WO2014056799A2 - Motorsteuerung und verfahren zum feldorientierten regeln eines elektromotors - Google Patents

Motorsteuerung und verfahren zum feldorientierten regeln eines elektromotors Download PDF

Info

Publication number
WO2014056799A2
WO2014056799A2 PCT/EP2013/070706 EP2013070706W WO2014056799A2 WO 2014056799 A2 WO2014056799 A2 WO 2014056799A2 EP 2013070706 W EP2013070706 W EP 2013070706W WO 2014056799 A2 WO2014056799 A2 WO 2014056799A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
setpoint
torque
current
frozen
torque setpoint
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/070706
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2014056799A3 (de
Inventor
Thomas Baumann
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Gmbh filed Critical Continental Automotive Gmbh
Priority to CN201380053369.2A priority Critical patent/CN104704738B/zh
Priority to US14/435,363 priority patent/US9843280B2/en
Publication of WO2014056799A2 publication Critical patent/WO2014056799A2/de
Publication of WO2014056799A3 publication Critical patent/WO2014056799A3/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/34—Modelling or simulation for control purposes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a motor controller and a corresponding method for field-oriented control of an electric motor for driving a vehicle.
  • a power electronics which includes an inverter that generates an alternating current from the DC voltage of a high-voltage battery on board the motor vehicle.
  • Such change ⁇ judge are often regulated field-oriented.
  • Such a regulation is also called vector control. In this case, it may be provided to move a space vector (for example a current vector) which rotates with the drive shaft of the electric machine.
  • phase currents used to drive the electrical machine are thereby converted into a rotor-fixed, with the magnetic field of the machine co-rotating coordinate system.
  • a coordinate system is often referred to as a dq system.
  • I d and I q transformed in this way are then regulated instead of the phase currents.
  • I q can also be referred to as torque current command value I d, and as a field-forming current ⁇ setpoint.
  • an additional field-forming current setpoint (I e ) may be added.
  • a field-oriented driving method is disclosed, for example, in DE 10 2010 061 897 A1. In field-oriented regulations usually comes
  • Current setpoint generator is used. This receives as input signal a torque setpoint. This is ultimately specified by the driver via the accelerator pedal whose position is detected and converted into a torque setpoint. In this case, possibly maximum values and maximum gradients are taken into account in order to avoid overloading of the electric motor or vibrations.
  • the torque setpoint must be realized by the motor control.
  • the torque-forming current setpoint and the at least one field-forming current setpoint are usually matched to one another such that an optimized operating point results in which the electrical energy is converted into mechanical energy as efficiently as possible.
  • the Stromsollwertsentner either online optimization can have on the respective operating point, ie the operating point is recalculated each time, or it can query on stored tables or formulas are optimized offline Ar ⁇ beitshiel.
  • the computational effort for both methods is not negligible, whereby the calculation relative to the speed of the field-oriented control is carried out relatively slowly. For normal driving conditions, such. As acceleration and braking, however, the computational speed is quite sufficient, especially as the torque command curve sudden changes are to be avoided in order to avoid jerking of the vibratory suspended drive train.
  • the invention comprises a motor controller for field-oriented control of an electric motor for driving a vehicle having a current setpoint generator which is adapted to receive a torque setpoint as input signal and to output as output a torque-forming current setpoint or at least one field-forming current setpoint in order to field-orientate the electric motor.
  • the engine controller according to the invention comprises an exceptional situation recognition device for detecting a current torque setpoint, calculating a change based on the current torque setpoint and a previous torque setpoint, and detecting an exceptional situation when an amount of the change exceeds a predetermined threshold.
  • the exceptional situation ⁇ detection can be clocked, for example, the previous torque setpoint then corresponds, for example, the current torque ⁇ setpoint of the current clock cycle previous clock cycle.
  • the motor controller may be configured to adjust the torque-forming current setpoint, bypassing the current setpoint generator in dependence on the current torque setpoint, when the exceptional situation is detected.
  • the electric motor can be controlled very dynamically, because the slow calculation of optimized operating points is bypassed by the current setpoint generator.
  • ABS and ESP place very high demands on the dynamics of the control since they typically reduce the torque requirements abruptly and release them a short time later.
  • the torque setpoint is thus briefly lowered by ABS and ESP and then increased again to the original value.
  • the delay of the rebuilding of the torque can be caused by the current setpoint generator, for example, by a delayed flux build-up in the asynchronous machine, by delayed excitation current build-up in the externally excited synchronous machine and by limited voltage reserves for the current build-up in all types of machines. If the current setpoint generator is bypassed, although as a rule no optimal operating point is established, however, a particularly dynamic regulation of the electric motor becomes possible.
  • a change based on the current (sensed) value and a previous target torque (detected) ⁇ torque set point may be desired value while, for example, a difference between the current torque command value and a previous torque ⁇ .
  • the change may be based on the current torque setpoint and an earlier one
  • Torque setpoint also be a first derivative after the time of a torque setpoint function.
  • the change can also be specified, for example, as a percentage or per unit of time.
  • the difference would then be related to, for example, the current or previous torque setpoint or a time elapsed between receipt of the previous torque setpoint and the current torque setpoint.
  • the motor controller comprises a torque setpoint holding means for supplying the current torque setpoint to the current setpoint generator as an input signal when the exception situation detection means detects no exception situation and supplying a frozen torque setpoint to the current setpoint generator as an input when the exception situation detection means detects the exception situation frozen torque setpoint is initialized with the earlier torque setpoint.
  • the torque setpoint holding device results in that, in an exceptional situation, the state of the current setpoint generator is kept stable. This will u. a. also changes in the field-forming currents avoided.
  • the torque setpoint holding device can be set up to keep the frozen torque setpoint constant in the course of time or to adapt it as a function of the current torque setpoint. It would be conceivable, for example, to let the frozen torque setpoint follow the current torque setpoint ramp-like or filter-like.
  • the exceptional situation detection device is set up to recognize that there is no exceptional situation if the current torque setpoint lies within a tolerance range around the frozen torque setpoint. For example, it can be assumed that no emergency situation exists when the actual torque command value is below a product from the frozen target torque value and a lower tolerance threshold or above a product of the frozen torque ⁇ target value and an upper tolerance threshold. The lower .
  • Tolerance threshold may be, for example, 99%, 98%, 95% or 90%. Accordingly, the upper tolerance threshold may be located in particular at 101%, 102%, 105% or 110%. In this way, the exception situation recognition device can recognize that the ABS or ESP has ended its intervention.
  • the motor controller comprises a ratio calculator for calculating a ratio between the frozen and the current torque command values.
  • it can comprise an adaptation device for adjusting the torque-forming current setpoint output by the current setpoint generator by the ratio between the frozen and the current torque setpoint.
  • the state of the current setpoint generator can be kept constant, whereby the torque-forming current setpoint output by the current setpoint generator remains stable.
  • This stable torque-forming current setpoint is adapted to ⁇ closing outside the current setpoint value generator to the ratio between the frozen and the current torque setpoint.
  • the invention includes a method for field-oriented regulating an electric motor for driving a vehicle by means of a motor controller with a desired current ⁇ wertsentner which is adapted to receive as input a torque command value and output as output signals of a torque-forming current target value and at least one field ⁇ forming current reference value, to control the electric motor field-oriented.
  • the method according to the invention may comprise the following steps. A current torque reference is detected and based on the current torque ⁇
  • a change is calculated.
  • An exception situation is detected when an amount of change exceeds a predetermined threshold.
  • the torque-forming current setpoint is adapted ⁇ setpoint bypassing the current to ⁇ value generator in dependence on the current torque. In this way, a particularly dynamic field-oriented control of the electric motor is possible.
  • the inventive method comprises the steps of supplying the current torque setpoint for Stromsollwertsentner as an input signal, if there is no abnormal situation is detected, and supplying a frozen torque setpoint for Stromsollwertsentner as input ⁇ signal when the exceptional situation is detected, wherein the frozen torque reference value with the previous torque ⁇ setpoint is initialized.
  • This frozen ⁇ torque target value can be kept constant in the course of the system or adapted in function of the current torque setpoint.
  • the method according to the invention preferably additionally comprises the step of recognizing that there is no exceptional situation if the current torque setpoint lies within a tolerance range around the frozen torque setpoint.
  • the step of adjusting the torque-forming current setpoint, bypassing the current setpoint generator comprises the step of calculating a ratio between the frozen and the current torque setpoint.
  • this step of adjusting may include the step of adjusting the current-forming current command value output by the current command value generator by the ratio between the frozen and the current torque command values.
  • Figure 1 is a motor controller according to the prior art
  • Figure 2 is a motor controller according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3a shows a possible torque setpoint over the
  • Figure 3b shows a possible course of a ratio between the frozen and the current torque setpoint over time
  • Figure 4 shows a first embodiment of an inventive
  • Figure 5 shows a second embodiment of an inventive
  • FIG. 1 shows a field-oriented control according to the prior art.
  • This control comprises a current setpoint generator 1. This receives as input signal a torque setpoint T and gives as output signals a torque-forming
  • Current setpoint I q and the field-forming current setpoint I d are passed to a field-oriented control device 2, which controls the electric motor accordingly.
  • the current setpoint generator 1 performs its calculations comparatively slowly.
  • a typical calculation time for the torque-forming current command value I q and the field-producing current command value I d may for example be 10 milli ⁇ seconds.
  • FIG. 2 shows an embodiment of a motor controller according to the invention for field-oriented control of an electric motor for driving a vehicle.
  • This comprises a Stromsollwertsentner 1 which outputs a torque-forming current command value I q and field-producing current command value I d, and a field-oriented control device 2.
  • the torque ⁇ setpoint T does not receive the Stromsollwertsentner 1 directly, but 3 via a torque target value holding means this target torque value holding device 3 is provided with an exception situation detection device 4, which is adapted to detect the current torque setpoint T and to calculate a change based on the current torque setpoint and a previous torque setpoint.
  • the exceptional situation detection means 4 detects an exceptional situation notified to the torque command value holding means 3. If there is no exceptional situation, the torque setpoint holder 3 supplies the current setpoint value T to the current setpoint generator 1. In the event of an off ⁇ take situation, the torque setpoint holder 3 freezes the torque setpoint and supplies the current setpoint generator as an input to the frozen torque setpoint. Of the frozen torque setpoint ⁇ ⁇ can either be kept constant over the next cycles or be adjusted as a function of the current torque setpoint T. For example, the frozen torque setpoint can follow the current torque setpoint in a ramp-like or filter-like manner.
  • the frozen torque setpoint is not only given to the current setpoint generator 1, but also to the exceptional situation detection device 4, so that they can recognize that no exceptional situation exists if the current torque setpoint T is within a tolerance range to the frozen torque setpoint ⁇ ⁇ .
  • the embodiment of a Mo- gating invention shown additionally includes a ratio calculation ⁇ device 5, which receives the torque command value T, and the inserted ⁇ frozen torque setpoint ⁇ ⁇ and calculates a ratio between the frozen and the current torque command value tRATIO.
  • the corresponding ratio T rat i 0 is given by the ratio calculation device 5 to an adaptation device 6, which outputs the torque-forming current setpoint I q output by the current setpoint generator 1 in accordance with the ratio between the frozen state and the current one
  • Torque setpoint adapts. This results in an adjusted torque current command value I q x, which is given to the feldorien ⁇ oriented regulating device. 2
  • Tratio - 1 In the case of an exceptional situation: ⁇ ⁇ is constant or follows the current torque setpoint slowly.
  • T ratl0 ⁇ / ⁇ ⁇
  • FIG. 2 shows three domains D1, D2 and D3.
  • domain D2 a comparatively slow calculation takes place.
  • the calculations are performed relatively quickly so that x is possible by bypassing the domain D2 is a very dynamic adjustment of the torque-forming setpoint current I q.
  • FIG. 3a shows a possible course of the torque setpoint T over time.
  • the rotational ⁇ moment setpoint T and on the abscissa axis 8 the time is carried ⁇ on.
  • the ABS intervenes at time t 1 and drastically reduces the torque setpoint T.
  • the exception situation recognition device 4 recognizes an exceptional situation and freezes the torque setpoint.
  • the frozen torque setpoint ⁇ ⁇ is shown in dashed lines and follows the current torque setpoint slowly.
  • the ABS stops its engagement and releases the torque setpoint corresponding to ⁇ again, so that this reaches approximately the level before the intervention.
  • FIG. 3 b shows the ratio T rat i 0 between the frozen torque setpoint value ⁇ ⁇ and the current torque setpoint value for the scenario shown in FIG. 3 a.
  • the ratio T rat i 0 and on the abscissa axis 10 the time is plotted.
  • the ratio T rat i 0 1.
  • this ratio T rat i 0 drops significantly and is slightly above 1 at time t2, since the frozen torque setpoint ⁇ ⁇ was slightly followed the current torque setpoint T and the current one Torque setpoint T is now about the level he had before the ABS intervention.
  • step Sl a current Drehmo ⁇ management set value T is detected.
  • step S2 based on the actual torque value T and a previous Drehmo ⁇ ment setpoint change calculated. For example, the method can run clocked. At such a timing of the earlier torque setpoint would then z. B.
  • step S3 an exception situation is detected when an amount of change exceeds a predetermined threshold. In this way, for example, the intervention of an ABS or ESP can be identified.
  • step S4 then the torque-forming
  • Adjusted current setpoint bypassing the current setpoint generator as a function of the current torque setpoint, if an exception situation was detected in step S3.
  • Figure 5 shows a second embodiment of a method according to Invention ⁇ field-oriented regulating an elec- romotors for driving a vehicle by means of a motor ⁇ control with a current setpoint generator. It is the
  • Current setpoint generator configured to receive a torque setpoint as an input signal and output as output a torque-forming current setpoint and at least one field-forming current setpoint to control the electric motor field-oriented.
  • a current torque command value is detected. Based on the current one
  • step S6 Torque setpoint and a previous torque setpoint, a change in step S6 is calculated.
  • step S7 it is checked whether an amount of the change exceeds a predetermined threshold. If this is not the case, a branch is made to step S8, and the current torque command value supplied to the current target ⁇ wertsentner as an input signal. Thereafter, it returns to step S5.
  • step S9 in which the frozen torque reference is initialized ⁇ setpoint value with the previous torque.
  • step S10 a ⁇ frozen torque command value is supplied to the Stromsollwertsentner as an input signal.
  • step S5 a ratio between the frozen and the current torque command values is calculated, and in step S12, the current-forming current command value output by the current command value generator is adjusted according to the relationship between the frozen torque value and the current torque command value.
  • step S13 a current torque setpoint is then detected again.
  • step S14 it is checked whether the current torque setpoint is greater than or equal to a product of the frozen torque setpoint and a lower tolerance threshold. If the actual torque setpoint is at the same time less than or equal to a product of the frozen torque setpoint and an upper tolerance threshold, it is assumed that there is no longer an exceptional situation. In this case, a branch is made to step S8. Otherwise, the jump back to ⁇ to step S10. As a lower tolerance threshold with ⁇ play, 99%, 98%, 95% or 90% can be used.
  • the upper tolerance threshold at ⁇ could be playing at 101%, 102%, 105% or 110%.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuerung und ein Verfahren zum feldorientierten Regeln eines Elektromotors zum Antreiben eines Fahrzeugs. Die Motorsteuerung umfasst einen Stromsollwertbildner (1), der dazu eingerichtet ist, als Eingangssignal einen Drehmomentsollwert (T) zu empfangen und als Ausgangssignale einen drehmomentbildenden Stromsollwert (Iq) und mindestens einen feldbildenden Stromsollwert (Id) auszugeben, um den Elektromotor feldorientiert zu regeln. Eine Ausnahmesituationserkennungseinrichtung (4) erfasst einen aktuellen Drehmomentsollwert, berechnet eine Änderung basierend auf dem aktuellen Drehmomentsollwert und einem früheren Drehmomentsollwert und erkennt eine Ausnahmesituation, wenn ein Betrag der Änderung einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt. Die Motorsteuerung ist dabei dazu eingerichtet, den drehmomentbildenden Stromsollwert unter Umgehung des Stromsoll¬ wertbildners (1) in Abhängigkeit vom aktuellen Drehmomentsollwert (T) anzupassen, wenn die Ausnahmesituation erkannt wird.

Description

Beschreibung
Motorsteuerung und Verfahren zum feldorientierten Regeln eines Elektromotors
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuerung und ein entsprechendes Verfahren zum feldorientierten Regeln eines Elektromotors zum Antreiben eines Fahrzeugs. Für den Antrieb moderner Kraftfahrzeuge werden zunehmend elektrische Maschinen als alleiniger Antrieb oder gemeinsam mit einem Antrieb eines anderen Typs (Hybridantrieb) verwendet. Zur Ansteuerung der elektrischen Maschine dient in der Regel eine Leistungselektronik, die einen Wechselrichter umfasst, der aus der Gleichspannung einer an Bord des Kraftfahrzeugs befindlichen Hochvoltbatterie einen Wechselstrom erzeugt. Solche Wechsel¬ richter werden häufig feldorientiert geregelt. Eine solche Regelung wird auch Vektorregelung genannt. Hierbei kann vorgesehen sein, einen Raumzeiger (beispielsweise ein Stromzeiger) zu bewegen, der mit der Antriebswelle der elektrischen Maschine rotiert. Mit anderen Worten werden dadurch die zur Ansteuerung der elektrischen Maschine verwendeten Phasenströme in ein rotorfestes, mit dem Magnetfeld der Maschine mitdrehendes Koordinatensystem umgerechnet. Ein solches Koordinatensystem wird häufig als dq-System bezeichnet. Bei der feldorientierten Regelung werden statt der Phasenströme dann die auf diese Weise transformierten Stromkomponenten Id und Iq geregelt. Iq kann dabei auch als drehmomentbildender Stromsollwert und I d als feld¬ bildender Stromsollwert bezeichnet werden. Bei einer fremd- erregten Synchronmaschine kann noch ein zusätzlicher feldbildender Stromsollwert ( I e ) hinzu kommen.
Ein feldorientiertes Ansteuerverfahren wird beispielsweise in der DE 10 2010 061 897 AI offenbart. Bei feldorientierten Regelungen kommt in der Regel ein
Stromsollwertbildner zum Einsatz. Dieser empfängt als Eingangssignal einen Drehmomentsollwert. Dieser wird letztendlich vom Fahrer über das Gaspedal vorgegeben, dessen Stellung erfasst und in einen Drehmomentsollwert umgerechnet wird. Dabei werden evtl. Maximalwerte und maximale Gradienten berücksichtigt, um Überlastungen des Elektromotors bzw. Schwingungen zu vermeiden. Den Drehmomentsollwert muss die Motorsteuerung realisieren.
Dafür berechnet sie einen drehmomentbildenden Stromsollwert und mindestens einen feldbildenden Stromsollwert, um so den
Elektromotor feldorientiert zu regeln. Der drehmomentbildende Stromsollwert und der mindestens eine feldbildende Stromsollwert sind dabei üblicherweise derartig aufeinander abgestimmt, dass sich ein optimierter Arbeitspunkt ergibt, bei dem die elektrische Energie möglichst effizient in mechanische Energie umgesetzt wird. Dafür kann der Stromsollwertbildner entweder eine Online-Optimierung auf den jeweiligen Arbeitspunkt besitzen, d. h. der Arbeitspunkt wird jedes Mal neu berechnet, oder er kann über gespeicherte Tabellen oder Formeln offline optimierte Ar¬ beitspunkte abfragen. Der Rechenaufwand für beide Verfahren ist dabei nicht zu vernachlässigen, wodurch die Berechnung bezogen auf die Geschwindigkeit der feldorientierten Regelung relativ langsam ausgeführt wird. Für normale Fahrzustände, wie z. B. Beschleunigen und Bremsen, ist die Berechnungsgeschwindigkeit jedoch völlig ausreichend, zumal beim Drehmomentsollwertverlauf plötzliche Änderungen vermieden werden sollen, um ein Ruckeln des schwingungsfähig aufgehängten Antriebsstrangs zu vermeiden.
Ausgehend vom Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vor¬ liegenden Erfindung eine in zumindest einer Hinsicht verbesserte Motorsteuerung zum feldorientierten Regeln eines Elektromotors zum Antreiben eines Fahrzeugs sowie ein dazugehöriges Verfahren zum feldorientierten Regeln anzugeben.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Die abhängigen Patent¬ ansprüche geben Ausführungsformen der Erfindung an.
Dementsprechend umfasst die Erfindung eine Motorsteuerung zum feldorientierten Regeln eines Elektromotors zum Antreiben eines Fahrzeugs mit einem Stromsollwertbildner, der dazu eingerichtet ist, als Eingangssignal einen Drehmomentsollwert zu empfangen und als Ausgangssignal einen drehmomentbildenden Stromsollwert oder mindestens einen feldbildenden Stromsollwert auszugeben, um den Elektromotor feldorientiert zu regeln. Die erfindungsgemäße Motorsteuerung umfasst eine Ausnahmesituationserkennungsein- richtung zum Erfassen eines aktuellen Drehmomentsollwertes, Berechnen einer Änderung basierend auf dem aktuellen Drehmomentsollwert und einem früheren Drehmomentsollwert und Erkennen einer Ausnahmesituation, wenn ein Betrag der Änderung einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt. Die Ausnahmesituations¬ erkennung kann beispielsweise getaktet werden, wobei der frühere Drehmomentsollwert dann zum Beispiel dem aktuellen Drehmo¬ mentsollwert des dem aktuellen Taktzyklus vorhergehenden Taktzyklusses entspricht. Erfindungsgemäß kann die Motor- Steuerung dazu eingerichtet sein, den drehmomentbildenden Stromsollwert unter Umgehung des Stromsollwertbildners in Abhängigkeit vom aktuellen Drehmomentsollwert anzupassen, wenn die Ausnahmesituation erkannt wird. Auf diese Weise kann der Elektromotor sehr dynamisch geregelt werden, weil die langsame Berechnung optimierter Arbeitspunkte durch den Stromsollwertbildner umgangen wird. Dies ist besonders vorteilhaft für Eingriffe des Antiblockiersystems (ABS) oder des elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) . ABS und ESP stellen an die Dynamik der Regelung sehr hohe Anforderungen, da diese typischerweise die Drehmomentanforderungen schlagartig reduzieren und kurze Zeit später wieder frei geben. Der Drehmomentsollwert wird durch ABS und ESP also kurzfristig heruntergesetzt und anschließend wieder auf den ursprünglichen Wert erhöht. Würden solche Eingriffe über den Stromsollwertbildner laufen, wäre sowohl die Reduktion des Drehmoments als auch die anschließende Wiederanhebung ver- langsamt. Dabei kann die Verzögerung des Wiederaufbaus des Drehmomentes durch den Stromsollwertbildner beispielsweise durch einen verzögerten Flussaufbau bei der Asynchronmaschine, durch verzögerten Erregungsstromaufbau bei der fremderregten Synchronmaschine sowie durch begrenzte Spannungsreserven für den Stromaufbau bei allen Maschinenarten hervorgerufen werden. Wenn der Stromsollwertbildner umgangen wird, stellt sich zwar in der Regel kein optimaler Arbeitspunkt ein, es wird jedoch eine besonders dynamische Regelung des Elektromotors möglich. Eine Änderung basierend auf dem aktuellen (erfassten) Drehmomentsollwert und einem früheren (erfassten) Drehmoment¬ sollwert kann dabei zum Beispiel eine Differenz zwischen dem aktuellen Drehmomentsollwert und einem früheren Drehmoment¬ sollwert sein. Alternativ kann es sich bei der Änderung basierend auf dem aktuellen Drehmomentsollwert und einem früheren
Drehmomentsollwert auch um eine erste Ableitung nach der Zeit einer Drehmomentsollwertfunktion handeln. Die Änderung kann auch beispielsweise prozentual oder pro Zeiteinheit angegeben werden. Hierbei würde die Differenz dann zum Beispiel zum aktuellen oder früheren Drehmomentsollwert bzw. zu einer Zeitspanne, die zwischen dem Empfang des früheren Drehmomentsollwerts und des aktuellen Drehmomentsollwerts verstrichen ist, in Beziehung gesetzt werden. n
5
In einer Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Motorsteuerung eine Drehmomentsollwerthalteeinrichtung zum Zuführen des aktuellen Drehmomentsollwertes zum Stromsollwertbildner als Eingangssignal, wenn die Ausnahmesituationserkennungsein- richtung keine Ausnahmesituation erkennt, und zum Zuführen eines eingefrorenen Drehmomentsollwertes zum Stromsollwertbildner als Eingangssignal, wenn die Ausnahmesituationserkennungsein- richtung die Ausnahmesituation erkennt, wobei der eingefrorene Drehmomentsollwert mit dem früheren Drehmomentsollwert ini- tialisiert wird.
Die Drehmomentsollwerthalteeinrichtung führt also dazu, dass in einer Ausnahmesituation der Zustand des Stromsollwertbildners stabil gehalten wird. Dadurch werden u. a. auch Änderungen der feldbildenden Ströme vermieden.
Die Drehmomentsollwerthalteeinrichtung kann dabei dazu eingerichtet sein, im weiteren Zeitverlauf den eingefrorenen Drehmomentsollwert konstant zu halten oder in Abhängigkeit vom aktuellen Drehmomentsollwert anzupassen. Denkbar wäre dabei beispielsweise den eingefrorenen Drehmomentsollwert rampen- bzw. filterartig langsam dem aktuellen Drehmomentsollwert folgen zu lassen. Vorzugsweise ist die Ausnahmesituationserkennungseinrichtung dazu eingerichtet, zu erkennen, dass keine Ausnahmesituation mehr vorliegt, wenn der aktuelle Drehmomentsollwert innerhalb eines Toleranzbereichs um den eingefrorenen Drehmomentsollwert liegt. Beispielsweise kann angenommen werden, dass keine Ausnahmesituation mehr vorliegt, wenn der aktuelle Drehmomentsollwert unterhalb eines Produktes aus dem eingefrorenen Drehmomentsollwert und einem unteren Toleranzschwellwert oder oberhalb eines Produktes aus dem eingefrorenen Drehmoment¬ sollwert und einem oberen Toleranzschwellwert liegt. Der untere ,
b
Toleranzschwellwert kann beispielsweise bei 99 %, 98 %, 95 % oder 90 % liegen. Dementsprechend kann der obere Toleranzschwellwert insbesondere bei 101 %, 102 %, 105 % oder 110 % angesiedelt sein. Auf diese Weise kann die Ausnahmesituationserkennungsein- richtung erkennen, dass das ABS bzw. ESP seinen Eingriff beendet hat .
In einer Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Motorsteuerung eine Verhältnisberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Verhältnisses zwischen dem eingefrorenen und dem aktuellen Drehmomentsollwert. Darüber hinaus kann sie eine Anpassungs¬ einrichtung zum Anpassen des durch den Stromsollwertbildner ausgegebenen drehmomentbildenden Stromsollwerts um das Verhältnis zwischen dem eingefrorenen und dem aktuellen Drehmo- mentsollwert umfassen.
Dadurch kann der Zustand des Stromsollwertbildners konstant gehalten werden, wodurch der durch den Stromsollwertbildner ausgegebene drehmomentbildende Stromsollwert stabil bleibt. Dieser stabile drehmomentbildende Stromsollwert wird an¬ schließend außerhalb des Stromsollwertbildners an das Verhältnis zwischen dem eingefrorenen und dem aktuellen Drehmomentsollwert angepasst . Zusätzlich umfasst die Erfindung ein Verfahren zum feldorientierten Regeln eines Elektromotors zum Antreiben eines Fahrzeugs mittels einer Motorsteuerung mit einem Stromsoll¬ wertbildner, der dazu eingerichtet ist, als Eingangssignal einen Drehmomentsollwert zu empfangen und als Ausgangssignale einen drehmomentbildenden Stromsollwert und mindestens einen feld¬ bildenden Stromsollwert auszugeben, um den Elektromotor feldorientiert zu regeln. Das erfindungsgemäße Verfahren kann die folgenden Schritte umfassen. Ein aktueller Drehmomentsollwert wird erfasst und basierend auf dem aktuellen Dreh- ^
momentsollwert und einem früheren Drehmomentsollwert wird eine Änderung berechnet. Eine Ausnahmesituation wird erkannt, wenn ein Betrag der Änderung einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt. Wenn eine Ausnahmesituation erkannt wird, wird der drehmomentbildende Stromsollwert unter Umgehung des Strom¬ sollwertbildners in Abhängigkeit vom aktuellen Drehmoment¬ sollwert angepasst. Auf diese Weise ist eine besonders dynamische feldorientierte Regelung des Elektromotors möglich.
In einer Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Schritte Zuführen des aktuellen Drehmomentsollwertes zum Stromsollwertbildner als Eingangssignal, wenn keine Ausnahmesituation erkannt wird, und Zuführen eines eingefrorenen Drehmomentsollwertes zum Stromsollwertbildner als Eingangs¬ signal, wenn die Ausnahmesituation erkannt wird, wobei der eingefrorene Drehmomentsollwert mit dem früheren Drehmoment¬ sollwert initialisiert wird. Dieser eingefrorene Drehmoment¬ sollwert kann im weiteren Verlauf der Regelung konstant gehalten oder in Abhängigkeit vom aktuellen Drehmomentsollwert angepasst werden .
Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich den Schritt Erkennen, dass keine Ausnahmesituation mehr vorliegt, wenn der aktuelle Drehmomentsollwert innerhalb eines Toleranzbereichs um den eingefrorenen Drehmomentsollwert liegt.
In einer Ausführungsform umfasst der Schritt des Anpassens des drehmomentbildenden Stromsollwert unter Umgehung des Stromsollwertbildners den Schritt Berechnen eines Verhältnisses zwischen dem eingefrorenen und dem aktuellen Drehmomentsollwert . Darüber hinaus kann dieser Schritt des Anpassens den Schritt umfassen Anpassen des durch den Stromsollwertbildner ausgegebenen drehmomentbildenden Stromsollwerts um das Verhältnis zwischen dem eingefrorenen und dem aktuellen Drehmomentsollwert . Die Erfindung wurde mit Bezug auf eine Motorsteuerung und ein Regelungsverfahren dargestellt. Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Ausführungen zur Motorsteuerung analog auf das erfindungsgemäße Verfahren und die Ausführungen zum Verfahren entsprechend auf die erfindungsgemäße Motorsteuerung.
Weitere Details und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine Motorsteuerung nach dem Stand der Technik;
Figur 2 eine Motorsteuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 3a einen möglichen Drehmomentsollwertverlauf über die
Zeit;
Figur 3b einen möglichen Verlauf eines Verhältnisses zwischen dem eingefrorenen und dem aktuellen Drehmomentsollwert über die Zeit;
Figur 4 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Verfahrens sowie
Figur 5 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Verfahrens .
Sofern nicht anders angegeben, werden im Folgenden gleiche und wirkungsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen benannt.
Figur 1 zeigt eine feldorientierte Regelung nach dem Stand der Technik. Diese Regelung umfasst einen Stromsollwertbildner 1. Dieser empfängt als Eingangssignal einen Drehmomentsollwert T und gibt als Ausgangssignale einen drehmomentbildenden
Stromsollwert Iq und einen feldbildenden Stromsollwert Id aus. Bei einer fremderregten Synchronmaschine kommt zusätzlich der feldbildende Stromsollwert Ie hinzu. Der drehmomentbildende _
y
Stromsollwert Iq und der feldbildende Stromsollwert Id werden an eine feldorientierte Regelungseinrichtung 2 übergeben, die den Elektromotor entsprechend regelt. Dabei führt der Stromsollwertbildner 1 seine Berechnungen vergleichsweise langsam durch. Eine typische Berechnungsdauer für den drehmomentbildenden Stromsollwert Iq und den feldbildenden Stromsollwert Id kann beispielsweise bei 10 Milli¬ sekunden liegen. Die feldorientierte Regelungseinrichtung 2 hingegen berechnet die Regelungswerte relativ schnell, z. B. innerhalb von 100 Mikrosekunden .
Figur 2 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Motorsteuerung zum feldorientierten Regeln eines Elektromotors zum Antreiben eines Fahrzeugs. Diese umfasst wiederum einen Stromsollwertbildner 1, der einen drehmomentbildenden Stromsollwert Iq und feldbildenden Stromsollwert Id ausgibt, sowie eine feldorientierte Regelungseinrichtung 2. Den Drehmoment¬ sollwert T erhält der Stromsollwertbildner 1 jedoch nicht direkt, sondern über eine Drehmomentsollwerthalteeinrichtung 3. Diese Drehmomentsollwerthalteeinrichtung 3 ist mit einer Ausnahme- situationserkennungseinrichtung 4 verbunden, die dazu eingerichtet ist, den aktuellen Drehmomentsollwert T zu erfassen und eine Änderung basierend auf dem aktuellen Drehmomentsollwert und einem früheren Drehmomentsollwert zu berechnen. Wenn ein Betrag der Änderung einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, erkennt die Ausnahmesituationserkennungseinrichtung 4 eine Ausnahmesituation, die der Drehmomentsollwerthalteeinrichtung 3 gemeldet wird. Wenn keine Ausnahmesituation vorliegt, führt die Drehmomentsollwerthalteeinrichtung 3 dem Stromsollwertbildner 1 den aktuellen Drehmomentsollwert T zu. Im Falle einer Aus¬ nahmesituation friert die Drehmomentsollwerthalteeinrichtung 3 den Drehmomentsollwert ein und führt dem Stromsollwertbildner als Eingangssignal den eingefrorenen Drehmomentsollwert zu. Der eingefrorene Drehmomentsollwert Τλ kann über die nächsten Zyklen entweder konstant gehalten werden oder in Abhängigkeit vom aktuellen Drehmomentsollwert T angepasst werden. Beispielsweise kann der eingefrorene Drehmomentsollwert dem aktuellen Dreh- momentsollwert rampen- bzw. filterartig folgen.
Der eingefrorene Drehmomentsollwert wird nicht nur an den Stromsollwertbildner 1 gegeben, sondern zusätzlich auch an die Ausnahmesituationserkennungseinrichtung 4, damit diese erkennen kann, dass keine Ausnahmesituation mehr vorliegt, wenn der aktuelle Drehmomentsollwert T innerhalb eines Toleranzbereichs um den eingefrorenen Drehmomentsollwert Τλ liegt.
Die dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mo- torsteuerung umfasst zusätzlich eine Verhältnisberechnungs¬ einrichtung 5, die den Drehmomentsollwert T sowie den einge¬ frorenen Drehmomentsollwert Τλ erhält und daraus ein Verhältnis zwischen dem eingefrorenen und dem aktuellen Drehmomentsollwert Tratio berechnet. Das entsprechende Verhältnis Trati0 wird von der Verhältnisberechnungseinrichtung 5 an eine Anpassungseinrichtung 6 gegeben, die den durch den Stromsollwertbildner 1 ausgegebenen drehmomentbildenden Stromsollwert Iq gemäß dem Verhältnis zwischen dem eingefrorenen und dem aktuellen
Drehmomentsollwert anpasst. Dadurch ergibt sich ein angepasster drehmomentbildender Stromsollwert Iq x, der an die feldorien¬ tierte Regelungseinrichtung 2 gegeben wird.
Wenn keine Ausnahmesituation vorliegt, ergeben sich also die folgenden Zusammenhänge:
T λ = T
Tratio — 1 Im Falle einer Ausnahmesituation gilt: Τλ ist konstant oder folgt dem aktuellen Drehmomentsollwert langsam.
Tratl0 = τ/τ^
= !q * Tratxo
In Figur 2 sind drei Domänen Dl, D2 und D3 angegeben. In der Domäne D2 erfolgt eine vergleichsweise langsame Berechnung. In den Domänen Dl und D3 erfolgen die Berechnungen vergleichsweise schnell, so dass durch die Umgehung der Domäne D2 eine sehr dynamische Anpassung des drehmomentbildenden Stromsollwertes Iq x möglich ist.
Figur 3a zeigt einen möglichen Verlauf des Drehmomentsollwerts T über die Zeit. Auf der Ordinatenachse 7 ist also der Dreh¬ momentsollwert T und auf der Abszissenachse 8 die Zeit auf¬ getragen. Zum Zeitpunkt tl greift beispielsweise das ABS ein und reduziert den Drehmomentsollwert T drastisch. Die Ausnahme- situationserkennungseinrichtung 4 erkennt eine Ausnahmesitu- ation und friert den Drehmomentsollwert ein. Der eingefrorene Drehmomentsollwert Τλ ist gestrichelt dargestellt und folgt dem aktuellen Drehmomentsollwert langsam. Zum Zeitpunkt t2 beendet das ABS seinen Eingriff und gibt den Drehmomentsollwert dem¬ entsprechend wieder frei, so dass dieser in etwa das Niveau vor dem Eingriff erreicht.
Figur 3b stellt das Verhältnis Trati0 zwischen dem eingefrorenen Drehmomentsollwert Τλ und dem aktuellen Drehmomentsollwert für das in Figur 3a gezeigte Szenario dar. Auf der Ordinatenachse 9 ist also das Verhältnis Trati0 und auf der Abszissenachse 10 die Zeit aufgetragen. Vor tl beträgt das Verhältnis Trati0 1. Zum Zeitpunkt tl fällt dieses Verhältnis Trati0 deutlich ab und liegt zum Zeitpunkt t2 etwas über 1, da der eingefrorene Drehmo- mentsollwert Τλ dem aktuellen Drehmomentsollwert T leicht gefolgt war und der aktuelle Drehmomentsollwert T nun etwa auf dem Niveau liegt, das er vor dem ABS-Eingriff besaß.
Figur 4 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum feldorientierten Regeln eines Elektromotors zum Antreiben eines Fahrzeugs mittels einer Motorsteuerung mit einem Stromsollwertbildner, der dazu eingerichtet ist, als Eingangssignal einen Drehmomentsollwert T zu empfangen und als Ausgangssignale einen drehmomentbildenden Stromsollwert Iq und mindestens einen feldbildenden Stromsollwert Id auszugeben, um den Elektromotor feldorientiert zu regeln. Die gezeigte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die folgenden Schritte: In Schritt Sl wird ein aktueller Drehmo¬ mentsollwert T erfasst. In Schritt S2 wird basierend auf dem aktuellen Drehmomentsollwert T und einem früheren Drehmo¬ mentsollwert eine Änderung berechnet. Beispielsweise kann das Verfahren getaktet ablaufen. Bei einer solchen Taktung würde der frühere Drehmomentsollwert dann z. B. dem aktuellen Drehmo¬ mentsollwert aus dem letzten Takt entsprechen. In Schritt S3 wird eine Ausnahmesituation erkannt, wenn ein Betrag der Änderung einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt. Auf diese Weise kann beispielsweise der Eingriff eines ABS oder ESP identifiziert werden. In Schritt S4 wird dann der drehmomentbildende
Stromsollwert unter Umgehung des Stromsollwertbildners in Abhängigkeit vom aktuellen Drehmomentsollwert angepasst, sofern eine Ausnahmesituation in Schritt S3 erkannt wurde.
Figur 5 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungs¬ gemäßen Verfahrens zum feldorientierten Regeln eines Elekt- romotors zum Antreiben eines Fahrzeugs mittels einer Motor¬ steuerung mit einem Stromsollwertbildner. Dabei ist der
Stromsollwertbildner dazu eingerichtet, als Eingangssignal einen Drehmomentsollwert zu empfangen und als Ausgangssignal einen drehmomentbildenden Stromsollwert und mindestens einen feldbildenden Stromsollwert auszugeben, um den Elektromotor feldorientiert zu regeln. In Schritt S5 wird ein aktueller Drehmomentsollwert erfasst. Basierend auf dem aktuellen
Drehmomentsollwert und einem früheren Drehmomentsollwert wird eine Änderung in Schritt S6 berechnet. In Schritt S7 wird geprüft, ob ein Betrag der Änderung einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt. Sollte dies nicht der Fall sein, wird zu Schritt S8 verzweigt und der aktuelle Drehmomentsollwert dem Stromsoll¬ wertbildner als Eingangssignal zugeführt. Danach wird zu Schritt S5 zurückgekehrt.
Wenn in Schritt S7 erkannt werden sollte, dass der Betrag der Änderung den vorgegebenen Schwellwert übersteigt, so wird eine Ausnahmesituation erkannt und zu Schritt S9 verzweigt, in dem der eingefrorene Drehmomentsollwert mit dem früheren Drehmoment¬ sollwert initialisiert wird. In Schritt S10 wird dieser ein¬ gefrorene Drehmomentsollwert den Stromsollwertbildner als Eingangssignal zugeführt. In Schritt Sil wird ein Verhältnis zwischen dem eingefrorenen und dem aktuellen Drehmomentsollwert berechnet und in Schritt S12 der durch den Stromsollwertbildner ausgegebene drehmomentbildende Stromsollwert gemäß dem Verhältnis zwischen dem eingefrorenen und dem aktuellen Drehmomentsollwert angepasst. In Schritt S13 wird dann erneut ein aktueller Drehmomentsollwert erfasst.
In Schritt S14 wird geprüft, ob der aktuelle Drehmomentsollwert größer oder gleich einem Produkt aus dem eingefrorenen Drehmomentsollwert und einem unteren Toleranzschwellwert liegt . Wenn der aktuelle Drehmomentsollwert gleichzeitig kleiner oder gleich einem Produkt aus dem eingefrorenen Drehmomentsollwert und einem oberen Toleranzschwellwert ist, so wird davon ausgegangen, dass keine Ausnahmesituation mehr vorliegt. In diesem Falle wird zu Schritt S8 verzweigt. Anderenfalls wird zu Schritt S10 zu¬ rückgesprungen. Als unterer Toleranzschwellwert kann bei¬ spielsweise 99 %, 98 %, 95 % oder 90 % verwendet werden.
Dementsprechend könnte der obere Toleranzschwellwert bei¬ spielsweise bei 101 %, 102 %, 105 % oder 110 % liegen.
Die mit Bezug auf die Figuren gemachten Erläuterungen sind rein illustrativ und nicht beschränkend zu verstehen. An den gezeigten Ausführungsformen können viele Änderungen vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen festgelegt ist, zu verlassen.
Bezugs zeichenliste
Stromsollwertbildner
feldorientierte Regelungseinrichtung
DrehmomentSollwerthalteeinrichtung
Ausnahmesituationserkennungseinrichtung
Verhältnisberechnungseinrichtung
Anpassungseinrichtung
Ordinatenachse, auf der der Drehmomentsollwert T ab¬ getragen ist
Abszissenachse zur Darstellung der Zeit
Ordinatenachse, auf der das Verhältnis Trati0 abgetragen ist
Abszissenachse zur Darstellung der Zeit
drehmomentbildender Stromsollwert
angepasster drehmomentbildender Stromsollwert feldbildender Stromsollwert
DrehmomentSollwert
eingefrorener Drehmomentsollwert
Zeitpunkt 1
Zeitpunkt 2
Verhältnis zwischen dem eingefrorenen und dem aktuellen
DrehmomentSollwert
Domäne mit schneller Berechnung
Domäne mit langsamer Berechnung
Domäne mit schneller Berechnung
Erfassen eines aktuellen Drehmomentsollwerts
Berechnen einer Änderung
Erkennen einer Ausnahmesituation, wenn ein Betrag der Änderung einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt Anpassen des drehmomentbildenden Stromsollwerts unter Umgehung des Stromsollwertbildners in Abhängigkeit vom aktuellen Drehmomentsollwert, wenn die Ausnahmesitu¬ ation erkannt wird 55 Erfassen eines aktuellen Drehmomentsollwertes
56 Berechnen einer Änderung
57 Betrag der Änderung größer als ein vorgegebener
Schwellwert?
S8 Zuführen des aktuellen Drehmomentsollwertes zum
Stromsollwertbildner als Eingangssignal
S9 Initialisieren des eingefrorenen Drehmomentsollwerts mit einem früheren Drehmomentsollwert
510 Zuführen des eingefrorenen Drehmomentsollwertes zum
Stromsollwertbildner als Eingangssignal
511 Berechnen eines Verhältnisses zwischen dem eingefro¬ renen und dem aktuellen Drehmomentsollwert
512 Anpassen des durch den Stromsollwertbildner ausgegebenen drehmomentbildenden Stromsollwerts um das Ver- hältnis zwischen dem eingefrorenen und dem aktuellen
DrehmomentSollwert
513 Erfassen eines aktuellen Drehmomentsollwertes
514 Eingefrorener Drehmomentsollwert * unterer Toleranzschwellwert -S aktueller Drehmomentsollwert -S einge- frorener Drehmomentsollwert * oberer Toleranzschwellwert?

Claims

PPaatteennttaannsspprrüücchhee
11.. MMoottoorrsstteeuueerruunngg zzuumm ffeellddoorriieennttiieerrtteenn RReeggeellnn eeiinneess EElleekkttrroo¬mmoottoorrss zzuumm AAnnttrreeiibbeenn eeiinneess FFaahhrrzzeeuuggss mmiitt
55 -- eeiinneemm SSttrroommssoollllwweerrttbbiillddnneerr ((11)),, ddeerr ddaazzuu eeiinnggeerriicchhtteett iisstt,, aallss EEiinnggaannggssssiiggnnaall eeiinneenn DDrreehhmmoommeennttssoollllwweerrtt ((TT)) zzuu eemmppffaannggeenn uunndd aallss AAuussggaannggssssiiggnnaallee eeiinneenn ddrreehhmmoommeennttbbiillddeennddeenn SSttrroommssoollllwweerrtt ((IIqq)) uunndd mmiinnddeesstteennss eeiinneenn ffeellddbbiillddeennddeenn SSttrroommssoollllwweerrtt (( II dd )) aauusszzuu¬¬ ggeebbeenn,, uumm ddeenn EElleekkttrroommoottoorr ffeellddoorriieennttiieerrtt zzuu rreeggeellnn,, uunndd
1100 -- eeiinneerr AAuussnnaahhmmeessiittuuaattiioonnsseerrkkeennnnuunnggsseeiinnrriicchhttuunngg ((44)) zzuumm EErr¬ffaasssseenn eeiinneess aakkttuueelllleenn DDrreehhmmoommeennttssoollllwweerrttss,, BBeerreecchhnneenn eeiinneerr ÄÄnnddeerruunngg bbaassiieerreenndd aauuff ddeemm aakkttuueelllleenn DDrreehhmmoommeennttssoollllwweerrtt uunndd eeiinneemm ffrrüühheerreenn DDrreehhmmoommeennttssoollllwweerrtt uunndd EErrkkeennnneenn eeiinneerr AAuussnnaahh¬mmeessiittuuaattiioonn,, wweennnn eeiinn BBeettrraagg ddeerr ÄÄnnddeerruunngg eeiinneenn vvoorrggeeggeebbeenneenn
1155 SScchhwweellllwweerrtt üübbeerrsstteeiiggtt,,
-- wwoobbeeii ddiiee MMoottoorrsstteeuueerruunngg ddaazzuu eeiinnggeerriicchhtteett iisstt,, ddeenn ddrreehh¬¬ mmoommeennttbbiillddeennddeenn SSttrroommssoollllwweerrtt uunntteerr UUmmggeehhuunngg ddeess SSttrroommssoollll¬wweerrttbbiillddnneerrss ((11)) iinn AAbbhhäännggiiggkkeeiitt vvoomm aakkttuueelllleenn DDrreehhmmoommeenntt¬¬ ssoollllwweerrtt ((TT)) aannzzuuppaasssseenn,, wweennnn ddiiee AAuussnnaahhmmeessiittuuaattiioonn eerrkkaannnntt
2200 wwiirrdd..
22.. MMoottoorrsstteeuueerruunngg nnaacchh AAnnsspprruucchh 11,, mmiitt eeiinneerr DDrreehhmmoommeennttssoollll-- wweerrtthhaalltteeeeiinnrriicchhttuunngg ((33)) zzuumm ZZuuffüühhrreenn ddeess aakkttuueelllleenn DDrreehhmmoo¬mmeennttssoollllwweerrtteess ((TT)) zzuumm SSttrroommssoollllwweerrttbbiillddnneerr ((11)) aallss EEiinn--
2255 ggaannggssssiiggnnaall,, wweennnn ddiiee AAuussnnaahhmmeessiittuuaattiioonnsseerrkkeennnnuunnggsseeiinnrriicchhttuunngg ((44)) kkeeiinnee AAuussnnaahhmmeessiittuuaattiioonn eerrkkeennnntt,, uunndd zzuumm ZZuuffüühhrreenn eeiinneess eeiinnggeeffrroorreenneenn DDrreehhmmoommeennttssoollllwweerrtteess ((ΤΤλλ)) zzuumm SSttrroommssoollllwweerrtt¬¬ bbiillddnneerr ((11)) aallss EEiinnggaannggssssiiggnnaall,, wweennnn ddiiee AAuussnnaahhmmeessiittuuaattiioonnss-- eerrkkeennnnuunnggsseeiinnrriicchhttuunngg ((44)) ddiiee AAuussnnaahhmmeessiittuuaattiioonn eerrkkeennnntt,, wwoobbeeii 3300 ddeerr eeiinnggeeffrroorreennee DDrreehhmmoommeennttssoollllwweerrtt mmiitt ddeemm ffrrüühheerreenn DDrreehhmmoo¬¬ mmeennttssoollllwweerrtt
Figure imgf000019_0001
3. Motorsteuerung nach Anspruch 2, wobei die Drehmomentsoll- werthalteeinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, den einge- frorenen Drehmomentsollwert (Τλ) konstant zu halten oder den eingefrorenen Drehmomentsollwert (Τλ) in Abhängigkeit vom aktuellen Drehmomentsollwert anzupassen. 4. Motorsteuerung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Ausnah- mesituationserkennungseinrichtung (4) dazu eingerichtet ist, zu erkennen, dass keine Ausnahmesituation mehr vorliegt, wenn der aktuelle Drehmomentsollwert (T) innerhalb eines Toleranzbe¬ reichs um den eingefrorenen Drehmomentsollwert (Τλ) liegt.
5. Motorsteuerung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, mit einer Verhältnisberechnungseinrichtung (5) zum Berechnen eines Verhältnisses (Trati0) zwischen dem eingefrorenen (Τλ) und dem aktuellen Drehmomentsollwert (T) .
6. Motorsteuerung nach Anspruch 5, mit einer Anpassungseinrichtung zum Anpassen des durch den Stromsollwertbildner (1) ausgegebenen drehmomentbildenden Stromsollwerts (Iq) um das Verhältnis (Trati0) zwischen dem eingefrorenen und dem aktuellen Drehmomentsollwert.
7. Verfahren zum feldorientierten Regeln eines Elektromotors zum Antreiben eines Fahrzeugs mittels einer Motorsteuerung mit einem Stromsollwertbildner (1), der dazu eingerichtet ist, als Eingangssignal einen Drehmomentsollwert (T) zu empfangen und als Ausgangssignale einen drehmomentbildenden Stromsollwert (Iq) und mindestens einen feldbildenden Stromsollwert (Id) auszu¬ geben, um den Elektromotor feldorientiert zu regeln, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
- Erfassen eines aktuellen Drehmomentsollwerts (Sl, S5, S13) ,
- Berechnen einer Änderung basierend auf dem aktuellen Drehmomentsollwert und einem früheren Drehmomentsollwert (S2, S6) ,
- Erkennen einer Ausnahmesituation (S3, S7) , wenn ein Betrag der Änderung einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, und - Anpassen des drehmomentbildenden Stromsollwerts (S4, S9-S12) unter Umgehung des Stromsollwertbildners in Abhängigkeit vom aktuellen Drehmomentsollwert, wenn die Ausnahmesituation erkannt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, mit den Schritten
- Zuführen des aktuellen Drehmomentsollwertes zum Stromsoll¬ wertbildner (S8) als Eingangssignal, wenn keine Ausnahmesi¬ tuation erkannt wird, und
- Zuführen eines eingefrorenen Drehmomentsollwertes zum
Stromsollwertbildner (S10) als Eingangssignal, wenn die Aus¬ nahmesituation erkannt wird, wobei der eingefrorene Drehmo¬ mentsollwert mit dem früheren Drehmomentsollwert initialisiert wird (S9) .
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Anpassens des drehmomentbildenden Stromsollwerts unter Umgehung des Stromsollwertbildners den Schritt umfasst Berechnen eines Ver¬ hältnisses (Sil) zwischen dem eingefrorenen und dem aktuellen Drehmomentsollwert.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des Anpassens des drehmomentbildenden Stromsollwerts unter Umgehung des Stromsollwertbildners den Schritt umfasst Anpassen (S12) des durch den Stromsollwertbildner ausgegebenen drehmomentbildenden Stromsollwerts um das Verhältnis zwischen dem eingefrorenen und dem aktuellen Drehmomentsollwert.
PCT/EP2013/070706 2012-10-12 2013-10-04 Motorsteuerung und verfahren zum feldorientierten regeln eines elektromotors WO2014056799A2 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201380053369.2A CN104704738B (zh) 2012-10-12 2013-10-04 用于电动马达的场定向控制的马达控制器和方法
US14/435,363 US9843280B2 (en) 2012-10-12 2013-10-04 Motor controller and method for the field-oriented control of an electric motor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012218612.3 2012-10-12
DE102012218612.3A DE102012218612A1 (de) 2012-10-12 2012-10-12 Motorsteuerung und Verfahren zum feldorientierten Regeln eines Elektromotors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2014056799A2 true WO2014056799A2 (de) 2014-04-17
WO2014056799A3 WO2014056799A3 (de) 2014-10-16

Family

ID=49301509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/070706 WO2014056799A2 (de) 2012-10-12 2013-10-04 Motorsteuerung und verfahren zum feldorientierten regeln eines elektromotors

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9843280B2 (de)
CN (1) CN104704738B (de)
DE (1) DE102012218612A1 (de)
WO (1) WO2014056799A2 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104802662A (zh) * 2014-05-06 2015-07-29 刘泽法 电动车无毂电机平衡交换驱动
US9843280B2 (en) 2012-10-12 2017-12-12 Continental Automotive Gmbh Motor controller and method for the field-oriented control of an electric motor
CN110112990A (zh) * 2018-02-01 2019-08-09 西门子歌美飒可再生能源公司 控制多绕组永磁电机
CN111082720A (zh) * 2020-01-02 2020-04-28 南京航空航天大学 一种直驱式航空电动燃油泵鲁棒控制器

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016200665A1 (de) 2016-01-20 2017-07-20 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer elektrischen Maschine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010061897A1 (de) 2010-11-24 2012-05-24 Robert Bosch Gmbh Ansteuerverfahren und -Vorrichtung für eine elektrische Maschine

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4919800B2 (ja) * 2005-05-11 2012-04-18 三菱電機株式会社 エレベータの制御装置
DE102006062591A1 (de) * 2006-12-29 2008-07-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Schätzung des Lastenmoments bei drehzahl- oder positionsgeregelten elektrischen Antrieben
DE102008011111A1 (de) 2007-06-29 2009-01-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Abgleich einer Regeleinrichtung
DE102007035570A1 (de) 2007-07-26 2009-02-05 Universität Kassel Doppelt gespeister Asynchrongenerator und Verfahren zu dessen Betrieb
EP2596983B1 (de) * 2010-07-23 2020-05-20 Nissan Motor Co., Ltd Vorrichtung zur untersuchung von abnormalem drehmoment für ein fahrzeug mit elektroantrieb
DE102010043492A1 (de) 2010-11-05 2012-05-10 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Regelung fremderregter Synchronmaschinen
JP2013532940A (ja) 2010-07-28 2013-08-19 コンチネンタル オートモーティヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 他励式同期機を制御するための方法および装置
JP5692569B2 (ja) * 2010-08-23 2015-04-01 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
JP5429142B2 (ja) * 2010-11-18 2014-02-26 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
CN102710205B (zh) * 2012-06-13 2016-05-25 深圳市汇川技术股份有限公司 异步电机定向控制系统及方法
DE102012218612A1 (de) 2012-10-12 2014-04-30 Continental Automotive Gmbh Motorsteuerung und Verfahren zum feldorientierten Regeln eines Elektromotors

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010061897A1 (de) 2010-11-24 2012-05-24 Robert Bosch Gmbh Ansteuerverfahren und -Vorrichtung für eine elektrische Maschine

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9843280B2 (en) 2012-10-12 2017-12-12 Continental Automotive Gmbh Motor controller and method for the field-oriented control of an electric motor
CN104802662A (zh) * 2014-05-06 2015-07-29 刘泽法 电动车无毂电机平衡交换驱动
CN110112990A (zh) * 2018-02-01 2019-08-09 西门子歌美飒可再生能源公司 控制多绕组永磁电机
CN110112990B (zh) * 2018-02-01 2023-09-22 西门子歌美飒可再生能源公司 控制多绕组永磁电机
CN111082720A (zh) * 2020-01-02 2020-04-28 南京航空航天大学 一种直驱式航空电动燃油泵鲁棒控制器
CN111082720B (zh) * 2020-01-02 2022-01-18 南京航空航天大学 一种直驱式航空电动燃油泵鲁棒控制器

Also Published As

Publication number Publication date
US20150295527A1 (en) 2015-10-15
US9843280B2 (en) 2017-12-12
DE102012218612A1 (de) 2014-04-30
CN104704738B (zh) 2017-07-18
WO2014056799A3 (de) 2014-10-16
CN104704738A (zh) 2015-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014056799A2 (de) Motorsteuerung und verfahren zum feldorientierten regeln eines elektromotors
DE102017103573B4 (de) Motorsteuervorrichtung mit drehmomentbefehlbegrenzungseinheit
WO2004101308A1 (de) Verfahren für die regelung eines bremssystems eines kraftfahrzeuges
DE102007056359A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs
DE102017211248B4 (de) Verfahren zur Rekuperation von kinetischer Energie eines Hybridfahrzeuges, sowie Steuereinrichtung hierfür
EP2705977A2 (de) Regelungsverfahren für Elektrofahrzeuge
DE102014213985B4 (de) Verfahren zum Steuern eines felderregenden Stroms
DE102014206491A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern einer ungewollten Beschleunigung eines Kraftfahrzeugs
DE102014210388A1 (de) Fahrzeug und verfahren zum steuern einer elektromaschine
EP3110651B1 (de) Steuereinrichtung und verfahren zur antriebsschlupfregelung für ein elektrisches antriebssystem
DE102012205371A1 (de) Reglerstruktur und Verfahren zur feldorientierten Regelung einer Drehfeldmaschine bei Feldschwächung
DE102009002821A1 (de) Verfahren zur Betätigung eines Lenkaktors in einem Lenksystem eines Fahrzeugs
DE102008024622B4 (de) Verfahren zum Darstellen eines Summenradmoments und Triebstrangstruktur bei Hybrid-Kraftfahrzeugen
EP2892768B1 (de) Verfahren und steuereinrichtung zur steuerung eines elektronischen bremssystems für ein fahrzeug
EP2048053A1 (de) Verfahren zum Ansteuern des mechanischen Antriebsstrangsystems eines Kraftfahrzeuges
DE102011081709A1 (de) Verfahren zum sicheren Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsaggregat
EP2308733A2 (de) Verfahren zur Einstellung des Antriebsmoments in einem Fahrzeug mit zwei Antriebsmotoren
DE102013017946B4 (de) Verfahren zurn Betreiben einer Hybridantriebseinrichtung sowie entsprechende Hybridantriebseinrichtung
DE102010047016A1 (de) Drehmomentsteuerung für Hybridantriebe
DE102010053560A1 (de) Lastabwurf eines hybriden Zubehörleistungsmoduls zum Schutz einer Hochspannungsbatterie
WO2010057731A1 (de) Verfahren zum erfassen eines sich einstellenden drehmomentes für einen hybridantrieb
WO2010112257A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines hybridfahrzeuges
DE102007022812A1 (de) Verfahren zur Begrenzung des Eingangsmoments an einer Getriebeeinheit und Steuerungssystem
DE102014103027A1 (de) Nachführregler für eine U/f-gesteuerte Asynchronmaschine
AT522342B1 (de) Verfahren zur Generierung einer Drehmomentanforderung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13771525

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14435363

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13771525

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2