特許 7351593 電気トラクションモータの電磁力に影響を及ぼすための装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-19

(45)【発行日】2023-09-27

(54)【発明の名称】電気トラクションモータの電磁力に影響を及ぼすための装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 21/05 20060101AFI20230920BHJP

   H02P 21/22 20160101ALI20230920BHJP

【ＦＩ】

H02P21/05

H02P21/22

【請求項の数】 10

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021032712

(22)【出願日】2021-03-02

(65)【公開番号】P2021141805

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2021-03-03

(31)【優先権主張番号】10 2020 105 630.3

(32)【優先日】2020-03-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】510238096

【氏名又は名称】ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】Ｄｒ． Ｉｎｇ． ｈ．ｃ． Ｆ． Ｐｏｒｓｃｈｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ

【住所又は居所原語表記】Ｐｏｒｓｃｈｅｐｌａｔｚ １， Ｄ－７０４３５ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100094525

【弁理士】

【氏名又は名称】土井 健二

(74)【代理人】

【識別番号】100094514

【弁理士】

【氏名又は名称】林 恒徳

(72)【発明者】

【氏名】マクシミリアン バルコー

(72)【発明者】

【氏名】ローベルト ネレス

(72)【発明者】

【氏名】フーゴ コック

(72)【発明者】

【氏名】ヤン ネーゲルクレーマー

【審査官】安池 一貴

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０８２８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２５９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１１７８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１０４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２２３３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２０８６６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ２１／０５

Ｈ０２Ｐ ２１／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気トラクションモータ（１００）の電磁力に影響を及ぼすための方法であって、
より高次の高調波（３３６）が、結果の作動変数（ｕ_ａｂｃ）の発生のために、前記電気トラクションモータ（１００）の回転速度、前記電気トラクションモータ（１００）のトルク、前記電気トラクションモータ（１００）における温度、又は前記電気トラクションモータ（１００）の三相電流若しくは三相電圧に依存するように決定され、前記高調波が前記電気トラクションモータ（１００）のための作動変数（ｕ_ｄｑ）に重畳され（５０８）、
前記電気トラクションモータ（１００）が、前記結果の作動変数（ｕ_ａｂｃ）に依存するように作動させられ（５１０）、
前記作動変数（ｕ_ｄｑ）、前記高調波（３３６）、及び前記結果の作動変数（ｕ_ａｂｃ）が作動電流又は作動電圧を特徴付け、
前記作動変数（ｕｄｑ）が、特に、無効にすることができるフィルタ（３０６）によりフィルタリングされた少なくとも１つの入力電流（ｉｄｑ）に依存するように決定され、前記フィルタは前記高調波の周波数を弱めるように設定された帯域阻止フィルタであり、
前記高調波（３３６）が、前記作動電流又は前記作動電圧の、前記結果の作動変数（ｕａｂｃ）の基本振動の周波数の特に整数倍である周波数を有し、前記高調波（３３６）は、異なる次数の複数の高調波を有することを特徴とする、方法。

【請求項2】

前記高調波（３３６）が、前記高調波（３３６）の決定のために振幅、位相、及び／又は回転角を前記回転速度、前記トルク、及び／又は前記温度に対応付ける少なくとも１つの特性図に依存するように決定されること（５０４）を特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記高調波（３３６）が、前記高調波（３３６）の決定のための、振幅、位相、及び／又は回転角を前記三相電流若しくは前記三相電圧、前記温度、及び／又は前記回転速度に対応付ける特性図に依存するように決定されること（５０４）を特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記高調波（３３６）のための前記振幅、前記位相、及び／又は前記回転角の前記決定が第１のタスクにおいて行われ（５０４）、前記高調波（３３６）の発生が第２のタスクにおいて行われること（５０６）を特徴とする、請求項２又は３に記載の方法。

【請求項5】

前記第１のタスクが前記第２のタスクよりも遅いことを特徴とする、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記高調波（３３６）の次数の大きさが、前記電気トラクションモータの極対の数に依存するように決定されること（５０４）を特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記結果の作動変数（ｕ_ａｂｃ）が、前記トルク及び前記回転速度に依存するように決定されることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記高調波（３３６）のための前記振幅、前記位相、及び／又は前記回転角がリミッタ（３３０）により制限されることを特徴とする、請求項２又は３に記載の方法。

【請求項9】

前記高調波は、６の整数倍の次数の高調波である、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

電気トラクションモータ（１００）の電磁力に影響を及ぼすための装置であって、前記装置が、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法に従って前記電気トラクションモータ（１００）を作動させるように構成されたコントローラ（１０４）を備えることを特徴とする、装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気トラクションモータの電磁力に影響を及ぼすための装置及び方法に由来する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、騒音放射に対して逆にされた極性を通じた騒音放射の減衰のための補正信号が、能動減衰システムを用いて、例えば、圧電アクチュエータを用いて発生される、自動車電気モータを開示している。反対の信号の発生の結果、騒音放射は、自動車の快適性を高めるために、人間の聴覚系にとって知覚可能にならないような仕方でリアルタイムに影響を受ける。特異な事象として同様に発生する極端なピークも、前記方策を用いて等化されることになる。補正信号は、既知の制御信号及び構造反応の「予測」を通じて決定される。

【0003】

特許文献２は、動作騒音を低減するために、ＰＷＭモータ制御信号に重畳される追加的な交番電圧信号を提案している。この目的を達成するために、追加の信号は、振動加速度センサ測定値及び音響騒音センサ測定値を含めたアルゴリズムを通じて決定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】独国特許出願第公開第１０２０１４２１８８８０ Ａ１号明細書

【文献】独国特許出願第公開第１０２００９０５６７８４ Ａ１号明細書

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

独立請求項に記載の方法及び装置は、対照的に改善された手順を示す。

【0006】

電気トラクションモータの電磁力に影響を及ぼすための方法は、より高次の高調波が、結果の作動変数の発生のために、電気トラクションモータの回転速度、電気トラクションモータのトルク、電気トラクションモータにおける温度、又は電気トラクションモータの三相電流若しくは三相電圧に依存するように電気トラクションモータのための作動変数に重畳され、電気トラクションモータが、結果の作動変数に依存するように作動させられ、作動変数、高調波、及び結果の作動変数が作動電流又は作動電圧を特徴付けることを提供する。例えば、ｄ－ｑ電流が三相電流のために考慮される。例えば、ｄ－ｑ電圧が三相電圧のために考慮される。より高次の高調波を通じて、トラクションモータから発出する音響又は振動音響騒音が低減される。重畳を用いなければ、特に、ステータの歯及びロータにおける、結果として生じる半経方向及び／又は接線方向を向いた力が作動電圧を通じて発生される。前記力は、重畳され、結果として生じる力ベクトルを形成する様々な原因を有する。高調波の振幅、位相、及びパイロット制御角を適切に選択した場合には、結果として生じる力を０に低減することができる追加的な力ベクトルが発生される。その結果、電気トラクションモータの騒音が影響を受け、最適化される。

【0007】

高調波は、好ましくは、特に、作動電流又は作動電圧の、作動変数の基本振動の周波数の特に整数倍である周波数を有する。騒音に影響を及ぼすためには、基本振動の整数倍が特に適する。

【0008】

高調波は、高調波の決定のために振幅、位相、及び／又はパイロット制御角を回転速度、トルク、及び／又は温度に対応付ける少なくとも１つの特性図に依存するように決定され得る。一実装形態では、いずれの場合にも３次元である、すなわち、回転速度、トルク、温度の次元を有する、１つは振幅のため、１つは位相のため、及び１つはパイロット制御角のための、３つの特性図を提供することができる。これは高調波の決定を単純化する。

【0009】

高調波は、高調波の決定のための、振幅、位相、及び／又はパイロット制御角を三相電流若しくは三相電圧、温度、及び／又は回転速度に対応付ける特性図に依存するように決定され得る。特に、アプリケーションが、アプリケーション内で変更される回転速度／トルク動作点へのｄ－ｑ電流又は電圧の対応付けを提供するときには、ｄ－ｑ電流又は電圧への依存が適切である。

【0010】

関数は１つのタスクにおいて実施することができる。しかし、例えば、振幅の決定はよりゆっくりと行うことができ、したがって、ＣＰＵ負荷を低減することができるため、関数を２つのタスクに分割することが有利になり得る。高調波のための振幅、位相、及び／又はパイロット制御角の決定は、好ましくは第１のタスクにおいて行われ、高調波の発生は第２のタスクにおいて行われる。その結果、作業の分割をアプリケーション内で第１のタスクと第２のタスクとの間で実現することができる。例えば、一方のタスクのみ、又は他方のタスクのみをアプリケーション又は開発において変更することができる。

【0011】

第１のタスクは第２のタスクよりも遅いものであることができる。その結果、高調波の発生のために絶対に必要なステップのみがより速い第２のタスクにおいて実施されるため、コンピューティング資源を節約することができる。

【0012】

高調波の次数の大きさは、好ましくは、トラクションモータの極対の数に依存するように決定される。機械的モータ次数の表面加速度が影響を受けることができるようにするには、同じ機械的周波数における振動が発生されるべきである。電気的システムにおいては、これは、高調波の次数の大きさが、好ましくは、トラクションモータの極対の数に依存するように決定されなければならないことを意味する。高調波の機械的次数Ｏｒｄ＿ｍｅｃｈは、電気的次数Ｏｒｄ＿ｅｌに極対の数ｐを乗算することを通じて決定される：Ｏｒｄ＿ｍｅｃｈ＝Ｏｒｄ＿ｅｌ＊ｐ。逆に、電気的次数Ｏｒｄ＿ｅｌが機械的次数Ｏｒｄ＿ｍｅｃｈから外挿されることも可能である：Ｏｒｄ＿ｅｌ＝Ｏｒｄ＿ｍｅｃｈ／ｐ。

【0013】

結果の作動変数は、トルク及び回転速度に依存するように決定される。結果の作動変数は、特に、ｄ－ｑ電流及び回転速度に依存するように決定される。

【0014】

作動変数は、好ましくは、特に、無効にすることができるフィルタによりフィルタリングされた少なくとも１つの入力電流に依存するように決定される。フィルタは、例えば、帯域阻止フィルタ又はノッチフィルタである。フィルタは、特に、回転速度、高調波の次数若しくは周波数、及び／又はＰＷＭ基本周波数、又はフィルタ呼び出しのタスクの周波数に依存するように設定される。その結果、フィルタの抑制されるべき周波数は、回転速度、及び／又は高調波の周波数に変動可能なように適合させられる。フィルタはまた、駆動特性又は制御システムへの効果に影響を及ぼすために、オフに切り替えることもできる。例えば、作動変数を決定するＰＩコントローラの制御偏差の入力におけるｄ－ｑ電流が、前記関数を通じて重畳される高調波がＰＩコントローラによる外乱変数として知覚されないようにフィルタリングされる。その結果、基本振動のより安定した制御挙動が達成される。

【0015】

高調波のための振幅、位相、及び／又は、パイロット制御角は、好ましくは、リミッタにより制限される。これは電気トラクションモータのコントローラの安定性を改善する。

【0016】

好ましくは、異なる次数の複数の高調波が発生され、結果の作動変数の発生のために重畳される。これは多次騒音低減をもたらす。

【0017】

装置は、前記方法に従って電気トラクションモータを作動させるように構成されたコントローラを備える。

【0018】

さらなる有利な実施形態が以下の説明及び図面からもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、トラクションモータの部分の概略図を示す。

【図2】図２は、キャンベル線図の概略図を示す。

【図3】図３は、トラクションモータのためのコントローラの詳細を示す。

【図4】図４は、計算のための図を示す。

【図5】図５は、電気トラクションモータの電磁力に影響を及ぼすための方法におけるステップを示す。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１は、トラクションモータ１００の部分の概略図を示す。トラクションモータ１００は、特に、三相電流又は三相電圧によって制御され、結果の作動変数１０６を用いて電気モータ１０２を作動させるコントローラ１０４により制御され得る電気モータ１０２を備える。

【0021】

結果の作動変数１０６は、三相電圧、特に、ｄ－ｑ電圧、又は三相電流、特に、ｄ－ｑ三相電流であることができる。電気トラクションモータ１００の電磁力に影響を及ぼすための結果の作動変数１０６の決定のための方法が以下の本文において説明されることになる。

【0022】

図１はまた、騒音生成の影響連鎖も示す。

【0023】

本例では、電気トラクションモータ１００は、電磁システム１０８、及び電気トラクションモータの音響特性１１２に影響を及ぼす構造化された動的システム１１０を備える。

【0024】

例えば、特性次数を有する電気トラクションモータ１００内の電磁力のために、うなった騒音が生じる。

【0025】

図２は、２５０Ｎｍにおけるトラクションモータ１００の始動のキャンベル線図を概略的に示す。前記電気モータに特徴的である次数をキャンベル線図において明瞭に見ることができ、図２においては、２４次２０４、４８次２０６、及び７２次２０８として示されている。

【0026】

電磁力により励振される構造の固有周波数も同様に存在する。したがって、構造伝播及び空気伝播音のスーパーエレベーション（ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ）が生じる。これは、図２において例として、例えば、２１０及び２１２によって示される範囲内において示されている。

【0027】

構造の前記固有周波数の範囲内では、明瞭に知覚可能な騒音が生じる。電気トラクションモータ１００の回転速度に応じて、異なるモータ次数が騒音レベルを決定する。

【0028】

以下の説明は２４次の例を用いており、他の次数にも同様に適用され得る。電気トラクションモータ１００に依存して、特に、永久磁石同期モータの場合には、関連次数は、極対、孔、及び撚り線の数に依存する仕方で異なる。複数の次数を弱めることも同様に可能である。本例では、電気トラクションモータ１００は４つの極対の数を有する。したがって、電気的周波数は機械的周波数よりも４倍高い。したがって、図２において示される２４次の「機械的」次数２０４は、電気的システムにおいて、６次の「電気的」次数に対応する。

【0029】

音響的に関連するパワーモードに的を絞って影響を及ぼす、又はそれを低減するために、電気トラクションモータ１００のコントローラ内において的を絞って信号を付与することを通じて、電気モータのコントローラの電圧に加えて、すなわち、基準軸（ｂａｓｉｃ ｓｈａｆｔ）に加えて、例えば、（作動）電圧の交番変数の形態の、２４次高調波のための補償が騒音振動ハーシュネスの低減のために信号適用される。このように、例えば、電気トラクションモータ１００の電流高調波は、電気トラクションモータ１００内で生成された電磁力が構造を音響的に励振しないか、又はそれを励振する程度が著しく弱くなるような仕方で影響を受ける。前記方策の結果、構造伝播及び空気伝播騒音レベルを広い回転速度範囲にわたって１０ｄＢ超、低減することができる。

【0030】

その結果、支持アームを切り離すための構造的な方策が有利に必要ない。この目的のための追加的重量を回避することができる。電気トラクションモータ１００の動作点の音響特性１１２に関して変更されたデータセットが不要である。

【0031】

図３は、コントローラ１０４の詳細を概略的に示す。本例では、コントローラ１０４は、出力段３０４を有する電流コントローラ３０２を有する。出力段３０４は、パルス幅変調（ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＰＷＭ）及びインバータのために構成されている。

【0032】

コントローラ１０４は、フィルタ３０６、具体的には、帯域阻止フィルタを備える。フィルタ３０６は、電気トラクションモータ１００のフィルタリングされたｄ－ｑ電流ｉ_ｄｑを提供するように構成されている。用語ｄ－ｑ電流ｉ_ｄｑは、ｄ電流及びｑ電流をまとめて表すために用いられる。帯域阻止フィルタの一実装形態が、ｄ電流のため、及びｑ電流のための両方のフィルタリングにおいて見いだされる。フィルタ３０６は無効にする（非活性化する）ことができる。フィルタが無効に（非活性化）されると、フィルタリングされていない電流がその出力に切り替えられる。帯域阻止フィルタのフィルタ係数は、例えば、ＰＷＭ周波数、及び音響的に知覚可能な振動のための特性周波数、例えば、４００Ｈｚに依存するように決定される。帯域阻止フィルタは、同様に、ノッチフィルタとして実施することもできる。フィルタ係数は、できるだけ狭い周波数範囲が顕著な程度に弱められるように設計される。

【0033】

フィルタ３０６の入力のための電気トラクションモータ１００からの三相電流の変換は、電気トラクションモータ１００のロータの位相位置に依存するように実施される。本例では、この目的を達成するために、ロータの正確な位相位置を示す電気トラクションモータ１００のロータの角度θが決定される。フィルタ３０６のための入力電流は、本例では、電流ｉ_ａｂｃに依存し、変換器Ｔ_αβ及び後続の変換器Ｔ（θ）において角度θに依存するように決定される。

【0034】

コントローラ１０４は、動作変数、本例では、フィルタ周波数３１０、ＰＷＭ周波数３１２、及び活性化３１４、すなわち、フィルタが有効にされているか否かに関する情報項目に依存するようにフィルタ３０６のためのフィルタ係数を指定するように構成された係数指定デバイス３０８を含む。

【0035】

コントローラ１０４は、信号線３１６、及び信号線３１６を介したフィルタ３０６の作動のために構成された指定デバイス３１８を含む。指定デバイス３１８は、電気トラクションモータ１００の回転速度３２０に依存するようにフィルタ係数３１０を決定し、それらをフィルタ３０６に指定する（specify）ように構成されている。本例では、回転速度に依存するように周波数選択が行われる。

【0036】

指定デバイス３１８は、電気トラクションモータ１００の回転速度３２０、トルク、温度、ｄ－ｑ電圧ｕ_ｄｑ、ｄ－ｑ電流ｉ_ｄｑ、又は活性化３１４に依存するようにパラメータ３２２を指定するように構成されている。

【0037】

本例では、振幅３２４、パイロット制御角３２６、及び／又は位相３２８が、回転速度３２０、トルク、温度、ｄ－ｑ電流ｉ_ｄｑ、又は活性化３１４に依存するようにパラメータ３２２として指定される。

【0038】

本例では、振幅３２４、パイロット制御角３２６、及び位相３２８は特性図により指定される。リミッタ３３０によりパラメータ３２２を制限し、次に、それらを出力することを提供することができる。

【0039】

次数ベースの励振から周波数ベースの励振への転換の場合には、リミッタ３３０を、例えば、周波数掃引のための、周波数の変化速度の制限のために構成することができる。周波数の値の範囲の制限を与えることができる。具体的には、最小及び最大周波数の制限を与えることができる。これは、関数を特定の周波数範囲に制限するために、有利である。電流コントローラ３０２の共振振動の発達が低周波数について生じ得る。状況によっては、制御システムの安定性に影響を及ぼさないよう、関数が無効にされることになるため、過度に高い周波数はもはや構造伝播音に影響を与えない。制御ループの安定性を確実にするためには、振幅Ｕ_ＡＮＲ及びパイロット制御角γ_ＡＮＲの両方の変化速度の制限が有利になり得る。速い変化の場合には、フィルタ３０６は整定しなければならない。適用の間に誤設定された値を制限するためには、振幅Ｕ_ＡＮＲ及びパイロット制御角γ_ＡＮＲの値の範囲の制限が適切になり得る。過度に高い振幅Ｕ_ＡＮＲは、例えば、顕著な振動、又は高電圧システムの電源切断を招き得る。位相３２８の変化速度の制限を与えることができる。位相３２８の突然の変化は不安定性を招き得る。位相３２８の変化速度の制限はこれを回避する。

【0040】

指定デバイス３１８は次数３３２の指定のために構成されている。次数３３２はまた、以下の本文においてμ_ＡＮＲによって表される。次数３３２は、実質的にロータ位置との乗算を通じて高調波３３６の周波数を決定する：ｓｉｎ（μ_ＡＮＲ×θ＋φ_ＡＮＲ）。高調波振動の時間的位相位置φ_ＡＮＲが、これとは独立して、角度へのφ_ＡＮＲの加算を通じて考慮される。

【0041】

コントローラ１０４は、パラメータ３２２に依存するように高調波３３６を決定するように構成された影響デバイス３３４を含む。本例では、高調波３３６は、より高い高調波交番変数のための振幅Ｕ_ＡＮＲ及びパイロット制御角γ_ＡＮＲを通じて規定される。

【0042】

影響デバイス３３４は、本例では、高調波３３６をｄ－ｑ電圧の形態で決定するように構成されている。本例では、ｄ作動電圧Ｕ_ＡＮＲ，ｄ及びｑ作動電圧Ｕ_ＡＮＲ，ｑが、次数μ_ＡＮＲと電気トラクションモータ１００のロータの角度θとの積に依存するように決定され、この角度はロータの正確な位相位置を指定する。より正確には、この目的を達成するために、前記積と時間的位相位置φ_ＡＮＲとの合計が用いられる。

【0043】

本例では、角度θ、すなわち、ロータ位置角に、指定された次数、例えば、６が事前に乗算される。２４次の機械的モータ次数を解消するために、極対の数で除算された次数（ここでは、例えば、６）が電気的システムにおいて用いられる。その後、前記角度θ及び位相位置が加算され、合計角度を形成する。本例では、その後、合計角度の正弦が形成される。本例では、これは三角関数を通じて実施される。回転ロータのために、したがって、これは、例えば、１Ｖの振幅を有する正弦波交番変数をもたらす。次に、前記交番変数に、ｄ作動電圧Ｕ_ＡＮＲ，ｄ及びｑ作動電圧Ｕ_ＡＮＲ，ｑの両方のための所望の振幅が乗算される。このための振幅は、指定された振幅Ｕ_ＡＮＲ及びパイロット制御角γ_ＡＮＲから得られる。

【0044】

ｋ次の高調波の振幅Ｕ_{ＡＮＲ，ｋ}、位相φ_ＡＮＲ，ｋ、及びパイロット制御角γ_{ＡＮＲ，ｋ}は、具体的には、回転速度、トルク、及び温度に依存するように、特性図内に記憶される。代替例として、特性図は、具体的には、電気トラクションモータ１００の飽和及び結果の作動電圧ｕ_ａｂｃの周波数の両方を考慮するために、ｄ－ｑ電流ｉ_ｄｑ、温度、及び回転速度に依存するように記憶され得る。最適な作動電圧又は電流高調波は、具体的には、電流の基本振動振幅、ステータスプライン、磁石の残留磁束密度、及び電気トラクションモータ１００の飽和に依存する。振幅Ｕ_{ＡＮＲ，ｋ}及びパイロット制御角γ_{ＡＮＲ，ｋ}の定義は、ｋ次のためのロータ固定座標系内のポインタダイアグラムから得ることができる。図４に、これが概略的に示されている。時間的位相偏移φ_{ＡＮＲ，ｋ}はポインタダイアグラムにおいて示すことができない。

【0045】

様々な次数の高調波３３６の発生のための同一の構成の複数のサブシステムが存在することができる。その結果、「多次騒音低減」を実現することができる。次数は自由に指定することができる。例えば、６次の電気的次数の、高調波＃１のための発生のためのシステムを提供することができる。例えば、１２次の電気的次数の、高調波＃２のための発生のためのシステムを提供することができる。例えば、１８次の電気的次数の、高調波＃３のための発生のためのシステムを提供することができる。前記高調波は、加算を通じてｄ作動電圧Ｕ_ＡＮＲ，ｄ、及びｑ作動電圧Ｕ_ＡＮＲ，ｑの両方のために重畳される。高調波３３６の振幅、位相、及びパイロット制御角の設定は、回転速度、トルク、温度、及び／又はｄ－ｑ電流に依存するように行われる。さらに、極対の数が正確な電気的次数の設定のために考慮される。さらに、個々の次数を有効及び無効にすることができる、すなわち、重畳のために用いるか、又は用いないようにすることができる。

【0046】

電流コントローラ３０２は、電流コントローラ３０２の作動変数ｕ_ｄｑによりｄ作動電圧Ｕ_ＡＮＲ，ｄ及びｑ作動電圧Ｕ_ＡＮＲ，ｑの合計に依存するように出力段３０４を作動させるように構成されている。本例では、前記合計は、結果の作動変数１０６の決定のために用いられる。本例では、作動変数ｕ_ｄｑは、ＰＩコントローラ（図３においてＰＩによって表されている）により制御偏差に依存するように決定される。制御偏差は、本例では、ｄ－ｑ電流ｉ_ｄｑ、及びｄ－ｑ電流のための基準値ｉ_{ｄｑ＿ｒｅｆ}に依存するように形成される。本例では、制御偏差はそれらの差である。

【0047】

電流コントローラ３０２はカスケード電流制御のために構成することができる。カスケード電流制御の後に、高調波電圧、すなわち、ｄ作動電圧Ｕ_ＡＮＲ，ｄ及びｑ作動電圧Ｕ_ＡＮＲ，ｑを、電気トラクションモータ１００のためのＮＶＨに影響を及ぼすために電流コントローラ３０２の作動変数ｕ_ｄｑに加算することができる。本例では、作動電圧ｕ_ａｂｃは、その結果得られた合計電圧から、変換Ｔ^－１（θ）及び後続の変換

【数1】

を通じてその都度決定される。それらは図３においてこのように示されている。前記作動電圧ｕ_ａｂｃを通じて、出力段３０４が作動させられる。本例では、作動電圧ｕ_ａｂｃは、出力段３０４から出力される結果の作動変数１０６をもたらす。

【0048】

フィルタリングされた電流、すなわち、ｄ－ｑ電流ｉ_ｄｑは有効（活性化）又は無効（非活性化）にすることができる。フィルタリングされた電流の使用が無効にされると、フィルタリングされていない電流がカスケード電流コントローラへ転送される。

【0049】

指定デバイス３１８及び係数指定デバイス３０８は、コントローラ１０４内の第１のタスクにおいて計算されるソフトウェアモジュールであることができる。本例では、第１のタスクは１ｍｓのタスクである。

【0050】

電流コントローラ３０２及び影響デバイス３３４は、コントローラ１０４内の第２のタスクにおいて決定されるソフトウェアモジュールであることができる。本例では、第２のタスクはＰＷＭ周波数を用いて計算される。第１のタスクは第２のタスクよりも遅いものであることができる。

【0051】

本例では、帯域阻止フィルタはＰＷＭタスクにおいて計算される。本例では、フィルタ係数は、より遅いタスク、例えば、１ｍｓ内で実行される関数から提供される。

【0052】

例えば、振幅、位相、及びパイロット制御角、並びにまた、帯域阻止フィルタの係数の両方の特性図が遅いタスク内に記憶される。例えば、ＰＷＭ周波数を用いた、最も速いタスクでは、帯域阻止フィルタ３０６が用いられ、高調波電圧３３６が発生される。この分割は、例えば、ＰＷＲソフトウェアがサプライヤを通じて対応されているが、それにもかかわらず、ＯＥＭが、電流コントローラに介入することを必要とせず、ソフトウェアの開発及び適用のための広範なオプションを有することを望む場合に、有利になり得る。このとき、遅いタスクは、例えば、バイパスを経由して変更することができる。たとえ、これが利用されない場合でも、制御ユニットの負荷を低減するために、異なるタスクへの分割は有利になり得る。

【0053】

電気トラクションモータの電磁力に影響を及ぼすための方法が以下の本文において図５に基づいて説明されることになる。

【0054】

ステップ５０２において、電気トラクションモータ１００のロータの角度θ、及びフィルタ３０６のための入力電流が決定される。

【0055】

その後、ステップ５０４が実施される。ステップ５０４において、例えば、高調波３３６のための振幅、位相、及び／又は、パイロット制御角が決定される。これは第１のタスクにおいて行うことができる。

【0056】

ステップ５０４において、例えば、高調波３３６のためのパラメータ３２２が、電気トラクションモータ１００の回転速度、電気トラクションモータ１００のトルク、及び電気トラクションモータ１００における温度に依存するように、より高い次数の高調波３３６として発生される。本例では、高調波３３６は、特に、作動変数ｕ_ａｂｃの基本振動の周波数の整数倍である周波数において発生される。高調波３３６のためのパラメータ３２２は、高調波３３６の決定のための振幅、位相、及び／又はパイロット制御角を回転速度、トルク、及び温度に対応付ける特性図に依存するように決定することができる。高調波３３６のためのパラメータ３２２は、高調波３３６の決定のための振幅、位相、及び／又はパイロット制御角を三相電流若しくは三相電圧、温度、及び回転速度に対応付ける特性図に依存するように決定することができる。高調波３３６の次数の大きさは、トラクションモータ１００の極対の数に依存するように決定することができる。高調波３３６のための振幅、位相及び／又は、パイロット制御角はリミッタ３３０により制限することができる。

【0057】

ステップ５０６において、高調波３３６が決定される。本例では、高調波３３６は、パラメータ３２２に依存するように決定される。高調波３３６の発生は第２のタスクにおいて行うことができる。

【0058】

ステップ５０８において、結果の作動変数ｕ_ａｂｃの発生のために、電気トラクションモータ１００のための作動変数ｕ_ｄｑにより高い次数の高調波３３６が重畳される。

【0059】

その後、ステップ５１０が実施される。

【0060】

ステップ５１０において、電気トラクションモータ１００が、結果の作動変数ｕ_ａｂｃに依存するように作動させられる。

【0061】

作動変数ｕ_ｄｑ、高調波３３６、及び結果の作動変数ｕ_ａｂｃが、本例では、作動電圧をその都度特徴付ける。

【0062】

結果の作動変数ｕ_ａｂｃは、好ましくは、特に、フィルタ３０６によりフィルタリングされた入力電流に依存するように決定される。

【符号の説明】

【0063】

１００ 電気トラクションモータ
３３６ 高調波

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】