ｉ*のおかげで、理想的なモータモデルを用いて実際の電気駆動機２０の実際の出力トルクＭrealを推定することが可能であるから、図２に示されている理想化された電気駆動機３０が得られる。この理想化された電気駆動機３０は、実際の出力トルクＭrealを用いて、実際の出力トルクＭrealを表す補正済み電流Ｉ*を出力する。したがって、実際の出力トルクを推定するために補正済み電流Ｉ*を考慮する後続のサブシステムは、より高い品質で動作することができる。 Therefore, according to the present invention, as apparent from FIG. 2, the correction current I korr is calculated from the obtained disturbance torque M stoer . Then, a corrected current I * representing the actual output torque M real of the actual electric drive machine 20 is obtained from the measured current I and the correction current I korr and output. The embodiment of the present invention corrects the measured current measurement value I by a value corresponding to the disturbance torque M stoer . Thanks to the corrected measured current I * , it is possible to estimate the actual output torque M real of the actual electric drive 20 using an ideal motor model, which is shown in FIG. An idealized electric drive 30 is obtained. The idealized electric drive machine 30 outputs a corrected current I * representing the actual output torque M real using the actual output torque M real . Thus, subsequent subsystems that consider the corrected current I * to estimate the actual output torque can operate with higher quality.

図２からさらに明らかなように、装置３２は補正電流Ｉkorrを計算するための少なくとも１つの外乱トルク特性マップが記憶された特性マップメモリ３６を含んでいる。この少なくとも１つの外乱トルク特性マップは外乱トルクＭstoerの影響係数を入力量として有している。この外乱トルクＭstoerには例えば、実際の電気駆動機２０の回転数及び／又は回転角度に影響される摩擦トルク及び／又はコギングトルクが含まれている。前記少なくとも１つの外乱トルク特性マップは、例えば相応の測定及び／又はシミュレーションを介して予め求められ、特性曲線メモリ３６に記憶される。図示の実施例では、特性曲線メモリ３６は計算ユニット３８と結合されている。計算ユニット３６は、電気駆動機２０の現在の回転数及び／又は現在の回転角度に依存して、補正電流Ｉkorrを計算するための相応する外乱トルク特性マップを求める。計算ユニット３８は計算された補正電流Ｉkorrを加算器３４に供給し、加算器３４は、補正済み電流Ｉ*を生成するために、測定された電流Ｉと補正電流Ｉkorrを加算点３４．１において加算する。図示されていない代替的な実施形態では、電流Ｉの測定のために、加算器３４と加算点として実現された手段３４．１の機能を計算ユニット３８に組み込んでもよい。 As is further apparent from FIG. 2, the device 32 includes a characteristic map memory 36 in which at least one disturbance torque characteristic map for calculating the correction current I korr is stored. The at least one disturbance torque characteristic map has an influence coefficient of the disturbance torque M stoer as an input amount. The disturbance torque M stoer includes, for example, a friction torque and / or a cogging torque that is influenced by the actual rotation speed and / or rotation angle of the electric drive machine 20. The at least one disturbance torque characteristic map is obtained in advance, for example, through corresponding measurement and / or simulation, and is stored in the characteristic curve memory 36. In the illustrated embodiment, the characteristic curve memory 36 is coupled to a calculation unit 38. The calculation unit 36 determines a corresponding disturbance torque characteristic map for calculating the correction current I korr depending on the current rotational speed and / or the current rotational angle of the electric drive 20. Calculation unit 38 supplies the calculated correction current I korr to the adder 34, the adder 34, the corrected current to generate the I *, the measured current I correction current I korr the summing junction 34. Add at 1. In an alternative embodiment not shown, the function of the adder 34 and the means 34.1 implemented as a summing point may be incorporated in the calculation unit 38 for the measurement of the current I.

電流補正の目的は、理想的なモータモデルを用いて実際の出力トルクＭrealを式（３）に従って直接求めることができるように、補正された電流Ｉ*にある値をとらせることにある。
Ｍreal＝ｆMotor,ideal（Ｉ*） （３）
式（１）により、式（３）から、式（３．１）〜（３．３）が得られる。
Ｍideal＋Ｍstoer＝ｆMotor,ideal（Ｉ*） （３．１）
ｆMotor,ideal（Ｍideal＋Ｍstoer）＝Ｉ* （３．２）
Ｉ*＝ｆMotor,ideal -1（Ｍideal＋Ｍstoer） （３．３）
多くの場合そうであるように、関数ｆMotor,idealが線形ならば、式（３）を式（４．１）へと、さらには式（４．２）へと変形することができる。
Ｉ*＝ｆMotor,ideal -1（Ｍideal）＋ｆMotor,ideal -1（Ｍstoer） （４．１）
Ｉ*＝Ｉ＋ｆMotor,ideal -1（Ｍstoer） （４．２）
極まれには、近似解しか存在しない場合がある。関係式（５．１）又は（５．２）を参照せよ。小さな外乱トルクＭstoerに対しては、一般に非常に良い近似が成立する。

Figure 2013523077
式（６．１）によれば、式（４．２）又は（５．２）から、測定された電流Ｉに対する補正電流Ｉkorrが外乱トルクＭstoerから求められる。
Ｉkorr＝ｆMotor,ideal -1（Ｍstoer） （６．１）
よって、補正済み電流Ｉ*は式（６．２）から求まる。
Ｉ*＝Ｉ＋Ｉkorr （６．２）
実際に測定された電流Ｉの代わりに補正済み電流Ｉ*使用すれば、理想的なモータの方程式を参照して、実際の出力トルクＭrealを求めることができる。補正電流Ｉkorrは理想的なモータの方程式（６．１）の逆トルク方程式から得られる。外乱トルクＭstoerは、各電動機または各モータ種について測定により求めることができ、信号処理のために適切な形でシステムに記憶しておくことができる。 The purpose of the current correction is to take a certain value in the corrected current I * so that the actual output torque M real can be directly obtained according to the equation (3) using an ideal motor model.
M real = f Motor, ideal (I * ) (3)
Expressions (3.1) to (3.3) are obtained from Expression (3) according to Expression (1).
M ideal + M stoer = f Motor, ideal (I * ) (3.1)
f Motor, ideal (M ideal + M stoer ) = I * (3.2)
I * = f Motor, ideal −1 (M ideal + M stoer ) (3.3)
As is often the case, if the function f Motor, ideal is linear, equation (3) can be transformed into equation (4.1) and further into equation (4.2).
I * = f Motor, ideal -1 (M ideal ) + f Motor, ideal -1 (M stoer ) (4.1)
I * = I + f Motor, ideal −1 (M stoer ) (4.2)
In rare cases, only approximate solutions may exist. See relational expression (5.1) or (5.2). For a small disturbance torque M stoer , generally a very good approximation is valid.
Figure 2013523077
According to the equation (6.1), the correction current I korr for the measured current I is obtained from the disturbance torque M stoer from the equation (4.2) or (5.2).
I korr = f Motor, ideal −1 (M stoer ) (6.1)
Therefore, the corrected current I * is obtained from the equation (6.2).
I * = I + I korr (6.2)
If the corrected current I * is used instead of the actually measured current I, the actual output torque M real can be obtained by referring to the ideal motor equation. The correction current I korr is obtained from the inverse torque equation of the ideal motor equation (6.1). The disturbance torque M stoer can be obtained by measurement for each electric motor or each motor type, and can be stored in the system in an appropriate form for signal processing.

別の考察では、永久磁石同期機を例として本方法が示される。同期機では、相電流はそれぞれｄ方向とｑ方向に成分を有するベクトル量として表すことができる。式（７）に同期機のトルク方程式を示す。

Figure 2013523077
この式において、Ｚｐは極対数であり、
Figure 2013523077
は永久磁石の磁束であり、Ｌd及びＬqはｄ方向及びｑ方向におけるインダクタンスであり、ｉd及びｉqはｄ方向及びｑ方向における電流である。 In another consideration, the method is illustrated by taking a permanent magnet synchronous machine as an example. In the synchronous machine, the phase current can be expressed as a vector quantity having components in the d direction and the q direction, respectively. Equation (7) shows the torque equation of the synchronous machine.
Figure 2013523077
In this equation, Zp is the number of pole pairs,
Figure 2013523077
Is the magnetic flux of the permanent magnet, L d and L q are inductances in the d and q directions, and i d and i q are currents in the d and q directions.

説明を簡単にするために、以下では、式（７）の括弧内の２番目の項は無視できると仮定する。というのも、多くの使用場面において、例えば回転数が低い場合、電流ｉdは値０を有する、すなわち、ｉd＝０だからである。これにより、式（７）は式（７．１）に還元される。

Figure 2013523077
この仮定は単に更なる処理を簡素化するためだけに用いられる。式（７．１）からは、式（７．２）によって表される逆関数を求めることができる。
Figure 2013523077
ここでもまた、式（８）〜（８．３）を得るために、式（３）に関連して説明したのと同じ方法が適用される。
Figure 2013523077
式（１）を代入することにより、式（８．１）〜（８．５）が得られる。
Figure 2013523077
こうして、式（８．４）から明らかなように、補正電流Ｉkorrに対して、外乱トルクＭstoerに依存した具体的な変換式が得られる。既に述べたように、外乱トルクＭstoerは予め求められ、信号処理のために適切な形で記憶される。 For ease of explanation, it is assumed below that the second term in parentheses in equation (7) is negligible. This is because in many use situations, for example, when the rotational speed is low, the current i d has a value of 0, ie, i d = 0. Thereby, Formula (7) is reduced to Formula (7.1).
Figure 2013523077
This assumption is only used to simplify further processing. From Equation (7.1), the inverse function represented by Equation (7.2) can be obtained.
Figure 2013523077
Again, the same method as described in connection with equation (3) is applied to obtain equations (8)-(8.3).
Figure 2013523077
By substituting equation (1), equations (8.1) to (8.5) are obtained.
Figure 2013523077
Thus, as is clear from the equation (8.4), a specific conversion equation depending on the disturbance torque M stoer is obtained for the correction current I korr . As already mentioned, the disturbance torque M stoer is determined in advance and stored in a suitable form for signal processing.

本発明の実施形態は、回路、装置、方法、プログラムコード手段を有するデータ処理プログラム及び／又はコンピュータプログラム製品として実現することができる。それに相応して、本発明の実施形態は、完全にハードウェアとして、及び／又は、ソフトウェアとして、及び／又は、ハードウェア要素及び／又はソフトウェア要素の組合せとして実現することができる。さらに、本発明はコンピュータ可読プログラムコードを有するコンピュータ可読記憶媒体上に記憶されたコンピュータプログラム製品としても実現できる。この場合、ハードディスク、ＣＤＲＯＭ、光学式または磁気式メモリ素子等のような様々なコンピュータ可読記憶媒体を利用してよい。   The embodiments of the present invention can be realized as a circuit, apparatus, method, data processing program having program code means, and / or computer program product. Accordingly, embodiments of the present invention can be implemented entirely as hardware and / or as software and / or as a combination of hardware elements and / or software elements. Furthermore, the present invention can also be realized as a computer program product stored on a computer readable storage medium having computer readable program code. In this case, various computer-readable storage media such as a hard disk, CDROM, optical or magnetic memory element, etc. may be used.

コンピュータ可用又はコンピュータ可読媒体は、例えば、電子的、磁気的、光学的、電磁的な赤外線もしくは半導体システム、装置、又は処理媒体を包摂する。さらには、１つ又は複数の導線による電気的接続、携帯可能なコンピュータディスケット、ダイレクトアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能かつプログラマブルなリードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）又はフラッシュメモリ、光導線、及び携帯可能なＣＤ−ＲＯＭも、コンピュータ可読媒体に含めてよい。それどころか、コンピュータ可用又はコンピュータ可読媒体は、プログラムが書き込まれた紙又は他の適切な媒体であって、例えば紙又は他の媒体を光学的にスキャンすることによって読み取られ、その後、コンパイル、インタープリット又は場合によっては他の方法で処理され、コンピュータメモリに記憶できるものであってもよい。   Computer-usable or computer-readable media includes, for example, electronic, magnetic, optical, electromagnetic infrared or semiconductor systems, devices, or processing media. In addition, electrical connection by one or more conductors, portable computer diskette, direct access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable and programmable read only memory (EEPROM) or flash memory, optical Conductors and portable CD-ROMs may also be included in the computer readable medium. On the contrary, computer-usable or computer-readable media is paper or other suitable media on which a program is written, for example read by optically scanning paper or other media, and then compiled, interpreted or In some cases, it may be processed by other methods and stored in a computer memory.

Claims (10)

電気駆動機（２０）によって消費される電流（Ｉ）を測定することにより電気駆動機（２０）の出力トルク（Ｍreal）を求める方法において、
求められた外乱トルク（Ｍstoer）から補正電流（Ｉkorr）を計算し、
前記測定された電流（Ｉ）と前記補正電流（Ｉkorr）から、前記電気駆動機（２０）の実際の出力トルク（Ｍreal）を表す補正済み電流（Ｉ*）を求め、出力することを特徴とする方法。 In a method for determining an output torque (M real ) of an electric drive (20) by measuring a current (I) consumed by the electric drive (20),
Calculate the correction current (I korr ) from the calculated disturbance torque (M stoer ),
From the measured current (I) and the corrected current (I korr ), a corrected current (I * ) representing an actual output torque (M real ) of the electric drive machine (20) is obtained and output. Feature method. 前記補正電流（Ｉkorr）を計算するために参照される少なくとも１つの外乱トルク特性マップの入力量として、前記外乱トルク（Ｍstoer）の影響係数を供給する、請求項１に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein an influence coefficient of the disturbance torque (M stoer ) is supplied as an input quantity of at least one disturbance torque characteristic map referred to for calculating the correction current (I korr ). 前記外乱トルク（Ｍstoer）は、回転数及び／又は回転角度に影響される摩擦トルク及び／又はコギングトルクを含む、請求項２に記載の方法。 The method according to claim 2, wherein the disturbance torque (M stoer ) comprises a friction torque and / or a cogging torque that is influenced by the rotational speed and / or the rotational angle. 前記少なくとも１つの外乱トルク特性マップは相応の測定及び／又はシミュレーションを介して求められ、記憶される、請求項２又は３に記載の方法。   The method according to claim 2 or 3, wherein the at least one disturbance torque characteristic map is determined and stored via corresponding measurements and / or simulations. 前記電気駆動機（２０）の理想的な出力トルク（Ｍideal）を、前記測定された電流（Ｉ）に基づき、相応する理想的なモータモデルのモータ方程式により計算する、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。 The ideal output torque (M ideal ) of the electric drive (20) is calculated according to the motor equation of the corresponding ideal motor model based on the measured current (I). The method according to any one of the above. 前記電気駆動機（２０）の実際の出力トルク（Ｍreal）を、前記補正済み電流（Ｉ*）に基づき、相応する理想的なモータモデルのモータ方程式を使用して計算する、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。 2. The actual output torque ( Mreal ) of the electric drive (20) is calculated based on the corrected current (I * ) using the motor equation of the corresponding ideal motor model. 6. The method according to any one of 5 above. 前記電気駆動機（２０）の実際の出力トルク（Ｍreal）を表す前記補正済み電流（Ｉ*）を、前記電気駆動機（２０）のトルク制御及び／又は回転数制御及び／又は走行安全性機能のための入力量として使用する、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。 The corrected current (I * ) representing the actual output torque ( Mreal ) of the electric drive machine (20) is used as the torque control and / or rotational speed control and / or travel safety of the electric drive machine (20). The method according to claim 1, wherein the method is used as an input quantity for a function. 電気駆動機（２０）の出力トルク（Ｍreal）を求めるための、特に請求項１から７のいずれか１項に記載の方法を実行するための、装置であって、前記電気駆動機（２０）によって消費される電流（Ｉ）を測定する手段（３４．１）を含んでいる、装置（３２）において、
求められた外乱トルク（Ｍstoer）から補正電流（Ｉkorr）を計算する計算ユニット（３８）が設けられており、
前記測定された電流（Ｉ）と前記補正電流（Ｉkorr）から、前記電気駆動機（２０）の実際の出力トルク（Ｍreal）を表す補正済み電流（Ｉ*）を求め、出力することが可能であることを特徴とする、装置。 A device for determining the output torque ( Mreal ) of an electric drive (20), in particular for carrying out the method according to any one of claims 1 to 7, comprising the electric drive (20). In the device (32) comprising means (34.1) for measuring the current (I) consumed by
The obtained disturbance torque (M Stoer) from the correction current calculation unit for calculating the (I korr) (38) is provided,
From the measured current (I) and the corrected current (I korr ), a corrected current (I * ) representing an actual output torque (M real ) of the electric drive machine (20) is obtained and output. A device, characterized in that it is possible. 前記外乱トルク（Ｍstoer）の影響係数を入力量として有する少なくとも１つの外乱トルク特性マップが、前記計算ユニット（３８）と結合した特性マップメモリ（３６）に記憶されており、
前記計算ユニット（３８）は、前記電気駆動機（２０）の現在の回転数及び／又は現在の回転角度に依存して、前記補正電流（Ｉkorr）を計算するための相応する外乱トルク特性マップを求める、請求項８に記載の装置。 At least one disturbance torque characteristic map having an influence coefficient of the disturbance torque (M stoer ) as an input quantity is stored in a characteristic map memory (36) combined with the calculation unit (38),
The calculation unit (38) has a corresponding disturbance torque characteristic map for calculating the correction current (I korr ) depending on the current rotational speed and / or the current rotational angle of the electric drive (20). The apparatus of claim 8, wherein: 機械可読担体に記憶されたプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品であって、前記プログラムを計算ユニット（３２）により実行した場合に、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法を実行することを特徴とする、コンピュータプログラム製品。   A computer program product having a program code stored on a machine-readable carrier, wherein the method according to any one of claims 1 to 7 is executed when the program is executed by a calculation unit (32). A computer program product characterized by
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