DE112009001967T5 - Motorsteuervorrichtung und Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug - Google Patents

Motorsteuervorrichtung und Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE112009001967T5
DE112009001967T5 DE112009001967T DE112009001967T DE112009001967T5 DE 112009001967 T5 DE112009001967 T5 DE 112009001967T5 DE 112009001967 T DE112009001967 T DE 112009001967T DE 112009001967 T DE112009001967 T DE 112009001967T DE 112009001967 T5 DE112009001967 T5 DE 112009001967T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
motor
speed
current
control device
magnetic pole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE112009001967T
Other languages
English (en)
Inventor
Zhigian Aichi-ken Chen
Keisuke Aichi-ken Nishimura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin AW Co Ltd
Original Assignee
Aisin AW Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin AW Co Ltd filed Critical Aisin AW Co Ltd
Publication of DE112009001967T5 publication Critical patent/DE112009001967T5/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/445—Differential gearing distribution type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/02—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit
    • B60L15/025—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit using field orientation; Vector control; Direct Torque Control [DTC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/61—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H02P21/18—Estimation of position or speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/02—Arrangement or mounting of electrical propulsion units comprising more than one electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B60K2006/268—Electric drive motor starts the engine, i.e. used as starter motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/44—Drive Train control parameters related to combustion engines
    • B60L2240/441—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0002—Automatic control, details of type of controller or control system architecture
    • B60W2050/0004—In digital systems, e.g. discrete-time systems involving sampling
    • B60W2050/0006—Digital architecture hierarchy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/0638—Engine speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/08—Electric propulsion units
    • B60W2510/081—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10—Longitudinal speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/083—Torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
    • F16H37/084—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
    • F16H2037/0866—Power split variators with distributing differentials, with the output of the CVT connected or connectable to the output shaft
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2201/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the converter used
    • H02P2201/07—DC-DC step-up or step-down converter inserted between the power supply and the inverter supplying the motor, e.g. to control voltage source fluctuations, to vary the motor speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2203/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the means for detecting the position of the rotor
    • H02P2203/05—Determination of the rotor position by using two different methods and/or motor models
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Eine Hybridantriebsvorrichtung mit einem ersten Motor, einem Betriebsmechanismus, der den ersten Motor antriebsmäßig mit einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs verbindet, und einem zweiten Motor, der antriebsmäßig mit einem Antriebsrad verbunden ist, gekennzeichnet durch: einen Brennkraftmaschinendrehzahlsensor, der eine Drehzahl der Brennkraftmaschine erfasst; einen Magnetpolpositionssensor, der eine Magnetpolposition des zweiten Motors erfasst; einen Stromsensor, der einen zu dem ersten Motor fließenden Strom erfasst; eine sensorlose Motorsteuervorrichtung, die eine Magnetpolposition des ersten Motors basierend auf dem von dem Stromsensor erfassten Strom ermittelt und den ersten Motor antriebsmäßig steuert; und eine zweite Motorsteuervorrichtung, die den ersten Motor basierend auf der von dem Magnetpolpositionssensor erfassten Magnetpolposition antriebsmäßig steuert.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorsteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug und genauer bezieht sie sich auf eine Motorsteuervorrichtung, die eine sensorlose Vektorsteuerung verwendet, um antriebsmäßig einen von einem Motor, der von einer Brennkraftmaschine zur Erzeugung von Leistung angetrieben wird, und einem Motor, der ein Antriebsrad antreibt, antriebsmäßig zu steuern. Die Motorsteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann in einer Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug verwendet werden.
  • STAND DER TECHNIK
  • Das Patentdokument 1 beschreibt die Erfassung eines Positionswinkels eines Synchronmotors ohne Verwendung eines Sensors, wobei ein biaxialer (b-Achse, q-Achse) Strom und eine biaxiale Spannung einer Vektorsteuerung periodisch erfasst werden, um eine induzierte Spannung zu berechnen, und ein Positionswinkel θ eines Rotors basierend auf der induzierten Spannung, und den d-, q-Achsenströmen und Spannungen berechnet wird. Diese sensorlose Positionswinkelerfassung ist eine Hochdrehzahlpositionswinkelberechnung, die verwendet wird, wenn der Synchronmotor mit einer Drehzahl dreht, die eine genaue Berechnung der induzierten Spannung ermöglicht. Diese Berechnung kann nicht verwendet werden, wenn die induzierte Spannung niedrig ist und der Motor gestoppt ist oder mit einer niedrigen Drehzahl läuft, da entweder der Positionswinkel nicht berechnet werden kann oder die Berechnung eine große Fehlerspanne hat. Das Patentdokument 1 beschreibt weiter eine Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug, das eine Kombination einer Brennkraftmaschine, eines Antriebsrades, eines ersten Motors, eines zweiten Motors und eines Antriebsstrangs ist, der den ersten Motor mit der Brennkraftmaschine verbindet und den zweiten Motor und die Brennkraftmaschine mit dem Antriebsrad verbindet.
  • In den Patentdokumenten 2 und 3 ist ebenfalls eine Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug beschrieben. Um den Positionswinkel zu berechnen, wird ein Drehmelder verwendet, der ein Positionswinkelsignal erzeugt, das den Positionswinkel des Rotors darstellt; es erfolgt keine sensorlose Positionswinkelerfassung.
  • Im Patentdokument 4 wird eine induzierte Spannung eines Motors basierend auf einem d-Achsen Spannungsbefehl einer Motorvektorsteuerung und d-Achsen- und q-Achsenströmen des Motors berechnet. Eine Positionsberechnung berechnet dann einen Positionswinkel θ basierend auf der induzierten Spannung, dem d-Achsen Spannungsbefehl und den d-, q-Achsenströmen. Dies ist ebenfalls eine Hochgeschwindigkeitspositionswinkelberechnung.
    Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. JP-A-H11-275884
    Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. JP-A-2002-39008
    Patentdokument 3: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. JP-A-2005-105957
    Patentdokument 4: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. JP-A-2007-236015
  • Zusätzlich zu der Positionswinkelberechnung einer sensorlosen Motorantriebssteuerung, basierend auf einer Vektorsteuerung, gibt es eine Positionswinkelberechnung, die eine hohe Frequenz verwendet. Diese Berechnung stützt sich auf entweder das Zuführen (Einleiten) eines Hochfrequenzstroms in den Motor, oder auf eine harmonische Komponente eines Motorstroms. Orthogonale, biaxiale Induktanzen Ld, Lq werden dann basierend auf dem Hochfrequenzstrom oder dem harmonischen Strom und der harmonischen Spannung und dem unter Verwendung von Ld und Lq als Parameter berechneten Positionswinkel geschätzt. Entsprechend diesem Verfahren wird, selbst wenn die induzierte Spannung niedrig ist und der Motor gestoppt ist oder mit geringer Drehzahl läuft, ein hochfrequenter Strom oder ein harmonischer Strom zugeführt, der durch eine PWM-Steuerung, die eine Treiberspannung anlegt, erzeugt wird. Daher kann die Positionswinkelberechnung mit hoher Rechengenauigkeit durchgeführt werden. Wenn ein hohes Moment (hoher Strom) übertragen wird, verursacht die magnetische Sättigung jedoch eine große Fehlerspanne in der Abschätzung der Induktanzen Lg, Lq. Das heißt, die Positionswinkelberechnung hat eine große Fehlerspanne. Daher ist die Positionswinkelberechnung, die auf eine Zweiachseninduktanz gestützt ist, eine Niedriggeschwindigkeitspositionswinkelberechnung, die verwendet wird, wenn der Motor gestoppt ist oder mit geringer Drehzahl dreht.
  • Somit wurde in herkömmlicher Weise eine Anfangszustandsbestimmung in Betracht gezogen, bei der, wenn der Antrieb des Motors beginnt, die drei Phasen kurzgeschlossen und nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer der Dreiphasenstrom erfasst. Wenn der Dreiphasenstrom eine Schwelle übersteigt, wird der Motor als eindeutig drehend angesehen und eine Hochgeschwindigkeitspositionswinkelberechnung wird angewendet. Wenn der Dreiphasenstrom gleich einer oder kleiner als eine Schwelle ist, wird der Motor als gestoppt oder mit unsicherer Drehung angesehen und eine Niedriggeschwindigkeitspositionswinkelberechnung wird angewendet.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Mit der Erfindung zu lösendes Problem
  • Da die drei Phasen kurzgeschlossen werden und eine vorbestimmte Zeitdauer für die Anfangszustandsbestimmung ablaufen kann, benötigt die Anfangszustandsbestimmung Zeit und erzeugt eine Verzögerung bis zum Anlassen und Laufen des Motors. Weiter legt der Dreiphasenkurzschluss ein Bremsmoment an den Antriebsstrang, wenn der Motor dreht, was einen Stoß im Antriebsstrang erzeugen kann.
  • Eine erste Aufgabe der Erfindung liegt darin, die Verlässlichkeit einer sensorlosen Vektorsteuerung einer Hybridantriebsvorrichtung zu verbessern, die eine Brennkraftmaschine, ein Antriebsrad, einen ersten Motor, einen zweiten Motor und einen dazwischen angeordneten Antriebsstrang enthält, in dem die sensorlose Vektorsteuerung zum Antrieb eines der Motoren verwendet wird. Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die für die Anfangszustandsbestimmung des von der sensorlosen Vektorsteuerung angetriebenen Motors erforderliche Zeitdauer zu verkürzen. Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, Drehmomentschwankungen des mit der sensorlosen Vektorsteuerung angetriebenen Motors zu unterdrücken, die von der Anfangszustandsbestimmung verursacht sind.
  • Mittel zur Lösung des Problems
    • (1) Eine Hybridantriebsvorrichtung hat einen ersten Motor (10G), einen Betriebsmechanismus, der den ersten Motor mit einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs antriebsmäßig verbindet, und einen zweiten Motor (10M), der antriebsmäßig mit einem Antriebsrad verbunden ist. Die Hybridantriebsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie enthält: einen Brennkraftmaschinendrehzahlsensor, der eine Drehzahl der Brennkraftmaschine erfasst; einen Magnetpolpositionssensor (10R), der eine Magnetpolposition des zweiten Motors erfasst; einen Stromsensor (14, 15), der einen durch den ersten Motor fließenden Strom erfasst; eine sensorlose Motorsteuervorrichtung (30G), die eine Magnetpolposition des ersten Motors basierend auf dem von dem Stromsensor erfassten Strom ermittelt bzw. berechnet und den ersten Motor antriebsmäßig steuert; und eine zweite Motorsteuervorrichtung (30M), die den zweiten Motor basierend auf der von dem Magnetpolpositionssensor erfassten Magnetpolposition antriebsmäßig steuert.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass Bezugssymbole für Elemente und andere Gegenstände, die später beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen entsprechen oder diesen äquivalent sind, vorstehend in Klammern für erläuternde Zwecke als ein Bezug enthalten sind, um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern. Die nachfolgenden Bezugssymbole werden für den gleichen Zweck verwendet.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Kosten können gesenkt werden, da keine Notwendigkeit für einen Magnetpolpositionssenor (wie einen Drehmelder) besteht, um die Magnetpolposition eines ersten Motors zu erfassen. Für einen zweiten Motor, der direkt und antriebsmäßig mit einem Antriebsrad verbunden ist, wird dagegen ein Magnetpolpositionssensor verwendet. Daher kann eine Drehmomentabgabe an das Antriebsrad mit hoher Genauigkeit gesteuert werden, so dass der Fahrer keine Komforteinbuße erfährt.
    • (2) Bei der Hybridantriebsvorrichtung gemäß oben stehend (1) enthält die sensorlose Motorsteuervorrichtung (30G): Ein Hochdrehzahlermittlungsmittel (45), das die Magnetpolposition des ersten Motors (10G) basierend auf dem von dem Stromsensor (14, 15) erfassten Strom ermittelt, und ein Niederdrehzahlermittlungsmittel (44), das dem ersten Motor (10G) einen Hochfrequenzstrom überlagert und die Magnetpolposition ermittelt; ein erstes Motordrehzahlberechnungsmittel (51), das eine Drehzahl des zweiten Motors basierend auf der von dem Magnetpolsensor (10R) erfassten Magnetpolposition des zweiten Motors (10M) berechnet und eine Drehzahl des ersten Motors (10G) basierend auf der Drehzahl des zweiten Motors und dem Brennkraftmaschinendrehzahlsensor berechnet; und ein Auswahlmittel (52, 53), das eines von Hochdrehzahlermittlungsmittel und Niederdrehzahlermittlungsmittel basierend auf der von dem ersten Motordrehzahlberechnungsmittel berechneten Drehzahl des ersten Motors auswählt, wobei der erste Motor antriebsmäßig basierend auf der Magnetpolposition gesteuert wird, die von einem von Hochdrehzahlermittlungsmittel und Niederdrehzahlermittlungsmittel ermittelt bzw. berechnet wird, das von dem Wählmittel gewählt wird.
  • Entsprechend wird die Drehzahl des ersten Motors basierend auf der Drehzahl der Brennkraftmaschine und der Drehzahl des zweiten Motors berechnet. Eines von dem Hochdrehzahlermittlungsmittel und dem Niederdrehzahlermittlungsmittel wird dann gewählt, um die Magnetpolposition des ersten Motors zu ermitteln. Daher kann die für die Bestimmung des Anfangszustandes des ersten Motors erforderliche Zeitdauer verkürzt werden.
  • Bei einer ersten Ausführungsform entsprechend vorstehend (1) und (2) hat die Motorsteuervorrichtung (30G), die den ersten Motor (10G) mit einer sensorlosen Vektorsteuerung beaufschlagt, eine Niederdrehzahlpositionsberechnungsfunktion (44) und eine Hochdrehzahlpositionsberechnungsfunktion (45), die beide einen Positionswinkel (θ) eines Rotors des ersten Motors (10G) berechnen, und hat weiter eine Positionswinkelberechnungswählfunktion (46). Basierend auf einer Drehzahl (ωe) der Brennkraftmaschine, einer Drehzahl (ωm) des zweiten Motors (10M) und einer Anzahl von Zahnrädern bzw. Zähnen (Na bis Nf) eines Antriebsstrangs, der die Verbindungen mit der Brennkraftmaschine, dem ersten Motor und dem zweiten Motor betrifft, berechnet die Positionswinkelberechnungswählfunktion (46) eine Drehzahl (ωg) des ersten Motors. Wenn die Drehzahl des ersten Motors gleich oder kleiner als ein gesetzter Wert (ωT) ist, wird der Positionswinkel (θ) von der Niederdrehzahlpositionsberechnungsfunktion (44) berechnet; wenn die Drehzahl den gesetzten Wert übersteigt, wird der Positionswinkel (θ) von der Hochdrehzahlpositionsberechnungsfunktion (45) berechnet. Der berechnete Positionswinkel (θ) wird dann als ein Positionswinkel (θ) der Motorsteuervorrichtung (30G) verwendet, auf den in einer Dreiphasen/Zweiachsenwandlung und einer Zweiachsen/Dreiphasenwandlung für die sensorlose Vektorsteuerung Bezug genommen wird. Diese Ausführungsform ist nachfolgend unter (3) genauer beschrieben.
    • (3) Bei der sensorlosen Motorsteuervorrichtung entsprechend vorstehend in (2) enthält die sensorlose Motorsteuervorrichtung weiter: Eine Vektorsteuereinheit, die den ersten Motor durch Wandlung eines Dreiphasenstroms des ersten Motors in einen orthogonalen biaxialen Strom, Berechnung eines Biaxialspannungsbefehlswertes zum Anpassen des orthogonalen biaxialen Stroms an einen orthogonalen biaxialen Sollstrom, und Wandeln des Biaxialspannungsbefehlswertes in einen Dreiphasenspannungsbefehlswert steuert; ein Stromfilter, das einen Hochfrequenzstrom aus dem orthogonalen biaxialen Strom extrahiert; und ein Spannungsfilter, das eine Hochfrequenzspannung aus dem Biaxialspannungsbefehlswert extrahiert, wobei das Niederdrehzahlermittlungsmittel die Magnetpolposition basierend auf dem von dem Stromfilter extrahierten Hochfrequenzstrom und der von dem Spannungsfilter extrahierten Hochfrequenzspannung berechnet.
  • In einer nachfolgend beschriebenen Ausführungsform wird die folgende Formel (1) zur Berechnung einer Drehzahl ωg des ersten Motors 10G verwendet.
  • [Formel 1]
    • wobei bedeuten:
      Na bis Nf:
      Anzahl der Zähne der jeweiligen Zahnräder (2),
      ωe:
      Drehzahl der Brennkraftmaschine und
      ωm:
      Drehzahl des zweiten Motors.
  • Entsprechend wird die Drehzahl (ωg: Formel (1)) des ersten Motors basierend auf der Drehzahl (ωe) der Brennkraftmaschine, der Drehzahl (ωm) des zweiten Motors und der Anzahl der Zahnradzähne (Na bis Nf) des Antriebsstrangs berechnet. Daher kann der erste Motor antriebsmäßig ohne wesentliche Verzögerung und ohne einen Dreiphasenkurzschluss vorbestimmter Zeitdauer während der Anfangszustandsbestimmung gestartet werden. Zusätzlich tritt kein Drehmomentstoß auf, wie er bei einem herkömmlichen Dreiphasenkurzschluss verursacht wird.
    • (4) Bei der sensorlosen Motorsteuervorrichtung entsprechend vorstehend (3) enthält die sensorlose Motorsteuervorrichtung (30G) weiter: Ein Stromfilter (42), das einen Hochfrequenzstrom (idh, iqh) aus dem Strom extrahiert, der aus einem Dreiphasenstrom in einen orthogonalen biaxialen Strom (id, iq) gewandelt wurde; und ein Spannungsfilter (43), das eine Hochfrequenzspannung (Vdh*, Vqh*) aus dem Biaxialspannungsbefehlswert (Vd*, Vq*) extrahiert, wobei das Niederdrehzahlermittlungsmittel (44) den Positionswinkel (θ) basierend auf dem von dem Stromfilter (42) extrahierten Hochfrequenzstrom (idh, iqh) und der von dem Spannungsfilter (43) extrahierten Hochfrequenzspannung (Vdh*, Vqh*) berechnet.
    • (5) Bei der sensorlosen Motorsteuervorrichtung entsprechend vorstehend (3) oder (4) enthält die sensorlose Motorsteuervorrichtung (30G) weiter: Ein Drehzahlberechnungsmittel (54), das die Drehzahl des ersten Motors basierend auf einem Positionswinkel berechnet, der in der Dreiphasen/Zweiachsenwandlung und der Zweiachsen/Dreiphasenwandlung referenziert wurde, wobei, wenn eine Betriebsspannung (Vc) an die sensorlose Motorsteuervorrichtung (30G) gelegt wird, eines von dem Niederdrehzahlermittlungsmittel (44) und dem Hochdrehzahlermittlungsmittel (45) unmittelbar den Positionswinkel berechnet, und die Wählfunktion (46) den von dem Niederdrehzahlermittlungsmittel (44) berechneten Positionswinkel wählt, wenn die von dem Drehzahlberechnungsmittel (54) berechnete Drehzahl gleich oder kleiner als ein gesetzter Wert (θT) ist, und den von dem Hochdrehzahlermittlungsmittel (45) berechneten Positionswinkel wählt, wenn die von dem Drehzahlberechnungsmittel (54) berechnete Drehzahl den gesetzten Wert (ωT) übersteigt, als den bei der Dreiphasen/Zweiachsenwandlung und der Zweiachsen/Dreiphasenwandlung zu referenzierenden Positionswinkel wählt.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das die Gruppierung von Zahnrädern in dem Antriebsstrang einer Hybridantriebsvorrichtung zeigt, die mit einer ersten Motorsteuervorrichtung 30G installiert ist, die eine sensorlose Motorsteuervorrichtung entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Antriebs- bzw. Treibersystem eines ersten und zweiten Elektromotors 10G, 10M zeigt, die in 1 gezeigt sind, und ist ebenfalls ein Blockdiagramm, das eine funktionale Konfiguration entsprechend der ersten Ausführungsform einer Motorsteuervorrichtung 30 zeigt.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das eine sensorlose Vektorsteuerfunktion der in 2 gezeigten ersten Motorsteuervorrichtung 30G zeigt.
  • 4 ist ein Blockdiagramm, das eine Vektorsteuerfunktion der in 2 dargestellten zweiten Motorsteuervorrichtung 30M zeigt.
  • Bezugszeichenliste
    • 10G, 10M
    ERSTER, ZWEITER ELEKTROMOTOR
    10R
    DREHMELDER
    11 bis 13
    DREIPHASENSTATORSPULE
    14, 15, 14M, 15M
    STROMSENSOR
    17
    FAHRZEUGBATTERIE
    18
    PRIMÄRSEITIGER KONDENSATOR
    19
    PRIMÄRSEITIGER SPANNUNGSSENSOR
    21
    DROSSEL
    22
    SCHALTELEMENT (ZUR SPANNUNGSERHÖHUNG)
    23
    SCHALTELEMENT (ZUR SPANNUNGSERNIEDRIGUNG)
    24, 25
    DIODE
    27
    SEKUNDÄRSEITIGER KONDENSATOR
    28
    SEKUNDÄRSEITIGER SPANNUNGSSENSOR
    42, 43
    FILTER
  • BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Weitere Ziele und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 zeigt die Gruppierung von Zahnrädern in einem Antriebsstrang einer Hybridantriebsvorrichtung, die mit einer ersten Motorsteuervorrichtung 30G versehen ist, die eine sensorlose Motorsteuervorrichtung entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Eine Brennkraftmaschine 31 ist mit einem Ritzel eines Planetengetriebemechanismus 32 verbunden und Nb ist eine Zähnezahl eines Hohlrades, das mit dem Ritzel kämmt. Ein Sonnenrad, das mit dem Ritzel kämmt, ist mit einem ersten Elektromotor 10G verbunden, der ein erster Motor ist. Na gibt die Zähnezahl des Sonnenrades an. Nc ist die Zähnezahl eines Zahnrades eines Vorgelegegetriebemechanismus 33, das ein Reaktionsmoment des Hohlrades aufnimmt, und Nd ist die Zähnezahl eines Übertragungszahnrades, das mit diesem Zahnrad kämmt. Ein Zahnrad mit einer Zähnezahl Nf, das mit dem Zahnrad mit der Zähnezahl Ne kämmt, das ebenfalls koaxial mit dem Übertragungsrad ist, ist mit einem zweiten Elektromotor 10m verbunden, der ein zweiter Motor ist. Ein weiteres koaxial mit dem Übertragungsrad angeordnetes Zahnrad treibt ein Differenzialgetriebe 34, das mit dem Antriebsrad 35 verbunden ist.
  • Beide, der erste Elektromotor 10G und der zweite Elektromotor 10M der vorliegenden Ausführungsform sind Synchronmotoren mit eingebetteten Permanentmagneten. Der erste Elektromotor 10G wird über einen Wechselrichter 16G von einer sensorlosen Vektorsteuerung angetrieben, die von der ersten Motorsteuervorrichtung 30G durchgeführt wird, die eine sensorlose Motorsteuervorrichtung ist. Der zweite Elektromotor 10M wird über einen Wechselrichter 10M von einer zweiten Motorsteuervorrichtung 30M angetrieben, die eine Motorsteuervorrichtung ist, die eine Vektorsteuerung durchführt. Basierend auf einem elektrischen Winkelsignal SGθ eines Drehmelders 10R berechnet die zweite Motorsteuervorrichtung 30M einen Positionswinkel θ und eine Drehzahl ωm und verwendet beide, um eine Vektorsteuerberechnung durchzuführen.
  • Die Drehzahlgeschwindigkeit bzw. Drehzahl ωm des zweiten Elektromotors 10M, die von der zweiten Motorsteuervorrichtung 30M basierend auf dem Positionswinkelsignal SGθ des Drehmelders 10R berechnet wurde, und die Drehzahl ωe der Brennkraftmaschine werden der ersten Motorsteuervorrichtung 30G zugeführt. Die erste Motorsteuervorrichtung 30G berechnet dann eine Drehzahl ωg unter Verwendung der Formel (1).
  • 2 zeigt ein Schaltbild elektrischer Verbindungen zwischen den Elektromotoren, den Wechselrichtern, den Motorsteuervorrichtungen und einem Konverter bzw. Wandler, der den Wechselrichtern Leistung zuführt, nämlich ein Motorantriebssystem. Bei dieser Ausführungsform treibt beim Start der Brennkraftmaschine 31 der erste Elektromotor 10G, der als ein Motor (Stator) wirkt, die Brennkraftmaschine 31 drehmäßig an. Während der Drehung (Betrieb) der Brennkraftmaschine 31 wird der erste Elektromotor 10G von der Brennkraftmaschine 31 drehangetrieben und als ein Dynamotor zur Erzeugung von Leistung verwendet. Der zweite Elektromotor 10M wird als ein Motor verwendet, der das Antriebsrad 35 drehantreibt, und wird auch für ein dynamisches Bremsen verwendet. Eine Batterie 17 ist ein Akkumulator in dem Fahrzeug und schließt einen primärseitigen Kondensator 18 an, wenn eine elektrische Komponente im Fahrzeug angeschaltet wird. Zusammen mit der Batterie 17 bildet der primärseitige Kondensator 18 eine primärseitige Gleichstromleistungsquelle. Ein Spannungssensor 19 sendet ein Spannungserfassungssignal Vdc, das die Spannung des primärseitigen Kondensators 18 (Spannung der Fahrzeugbatterie 17) darstellt, an die Motorsteuervorrichtung 30. Bei dieser Ausführungsform wird in dem Spannungssensor 19 ein Spannungsteiler verwendet. Die positive Elektrode („+”-Leitung) der primärseitigen Gleichstromleistungsquelle ist mit einem Ende einer Drossel 21 eines Wandlers 20 verbunden.
  • Der Wandler 20 enthält weiter einen spannungserhöhenden Halbleiterschalter 22, der ein Schaltelement zur Spannungserhöhung ist, das zwischen einem anderen Ende der Drossel 21 und der negativen Elektrode („–”-Leitung) der primärseitigen Gleichstromleistungsquelle an- und aus schaltet; ein Rückgewinnungshalbleiterschalter 23, der ein Schaltelement zur Rückgewinnung ist, das zwischen dem anderen Ende der Drossel 21 und der positiven Elektrode eines sekundärseitigen Kondensators 27 an- und ausschaltet; und Dioden 24, 25, die parallel zu den jeweiligen Halbleiterschaltern 22, 23 geschaltet sind.
  • Wenn der Spannungserhöhungshalbleiterschalter 22 angeschaltet wird (leitend), fließt Strom von der primärseitigen Gleichstromleistungsquelle (17, 18) durch die Drossel 21 zu dem Schalter 22, und die Drossel 21 sammelt entsprechend Leistung bzw. Energie. Wenn der Schalter 22 ausgeschaltet wird (nicht leitend), schickt die Drossel 21 durch die Diode 25 eine Hochspannungsentladung zu dem sekundärseitigen Kondensator 27. Mit anderen Worten wird eine höhere Spannung als die Spannung der primärseitigen Gleichstromleistungsquelle induziert, um den sekundärseitigen Kondensator 27 zu laden. Wiederholtes An- und Ausschalten des Schalters 22 ermöglicht eine kontinuierliche Hochdruckladung des sekundärseitigen Kondensators 27. Das heißt, der sekundärseitige Kondensator 27 wird auf eine hohe Spannung geladen. Wiederholtes An- und Ausschalten in regelmäßigen Zyklen vergrößert die von der Drossel 21 gesammelte Leistung, abhängig von der Länge der An-Dauer. Daher kann durch Einstellen der An-Zeit in einem regulären Zyklus (An-Tastverhältnis: Verhältnis der An-Zeit zu dem regelmäßigen Zyklus) nämlich durch Durchführen einer PWM-Steuerung, die Geschwindigkeit, mit der Leistung aus der primärseitigen Gleichstromleistungsquelle 17, 18 durch den Wandler dem sekundärseitigen Kondensator 27 zugeführt wird (Zuführgeschwindigkeit für Leistungsbetrieb) eingestellt werden.
  • Wenn der Rückgewinnungshalbleiterschalter 23 angeschaltet ist (leitend), wird die in dem sekundärseitigen Kondensator 27 angesammelte Energie der primärseitigen Gleichstromleistungsquelle 17, 18 durch den Schalter 23 und die Drossel 21 (Rückwärtsleistungsversorgung: Rückgewinnung) zugeführt. In diesem Fall sowie, indem die An-Zeit des Schalters 23 in einem regulären Zyklus eingestellt wird, nämlich mittels Durchführung einer PWM-Steuerung, kann die Geschwindigkeit, mit der Leistung rückwärts von dem sekundärseitigen Kondensator 27 zu der primärseitigen Gleichstromleistungsversorgung 17, 18 durch den Wandler 20 zugeführt wird (Zufuhrgeschwindigkeit für Rückgewinnung) eingestellt werden.
  • Der Spannungswechselrichter 16 enthält sechs Schalttransistoren Tr1 bis Tr6. Die Transistoren Tr1 bis Tr6 werden basierend auf sechs Treibersignalen, die parallel von einer Treiberschaltung 29 erzeugt werden, angeschaltet (leitend). Die Gleichspannung des sekundärseitigen Kondensators 27 (Ausgangsspannung des Wandlers 20, d. h. Sekundärspannung) wird in drei Wechselspannungen gewandelt, deren Phasendifferenz 2π/3 ist, nämlich eine Dreiphasenwechselspannung, und entsprechend den drei Phasen (U-Phase, V-Phase, W-Phase) Statorspulen 11 bis 13 des ersten Elektromotors 10G zugeführt. Somit fließen jeweilige Phasenströme iU, iV, iW zu den Statorspulen 11 bis 13 des ersten Elektromotors 10G und drehen den Rotor des ersten Elektromotors 10G. Um die Leistungsversorgungseigenschaften zum Treiben (Schalten) der Transistoren Tr1 bis Tr6 in den An- und Aus-Zustand unter Verwendung eines PWM-Pulses zu verbessern und Spannungsstöße zu vermeiden, ist die sekundärseitige Ausgangsleitung des Wandlers 20, die die Eingangsleitung des Wechselrichters 16 ist, mit dem sekundärseitigen Hochkapazitätskondensator 27 verbunden. Der primärseitige Kondensator 18, der die primärseitige Gleichstromleistungsquelle bildet, ist klein, mit geringen Kosten und kleiner Kapazität. Die Kapazität des primärseitigen Kondensators 18 ist deutlich kleiner als die Kapazität des sekundärseitigen Kondensators 27. Der Spannungssensor 28 erfasst eine Sekundärspannung Vuc des Wandlers 20 und schickt das Erfassungsergebnis zu der ersten Motorsteuervorrichtung 30G. Die mit den Statorspulen 11, 12 des Elektromotors 10 verbundene Leistungsversorgungsleitung ist mit Stromsenoren 14, 15 versehen, die einen Hall-IC verwenden. Die jeweiligen Stromsensoren 14, 15 erfassen die Phasenströme iV, iW und erzeugen Stromerfassungssignale (Analogspannung), die der ersten Motorsteuervorrichtung 30G zugeführt werden.
  • 3 zeigt eine funktionale Konfiguration der ersten Motorsteuervorrichtung 30G. In der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Motorsteuervorrichtung 30G eine elektronische Steuereinheit, deren Hauptkörper aus einem digitalen Signalprozessor (DSP) besteht. Die Motorsteuervorrichtung 30 enthält in der Zeichnung nicht dargestellte Interfaces (Signalverarbeitungsschaltungen) zwischen sich und der Treiberschaltung 29G, den Stromsensoren 14, 15, dem Primärspannungssensor 19 und dem Sekundärspannungssensor 28, und enthält weiter in der Zeichnung nicht dargestellte Interfaces (Kommunikationsschaltungen) zwischen sich und einem Hauptcontroller eines Fahrzeugfahrsteuersystems (nicht dargestellt) in dem Fahrzeug.
  • Bezug nehmend auf 3 berechnen eine erste Positionsberechnung 44, die ein Niederdrehzahlberechnungs- bzw. -ermittlungsmittel ist, und eine zweite Positionsberechnung 45, die ein Hochdrehzahlberechnungs- bzw. -ermittlungsmittel ist, einen Drehwinkel (Positionswinkel) θ des Rotors des ersten Elektromotors 10G. Eine Drehzahlberechnung 54 berechnet eine Drehzahl (Winkelgeschwindigkeit) ωg, basierend auf dem Positionswinkel θ. Um genauer zu sein, der Positionswinkel und die Magnetpolposition des Rotors des ersten Elektromotors 10G sind nicht die gleichen; jedoch haben die beiden eine proportionale Beziehung und der Proportionalitätskoeffizient wird von der Magnetpolzahl p des Elektromotors 10 bestimmt. Weiter haben die beiden, obwohl der Drehwinkel und die Winkelgeschwindigkeit nicht die gleichen sind, eine proportionale Beziehung und der Proportionalitätskoeffizient wird von der Magnetpolzahl p des ersten Elektromotors 10G bestimmt. In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich der Positionswinkel θ auf die Magnetpolposition. Die Drehzahl ω bezieht sich auf die Winkelgeschwindigkeit und kann sich ebenfalls auf die Drehzahl beziehen.
  • Der Hauptcontroller des Fahrzeugfahrsteuersystems (nicht dargestellt) schickt ein Motorsollmoment TG* an die erste Motorsteuervorrichtung 30G. Man beachte, dass der Hauptcontroller ein vom Fahrzeug gefordertes Drehmoment TO*, basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselklappenöffnung berechnet, Sollmomente TG*, TM* des ersten und des zweiten Motors erzeugt, die dem erforderlichen Fahrzeugmoment TO* entsprechen, und dann jeweils die Sollmomente TG*, TM* des ersten und des zweiten Motors an die erste und die zweite Motorsteuervorrichtung 30G, 30M sendet. Beim Start der Brennkraftmaschine ist das Sollmoment TG* des ersten Motors ein hoher positiver Wert, damit der erste Elektromotor 10G die Brennkraftmaschine 31 drehantreibt (startet) und das Sollmoment TM* des zweiten Motors hat einen Wert (Null), der das Antriebsrad nicht antreibt. Wenn die Brennkraftmaschine in Betrieb ist (dreht), ist das Sollmoment TG* des ersten Motors ein negativer Wert (Leistungserzeugung spezifizierender Wert), der eine erforderliche Größe der zu erzeugenden Leistung spezifiziert, und das Sollmoment TM* des zweiten Motors hat einen erforderlichen positiven Wert, um das Antriebsrad anzutreiben. Die erste Motorsteuervorrichtung 30G gibt eine Drehzahl ωg [U/min] des ersten Elektromotors 10G an den Hauptcontroller. Die zweite Motorsteuervorrichtung 30M gibt eine Drehzahl ωm [U/min] des zweiten Elektromotors 10M an den Hauptcontroller und die erste Motorsteuervorrichtung 30G.
  • Entsprechend einer Drehmomentbefehlsgrenze 36 liest die erste Motorsteuervorrichtung 30G aus einer Grenzmomenttabelle (Nachschlagtabelle) ein Grenzmoment TG*max, das der Drehzahl ωg und einer Obergrenze Vmax der Ausgangsspannung (Sekundärspannung) des Wandlers 20 entspricht. Wenn das Motorsollmoment TG* TG*max übersteigt, wird TG*max als ein Sollmoment T* gesetzt. Wenn das Motorsollmoment TG* gleich oder kleiner als TG*max ist, wird das Motorsollmoment TG* als das Sollmoment T* gesetzt. Das Motorsollmoment T*, das mit einer solchen Begrenzung versehen erzeugt wird, wird an eine Ausgangsberechnung 37 gesendet und wird auch in einer zweiten Sollspannungsberechnung verwendet.
  • Man beachte, dass die Grenzmomenttabelle ein Speicherbereich ist, in dem die Obergrenze Vmax der Sekundärspannung und Spannungswerte in dem Bereich der Drehzahl als Adressen geschrieben sind, und das Maximalmoment, mit dem der erste Elektromotor 10G bei jeder Spannung belastet (beaufschlagt) werden kann, als ein Grenzmoment TG*max geschrieben ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform bezieht sich die Grenzmomenttabelle auf einen Speicherbereich eines RAM (nicht dargestellt) in der ersten Motorsteuervorrichtung 30G. Das Grenzmoment TG*max wird größer, wenn die Obergrenze Vmax der Sekundärspannung zunimmt, und kleiner, wenn die Obergrenze Vmax abnimmt. Zusätzlich wird das Grenzmoment TGmax größer, wenn die Drehzahl ωg abnimmt, und kleiner, wenn die Drehzahl ωg zunimmt.
  • In der ersten Motorsteuervorrichtung 30G ist ein nicht flüchtiger Speicher, der mit dem Wert TG*max der Grenzmomenttabelle beschrieben ist. Wenn an die erste Motorsteuervorrichtung 30G Betriebsspannung gelegt wird, liest die erste Motorsteuervorrichtung 30G TG*max aus dem nicht flüchtigen Speicher aus und schreibt TG*max bei ihrer Initialisierung in den RAM und ein Motorantriebssystem, das in 1 gezeigt ist. Später wird darauf hingewiesen werden, dass eine Mehrzahl von anderen ähnlichen Nachschlagtabellen in der ersten Motorsteuervorrichtung 30G ist. Ähnlich der Grenzmomenttabelle beziehen sich diese Nachschlagtabellen auf Speicherbereiche des RAM, die mit Referenzdaten in dem nicht flüchtigen Speicher beschrieben sind.
  • Die erste Motorsteuervorrichtung 30G bestimmt, ob Leistungsbetrieb (Motorbetrieb) oder Rückgewinnung (Generatorbetrieb) durchgeführt werden soll, basierend auf dem Sollmoment T* und der Drehzahl ωg. Die erste Motorsteuervorrichtung 30G liest eine Sekundärsollspannung Vuc*, die der Drehzahl ωg des ersten Elektromotors 10G zugeordnet ist, aus einer Sekundärsollspannungstabelle aus, die dem Sollmoment T* in einer „Leistungsbetrieb”-Gruppe bei Leistungsbetrieb, und in einer „Rückgewinnungs”-Gruppe bei Rückgewinnung zugeordnet ist. Die erste Motorsteuervorrichtung 30G steuert dann den Wandler 20 über die Treiberschaltung 26 derart, dass die von dem Sensor 28 erfasste Sekundärspannung der Sollspannung Vuc* entspricht.
  • Die erste Motorsteuervorrichtung 30G verwendet die Ausgangsberechnung 37 und eine Motorstromsteuerung 39, um eine Rückkopplungssteuerung des Motorstroms durchzuführen, basierend auf einer Vektorsteuerungsberechnung auf einem herkömmlichen d-q-Achsenmodell, bei dem die d-Achse die Richtung eines Paars von Magnetpolen im Rotor des ersten Elektromotors 10G ist und die q-Achse die Richtung senkrecht zur d-Achse ist. Die erste Motorsteuervorrichtung 30G berechnet dann Motorbeaufschlagungsspannungen (Sollspannungen) Vd*, Vq*, um die Motorstromwerte id, iq den Sollwerten id*, iq* anzugleichen. Basierend auf einer Zweiphasen/Dreiphasenwandlung 40 unter Verwendung des Positionswinkels θ wandelt die erste Motorsteuervorrichtung 30G anschließend die Sollspannungen in die Dreiphasensollspannungen VU*, VV*, VW*, erzeugt Wechselrichtersteuersignale (PWM-Impulse) MU, MV, MW zum Zuführen der Sollspannungen zu dem ersten Elektromotor 10G und gibt diese an die Treiberschaltung 29G aus.
  • Um den Motorstrom rückzukoppeln, wandelt die erste Motorsteuervorrichtung 30G die Stromerfassungssignale iV, iW aus den Stromsensoren 14, 15 digital und liest sie. In einer Stromrückkopplung 38 verwendet die erste Motorsteuervorrichtung 30G eine Dreiphasen/Zweiphasenwandlung, die eine herkömmliche Wandlung ortsfester Koordinaten in drehende Koordinaten ist, die einen Positionswinkel θ verwendet, um die Dreiphasenstromwerte iU, iV, iW eines ortsfesten Koordinatensystems in Zweiphasenstromwerte id, iq für die d-Achse und q-Achse eines drehenden Koordinatensystems zu transformieren. Es sei darauf hingewiesen, dass iU + iV + iW = 0 und iU basierend auf dieser Annahme berechnet wird.
  • In der Ausgangsberechnung 37 wird eine erste Hocheffizienzmomentkurventabelle A, die eine Nachschlagtabelle ist, verwendet. Die erste Hocheffizienzmomentkurventabelle ist mit d-Achsen Stromwerten id beschrieben, die mit der Motordrehzahl ωg und dem Motorsollmoment T* verknüpft sind und verwendet werden, um die Sollmomente T* bei jeder Motordrehzahl zu erzeugen oder zu belasten. Der Ausdruck „Drehmomenterzeugung” wird für den Motorbetrieb verwendet und „Drehmomentbelastung (Beaufschlagung)” für den Generatorbetrieb; in der vorliegenden Beschreibung sind jedoch beide in dem Konzept der Solldrehmomenterzeugung enthalten.
  • Das Ausgangsmoment (positiver Wert: Motorbetrieb, negativer Wert: Generatorbetrieb) des ersten Elektromotors 10G wird im Hinblick auf die Werte des d-Achsenstroms id und des q-Achsenstroms iq gesetzt. Für eine Drehzahl, d. h. bei gleicher Motordrehzahl, gibt es eine unbegrenzte Zahl von id-, iq-Kombinationen zur Ausgabe des gleichen Drehmoments, die auf einer Kurve konstanten Drehmoments angezeigt sind. Die id-, iq-Kombinationen mit höchster Effizienz der Energienutzung (geringster Energieverbrauch) auf der Kurve konstanten Drehmoments ist ein Hocheffizienzmomentpunkt. Eine Kurve, die die Hocheffizienzmomentpunkte auf einer Mehrzahl von Drehmomentkurven verbindet, ist eine Hocheffizienzmomentkurve, die im Hinblick auf jede Drehzahl existiert. Der d-Achsenstrom id und der q-Achsenstrom iq für die Stellung des gegebenen Motorsollmoments T* auf der Hocheffizienzmomentkurve für die Motordrehzahl werden als Sollstromwerte zum Belasten des ersten Elektromotors 10G genommen. Der erste Elektromotor 10G gibt somit das Sollmoment T* aus/ein (nimmt auf) und dieses Belasten des Motors führt zu einem höheren energetischen Wirkungsgrad für den Motor/Generator-Betrieb.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird die Hocheffizienzmomentkurve in zwei Systeme unterteilt: Die erste Hocheffizienzmomentkurve A stellt d-Achsenwerte dar und eine zweite Hocheffizienzmomentkurve B stellt q-Achsenwerte dar. Weiter ist die erste Hocheffizienzmomentkurve A ein Paar von Kurven, wobei eine für den Leistungsbetriebsbereich und eine für den Rückgewinnungsbereich anwendbar ist; beide stellen den d-Achsensollstrom im Hinblick auf die Motordrehzahl und das Sollmoment dar.
  • Die erste Hocheffizienzmomentkurventabelle A ist ein Speicherbereich, der mit dem Sollmoment T* beschrieben ist, das mit den d-Achsensollströmen gekoppelt ist, um das Sollmoment bei geringstem Energieverbrauch zu erzeugen, und wird von einem Paar gebildet, das aus einer Leistungsbetriebstabelle A1 für Leistungsbetrieb und einer Rückgewinnungstabelle A2 für Rückgewinnung besteht. Um zu bestimmen, welche der Leistungsbetriebstabelle und Rückgewinnungstabelle verwendet wird, wird zunächst bestimmt, ob ein Leistungsbetrieb (Motorbetrieb) oder Rückgewinnung (Generatorbetrieb) durchgeführt werden soll, basierend auf der Drehzahl ω des Elektromotors und dem gegebenen Sollmoment T*, und eine der Tabellen wird basierend auf dem Bestimmungsergebnis ausgewählt.
  • In einer d-Achsenstrombefehlsberechnung innerhalb der Ausgangsberechnung 37 subtrahiert die erste Motorsteuervorrichtung 30G einen d-Achsenfeldschwächstrom Δid von dem d-Achsenstromwert id, der aus der ersten Hocheffizienzmomentkurventabelle A entsprechend dem von der Drehmomentbefehlsbegrenzung 36 bestimmten Sollmoment T* ausgelesen wird. Die erste Motorsteuervorrichtung 30G berechnet dann einen d-Achsensollstrom id* als id* = id – Δid.
  • Eine q-Achsenstrombefehlsberechnung verwendet die zweite Hocheffizienzmomentkurventabelle B, die in der Ausgangsberechnung 37 ist. Die zweite Hocheffizienzmomentkurventabelle B korrigiert die zweite Hocheffizienzmomentkurve B, die die q-Achsenwerte der Hocheffizienzmomentkurve darstellt, zu einer Kurve, die den q-Achsensollstrom nach Subtraktion eines q-Achsenfeldschwächstroms Δiq gepaart mit dem d-Achsenfeldschwächstrom Δid darstellt. Die zweite Hocheffizienzmomentkurventabelle B speichert dann die Daten bzw. Werte der korrigierten zweiten Hocheffizienzmomentkurve B. Die zweite Hocheffizienzmomentkurventabelle B ist ein Speicherbereich, der mit dem Sollmoment T* und dem d-Achsenfeldschwächstrom Δid gekoppelt mit den d-Achsensollströmen beschrieben ist, um das Sollmoment bei geringstem Energieverbrauch zu erzeugen, d. h., die Sollstromwerte auf einer korrigierten zweiten Hocheffizienzmomentkurve B. Die zweite Hocheffizienzmomentkurventabelle B wird auch von einem Paar gebildet, das aus einer Leistungsbetriebstabelle B1 für Leistungsbetrieb und einer Rückgewinnungstabelle B2 für Rückgewinnung besteht. Um zu bestimmen, welche der Leistungsbetriebstabelle und Rückgewinnungstabelle verwendet wird, wird zunächst bestimmt, ob Leistungsbetrieb oder Rückgewinnung durchgeführt werden soll, basierend auf der Drehzahl ω des Elektromotors und dem Sollmoment T*, und eine der Tabellen wird basierend auf dem Bestimmungsergebnis ausgewählt.
  • Bei der q-Achsenstrombefehlsberechnung wird ein q-Achsensollstrom iq*, der dem Sollmoment T* zugeordnet ist, und der d-Achsenfeldschwächstrom Δid aus der zweiten Hocheffizienzmomentkurventabelle B ausgelesen und als q-Achsenstrombefehl gesetzt.
  • In der Motorstromsteuerung 39 berechnet die erste Motorsteuervorrichtung 30G eine Stromdifferenz δid zwischen dem d-Achsensollstrom id* und dem d-Achsenstrom id und eine Stromdifferenz δiq zwischen dem q-Achsensollstrom iq* und dem q-Achsentrom iq. Eine Proportionalsteuerung und Integralsteuerung (PI-Berechnung der Rückkopplungssteuerung) werden basierend auf den Stromdifferenzen δid, δiq durchgeführt. Basierend auf diesem Ausgang werden ein d-Achsenspannungsbefehlswert Vd* und ein q-Achsenspannungsbefehlswert Vq* berechnet, die Spannungssollwerte zum Setzen der Stromdifferenz auf Null sind.
  • Als Nächstes werden in der Zweiphasen/Dreiphasenwandlung 40, die eine Transformation der drehenden Koordinaten in ortsfeste Koordinaten ist, die Sollspannungen Vd* und Vq* des drehenden Koordinatensystems entsprechend der Zweiphasen/Dreiphasenwandlung unter Verwendung des Positionswinkels θ in die Dreiphasensollspannungen VU*, VV*, VW* des ortsfesten Koordinatensystems transformiert und der PWM-Pulserzeugung 41 zugeführt. Wenn die PWM-Pulserzeugung 41 die Phasensollspannungen erhält, wandelt sie der PWM-Pulsgenerator 48 in die PWM-Pulse MU, MV, MW, um Spannung mit jedem Sollspannungswert auszugeben, und gibt die PWM-Pulse MU, MV, MW zu der in 2 gezeigten Treiberschaltung 29G ab. Die Treiberschaltung 29G erzeugt parallel zueinander sechs Treibersignale, basierend auf den PWM-Pulsen MU, MV, MW, und die jeweiligen Treibersignale schalten die Transistoren Tr1 bis Tr6 des Spannungswechselrichters 16 an und aus. Auf diese Weise werden die Phasensollspannungen jeweils angelegt und die Phasenströme iU, iV und iW fließen zu den Statorspulen 11 bis 13 des ersten Elektromotors 10G.
  • Der Drehwinkel (Magnetpolposition) θ des Rotors, d. h. der Positionswinkel des Rotors, wird von der ersten Positionsberechnung 44 berechnet, das ist das Niederdrehzahlberechnungsmittel, oder der zweiten Positionsberechnung 45, das ist das Hochdrehzahlberechnungsmittel. Nachfolgend auf eine Auswahl 53 wird der Drehwinkel θ dann der Zweiphasen/Dreiphasenwandlung 40 und einer Dreiphasen/Zweiphasenwandlung 38 zugeführt.
  • Harmonische Spannungskomponenten Vdh*, Vqh*, die in den Motorspannungsbefehlen Vd*, Vq* des ersten Elektromotors 10G enthalten sind, werden von einem Bandpassfilter 43 extrahiert. Die erste Positionsberechnung 44, das ist das Niederdrehzahlberechnungsmittel, berechnet dann den Positionswinkel θ unter Verwendung einer Positionswinkelberechnung, die auf den harmonischen Spannungskomponenten Vdh*, Vqh* basiert. Wenn die erste Positionsberechnung 44 den Positionswinkel θ berechnet, wird eine Hochfrequenzstromerzeugung (für niedere Drehzahl) 42 aktiviert, um harmonische Strombefehle idh*, iqh zu erzeugen, die zu den d-, q-Achsenstrombefehlen id*, ih* addiert werden, die von der Ausgangsberechnung 37 erzeugt werden. Und zwar werden Strombefehle zum Leiten von Hochfrequenzstrom zu dem ersten Elektromotor 10G den d-, q-Achsenstrombefehlen id*, ich* überlagert.
  • Die zweite Positionsberechnung 45, das ist das Hochdrehzahlberechnungsmittel, berechnet den Positionswinkel θ unter Verwendung einer Positionswinkelberechnung, die auf dem Zweiphasenwandlungswert der Spannung, dem Dreiphasenstrom des ersten Elektromotors 10G und der induzierten Spannung basiert, die ausgehend von dem Dreiphasenstrom und dem Zweiphasenwandlungswert ermittelt wird. Die d-, q-Achsenstromwerte id, iq, die von den Dreiphasenwerten auf Zweiphasenwerte mittels der Dreiphasen/Zweiphasenwandlung 38 gewandelt wurden, und die Sollspannungen Vd*, Vq*, die von der Motorstromsteuerung 39 berechnet wurden, werden der zweiten Positionsberechnung 45 zugeführt. Die zweite Positionsberechnung 45 tastet die Ströme id, iq und die Spannungen Vd*, Vq* in einem vorbestimmten Zyklus aus und verwendet sie, um die induzierte Spannung zu berechnen. Die zweite Positionsberechnung 45 berechnet dann den Positionswinkel unter Verwendung der induzierten Spannung, der Ströme id, iq und der Spannungen Vd*, Vq*.
  • Eine Positionswinkelberechnungsauswahl 46, die als Auswahlmittel dient, bestimmt, ob der Positionswinkel θ berechnet wird, indem entweder die Positionsberechnung 44 oder die Positionsberechnung 45 verwendet wird. Allgemein gesprochen berechnet die Positionswinkelberechnungsauswahl 46 die Drehzahl ωg des ersten Elektromotors 10G unter Verwendung der Formel (1), basierend auf der Drehzahl ωe der Brennkraftmaschine 31 und der Drehzahl ωm des zweiten Elektromotors 10M. Die Berechnung basiert auch auf den Zähnezahlen Na bis Nf (1), die die Verbindungen mit dem ersten und dem zweiten Elektromotor 10G, 10M des Antriebsstrangs betreffen, der von dem Planetengetriebemechanismus 32 und dem Vorgelegegetriebemechanismus 33 gebildet wird. Wenn die Drehzahl ωg gleich oder kleiner als ein gesetzter Wert ωT (wenn der Motor gestoppt ist oder mit niederer Geschwindigkeit dreht) ist, wird die erste Positionsberechnung 44 verwendet, um den Positionswinkel θ zu berechnen; wenn ωg ωT übersteigt (wenn der Motor mit hoher Drehzahl dreht), wird die zweite Positionsberechnung 45 verwendet.
  • Wenn die Betriebsspannung an die erste Motorsteuervorrichtung 30G gelegt wird, berechnet eine ωg-Berechnung 51 der Positionswinkelberechnungsauswahl 46 die Drehzahl ωg unter Verwendung der Formel (1). Ein Vergleich 52 erzeugt ein Drehzahlbestimmungssignal, das einen Niederpegel L spezifiziert, wenn die Drehzahl ωg gleich oder kleiner als der gesetzte Wert (Schwellwert) ωT für die Hoch-, Niederdrehzahlbestimmung ist, und erzeugt ein Drehzahlbestimmungssignal, das einen hohen Pegel H spezifiziert, wenn die Drehzahl ωg die Schwelle ωT übersteigt. Wenn das Drehzahlbestimmungssignal L (Niederdrehzahl) spezifiziert, wird die erste Positionsberechnung 44 ausgewählt, und eine Hochfrequenzstromerzeugung (Niederdrehzahl) 42 beginnt die Erzeugung der harmonischen Strombefehle idh*, iqh. Die zweite Positionsberechnung 45 wird nicht ausgewählt. Auf diese Weise berechnet die erste Positionsberechnung 44 den Positionswinkel θ und die Auswahl 53 sendet den Positionswinkel θ, der von der ersten Positionsberechnung 44 entsprechend dem Drehzahlbestimmungssignal, das L (Niederdrehzahl) spezifiziert, zu der Zweiphasen/Dreiphasenwandlung 40 und der Dreiphasen/Zweiphasenwandlung 38.
  • Wenn das Drehzahlbestimmungssignal H (Hochdrehzahl) spezifiziert, wird die zweite Positionsberechnung 45 ausgewählt und die Hochfrequenzstromerzeugung (Niederdrehzahl) 42 stoppt die Erzeugung der harmonischen Strombefehle idh*, iqh. Die erste Positionsberechnung 44 wird nicht gewählt. Auf diese Weise berechnet die zweite Positionsberechnung 45 den Positionswinkel θ, und die Auswahl 53 sendet den Positionswinkel θ, der von der zweiten Positionsberechnung 45 entsprechend dem H (Hochdrehzahl) spezifizierenden Drehzahlbestimmungssignal berechnet wurde, zu der Zweiphasen/Dreiphasenwandlung 40 und der Dreiphasen/Zweiphasenwandlung 38. In diesem Fall wird entsprechend der vorliegenden Ausführungsform die Drehzahl ωg des ersten Elektromotors 10G danach auf die Drehzahl ωg umgeschaltet, die von der Drehzahlberechnung 54 erzeugt wurde, und zu dem Vergleich 52 gesendet. Die ωg-Berechnung 51 wird nicht ausgeführt. Jedoch ist eine andere Ausführungsform möglich, bei der die ωg-Berechnung 51 danach weiterhin durchgeführt wird und die von der ωg-Berechnung 51 berechnete Drehzahl dem Vergleich 52 zugeführt wird.
  • Wie vorstehend erläutert wählt, wenn die Drehzahl ωg des ersten Elektromotors 10G gleich oder kleiner als die Schwelle ωT (wenn der Motor gestoppt ist oder mit einer niedrigen Drehzahl dreht) ist, die Positionswinkelberechnungsauswahl 46 die erste Positionsberechnung 44 für niedrige Drehzahl. Auf diese Weise berechnet die erste Positionsberechnung 44 den Positionswinkel θ, der dann zu der Zweiphasen/Dreiphasenwandlung 40 und der Dreiphasen/Zweiphasenwandlung 38 gesendet wird. Wenn die Drehzahl ωg des ersten Elektromotors 10G jedoch die Schwelle ωt übersteigt (wenn der Motor mit hoher Drehzahl dreht), wählt die Positionswinkelberechnungsauswahl 46 die zweite Positionsberechnung 45 für hohe Drehzahl. Somit berechnet die zweite Positionsberechnung 45 den Positionswinkel θ, der dann zu der Zweiphasen/Dreiphasenwandlung 40 und der Dreiphasen/Zweiphasenwandlung 38 gesendet wird.
  • Wie vorstehend erläutert, wird die Drehzahl ωg des ersten Elektromotors 10G basierend auf der Drehzahl ωe der Brennkraftmaschine 31, der Drehzahl ωm des zweiten Elektromotors 10M und den Zähnezahlen Na bis Nf des Antriebstrangs berechnet, der von dem Planetengetriebemechanismus 32 und dem Vorgelegegetriebemechanismus 33 gebildet ist. Daher kann der erste Elektromotor 10G antriebsmäßig ohne wesentliche Verzögerung und ohne einen herkömmlichen Dreiphasenkurzschluss einer vorbestimmten Dauer während einer Anfangszustandsbestimmung gestartet werden. Zusätzlich tritt kein Drehmomentstoß auf, der von einem herkömmlichen Dreiphasenkurzschluss verursacht wird. In allen Betriebsdrehzahlbereichen des ersten Elektromotors 10G kann ein relativ hochverlässlicher Positionswinkel erhalten werden und daher hat die Vektorsteuerung, die diesen Positionswinkel benutzt, eine hohe Verlässlichkeit.
  • Bezug nehmend wiederum auf 2 sendet der Hauptcontroller des Fahrzeugfahrsteuersystems (nicht dargestellt) das Motorsollmoment TM* zu der zweiten Motorsteuervorrichtung 30M, die eine Vektorsteuerung für den zweiten Elektromotor 10M ausführt. Es sei darauf hingewiesen, dass der Hauptcontroller ein gefordertes Fahrzeugmoment TO*, basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drosselklappenöffnung berechnet, das Motorsollmoment TM* erzeugt, das dem geforderten Fahrzeugmoment TO* entspricht, und dann das Motorsollmoment TM* der zweiten Motorsteuervorrichtung 30M zusendet. Die zweite Motorsteuervorrichtung 30M gibt die Drehzahl ωm [U/min] des zweiten Elektromotors 10M an den Hauptcontroller und die erste Motorsteuervorrichtung 30G.
  • Der Rotor des zweiten Elektromotors 10M ist mit dem Rotor des Drehmelders 10R verbunden, der zum Feststellen des Positionswinkels θ des Rotors verwendet wird. Der Drehmelder 10R erzeugt die Analogspannung (Drehwinkelsignal) SGθ, das den Rotordrehwinkel des Drehmelders 10R repräsentiert, und sendet das Drehwinkelsignal SGθ an die zweite Motorsteuervorrichtung 30M.
  • 4 zeigt eine funktionale Konfiguration der zweiten Motorsteuervorrichtung 30M. Verglichen mit den Funktionen der ersten Motorsteuervorrichtung 30G (3) enthalten die Funktionen der zweiten Motorsteuervorrichtung 30M nicht die Positionswinkelberechnungsauswahl 46, die erste und die zweite Positionsberechnung 44, 45, die Auswahl 53, die Drehzahlberechnung 54 oder die Filter 42, 43. Anstelle davon hat die zweite Motorsteuervorrichtung 30M eine Positionswinkel/Drehzahlberechnung 54. Die Positionswinkel/Drehzahlberechnung 54 berechnet den Positionswinkel θ und die Drehzahl ωm des zweiten Elektromotors 10M basierend auf dem Drehwinkelsignal SGθ von dem Drehmelder 10R und sendet den Positionswinkel θ zu einer Zweiphasen/Dreiphasenkonversion 40m und einer Dreiphasen/Zweiphasenkonversion 38m.
  • Die zweite Motorsteuervorrichtung 30M hat eine Vektorsteuerfunktion ähnlich der Vektorsteuerfunktion der ersten Motorsteuervorrichtung 30G. Elemente der Vektorsteuerfunktion der zweiten Motorsteuervorrichtung 30M, die identisch mit Elementen der Vektorsteuerfunktion der ersten Motorsteuervorrichtung 30G sind, sind mit Bezugszeichen versehen, die zusätzlich zu den für die erste Motorsteuervorrichtung 30G verwendeten Bezugszeichen ein „m” haben.
  • Abgesehen von einer unterschiedlichen Positionswinkelberechnung ist der Vektorsteueralgorithmus der zweiten Motorsteuervorrichtung 30M identisch dem der vorstehend beschriebenen ersten Motorsteuervorrichtung 30G und wird hier nicht erläutert.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform eine sensorlose Vektorsteuerung auf den ersten Elektromotor 10G angewendet wird. Als eine andere Ausführungsform kann jedoch ein Drehmelder zu dem ersten Elektromotor 10G zugefügt werden und der Drehmelder 10R des zweiten Elektromotors 10M weggelassen werden, so dass der erste Elektromotor 10G einer Vektorsteuerung unterworfen wird, die von einer Motorsteuervorrichtung durchgeführt wird, die äquivalent der zweiten Motorsteuervorrichtung 30M ist, und der zweite Elektromotor 10M einer sensorlosen Vektorsteuerung unterworfen wird, die von einer Motorsteuerung durchgeführt wird, die äquivalent der ersten Motorsteuervorrichtung 30G ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Erfindung erhöht die Verlässlichkeit einer sensorlosen Vektorsteuerung eines Motors in einem Hybridantriebssystem mit einer Brennkraftmaschine, einem Antriebsrad, einem ersten und einem zweiten Motor, und einem Antriebsstrang, verkürzt eine Anfangszustandsbestimmungszeit und unterdrückt auch Drehmomentänderungen.
  • Eine Motorsteuervorrichtung (30G), die eine sensorlose Vektorsteuerung auf einen ersten Motor (10G) anwendet, hat eine Niederdrehzahlberechnung (44) und eine Hochdrehzahlberechnung (45), die beide einen Positionswinkel berechnen, und hat eine Positionswinkelberechnungsauswahl (46). Basierend auf einer Drehzahl (ωe) der Brennkraftmaschine, einer Drehzahl (ωm) des zweiten Motors (10M) und Zähnezahlen (Na bis Nf) des Antriebstrangs, berechnet die Positionswinkelberechnungsauswahl eine Drehzahl (ωg) des ersten Motors. Wenn die Drehzahl des ersten Motors gleich oder kleiner als ein gesetzter Wert (ωT) ist, wird der Positionswinkel von der Niederdrehzahlberechnung (44) berechnet; wenn die Drehzahl den gesetzten Wert übersteigt, wird der Positionswinkel von der Hochdrehzahlberechnung (45) berechnet. Der berechnete Positionswinkel wird dann als ein Positionswinkel (θ) verwendet, auf den in einer Dreiphasen/Zweiachsenwandlung und einer Zweiachsen/Dreiphasenwandlung für die sensorlose Vektorsteuerung Bezug genommen wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 11-275884 A [0004]
    • JP 2002-39008 A [0004]
    • JP 2005-105957 A [0004]
    • JP 2007-236015 A [0004]

Claims (5)

  1. Eine Hybridantriebsvorrichtung mit einem ersten Motor, einem Betriebsmechanismus, der den ersten Motor antriebsmäßig mit einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs verbindet, und einem zweiten Motor, der antriebsmäßig mit einem Antriebsrad verbunden ist, gekennzeichnet durch: einen Brennkraftmaschinendrehzahlsensor, der eine Drehzahl der Brennkraftmaschine erfasst; einen Magnetpolpositionssensor, der eine Magnetpolposition des zweiten Motors erfasst; einen Stromsensor, der einen zu dem ersten Motor fließenden Strom erfasst; eine sensorlose Motorsteuervorrichtung, die eine Magnetpolposition des ersten Motors basierend auf dem von dem Stromsensor erfassten Strom ermittelt und den ersten Motor antriebsmäßig steuert; und eine zweite Motorsteuervorrichtung, die den ersten Motor basierend auf der von dem Magnetpolpositionssensor erfassten Magnetpolposition antriebsmäßig steuert.
  2. Die Hybridantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sensorlose Motorsteuervorrichtung enthält: ein Hochdrehzahlermittlungsmittel, das die Magnetpolposition des ersten Motors basierend auf dem von dem Stromsensor erfassten Strom ermittelt, und ein Niederdrehzahlermittlungsmittel, das dem ersten Motor einen Hochfrequenzstrom überlagert und die Magnetpolposition ermittelt; ein erstes Motordrehzahlberechnungsmittel, das eine Drehzahl des zweiten Motors basierend auf der von dem Magnetpolsensor erfassten Magnetpolposition des zweiten Motors berechnet und eine Drehzahl des ersten Motors basierend auf der Drehzahl des zweiten Motors und dem Brennkraftmaschinendrehzahlsensor berechnet; und ein Auswahlmittel, das eines von Hochdrehzahlermittlungsmittel und Niederdrehzahlermittlungsmittel basierend auf der von dem ersten Motordrehzahlberechnungsmittel berechneten Drehzahl des ersten Motors auswählt, wobei der erste Motor antriebsmäßig basierend auf der Magnetpolposition, die von einem von Hochdrehzahlermittlungsmittel und Niederdrehzahlermittlungsmittel, das von dem Auswahlmittel gewählt ist, antriebsmäßig gesteuert wird.
  3. Die sensorlose Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die sensorlose Motorsteuervorrichtung weiter enthält: eine Vektorsteuereinheit, die den ersten Motor durch Wandeln eines Dreiphasenstroms des ersten Motors in einen orthogonalen biaxialen Strom, Berechnen eines Biaxialspannungsbefehlswertes zum Anpassen des orthogonalen biaxialen Stroms an einen orthogonalen biaxialen Sollstrom und Wandeln des Biaxialspannungsbefehlswertes in einen Dreiphasenspannungsbefehlswert steuert; und ein Spannungsfilter, das eine Hochfrequenzspannung aus dem Biaxialspannungsbefehlswert extrahiert, wobei das Niederdrehzahlermittlungsmittel die Magnetpolposition basierend auf der von dem Spannungsfilter extrahierten Hochfrequenzspannung berechnet.
  4. Die sensorlose Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Hochdrehzahlermittlungsmittel die Magnetpolposition basierend auf dem orthogonalen biaxialen Strom, in den der Dreiphasenstrom gewandelt wurde, und dem Biaxialspannungssteuerwert vor dem Spannungsfilter berechnet.
  5. Die sensorlose Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die sensorlose Motorsteuervorrichtung weiter enthält: ein Drehzahlberechnungsmittel, das die Drehzahl des ersten Motors basierend auf einem Positionswinkel berechnet, auf den in der Dreiphasen/Zweiachsenwandlung und der Zweiachsen/Dreiphasenwandlung Bezug genommen wird, wobei wenn Betriebsspannung an die sensorlose Motorsteuervorrichtung gelegt wird, eines von Niederdrehzahlermittlungsmittel und Hochdrehzahlermittlungsmittel unmittelbar den Positionswinkel berechnet, und das Auswahlmittel den von dem Niederdrehzahlermittlungsmittel berechneten Positionswinkel auswählt, wenn die von dem Drehzahlberechnungsmittel berechnete Drehzahl gleich oder kleiner als ein gesetzter Wert ist, und den von dem Hochdrehzahlermittlungsmittel berechneten Positionswinkel auswählt, wenn die von dem Drehzahlberechnungsmittel berechnete Drehzahl den gesetzten Wert übersteigt, als den Positionswinkel, auf den bei der Dreiphasen/Zweiachsenwandlung und der Zweiachsen/Dreiphasenwandlung Bezug genommen wird.
DE112009001967T 2008-12-24 2009-11-25 Motorsteuervorrichtung und Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug Withdrawn DE112009001967T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-327238 2008-12-24
JP2008327238 2008-12-24
PCT/JP2009/069872 WO2010073866A1 (ja) 2008-12-24 2009-11-25 ハイブリッド車両の電動機制御装置および駆動装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112009001967T5 true DE112009001967T5 (de) 2011-07-14

Family

ID=42265021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112009001967T Withdrawn DE112009001967T5 (de) 2008-12-24 2009-11-25 Motorsteuervorrichtung und Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8188695B2 (de)
JP (1) JP5195923B2 (de)
CN (1) CN102119096A (de)
DE (1) DE112009001967T5 (de)
WO (1) WO2010073866A1 (de)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4434184B2 (ja) * 2006-08-17 2010-03-17 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 電気モータのフィードバック制御方法および装置
DE102011078958B4 (de) * 2011-06-30 2024-05-29 Seg Automotive Germany Gmbh Verfahren zum Betreiben einer mit einer Brennkraftmaschine gekoppelten elektrischen Maschine in einem Kraftfahrzeug
JP6097056B2 (ja) * 2012-11-16 2017-03-15 株式会社デンソー モータ制御装置
JP2014176157A (ja) * 2013-03-07 2014-09-22 Toshiba Corp モータ回転位置検出装置，洗濯機及びモータ回転位置検出方法
US9897985B2 (en) 2013-06-12 2018-02-20 David Zeltzer Energy exchange systems having actuators with multi-parametric control
JP6062324B2 (ja) * 2013-06-14 2017-01-18 日立オートモティブシステムズ株式会社 エンジン始動装置およびエンジン始動制御方法
DE102013212177B4 (de) 2013-06-26 2022-06-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren und System zum Bestimmen von Zustandsgrößen eines Elektromotors zum Antrieb eines Fahrzeugs
CN103684185B (zh) * 2013-11-25 2016-08-17 同济大学 一种电动助力转向系统用助力电机控制方法及系统
JP5858058B2 (ja) * 2014-01-10 2016-02-10 ダイキン工業株式会社 モータ制御装置
JP6203784B2 (ja) * 2015-06-11 2017-09-27 ファナック株式会社 同期電動機の制御装置
US10020759B2 (en) * 2015-08-04 2018-07-10 The Boeing Company Parallel modular converter architecture for efficient ground electric vehicles
DE102015117702A1 (de) * 2015-10-16 2017-04-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Rotorlageermittlung in einem Mehrfachelektromaschinensystem
DE102016201746A1 (de) * 2016-02-05 2017-08-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren, Winkelbestimmungsvorrichtung und Steuervorrichtung
CN106230342B (zh) * 2016-07-22 2019-04-30 北京精密机电控制设备研究所 一种板级驱动控制器
CN106655944B (zh) * 2016-09-22 2019-06-28 格至控智能动力科技（上海）有限公司 一种永磁同步电机的控制方法及系统
DE102017205489A1 (de) * 2017-03-31 2018-10-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Schwingungskompensation eines an einer Welle wirkenden Drehmomentes
JP6568158B2 (ja) * 2017-07-28 2019-08-28 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車両用制御装置
KR102331768B1 (ko) * 2017-09-21 2021-11-26 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그 전기 모터 제어 방법
KR102383246B1 (ko) * 2017-10-20 2022-04-05 현대자동차 주식회사 하이브리드 차량의 제어 방법
JP2019118175A (ja) * 2017-12-26 2019-07-18 東洋電機製造株式会社 トルク制御装置及びトルク制御システム
US10355631B1 (en) * 2018-02-21 2019-07-16 GM Global Technology Operations LLC Methods, systems and apparatus for controlling current supplied to control a machine
JP7041398B2 (ja) * 2018-03-20 2022-03-24 マツダ株式会社 車両駆動装置
US11750130B2 (en) * 2019-10-08 2023-09-05 Hyundai Motor Company Method of controlling sensorless motor for air compressor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11275884A (ja) 1998-03-20 1999-10-08 Toyota Motor Corp モータ制御装置および方法並びにハイブリッド車両
JP2002039008A (ja) 1996-07-26 2002-02-06 Toyota Motor Corp 動力出力装置
JP2005105957A (ja) 2003-09-30 2005-04-21 Aisin Aw Co Ltd 電動車両駆動制御装置及び電動車両駆動制御方法
JP2007236015A (ja) 2006-02-27 2007-09-13 Toshiba Corp モータ制御装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3449226B2 (ja) * 1998-07-03 2003-09-22 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両のバッテリー制御装置
US7122979B2 (en) * 2000-12-27 2006-10-17 Transportation Techniques, Llc Method and apparatus for selective operation of a hybrid electric vehicle in various driving modes
US6573675B2 (en) * 2000-12-27 2003-06-03 Transportation Techniques Llc Method and apparatus for adaptive energy control of hybrid electric vehicle propulsion
JP3485905B2 (ja) * 2001-04-26 2004-01-13 本田技研工業株式会社 モータ制御装置
JP4284901B2 (ja) * 2001-09-18 2009-06-24 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 電動車両駆動制御装置、電動車両駆動制御方法及びプログラム
JP4895703B2 (ja) * 2006-06-28 2012-03-14 三洋電機株式会社 モータ制御装置
JP5168536B2 (ja) * 2007-03-06 2013-03-21 株式会社ジェイテクト モータ制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002039008A (ja) 1996-07-26 2002-02-06 Toyota Motor Corp 動力出力装置
JPH11275884A (ja) 1998-03-20 1999-10-08 Toyota Motor Corp モータ制御装置および方法並びにハイブリッド車両
JP2005105957A (ja) 2003-09-30 2005-04-21 Aisin Aw Co Ltd 電動車両駆動制御装置及び電動車両駆動制御方法
JP2007236015A (ja) 2006-02-27 2007-09-13 Toshiba Corp モータ制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010073866A1 (ja) 2010-07-01
JP5195923B2 (ja) 2013-05-15
US20100156333A1 (en) 2010-06-24
US8188695B2 (en) 2012-05-29
CN102119096A (zh) 2011-07-06
JPWO2010073866A1 (ja) 2012-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112009001967T5 (de) Motorsteuervorrichtung und Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug
DE102005042777B4 (de) Motorantriebssteuerungsgerät, Motorantriebssteuerungsverfahren und zugehöriges Programm
DE112008002482B4 (de) Steuerungsvorrichtung für eine elektrische Drehmaschine
DE112010000463B4 (de) Steuerungsvorrichtung für eine Elektromotorantriebsvorrichtung
DE112009001975T5 (de) Sensorlose Motorsteuervorrichtung
DE60036192T2 (de) Synchronmotor-Steuervorrichtung und Fahrzeug mit der Steuervorrichtung
DE112007000277B4 (de) Regelungsverfahren und -gerät für einen elektrischen Motor
DE112009000162B4 (de) Steuersystem für eine drehende elektrische Maschine und ein Fahrzeugantriebssystem
DE102007063856B3 (de) Steuersystem für eine mehrphasige rotierende elektrische Maschine
DE102004011438A1 (de) Leistungsabgabegerät, Motorantriebsverfahren und computerlesbarer Aufzeichnungsträger mit einem darauf aufgezeichneten Programm, wodurch einem Computer die Ausführung einer Motorantriebssteuerung ermöglicht wird
DE112008001327T5 (de) Elektromotorsteuervorrichtung, Elektrofahrzeug und Hybridelektrofahrzeug
DE102015108450A1 (de) Traktionsmotorantrieb mit variabler Spannung für ein Hybridkraftfahrzeug
DE112008001950T5 (de) Wandlervorrichtung, Steuerungsvorrichtung für eine drehende elektrische Maschine, und Antriebsvorrichtung
DE112007000286T5 (de) Elektromotorantriebs-Steuerungsverfahren und -gerät
DE112009002569T5 (de) Steuereinrichtung und Steuerverfahren für einen Wechselmotor
DE112012001311T5 (de) Steuerungseinrichtung einer rotierenden elektrischen Maschine
DE112010005325T5 (de) Elektrisch betriebenes Fahrzeug und Verfahren zur Steuerung desselben
DE102011002466A1 (de) Verfahren und System zum Betreiben eines Elektromotors
DE102010003707A1 (de) Verfahren, Systeme und Vorrichtung zur Steuerung des Betriebs von zwei Wechselstrom(AC)-Maschinen
DE112007000033T5 (de) Elektrisches Antriebssteuerungsgerät und elektrisches Antriebssteuerungsverfahren
DE102010042953A1 (de) Verfahren und System für das Initiieren des Betriebs eines elektrischen Motors
DE102011003372A1 (de) Dual source automotive propulsion system and method of operation
DE102010028056A1 (de) Verfahren, Systeme und vorrichtung zur Steuerung des Betriebs von zwei Wechselstrom (AC) -Maschinen
DE102015116038A1 (de) Fahrzeugsteuerungsvorrichtung
DE102016202470A1 (de) Steuersystem für einen inverter

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B60W0010080000

Ipc: B60W0020000000

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B60W0010080000

Ipc: B60W0020000000

Effective date: 20130813

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B60W0020000000

Ipc: B60L0015200000

Effective date: 20130830

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20140603