(57)【要約】  可変磁化マシン制御装置（１００）が、電流指令値モジュール（１０２）と、磁化モジュール（１０４）と、減少電流モジュール（１０６）とを備える。電流指令値モジュール（１０２）は、トルク指令値に基づいて、ｄｑ軸のベクトル電流指令値を計算する。磁化モジュール（１０４）は、磁化制御パルスをベクトル電流指令値のｄ軸電流に印加する。したがって、減少電流モジュール（１０６）は、トルク指令値と、可変磁化マシン（１０）の推定トルク及び可変磁化マシン（１０）の測定トルクの一方とに基づいて、ベクトル電流指令値のｑ軸電流に減少電流を印加する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルク指令値に基づいて、ｄｑ軸のベクトル電流指令値を算出するように構成された電流指令値モジュールと、
前記ベクトル電流指令値のｄ軸電流に磁化制御パルスを印加するように構成された磁化モジュールと、
前記トルク指令値と、前記可変磁化マシンの推定トルク及び前記可変磁化マシンの測定トルクの一方とに基づいて、前記ベクトル電流指令値のｑ軸電流に減少電流を印加するように構成された減少電流制御モジュールと
を備える可変磁化マシン制御装置。
【請求項２】
前記減少電流モジュールは、さらに、前記トルク指令値と前記推定トルクとの差に基づいて前記減少電流を算出するように構成される
請求項１に記載の可変磁化マシン制御装置。
【請求項３】
前記磁化モジュールは、さらに、前記磁化制御パルスの値に応じて比例積分補償器の利得を調整するために、前記磁化制御パルスを提供するように構成される
請求項１又は２に記載の可変磁化マシン制御装置。
【請求項４】
前記減少電流制御モジュールは、正突極機として構成された前記可変磁化マシンでは正のパルスに関する利得を減少し、負突極機として構成された前記可変磁化マシンでは正のパルスに関する利得を増加するように構成される
請求項１〜３のいずれか一項に記載の可変磁化マシン制御装置。
【請求項５】
前記磁化モジュールは、さらに、前記磁化モジュールが出力する磁化制御パルスに応じて前記減少電流を変更するように構成される
請求項１〜４のいずれか一項に記載の可変磁化マシン制御装置。
【請求項６】
前記可変磁化マシンの推定固定子鎖交磁束のｄｑ軸ベクトルと、前記可変磁化マシンに提供される測定電流とに基づいて、前記推定トルクを計算するように構成されたトルク推定器
をさらに備える請求項１に記載の可変磁化マシン制御装置。
【請求項７】
オブザーバとプラントとの出力の差の値から得られる補償値を比例積分制御装置の補償と加算して合計値を生成し、前記合計値が前記オブザーバの状態に加算されて、前記可変磁化機に関連付けられる機械電気状態変数に関するルーエンバーガー型のオブザーバを生成することによって、固定子鎖交磁束を推定するように構成された固定子鎖交磁束推定器
をさらに備える請求項６に記載の可変磁化マシン制御装置。
【請求項８】
前記磁化モジュールは、さらに、前記電流指令値モジュールによって出力された前記ベクトル電流指令値に従って前記磁化制御パルスの振幅を変更するように構成される
請求項１〜７のいずれか一項に記載の可変磁化マシン制御装置。
【請求項９】
前記磁化モジュールは、さらに、前記磁化制御パルスと電流ｉd*の値との和が前記可変磁化マシンに対して規定の磁化レベルを生じるｄ軸電流を提供するように、前記磁化制御パルスの振幅を設定するように構成される
請求項８に記載の可変磁化マシン制御装置。
【請求項１０】
前記磁化制御パルスが、台形パルスであり、前記可変磁化マシンの固定子反応ＬD＊ｄｉD／ｄｔが前記可変磁化マシンに電圧を供給する電圧源で許容される値を超えるのを防止する
請求項１〜９のいずれか一項に記載の可変磁化マシン制御装置。
【請求項１１】
可変磁化マシンを制御するための方法であって、
トルク指令値に基づいて、ｄｑ軸のベクトル電流指令値を算出し、
前記ベクトル電流指令値のｄ軸電流に磁化制御パルスを印加し、
前記トルク指令値と、前記可変磁化マシンの推定トルク及び前記可変磁化マシンの測定トルクの一方とに基づいて、前記ベクトル電流指令値のｑ軸電流に減少電流を印加すること
を含む方法。
【請求項１２】
前記減少電流の印加が、前記トルク指令値と前記推定トルクとの差に基づいて前記減少電流を算出することを含む
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記磁化モジュールが出力する前記磁化制御パルスに応じて減少電流を変更すること
をさらに含む請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記可変磁化マシンの推定固定子鎖交磁束のｄｑ軸ベクトルと、前記可変磁化マシンに供給される測定電流とに基づいて、前記推定トルクを算出すること
をさらに含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記磁化制御パルスの印加は、前記ベクトル電流指令値に応じて前記磁化制御パルスの振幅を変更することを含む
請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記磁化制御パルスの印加は、前記磁化制御パルスと電流ｉd*の値との和が前記可変磁化マシンに対して規定の磁化レベルを生じるｄ軸電流を提供するように、前記磁化制御パルスの振幅を設定することを含む
請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、可変磁化マシン制御装置に関する。より具体的には、本発明は、電気自動車又はハイブリッド電気自動車で採用される電気モータなど、可変磁化マシンの磁化レベルを変更するための制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車及びハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）は、車両用の駆動源として動作する電気モータを含む。純粋な電気自動車では、電気モータは、唯一の駆動源として動作する。他方、ＨＥＶは、電気モータと、従来の燃焼機関とを含み、これらは、当技術分野で理解される条件に基づいて車両用の駆動源として動作する。
【０００３】
電気自動車及びＨＥＶは、当技術分野で理解されるように、可変磁化特性を有する電気モータを採用することができる。例えば、モータによって発生されるトルクを増加させるためにモータの磁化レベルを増加させることができる。したがって、例えば他車を追い越すために運転者が車両を加速させることを試みるとき、モータ制御装置は、モータのトルク出力を増加させるために、磁化レベルを変更することができ、結果として、車両速度を増加させる。
【０００４】
そのような電気モータの磁化レベルを増加させるための幾つかの技法が存在する。１つの技法（従来技法１）では、モータのｄ軸電流のみが増加される。これにより、電気モータが脈動トルクを出力し、脈動トルクは、脈動ｄ軸電流により、また磁化レベルの変化により脈動する。特開２００９−１５３２９６号に記載されているような別の技法（従来技法２）では、制御装置が、ルックアップテーブルから検索された値に基づいてモータの磁化レベルを設定することができる。それを行う際、制御装置は、ｄ軸電流、及びｑ軸電流も調整することができる。しかし、当技術分野で理解されるように、ｑ軸電流は開ループ（フィードフォワード）制御を使用して決定されるので、２次元ルックアップテーブルは、モータによって出力される一定のトルクを維持する必要がある。さらに当技術分野で理解されるように、そのようなルックアップテーブルの作成は、非常に複雑であり、時間がかかる。また、閉ループ制御が使用されるので、モータが大量生産で製造されるときでさえ、個々のモータの異なる特性により、同じルックアップテーブルが異なるモータに必ずしも有用でないことがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、車両用の可変磁化モータなど可変磁化マシンのための改良された制御装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
既知の技術の状況に鑑みて、開示される実施形態による可変磁化マシン制御装置の１つの態様は、電流指令値モジュールと、磁化モジュールと、減少電流モジュールとを備える。電流指令値モジュールは、トルク指令値に基づいて、ｄｑ軸でのベクトル電流指令値を計算する。磁化モジュールは、磁化制御パルスをベクトル電流指令値のｄ軸電流に印加する。したがって、減少電流モジュールは、トルク指令値と、可変磁化マシンの推定トルク及び可変磁化マシンの測定トルクの一方とに基づいて、ベクトル電流指令値のｑ軸電流に減少電流を印加する。
【０００７】
次に、本開示の一部を成す添付図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、開示される実施形態による可変磁化マシンの概略部分断面図である。
【図２】図２は、開示される実施形態による可変磁化マシン制御装置の構成要素の例示的なブロック図である。
【図３】図３は、図２に示される構成要素、及び開示される実施形態による可変磁化マシン制御装置のさらなる構成要素を示す例示的なブロック図である。
【図４】図４は、図３に示される固定子鎖交磁束オブザーバの例示的ブロック図である。
【図５】図５は、図３に示される可変磁化マシン制御装置によって実施される操作の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、小さなｄ軸電流信号に関する、図３に示される可変磁化マシン制御装置によって出力されるときの、時間に対するｄ軸電流信号の一例を示すグラフである。
【図７】図７は、大きなｄ軸電流信号に関する、図３に示される可変磁化マシン制御装置によって出力されるときの、時間に対するｄ軸電流信号の一例を示すグラフである。
【図８】図８は、図１に示される可変磁化マシン制御装置の速度に対する可変磁化マシンのトルクの一例を示すグラフである。
【図９】図９は、図１に示される可変磁化マシンの磁化中のｄ軸電流パルスに対する磁化レベルの一例を示すグラフである。
【図１０】図１０は、図１に示される可変磁化マシンの消磁中のｄ軸電流パルスに対する磁化レベルの一例を示すグラフである。
【図１１】図１１は、従来の磁化プロセスと比較されたときの、可変磁化マシン制御装置によって実施される可変磁化マシンの磁化プロセス中のｄ軸電流信号の挙動の一例を示すグラフである。
【図１２】図１２は、従来の磁化プロセスと比較されたときの、可変磁化マシン制御装置によって実施される可変磁化マシンの消磁プロセス中のｄ軸電流信号の挙動の一例を示すグラフである。
【図１３】図１３は、別の開示される実施形態による可変磁化マシン制御装置の構成要素を示す例示的なブロック図である。
【図１４】図１４は、図１３に示される可変磁化マシン制御装置の通常制御モジュール、磁化電流パルス制御モジュール、減少電流制御モジュール、及び電流調整器の例を示す例示的ブロック図である。
【図１５】図１５は、可変磁化マシン制御装置の別の実施形態の通常制御モジュール、磁化電流パルス制御モジュール、減少電流制御モジュール、及び電流調整器の例を示す例示的ブロック図である。
【図１６】図１６は、可変磁化マシン制御装置の別の実施形態の通常制御モジュール、磁化電流パルス制御モジュール、減少電流制御モジュール、及び電流調整器の例を示す例示的ブロック図である。
【図１７】図１７は、正突極可変磁化マシンを制御するときの、可変磁化マシン制御装置の一実施形態によって出力される磁化パルス電流の一例を示すグラフである。
【図１８】図１８は、負突極可変磁化マシンを制御するときの、可変磁化マシン制御装置の一実施形態によって出力される磁化パルス電流の一例を示すグラフである。
【図１９】図１９は、本明細書で述べる実施形態による、可変磁化マシン制御装置の固定子鎖交磁束オブザーバの別の実施形態の例示的ブロック図である。
【図２０】図２０は、本明細書で述べる実施形態による可変磁化マシン制御装置の磁化電流パルス制御モジュール一例を示す例示的ブロック図である。
【図２１】図２１は、デッドビートダイレクトトルク磁束制御アルゴリズムを有する磁化電流制御モジュールの別の実施形態の例示的ブロック図である。
【図２２】図２２は、本明細書で述べる可変磁化マシン制御装置の一実施形態によって実施される磁化プロセス中の、時間に対する電流の一例を示すグラフである。
【図２３】図２３は、本明細書で述べる可変磁化マシン制御装置の一実施形態によって実施される磁化プロセス中のｑ軸電流とｄ軸電流との関係の一例を示すグラフである。
【図２４】図２４は、本明細書で述べる可変磁化マシン制御装置の一実施形態によって実施される磁化プロセス中の、可変磁化マシンのトルクの一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ここでは、図面を参照して、選択された実施形態を説明する。実施形態の以下の説明は例示のために提供されるにすぎず、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によって定義される本発明を限定する目的では提供されていないことが、当業者には本開示から明らかであろう。
【００１０】
図１に示されるように、可変磁化マシン１０（可変磁化モータと呼ぶこともある）が、回転子１２と固定子１４を含む。可変磁化マシン１０は、任意のタイプの電気自動車又はＨＥＶ、例えば自動車、トラック、ＳＵＶなど、及び当技術分野で理解される任意の他のタイプの装置で採用することができる。回転子１２と固定子１４は、金属又は当技術分野で理解される任意の他の適切な材料から形成することができる。
【００１１】
この例では、回転子１２は、フラックスバリア１６及び１８の複数の対を含むように構成され、フラックスバリア１６及び１８は、エアギャップとして構成することができる。又は当技術分野で従来使用されている任意の適切なタイプの絶縁材料を含んでもよい。フラックスバリア１６及び１８のただ１つの完全な対及び２つの部分的な対が示されているが、この例では、６対のフラックスバリア１６及び１８を、回転子１２の外周縁の周りに６０度の角度で離隔配置することができる。当然、回転子１２は、可変磁化マシン１０が採用される環境に適切と考えられる数のフラックスバリア１６及び１８の対を含むことができる。また、この例に示されるように、モータのｑ軸が、１対のフラックスバリア１６及び１８の中心を通る。しかし、フラックスバリア１６及び１８の対は、本明細書で論じる実施形態の動作性を実現するために、ｑ軸に関して任意の適切な位置に位置決めすることができる。
【００１２】
さらに示されるように、回転子１２の表面ブリッジ２０が、各フラックスバリア１８の半径方向外側の境界と、回転子１２の外周２２との間に存在する。さらに、ｄ軸磁束バイパス２４が、フラックスバリア１６及び１８の各隣接する対の間に存在する。この例では、表面ブリッジ２０及びｄ軸磁束バイパスは、回転子１２と同じ材料から形成される。しかし、表面ブリッジ２０及びｄ軸バイパス２４は、当技術分野で知られている任意の適切なタイプの材料から形成することができる。
【００１３】
さらに、複数の低保磁力磁石２６が、回転子１２の円周に、フラックスバリア１６及び１８の隣接する対の間に離隔配置される。示されるように、これらの磁石２６はそれぞれ、隣接するフラックスバリア１６の部分に対して垂直又は実質的に垂直な方向における長手方向に延びる。しかし、磁石２６は、任意の適切なサイズ及び形状で構成することができる。また、この例では、回転子１２は６つの磁石２６を含み、磁石２６は、６対のフラックスバリア１６及び１８の間に位置決めされ、回転子１２の周りに、円周方向に６０度の間隔で離隔配置される。しかし、磁石２６の数は、フラックスバリア１６及び１８の対の数の変化に応じて変わってよい。さらに、各磁石２６は複数の磁石により構成されてもよい。この例では、ｄ軸は、磁石２６の中心を通る。しかし、磁石２６は、本明細書で論じる実施形態の動作性を実現するために、ｄ軸に対して任意の適切な位置に位置決めすることができる。
【００１４】
固定子１４は、複数の固定子ティース２８と、巻線（図示せず）など他の構成要素とを含み、それらの構成要素は、任意の従来の様式で構成されていてよい。この例では、固定子ティース２８は、当技術分野で知られているように広幅の固定子ティースとして構成される。しかし、固定子ティース２８は、任意の適切なサイズを有することができ、固定子１４は、本明細書で論じる実施形態の動作性を実現するために、任意の数の固定子ティース２８を含むことができる。この例では、固定子ティース２８は、固定子１４の内周３０に開いているが、所望であれば閉じることもできる。また、エアギャップ３２が、回転子１２の外周２２と固定子の内周３０との間に存在して、回転子１２が軸３４の周りで無制限に又は実質的に無制限に回転できるようにする。
【００１５】
開示される実施形態による可変磁化マシン制御装置１００を、図２〜図４を参照して以下に述べる。この実施形態、及び本明細書で述べる他の実施形態の説明から分かるように、ｑ軸電流は、フィードバックを用いてオンラインで減少され、調整された量をｑ軸電流に加えることによって、可変磁化マシン１０のトルクを一定に又は実質的に一定に保つことができる。
【００１６】
図示されるように、可変磁化マシン制御装置１００は、通常制御モジュール１０２と、磁化電流パルス制御モジュール１０４と、減少電流制御モジュール１０６と、電流調整器１０８と、トルク計算機１１０とを含む。可変磁化マシン制御装置１００は、さらに、回転フレーム／固定フレーム構成要素１１２と、固定フレーム／回転フレーム構成要素１１４と、パルス幅変調（ＰＷＭ）電圧インバータ１１６と、固定子鎖交磁束オブザーバ１１８とを含む。可変磁化マシン制御装置１００は、図示されるように可変磁化マシン１０に電気的に結合される。図２及び図３から分かるように、図２は、通常制御モジュール１０２、磁化電流パルス制御モジュール１０４、及び減少電流制御モジュール１０６の特徴の例を示すが、図３に示されるトルク計算機１１０、パルス幅変調（ＰＷＭ）電圧インバータ１１６、及び固定子鎖交磁束オブザーバ１１８は示さない。
【００１７】
可変磁化マシン制御装置１００は、好ましくは、以下に論じるように可変磁化マシン制御装置１００の構成要素を制御する制御プログラムを有する少なくとも１つのマイクロコンピュータを含む。可変磁化マシン制御装置１００は、入力インターフェース回路、出力インターフェース回路、記憶デバイス、例えばＲＯＭ（読み出し専用メモリ）デバイスやＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）デバイスなど、他の従来の構成要素を含む。可変磁化マシン制御装置１００に関する正確な構造及びアルゴリズムは、本発明の機能を実施するハードウェア及びソフトウェアの任意の組合せでよいことが、当業者には本開示から明らかであろう。即ち、本明細書及び特許請求の範囲で利用される「ミーンズプラスファンクション」節は、「ミーンズプラスファンクション」節の機能を実施するために利用することができる任意の構造又はハードウェア及び／又はアルゴリズム若しくはソフトウェアを含むものとする。さらに、可変磁化マシン制御装置１００は、当技術分野で理解される任意の適切な様式で可変磁化マシン１０と通信することができる。さらに、可変磁化マシン制御装置１００の構成要素の幾つかをモジュールとして述べるが、これらの構成要素は、別々又は個別の構成要素である必要はなく、１つの構成要素又はモジュールが、本明細書で論じる複数の構成要素又はモジュールの動作を実施することができる。また、各モジュールは、上で論じたマイクロコントローラを含むことができ、又は複数のモジュールが、１つ又は複数のマイクロコントローラを共有することができる。
【００１８】
図２及び図３に示されるように、通常制御モジュール１０２及び減少電流制御モジュール１０６は、例えば車両の運転者が車両を加速することを試みるのに応答して、例えば不図示の制御装置からトルク指令値Ｔ*を受信する。それに応答して、通常制御モジュール１０２は、最適なｄ軸電流ｉd及び最適なｑ軸電流ｉqを選択するためのｄ軸電流信号ｉ*ds及びｑ軸電流信号ｉ*qsを出力する。したがって、通常制御モジュール１０２（電流指令値モジュールと呼ぶこともある）は、トルク指令値Ｔ*に基づいてｄｑ軸のベクトル電流指令値を計算する。例えば、この例での減少電流モジュール１０２は、トルク指令値Ｔ*と推定トルクＴとの差に基づいて、減少電流を計算する。これにより、より簡単な演算によるフィードバックシステムを提供することができる。
【００１９】
即ち、図２により詳細に示されるように、この例での減少電流制御モジュール１０６は減算器１２０を含み、減算器１２０は、トルク指令値Ｔ*の値から、測定又は推定されたトルクＴの値を減算して、この差分を複数の利得構成要素１２２及び１２４に出力する。例えば、図３に示されるように、トルクＴの値は、以下でより詳細に論じるトルク計算機１１０によって提供することができる。利得構成要素１２２の出力は、加算器１２６に提供され、利得構成要素１２４の出力は、ｚ変換構成要素１２８に提供される。したがって、加算器１２６は、利得構成要素１２２の出力とｚ変換構成要素１２８の出力とを加算して、減少電流信号ｉ*q_redを生成する。したがって、減少電流制御モジュール１０６（単に減少電流モジュールとも呼ぶ）は、トルク指令値と、可変磁化マシン１０の推定トルク及び可変磁化マシン１０の測定トルクの一方とに基づいて、ベクトル電流指令値のｑ軸電流に減少電流を印加する。したがって、可変磁化マシン制御装置１００は、各可変磁化マシン１０のパラメータ偏差又は差分の影響を全く又は実質的に受けない。
【００２０】
図２及び図３に示されるように、通常制御モジュール１０２は、ｄ軸電流信号ｉ*dsを加算器１３０に出力し、ｑ軸電流信号ｉ*qsを加算器１３２に出力する。図２にさらに示されるように、磁化電流パルス制御モジュール１０４は、この例では、３つの信号の１つを提供するための回路を含む。即ち、以下に論じるように、磁化電流パルス制御モジュール１０４は、信号ｉ*d mag（加算器がこれをｄ軸電流信号ｉ*dsに加算する）、値０（加算器がこれをｄ軸電流信号ｉ*dsに加算する（即ちｄ軸電流信号ｉ*dsに変化はない））、又は信号ｉ*d demagを出力することができる。したがって、磁化電流パルス制御モジュール１０４は、制御モジュール１０２（電流指令値モジュールとも呼ぶことがある）によって出力されたベクトル電流指令値に応じて磁化制御パルスの振幅を変更するように構成することができる。これにより、可変磁化マシン１０のトルク状態に関係なく、磁化又は消磁を行うことができる。磁化電流パルス制御モジュール１０４（磁化モジュールと呼ぶこともある）は、磁化制御パルスをベクトル電流指令値のｄ軸電流に印加する。また、計算を単純にするために、磁化電流パルス制御モジュール１０４は、磁化制御パルスと電流ｉd*の値との和が可変磁化マシン１０に対して規定の磁化レベルを生じるｄ軸電流を提供するように、磁化制御パルスの振幅を設定することができる。
【００２１】
さらに、図２及び図３に示されるように、加算器１３２は、減少電流信号ｉ*q_redをｑ軸電流信号ｉ*qsに加算して、減少電流信号ｉ*q_reducedを生成する。加算器１３０及び１３２は、それらの出力を電流調整器１０８に提供し、電流調整器１０８は、ｄ軸電流電圧信号Ｖr*ds及びｑ軸電流電圧信号Ｖr*qsを回転フレーム／固定フレーム構成要素１１２に提供する。この例では、回転フレーム／固定フレーム構成要素１１２は、電圧信号をＰＷＭ電圧インバータ１１６に提供し、ＰＷＭ電圧インバータ１１６は、可変磁化マシン１０の３極に電圧Ｖa、Ｖb、及びＶcを供給する。
【００２２】
可変磁化マシン制御装置１００は、電流センサ１４０をさらに含み、電流センサ１４０は、可変磁化マシン１０に印加されたＶa、Ｖb、及びＶcに関連付けられる電流を検出する。電流センサ１４０は、検出電流信号Ｉa、Ｉb、及びＩcを固定フレーム／回転フレーム構成要素１１４に供給する。したがって、固定フレーム／回転フレーム構成要素１１４は、検出されたｄ軸電流信号ｉrds、及び検出されたｑ軸電流信号ｉrqsを電流調整器１０８及びトルク計算機１１０に提供する。当技術分野で理解されるように、電流調整器１０８は、固定フレーム／回転子フレーム構成要素１１４からフィードバックされたｄ軸電流信号ｉrds及び検出されたｑ軸電流信号ｉrqsに基づいて、ｄ軸電流電圧信号Ｖr*ds及びｑ軸電流電圧信号Ｖr*qsを調整する。
【００２３】
図３にさらに示され、図４により詳細に示されるように、固定子鎖交磁束オブザーバ１１８（固定子鎖交磁束推定器とも呼ぶことがある）は、可変磁化マシン１０と関連付けられる機械電気状態変数に関して、ルーエンバーガー（Ｌｕｅｎｂｕｒｇｅｒ）型のオブザーバにおけるＬ（Ｙ−Ｙｈ）リファレンスから取得される補償値を加えることによって、固定子鎖交磁束を推定するように構成することができる。即ち、オブザーバとプラントとの出力の差の値から得られる補償値を比例積分（ＰＩ）制御装置の補償と加算することができ、次いでこの和がオブザーバの状態に加算されて、ルーエンバーガー型のオブザーバを生成する。
【００２４】
これは、より正確なトルク推定を提供し、脈動トルクを減少させることができる。この例では、固定子鎖交磁束オブザーバ１１８は、ｄ軸電流信号ｉrdsと、検出されたｑ軸電流信号ｉrqsとを受信し、これらの信号を減算器１４２及び１４４に提供する。減算器１４２は、利得構成要素１４６及び１４８に出力を提供し、減算器１４４は、利得構成要素１５０及び１５２に出力を提供する。利得構成要素１４６の出力は、ｚ変換構成要素１５４に提供され、利得構成要素１４８の出力は、加算器１５６に提供される。したがって、加算器１５６は、利得構成要素１４８の出力とｚ変換構成要素１５４の出力とを加算する。同様に、利得構成要素１５２の出力は、ｚ変換構成要素１５８に提供され、利得構成要素１５０の出力は、加算器１６０に提供される。したがって、加算器１６０は、利得構成要素１５０の出力と、ｚ変換構成要素１５８の出力とを加算する。
【００２５】
加算器１５６の出力は、加算器１６２に提供され、加算器１６２は、その出力を、上で述べたように電流調整器１０８によって出力されたｄ軸電流電圧信号Ｖr*dsに加算する。また、加算器１６０の出力は、加算器１６４に提供され、加算器１６４は、その出力を、電流調整器１０８によって出力されたｑ軸電流電圧信号Ｖr*dqに加算する。加算器１６２の出力は、加算器／減算器１６６に提供され、加算器１６４の出力は、加算器／減算器１６８に提供される。加算器／減算器１６６の出力は、ｚ変換構成要素１７０に提供され、加算器／減算器１６８の出力は、ｚ変換構成要素１７２に提供される。ｚ変換構成要素１７０の出力は、インダクタンス構成要素１７４に提供され、インダクタンス構成要素１７４は、出力ｄ軸電流信号ｉdを提供する。ｚ変換構成要素１７２の出力は、インダクタンス構成要素１７６に提供され、インダクタンス構成要素１７６は、出力ｑ軸電流信号ｉqを提供する。さらに、インダクタンス構成要素１７４の出力は、抵抗構成要素１７８を介して加算器／減算器１６６にフィードバックされ、インダクタンス構成要素１７４の出力は、抵抗構成要素１８０を介して加算器／減算器１６８にフィードバックされる。
【００２６】
さらに示されるように、加算器１５６の出力は、除算器１８２に提供され、除算器１８２は、加算器１５６の出力を、構成要素１８４によって出力された回転子１２の検出又は推定された回転信号ωrで除算し、出力を加算器１８６に提供する。また、加算器１６０の出力は、除算器１９０に提供され、除算器１９０は、加算器１６０の出力を、構成要素１８８によって出力された回転子１２の検出又は推定された回転信号ωrで除算し、出力を減算器１９２に提供する。
【００２７】
図４にさらに示されるように、構成要素１９４は、加算器１９６に信号を提供する。加算器１９６は、構成要素１９４からの信号の出力を、ｚ変換構成要素１７０によって提供される信号に加算する。加算器１９６の出力は、構成要素１９８に提供され、構成要素１９８は、出力を加算器１６８に提供する。したがって、加算器／減算器１６８は、構成要素１８０によって提供された信号を、加算器１６４及び構成要素１９８によって提供された信号から減算して、出力信号をｚ変換構成要素１７２に提供する。ｚ変換構成要素１７２の出力は、構成要素２００及び加算器１８６にさらに提供される。したがって、加算器／減算器１６６は、構成要素１７８の出力を、加算器１６２及び構成要素１９９によって提供される信号から減算して、出力信号をｚ変換構成要素１７０に提供する。
【００２８】
さらに、加算器１８６は、構成要素２００の出力を除算器１８２の出力に加算して、推定固定子鎖交磁束信号λq_corを提供し、減算器１９２は、除算器１９０の出力を加算器１９６の出力から減算して、推定固定子鎖交磁束信号λd_corを提供する。したがって、図３に示されるトルク計算機１１０は、（図３ではλrds及びλrqsによって表される）推定固定子鎖交磁束信号λd_cor及びλq_corと、固定フレーム／回転子フレーム構成要素１１４からフィードバックされる検出ｄ軸電流信号ｉrds及び検出ｑ軸電流信号ｉrqsとに基づいて、感知又は推定トルクＴの値を計算する。
【００２９】
図５は、可変磁化マシン制御装置１００、及び本明細書で述べる可変磁化マシン制御装置の他の実施形態によって実施される操作の一例を示すフロ−チャートである。これらの操作は、上で論じたように制御装置、又は可変磁化マシン制御装置１００の構成要素に組み込まれた制御装置によって実施することができる。
【００３０】
ステップ１０００でプロセスを開始した後、プロセスは、可変磁化マシン１０が磁化又は消磁されるべきか否かを判断する。磁化又は消磁されるべきでない場合、プロセスは、ステップ１０２０で終了する。しかし、可変磁化マシン１０が磁化又は消磁されるべきである場合、処理は、ステップ１０３０で、磁化又は消磁電流を計算する。ステップ１０４０で、可変磁化マシン制御装置１００は、図２〜図４に関して上述したように、ｄ軸電流を可変磁化マシン１０に印加する。ステップ１０５０に係る処理は、減結合ｑ軸電流を計算する。次いで、ステップ１０６０に係る処理では、磁化又は消磁プロセスが完了しているかどうか判断する。完了している場合、ステップ１０７０において処理は終了する。しかし、磁化又は消磁が完了していない場合、処理は、ステップ１０３０に戻り、上で論じたように反復する。
【００３１】
図６及び図７に示されるように、図２及び図３に示される加算器１３０によって出力される電流信号のパルスＡの高さは、パルスのピーク値が、可変磁化マシン１０の所望の磁化レベルを連続的に得るための値を実現することができるように調整される。図６及び図７から分かるように、電流信号のレベルの変化は、図７に示されるような大きな電流値に対してよりも、図６に示されるような小さな電流値に対して大きい。
【００３２】
他方、図８は、５０％の磁化レベル、７５％の磁化レベル、及び１００％の磁化レベルに関する、可変磁化マシン１０のトルクと可変磁化マシン１０の速度との関係の一例を示す。したがって、可変磁化マシン制御装置１００は、例えば別の車両を追い越すために車両の加速が必要とされるときに、全トルク出力を提供するように可変磁化マシン１０の磁化レベルを制御することができる。磁化レベルは、最大トルク生成に関して１００％まで増加させることができ、可変磁化マシン１０が消磁されている状態で車両の速度を高速に増加させることができる。この例では、トルクは、同じ電流振幅で２５％増加する。これは、可変磁化マシン１０の磁化レベルが増加することを意味する。さらに、図９は、可変磁化マシン１０の磁化中のｄ軸電流パルスに対する磁化レベルの一例を示すグラフであり、図１０は、可変磁化マシン１０の消磁中のｄ軸電流パルスに対する磁化レベルの一例を示すグラフである。
【００３３】
したがって、本明細書における説明から分かるように、可変磁化マシン制御装置１００は、トルクを一定に保つためにｑ軸電流を制御しながらｄ軸電流パルスを制御することによって、可変磁化マシン１０の磁化レベルを制御する。可変磁化マシン制御装置１００によって実施される操作は、各マシンの相違又はマシンのパラメータ偏差の影響を受けないものであり得、容易に且つ迅速に実施される。
【００３４】
図１１は、従来の磁化プロセスと比較されたときの、可変磁化マシン制御装置の実施形態によって実施される可変磁化マシン１０の磁化プロセス中のｄ軸電流信号の挙動の一例を示すグラフである。図１１から分かるように、可変磁化マシン制御装置１００、及び本明細書で論じる他の実施形態の操作によるｑ電流ｉqの磁化プロセス中における振幅は、従来の技法よりも小さい。図１２から分かるように、可変磁化マシン制御装置１００、及び本明細書で論じる他の実施形態の操作によるｑ電流ｉqの磁化プロセス中における振幅は、従来の技法よりも大きい。したがって、図８から分かるように、可変磁化マシン１０の速度は、図１２に示されるように、より効果的に実現可能なより低い磁化レベルで、より急速に増加させることができる。
【００３５】
別の開示される実施形態が、図１３及び図１４に示されている。可変磁化マシン制御装置２００は、可変磁化マシン１０に電気的に結合されており、通常制御モジュール２０２と、磁化電流パルス制御モジュール２０４と、減少電流制御モジュール２０６と、電流調整器２０８と、トルク計算機２１０とを含む。可変磁化マシン制御装置２００は、さらに、回転フレーム／固定フレーム構成要素２１２、固定フレーム／回転フレーム構成要素２１４、パルス幅変調（ＰＷＭ）電圧インバータ２１６、固定子鎖交磁束オブザーバ２１８、電流検出器２４０を含む。以下に論じる減少電流制御モジュール２０６を除いて、構成要素２０２、２０４、２０８、２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、及び２４０は、上で論じた可変磁化マシン制御装置１００の対応する構成要素１０２、１０４、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、及び１４０と同一又は同様に構成される。したがって、それらの説明はここでは繰り返さない。
【００３６】
この実施形態では、減少電流制御モジュール３０６は、（図１４ではΨd及びΨqによって表される）検出又は推定された固定子鎖交磁束信号λrds及びλrqsと、（図１４ではｉd及びｉqによって表される）固定フレーム／回転子フレーム構成要素１１４からフィードバックされる検出ｄ軸電流信号ｉrds及び検出ｑ軸電流信号ｉrqsとに基づいて、減少電流信号ｉ*q_redを計算することができる。即ち、図１３に示されるように、減少電流制御モジュール２０６は、トルク指令値Ｔ*を受信して、出力を加算器２０６２に提供する構成要素２０６１を含む。
【００３７】
【数１】
2016524443.tif 000003
【００３８】
上記式（１）を考えると、トルク指令値が分かっており、固定子鎖交磁束オブザーバ２１８がΨdΨqの値を示すので、ｑ軸電流のための目標値は、下記式（２）として計算することができる。
【００３９】
【数２】
2016524443.tif 000004
【００４０】
１軸電流に関する減少値は、下記式（３）として与えられる。
【００４１】
【数３】
2016524443.tif 000005
【００４２】
減少電流制御モジュール２０６は、さらに乗算器２０６３を含み、乗算器２０６３は、信号ｉdとΨqを乗算し、乗算された信号を加算器２０６２に提供する。加算器２０６２は、加算された信号を除算器２０６４に送信し、除算器２０６４は、加算された信号を信号Ψdで除算し、出力信号ｉ*q_targetを減算器２０６５に提供する。減算器２０６５は、信号ｉ*q_targetから信号ｉqを減算して、出力信号ｉ*q_decoupleを提供する。信号ｉ*q_decoupleは、調整器／制限器２０６６に提供され、調整器／制限器２０６６は、出力信号減少電流信号ｉ*q_redを加算器１３２に提供する。
【００４３】
別の開示される実施形態が図１５に示されている。可変磁化マシン制御装置３００（その一部が図１５に示されている）が、可変磁化マシン１０（図１５には図示せず）に電気的に結合される。この例では、可変磁化マシン制御装置３００は、通常制御モジュール３０２と、磁化電流パルス制御モジュール３０４と、減少電流制御モジュール３０６と、電流調整器２０８と、加算器３３０及び３３２とを含む。可変磁化マシン制御装置３００は、さらに、上で論じた可変磁化マシン制御装置１００と同様の他の構成要素、例えば、回転フレーム／固定フレーム構成要素１１２、固定フレーム／回転フレーム構成要素１１４、パルス幅変調（ＰＷＭ）電圧インバータ１１６、固定子鎖交磁束オブザーバ１１８、電流検出器１４０、及び図２〜図４に関して上で論じた他の構成要素を含む。以下に論じる磁化電流パルス制御モジュール３０４及び加算器３３２を除いて、構成要素３０２、３０６、３０８、３２０、３２２、３２４、３２６、３２８、３３０及び図示されていない他の構成要素は、上で論じた可変磁化マシン制御装置１００の対応する構成要素１０２、１０６、１０８、１２０、１２２、１２４、１２６、１２８、及び１３０と同一又は同様に構成される。したがって、それらの説明はここでは繰り返さない。
【００４４】
図１５に示されるように、磁化電流パルス制御モジュール３０４は、クロスカップリングフィードフォワード利得構成要素３０４１を含み、クロスカップリングフィードフォワード利得構成要素３０４１は、利得信号を加算器３３２に提供する。したがって、加算器３３２は、利得信号をｑ軸電流信号ｉ*qs及び減少電流信号ｉ*q_redに加算し、減少電流信号ｉ*q_reducedを、上で論じたように動作する電流調整器３０８に提供する。
【００４５】
別の開示される実施形態が、図１６に示されている。可変磁化マシン制御装置４００（その一部が図１６に示されている）が、可変磁化マシン１０（図１６には図示せず）に電気的に結合される。この例では、可変磁化マシン制御装置４００は、可変磁化マシン制御装置４００の通常制御モジュール４０２と、磁化電流パルス制御モジュール４０４と、減少電流制御モジュール４０６と、電流調整器４０８と、加算器４３０及び４３２とを含む。可変磁化マシン制御装置４００は、さらに、上で論じた可変磁化マシン制御装置１００のものと同様の他の構成要素、例えば、回転フレーム／固定フレーム構成要素１１２、固定フレーム／回転フレーム構成要素１１４、パルス幅変調器（ＰＷＭ）電圧インバータ１１６、固定子鎖交磁束オブザーバ１１８、電流検出器１４０、及び図２〜図４に関して上で論じた他の構成要素を含む。以下に論じる磁化電流パルス制御モジュール４０４及び減少電流制御モジュール４０６を除いて、構成要素４０２、４０８、４３０、及び４３２、並びに図示されていない他の構成要素は、上で論じた可変磁化マシン制御装置１００の対応する構成要素１０２、１０８、１３０、１３２及び他の構成要素と同一又は同様に構成される。したがって、それらの説明はここでは繰り返さない。
【００４６】
図１６にさらに示されるように、減少電流制御モジュールは、減算器４０６１を含み、減算器４０６１は、トルク指令値Ｔ*からトルク信号Ｔを減算し、出力信号を可変利得補償器４０６２及び４０６３に提供する。可変利得補償器４０６２及び４０６３の利得は、図示されるように、磁化電流パルス制御モジュール４０４（磁化モジュール）によって出力される信号に基づいて制御される。したがって、磁化モジュール４０４は、磁化制御パルスを提供して、磁化制御パルスの値に従って比例積分補償器４０６２及び４０６３の利得を調整する。これは、より広い動作条件における広い帯域幅を提供し、それにより脈動トルクを抑制することができる。したがって、減少電流制御モジュール４０６は、磁化モジュール４０４が出力する磁化制御パルスに従ってｑ軸電流に減少電流を加算することができる。これは、フィードバックによるラグを有する減少電流の大きさを低減させることができ、その量をフィードフォワードによって補償することができる。これにより可変磁化マシン１０での脈動トルクを減少させる。
【００４７】
可変利得補償器４０６２の出力は、加算器４０６４に提供され、可変利得補償器４０６３の出力は、ｚ変換構成要素４０６５に提供される。加算器４０６４は、可変利得補償器４０６２の出力とｚ変換構成要素４０６５の出力とを加算する。加算器４０６４の出力は、減少電流信号ｉ*q_redとして加算器４３２に提供される。したがって、加算器３３２は、利得信号をｑ軸電流信号ｉ*qs及び減少電流信号ｉ*q_redに加算し、減少電流信号ｉ*q_reducedを、上で論じたように動作する電流調整器３０８に提供する。したがって、上述したこと、並びに図１７及び図１８でのグラフから分かるように、減少電流制御モジュール４０６は、正突極マシンとして構成された可変磁化マシン１０では正のパルスに関する利得を減少し、負突極マシンとして構成された可変磁化マシン１０では正のパルスに関する利得を増加するように動作することができる。これは、可変磁化マシン１０のより広い動作条件で、制御モジュール４０６を安定させることができる。
【００４８】
図１に示される固定子鎖交磁束オブザーバ１１８の変形形態の一例が、図１９に示されている。図１９に示される固定子鎖交磁束オブザーバ５１８は、ｄ軸電流信号ｉrds及び検出されたｑ軸電流信号ｉrqsを受信し、これらの信号を減算器５４２及び５４４に提供する。減算器５４２は、出力を利得構成要素５４６及び５４８に提供し、減算器５４４は、出力を利得構成要素５５０及び５５２に提供する。利得構成要素５４６の出力は、ｚ変換構成要素５５４に提供され、利得構成要素５４８の出力は、加算器５５６に提供される。したがって、加算器５５６は、利得構成要素５４８の出力とｚ変換構成要素５５４の出力とを加算する。同様に、利得構成要素５５２の出力は、ｚ変換構成要素５５８に提供され、利得構成要素５５０の出力は、加算器５６０に提供される。したがって、加算器５６０は、利得構成要素５５０の出力とｚ変換構成要素５５８の出力とを加算する。これらの構成要素は、図４に図示し、上述した対応する構成要素１４２〜１６０と同様である。
【００４９】
図１９にさらに示されるように、固定子鎖交磁束オブザーバ５１８は加算器５６６を含み、加算器５６６は、上で論じたように電流調整器１０８によって出力されたｄ軸電流電圧信号Ｖr*dsを受信する。固定子鎖交磁束オブザーバ５１８は加算器５６８をさらに含み、加算器５６８は、電流調整器１０８によって出力されたｑ軸電流電圧信号Ｖr*qsを受信する。加算器５６６の出力は、ｚ変換構成要素５７０に提供され、加算器５６８の出力は、ｚ変換構成要素５７２に提供される。ｚ変換構成要素５７０の出力は、構成要素５７４に提供され、構成要素５７４は、出力ｄ軸電流信号ｉdを提供する。ｚ変換構成要素５７２の出力は、構成要素５７６に提供され、構成要素５７６は、出力ｑ軸電流信号ｉqを提供する。さらに、構成要素５７４の出力は、構成要素５７８を介して加算器５６６にフィードバックされ、構成要素５７６の出力は、構成要素５８０を介して加算器５６８にフィードバックされる。これらの構成要素は、上で論じた対応する構成要素１６６〜１８０と同様である。
【００５０】
さらに示されるように、加算器５５６の出力は、別の加算器５８１に提供され、加算器５６０の出力は、別の加算器５８３に提供される。上で論じたように、加算器５８１は、加算器５５６の出力をｚ変換構成要素５７２の出力に加算して推定固定子鎖交磁束信号λq_corを提供する。加算器５８１は、さらに、この推定固定子鎖交磁束信号λq_corを構成要素５９９に提供し、構成要素５９９は、その出力を加算器５６６に提供する。したがって、上で論じたように、加算器は、この出力を加算器１６２及び構成要素１７８の出力に加算し、加算された出力をｚ変換構成要素１７０に提供する。加算器５８３は、ｚ変換構成要素１７０の出力を加算器５６０の出力及び構成要素５９４の出力に加算し、加算された出力を、推定固定子鎖交磁束信号λd_corとして提供する。加算器５８３は、さらに、推定固定子鎖交磁束信号λd_corを構成要素５９８に提供し、構成要素５９８は、加算器５６８に出力を提供する。したがって、加算器５６８は、構成要素５９８の出力と構成要素５８０の出力をｑ軸電流電圧信号Ｖr*dqに加算し、加算された出力をｚ変換構成要素５７２に提供する。
【００５１】
図１に示される磁性電流パルス制御モジュール１０４の変形形態の一例が、図２０に示されている。磁性電流パルス制御モジュール６０４は、モジュール６０４１と、モジュール６０４２と、ルックアップテーブル６０４３と、電流パルス発生器６０４４と、減算器６０４５とを含む。モジュール６０４１は、回転子１２の検出又は推定角度を表す角度信号ωと、電圧信号ＶDCとに基づいて、許容される最大の信号λm_allowedを決定する。モジュール６０４２は、所望の信号レベルλm_desired及び許容される最大の信号レベルλm_allowedに基づいて、実現可能な最小の信号λ*_feasiblem_levelを決定する。モジュール６０４２は、実現可能な最小の信号λ*_feasiblem_levelをルックアップテーブル６０４３及び電流パルス発生器６０４４に出力する。ルックアップテーブル６０４３は、信号λ*_feasiblem_levelに基づいて、目標電流信号ｉd_targetを減算器６０４５に出力する。減算器は、目標信号ｉd_targetから信号ｉdを減算し、信号Δｉdを電流パルス発生器６０４４に提供する。電流パルス発生器６０４４は、信号λ*_feasiblem_level及びΔｉdに基づいて、パルス信号ｉd_magを出力する。例えば、磁性電流パルス制御モジュール６０４は、図２及び図３に示されるように、パルス信号ｉd_magを加算器１３０に出力する。
【００５２】
別の開示される実施形態が、図２１に示されている。図２１に示される可変磁化マシン制御装置７００は、可変磁化マシン１０に電気的に結合される。この例では、可変磁化マシン制御装置７００は、制御モジュール７０１と、加算器７０３と、減算器７０５と、ＤＢ−ＤＴＦＣアルゴリズムモジュール７０７と、トルク推定器７１０とを含む。可変磁化マシン制御装置７００は、さらに、上で論じた可変磁化マシン制御装置１００のものと同様の他の構成要素、例えば、回転フレーム／固定フレーム構成要素７１２、固定フレーム／回転フレーム構成要素７１４、パルス幅変調器（ＰＷＭ）電圧インバータ７１６、固定子鎖交磁束オブザーバ７１８、電流検出器７４０、及び図２〜図４に関して上で論じた他の構成要素を含む。これら及び幾つかの他の構成要素（図示せず）は、上で論じた可変磁化マシン制御装置１００の対応する構成要素１１２、１１４、１１６、１１８、及び１４０並びに他の構成要素と同一又は同様に構成され、したがって、それらの説明はここでは繰り返さない。
【００５３】
制御モジュール７０１は構成要素７０１１を含み、構成要素７０１１は、信号λ*m_levelと、構成要素７０１２からの信号とを受信する。構成要素７０１２は、ＰＷＭ電圧インバータ７１６によって提供される電圧信号ＶDCと、角度センサ１１によって検出され、位置オブザーバ構成要素７０１３を介して提供された回転子１２の検出又は推定角度を表す角度信号ωとに基づいて、信号を構成要素７０１１に提供する。したがって、制御パルス７０１によって出力される磁化制御パルスは台形パルスでよく、これは、可変磁化マシン１０の固定子反応ＬD＊ｄｉD／ｄｔが、可変磁化マシン１０に電圧を提供するＰＷＭ電圧インバータ７１６などの電圧源で許容される値を超えるのを防止する。これは、制御モジュール７０１が、可変磁化マシン１０の動作の任意の制約によって悪影響を及ぼされることなくトルクを制御することを保証することができる。
【００５４】
構成要素７０１１は、出力信号λ*_feasiblem_levelを磁束指令値発生器構成要素７０１４及びルックアップテーブル７０１５に提供する。ルックアップテーブル７０１５は、構成要素７０１１からの信号と、固定フレーム／回転フレームモジュール７１４によって提供される電流信号ｉrdqsとに基づいて、信号を磁束指令値発生器構成要素７０１４に出力する。磁束指令値発生器７０１４は、信号λ*_feasiblem_levelと、ルックアップテーブル７０１５からの信号出力とに基づいて、信号を加算器７０３に提供する。
【００５５】
加算器７０３は、制御モジュール７０１からの信号を信号λs*に加算して、出力信号をＤＢ−ＤＴＦＣアルゴリズムモジュール７０７に提供する。減算器７０５は、トルク推定器７１０によって提供された信号Ｔemを推定トルク信号Ｔ*emから減算し、信号をＤＢ−ＤＴＦＣアルゴリズムモジュール７０７に提供する。図示されるように、トルク推定器７１０は、固定子電流オブザーバ７１５によって提供される信号ｉrdqsと、固定子鎖交磁束オブザーバ７１８によって提供される信号λrdqsとに基づいて、信号Ｔemを提供する。即ち、トルク推定器７１０は、可変磁化マシン１０の推定固定子鎖交磁束のｄｑ軸ベクトルと、可変磁化マシン１０に提供される測定電流とに基づいて、推定トルクを計算することができる。したがって、トルク変換器は必要ない。固定子鎖交磁束オブザーバ７１８は、固定子オブザーバ７１５からの信号と、ＤＢ−ＤＴＦＣアルゴリズムモジュール７０７によって出力された信号Ｖrdqsとに基づいて信号λrdqsを提供する。さらに図示されるように、ＤＢ−ＤＴＦＣアルゴリズムモジュール７０７は、加算器７０３及び減算器７０５からの信号と、固定子鎖交磁束オブザーバ７１８によって提供された信号λrdqsとに基づいて、信号Ｖrdqsを出力する。
【００５６】
本明細書で述べる実施形態は、磁化プロセス中に、図２２に示されるように可変磁化マシン１０に電流を印加することができる。本明細書で述べる可変磁化マシン制御装置の実施形態によって実施される磁化プロセス中のｑ軸電流とｄ軸電流との関係の一例が、図２３に示されている。さらに、例えば図２４に示されるように、本明細書で述べる可変磁化マシン制御装置の実施形態によって実施される磁化プロセス中の可変磁化マシン１０のトルクを制御することができる。
用語の全般的な解釈
本発明の範囲を理解するにあたって、用語「備える」及びその派生語は、本明細書で使用するとき、示される特徴、要素、構成要素、グループ、整数、及び／又はステップの存在を指定する非制限の用語として意図されており、他の特徴、要素、構成要素、グループ、整数、及び／又はステップの存在を除外しない。前述のことは、用語「含む」、「有する」、及びそれらの派生語など同様の意味を有する語にも当てはまる。また、用語「部分」、「区域」、「部」、「部材」、又は「要素」は、単数形で使用されるとき、単一の部分又は複数の部分の二重の意味合いを有することができる。「実質的」、「約」、「ほぼ」など程度を表す用語は、本明細書で使用するとき、修飾される用語の妥当な偏差量を意味し、最終結果は大幅には変更されない。
【００５７】
本発明を例示するために、選択された実施形態のみを選択してきたが、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更及び修正を行うことができることが当業者には本開示から明らかであろう。例えば、様々な構成要素のサイズ、形状、位置、又は向きを、必要及び／又は望みに応じて変更することができる。互いに直接接続される、又は接触するものとして示される構成要素は、それらの間に配設された中間構造を有していてもよい。１つの要素の機能が、２つの要素によって行われることも、その逆もあり得る。一実施形態の構造及び機能が、別の実施形態で採用されることもある。ある特定の実施形態で全ての利点が同時に存在する必要はない。また、従来技術とは異なるあらゆる特徴は、そのような特徴によって具現化される構造的及び／又は機能的概念も含め、単独で又は他の特徴と組み合わせて、本出願人によるさらなる発明の別の記載とみなされるべきである。したがって、本発明による実施形態の前述の説明は、例示のために提供されるにすぎず、添付の特許請求の範囲及びその均等形態によって定義される発明を限定する目的では提供されていない。
【図１】
2016524443.tif 000006
【図２】
2016524443.tif 000007
【図３】
2016524443.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2016524443.tif 000012
【図８】
2016524443.tif 000013
【図９】
2016524443.tif 000014
【図１０】
2016524443.tif 000015
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2016524443.tif 000018
【図１４】
2016524443.tif 000019
【図１５】
2016524443.tif 000020
【図１６】
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【図１７】
2016524443.tif 000022
【図１８】
2016524443.tif 000023
【図１９】
2016524443.tif 000024
【図２０】
2016524443.tif 000025
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年5月21日(2014.5.21)
【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】
固定子と少なくとも一つの永久磁石を有する回転子とを備える永久磁石モータを含む可変磁化マシン用の制御装置であって、
トルク指令値に基づいて、ｄｑ軸のベクトル電流指令値を算出するように構成された電流指令値モジュールと、
前記ベクトル電流指令値のｄ軸電流に磁化制御パルスを印加するように構成された磁化モジュールと、
前記トルク指令値と、前記可変磁化マシンの推定トルク及び前記可変磁化マシンの測定トルクの一方とに基づいて、前記ベクトル電流指令値のｑ軸電流に減少電流を印加することにより前記固定子に印加される前記ｄｑ軸電流を制御することで前記永久磁石の磁束を変化させるように構成された減少電流制御モジュールと
を備える可変磁化マシン制御装置。
【請求項２】
前記減少電流モジュールは、さらに、前記トルク指令値と前記推定トルクとの差に基づいて前記減少電流を算出するように構成される
請求項１に記載の可変磁化マシン制御装置。
【請求項３】
前記磁化モジュールは、さらに、前記磁化制御パルスの値に応じて比例積分補償器の利得を調整するために、前記磁化制御パルスを提供するように構成される
請求項１又は２に記載の可変磁化マシン制御装置。
【請求項４】
前記減少電流制御モジュールは、正突極機として構成された前記可変磁化マシンでは正のパルスに関する利得を減少し、負突極機として構成された前記可変磁化マシンでは正のパルスに関する利得を増加するように構成される
請求項１に記載の可変磁化マシン制御装置。
【請求項５】
前記磁化モジュールは、さらに、前記磁化モジュールが出力する磁化制御パルスに応じて前記減少電流を変更するように構成される
請求項１に記載の可変磁化マシン制御装置。
【請求項６】
前記可変磁化マシンの推定固定子鎖交磁束のｄｑ軸ベクトルと、前記可変磁化マシンに提供される測定電流とに基づいて、前記推定トルクを計算するように構成されたトルク推定器
をさらに備える請求項１に記載の可変磁化マシン制御装置。
【請求項７】
オブザーバとプラントとの出力の差の値から得られる補償値を比例積分制御装置の補償と加算して合計値を生成し、前記合計値が前記オブザーバの状態に加算されて、前記可変磁化機に関連付けられる機械電気状態変数に関するルーエンバーガー型のオブザーバを生成することによって、固定子鎖交磁束を推定するように構成された固定子鎖交磁束推定器
をさらに備える請求項６に記載の可変磁化マシン制御装置。
【請求項８】
前記磁化モジュールは、さらに、前記電流指令値モジュールによって出力された前記ベクトル電流指令値に従って前記磁化制御パルスの振幅を変更するように構成される
請求項１に記載の可変磁化マシン制御装置。
【請求項９】
前記磁化モジュールは、さらに、前記磁化制御パルスと電流ｉd*の値との和が前記可変磁化マシンに対して規定の磁化レベルを生じるｄ軸電流を提供するように、前記磁化制御パルスの振幅を設定するように構成される
請求項８に記載の可変磁化マシン制御装置。
【請求項１０】
前記磁化制御パルスが、台形パルスであり、前記可変磁化マシンの固定子反応ＬD＊ｄｉD／ｄｔが前記可変磁化マシンに電圧を供給する電圧源で許容される値を超えるのを防止する
請求項１に記載の可変磁化マシン制御装置。
【請求項１１】
固定子と少なくとも一つの永久磁石を有する回転子とを備える永久磁石モータを含む可変磁化マシンを制御するための方法であって、
トルク指令値に基づいて、ｄｑ軸のベクトル電流指令値を算出し、
前記ベクトル電流指令値のｄ軸電流に磁化制御パルスを印加し、
前記トルク指令値と、前記可変磁化マシンの推定トルク及び前記可変磁化マシンの測定トルクの一方とに基づいて、前記ベクトル電流指令値のｑ軸電流に減少電流を印加することにより前記固定子に印加される前記ｄｑ軸電流を制御することで前記永久磁石の磁束を変化させること
を含む方法。
【請求項１２】
前記減少電流の印加が、前記トルク指令値と前記推定トルクとの差に基づいて前記減少電流を算出することを含む
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記磁化モジュールが出力する前記磁化制御パルスに応じて減少電流を変更すること
をさらに含む請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記可変磁化マシンの推定固定子鎖交磁束のｄｑ軸ベクトルと、前記可変磁化マシンに供給される測定電流とに基づいて、前記推定トルクを算出すること
をさらに含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記磁化制御パルスの印加は、前記ベクトル電流指令値に応じて前記磁化制御パルスの振幅を変更することを含む
請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記磁化制御パルスの印加は、前記磁化制御パルスと電流ｉd*の値との和が前記可変磁化マシンに対して規定の磁化レベルを生じるｄ軸電流を提供するように、前記磁化制御パルスの振幅を設定することを含む
請求項１５に記載の方法。
【国際調査報告】
2016524443.tif 000030
2016524443.tif 000031