特開 2022-78006 インバータ、電気駆動装置、車両、並びに、インバータの制御可能なスイッチを制御する方法、および対応するコンピュータプログラム製品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022078006

(43)【公開日】2022-05-24

(54)【発明の名称】インバータ、電気駆動装置、車両、並びに、インバータの制御可能なスイッチを制御する方法、および対応するコンピュータプログラム製品

(51)【国際特許分類】

   H02P 21/22 20160101AFI20220517BHJP

   H02P 27/04 20160101ALI20220517BHJP

【ＦＩ】

H02P21/22

H02P27/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021184220

(22)【出願日】2021-11-11

(31)【優先権主張番号】10 2020 214 224.6

(32)【優先日】2020-11-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】521219051

【氏名又は名称】ヴァレオ、シーメンス、イーオートモーティブ、ジャーマニー、ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】ＶＡＬＥＯ ＳＩＥＭＥＮＳ ＥＡＵＴＯＭＯＴＩＶＥ ＧＥＲＭＡＮＹ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100208188

【弁理士】

【氏名又は名称】榎並 薫

(72)【発明者】

【氏名】アレクサンダー、ランベティウス

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ロータの過熱を防止できるインバータを備えた電気駆動装置の提供。
【解決手段】インバータ（１１０）は、入力端子（ＩＴ＋、ＩＴ－）と、－出力端子（ＯＴ）と、前記入力端子および前記出力端子に接続された制御可能なスイッチ（Ｑ、Ｑ’）と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、制御可能な前記スイッチを制御して、前記入力端子におけるＤＣ電圧を、非同期電気モータを駆動して目標トルク（Ｔ^＊）を達成することが意図された前記出力端子におけるＡＣ電圧に、前記目標トルク（Ｔ^＊）がトルク決定方法に従って決定される第１動作モードにおいて、およびロータ温度（Ｔｒ）に応じた第２運転モードであって、前記ロータにおける損失を前記第１動作モードに比べて減少させつつ、前記目標トルク（Ｔ^＊）を前記第１動作モードの前記トルク決定方法に従って決定されたままに維持する第２運転モードにおいて、選択的に変換するように構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

－入力端子（ＩＴ＋、ＩＴ－）と、
－出力端子（ＯＴ）と、
－前記入力端子（ＩＴ＋、ＩＴ－）および前記出力端子（ＯＴ）に接続された制御可能なスイッチ（Ｑ、Ｑ’）と、
－制御装置（１１６）と、
を備えるインバータ（１１０）において、
前記制御装置（１１６）は、制御可能な前記スイッチ（Ｑ、Ｑ’）を制御して、前記入力端子（ＩＴ＋、ＩＴ－）におけるＤＣ電圧を、非同期電気モータ（１０８）を駆動して目標トルク（Ｔ^＊）を達成することが意図された前記出力端子（ＯＴ）におけるＡＣ電圧に、
－前記目標トルク（Ｔ^＊）がトルク決定方法に従って決定される第１動作モードにおいて、および
－ロータ温度（Ｔｒ）に応じた第２運転モードであって、前記ロータにおける損失を前記第１動作モードに比べて減少させつつ、前記目標トルク（Ｔ^＊）を前記第１動作モードの前記トルク決定方法に従って決定されたままに維持する第２運転モードにおいて、
選択的に変換するように構成されている、
インバータ（１１０）。

【請求項2】

前記第２動作モードにおいて、前記制御装置（１１６）は、前記モータ（１０８）のステータにおける損失を前記第１動作モードに比べて増加させるように、制御可能な前記スイッチ（Ｑ、Ｑ’）を制御するように構成されている、
請求項１に記載のインバータ（１１０）。

【請求項3】

前記第２動作モードにおいて、前記制御装置（１１６）は、前記モータ（１０８）のすべりを前記第１動作モードに比べて減少させるように、制御可能な前記スイッチ（Ｑ、Ｑ’）を制御するように構成されている、
請求項１または２に記載のインバータ（１１０）。

【請求項4】

前記第２動作モードにおいて、前記制御装置（１１６）は、ステータ直角位相電流を前記第１動作モードに比べて減少させるように、制御可能な前記スイッチ（Ｑ、Ｑ’）を制御するように構成されている、
請求項３に記載のインバータ（１１０）。

【請求項5】

前記制御装置（１１６）は、前記ロータ温度（Ｔｒ）が所定の閾値を超えたとき、前記第１動作モードから前記第２動作モードに移行するように構成されている、
請求項１～４のいずれか一項に記載のインバータ（１１０）。

【請求項6】

前記制御装置（１１６）は、前記ロータ温度（Ｔｒ）に加えて、前記モータ（１０８）のステータ温度（Ｔｓ）に従って、前記第１動作モードから前記第２動作モードに移行するように構成されている、
請求項１～７のいずれか一項に記載のインバータ（１１０）。

【請求項7】

前記制御装置（１１６）は、前記ステータ温度（Ｔｓ）が所定の閾値未満であるとき、前記第１動作モードから前記第２動作モードに移行するように構成されている、
請求項６に記載のインバータ（１１０）。

【請求項8】

前記第１動作モードにおいて、前記制御装置（１１６）は、前記トルク目標に達するように、最大トルク／電流法に従って制御可能な前記スイッチ（Ｑ、Ｑ’）を制御するように構成されている、
請求項１～７のいずれか一項に記載のインバータ（１１０）。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか一項に記載のインバータ（１１０）と、前記インバータ（１１０）により駆動される電気モータ（１０８）と、を備える電気駆動装置（１０４）。

【請求項10】

車輪（１０２）と、前記車輪（１０２）のうちの少なくとも１つを少なくとも間接的に駆動するための請求項９に記載の電気駆動装置（１０４）と、備える車両（１００）。

【請求項11】

インバータ（１１０）の制御可能なスイッチ（Ｑ、Ｑ’）を制御する方法であって、制御可能な前記スイッチ（Ｑ、Ｑ’）は、前記インバータ（１１０）の入力端子（ＩＴ＋、ＩＴ－）および出力端子（ＯＴ）に接続されており、
前記方法は、制御可能な前記スイッチ（Ｑ、Ｑ’）を制御して、前記入力端子（ＩＴ＋、ＩＴ－）におけるＤＣ電圧を、非同期電気モータ（１０８）を駆動して目標トルク（Ｔ^＊）を達成することが意図された前記出力端子（ＯＴ）におけるＡＣ電圧に、
－前記目標トルク（Ｔ^＊）がトルク決定方法に従って決定される第１動作モードにおいて、および
－ロータ温度（Ｔｒ）に応じた第２運転モードであって、前記ロータにおける損失を前記第１動作モードに比べて減少させつつ、前記目標トルク（Ｔ^＊）を前記第１動作モードの前記トルク決定方法に従って決定されたままに維持する第２運転モードにおいて、
変換する工程を備える方法。

【請求項12】

コンピュータプログラム製品であって、前記プログラムがコンピュータにより実行されたとき、前記コンピュータに請求項１１に記載のインバータを制御するための方法を実施させる命令を備えた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、インバータ、ならびにこのようなインバータを備えた電気駆動装置および車両に関する。また、本発明は、インバータの制御可能なスイッチを制御する方法、および対応するコンピュータプログラム製品に関する。本発明は、特に自動車で使用されることが意図されている。

【背景技術】

【0002】

インバータは、例えばバッテリから供給されるＤＣ電圧からＡＣ電圧を生成するために使用される。このＡＣ電圧は、ステータおよびロータを備える非同期電気モータを駆動するために使用され得る。場合により、ロータが過熱することがある。

【発明の概要】

【0003】

本発明の目的は、ロータの過熱を防止できるようにすることである。

【0004】

本発明の目的は、
－入力端子と、
－出力端子と、
－前記入力端子および前記出力端子に接続された制御可能なスイッチと、
－制御装置と、
を備えるインバータにおいて、
前記制御装置は、制御可能な前記スイッチを制御して、前記入力端子におけるＤＣ電圧を、非同期電気モータを駆動して目標トルクを達成することが意図された前記出力端子におけるＡＣ電圧に、
－前記目標トルクがトルク決定方法に従って決定される第１動作モードにおいて、および
－ロータ温度に応じた第２運転モードであって、前記ロータにおける損失を前記第１動作モードに比べて減少させつつ、前記目標トルクを前記第１動作モードの前記トルク決定方法に従って決定されたままに維持する第２運転モードにおいて、
選択的に変換するように構成されているインバータにより達成され得る。

【0005】

本発明によれば、第２動作モードにおいて、第１動作モードに比べて目標トルクを変更することなく、ロータ損失を減少させることでロータ温度を低下させ得る。

【0006】

このことは、ステータまたはロータのいずれかが高温になり過ぎた場合にトルクを減少させることからなる解決策に対して有利である。実際に、トルクを減少させると、ステータ損失の減少、並びにロータ損失の減少がもたらされる。しかしながら、特にモータによって車輪が駆動される電気自動車においては、トルクの損失は加速の損失を招き得る。これにより、運転のしやすさや、例えばトラックを動かすためにトルクが必要な場合には安全性にも影響が及ぼされ得る。さらに、本発明により、ロータ冷却システムが単純化され得る。

【0007】

組み合わせても別個でもよい本発明のさらなる選択的特徴を以下に述べる。

【0008】

前記第２動作モードにおいて、前記制御装置は、前記モータのステータにおける損失を前記第１動作モードに比べて増加させるように、制御可能な前記スイッチを制御するように構成され得る。

【0009】

前記第２動作モードにおいて、前記制御装置は、前記モータのすべりを前記第１動作モードに比べて減少させるように、制御可能な前記スイッチを制御するように構成され得る。

【0010】

前記第２動作モードにおいて、前記制御装置は、ステータ直角位相電流（quadrature current）を前記第１動作モードに比べて減少させるように、制御可能な前記スイッチを制御するように構成され得る。この特徴により、本発明は容易に実施され得る。なぜならば、直流電流および直角位相電流は、一般にモータを駆動するために制御されるパラメータであるからである。

【0011】

前記制御装置は、前記ロータ温度が所定の閾値を超えたとき、前記第１動作モードから前記第２動作モードに移行するように構成され得る。この特徴により、ロータの過熱を回避すべく第２動作モードに切り替わるための単純な条件が提供される。

【0012】

前記制御装置は、前記ロータ温度に加えて、前記モータのステータ温度に従って、前記第１動作モードから前記第２動作モードに移行するように構成され得る。この特徴により、ステータを犠牲にし得る状況下で、第２動作モードに切り替わることを回避することができる。

【0013】

前記制御装置は、前記ステータ温度が所定の閾値未満であるとき、前記第１動作モードから前記第２動作モードに移行するように構成され得る。この特徴により、ロータの過熱を回避すべく第２動作モードに切り替わるための単純な条件が提供される一方で、ステータが第２動作モードを支持可能であることが保証される。

【0014】

前記第１動作モードにおいて、前記制御装置は、前記トルク目標に達するように、最大トルク／電流法に従って制御可能な前記スイッチを制御するように構成され得る。この特徴により、ロータ温度が正常であるとみなされる場合、モータの効率的な制御が達成され得る。

【0015】

また、本発明は、本発明によるインバータと、前記インバータにより駆動される電気モータと、を備える電気駆動装置に関する。モータは、好適には誘導モータである。

【0016】

また、本発明は、車輪と、前記車輪のうちの少なくとも１つを少なくとも間接的に駆動するための本発明による電気駆動装置と、備える車両に関する。

【0017】

また、本発明は、
インバータの制御可能なスイッチを制御する方法であって、制御可能な前記スイッチは、前記インバータの入力端子および出力端子に接続されており、
前記方法は、制御可能な前記スイッチを制御して、前記入力端子におけるＤＣ電圧を、非同期電気モータを駆動して目標トルクを達成することが意図された前記出力端子におけるＡＣ電圧に、
－前記目標トルクがトルク決定方法に従って決定される第１動作モードにおいて、および
－ロータ温度に応じた第２運転モードであって、前記ロータにおける損失を前記第１動作モードに比べて減少させつつ、前記目標トルクを前記第１動作モードの前記トルク決定方法に従って決定されたままに維持する第２運転モードにおいて、
変換する工程を備える方法に関する。

【0018】

また、本発明は、コンピュータプログラム製品であって、前記プログラムがコンピュータにより実行されたとき、前記コンピュータに本発明によるインバータを制御するための方法を実施させる命令を備えたコンピュータプログラム製品に関する。

【0019】

本発明を、以下の図面を参照してより具体的に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、本発明によるインバータを備えた車両の実施形態の概略図である。

【図2】図２は、図１のインバータの実装例を示す図である。

【図3】図３は、インバータにより駆動されるモータのトルクを、モータの直流電流および直角位相電流の関数として示すグラフである。

【図4】図４は、インバータの２つの異なる動作モードについての、モータのすべりに対するトルクを示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１を参照して、本発明による車両１００を説明する。記載例において、車両１００は、自動車である。

【0022】

車両１００は、車輪１０２と、車輪１０２のうちの少なくとも１つを少なくとも間接的に駆動するように構成された電気駆動装置１０４と、を備えている。車両１００は、電気駆動装置１００に電力を供給するためのバッテリ等のＤＣ電圧源１０６をさらに備えている。ＤＣ電圧源１０６は、ＤＣ電圧Ｅを供給するように構成されている。

【0023】

電気駆動装置１０４は、電気非同期モータ１０８と、例えば電力を供給することによりモータ１０８を駆動するように構成されたインバータ１１０と、を備えている。例えば、モータ１０８は、ステータと、ステータに対して回転軸を中心として回転するように構成されたロータとを備える回転電気モータである。モータは、メインインダクタンスＬｈを有している。記載の実施例に関して、モータ１０８は誘導モータである。

【0024】

ステータは、ステータ相を有している。記載例において、モータ１０８は、３つのステータ相を有する三相電気モータである。ステータ１０８は、ｐ極対の相を有する。

【0025】

インバータ１１０は、ステータ相にそれぞれ相電流が流れるようにモータを駆動することで、回転軸を中心に回転する回転磁界を生成することが意図されている。これらのステータ電流は、ベクトルとして考察され得るため、結果として得られる電流ベクトルは、回転フレームにおいて、ＤＱＺ（Ｄｉｒｅｃｔ－Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ－Ｚｅｒｏ（直流－直角位相－ゼロ））変換または同等の変換によって、直流電流ｉｄおよび直角位相電流ｉｑとして表すことができる。

【0026】

モータ１０８は、本実施形態において誘導モータである。したがって、ロータは、トルクを発生させるために、磁界の速度よりも遅い速度で回転しなければならない。この差は、例えば周波数差として表されるモータ１０８のすべりとして定義される。

【0027】

インバータ１１０は、ＤＣ電圧源１０６に接続された入力端子ＩＴ＋、ＩＴ－を備えている。これにより、ＤＣ電圧Ｅが、入力端子ＩＴ＋、ＩＴ－に存在する。より正確には、入力端子ＩＴ＋、ＩＴ－は、ＤＣ電圧源１０６の正端子に接続された正入力端子ＩＴ＋と、ＤＣ電圧源１０６の負端子および電気的なグランドＧＮＤに接続された負入力端子ＩＴ－と、を含んでいる。

【0028】

インバータ１１０は、モータ１０８に接続された出力端子ＯＴをさらに備えている。電気モータ１０８に給電するように、ＡＣ電圧が出力端子ＯＴに存在することが意図されている。ＡＣ電圧は、単相または多相のＡＣ電圧であり得る。モータ１０８が三相電気モータである記載例において、ＡＣ電圧は、三相ＡＣ電圧である。

【0029】

インバータ１１０は、入力端子ＩＴ＋、ＩＴ－および出力端子ＯＴに接続された、メインスイッチと呼ばれる制御可能なスイッチＱ、Ｑ’をさらに備えている。メインスイッチＱ、Ｑ’は、例えばトランジスタを備える半導体スイッチであってもよい。各メインスイッチＱ、Ｑ’は、例えば金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、炭化ケイ素ＭＯＳＦＥＴ（ＳｉＣ ＭＯＳＦＥＴ）のうちの１つを備えている。

【0030】

記載例において、インバータ１１０は、モータ１０８のステータ相にそれぞれ関連付けられたスイッチレッグ１１４１－３を備えている。各スイッチレッグ１１４１－３は、正入力端子ＩＴ＋に接続されたハイサイド（ＨＳ）メインスイッチＱ’と、負入力端子ＩＴ－に接続されたローサイド（ＬＳ）メインスイッチＱと、を備えている。ＨＳメインスイッチＱ’とＬＳメインスイッチＱとは、モータ１０８の関連するステータ相に接続された出力端子ＯＴに接続された中間点において、互いに接続されている。

【0031】

各スイッチレッグ１１４１－３は、２つの構成の間で切り替えるように制御されることが意図されている。ハイサイド（ＨＳ）構成と呼ばれる第１構成において、ＨＳメインスイッチＱ’が閉じ（オン）、ＬＳメインスイッチＱが開く（オフ）ことで、ＤＣ電圧Ｅが、関連するステータ相に本質的に印加される。ローサイド（ＬＳ）構成と呼ばれる第２構成において、ＨＳメインスイッチＱ’が開き（オフ）、ＬＳメインスイッチＱが閉じる（オン）ことで、ゼロ電圧が、関連するステータ相に本質的に印加される。

【0032】

インバータ１００は、メインスイッチＱ、Ｑ’がＤＣ電圧ＥをＡＣ電圧に変換するように、メインスイッチＱ、Ｑ’を制御するように構成された制御装置１１６をさらに備えている。記載例において、制御装置１１６は、上述の２つの構成間で各スイッチレッグ１１４を切り替えるように構成されている。

【0033】

電気駆動装置１０４は、ロータの温度Ｔｒおよびステータの温度Ｔｓをそれぞれ測定するための温度センサをさらに備え得る。あるいは、ロータ温度Ｔｒおよびステータ温度Ｔｓは、測定に代えて推定され得る。

【0034】

図２を参照して、制御装置１１６の一例について説明する。以下の説明において、本発明の理解に有用な制御装置１１６の特徴のみを説明する。

【0035】

制御装置１１６に対する入力信号は、例えば車両１００の「アクセル」ペダルを制御することにより提供されるトルク目標Ｔ^＊である。

【0036】

制御装置１１６は、トルク目標Ｔ^＊から、ステータ直流電流目標ｉｄ^＊およびステータ直角位相電流目標ｉｑ^＊を決定するように構成された電流決定モジュール２０４をさらに備えている。

【0037】

制御装置１１６は、ステータ直流電流目標ｉｄ^＊およびステータ直角位相電流目標ｉｑ^＊から、スイッチレッグ１１４_１－３に対するコマンドを決定するように構成されたコマンド決定モジュール２０６をさらに備えている。これらのコマンドは、ステータ電流が目標ｉｄ^＊、ｉｑ^＊に到達するように、スイッチレッグ１１４_１－３をそれらのＨＳ構成とＬＳ構成との間で切り替えさせることが意図されている。例えば、コマンドは、空間ベクトル変調に従って決定される。

【0038】

制御装置１１６は、ロータ温度Ｔｒと、記載例においてステータ温度Ｔｓとに応じて、通常動作モードから保護動作モードに切り替わるように構成されている。

【0039】

この目的のために、制御装置１１６は、記載例において（測定または推定された）ロータ温度Ｔｒと、記載例において（測定または推定された）ステータ温度Ｔｓとをモニタリングするための温度モニタモジュール２０８をさらに備えている。ロータ温度が上昇したこと（例えば所定の閾値を超えたこと）や、ステータ温度が低いこと（例えば所定の閾値未満であること）をモジュール２０８が検出すると、制御装置は、通常動作モードから保護動作モードに移行する。

【0040】

より正確には、記載例において、通常動作モードでは、目標トルクＴ^＊は、ロータ温度Ｔｒに依存しないトルク決定方法に従って決定され、電流決定モジュール２０４は、通常電流決定方法に従って電流目標ｉｄ^＊、ｉｑ^＊を決定する。例えば、この通常電流決定方法は、ＭＴＰＡ（最大トルク／電流（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｔｏｒｑｕｅ Ｐｅｒ Ａｍｐｅｒｅ））法である。

【0041】

保護動作モードにおいて、トルクは、通常動作モードと同じトルク決定方法により決定される。このようにして、決定された目標トルクは、通常動作モードでも保護動作モードでも同じである。具体的には、動作モードの切り替え時に、トルク目標Ｔ^＊を決定するための条件が実質的に同一のままであれば、トルク目標Ｔ^＊は実質的に一定のままである。しかしながら保護動作モードでは、電流決定モジュール２０４は、依然として目標トルクＴ^＊を達成しつつも、通常動作モードに比べてロータ損失を減少させるように電流目標ｉｄ^＊、ｉｑ^＊を決定する。例えば、電流決定モジュール２０４は、すべりを減少させるように電流目標ｉｄ^＊、ｉｑ^＊を決定する。

【0042】

より正確には、すべりの減少は、例えば直角位相電流ｉｑを減少させることでモータの動作点を変更することにより達成され得る。

【0043】

また、非同期モータ１０８のトルクＴは、式：Ｔ＝（３／２）^＊ｐ^＊Ｌｈ（ｉｄ）^＊ｉｄ^＊ｉｑで表すことができる。ここで、ｐはステータの極対の個数であり、Ｌｈはモータ１０８のメインインダクタンス（これは、直流電流ｉｄの関数であってもよい）である。この式から分かるように、直流電流ｉｄおよび直角位相電流ｉｑの種々の値により、同一トルクに達し得る。このため、所望のトルクを達成しつつ、直角位相電流ｉｑを減少させることができる。

【0044】

したがって、記載例において、電流決定モジュール２０４は、通常動作モードと同じトルク目標Ｔ^＊を維持しつつ、保護動作モードにおける直角位相電流ｉｑを通常動作モードに比べて減少させるように電流目標ｉｄ^＊、ｉｑ^＊を決定する。この結果、直流電流目標ｉｄ^＊が増加して、直角位相電流目標ｉｑ^＊の減少が補償される。

【0045】

図３は、直流電流ｉｑおよび直角位相電流ｉｄに従うトルクＴを示す。より正確には、等トルク（isotorque）線（線Ｌ等）が示されている。トルクＴは、実線の矢印で示す方向に増加している。また、図３は、ＭＴＰＡポイント（○印）、および等しい直流位相電流ポイントおよび直角位相電流ポイント（×印）も示している。

【0046】

目標トルクＴ^＊が等トルク線Ｌのうちの１つであることを考慮すると、通常動作モードにおいて、電流決定モジュール２０４は、例えば、ＭＴＰＡを達成し得るとともに、これによりポイントＰ１の直流相電流目標および直角位相電流目標を選択し得る。これに対し、保護動作モードにおいて、電流決定モジュール２０４は、より小さい直角位相電流目標ｉｑ^＊を有する等トルク線Ｌの別のポイント、すなわち図３で破線の矢印で示された等トルク線Ｌの部分におけるポイントを選択し得る。例えば、電流決定モジュール２０４は、直流電流目標および直角位相電流目標を等しい値として設定することにより、ポイントＰ２の直流電流目標および直角位相電流目標を選択するように構成され得る。実際に、図３に示すように、（過熱が発生しにくい）非常に低いトルクを除き、等しい直流電流ポイントと直角位相電流ポイントは、ＭＴＰＡポイントに比べて小さい直角位相電流を有している。

【0047】

したがって、電流決定モジュール２０４は、保護動作モードにおいて、直流電流目標と直角位相電流目標とを等しい値として設定するように構成され得る。

【0048】

図４は、すべりＳに応じたトルクＴであって、ＭＰＴＡの場合（実線）と、所定の最大ステータ電流Ｉｍａｘに達した場合、すなわち、ｉｄ²＋ｉｑ²＝Ｉｍａｘ²の場合とを示している。Ｉｍａｘは、通常、インバータ１００およびその最大電流容量により決定されるが、モータやプロジェクトの要件によっても決定され得る。

【0049】

図２に示す例において、ＭＰＴＡの場合、ステータ電流は、最大ステータ電流の２／３であり、トルクは１９８Ｎであり、２Ｈｚのすべりで達成されている（ポイントＰ３）。

【0050】

ステータ電流（すなわち（ｉｄ²＋ｉｑ²）の正の平方根）を最大ステータ電流Ｉｍａｘに設定することで、１．２４２Ｈｚというより低いすべりが、トルクを１９８Ｎｍで維持するように使用され得る（ポイントＰ４）。このより小さいすべりは、本例において、ロータ損失の４０％の減少をもたらす。したがって、ロータの温度が低下し得る。これは、上述の例においてステータ損失が２２５％増加するという犠牲を伴うため、ステータ温度が上昇し得る。しかしながら、状況により、特にステータはロータより容易に冷却され得るため、このような温度上昇は許容される場合がある。

【0051】

したがって、電流決定モジュール２０４は、トルク目標Ｔ^＊に達することを可能にするすべりで、最大ステータ電流に達するように直流電流目標および直角位相電流目標を設定するように構成され得る。

【0052】

制御装置１１６は、データ処理ユニット（例えばマイクロプロセッサ）と、処理ユニットがアクセス可能なメインメモリとを備えるコンピュータ装置を備え得る。コンピュータ装置は、上述のモジュールの機能を実現するために、処理ユニットに対する命令を含むコンピュータプログラムをさらに備えている。このコンピュータプログラムは、例えば、メインメモリにロードされることが意図されている。これにより、処理ユニットはその命令を実行し得る。あるいは、これらのモジュールの全部または一部が、ハードウェアモジュールの形態で、すなわち、コンピュータプログラムを伴わない例えば微細配線された電子回路の形態で実現され得る。

【0053】

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではないことに留意されたい。今まで開示してきた教示に照らして、上述の実施形態に様々な変更を加える得ることは、当業者に明確であろう。

【0054】

例えば、トルク目標Ｔ^＊は、制御装置１１６によって明示的に決定されなくてもよい。例えば、制御装置１１６は、直流電流目標ｉｄ^＊および直角位相電流目標ｉｑ^＊を、速度目標およびロータの速度から直接決定するように構成され得る。

【0055】

上述の発明の詳細な説明において、使用された用語は、本発明を本明細書に示された実施形態に限定するものと解釈されるべきではなく、当業者がその一般的な知識を上に開示された教示の実施に適用することにより、上記範囲にあるすべての等価なものを含むものと解釈されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【外国語明細書】