(57)【要約】  本発明によれば、同期機のモータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）が、ロータとともに回転する座標系において観察器によりロータとともに回転する座標系における同期機の電圧目標値（ud，uq）に依存して求められる。
2009526511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つの相巻線が割り当てられたステータとロータとを有する同期機（ＰＭＳＭ）を駆動するための方法において、前記同期機のモータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）を前記ロータとともに回転する座標系において観察器を用いて求める、それも前記ロータとともに回転する座標系における前記同期機の電圧目標値（ud，uq）に依存して求めることを特徴とする、同期機（ＰＭＳＭ）を駆動するための方法。
【請求項２】
等価オーム抵抗（rs）を温度に依存して求め、前記モータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）を前記等価オーム抵抗（rs）に依存して求める、請求項１記載の方法。
【請求項３】
巻線温度（θMOTOR）を特徴付ける量を検出し、当該巻線温度（θMOTOR）を特徴付ける量に依存して前記等価抵抗（rs）を求める、請求項２記載の方法。
【請求項４】
駆動用に前記同期機（ＰＭＳＭ）に割当てられた電力増幅器の電力増幅器温度（θECU）を特徴付ける量を検出し、当該電力増幅器温度（θECU）を特徴付ける量に依存して前記等価抵抗（rs）を求める、請求項２または３記載の方法。
【請求項５】
前記等価抵抗（rs）を前記モータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）よりも低い更新速度で更新する、請求項２から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
ロータ温度（θROTOR）を特徴付ける量を求め、当該ロータ温度（θROTOR）を特徴付ける量に依存して結合磁束（Ψ）を求め、前記モータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）の少なくとも一方を前記ロータ温度（θROTOR）を特徴付ける量に依存して求める、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記結合磁束（Ψ）を前記モータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）よりも低い更新速度で更新する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
モータインダクタンス（ld，lq）を前記モータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）に依存して求め、前記モータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）を前記モータインダクタンス（ld，lq）に依存して求める、請求項１から７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記モータインダクタンス（ld，lq）を前記モータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）よりも低い更新速度で更新する、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記等価抵抗（ｒs）または前記結合磁束（Ψ）を前記モータインダクタンス（ld，lq）よりも低い更新速度で求める、請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
前記等価抵抗（rs）または前記結合磁束（Ψ）を前記ロータの前記ステータに対する回転速度（ωs）よりも低い更新速度で求める、請求項２から１０のいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記モータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）を実際値（id(ACT)，iq(ACT)）として制御器に供給する、ただし、前記制御器の操作量は前記ロータとともに回転する座標系における前記同期機（ＰＭＳＭ）の電圧目標値（ud，uq）である、請求項１から１１のいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
モータ電流の測定値を前記同期機（ＰＭＳＭ）の導体内で電流センサ系により検出し、前記ロータとともに回転する座標系へ変換し、前記測定値を前記ロータとともに回転する座標系内で前記推定値により妥当性検査し、当該妥当性検査に応じて診断メッセージを行う、請求項１から１２のいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
前記診断メッセージは前記電流センサ系（ＩＳＥＮＳ）の故障に関するメッセージを含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記電流センサ系（ＩＳＥＮＳ）の故障が検出された後、前記同期機（ＰＭＳＭ）は非常動作モードで駆動される、それも前記ロータとともに回転する座標系における前記モータ電流の測定値には依存せず、代わりに前記モータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）に依存して駆動される、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
３つの相巻線が割り当てられたステータとロータとを有する同期機（ＰＭＳＭ）を駆動するための装置であって、前記同期機のモータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）を前記ロータとともに回転する座標系において観察器を用いて求める、それも前記ロータとともに回転する座標系における前記同期機の電圧目標値（ud，uq）に依存して求めるように構成されていることを特徴とする、同期機（ＰＭＳＭ）を駆動するための装置。
【請求項１７】
請求項１から１５のいずれか１項記載の方法により同期機を駆動するように構成された、コンピュータにより実行可能なプログラム命令を有するコンピュータ可読媒体を含むことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３つの相巻線が割り当てられたステータとロータとを有する同期機を駆動するための方法および装置に関するものである。同期機は自動車技術の分野では例えば自動車の操舵系に使用される。同期機は永久磁石によってロータに備え付けられているものとしてよい。しかし、励磁巻線とともにロータ内に備え付けてもよい。同期機は突極機として形成されているものとしてよい。突極機では、ロータは極の突出した回転極板を有している。しかしまた、同期機は回転対称に形成されたロータを有する非突極機として形成されているものとしてもよい。
【０００２】
専門文献"Control of Electrical Drives", Leonhard, W., second edition, Berlin, Heidelberg, New York, Springer-Verlag, 1996, pp.309-317からは、永久磁石を用いた同期機が公知である。この同期機は電流ベクトル制御により制御される。このために、ロータとともに回転する座標系であるｄ-ｑ座標系において、電流と電圧の変換が行われる。この変換はパーク変換とも呼ばれる。この場合、制御量はロータの回転速度と回転角である。
【０００３】
ｄ-ｑ座標系では、ｄ軸はロータの各極の向きに一致し、一方、ｑ軸はｄ軸と垂直に交わる。ｄ軸は実軸、ｑ軸は虚軸とも呼ばれる。突極機の場合、極が回転極板の直軸方向に突出しているため、磁束は主に直軸に形成されるので、ｄ-ｑ座標系の使用が特に有利である。
【０００４】
刊行物"Field Oriented Control of Three-Phase AC-motors", Texas Instruments, BPRA 073, Texas Instruments Europe, 1998からは、同期機向けの電流ベクトル制御が公知である。この電流ベクトル制御では、同期機の伝導電流を検出するために電流センサ系が設けられている。検出された伝導電流は、クラーク-パーク変換により、ロータとともに回転する座標系に、すなわちｄ-ｑ座標系に変換される。次に、変換されたｄモータ電流とｑモータ電流は、相応するｄ,ｑモータ電流の目標値との制御偏差を求める結合点に渡され、制御偏差はそれぞれＰＩ制御器に渡される。各ＰＩ制御器の操作量はそれぞれｄないしｑ電圧であり、逆パーク変換を施され、空間ベクトルパルス幅変調器に供給される。空間ベクトルパルス幅変調器は同期機向けに適切な伝導電流を発生させるために３相インバータに働きかける。
【０００５】
本発明の課題は同期機を駆動するための簡単かつ正確な方法および装置を提供することである。
【０００６】
上記課題は独立請求項に記載された特徴により解決される。本発明の有利な実施形態は従属請求項に示されている。
【０００７】
本発明は、３つの相巻線が割り当てられたステータとロータを有する同期機を駆動するための方法および装置であって、同期機のモータ電流の推定値がロータとともに回転する座標系において観察器を用いて求められる、それもロータとともに回転するこの座標系における同期機の電圧目標値に依存して求められることを特徴とする。ロータとともに回転するこの座標系はｄ-ｑ座標系とも呼ばれる。本発明は、コストをかけて同期機の伝導電流をセンシングしなくても、同期機を正確に駆動することができる点で優れている。観察器での計算をロータとともに回転する座標系で行うことにより、モータ電流の推定値を数値計算的に非常に効率的に求めることが可能である。
【０００８】
有利な実施形態によれば、同期機の駆動の決め手となる等価オーム抵抗が温度に依存して求められ、モータ電流の推定値はこの等価オーム抵抗に依存して求められる。このようにして、モータ電流の推定値は殊に正確に、それも同期機の動作中に同期機の個々の構成要素に温度変動が生じた場合でも正確に求められる。
【０００９】
別の有利な実施形態によれば、巻線温度を特徴付ける量が検出され、この巻線温度を特徴付ける温度に依存して等価抵抗が求められる。ここで、巻線温度とは、同期機のステータ内の巻線のその時その時の温度である。このようにして、各相巻線の抵抗の温度依存性が十分に考慮される。
【００１０】
別の有利な実施形態によれば、駆動用に同期機に割当てられた電力増幅器の温度に関して、特性量が検出され、この電力増幅器温度を特徴付ける量に依存して等価抵抗が求められる。これは、各電力増幅器の抵抗が強い温度依存性を有していること、とりわけ、ＭＯＳＦＥＴトランジスタを使用した場合には強い非線形の温度依存性が生じることに基づいている。したがって、これはモータ電流の推定値を非常に正確に求めることにも寄与する。
【００１１】
別の有利な実施形態によれば、同期機の動作中、等価抵抗はモータ電流の推定値よりも低い更新速度で更新される。このようにして、温度の変動性はそれほど大きくないということが利用され、計算リソースの節約が可能となる。
【００１２】
別の有利な実施形態によれば、ロータ温度を特徴付ける量が求められる。さらに、結合磁束がロータを特徴付ける量に依存して求められ、モータ電流の推定値がロータを特徴付ける量に依存して求められる。これは、結合磁束もまた、とりわけロータが永久磁石を備えている場合には、強く温度依存する特性を有するということに基づいている。このようにして、モータ電流の推定値は同期機の動作中に特に正確に求められる。
【００１３】
これに関連して、結合磁束がモータ電流の推定値よりも低い更新速度で更新されるようにすると有利である。これに関連して、温度の変動性はそれほど大きくないということが利用され、計算リソースの節約が可能となる。
【００１４】
別の有利な実施形態によれば、モータインダクタンスがロータとともに回転する座標系におけるモータ電流の推定値に依存して求められ、モータ電流の推定値はモータインダクタンスに依存して求められる。このようにして、モータインダクタンスのモータ電流への非線形依存性が簡単に考慮されうるので、モータ電流の推定値は非常に正確に求められる。
【００１５】
これに関連して、モータインダクタンスがモータ電流の推定値よりも低い更新速度で更新されるようにすると有利である。ここでも、モータインダクタンスは実際の駆動ではモータ電流の推定値の更新速度に比べて明らかに低い動特性に服するものであるから、モータ電流の推定値を求める際に精度を損なうことなく計算リソースを節約することができるという認識が利用される。
【００１６】
別の有利な実施形態によれば、等価抵抗または結合磁束はモータインダクタンスよりも低い更新速度で求められる。これは、等価抵抗と結合磁束がモータインダクタンスよりも低い動特性に服するものであるため、モータ電流の推定値を求める際に目立って精度を損なうことなく計算リソースを非常に特定的に使用することができるという認識に基づいている。
【００１７】
別の有利な実施形態によれば、等価抵抗または結合磁束はステータに対するロータの回転速度よりも低い更新速度で求められる。これもまた、ロータの回転速度が等価抵抗または結合磁束よりも高い動特性を有しているため、モータ電流の推定値を求める際に目立って精度を損なうことなく、できるだけ効率的な計算という意味で特定的に計算リソースを使用することができるという認識に基づいている。
【００１８】
別の有利な実施形態によれば、モータ電流の推定値は実際値として制御器に供給される。この制御器の操作量が、ロータとともに回転する座標系における同期機の電圧の目標値である。このようにして、同期機の正確かつ動的な制御が可能となる。
【００１９】
別の有利な実施形態によれば、モータ電流の測定値は同期機の導体内で電流センサ系により検出され、ロータとともに回転する座標系へ変換される。さらに、これらの測定値は推定値によって妥当性検査が為され、この妥当性検査に応じて診断メッセージが行われる。このようにして、同期機の動作中に簡単な監視が可能となり、冗長性も得られる。これは特に安全性の面で有利となりうる。
【００２０】
別の有利な実施形態によれば、診断メッセージは電流センサ系の故障に関するメッセージを含む。このようにして、付加的なセンサ系なしに電流センサ系の故障を検出し、有利には措置を講じることができる。
【００２１】
別の有利な実施形態によれば、電流センサ系の故障が検出された後、同期機は非常動作モードで、それも、ロータとともに回転する座標系におけるモータ電流の測定値には依存せず、代わりにモータ電流の推定値に依存して駆動される。このようにして、安全かつ快適な非常動作が可能になる。とりわけ、同期機を安全な状態で正確に運転することができ、場合によってはスイッチオフすることができる。
【００２２】
別の態様によれば、本発明は同期機を駆動するための方法とその有利な実施形態を実行するプロセッサにより実行可能なプログラム命令を含むコンピュータ可読媒体を含んだコンピュータプログラム製品として特徴付けられる。
【００２３】
以下では、概略図に基づき、本発明の実施例を例示的に解説する。
【００２４】
図１は、同期機を駆動する装置の第１のブロック回路図を示しており、
図２は、観察器の第１の基本実施形態を示しており、
図３は、図２の観察器の具体的な実施形態を示しており、
図４は、同期機を駆動する装置の第２の実施形態を示しており、
図５は、同期機の動作中に診断ユニットで処理されるプログラムのフローチャートを示している。
【００２５】
同一の構造または機能を有する要素には図を跨いで同じ参照記号が付されている。
【００２６】
同期機ＰＭＳＭは、それぞれ１２０°ずつずらして配置された３つの相巻線を有するステータを含んでいる。さらに、同期機ＰＭＳＭは永久磁石上に配置されたロータを含んでいる。永久磁石を備えたロータは、回転対称に（非突極回転子）または極が突出した形（突極回転子）で形成されているものとしてよい。ステータは対称三相巻線を含んでいる。
【００２７】
位置センサＰＯＳが設けられており、この位置センサＰＯＳを用いて、ステータ上の所定の基準マークに対する回転極板の角度を検出することができる。位置センサの測定信号は信号処理ユニットを含むブロックＢ１に渡され、位置センサの測定信号からロータの回転角度Φとステータに対する回転速度ωsが計算される。位置センサは例えばレゾルバとして形成されているものとしてもよいが、例えばホール素子等を含むインクリメンタル位置センサとしてもよい。
【００２８】
ブロックＢ３はフィードフォワード部を含んでおり、フィードフォワード値を求めるように構成されている。ブロックＢ３の入力側には、ステータに対するロータの回転速度ωs、ステータに対するロータの回転角度Φ、ｑモータ電流の目標値iq(REF)およびｄモータ電流の目標値id(REF)が供給される。
【００２９】
ｄモータ電流ないしｑモータ電流は、ｄ-ｑ座標系と呼ばれるロータとともに回転する座標系におけるモータ電流を意味する。
【００３０】
ｑモータ電流の目標値iq(REF)は、同期機ＰＭＳＭの所望トルクの設定という趣旨で、好ましくは他の機能ユニットにより予め設定されている。
【００３１】
ブロックＢ５は、ロータとともに回転する座標系において同期機ＰＭＳＭのモータ電流の推定値iq(EST)，id(EST)を求めるように構成された観察器を含んでいる。これは、好適には、ｄ電圧の目標値ud,q電圧の目標値uq、電力増幅器温度θECU、巻線温度θMOTORおよびｑモータ電流ないしｄモータ電流の以前に求められた推定値iq(EST)，id(EST)に依存して行われる。
【００３２】
観察器のより詳しい実施形態については、図２および３のブロック回路図に基づいて後で説明する。
【００３３】
結合点VK1では、ｑモータ電流の目標値iq(REF)とｑモータ電流の実際値iq(ACT)を形成する推定値iq(EST)との差が求められ、この差はその後ｑ制御器を含むブロックＢ７に制御偏差として供給される。ｑ制御器は例えばＰＩ制御器として形成されているものとしてよい。  ｑ制御器は出力側に相応する制御器値を形成する。この制御器値はその後結合点ＶＫ２においてブロックＢ３のフィードフォワード部の相応するフィードフォワード値と結合され、ｑ電圧の目標値ｕqが形成される。
【００３４】
ブロックＢ９は弱め界磁制御部を含んでおり、入力側にはアクチュエータＳの実際の供給電圧とｄ電圧およびｑ電圧の目標値ｕd,ｕqが供給される。ブロックＢ９の出力値はｄモータ電流の目標値id(REF)である。
【００３５】
結合点VK3では、ｄモータ電流の目標値id(REF)とｄモータ電流の実際値id(ACT)の差がブロックＢ１１のｄ制御器の制御偏差として求められる。ｄモータ電流の実際値id(ACT)にはｄモータ電流の推定値id(EST)が対応付けられる。
【００３６】
ｄ制御器は例えばＰＩ制御器として形成されているが、ｑ制御器として、あるいは、この目的に適するものとして当業者に知られている他の制御器として形成してもよい。
【００３７】
ｄ制御器は出力側に相応の制御器値を形成する。この制御器値はその後結合点ＶＫ４においてフィードフォワード部の相応するフィードフォワード値と結合され、ｄ電圧の目標値ｕdが形成される。
【００３８】
ブロックＢ１３は(d,q)/(r,s,t)変換ブロックを含んでいる。この(d,q)/(r,s,t)変換ブロックは、逆パーク変換およびクラーク変換と、ｑ-ｄ座標系から対応するｒ-ｓ-ｔ座標系への相応する変換を実行するので、同期機の相応する導体電圧を予め設定するために使用される。ｄ-ｑ座標系は、同期機の定常動作時の正確な回転角度Φが知られれば、相応する変換されたモータ電流および電圧が時不変であるという特徴を備えている。
【００３９】
アクチュエータＳはその入力値としてブロックＢ１３の出力値を有している。アクチュエータは好適には空間ベクトルパルス幅変調器を含んでおり、この空間ベクトルパルス幅変調器は、同様にアクチュエータ内に形成された三相インバータ向けに、パルス幅変調された操作量を生成する。三相インバータは同期機に所望の相電圧を供給する。
【００４０】
観察器Ｂ５（図２）は、微分方程式Ｆ１−Ｆ４を、とりわけＦ２およびＦ４を解き、ｄ-ｑ座標系におけるモータ電流の推定値id(EST)およびiq(EST）を求めるように形成されている。微分方程式Ｆ１−Ｆ４はモータ電流に関する"(EST)"とは関係なしに一般的な形で示されており、t0は相応する必要な積分の開始時点を表している。微分方程式Ｆ１−Ｆ４では、等価オーム抵抗Rs、ｄモータインダクタンスLd,qモータインダクタンスLqが大文字で記されている。これらは所定のサンプリング期間において新たに求められるときには相応して小文字rs、id、iqで記される。
【００４１】
図３には、ブロックＢ５における微分方程式Ｆ２およびＦ４の好適な実装、それも例えば微分方程式Ｆ５，Ｆ６により予め与えられた相応する微分方程式の形での実装が示されている。角括弧内の各項によりそれぞれの値の更新時点が表されている。これに関して、nは例えばおよそ１００マイクロ秒となる最高の更新速度として用いられ、mは例えばおよそ１ミリ秒となる中程度の更新速度を表し、kは例えば１０〜１００ミリ秒である低い更新速度を表す。したがって、id[n-1]は直前のサンプリングまたは算出で求められた相応するｄモータ電流を表す。異なるサンプリング速度を用意することで計算リソースが特定的に使用されるため、ｄ,ｑモータ電流の推定値id(EST)およびiq(EST）を求める際に実質的に精度を損なうことなく、全体的に計算リソースを節約することができる。
【００４２】
好適には、微分方程式Ｆ５およびＦ６は、相応する微分方程式解法、特に、方程式Ｆ７およびＦ８によって表されるような１次オイラー法を用いた微分方程式解法により解かれる。係数ｈは積分のステップ幅を表しており、とりわけ処理持続時間に相当し、更新速度ｎと同一である。
【００４３】
ｄモータ電流およびｑモータ電流の相応する更新は、周期的に行われる方程式Ｆ７およびＦ８による微分方程式Ｆ５およびＦ６のそれぞれの求解の後に行われる。
【００４４】
等価オーム抵抗rsは固定的に設定されているものとしてよい。しかし、等価オーム抵抗rsは関係式Ｆ１１に従って求められることが好ましい。電力増幅器温度θECUは、例えば電力増幅器を含むアクチュエータＳの内部で、適切な温度センサを用いて検出してもよいし、また別の観察器を用いて必要に応じて推定してもよい。巻線温度θMOTORは適切に配置された温度センサにより求められる。好適には、電力増幅器抵抗recuと巻線抵抗rMOTORを求めるために、試行またはシミュレーションにより前もって求められた特性曲線が同期機を駆動する装置に記憶されている。付加的または代替的に、他のやり方で数値計算的に算出を行ってもよい。
【００４５】
結合磁束Ψも同じく適切な特性曲線を介してロータ温度θROTORに依存して求められることが好ましい（Ｆ１２参照）。ロータ温度θROTORは、ロータ温度θROTORと巻線温度θMOTORの間の関係を写し取った適切なモデルに従い、巻線温度θMOTORに依存して求められる。このモデルも同様に前もって適切な試行またはシミュレーションにより求められたものであることが好ましい。
【００４６】
ｄモータインダクタンスldおよびｑモータインダクタンスlqは好適にはｄ,ｑモータ電流の現時点の推定値id(EST)、iq(EST）に依存して、それも中程度のサンプリング速度に従って決定される（Ｆ１３，Ｆ１４参照）。フィードフォワード制御装置では、モータインダクタンスをｄ,ｑモータ電流の目標値id(REF)、iq(REF)にも依存して決定することができる。
【００４７】
あるいは、微分方程式Ｆ５，Ｆ６のすべての値と計算規則Ｆ７−Ｆ１０を同じサンプリング速度でそれぞれ新たに計算してもよい。
【００４８】
同期機ＰＭＳＭを駆動する装置の第２の実施形態は図４に示されている。この実施形態は、同期機ＰＭＳＭの伝導電流の測定値を捕らえ、(r,s,t)/(d,q)変換ブロックを含むブロック１５に供給する電流センサ系ＩＳＥＮＳが設けられており、(r,s,t)/(d,q)変換ブロックにより伝導電流の測定値がｄモータ電流の実際値id(ACT)とｑモータ電流の実際値iq(ACT)に変換される点で、図４による第１の実施形態と異なっている。
【００４９】
さらに、診断ユニットを含むブロック１７が設けられている。診断ユニットはｄモータ電流ないしｑモータ電流の実際値id(ACT)、iq(ACT)をｄモータ電流ないしｑモータ電流の推定値id(EST)、iq(EST）で妥当性検査し、この妥当性検査から診断メッセージを導出するように構成されている。
【００５０】
診断メッセージを導出するために、ブロック１７において、以下に図５のフローチャートに基づいてより詳しく説明されるプログラムが処理される。このプログラムはステップＳ１において必要に応じて変数を初期化することでスタートする。
【００５１】
ステップＳ２では、ｄモータ電流の実際値id(EST)による実際値id(ACT)の妥当性検査および／またはｑモータ電流の推定値iq(EST）によるiq(ACT)の妥当性検査が行われる。ステップＳ２での妥当性検査の結果に依存して、ステップＳ３において、診断メッセージに関する判断が為される。したがって、例えばステップＳ３において、実際値id(ACT)、iq(ACT)と推定値id(EST)、iq(EST)との間に妥当でない偏差があれば、電流センサ系の故障が識別される。この場合には、例えばステップＳ５において、同期機ＰＭＳＭを非常動作モードで制御するようにしてよい。この動作モードにおいて、同期機ＰＭＳＭは好適にはブロックＢ７およびＢ１１での制御に関連してｑモータ電流ないしｄモータ電流の推定値iq(EST)ないしid(EST)を印加され、次いで好適には安全な状態で運転され、その後スイッチオフされる。しかし、より長い時間にわたって同期機ＰＭＳＭを相応して駆動してもよい。
さらに、ステップＳ２における妥当性検査の結果に応じて、ステップＳ３においてもステップＳ４への分岐判断が行われる。ステップＳ４では、目標値id(EST)および／または目標値iq(REF)が、必要に応じてｄモータ電流の推定値id(EST)と実際値id(ACT)との間の偏差ないし推定値iq(EST)と実際値iq(ACT)との間の偏差に依存して適応調整される。これに関して、このようなモデル誤差を同期機ＰＭＳＭまたはアクチュエータＳの個々の構成要素の温度特性を顧慮して補正するようにしてもよい。あるいは、別の診断メッセージを行うことのできる、または全く診断メッセージを行うことのできないステップＳ６に分岐してもよい。
【００５２】
同期機ＰＭＳＭは突極機の代わりに例えば非突極機としてもよく、原則として回転極板上の永久磁石の代わりに励磁巻線を含むものとしてよい。
【００５３】
結合点ＶＫ１−ＶＫ４を含めたブロックＢ１−Ｂ５またはそのサブセットの機能は、部分的にも全体的にもソフトウェアまたはハードウェアまたはその組み合わせの形態で形成されているものとしてよい。これに対応するコンピュータプログラム製品は、同期機を駆動するように形成された、コンピュータにより実行可能なプログラム命令を含んだコンピュータ可読媒体上で提供されるものとしてよい。このコンピュータ可読媒体は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリカード、ハードディスクまたは他の何らかの適切なコンピュータ可読媒体、例えばコンピュータネットワーク内の記憶媒体としてよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】同期機を駆動する装置の第１のブロック回路図を示す。
【図２】観察器の第１の基本実施形態を示す。
【図３】図２の観察器の具体的な実施形態を示す。
【図４】同期機を駆動する装置の第２の実施形態を示す。
【図５】同期機の動作中に診断ユニットで処理されるプログラムのフローチャートを示す。
【図１】
2009526511.tif 000003
【図２】
2009526511.tif 000004
【図３】
2009526511.tif 000005
【図４】
2009526511.tif 000006
【図５】
2009526511.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月1日(2007.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つの相巻線が割り当てられたステータとロータとを有する同期機（ＰＭＳＭ）を動作させるための方法において、前記同期機のモータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）を前記ロータとともに回転する座標系において観察器を用いて求める、それも前記ロータとともに回転する座標系における前記同期機の電圧目標値（ud，uq）と、モータインダクタンス（ld，lq）とに依存して求める、ただし、前記モータインダクタンス（ld，lq）は前記モータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）に依存して求められることを特徴とする、同期機（ＰＭＳＭ）を動作させるための方法。
【請求項２】
等価オーム抵抗（rs）を温度に依存して求め、前記モータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）を前記等価オーム抵抗（rs）に依存して求める、請求項１記載の方法。
【請求項３】
巻線温度（θMOTOR）を特徴付ける量を検出し、当該巻線温度（θMOTOR）を特徴付ける量に依存して前記等価抵抗（rs）を求める、請求項２記載の方法。
【請求項４】
駆動用に前記同期機（ＰＭＳＭ）に割当てられた電力増幅器の電力増幅器温度（θECU）を特徴付ける量を検出し、当該電力増幅器温度（θECU）を特徴付ける量に依存して前記等価抵抗（rs）を求める、請求項２または３記載の方法。
【請求項５】
前記等価抵抗（rs）を前記モータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）よりも低い更新速度で更新する、請求項２から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
ロータ温度（θROTOR）を特徴付ける量を求め、当該ロータ温度（θROTOR）を特徴付ける量に依存して結合磁束（Ψ）を求め、前記モータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）の少なくとも一方を前記ロータ温度（θROTOR）を特徴付ける量に依存して求める、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記結合磁束（Ψ）を前記モータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）よりも低い更新速度で更新する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記モータインダクタンス（ld，lq）を前記モータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）よりも低い更新速度で更新する、請求項１から７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記等価抵抗（rs）または前記結合磁束（Ψ）を前記モータインダクタンス（ld，lq）よりも低い更新速度で求める、請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記等価抵抗（rs）または前記結合磁束（Ψ）を前記ロータの前記ステータに対する回転速度（ωs）よりも低い更新速度で求める、請求項２から９のいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
前記モータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）を実際値（id(ACT)，iq(ACT)）として制御器に供給する、ただし、前記制御器の操作量は前記ロータとともに回転する座標系における前記同期機（ＰＭＳＭ）の電圧目標値（ud，uq）である、請求項１から１０のいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
モータ電流の測定値を前記同期機（ＰＭＳＭ）の導体内で電流センサ系により検出し、前記ロータとともに回転する座標系へ変換し、前記測定値を前記ロータとともに回転する座標系内で前記推定値により妥当性検査し、当該妥当性検査に応じて診断メッセージを行う、請求項１から１１のいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
前記診断メッセージは前記電流センサ系（ＩＳＥＮＳ）の故障に関するメッセージを含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記電流センサ系（ＩＳＥＮＳ）の故障が検出された後、前記同期機（ＰＭＳＭ）は非常動作モードで駆動される、それも前記ロータとともに回転する座標系における前記モータ電流の測定値には依存せず、代わりに前記モータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）に依存して駆動される、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
３つの相巻線が割り当てられたステータとロータとを有する同期機（ＰＭＳＭ）を駆動するための装置において、前記装置は、前記同期機のモータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）を前記ロータとともに回転する座標系において観察器を用いて求める、それも前記ロータとともに回転する座標系における前記同期機の電圧目標値（ud，uq）と、モータインダクタンス（ld，lq）とに依存して求めるように構成されており、さらに前記装置は、前記モータインダクタンス（ld，lq）を前記モータ電流の推定値（id(EST)，iq(EST)）に依存して求めるように構成されていることを特徴とする、同期機（ＰＭＳＭ）を駆動するための装置。
【請求項１６】
請求項１から１４のいずれか１項記載の方法により同期機を駆動するように構成された、コンピュータにより実行可能なプログラム命令を有するコンピュータ可読媒体を含むことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
刊行物"Field Oriented Control of Three-Phase AC-motors", Texas Instruments, BPRA 073, Texas Instruments Europe, 1998からは、同期機向けの電流ベクトル制御が公知である。この電流ベクトル制御では、同期機の伝導電流を検出するために電流センサ系が設けられている。検出された伝導電流は、クラーク-パーク変換により、ロータとともに回転する座標系に、すなわちｄ-ｑ座標系に変換される。次に、変換されたｄモータ電流とｑモータ電流が相応するｄ-ｑモータ電流の目標値との制御偏差を求めるための結合点に渡され、制御偏差はそれぞれＰＩ制御器に渡される。各ＰＩ制御器の操作量はそれぞれｄないしｑ電圧であり、逆パーク変換を施され、空間ベクトルパルス幅変調器に供給される。空間ベクトルパルス幅変調器は同期機向けに適切な伝導電流を発生させるために３相インバータに働きかける。
ＥＰ  １４１１６２９  Ａ１からは、同期機の駆動のために、同期機のモータ電流の測定値を検出し、これらの測定値をロータとともに回転する座標系におけるモータ電流の実際値に変換することが公知である。さらには、ｄ軸モータ電流とｑ軸モータ電流を推定する、それも実際のｄ軸モータ電流と実際のｑ軸モータ電流とに基づいて同期機の電圧のｑ軸目標値とｄ軸目標値とに依存して推定する電流観察器も提供されている。
ＷＯ  ２００５／０２５０４６からは、同期リニアモータを制御する方法とこの方法を実行する回路装置が公知である。付属するパワーインバータは一次側と電流測定装置への通電を計算するためのモデルを含んでいる。このモデルにより、２軸系における電流の実際値が三相電流系における電流の測定値に依存して求められる、それも一次側の２軸系への変換により求められる。
ＤＥ  １０２５４７５２  Ａ１からは、ブラシレスモータの故障検出のために、少なくとも１つの第１のモータ特性量を測定または求め、第１のモータ特性量に基づき、第２の推定モータ特性量を推定することが公知である。さらに、第２の推定モータ特性量は測定されたまたは求められたモータ特性量と比較され、この比較に応じてモータの故障が検出される。
ＥＰ  １３０３０３５  Ａ１からは、同期機を制御するためのシステムが公知である。測定された電流値はｄ-ｑ座標系に変換される。これらの値は実際値として電流制御器に供給される。なお、この電流制御器の操作量がｄ-ｑ座標系における電圧の目標値である。
【国際調査報告】
2009526511.tif 000008
2009526511.tif 000009
2009526511.tif 000010
2009526511.tif 000011