DE112010003686T5

DE112010003686T5 - Antriebssteuervorrichtung für einen dreiphasigen Wechselstrommotor

Info

Publication number: DE112010003686T5
Application number: DE112010003686T
Authority: DE
Inventors: Shizuo Manabe
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2013-01-10
Also published as: WO2011034109A1; CN102498659B; US20120176071A1; JP2011067073A; US8476856B2; CN102498659A; JP5609051B2

Abstract

Eine Antriebssteuervorrichtung für einen dreiphasigen Wechselstrommotor hat eine Phasenbefehlsberechnungseinheit. Wenn ein dreiphasiger Wechselstrommotor durch eine dreiphasige Rechteckwechselspannung betrieben wird, welche leistungsmäßig gemäß einem Schaltbefehl gewandelt wird, der einem Zyklus des elektrischen Winkels entspricht, welcher aus einer Drehposition des Rotors des dreiphasigen Wechselstrommotors erhalten wird, führt die Phasenbefehlsberechnungseinheit eine Drehmomentrückkopplungsberechnung auf der Grundlage einer Drehmomentabweichung durch, erlangt auf der Grundlage dieses Berechnungsergebnisses einen Phasenbefehl, welcher der Vorschub- oder Verzögerungswinkelbetrag einer zu korrigierenden Phase ist, und speichert und aktualisiert diesen erhaltenen Phasenbefehl. Zur Erzeugung des Schaltbefehls gibt die Antriebssteuervorrichtung für den dreiphasigen Wechselstrommotor ein Pulsmuster an einen Inverter aus, wobei das Pulsmuster um den Betrag des Phasenbefehls bezüglich der Grundphase der dreiphasigen Rechteckwechselspannung phasenverschoben ist, welche eindeutig bezüglich des einen Zyklus des elektrischen Winkels bestimmt ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebssteuervorrichtung für einen dreiphasigen Wechselstrommotor und insbesondere eine Antriebssteuervorrichtung für einen dreiphasigen Wechselstrommotor, welche einen dreiphasigen Wechselstrommotor durch Phasensteuerung einer Rechteckspannung antreibt und steuert.
STAND DER TECHNIK
7 zeigt den Aufbau einer Antriebssteuervorrichtung für einen dreiphasigen Wechselstrommotor, wie sie in Patentdokument 1 beschrieben ist.
Diese Antriebssteuervorrichtung ist beispielsweise in ein Hybridfahrzeug oder der, gleichen eingebaut. Diese Antriebssteuervorrichtung steuert den Antrieb eines Inverters durch Schalten eines Steuermodus zwischen drei Steuermodi, das heißt, einem PWM-Stromsteuermodus (Pulsbreitenmodulation) und einem PWM-Spannungsphasensteuermodus zum Betreiben des dreiphasigen Wechselstrommotors mit hoher Effizienz und einem Rechteckspannungsphasensteuermodus zur Verbesserung des Ausgangs des dreiphasigen Wechselstrommotors.
Der PWM-Stromsteuermodus ist ein Steuermodus, wenn Schalter 26 und 28 in 7 beide nach oben geschaltet sind. In diesem PWM-Stromsteuermodus werden eine Spannungsamplitude |V| und eine Spannungsphase Ψ so gesetzt, dass der dem dreiphasigen Wechselstrommotor 38 zugeführte Stromwert und der Sollstromwert aneinander angepasst werden. Eine Wechselpulsspannung wird gemäß der Spannungsamplitude |V| und der Spannungsphase Ψ erzeugt, und die Wechselpulsspannung wird dem dreiphasigen Wechselstrommotor 38 zugeführt.
In dem PWM-Spannungsphasensteuermodus wird die Spannungsphase Ψ gemäß zeitlichen Änderungen der Spannungsamplitude |V| gesetzt. Eine Wechselpufsspannung wird gemäß der gesetzten Spannungsphase Ψ erzeugt, und die Wechselpufsspannung wird an den dreiphasigen Wechselstrommotor 38 angelegt, indem der Schalter 26 auf die untere Seite und der Schalter 28 auf die obere Seite in 7 geschaltet wird.
In dem Rechteckwellenspannungsphasensteuermodus wird die Spannungsamplitude |V| durch eine Batteriegleichspannung Vdc bestimmt, und die Spannungsphase Ψ wird gemäß einem Solldrehmomentwert gesetzt. Eine Rechteckwellenspannung wird auf der Grundlage der gesetzten Spannungsamplitude |V| und der Spannungsphase Ψ erzeugt, und die Rechteckwellenspannung wird an den dreiphasigen Wechselstrommotor 38 angelegt, indem der Schalter 28 in 7 auf die untere Seite geschaltet wird.
Weiterhin wird in der Antriebssteuervorrichtung ein Solldrehmomentwert, der abhängig von einem Gaspedalbetätigungsbetrag und einem Bremspedalniederdrückungsbetrag in einer Fahrzeugsteuervorrichtung (nicht gezeigt) erzeugt wird, einem Sollstromerzeugungsabschnitt 12 und einem Addierer 13 eingegeben. Der Sollstromerzeugungsabschnitt 12 erzeugt Sollstromwerte Iq und Id auf der Grundlage des eingegebenen Solldrehmomentwerts und gibt die erzeugten Sollstromwerte Iq und Id an eine Stromsteuerung 14 aus. Die Stromsteuerung 14 führt eine Proportional/Integral-Steuerung auf der Grundlage der eingegebenen Sollstromwerte Iq und Id und eines Stromwerts durch, der von einem Stromsensor 40 erkannt wird, um die Spannungsamplitude |V| und die Spannungsphase Ψ zu erzeugen, welche als Spannungssollwerte verwendet werden. Der Schalter 26 schaltet selektiv, um die Spannungsamplitude |V| und die Spannungsphase Ψ von der Stromsteuerung 14 in eine PWM-Schaltung 30 einzugeben oder nicht. Wenn die Spannungsamplitude |V| und die Spannungsphase Ψ eingegeben werden, erzeugt die PWM-Schaltung 30 eine Sinuswelle auf der Grundlage der Spannungsamplitude |V| und der Spannungsphase Ψ. Weiterhin erzeugt die PWM-Schaltung 30 einen Schaltbefehl auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der Sinuswelle und einer Sägezahnwelle, welche vorab gesetzt wurde, und gibt den Schaltbefehl über den Schalter 28 an einen Inverter 36. Der Inverter 36 erzeugt eine Wechselpulsspannung gemäß dem Schaltbefehl, der von der PWM-Schaltung 30 ausgegeben wird, und legt die Wechselpulsspannung als eine Treiberspannung an den dreiphasigen Wechselstrommotor 38.
Der Stromsensor 40 erkennt einen aufgrund des Anlegens der Treiberspannung durch den dreiphasigen Wechselstrommotor 38 fließenden Strom und gibt den erkannten Stromwert an einen Addierer 24 aus. Der Addierer 24 empfängt den Stromwert, der vom Stromsensor 40 erkannt wird, und den Sollstromwert, der von dem Sollstromerzeugungsabschnitt 12 erzeugt wird. Der Addierer 24 erzeugt eine Differenz zwischen dem eingegebenen Sollstromwert und dem erkannten Stromwert, d. h. eine Stromabweichung ΔI, und gibt die Stromabweichung ΔI an einen Stromübereinstimmungsbestimmungsabschnitt 22 aus. Der Stromübereinstimmungsbestimmungsabschnitt 22 schaltet den Schalter 26, wenn der erkannte Stromwert in Übereinstimmung mit dem Sollstromwert ist.
Andererseits wird ein Drehmomentwert, der von einem Drehmomenterkennungsmittel 20 jedes Mal zusammen mit dem Solldrehmomentwert erkannt wird, dem Addierer 13 eingegeben. Der Addierer 13 erzeugt eine Differenz zwischen den Drehmomentwerten, d. h. eine Drehmomentabweichung ΔT, und liefert die erzeugte Drehmomentabweichung ΔT an eine Spannungsphasensteuerung 18. Die Spannungsphasensteuerung 18 erzeugt die Spannungsphase Ψ gemäß der Drehmomentabweichung ΔT. Die Spannungsphasensteuerung 18 erzeugt eine Rechteckwellenspannungsphase Ψ in dem Rechteckspannungsphasensteuermodus und erzeugt die Spannungsphase Ψ der Wechselpulsspannung in dem PWM-Spannungsphasensteuermodus.
Weiterhin liefert eine Spannungsamplitudensteuerung 16 die Spannungsamplitude |V| auch an einen Spannungsamplitudenbestimmungsabschnitt 34. Der Spannungsamplitudenbestimmungsabschnitt 34 vergleicht die zugeführte Spannungsamplitude |V| mit einer Spannungsamplitude entsprechend der Rechteckspannung und schaltet den Schalter 28 auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses.
Ein Rechteckwellenerzeugungsabschnitt 32 erzeugt eine Rechteckspannung, welche als ein Schaltbefehl an den Inverter 36 verwendet wird, auf der Grundlage der Spannungsphase Ψ, welche von der Spannungsphasensteuerung 18 eingegeben wird. Wenn ein derartiger Schaltbefehl über den Schalter 28 an den Inverter 36 übertragen wird, legt der Inverter 36 eine geschaltete Wechselspannung (AC) an den dreiphasigen Wechselstrommotor 38 auf der Grundlage der Rechteckspannung. Im Ergebnis wird der dreiphasige Wechselstrommotor 38 angetrieben.
Wie oben beschrieben, steuert die Antriebssteuervorrichtung auf geeignete Weise den Betrieb des dreiphasigen Wechselstrommotors 38 gemäß der Fahrbedingung des Fahrzeugs durch wahlweises Schalten des Steuermodus zwischen PWM-Stromsteuermodus, PWM-Spannungsphasensteuermodus und Rechteckspannungsphasensteuermodus.
Der Rechteckspannungsphasensteuermodus wird für gewöhnlich in einem hohen Drehzahlbereich des dreiphasigen Wechselstrommotors 38 verwendet. Damit muss seine Steuerberechnung in kurzer Zeit abgeschlossen sein, um in dem Rechteckspannungsphasensteuermodus ein Steueransprechverhalten sicherzustellen. Üblicherweise wurde die Berechnung mittels der folgenden Verarbeitung durchgeführt.
Genauer gesagt, in dem Rechteckspannungsphasensteuermodus wird die Rechteckspannung (geschaltete Wechselspannung (AC)), welche ein Ausgang in der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase ist, von dem Inverter 36 aufeinanderfolgend in einem Zyklus von 180° in jeder Phase in einem Modus synchron mit einer Rotorposition (Rotorwinkel) des dreiphasigen Wechselstrommotors 38 geschaltet, wie in 8 gezeigt.
Bei einer solchen Schaltsteuerung wird zuerst ein durch den dreiphasigen Wechselstrommotor 38 fließender Strom an einem Zwischenzeitpunkt t3 zwischen einem Zeitpunkt t1, wo ein Ausgang in der V-Phase AUS ist, und einem Zeitpunkt t2, wo ein Ausgang in der U-Phase EIN ist, erkannt, das heißt, wenn die Rotorposition des dreiphasigen Wechselstrommotors 38 einen Winkel θ1 erreicht. Nachfolgend wird die Spannungsphase Ψ gemäß der Drehmomentabweichung ΔT zu diesem Zeitpunkt über eine Drehmomentrückkopplungsberechnung auf der Grundlage des erkannten Stroms berechnet. Ein Ausgangsschaltwinkel in jeder nächsten Phase wird auf der Grundlage der wie oben berechneten Spannungsphase Ψ bestimmt, und die nächste Unterbrechungsfestsetzung wird durch den bestimmten Ausgangsschaltwinkel durchgeführt, so dass die Antriebssteuerung des dreiphasigen Wechselstrommotors 38 durchgeführt wird. Wie oben beschrieben, wird der Schaltbefehl zur Erzeugung des dreiphasigen Ausgangs während der Zeitperiode berechnet, während derer sich die Rotorwinkelposition von einem Unterbrechungswinkel θ1 zu einem Unterbrechungsendwinkel θ2 ändert (annähernd 30°), wie in der Zeitperiode t3 – t2 in 8 gezeigt.
Eine derartige Berechnung des Schaltbefehls benötigt für gewöhnlich eine Zeit von 70 μs. Wenn jedoch der dreiphasige Ausgang in den Modus geschaltet wird, der mit der Rotorposition synchronisiert ist, wie oben beschrieben, wird die Zeit entsprechend der Zeit zwischen jedem Unterbrechungswinkel, d. h. die Zeit, die zur Berechnung des Schaltbefehls für den nächsten Zyklus zur Verfügung steht, kürzer, wenn die Drehzahl des dreiphasigen Wechselstrommotors 38 ansteigt. Wenn die Drehzahl des dreiphasigen Wechselstrommotors mit vier Polpaaren beispielsweise 20.000 Upm beträgt, ist die Zeit entsprechend der Zeit zwischen den Unterbrechungswinkeln (t3 – t2) 60 μs oder weniger, was kürzer als die Zeit ist, die üblicherweise zur Berechnung des Schaltbefehls notwendig ist. Im Ergebnis ist die Berechnung in der Zeit (t3 – t2) nicht abgeschlossen, die nächste Rechteckwelle kann nicht erzeugt werden, und ein Schaltelement arbeitet für einen Zyklus nicht. Wenn somit die Berechnung des Schaltbefehls nicht in jeder Zeit entsprechend der Zeit zwischen den Unterbrechungswinkeln in der Rechteckspannungsphasensteuerung abgeschlossen wird, geht die Rechteckspannung verloren, was Synchronisationsverluste des dreiphasigen Wechselstrommotors bewirken kann, um ein Beispiel zu nennen, und die Antriebssteuervorrichtung kann nicht länger eine geeignete Invertersteuerung durchführen.
DRUCKSCHRIFTLICHER STAND DER TECHNIK
Patentdokument

Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 3533091

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Von der Erfindung zu lösende Aufgabe
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebssteuervorrichtung für einen dreiphasigen Wechselstrommotor zu schaffen, die in der Lage ist, eine Recheckspannungssteuerung mit hoher Zuverlässigkeit auch in einem hohen Drehzahlbereich des dreiphasigen Wechselstrommotors durchzuführen.
Mittel zur Lösung der Aufgabe
Zur Lösung der voranstehenden Aufgabe und gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Antriebssteuervorrichtung für einen dreiphasigen Wechselstrommotor. geschaffen. Wenn ein dreiphasiger Wechselstrommotor durch eine dreiphasige Rechteckwechselspannung betrieben wird, die auf der Grundlage eines Schaltbefehls leistungsgewandelt wird, der gemäß einem Zyklus eines elektrischen Winkels gesetzt wird, welcher aus einer Drehposition eines Rotors des dreiphasigen Wechselstrommotors erlangt wird, steuert die Steuervorrichtung die Spannungsphase der dreiphasigen Rechteckwechselspannung auf der Grundlage einer Drehmomentabweichung zwischen einem Solldrehmomentwert an dem dreiphasigen Wechselstrommotor und einem tatsächlichen Drehmomentwert des dreiphasigen Wechselstrommotors rückkopplungsmäßig. Die Steuervorrichtung weist einen Phasenbefehlsberechnungsabschnitt und einen Pulsmusterausgangsabschnitt auf. Der Phasenbefehlsberechnungsabschnitt führt eine Drehmomentrückkopplungsberechnung auf der Grundlage der Drehmomentabwelchung durch, erlangt einen Phasenbefehl, der ein Vorschubwinkelbetrag/Verzögerungswinkelbetrag einer Phase ist, die auf der Grundlage des Rechenergebnisses zu korrigieren ist, und speichert und aktualisiert sukzessive den erlangten Phasenbefehl. Um den Schaltbefehl zu erzeugen, gibt der Pulsmusterausgangsabschnitt stets ein Impulsmuster aus, welches durch Phasenverschiebung alleine um den Betrag entsprechend dem Phasenbefehl einer Grundphase der dreiphasigen Rechteckwechselspannung erhalten wird, wobei die Grundphase für einen Zyklus des elektrischen Winkels eindeutig bestimmt ist, während die Drehposition überwacht wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Antriebssteuervorrichtung für einen dreiphasigen Wechselstrommotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Flussdiagramm, welches den Verarbeitungsablauf in der Phasenbefehlsberechnung durch die Vorrichtung von 1 zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, das den Prozessablauf der Phasenverschiebung durch die Vorrichtung in 1 zeigt;
4 ist ein Zeitdiagramm, welches ein Beispiel von Änderungen von (a) einem Phasenbefehl Ψ*, der in einem Phasenbefehlsspeicher gespeichert und aktualisiert wird; (b) einer Beziehung zwischen einer Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ*, die sukzessive gemäß dem Phasenbefehl aktualisiert wird und einem Schaltwinkel einer dreiphasigen Rechteckwechselspannung; (c) einem elektrischen Winkel entsprechend einer Drehposition eines Rotors eines dreiphasigen Wechselstrommotors; und (d) Impulsmustern der drei Phasen, in welchen sich die Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* widerspiegelt, zeigt;
5 ist ein Zeitdiagramm, welches ein Beispiel von Änderungen von (a) einem elektrischen Winkel entsprechend einer Rotorposition des dreiphasigen Wechselstrommotors und (b) einem dreiphasigen Impulsmuster als Referenz und einem dreiphasigen Impulsmuster nach der Phasenverschiebung gemäß dem Phasenbefehl zeigt;
6 ist ein Blockdiagramm, welches eine Antriebssteuervorrichtung für einen dreiphasigen Wechselstrommotor gemäß einer Abwandlung der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 ist ein Blockdiagramm, welches eine Antriebssteuervorrichtung für einen dreiphasigen Wechselstrommotor nach dem Stand der Technik zeigt; und
8 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel von Änderungen von (a) einem elektrischen Winkel entsprechend einer Rotorposition des dreiphasigen Wechselstrommotors und (b) einer dreiphasigen Rechteckspannung zeigt.
ARTEN ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben. Eine Antriebssteuervorrichtung für einen dreiphasigen Wechselstrommotor dieser Ausführungsform betreibt und steuert einen dreiphasigen Wechselstrommotor, der in einem Hybidfahrzeug oder dergleichen angeordnet ist und der als Antriebsquelle hiervon verwendet wird, ähnlich zu der Antriebssteuervorrichtung von 7, um ein Beispiel zu nennen. 1 zeigt die Antriebssteuervorrichtung für den dreiphasigen Wechselstrommotor gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 gezeigt, ist die Antriebssteuervorrichtung für den dreiphasigen Wechselstrommotor mit einem Mikrocomputer 100 versehen, der den Betrieb des dreiphasigen Wechselstrommotors M steuert. Der Mikrocomputer 100 hat einen Grundphasensetzabschnitt 110, der eine Grundphase Ψ einer Rechteckwechselspannung in drei Phasen festsetzt. Die Grundphase Ψ ist einem Zyklus eines elektrischen Winkels gemäß einer Spezifikation des dreiphasigen Wechselstrommotors M eindeutig zugewiesen. Die Grundphase Ψ, welche in dem Grundphasensetzabschnitt 110 gesetzt wird, wird einem Addierer 120 eingegeben.
Ein Phasenbefehlsberechnungsabschnitt 130 in dem Mikrocomputer 100 empfängt einen Solldrehmomentwert, der gemäß einem Gaspedalbetätigungsbetrag und einem Bremspedalniederdrückungsbetrag in einer Fahrzeugsteuervorrichtung (nicht gezeigt) erzeugt wird, und einen momentanen Drehmomentwert des dreiphasigen Wechselstrommotors N, der von einem Drehmomentsensor oder dergleichen erkannt wird. In dem Phasenbefehlsberechnungsabschnitt 130 wird eine Drehmomentrückkopplungsberechnung auf der Grundlage der Abweichung zwischen dem Solldrehmomentwert und dem tatsächlichen Drehmomentwert, der zu jedem Zeitpunkt eingegeben wird, durchgeführt, und ein Phasenbefehl Ψ*, der ein Vorschubwinkelbetrag/Verzögerungswinkelbetrag der zu korrigierenden Phase ist, wird auf der Grundlage des Rechenergebnisses erhalten. Der erlangte Phasenbefehl Ψ* wird sukzessive in einem Phasenbefehlsspeicher 131 gespeichert und aktualisiert, und der gespeicherte oder aktualisierte Wert wird sukzessive an den Addierer 120 ausgelesen. Der Addierer 120 berechnet eine Phase nach Verschiebung durch den Phasenbefehl Ψ* bezüglich der Grundphase Ψ, d. h. eine Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ*, durch eine Additionsverarbeitung der eingegebenen Grundphase Ψ und des Phasenbefehls Ψ*.
Die Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* gemäß obiger Erläuterung wird in einen Dreiphasenpulsmusterausgangsabschnitt 200 eingegeben. Der Dreiphasenpulsmusterausgangsabschnitt 200 gibt ein Impulsmuster aus, welches nur um den Phasenbefehl Ψ* bezüglich der Grundphase Ψ phasenverschoben ist, um einen Schaltbefehl zu erzeugen. Der Dreiphasenpulsmusterausgangsabschnitt 200 enthält einen Speichersteuerabschnitt 140, in welchen die Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* im Mikrocomputer 100 eingegeben wird, und einen Wellenformspeicher 210 (beispielsweise einen nichtflüchtigen Speicher), der ein Impulsmuster gemäß einem Zugriff durch den Speichersteuerabschnitt 140 ausgibt. Der Speichersteuerabschnitt 140 liest die Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* über die gesamte Zeit hinweg aus dem Phasenbefehlsspeicher 131 (genauer gesagt dem Addierer 120) und macht einen Zugriff auf den Wellenformspeicher 210, während eine Drehposition (elektrischer Winkel) θe des Rotors des dreiphasigen Wechselstrommotors M auf der Grundlage eines Ausgangs von einem Rotorpositionserkennungsabschnitt 240 überwacht wird, der beispielsweise aus einem Resolver oder dergleichen gebildet istq. Das Verhältnis zwischen der Anzahl von Polpaaren des dreiphasigen Wechselstrommotors M und einem Multiplikationsfaktor für den Winkel des Resolvers beträgt bei dieser Ausführungsform 1:1. Der Wellenformspeicher 210 speichert Pulswellenformgruppen für die drei Phasen, die von einem festen Impulsmuster entsprechend der Grundphase Ψ herrühren, in der Reihenfolge gemäß der Auflösung des Phasenbefehls Ψ* (d. h. dem Vorschubwinkelbetrag/Verzögerungswinkelbetrag bezüglich der Grundphase Ψ) und dem maximalen Vorschubwinkelbetrag/Verzögerungswinkelbetrag bezüglich der Grundphase Ψ. Das heißt, alle Gruppen von Impulswellenformen für die drei Phasen, welche durch die Phasenverschiebung gemäß dem Phasenbefehl Ψ* erzeugt werden können, werden in dem Wellenformspeicher 210 gespeichert. Der Speichersteuerabschnitt 140 liest die Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* die gesamte Zeit über und macht einen Zugriff auf den Wellenformspeicher 210, um eine Pulswellenformgruppe für die drei Phasen entsprechend der gelesenen Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* zu wählen. Die Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* wird bei dieser Ausführungsform als permanent gelesen angenommen, jedoch kann die Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* jedes Mal dann gelesen werden, wenn der Phasenbefehl Ψ* geändert wird. Die ausgewählte Impulswellenformgruppe für die drei Phasen wird von dem Dreiphasenpulsmusterausgangsabschnitt 200 an einen Dreiphasenschaltbefehlausgangsabschnitt 220 als ein Impulsmuster ausgegeben, das von der Grundphase Ψ nur um den Phasenbefehl Ψ* phasenverschoben ist, der auf der Grundlage der Rückkopplungsberechnung berechnet worden ist.
Wie oben beschrieben, sind bei dieser Ausführungsform der Phasenbefehlsberechnungsabschnitt 130, der den Phasenbefehl Ψ* berechnet, der mit dem Vorschubwinkelbetrag/Verzögerungswinkelbetrag mittels der Drehmomentrückkopplungsberechnung zu korrigieren ist, und der Dreiphasenpulsmusterausgangsabschnitt 200, der ein festes Impulsmuster gemäß dem berechneten Phasenbefehl Ψ* erzeugt, unabhängig voneinander. Somit führt der Phasenbefehlsberechnungsabschnitt 130 wiederholt die Bearbeitung des aufeinanderfolgenden Speicherns und Aktualisierens des erlangten Phasenbefehls Ψ* in dem Phasenbefehlsspeicher 131 durch, während die Drehmomentrückkopplungsberechnung zur Berechnung der Drehmomentabweichung durchgeführt wird. Andererseits führt der Dreiphasenpulsmusterausgangsabschnitt 200 wiederholt die Bearbeitung der Erzeugens eines Impulsmusters durch, welches gegenüber der Grundphase Ψ nur um den Phasenbefehl Ψ* auf der Grundlage des gespeicherten und aktualisierten Phasenbefehls Ψ* phasenverschoben ist. Da die Verarbeitung unabhängig voneinander erfolgt, kann der Dreiphasenpulsmusterausgangsabschnitt 200 das Impulsmuster störungsfrei ausgeben, welches auf der Grundlage des letzten Phasenbefehls Ψ* phasenverschoben wurde, der in dem Phasenbefehlsspeicher 131 gespeichert und aktualisiert worden ist. Weiterhin erzeugt der Dreiphasenpulsmusterausgangsabschnitt 200 das Impulsmuster entsprechend der Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* durch Auswahl der Impulswellenformgruppe für die drei Phasen, gespeichert in dem Wellenformspeicher 210, und kann somit das Impulsmuster einfacher und genauer erzeugen, mit welchem ein Schaltbefehl erzeugt wird. Im Ergebnis wird die Rechenlast bei der Erzeugung eines Impulsmusters auf der Grundlage der Rückkopplungssteuerung durch den Mikrocomputer 100 gemindert.
Wenn das Impulsmuster, das durch die oben beschriebene Verarbeitung erzeugt worden ist, in den Dreiphasenschaltbefehlausgangsabschnitt 220 eingegeben wird, erzeugt der Dreiphasenschaltbefehlausgangsabschnitt 220 einen Schaltbefehl gemäß dem Eingangspulsmuster in den drei Phasen und gibt diesen an den Inverter 230 aus. Der Inverter 230 ist ein bekannter Inverter, in welchem Paare von Schaltelementen aus einem IGBT (bipolarer Transistor mit isoliertem Gate) oder dergleichen für die drei Phasen (6 Elemente) vorgesehen sind. Wenn der Schaltbefehl, der von dem Dreiphasenschaltbefehlsausgangsabschnitt 220 ausgegeben wird, wie oben beschrieben dem Inverter 230 eingegeben wird, gibt der Inverter 230 eine dreiphasige Rechteckwechselspannung aus, welche der Leistungsumwandlung gemäß dem Schaltbefehl unterworfen worden ist, und liefert diese an den dreiphasigen Wechselstrommotor M.
Wie oben beschrieben, wird der dreiphasige Wechselstrommotor M auf der Grundlage der dreiphasigen Rechteckwechselspannung betrieben und unterliegt der Rückkopplungssteuerung gemäß der Drehmomentabweichung.
Die Antriebssteuervorrichtung für den dreiphasigen Wechselstrommotor gemäß dieser Ausführungsform schaltet tatsächlich zwischen der Antriebssteuerung (nicht gezeigt) durch dreiphasigen Wechselstrom, der der Leistungsumwandlung auf der Grundlage des pulsbreitenmodulierten Schaltbefehls unterworfen ist, und der Antriebssteuerung durch die dreiphasige Rechteckwechselspannung, welche der Leistungsumwandlung auf der Grundlage des Impulsmusters unterworfen ist, das von dem Dreiphasenpulsmusterausgangsabschnitt 200 gesetzt und ausgegeben wird, ähnlich wie die Antriebssteuervorrichtung gemäß 7. Beim Schalten der Antriebssteuerung erfolgt die Antriebssteuerung durch den leistungsgewandelten dreiphasigen Wechselstrom auf der Grundlage des pulsbreitenmodulierten Schaltbefehls in einem niedrigen Drehzahlbereich des dreiphasigen Wechselstrommotors M, und die Antriebssteuerung durch die dreiphasige Rechteckwechselspannung erfolgt in einem hohen Drehzahlbereich des dreiphasigen Wechselstrommotors M, wie oben beschrieben.
Nachfolgend wird die Phasenbefehlsberechnungsverarbeitung (Drehmomentrückkopplungsverarbeitung), welche von dem Phasenbefehlsberechnungsabschnitt 130 durchgeführt wird, im Detail unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Diese Verarbeitung wird innerhalb bestimmter Zeitintervalle periodisch durchgeführt.
Wie in 2 gezeigt, werden zunächst bei dieser Verarbeitung der Solldrehmomentwert, der gemäß dem Gaspedafbetätigungsbetrag oder dem Bremspedalniederdrückungsbetrag in der Fahrzeugsteuervorrichtung erzeugt worden ist, und der gerade erkannte Drehmomentwert des dreiphasigen Wechselstrommotors M, der gemäß dem Solldrehmomentwert betrieben wird, gelesen (Schritte S100 und S101). Nachfolgend wird der Phasenbefehl Ψ*, welcher der Vorschubwinkelbetrag/Verrögerungswinkelbetrag der zu korrigierenden Phase ist, über beispielsweise eine Kartenberechnung oder dergleichen abhängig von der Drehmomentabweichung berechnet, welche durch die Drehmomentrückkopplungsberechnung auf der Grundlage des eingelesenen Solldrehmomentwerts und des erkannten Drehmomentwerts erhalten wird (Schritt S102). Der Wert des berechneten Phasenbefehls Ψ* wird in dem Phasenbefehlsspeicher 131 gespeichert und aktualisiert (Schritt 103). Die oben beschriebene Phasenbefehlsberechnungsverarbeitung wird wiederholt durchgeführt, wodurch der Phasenbefehl Ψ* sukzessive gemäß dem Solldrehmomentwert und dem erkannten Drehmomentwert permanent berechnet wird. Somit wird der Phasenbefehl Ψ*, der in dem Phasenbefehlsspeicher 131 gespeichert ist, sukzessive durch den berechneten Phasenbefehl Ψ* aktualisiert.
Nachfolgend wird die Phasenverschiebungsverarbeitung, welche von dem Dreiphasenpulsmusterausgangsabschnitt 200 durchgeführt wird, im Detail unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben. 4 zeigt ein Beispiel von Änderungen von (a) dem Phasenbefehl Ψ*, der in dem Phasenbefehlsspeicher 131 gespeichert ist und aktualisiert wird; (b) der Beziehung zwischen der Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ*, welche sukzessive gemäß dem Phasenbefehl Ψ* aktualisiert wird, und dem Schaltwinkel der dreiphasigen Rechteckwechselspannung; (c) dem elektrischen Winkel entsprechend der Drehposition des Rotors des dreiphasigen Wechselstrommotors M; und (d) dem Impulsmuster für die drei Phasen, wo sich die Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* widerspiegelt.
In dieser Phasenverschiebungsverarbeitung wird (c) der elektrische Winkel des dreiphasigen Wechselstrommotors M sukzessive erlangt (Schritt S200), indem die Drehposition des Rotors des dreiphasigen Wechselstrommotors M überwacht wird. Weiterhin wird (a) der Phasenbefehl, d. h. der Phasenbefehl Ψ*, der in dem Phasenbefehlsspeicher 131 gespeichert ist und aktualisiert wird, im Addierer 120 zur Grundphase Ψ addiert, und das Additionsergebnis Ψ + Ψ* wird gelesen (Schritt S201). Nachfolgend wird (b) die Phase, welche winkelmäßig bezüglich der Grundphase Ψ vorgeschoben oder verzögert worden ist, d. h. die Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ*, erhalten (Schritt S202), und zwar auf der Grundlage des gelesenen Additionsergebnisses Ψ + Ψ*. Die Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* wird in einem derartigen Modus berechnet, dass die Spannungsphase vorgeschoben wird, wenn das Drehmoment nicht ausreichend ist, und die Spannungsphase verzögert wird, wenn bei der Erzeugung eines positiven Drehmoments das Drehmoment zu hoch ist. Weiterhin wird die Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* in einem derartigen Modus berechnet, dass die Spannungsphase verzögert wird, wenn das Drehmoment nicht ausreichend ist, und die Spannungsphase vorgeschoben wird, wenn das Drehmoment bei Erzeugung eines negativen Drehmoments zu hoch ist. Somit wird das Drehmoment des dreiphasigen Wechselstrommotors M nur um den Betrag erhöht/verringert, um welchen die Spannungsphase winkelmäßig bezüglich der Grundphase Ψ vorgeschoben/verzögert ist, und die Drehmomentabweichung, welche über die Drehmomentrückkopplungsberechnung berechnet wurde, d. h. die Abweichung zwischen Solldrehmomentwert und tatsächlichem Drehmomentwert, wird aufgehoben. Wenn die Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* geändert wird, wie in 3 gezeigt, wird die dreiphasige Impulsmustergruppe entsprechend der Verschiebung nach der Phase Ψ + Ψ* aus dem Wellenformspeicher 210 gewählt, und die ausgewählte Impulsmustergruppe wird als Impulsmuster ausgegeben, welches gemäß dem Phasenbefehl Ψ* phasenverschoben ist (Schritt S203: JA, S204).
Im Ergebnis wird gemäß 4 zunächst der Phasenbefehl Ψ* sukzessive auf Ψ* (n – 1), Ψ* (n), Ψ* (n + 1) ... gemäß der Drehmomentabweichung aktualisiert, wie in (a) gezeigt. Wenn der Phasenbefehl Ψ* sukzessive wie oben beschrieben aktualisiert wird, wird die Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* sukzessive als Ψ + Ψ* (n – 1), Ψ + Ψ* (n), Ψ + Ψ* (n + 1) gemäß jedem der Phasenbefehle Ψ* (n – 1), Ψ* (n), Ψ* (n + 1) bestimmt, wie durch den Pfeil in (b) dargestellt. Wenn die Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* sukzessive wie oben beschrieben bestimmt wird, wird das Impulsmuster für die drei Phasen entsprechend den sukzessive aktualisierten Phasen nach der Verschiebung Ψ + Ψ* (n – 1), Ψ + Ψ* (n), Ψ + Ψ* (n + 1) ausgewählt und permanent aus dem Wellenformspeicher 210 ausgegeben, wie durch die gestrichelten Pfeile von (b) bis (d) dargestellt. Im Ergebnis wird (d) das Impulsmuster für die drei Phasen, wo sich der sukzessive aktualisierte Phasenbefehl Ψ* widerspiegelt, erzeugt. Wenn andererseits die Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* sich nicht geändert hat, das heißt, wenn die Drehmomentabweichung konstant ist, wird die dreiphasige Impulsmustergruppe, welche momentan ausgegeben wird, kontinuierlich ausgegeben (Schritt S203: NEIN).
Wenn der Solldrehmomentwert von dem tatsächlichen Drehmomentwert abweicht, wird der Phasenbefehl Ψ* berechnet, um die Abweichung aufzuheben, die Phasenverschiebungsverarbeitung eines festen Impulsmusters wird sukzessive gemäß dem Phasenbefehl Ψ* durchgeführt, und die Antriebssteuerung des dreiphasigen Wechselstrommotors M wird in einem solchen Modus durchgeführt, dass die Abweichung zwischen dem Solldrehmomentwert an den dreiphasigen Wechselstrommotor M und dem tatsächlich erkannten Drehmomentwert des Motors M aufgehoben ist.
Wenn eine Periode bis zu einem Zeitpunkt, an welchem der elektrische Winkel sukzessive einen Winkel erreicht, um den sich die Kombination von EIN/AUS-Modi der dreiphasigen Rechteckwechselspannung ändert (Intervall 60°), aufgrund eines Anstiegs der Drehzahl des dreiphasigen Wechselstrommotors M kurz wird, ist es möglich, dass die Berechnung des Phasenbefehls Ψ* für die Drehmomentrückkopplungsverarbeitung in dieser Periode nicht abgeschlossen werden kann. Auch in einem solchen Fall wird bei der Phasenverschiebungsverarbeitung gemäß dieser Ausführungsform die Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* gemäß dem Phasenbefehl Ψ*, der momentan in dem Phasenbefehlsspeicher 131 gespeichert ist, kontinuierlich erhalten (gelesen). Somit wird das dreiphasige Impulsmuster gemäß einer derartigen Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* erzeugt und ausgegeben, ohne dass Unterbrechungen auftreten. Im Ergebnis wird die Erzeugung des dreiphasigen Impulsmusters und damit die Erzeugung der Rechteckwechselspannung zum Anlegen an den dreiphasigen Wechselstrommotor M möglich, ohne dass Beeinflussungen durch den Anstieg der Drehzahl des dreiphasigen Wechselstrommotors M oder dergleichen vorliegen, und die Antriebssteuerung für den dreiphasigen Wechselstrommotor M kann mit hoher Zuverlässigkeit durchgeführt werden.
Nachfolgend wird die Beziehung zwischen der Drehposition des Rotors des dreiphasigen Wechselstrommotors M, überwacht durch die Antriebssteuervorrichtung, und dem Impulsmuster zur Erzeugung der dreiphasigen Rechteckwechselspannung gemäß der Drehposition unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. 5 zeigt (a) den elektrischen Winkel entsprechend der Drehposition des Rotors des dreiphasigen Wechselstrommotors M und (b) die Beziehung zwischen Grundimpulsmustern Lu0 bis Lw0 entsprechend der Grundphase Ψ und den Impulsmustern Lu1 bis Lw1 entsprechend der Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ*.
Die Grundimpulsmuster Lu0 bis Lw0 werden wie folgt für jeden Zyklus (0 bis 360°). des elektrischen Winkels des dreiphasigen Wechselstrommotors M gesetzt, wie gestrichelt in (b) dargestellt. Das Grundimpulsmuster Lu0 entsprechend der U-Phase des Inverters 230 hat eine EIN-Periode, während derer sich die Drehposition von 0° nach 180° ändert. Das Grundimpulsmuster Lv0 entsprechend der V-Phase des Inverters 230 hat eine EIN-Periode, während derer sich die Drehposition von 120° nach 300° in einem Folgemodus mit einer Verzögerung von 120° gegenüber dem Grundimpulsmuster Lu0 ändert. Die Grundimpulsmuster Lw0 entsprechend der W-Phase des Inverters 230 hat eine EIN-Periode, während derer sich die Drehposition von 240° nach 60° des nächsten Zyklus des elektrischen Winkels in einem Folgemodus mit einer Verzögerung von 240° gegenüber dem Grundimpulsmuster Lu0 ändert. Wie oben beschrieben, ist jedes der Grundimpulsmuster Lu0 bis Lw0 (mit anderen Worten die Grundphase Ψ), welches die Referenz der Phasenverschiebung wird, eindeutig entsprechend einem Zyklus des elektrischen Winkels des dreiphasigen Wechselstrommotors M bei dieser Ausführungsform bestimmt.
Wenn der Phasenbefehl Ψ* durch die Rückkopplungsberechnung erlangt wird, werden die Impulsmuster Lu1 bis Lw1, welche gegenüber dem Grundimpulsmuster Lu0 bis Lw0 nur durch den Phasenbefehlsabschnitt Ψ* phasenverschoben sind, ausgegeben, wie in (b) gezeigt. Wie oben beschrieben, wird bei dieser Ausführungsform die Phasenverschiebung eines jeden der Grundimpulsmuster Lu0 bis Lw0, welche vorab bestimmt wurden, sukzessive auf der Grundlage eines Vergleichs mit dem elektrischen Winkel des überwachten dreiphasigen Wechselstrommotors M zu jeder Zeit durchgeführt, und somit wird die Drehmomentrückkopplung durchgeführt, während die Impulsmuster nicht unterbrochen werden.
Die oben beschriebene Ausführungsform hat die folgenden Vorteile.

(1) Der Phasenbefehlsberechnungsabschnitt 130, der die Drehmomentrückkopplungsberechnung durchführt und sukzessive den Phasenbefehl Ψ* speichert und aktualisiert, der der Vorschubwinkelbetrag/Verzögerungswinkelbetrag der zu korrigierenden Phase ist, und der Dreiphasenpulsmusterausgangsabschnitt 200, der das phasenverschobene Impulsmuster gemäß dem Phasenbefehl Ψ* erzeugt, sind voneinander unabhängig. Somit führt der Phasenbefehlsberechnungsabschnitt 130 wiederholt die Verarbeitung des sukzessiven Speicherns und Aktualisierens des erlangten Phasenbefehls Ψ* in dem Phasenbefehlsspeicher 131 durch, während die Drehmomentrückkopplungsberechnung zur Berechnung der Drehmomentabweichung durchgeführt wird. Andererseits führt der Dreiphasenpulsmusterausgangsabschnitt 200 wiederholt die Verarbeitung des Erzeugens des Impulsmusters durch, das gegenüber der Grundphase Ψ nur um den Phasenbefehl Ψ* auf der Grundlage des gespeicherten und aktualisierten Phasenbefehls Ψ* phasenverschoben ist. Im Ergebnis kann ungeachtet dessen, ob oder ob nicht die Drehmomentrückkopplungsberechnung abgeschlossen ist, das Impulsmuster zur Erzeugung des Schaltbefehls kontinuierlich erzeugt werden, und damit kann die Antriebssteuerung für den dreiphasigen Wechselstrommotor M mit hoher Zuverlässigkeit durchgeführt werden.
(2) Die Korrektur des Vorschubwinkelbetrags/Verzögerungswinkelbetrags der Phase auf der Grundlage der Drehmomentrückkopplungssteuerung erfolgt als Phasenverschiebung ausgehend von der Grundphase Ψ nur um den Phasenbefehl Ψ*. Im Ergebnis wird die Korrektur des Vorschubwinkelbetrags/Verzögerungswinkelbetrags der Phase genau und problemlos realisiert, und damit wird die Berechnungslast für den Mikrocomputer 100 in vorteilhafter Weise verringert.
(3) Der Winkel, um den sich die Kombination der EIN/AUS-Modi der dreiphasigen Rechteckwechselspannung ändert, wird bestimmt durch eine Berechnung der Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* über die ganze Zeit hinweg und durch Überwachung der Drehposition des Rotors des dreiphasigen Wechselstrommotors M über die ganze Zeit hinweg. Im Ergebnis kann der Phasenbefehl Ψ*, der durch die Drehmomentrückkopplungsberechnung erlangt wird, zuverlässig in dem Schaltbefehl wiedergegeben werden. Da weiterhin eine derartige Phasenverschiebungsverarbeitung permanent durchgeführt wird, wird die Phasenverschiebung gemäß dem aktualisierten Phasenbefehl zu der Zeit durchgeführt, wenn der Phasenbefehl Ψ* auf der Grundlage der Drehmomentrückkopplungsberechnung aktualisiert wird. Im Ergebnis werden, auch wenn die Drehmomentabweichung zwischen dem Solldrehmomentwert und dem tatsächlichen Drehmomentwert erzeugt wird, der Phasenbefehl Ψ*, der abhängig von der Drehmomentabweichung aktualisiert wird, und die Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* mit hohem Ansprechverhalten in dem Impulsmuster wiedergegeben, und somit wird die Drehmomentrückkopplungssteuerung mit hoher Genauigkeit realisiert.
(4) Die Erzeugung der dreiphasigen Impulsmuster Lu1 bis Lw1, welche den Schaltbefehl erzeugen, erfolgt durch Auswahl und Ausgabe der Impulswellenformgruppen für drei Phasen, die in dem Wellenformspeicher 210 gespeichert sind. Im Ergebnis wird die Erzeugung der dreiphasigen Impulsmuster Lu1 bis Lw1, welche gemäß dem Phasenbefehl Ψ* ausgegeben werden, als eine Hardwareverarbeitung realisiert, welche separat von dem Mikrocomputer 100 vorgesehen ist, und damit wird eine schnellere Durchführung der Phasenverschiebungsverarbeitung durch eine Minderung der Berechnungslast durch den Mikrocomputer 100 realisiert.
(5) Der Mikrocomputer 100 ist mit dem Grundphasensetzabschnitt 110 versehen, der die Grundphase Ψ als ein funktionelles Bauelement festsetzt. Damit wird die Flexibilität beim Festsetzen der Grundphase + durch den Grundphasensetzabschnitt 110 verbessert. Im Ergebnis, auch wenn die Spezifikation des dreiphasigen Wechselstrommotors M, der der Antriebssteuerung unterliegt, geändert wird, kann die Spezifikationsänderung flexibel gehandhabt werden, und somit wird die Vielseitigkeit der Antriebssteuervorrichtung weiter verbessert.
(6) Die Drehposition des Rotors des dreiphasigen Wechselstrommotors M wird durch den Rotorpositionserkennungsabschnitt 240 erkannt, der aus einem Resolver oder dergleichen aufgebaut ist. Im Ergebnis wird die Erkennung der Drehposition und damit die Überwachung der Drehposition durch den Dreiphasenpulsmusterausgangsabschnitt 200 erleichtert.

Die dargestellte Ausführungsform kann auf nachfolgend beschriebene Weise abgewandelt werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform sind der Grundphasensetzabschnitt 110, der Addierer 120 und der Phasenbefehlsberechnungsabschnitt 130 als funktionelle Bauelemente zur Berechnung der Nachverschiebungsphase Ψ + Ψ* separat im Mikrocomputer 100 vorgesehen. Die Ausgestaltung ist nicht hierauf beschränkt, und wie beispielsweise in 6 gezeigt, welche eine Darstellung entsprechend 1 ist, kann der Mikrocomputer 100 einen Phasenbefehlsberechnungsabschnitt 150 verwenden, der sowohl mit einem Grundphasenspeicher 151, der die Grundphase Ψ als einen festen Wert speichert, als auch einem Nachverschiebungsphasenspeicher 152 versehen ist, in welchem ein addierter Wert der Grundphase Ψ und des Phasenbefehls Ψ* gemäß der Drehmomentabweichung zwischen dem Solldrehmomentwert und dem erkannten Drehmomentwert gespeichert und aktualisiert ist. Im Ergebnis kann der Rechenalgorithmus in der Berechnungsverarbeitung im Mikrocomputer 100 vereinfacht werden, da die Information für die Phasenverschiebung in dem Dreiphasenpulsmusterausgangsabschnitt 200, d. h. die Nachverschiebungsphase um den Phasenbefehl Ψ* bezüglich der Grundphase Ψ, im Inneren des Phasenbefehlsberechnungsabschnitt 150 erhalten wird.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist das Verhältnis zwischen der Anzahl von Polpaaren des dreiphasigen Wechselstrommotors M und einem Multiplikationsfaktor für den Winkel des Resolvers, der den Rotorpositionserkennungsabschnitt 240 bildet, auf 1:1 gesetzt. Das Verhältnis ist nicht hierauf beschränkt, und der dreiphasige Wechselstrommotor M und der Resolver mit einem unterschiedlichen Verhältnis können verwendet werden und das dreiphasige Impulsmuster kann auf der Grundlage des Verhältnisses korrigiert werden. Das heißt, wenn die Anzahl von Polpaaren des dreiphasigen Wechselstrommotors M 4 beträgt und der Multiplikationsfaktor für den Winkel des Resolvers 2 beträgt, wird ein Wert des 1/2-Fachen des elektrischen Winkels des tatsächlichen dreiphasigen Wechselstrommotors M vom Resolver als Drehposition des Rotors erkannt. Somit kann ein erkannter Wert des Rotorpositionserkennungsabschnitts 240 auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen der Anzahl von Polpaaren des dreiphasigen Wechselstrommotors M und dem Resolver korrigiert werden, und die dreiphasigen Impulsmuster Lu1 bis Lw1 können auf der Grundlage des korrigierten Werts erzeugt werden. Mit einer solchen Ausgestaltung ist die Vielseitigkeit in der Rückkopplungssteuerung des dreiphasigen Wechselstrommotors M durch die Antriebssteuervorrichtung weiter verbessert.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Rotorpositionserkennungsabschnitt 240 der Resolver oder dergleichen. Anstelle hiervon kann der Rotorpositionserkennungsabschnitt 240 ein Encoder oder ein anderer Rotationslagensensor sein, solange die Drehposition des Rotors des dreiphasigen Wechselstrommotors M überwacht werden kann.
In der oben beschriebenen Ausführungsform enthält der Dreiphasenpulsmusterausgangsabschnitt 200 den Speichersteuerabschnitt 140 im Mikrocomputer 100 und den Wellenformspeicher 210 außerhalb des Mikrocomputers 100. Anstelle hiervon kann der Wellenformspeicher 210 weggelassen werden, und die Erzeugung der dreiphasigen Impulsmuster Lu1 bis Lw1 gemäß dem Phasenbefehl Ψ* kann im Mikrocomputer 100 erfolgen. Auch in diesem Fall führt der Phasenbefehlsberechnungsabschnitt 130 wiederholt die Verarbeitung des aufeinanderfolgenden Speicherns und Aktualisierens des erlangten Phasenbefehls Ψ* in dem Phasenbefehlsspeicher 131 durch, während die Drehmomentrückkopplungsberechnung zur Berechnung der Drehmomentabweichung durchgeführt wird, während der Dreiphasenpulsmusterausgangsabschnitt 200 wiederholt die Verarbeitung des Erzeugens des Impulsmusters durchführt, das gegenüber der Grundphase Ψ nur um den Phasenbefehl Ψ* auf der Grundlage des gespeicherten und aktualisierten Phasenbefehls Ψ* phasenverschoben ist, da der Phasenbefehlsberechnungsabschnitt 130 und der Dreiphasenpulsmusterausgangsabschnitt 200 unabhängig voneinander sind. Selbst wenn daher die Drehmomentrückkopplungsberechnung durch den Phasenbefehlsberechnungsabschnitt 130 oder die Berechnung des Phasenbefehls Ψ* in der Periode zwischen Winkeln, während derer die Kombination der EIN/AUS-Modi der dreiphasigen Rechteckwechselspannung geändert wird, nicht abgeschlossen ist und der Zeitpunkt der Rotorposition des dreiphasigen Wechselstrommotors M verschoben ist, kann der Dreiphasenpulsmusterausgangsabschnitt 200 das phasenverschobene Impulsmuster auf der Grundlage des Phasenbefehls Ψ* zuverlässig ausgeben, der momentan in dem Phasenbefehlsspeicher 131 gespeichert ist.
In der oben beschriebenen Ausführungsform schaltet und führt die Antriebssteuervorrichtung des dreiphasigen Wechselstrommotors die Antriebssteuerung durch den dreiphasigen Wechselstrom durch, der auf der Grundlage des pulsbreitenmodulierten Schaltbefehls leistungsgewandelt ist, bzw. die Antriebssteuerung durch die dreiphasige Rechteckwechselspannung, welche auf der Grundlage des Impulsmusters leistungsgewandelt ist, welches von dem Dreiphasenpulsmusterausgangsabschnitt 200 gesetzt und ausgegeben wird. Die Konfiguration ist nicht hierauf beschränkt, und es erübrigt sich zu sagen, dass die vorliegende Erfindung auch bei einer Antriebssteuervorrichtung verwendet werden kann, welche die Antriebssteuerung nur durch die dreiphasige Rechteckwechselspannung durchführt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 3533091 [0016]

Claims

Eine Antriebssteuervorrichtung für einen dreiphasigen Wechselstrommotor, wobei, wenn ein dreiphasiger Wechselstrommotor durch eine dreiphasige Rechteckwechselspannung betrieben wird, die auf der Grundlage eines Schaltbefehls leistungsgewandelt wird, der gemäß einem Zyklus eines elektrischen Winkels gesetzt wird, welcher aus einer Drehposition eines Rotors des dreiphasigen Wechselstrommotors erlangt wird, die Steuervorrichtung die Spannungsphase der dreiphasigen Rechteckwechselspannung auf der Grundlage einer Drehmomentabweichung zwischen einem Solldrehmomentwert an dem dreiphasigen Wechselstrommotor und einem tatsächlichen Drehmomentwert des dreiphasigen Wechselstrommotors rückkopplungssteuert, wobei die Steuervorrichtung aufweist: einen Phasenbefehlsberechnungsabschnitt, der eine Drehmomentrückkopplungsberechnung auf der Grundlage der Drehmomentabweichung durchführt, einen Phasenbefehl erlangt, der ein Vorschubwinkelbetrag/Verzögerungswinkelbetrag einer Phase ist, die auf der Grundlage des Rechenergebnisses zu korrigieren ist, und sukzessive den erlangten Phasenbefehl speichert und aktualisiert; und einen Pulsmusterausgangsabschnitt, der, um den Schaltbefehl zu erzeugen, stets ein Impulsmuster ausgibt, welches durch Phasenverschiebung alleine um den Betrag entsprechend dem Phasenbefehl einer Grundphase der dreiphasigen Rechteckwechselspannung erhalten wird, wobei die Grundphase für einen Zyklus des elektrischen Winkels eindeutig bestimmt ist, während die Drehposition überwacht wird.
Die Antriebssteuervorrichtung für einen dreiphasigen Wechselstrommotor nach Anspruch 1, wobei der Pulsmusterausgangsabschnitt einen nichtflüchtigen Wellenformspeicher hat, in welchem Pulswellenformgruppen, von denen jede drei Phasen entspricht und aus einem Pulsmuster entsprechend der Grundphase erhalten wird, vorab gespeichert sind, wobei die Anzahl von gespeicherten Pulswellenformgruppen in Übereinstimmung mit der Auflösung des Phasenbefehls und dem maximalen Vorschubwinkelbetrag/Verzögerungswinkelbetrag bezüglich der Grundphase ist; und die Steuervorrichtung stets permanent aus dem Wellenformspeicher die Pulswellenformgruppen für drei Phasen, in welchen die überwachte Drehposition dem Phasenbefehl entspricht, auswählt und ausgibt.
Die Antriebssteuervorrichtung für einen dreiphasigen Wechselstrommotor nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin aufweisend: einen Grundphasensetzabschnitt, der die Grundphase festsetzt; und einen Addierer, der die festgesetzte Grundphase und den gespeicherten und aktualisierten Phasenbefehl zusammenaddiert und das Additionsergebnis ausgibt, wobei der Pulsmusterausgangsabschnitt das Additionsergebnis als eine Nachverschiebungsphase liest, welche erhalten wird durch Phasenverschiebung der Grundphase alleine durch den Betrag entsprechend dem gespeicherten und aktualisierten Phasenbefehl
Die Antriebssteuervorrichtung für einen dreiphasigen Wechselstrommotor nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Phasenbefehlsberechnungsabschnitt die Grundphase als einen festen Wert hält und sukzessive das Additionsergebnis aus Grundphase und Phasenbefehl speichert und aktualisiert.
Die Antriebssteuervorrichtung für einen dreiphasigen Wechselstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die überwachte Drehposition durch einen Drehpositionssensor erkannt wird, der in dem dreiphasigen Wechselstrommotor angeordnet ist.
Die Antriebssteuervorrichtung für einen dreiphasigen Wechselstrommotor nach Anspruch 5, wobei die erkannte Drehposition auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen einem Multiplikationsfaktor für den Winkel des Drehpositionssensors und der Anzahl von Polpaaren des dreiphasigen Wechselstrommotors korrigiert wird.
Die Antriebssteuervorrichtung für einen dreiphasigen Wechselstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der dreiphasige Wechselstrommotor eine Antriebsquelle für ein Fahrzeug ist; die Antriebssteuerung für den dreiphasigen Wechselstrommotor die Antriebssteuerung durch einen dreiphasigen Wechselstrom enthält, der auf der Grundlage eines pulsbreitenmodulierten Schaltbefehls leistungsgewandelt wird; und die Antriebssteuerung durch den dreiphasigen Wechselstrom und die Antriebssteuerung durch die dreiphasige Rechteckwechselspannung geschaltet und durchgeführt werden.