DE112021004131T5

DE112021004131T5 - Motorsteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112021004131T5
Application number: DE112021004131.2T
Authority: DE
Inventors: Tomoaki SUMI
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-08-03
Filing date: 2021-07-14
Publication date: 2023-06-29
Also published as: JP7327680B2; JPWO2022030205A1; US20230114838A1; CN116057828A; WO2022030205A1

Abstract

Eine Motorsteuerungsvorrichtung (10) führt eine Variationsunterdrückungssteuerung als Reaktion darauf aus, dass eine abgefallene Energieversorgungsspannung (V_DC) eine Erhöhung startet. In der Variationsunterdrückungssteuerung wird als Antwort auf einen Start der Erhöhung der Energieversorgungsspannung eine Anlegungsspannung, die an einen Motor anzulegen ist, unter Verwendung einer vorbestimmten Funktion derart erzeugt, dass sich eine tatsächliche Motordrehzahl (w), die sich entsprechend der Verringerung der Energieversorgungsspannung verringert hat, einer Sollmotordrehzahl (w*) annähert und eine Annäherungsgeschwindigkeit, mit der sich die tatsächliche Motordrehzahl der Sollmotordrehzahl annähert, sich graduell erhöht und dann graduell im Verlaufe der Zeit verringert, und die erzeugte Anlegungsspannung wird an den Motor angelegt.

Description

Querverweis auf betreffende Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der am 3. August 2020 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-131926 , deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme darauf enthalten ist, und beansprucht deren Priorität.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuerungsvorrichtung, die eine Schwankungsunterdrückungssteuerung ausführt, die eine Schwankung einer Drehzahl eines Motors unterdrückt, die durch eine Folgeschwankung bzw. Folgen einer Schwankung einer Energieversorgungsspannung zum Ansteuern des Motors verursacht wird, die von einer Energieversorgung zugeführt wird, wenn sich die Energieversorgungsspannung zeitweilig verringert und dann erhöht, um zu einer normalen Energieversorgungsspannung zurückzukehren.
Stand der Technik
Die Patentliteratur 1 offenbart beispielsweise ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Lüfters eines Fahrzeugs. Gemäß diesem Betriebsverfahren wird, wenn die Ansteuerspannung des Motors, der den elektrischen Lüfter dreht, schwankt (sich verringert), die Motordrehzahl auf eine Drehzahl angepasst bzw. eingestellt, die niedriger als eine Drehzahl ist, wenn es keine Spannungsschwankung gibt. Diese niedrige Drehzahl wird aufrechterhalten, bis die Ansteuerspannung sich von dem Abfall erholt hat. Nachdem eine vorbestimmte Zeit seit der Rückkehr der Ansteuerspannung auf einen bestimmten Pegel verstrichen ist, wird die Drehzahl kontinuierlich und linear von der niedrigen Drehzahl auf die ursprüngliche Drehzahl erhöht.
Literatur des Standes der Technik
Patentliteratur
Patentliteratur 1: US 9 667 185 B2
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der Technik der Patentliteratur 1 wird, wenn die Ansteuerspannung schwankt, die Drehzahl des Motors auf eine Drehzahl eingestellt, die niedriger als die Drehzahl ist, wenn es keine Spannungsschwankung gibt, so, dass es möglich ist, eine Schwankung der Drehzahl des Motors, die durch ein Folgen der Schwankung der Ansteuerspannung verursacht wird, zu vermeiden.
In der Technik der Patentliteratur 1 wird jedoch, während die Ansteuerspannung schwankt (sich verringert), die Drehzahl des Motors auf einer konstant niedrigen Geschwindigkeit gehalten, und nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitdauer seit der Rückkehr der Energieversorgungsspannung auf einen bestimmten Pegel wird die Drehzahl linear von diesem Punkt aus auf die ursprüngliche Drehzahl erhöht. Als Ergebnis ändert sich die Drehzahl des Motors abrupt, und dadurch kann sich der Insasse des Fahrzeugs unwohl fühlen.
Im Hinblick auf das obige Problem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorsteuerungsvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, eine Schwankung einer Drehzahl eines Motors zu unterdrücken, ohne dass sich ein Insasse eines Fahrzeugs dadurch unwohl fühlt, wenn eine Energieversorgungsspannung zum Ansteuern des Motors schwankt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung führt eine Motorsteuerungsvorrichtung eine Schwankungsunterdrückungssteuerung aus, wenn eine Energieversorgungsspannung zum Ansteuern eines Motors, die von einer Energieversorgung zugeführt wird, sich zeitweilig verringert und dann nach einer Erholung auf eine normale Energieversorgungsspannung erhöht. Die Schwankungsunterdrückungssteuerung unterdrückt eine Schwankung einer Drehzahl des Motors, die durch eine Folgeschwankung bzw. ein Folgen der Schwankung der Energieversorgungsspannung verursacht wird. Die Motorsteuerungsvorrichtung enthält eine Erfassungseinheit und eine Erzeugungseinheit. Die Erfassungseinheit ist ausgelegt, zu erfassen, wenn bzw. dass die Energieversorgungsspannung von einer Verringerung zu einer Erhöhung zurückkehrt. Die Erzeugungseinheit ist ausgelegt, als Reaktion darauf, dass die Erfassungseinheit erfasst, dass die Energieversorgungsspannung zu der Erhöhung zurückkehrt, unter Verwendung einer vorbestimmten Funktion eine angelegte Spannung bzw. Anlegungsspannung, die an den Motor anzulegen ist, derart zu erzeugen, dass eine tatsächliche Motordrehzahl, die sich entsprechend der Verringerung der Energieversorgungsspannung verringert hat, einer Sollmotordrehzahl annähert und sich eine Annäherungsgeschwindigkeit, mit der sich die tatsächliche Motordrehzahl der Sollmotordrehzahl annähert, sich graduell erhöht und sich dann im Verlaufe der Zeit graduell verringert. Die Schwankungsunterdrückungssteuerung wird durch Anlegen der Anlegungsspannung, die durch die Erzeugungseinheit erzeugt wird, an den Motor ausgeführt.
Wie es oben beschrieben ist, erzeugt die Erzeugungseinheit in der Motorsteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die sich sanft ändernde an den Motor angelegte Spannung unter Verwendung der vorbestimmten Funktion. Daher kann eine plötzliche Änderung der Motordrehzahl unterdrückt werden. Die an den Motor angelegte Spannung, die durch die Erzeugungseinheit erzeugt wird, wird derart erzeugt, dass sich die tastsächliche Motordrehzahl, die sich aufgrund der Verringerung der Energieversorgungsspannung verringert hat, graduell mit einer im Verlaufe der Zeit erhöhenden Geschwindigkeit an die Sollmotordrehzahl annähert. Mit anderen Worten, da die Anfangsgeschwindigkeit einer Annäherung unmittelbar nach dem Zurückkehren der Energieversorgungsspannung zu einer Erhöhung moderat ist, kann die Schwankung der Motordrehzahl unabhängig von der Schwankung der Energieversorgungsspannung sogar dann gering gehalten werden, wenn die Energieversorgungsspannung wiederholt schwankt. Wenn die Energieversorgungsspannung zu der normalen Spannung zurückkehrt und sich stabilisiert, kann sich außerdem die tatsächliche Motordrehzahl schnell der Sollmotordrehzahl annähern, da die an den Motor angelegte Spannung derart erzeugt wird, dass sich die Annäherungsgeschwindigkeit graduell im Verlaufe der Zeit erhöht. Außerdem wird die an den Motor angelegte Spannung derart erzeugt, dass sich die Annäherungsgeschwindigkeit danach graduell verringert, so dass die tatsächliche Motordrehzahl sich moderat der Sollmotordrehzahl annähern kann.
Die Bezugszeichen und/oder Nummern in Klammern in den Ansprüchen sind nur hinzugefügt, um Beispiele einer Entsprechungsbeziehung zu konkreten Strukturen in den unten beschriebenen Ausführungsformen anzugeben, um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, wobei diese den Bereich der Ansprüche nicht beschränken.
Technische Merkmale, die in den Ansprüchen beschrieben sind und nicht den oben genannten Merkmalen entsprechen, werden anhand der Beschreibung der Ausführungsformen und der zugehörigen Zeichnungen deutlich.
Figurenliste

1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration einer Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Wellenformdiagramm bzw. Funktionsdiagramm zum Erläutern eines Betriebs der Motorsteuerungsvorrichtung der 1.
3 ist ein Diagramm zum Erläutern einer oberen Grenze V_M limit einer an den Motor angelegten Spannung.
4 ist ein Wellenformdiagramm bzw. Funktionsdiagramm, das für einen Fall, in dem eine abgefallene Energieversorgungsspannung V_DC zu einem ursprünglichen Spannungswert zurückkehrt, eine Änderung der oberen Grenze V_{M limit} der an den Motor angelegten Spannung zeigt, wenn sich der Spannungswert wiederholt verringert und erhöht.
5 ist ein Flussdiagramm, das Verarbeitungsdetails einer Variationsunterdrückungssteuerung zeigt, die von der Motorsteuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, und die eine Schwankung der Drehzahl des Dreiphasen-Motors aufgrund eines Folgens einer Schwankung der Energieversorgungsspannung V_DC unterdrückt.
6 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration einer Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
7 ist ein Wellenformdiagramm bzw. Funktionsdiagramm zum Erläutern eines Betriebs der Motorsteuerungsvorrichtung der 6.
8 ist ein Flussdiagramm, das Verarbeitungsdetails einer Variationsunterdrückungssteuerung zeigt, die von der Motorsteuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird und eine Schwankung der Drehzahl des Dreiphasen-Motors, die einer Schwankung der Energieversorgungsspannung V_DC folgt, unterdrückt.

Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung
Erste Ausführungsform
Im Folgenden wird eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Wenn eine Energieversorgungsspannung zum Ansteuern eines Dreiphasen-Motors, die von einer Energieversorgung bzw. Energiequelle zugeführt wird, sich zeitweilig verringert und dann erhöht, um zu einer normalen Energieversorgungsspannung zurückzukehren, unterdrückt die Motorsteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Schwankung einer Drehzahl des Dreiphasen-Motors aufgrund eines Folgen einer Schwankung der Energieversorgungsspannung. Daher kann der Dreiphasen-Motor, der durch die Motorsteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform gesteuert wird, beispielsweise geeignet als ein Lüftermotor zum Drehen eines Lüftergebläses einer Klimaanlage eines Fahrzeugs verwendet werden. Sogar wenn die Energieversorgungsspannung, die von einer fahrzeugeigenen Energieversorgung bzw. Energiequelle zugeführt wird, schwankt, kann das Erzeugen von Rauschen aufgrund einer Änderung des Luftvolumens der klimatisierten Luft, die in den Insasseninnenraum geblasen wird, unterdrückt werden, wenn es beispielsweise möglich ist, eine Schwankung der Drehzahl des Lüftermotors zu unterdrücken. Die Anwendung für den Dreiphasen-Motor, der durch die Motorsteuerungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform zu steuern ist, ist jedoch nicht auf einen Lüftermotor beschränkt. D.h., die Motorsteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann verschiedene Dreiphasen-Motoren, die an einem Fahrzeug montiert sind, steuern. Außerdem kann ein Dreiphasen-Motor gesteuert werden, der für andere Anwendungen anstatt für Fahrzeuge verwendet wird. Außerdem kann der zu steuernde Motor ein anderer Motor anstatt ein Dreiphasen-Motor sein.
1 zeigt eine Konfiguration einer Motorsteuerungsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform. Wie es in 1 gezeigt ist, enthält die Motorsteuerungsvorrichtung 10 eine Abweichungsberechnungseinheit 12, eine PI-Berechnungseinheit 14, eine Motoranlegungsspannung-Obergrenzenberechnungseinheit 16 (für eine obere Grenze V_{M limit}) als eine Obergrenzeneinstelleinheit, eine Betriebsdauerberechnungseinheit bzw. Tastverhältnisberechnungseinheit 18 als eine Berechnungseinheit, eine PWM-Ansteuersignalerzeugungseinheit 20, einen Inverter 22, eine Stromerfassungseinheit 24 und Ähnliches. Ein Teil der Konfiguration der Motorsteuerungsvorrichtung 10, beispielsweise die PI-Berechnungseinheit 14, die V_{M limit}-Berechnungseinheit 16, die Tastverhältnisberechnungseinheit 18 und Ähnliches können durch einen Mikrocomputer ausgebildet sein, der eine allgemeine Konfiguration aufweist, die eine CPU, einen ROM, einen RAM und Ähnliches enthält.
Die Abweichungsberechnungseinheit 12 berechnet eine Abweichung bzw. Differenz zwischen einer Sollmotordrehgeschwindigkeit bzw. Sollmotordrehzahl w*, die von einer Host-Steuerungsvorrichtung (nicht gezeigt) übertragen wird, und einer tatsächlichen Motordrehgeschwindigkeit bzw. Motordrehzahl w. Die berechnete Abweichung wird an die PI-Berechnungseinheit 14 übertragen. Die PI-Berechnungseinheit 14 berechnet eine Steuerungsgröße entsprechend der Abweichung zwischen der Sollmotordrehzahl w* und der tatsächlichen Motordrehzahl w als eine an den Motor angelegte Spannung bzw. Motoranlegungsspannung durch eine Proportional-integral-Steuerung bzw. -Regelung (PI-Steuerung). Durch Anlegen dieser Motoranlegungsspannung an eine Spule bzw. Wicklung einer jeweiligen Phase eines Dreiphasen-Motors durch eine PWM-Steuerung kann die tatsächliche Motordrehzahl w der Sollmotordrehzahl w* angenähert werden. Man beachte, dass das Steuerungsverfahren zum Berechnen der Steuerungsgröße (Motoranlegungsspannung) entsprechend der Abweichung zwischen der Sollmotordrehzahl w* und der tatsächlichen Motordrehzahl w nicht auf eine PI-Steuerung beschränkt ist, sondern auch andere Steuerungsverfahren (beispielsweise eine PID-Steuerung bzw. -Regelung, PD-Steuerung bzw. -Regelung oder Ähnliches) verwendet werden können.
Die V_{M limit}-Berechnungseinheit 16 berechnet eine obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung, die als die obere Grenzspannung für die Motoranlegungsspannung eingestellt wird, die durch die PI-Berechnungseinheit 14 berechnet wird. Wie es in 2 gezeigt ist, berechnet die V_{M limit}-Berechnungseinheit 16 eine Spannung, die äquivalent zu der Energieversorgungsspannung V_DC ist, als die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung, wenn die Energieversorgungsspannung V_DC nicht schwankt (eine Erholung von einem zeitweiligen Abfall auf die ursprüngliche Energieversorgungsspannung V_DC). Wie es in 1 gezeigt ist, ist aus diesem Grund die V_{M limit}-Berechnungseinheit 16 in der Lage, die Energieversorgungsspannung V_DC zu empfangen und ihren Spannungswert zu erfassen. Alternativ kann bzw. muss die V_{M limit}-Berechnungseinheit 16 die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung nicht einstellen, wenn die Energieversorgungsspannung V_DC nicht schwankt.
Wenn jedoch eine elektrische oder elektronische Vorrichtung, die eine große Energiemenge verbraucht, aktiviert wird, beispielsweise wenn eine elektrische Servolenkung bei einer schweren Last verwendet wird, kann die Energieversorgungsspannung V_DC, die von der Fahrzeugbatterie zugeführt wird, zeitweilig abfallen. Wenn eine derartige Schwankung der Energieversorgungsspannung V_DC auftritt, berechnet die V_{M limit}-Berechnungseinheit 16 wie in 2 gezeigt die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung derart, dass sie sich an den Spannungswert nach einer Erholung von einem Spannungswert zu der Zeit t3 auf einen Spannungswert zu der Zeit t4 annähert. Zu der Zeit t3 kehrt die abgefallene Energieversorgungsspannung V_DC zu einer Erhöhung zurück. Von der Zeit t3 bis zu der Zeit t4 wird die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung derart berechnet, dass eine Anfangserhöhungsgeschwindigkeit moderat ist, die Erhöhungsgeschwindigkeit sich graduell erhöht und sich dann die Erhöhungsgeschwindigkeit graduell verringert.
Die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung, die sich auf diese Weise ändert, kann unter Verwendung beispielsweise einer Übertragungsfunktion mit Verzögerung erster Ordnung berechnet werden, bei der die Grenzfrequenz eine Variable sekundärer Zeit bzw. zweiter Ordnung ist, die sich mehr als die proportionale Beziehung im Verlaufe der Zeit erhöht. Die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung kann beispielsweise durch die folgende Formel 1 unter Verwendung der Übertragungsfunktion mit der Verzögerung erster Ordnung ausgedrückt werden. $V_{M limit} (n) = V_{M limit} (n - 1) + 2 π FT (V_{DC} - V_{M limit} (n - 1))$
In der Formel 1 repräsentiert F eine Grenzfrequenz, und T repräsentiert eine Abtastperiode. Außerdem repräsentiert V_{M limit}(n-1) einen vorherigen Wert der oberen Grenze der Motoranlegungsspannung, und V_{M limit}(n) repräsentiert einen derzeitigen Wert der oberen Grenze der Motoranlegungsspannung.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Grenzfrequenz F in der Formel 1 als eine Variable sekundärer Zeit bzw. zweiter Ordnung berechnet, wie es in der Formel 2 gezeigt ist. $F = F_{0} + F_{0} C^{2}$
In der Formel 2 repräsentiert F₀ einen Grenzfrequenzanfangswert, und C repräsentiert einen Grenzfrequenzzähler. Der Grenzfrequenzzähler C startet einen Zählbetrieb als Reaktion auf die Erfassung, dass die abgefallene Energieversorgungsspannung V_DC zu einer Erhöhung zurückkehrt. Durch Quadratbildung des Zählwertes des Grenzfrequenzzählers C und Multiplizieren des Ergebnisses mit dem Grenzfrequenzanfangswert F₀ ändert sich die Grenzfrequenz F, die anhand der Formel 2 berechnet wird, derart, dass sie sich im Verlaufe der Zeit schneller erhöht, wie es in 3 gezeigt ist.
Auf diese Weise wird die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung unter Verwendung der Übertragungsfunktion mit Verzögerung erster Ordnung berechnet, bei der die Grenzfrequenz F als die Variable sekundärer Zeit eingestellt ist. Bei dieser Konfiguration ändert sich die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung durch Kombinieren einer Änderung, die durch die Übertragungsfunktion mit Verzögerung erster Ordnung bewirkt wird, und einer Änderung, die durch die Grenzfrequenz bewirkt wird, sanft entsprechend einer S-förmigen Kurve, wie es in 3 gezeigt ist. D.h., die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung ändert sich im Verlaufe der Zeit sanft derart, dass die Anfangserhöhungsgeschwindigkeit moderat ist, die Erhöhungsgeschwindigkeit sich graduell erhöht und sich dann die Erhöhungsgeschwindigkeit graduell verringert. Die Anfangserhöhungsgeschwindigkeit ist moderat. Wie es in 4 gezeigt ist, kann somit beispielsweise die Schwankung der oberen Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung klein gehalten werden, wenn die Spannung ein Erhöhen und Verringern in einem Fall wiederholt, in dem die abgefallene Energieversorgungsspannung V_DC zu der normalen Energieversorgungsspannung zurückkehrt. Durch Anlegen einer Spannung, die der oberen Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung entspricht, an die Wicklung einer jeweiligen Phase des Dreiphasen-Motors kann sogar dann, wenn die Energieversorgungsspannung V_DC wiederholt schwankt, die Schwankung der Motordrehzahl ω klein gehalten werden.
In der obigen Beschreibung wurde ein Beispiel erläutert, bei dem die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung unter Verwendung der Übertragungsfunktion mit Verzögerung erster Ordnung berechnet wird, bei der die Grenzfrequenz F als die Variable sekundärer Zeit eingestellt wird. Die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung kann jedoch unter Verwendung einer anderen Funktion berechnet werden. Um die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung zu berechnen, kann beispielsweise eine Übertragungsfunktion mit Verzögerung erster Ordnung verwendet werden, bei der die Grenzfrequenz F als eine Zeitvariable dritter Ordnung verwendet wird. Außerdem kann die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung, die sich in einer S-Gestalt ändert, unter Verwendung einer Exponentialfunktion oder einer Sigmoidal-Funktion berechnet werden. In jedem Fall berechnet die V_{M limit}-Berechnungseinheit 16 durch Berechnen der oberen Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung unter Verwendung einer vorbestimmten Funktion die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung, die sich sanft in einer S-Gestalt ändert.
Die V_{M limit}-Berechnungseinheit 16 überträgt die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung an die Tastverhältnisberechnungseinheit 18 von der Zeit t3 bis zu der Zeit t4. Zu der Zeit t3 wird erfasst, dass die abgefallene Energieversorgungsspannung V_DC zu einer Erhöhung zurückkehrt. Zu der Zeit t4 nähert sich die berechnete obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung der Energieversorgungsspannung V_DC an (oder die tatsächliche Motordrehzahl w nähert sich an die Sollmotordrehzahl w* an). Für andere Perioden überträgt die V_{M limit}-Berechnungseinheit 16 die Motoranlegungsspannung, die durch die PI-Berechnungseinheit 14 berechnet wird, an die Tastverhältnisberechnungseinheit 18. Wenn die Motoranlegungsspannung, die durch die PI-Berechnungseinheit 14 berechnet wird, größer als die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung ist, kann alternativ die V_{M limit}-Berechnungseinheit 16 die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung an die Tastverhältnisberechnungseinheit 18 übertragen, und wenn die Motoranlegungsspannung, die durch die PI-Berechnungseinheit 14 berechnet wird, gleich oder kleiner als die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung ist, kann die V_{M limit}-Berechnungseinheit 16 die Motoranlegungsspannung, die durch PI-Berechnungseinheit 14 berechnet wird, an die Tastverhältnisberechnungseinheit 18 übertragen.
Die Tastverhältnisberechnungseinheit 18 berechnet die PWM-Betriebszeit bzw. das PWM-Tastverhältnis auf der Grundlage der Motoranlegungsspannung oder der oberen Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung, die von der V_{M limit}-Berechnungseinheit 16 übertragen wird, und der Energieversorgungsspannung V_DC. Die Tastverhältnisberechnungseinheit 18 kann beispielsweise die PWM-Betriebszeit bzw. das PWM-Tastverhältnis entsprechend dem Verhältnis der Größe bzw. des Betrags der Motoranlegungsspannung oder der oberen Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung zu der Größe bzw. dem Betrag der Energieversorgungsspannung V_DC berechnen. Wenn die V_{M limit}-Berechnungseinheit 16 die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung an die Tastverhältnisberechnungseinheit 18 überträgt, berechnet die Tastverhältnisberechnungseinheit 18 beispielsweise das PWM-Tastverhältnis, um eine Anlegungsspannung entsprechend der oberen Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung an die Wicklung jeder Phase des Dreiphasen-Motors 30 anzulegen. Das PWM-Tastverhältnis, das durch die Tastverhältnisberechnungseinheit 18 berechnet wird, wird an die PWM-Ansteuersignalerzeugungseinheit 20 übertragen.
Die PWM-Ansteuersignalerzeugungseinheit 20 erzeugt ein PWM-Ansteuersignal, das eine Pulsbreite aufweist, das dem PWM-Tastverhältnis entspricht, das durch den Betriebszeitrechner 18 berechnet wird, und gibt das PWM-Ansteuersignal an den Inverter 22 aus. Der Inverter 22 wandelt DC-Leistung von einer fahrzeugeigenen Batterie (nicht gezeigt), die eine DC-Energieversorgung ist, in AC-Leistung um und führt die AC-Leistung dem Dreiphasen-Motor 30 zu. Der Inverter 22 weist Dreiphasen-Arme auf, die parallel zwischen den positiven und negativen Anschlüssen der Fahrzeugbatterie geschaltet sind. Der Arm einer jeweiligen Phase enthält mehrere Schaltelemente (beispielsweise IGBTs, MOSFETs oder Ähnliches), die in Serie geschaltet sind. Die Schaltelemente, die in dem Arm einer jeweiligen Phase des Inverters 22 angeordnet sind, werden entsprechend dem PWM-Ansteuersignal, das durch die PWM-Ansteuersignalerzeugungseinheit 20 erzeugt wird, PWM-gesteuert, wodurch die DC-Leistung, die von der fahrzeugeigenen Batterie geliefert wird, in AC-Leistung umgewandelt und dem Dreiphasen-Motor 30 zugeführt wird. Hier wird die Motoranlegungsspannung, die durch die PI-Berechnungseinheit 14 berechnet wird, oder die Spannung, die der oberen Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung entspricht, die durch die V_{M limit}-Berechnungseinheit 16 berechnet wird, an die Wicklung einer jeweiligen Phase des Dreiphasen-Motors 30 angelegt.
Die Stromerfassungseinheit 24 erfasst einen Strom auf der Grundlage einer induzierten Spannung, die in der Wicklung einer jeweiligen Phase erzeugt wird, durch Schalten der Stromzufuhr zu der Wicklung in dem Dreiphasen-Motor 30. Somit kann die tatsächliche Drehzahl w des Dreiphasen-Motors 30 durch Erfassen des Stroms auf der Grundlage der induzierten Spannung, die in der Wicklung einer jeweiligen Phase erzeugt wird, berechnet werden. Die tatsächliche Drehzahl w des Dreiphasen-Motors 30 kann auf der Grundlage des erfassten Stroms in der Stromerfassungseinheit 24 oder in einer Konfiguration berechnet werden, die separat von der Stromerfassungseinheit 24 angeordnet ist. Alternativ kann ein Positionssensor, der die Rotationsposition des Dreiphasen-Motors 30 erfasst, verwendet werden, um die tatsächliche Drehzahl w des Dreiphasen-Motors 30 zu erfassen.
Im Folgenden wird ein Beispiel von Verarbeitungsinhalten einer Schwankungsunterdrückungssteuerung mit Bezug auf das Flussdiagramm der 5 beschrieben. In der Schwankungsunterdrückungssteuerung unterdrückt die Motorsteuerungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Schwankung der Motordrehzahl des Dreiphasen-Motors 30, die durch Folgen der Schwankung der Energieversorgungsspannung V_DC verursacht wird, wenn die Energieversorgungsspannung V_DC sich zeitweilig verringert und dann erhöht, um zu einer normalen Energieversorgungsspannung V_DC zurückzukehren.
In Schritt S100 wird die Motordrehzahl entsprechend der Sollmotordrehzahl ω* PI-gesteuert bzw. -geregelt. Als Ergebnis wird die tatsächliche Drehzahl w des Dreiphasen-Motors 30 derart gesteuert bzw. geregelt, dass sie der Sollmotordrehzahl w* folgt. Mit einer derartigen Steuerung bzw. Regelung wird, wie es beispielsweise in 2 gezeigt ist, sogar dann, wenn ein zeitweiliger Abfall der Energieversorgungsspannung V_DC zu der Zeit t1 startet, die tatsächliche Motordrehzahl w bis zu der Zeit t2 auf der Sollmotordrehzahl w* gehalten.
Hier wird von der Zeit t1 bis zu der Zeit t2 in 2 das PWM-Tastverhältnis erhöht, um die tatsächliche Motordrehzahl w unabhängig von der Verringerung der Energieversorgungsspannung V_DC auf der Sollmotordrehzahl w* zu halten. Zu der Zeit t2 erreicht jedoch das PWM-Tastverhältnis 100% und kann nicht weiter erhöht werden. Daher kann nach der Zeit t2 die tatsächliche Motordrehzahl w nicht durch die PI-Steuerung auf der Sollmotordrehzahl w* gehalten werden, und es wird sich die tatsächliche Motordrehzahl w verringern, wenn sich die Energieversorgungsspannung V_DC verringert.
Zu der Zeit t3 in 2 verringert sich das PWM-Tastverhältnis von 100% auf einen Wert von kleiner als ein 100%, wenn die verringerte Energieversorgungsspannung V_DC sich wieder erhöht. In Schritt S110 des Flussdiagramms der 5 wird bestimmt, dass das PWM-Tastverhältnis von 100% auf einen Wert von kleiner als 100% (beispielsweise 98%) abfällt, nachdem die Energieversorgungsspannung V_DC zeitweilig abgefallen ist und das PWM-Tastverhältnis gleich 100% geworden ist. D.h., in Schritt S110 wird auf der Grundlage der Änderung des PWM-Tastverhältnisses bestimmt, dass sich die verringerte Energieversorgungsspannung V_DC nun erhöht. Alternativ kann direkt anhand der Änderung der Energieversorgungsspannung V_DC bestimmt werden, ob sich die Energieversorgungsspannung V_DC nun erhöht. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S110 „ja“ lautet, schreitet der Prozess zum Schritt S120. Wenn andererseits das Bestimmungsergebnis in Schritt S110 „nein“ lautet, kehrt der Prozess zum Schritt S100 zurück.
In Schritt S120 erhöht sich die Drehzahl des Dreiphasen-Motors 30 unmittelbar anschließend an die Erhöhung der Energieversorgungsspannung V_DC schnell. Als Ergebnis wird eine Schwankungsunterdrückungssteuerung durchgeführt, die die Schwankung der Drehzahl des Dreiphasen-Motors 30 entsprechend der Schwankung der Energieversorgungsspannung V_DC unterdrückt. Insbesondere startet in Schritt S120 der Grenzfrequenzzähler C sein Zählen.
In Schritt S130 wird bestimmt, ob die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung, die in der Schwankungsunterdrückungssteuerung berechnet wird, gleich oder größer als die Energieversorgungsspannung V_DC geworden ist, die auf den ursprünglichen Spannungswert wiederhergestellt wurde. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S130 „ja“ lautet, schreitet der Prozess zum Schritt S 170, da es nicht länger notwendig ist, die Schwankungsunterdrückungssteuerung fortzusetzen. Wenn andererseits das Bestimmungsergebnis in Schritt S130 „nein“ lautet, schreitet der Prozess zum Schritt S140, um die Ausführung der Schwankungsunterdrückungssteuerung fortzusetzen. In Schritt S130 kann zusätzlich oder alternativ bestimmt werden, dass bzw. ob die tatsächliche Motordrehzahl w gleich oder größer als die Sollmotordrehzahl w* ist.
In Schritt S140 wird die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung unter Verwendung der vorbestimmten Funktion aus dem Spannungswert zu der Zeit t3, zu der sich die abgefallene Energieversorgungsspannung V_DC nach einer Wiederherstellung bzw. Erholung wieder auf den Spannungswert der Energieversorgungsspannung V_DC zu erhöhen beginnt, derart berechnet, dass die Anfangserhöhungsgeschwindigkeit moderat ist, die Erhöhungsgeschwindigkeit sich graduell erhöht, die Erhöhungsgeschwindigkeit sich graduell verringert und dann die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung sich zu der Zeit t4 dem Spannungswert nach der Erholung annähert. Man beachte, dass der Motoranlegungsspannungsberechnungsprozess in Schritt S140 wiederholt ausgeführt wird, bis in Schritt S130 bestimmt wird, dass die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung gleich oder größer als die Energieversorgungsspannung V_DC ist. In jedem Motoranlegungsspannungsberechnungsprozess in Schritt S140, der wie oben beschrieben wiederholt wird, wird eine andere obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung berechnet, da der Zählwert des Grenzfrequenzzählers C, die Energieversorgungsspannung V_DC und der vorherige Wert der oberen Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung sich jedes Mal, wenn der Prozess ausgeführt wird, ändern. Somit ändert sich die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung entsprechend einer S-Kurve.
In Schritt S150 wird das PWM-Tastverhältnis zum Anlegen einer Anlegungsspannung entsprechend der oberen Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung an die Wicklung einer jeweiligen Phase des Dreiphasen-Motors 30 berechnet. Das berechnete PWM-Tastverhältnis wird in Schritt S160 an die PWM-Ansteuersignalerzeugungseinheit 20 ausgegeben.
In Schritt S170 wird die Schwankungsunterdrückungssteuerung beendet. Zu diesem Zeitpunkt wird der Zählbetrieb des Grenzfrequenzzählers C gestoppt. Dann wird in Schritt S180 der Zählwert des Grenzfrequenzzählers C gelöscht. Danach wird die in dem Flussdiagramm der 5 gezeigte Verarbeitung beendet.
Wie es oben beschrieben ist, berechnet die Motorsteuerungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung, die sich sanft ändert, unter Verwendung einer vorbestimmten Funktion aus dem Spannungswert zu der Zeit t3, zu der die abgefallene Energieversorgungsspannung V_DC eine Erhöhung auf den Spannungswert der Energieversorgungsspannung V_DC nach der Erholung startet. Dann wird eine Anlegungsspannung, die der berechneten oberen Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung entspricht, an die Wicklung einer jeweiligen Phase des Dreiphasen-Motors 30 angelegt. Daher kann eine plötzliche Änderung der tatsächlichen Motordrehzahl w unterdrückt werden.
Die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung wird derart erzeugt, dass die tatsächliche Motordrehzahl ω, die sich aufgrund der Verringerung der Energieversorgungsspannung V_DC verringert hat, mit einer im Verlaufe der Zeit erhöhenden Geschwindigkeit graduell an die Sollmotordrehzahl w* annähert. Mit anderen Worten, da die Anfangsgeschwindigkeit der Annäherung unmittelbar nachdem die Energieversorgungsspannung V_DC eine Erhöhung gestartet hat, moderat ist, kann die Schwankung der tatsächlichen Motordrehzahl w unabhängig von der Schwankung der Energieversorgungsspannung V_DC sogar dann klein gehalten werden, wenn die Energieversorgungsspannung V_DC wiederholt schwankt.
Wenn die Energieversorgungsspannung V_DC zu einem normalen Spannungswert zurückkehrt und sich stabilisiert, wird die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung derart eingestellt, dass sich die tatsächliche Motordrehzahl w * im Verlaufe der Zeit graduell in Annäherung an die Sollmotordrehzahl w erhöht. Daher kann die tatsächliche Motordrehzahl w schnell näher an die Sollmotordrehzahl w* gebracht werden. Danach wird die obere Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung derart erzeugt, dass sich die Annäherungsgeschwindigkeit graduell verringert, so dass sich die tatsächliche Motordrehzahl w moderat an die Sollmotordrehzahl w* annähern kann.
Zweite Ausführungsform
Im Folgenden wird eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Motorsteuerungsvorrichtung 10 gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform unterdrückt die Schwankung der tatsächlichen Motordrehzahl w durch Einstellen der oberen Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung, die die obere Grenze für die Motoranlegungsspannung ist, wenn die verringerte Energieversorgungsspannung V_DC wieder ansteigt.
Andererseits unterdrückt die Motorsteuerungsvorrichtung 110 gemäß der zweiten Ausführungsform die Schwankung der tatsächlichen Motordrehzahl w, wenn die verringerte Energieversorgungsspannung V_DC wieder ansteigt, durch Einstellen einer Übergangssollmotordrehzahl n_trgt, die sich von bzw. gegenüber der tatsächlichen Motordrehzahl w ändert, wenn die Energieversorgungsspannung V_DC eine Erhöhung auf die Sollmotordrehzahl w* beginnt, derart, dass eine Erhöhungsgeschwindigkeit der Motordrehzahl w sich graduell erhöht, und sich dann die Erhöhungsgeschwindigkeit graduell verringert. Die Motorsteuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform wird im Folgenden hauptsächlich hinsichtlich der Unterschiede zu der Motorsteuerungsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
Wie es in 6 gezeigt ist, enthält die Motorsteuerungsvorrichtung 110 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Übergangssollmotordrehzahlberechnungseinheit 116 zur Berechnung einer Übergangssollmotordrehzahl (n_trgt) als eine Übergangssolleinstelleinheit anstelle der V_{M limit}-Berechnungseinheit 16 der Motorsteuerungsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform.
Solange wie die Energieversorgungsspannung V_DC nicht schwankt (d.h. es tritt keine Erholung von einem zeitweiligen Abfall auf die ursprüngliche Energieversorgungsspannung V_DC auf), stellt die n_trgt-Berechnungseinheit 116 als die Übergangssollmotordrehzahl n_trgt eine Drehzahl ein, die gleich der Sollmotordrehzahl w* ist, wie es durch die Strich-Punkt-Linie in 7 gezeigt ist. Wenn die tatsächliche Motordrehzahl w zu der Zeit t2 in 7 eine Verringerung beginnt, auch wenn das PWM-Tastverhältnis gleich 100% ist, kann alternativ die n_trgt-Berechnungseinheit 116 die Übergangssollmotordrehzahl n_trgt derart einstellen, dass sie der Verringerung der tatsächlichen Motordrehzahl w folgt. Außerdem kann bzw. muss die n_trgt-Berechnungseinheit 116 die Übergangssollmotordrehzahl n_trgt nicht einstellen, bis sich die Energieversorgungsspannung V_DC zeitweilig verringert und dann sich die verringerte Energieversorgungsspannung V_DC wieder erhöht.
Die Energieversorgungsspannung V_DC kann beispielsweise derart schwanken, dass sie sich zeitweilig verringert und dann zu der ursprünglichen Energieversorgungsspannung V_DC zurückkehrt. Wie es in 7 gezeigt ist, berechnet die n_trgt-Berechnungseinheit 116 in diesem Fall die Übergangssollmotordrehzahl n_trgt unter Verwendung der vorbestimmten Funktion aus der tatsächlichen Motordrehzahl w zu der Zeit t3, zu der die abgefallene Energieversorgungsspannung V_DC eine Erhöhung auf die Sollmotordrehzahl w* beginnt, derart, dass die Anfangserhöhungsgeschwindigkeit moderat ist, sich die Erhöhungsgeschwindigkeit graduell erhöht, sich die Erhöhungsgeschwindigkeit graduell verringert und dann die Motordrehzahl w sich zu der Zeit t4 der Sollmotordrehzahl w* annähert.
Als vorbestimmte Funktion, die zum Berechnen der Übergangssollmotordrehzahl n_trgt verwendet wird, kann ähnlich wie in der ersten Ausführungsform eine Übertragungsfunktion mit Verzögerung erster Ordnung, bei der eine Grenzfrequenz F als Variable zweiter Ordnung eingestellt ist, eine Übertragungsfunktion mit Verzögerung erster Ordnung, bei der eine Grenzfrequenz F als eine Zeitvariable dritter Ordnung eingestellt ist, eine Exponentialfunktion, eine Sigmoidal-Funktion oder Ähnliches verwendet werden.
Mindestens von der Zeit t3 bis zu der Zeit t4 in 7 berechnet die PI-Berechnungseinheit 114 als Motoranlegungsspannung eine Steuergröße entsprechend einer Abweichung zwischen der tatsächlichen Motordrehzahl w und der Übergangssollmotordrehzahl n_trgt. Die Tastverhältnisberechnungseinheit 118 berechnet ein PWM-Tastverhältnis entsprechend dem Verhältnis der Größe bzw. dem Betrag der Motoranlegungsspannung, die durch die PI-Berechnungseinheit 114 berechnet wird, zu der Größe bzw. dem Betrag der Energieversorgungsspannung V_DC. Wie es in 7 gezeigt ist, kann als Ergebnis während der Periode von der Zeit t3 bis zu der Zeit t4 unabhängig davon, ob die Energieversorgungsspannung V_DC zu dem ursprünglichen Spannungswert zurückkehrt, die Spannung, die an die Wicklung einer jeweiligen Phase des Dreiphasen-Motors 30 angelegt wird, derart gesteuert werden, dass sich die tatsächliche Motordrehzahl w in einer S-Gestalt durch Folgen der Übergangssollmotordrehzahl n_trgt ändert. Als Ergebnis ist es sogar mit der Motorsteuerungsvorrichtung 110 gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, dieselben Wirkungen wie in der ersten Ausführungsform zu erhalten, wenn sich die Energieversorgungsspannung V_DC zeitweilig verringert und dann erhöht, um zu einer normalen Energieversorgungsspannung V_DC zurückzukehren.
Im Folgenden wird ein Beispiel von Verarbeitungsinhalten einer Schwankungsunterdrückungssteuerung mit Bezug auf das Flussdiagramm der 8 beschrieben. In der Schwankungsunterdrückungssteuerung unterdrückt die Motorsteuerungsvorrichtung 110 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Schwankung der Drehzahl des Dreiphasen-Motors 30 aufgrund eines Folgens der Schwankung der Energieversorgungsspannung V_DC, wenn sich die Energieversorgungsspannung V_DC zeitweilig verringert und dann erhöht, um zu einer normalen Energieversorgungsspannung V_DC zurückzukehren.
Die Schritte S200 bis S220 und die Schritte S270 S280 sind dieselben wie die Schritte S100 bis S120 und die Schritte S170 bis S180 des Flussdiagramms der 5, so dass deren Beschreibung nicht wiederholt wird.
In Schritt S230 wird bestimmt, ob die Übergangssollmotordrehzahl n_trgt, die in der Variationsunterdrückungssteuerung berechnet wird, mit der Sollmotordrehzahl w* übereinstimmt, die von der Host-Steuerungsvorrichtung übertragen wird. Da die tatsächliche Motordrehzahl w sich entsprechend der Übergangssollmotordrehzahl n_trgt ändert, kann in diesem Bestimmungsprozess bestimmt werden, ob die tatsächliche Motordrehzahl ω mit der Sollmotordrehzahl w* übereinstimmt. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S230 „ja“ lautet, schreitet der Prozess zum Schritt S270, da es nicht länger notwendig ist, die Schwankungsunterdrückungssteuerung fortzusetzen. Wenn andererseits das Bestimmungsergebnis in Schritt S230 „nein“ lautet, schreitet der Prozess zum Schritt S240, um die Ausführung der Schwankungsunterdrückungssteuerung fortzusetzen.
In Schritt S240 wird die Übergangssollmotordrehzahl n_trgt unter Verwendung der vorbestimmten Funktion derart berechnet, dass sie sich von einer tatsächlichen Motordrehzahl w zu der Zeit t3, zu der die abgefallene Energieversorgungsspannung V_DC eine Erhöhung auf die Sollmotordrehzahl w* beginnt, derart ändert, dass die Anfangserhöhungsgeschwindigkeit moderat ist, sich die Erhöhungsgeschwindigkeit graduell erhöht, sich die Erhöhungsgeschwindigkeit graduell verringert und sich dann die Motordrehzahl w der Sollmotordrehzahl w* zu der Zeit t4 annähert. Man beachte, dass die Übergangssollmotordrehzahl n_trgt wiederholt in Schritt S240 berechnet wird, bis das Bestimmungsergebnis in Schritt S230 „ja“ wird, was dasselbe wie die Berechnung der oberen Grenze V_{M limit} der Motoranlegungsspannung der ersten Ausführungsform ist.
In Schritt S250 wird ein PWM-Tastverhältnis zum Anlegen einer Motoranlegungsspannung entsprechend der Abweichung zwischen der Übergangssollmotordrehzahl n_trgt und der tatsächlichen Motordrehzahl w an die Wicklung einer jeweiligen Phase des Dreiphasen-Motors 130 berechnet. Dann wird das berechnete PWM-Tastverhältnis in Schritt S260 an die PWM-Ansteuersignalerzeugungseinheit 120 ausgegeben.
Oben wurden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die Erfindung kann verschiedentlich modifiziert werden.
Die Motorsteuerungseinheiten 10, 110 und deren Verfahren, die hier beschrieben sind, können beispielsweise durch einen zugehörigen Computer, der mit einem Speicher und einem Prozessor ausgebildet ist, der programmiert ist, eine oder mehrere spezielle Funktionen auszuführen, die in Computerprogrammen in dem Speicher gespeichert sind, implementiert werden. Alternativ können die Motorsteuerungseinheiten 10, 110 und deren Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung durch einen zugehörigen Computer erzielt werden, der durch Bilden eines Prozessors mit einer oder mehreren zugehörigen Hardwarelogikschaltungen bereitgestellt wird. Alternativ können die Motorsteuerungseinheiten 10, 110 und deren Verfahren, die hier beschrieben sind, durch einen oder mehrere spezielle Computer, die als eine Kombination aus einem Prozessor und einem Speicher, die Computerprogramme ausführen und programmiert sind, eine oder mehrere Funktionen durchzuführen, und einem Prozessor konfiguriert sind, der mit einer oder mehreren Hardwarelogikschaltungen konfiguriert ist. Das Computerprogramm kann als von einem Computer auszuführende Befehle in einem nichtflüchtigen dinglichen computerlesbaren Medium gespeichert sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2020131926 [0001]
US 9667185 B2 [0004]

Claims

Motorsteuerungsvorrichtung (10, 110), die eine Schwankungsunterdrückungssteuerung ausführt, wenn eine Energieversorgungsspannung zum Ansteuern eines Motors (30, 130), die von einer Energieversorgung zugeführt wird, sich zeitweilig verringert und sich dann nach einer Erholung auf eine normale Energieversorgungsspannung erhöht, wobei die Schwankungsunterdrückungssteuerung eine Schwankung einer Drehzahl des Motors, die durch Folgen einer Schwankung der Energieversorgungsspannung verursacht wird, unterdrückt, wobei die Motorsteuerungsvorrichtung aufweist: eine Erfassungseinheit (S110, S210), die ausgelegt ist, zu erfassen, ob sich die Energieversorgungsspannung von einer Verringerung aus zu erhöhen beginnt; und eine Erzeugungseinheit (16, 18, 20, 22, 116, 118, 120, 122), die ausgelegt ist, als Reaktion darauf, dass die Erfassungseinheit erfasst, dass die Energieversorgungsspannung eine Erhöhung beginnt, eine Anlegungsspannung, die an den Motor anzulegen ist, unter Verwendung einer vorbestimmten Funktion derart zu erzeugen, dass sich eine tatsächliche Motordrehzahl (ω), die sich entsprechend der Verringerung der Energieversorgungsspannung verringert hat, einer Sollmotordrehzahl (w*) annähert und sich eine Annäherungsgeschwindigkeit, mit der sich die tatsächliche Motordrehzahl der Sollmotordrehzahl annähert, im Verlaufe der Zeit graduell erhöht und dann graduell verringert, wobei die Schwankungsunterdrückungssteuerung durch Anlegen der Anlegungsspannung, die durch die Erzeugungseinheit erzeugt wird, an den Motor ausgeführt wird.
Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Motor über einen Inverter PWM-gesteuert wird, und die Erzeugungseinheit (16, 18, 20, 22) enthält: eine Obergrenzeneinstelleinheit (16), die ausgelegt ist, eine obere Grenze (V_{M limit}) der Motoranlegungsspannung unter Verwendung einer vorbestimmten Funktion einzustellen, so dass diese sich nach einer Erholung von der Energieversorgungsspannung beim Start einer Erhöhung auf die normale Energieversorgungsspannung derart ändert, dass sich eine Erhöhungsgeschwindigkeit der Anlegungsspannung graduell erhöht und sich dann die Erhöhungsgeschwindigkeit graduell im Verlaufe der Zeit verringert; eine Berechnungseinheit (18), die ausgelegt ist, ein PWM-Tastverhältnis zum Anlegen der Anlegungsspannung, die der oberen Grenze (V_{M limit}) der Anlegungsspannung entspricht, die durch die Obergrenzeneinstelleinheit eingestellt wird, an den Motor unabhängig von der Erhöhung der Energieversorgungsspannung zu berechnen; und eine Ansteuereinheit (20), die ausgelegt ist, den Inverter (22) entsprechend dem PWM-Tastverhältnis, das von der Berechnungseinheit berechnet wird, anzusteuern.
Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Motor über einen Inverter PWM-gesteuert wird, und die Erzeugungseinheit (116, 118, 120, 122) enthält: eine Übergangssolleinstelleinheit (116), die ausgelegt ist, eine Übergangssollmotordrehzahl (n_trgt) unter Verwendung der vorbestimmten Funktion einzustellen, so dass diese sich von der tatsächlichen Motordrehzahl beim Start der Erhöhung auf die Sollmotordrehzahl (w*) derart ändert, dass sich eine Erhöhungsgeschwindigkeit der tatsächlichen Motordrehzahl graduell erhöht und sich dann die Erhöhungsgeschwindigkeit graduell verringert; eine Berechnungseinheit (118), die ausgelegt ist, ein PWM-Tastverhältnis zum Ändern der tatsächlichen Motordrehzahl (w) durch Folgen der Übergangssollmotordrehzahl (n_trgt), die durch die Übergangssolleinstelleinheit eingestellt wird, unabhängig von der Erhöhung der Energieversorgungsspannung zu berechnen; und eine Ansteuereinheit (120), die ausgelegt ist, den Inverter (122) entsprechend dem PWM-Tastverhältnis, das durch die Berechnungseinheit berechnet wird, anzusteuern.
Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei in einem Fall, in dem die tatsächliche Motordrehzahl (w) kleiner als die Sollmotordrehzahl (w*) ist, obwohl das PWM-Tastverhältnis gleich 100% ist, und sich dann das PWM-Tastverhältnis von 100% auf kleiner als 100% verringert, die Erfassungseinheit erfasst, dass die Energieversorgungsspannung von der Verringerung aus eine Erhöhung beginnt.
Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei wenn die obere Grenze (V_{M limit}) der Motoranlegungsspannung, die durch die Obergrenzeneinstelleinheit eingestellt wird, nach einer Erholung gleich oder größer als die Energieversorgungsspannung (V_DC) wird, die Schwankungsunterdrückungssteuerung beendet wird.
Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei wenn die Übergangssollmotordrehzahl (n_trgt), die durch die Übergangssolleinstelleinheit eingestellt wird, mit der Sollmotordrehzahl (w*) übereinstimmt, die Schwankungsunterdrückungssteuerung beendet wird.
Motorsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die vorbestimmte Funktion eine Übertragungsfunktion eines Systems mit Verzögerung erster Ordnung ist, die eine Grenzfrequenz enthält, die sich im Verlaufe der Zeit mehr als proportional erhöht.