DE102010028104A1

DE102010028104A1 - Drehmomenterzeugung in einem Elektromotor in Antwort auf einen Stromsensorfehler

Info

Publication number: DE102010028104A1
Application number: DE201010028104
Authority: DE
Inventors: Sibaprasad Chakrabarti; Mengwei Torrance Campbell
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2010-11-25
Also published as: US8174224B2; CN101895244B; CN101895244A; US20100295500A1

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Erzeugen eines vorgegebenen Drehmoments in einem Elektromotor in einem Fahrzeug bereitgestellt. Ein Verfahren umfasst ein Erhalten eines Drehmomentbefehls, Erhalten einer Geschwindigkeit des Elektromotors sowie ein Betreiben des Wechselrichters auf der Basis wenigstens teilweise von einem Spannungsbefehl, welcher einem minimalen Strom durch den Elektromotor zum Erzeugen des vorgegebenen Drehmoments bei der momentanen Geschwindigkeit des Elektromotors entspricht.

Description

Technisches Gebiet
Ausführungsformen des hierin beschriebenen Gegenstandes betreffen allgemein Elektromotor-Antriebssysteme, und insbesondere betreffen Ausführungsformen des Gegenstandes Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines von Elektromotoren in Antwort auf einen Stromsensorfehler erzeugten Drehmoments.
Hintergrund
In Fahrzeugen, welche elektrische Antriebsmotoren verwenden, werden Wechselstrom(AC)-Motorantriebe verwendet, um ein angefordertes Drehmoment für die Motorwelle bereitzustellen. In der Praxis ist das von dem Motor erzeugte Maß an Drehmoment direkt bezogen (obwohl nicht genau proportional) auf das Maß an für den Motor bereitgestellten Strom. Daher kann, durch Regulieren und genaues Steuern des Eingangsstroms für den Elektromotor, das durch den Elektromotor erzeugte Maß an Drehmoment genauer gesteuert werden. In Antwort auf einen sich ändernden Drehmomentbefehl ist das Motordrehmomentansprechverhalten gleichmäßiger und/oder schneller, wenn das für den Elektromotor bereitgestellte Maß an Strom auf Basis des Drehmomentbefehls angepasst wird.
Zum Zwecke der Leistungsfähigkeit ist es, insbesondere bei Hybrid- und/oder Elektro-Fahrzeugen, wünschenswert, das Verhältnis von Ausgabedrehmoment zu Eingabe-Motorstrom zu maximieren. Jedoch wird in vielen Systemen der Eingabe-Motorstrom nicht direkt gesteuert. Beispielsweise werden viele Elektromotoren unter Verwendung von Pulsbreitenmodulations(PWM)-Techniken in Kombination mit einem Wechselrichter (oder einer anderen schaltungsbetriebenen Leistungsversorgung) betrieben, um die Spannung an den Motorwicklungen zu steuern, was wiederum den gewünschten Strom im Motor erzeugt. In Antwort auf ein angefordertes Drehmoment (oder vorgegebenes Drehmoment) bestimmen die meisten herkömmlichen Systeme einen gewünschten Eingabe-Motorstrom zum Erzeugen des geforderten Maßes an Drehmoment und Verwenden ein Closed-Loop-Steuersystem, um den Strom durch die Motorwicklungen zu steuern, und dadurch das Maß an von dem Motor erzeugten Drehmoment zu regulieren. Ein oder mehrere Sensoren werden verwendet, um den momentanen Motorstrom zu messen, welcher dann mit dem gewünschten Eingabe-Motorstrom verglichen wird. Auf Basis des Ergebnisses des Vergleiches werden die PWM-Befehle für den Wechselrichter angepasst, um die Spannung an den Motorwicklungen zu erhöhen und/oder zu erniedrigen, so dass der tatsächliche gemessene Motorstrom dem gewünschten Eingabe-Motorstrom folgt.
Wenn jedoch ein Stromsensor den Motorstrom nicht genau misst, dann können diese Closed-Loop-Steuersysteme das Motordrehmoment nicht länger in wirksamer Weise steuern. Beispielsweise kann, ohne genaue Motorstrominformation, das Steuersystem zulassen, dass der Motor unzureichendes Drehmoment, überschüssiges Drehmoment oder sich ändernde oder oszillierende Mengen an Drehmoment erzeugt. Weiterhin kann, als eine Vorsichtsmaßnahme in einigen herkömmlichen Systemen, in Antwort auf einen Stromsensorfehler das Steuersystem ein Bereitstellen von Strom und/oder Spannung für den Elektromotor einstellen, oder in drastischer Weise das Maß an für den Elektromotor bereitgestellten Strom und/oder Spannung reduzieren. Als ein Ergebnis ist in herkömmlichen Systemen, wenn ein Stromsensorfehler auftritt, der Nutzen und die Fahrfreude eines entsprechenden Fahrzeugs negativ beeinflusst.
Kurze Zusammenfassung
Es wird ein Verfahren zum Erzeugen eines vorgegebenen Drehmoments in einem Elektromotor in einem Fahrzeug bereitgestellt. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Erhalten eines Drehmomentbefehls, ein Erhalten einer Geschwindigkeit des Elektromotors sowie ein Betreiben des Wechselrichters auf der Basis wenigstens teilweise eines Spannungsbefehls, welcher einem Minimalstrom durch den Elektromotor zum Erzeugen des vorgegebenen Drehmoments bei der momentanen Geschwindigkeit des Elektromotors entspricht.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Steuern eines Elektromotors in Antwort auf einen Drehmomentbefehl bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Erhalten des Drehmomentbefehls und ein Erhalten einer Motorgeschwindigkeit für den Elektromotor. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Erhalten eines Spannungsbefehls entsprechend einem Minimalmotorstrom für den Drehmomentbefehl und die Motorgeschwindigkeit sowie ein Erhalten eines Schlupffrequenzbefehls entsprechend dem Minimalmotorstrom für den Drehmomentbefehl und die Motorgeschwindigkeit. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Betreiben eines Wechselrichters, der dazu eingerichtet ist, um den Elektromotor auf der Basis des Spannungsbefehls und des Schlupffrequenzbefehls anzutreiben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein elektrisches System zur Verwendung in einem Fahrzeug bereitgestellt. Das elektrische System umfasst eine Energiequelle, einen Elektromotor, einen zwischen der Energiequelle und dem Elektromotor gekoppelten Wechselrichter. Ein Auflöser-System ist mit dem Elektromotor gekoppelt, wobei das Auflöser-System dazu eingerichtet ist, um eine Motorgeschwindigkeit für den Elektromotor zu erhalten. Eine Steuerung ist mit dem Wechselrichter und dem Auflöser-System gekoppelt, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, um ein Drehmomentbefehl zu erhalten und den Wechselrichter auf Basis wenigstens teilweise eines Spannungsbefehls und eines Schlupffrequenzbefehls entsprechend einem Minimalmotorstrom für die Kombination aus Drehmomentbefehl und Motorgeschwindigkeit zu betreiben.
Diese Zusammenfassung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form aufzuzeigen, welche unten in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben werden. Diese Zusammenfassung soll weder Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstandes festlegen, noch soll diese Zusammenfassung als ein Hilfsmittel beim Bestimmen des Umfangs des beanspruchten Gegenstandes verwendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein umfassenderes Verständnis des Gegenstandes kann mit Bezug auf die detaillierte Beschreibung und die Ansprüche in Verbindung mit den folgenden Figuren gewonnen werden, wobei in den Figuren gleiche Bezugszeichen ähnliche Elemente bezeichnen.
1 ist ein Blockdiagramm eines elektrischen Systems gemäß einer Ausführungsform;
2 ist ein detailliertes Blockdiagramm eines stromregulierten-Steuermoduls, welches für eine Verwendung in dem elektrischen System der 1 geeignet ist, und zwar für eine Ausführungsform mit einem d-q-Bezugsrahmen, wobei zusätzliche Komponenten und zwischen den Komponenten befindliche Signale gemäß einer Ausführungsform dargestellt werden.
3 ist ein detailliertes Blockdiagramm eines Spannungs-Steuermoduls, welches für eine Verwendung in dem elektrischen System der 1 geeignet ist, und zwar für eine Ausführungsform mit einem d-q-Bezugsrahmen, wobei zusätzliche Komponenten und zwischen den Komponenten befindliche Signale gemäß einer Ausführungsform dargestellt werden; und
4 ist ein Flussdiagramm eines Drehmomentsteuervorgangs, welcher für eine Verwendung mit dem elektrischen System der 1 gemäß einer Ausführungsform geeignet ist.
Detaillierte Beschreibung
Die folgende detaillierte Beschreibung dient lediglich der Veranschaulichung und soll die Ausführungsformen des Gegenstandes oder die Anwendung und Verwendungen solcher Ausführungsformen nicht beschränken. Wie hierin verwendet, hat der Ausdruck „beispielhaft” die Bedeutung „als ein Beispiel, Fall oder Darstellung dienend”. Jede hierin als beispielhaft beschriebene Ausführungsform soll nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft über anderen Ausführungsformen angesehen werden. Weiterhin ist nicht beabsichtigt, an eine ausdrücklich oder implizit in dem vorangegangenen technischen Gebiet, Hintergrund, kurze Zusammenfassung oder der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellte Theorie gebunden zu sein.
Techniken und Technologien können hierin hinsichtlich funktionaler und/oder logischer Blockkomponenten beschrieben werden, sowie mit Bezug auf symbolische Darstellungen von Betriebsarten, Bearbeitungsschritten sowie Funktionen, welche von verschiedenen Berechnungskomponenten oder -vorrichtungen ausgeführt werden können. Solche Betriebsarten, Schritte und Funktionen werden manchmal als Computer-ausgeführt, Computer-gestützt, Software-implementiert oder Computer-implementiert bezeichnet. In der Praxis können ein oder mehrere Prozessorvorrichtungen die beschriebenen Betriebsarten, Schritte und Funktionen durch Bearbeiten elektrischer Signale ausführen, welche Datenbits an Speicherorten in dem Systemspeicher repräsentieren, als auch durch andere Bearbeitungsformen der Signale. Die Speicherorte, wo Datenbits abgelegt sind, sind physische Orte, welche entsprechende elektrische, magnetische, optische oder organische Eigenschaften entsprechend der Datenbits aufweisen. Es wird bevorzugt, dass die verschiedenen in den Figuren dargestellten Blockkomponenten durch eine beliebige Anzahl von Hardware-, Software-, und/oder Firmware-Komponenten ausgeführt werden können, welche dazu eingerichtet sind, um die spezifizierten Funktionen auszuführen. Beispielsweise kann eine Ausführungsform eines Systems oder einer Komponente verschiedene integrierte Schaltkreis-Komponenten, zum Beispiel Speicherelemente, digitale Signalbearbeitungselemente, Logikelemente, Look-Up-Tabellen oder dergleichen verwenden, welche unter der Steuerung eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuervorrichtungen verschiedene Funktionen ausführen können.
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Elemente oder Knoten oder Merkmale, welche miteinander „verbunden” oder „gekoppelt” sind. Wie hierin verwendet, es sei denn, dass es in anderer Form ausdrücklich erwähnt ist, bedeutet „verbunden”, dass ein Element/Knoten/Merkmal direkt verbunden ist mit (oder in direkter Kommunikation stehend mit) einem anderen Element/Knoten/Merkmal, und zwar nicht notwendigerweise in mechanischer Form. Ebenso bedeutet, es sei, dass dies in anderer Form ausdrücklich erwähnt ist, „gekoppelt”, dass ein Element/Knoten/Merkmal direkt oder indirekt verbunden ist mit (oder in direkter oder indirekter Kommunikation stehend mit) einem anderen Element/Knoten/Merkmal, und zwar nicht notwendigerweise mechanisch. Daher können, obwohl die in den Figuren gezeigten Zeichnungen eine beispielhafte Anordnung von Elementen darstellen, zusätzliche dazwischen angeordnete Elemente, Vorrichtungen, Merkmale oder Komponenten in einer Ausführungsform des dargestellten Gegenstandes vorhanden sein.
Aus Gründen der Kürze sollen herkömmliche Techniken, welche sich auf Strom-Sensieren, Signalbearbeitung, Motorsteuerung, Induktionsmotoren, Pulsbreitenmodulation (PWM), schaltungsbetriebene Leistungsversorgungen (SMPS) sowie andere funktionale Aspekte der Systeme (und der individuellen Betriebskomponenten der Systeme) hier nicht im Detail beschrieben werden. Weiterhin sollen die hierin enthaltenen in den verschiedenen Figuren gezeigten Verbindungslinien beispielhafte funktionelle Beziehungen und/oder physische Kopplungen zwischen den verschiedenen Elementen darstellen. Es wird darauf hingewiesen, dass viele alternative oder zusätzliche funktionelle Beziehungen oder physische Verbindungen in einer Ausführungsform des Gegenstandes vorhanden sein können.
Hierin diskutierte Technologien und Konzepte betreffen das Steuern der Menge an von Elektromotoren erzeugtem Drehmoment im Falle des Vorhandenseins eines Stromsensorfehlers. Wie detaillierter oben beschrieben wurde, kann die Drehmoment-Fähigkeit für einen Elektromotor gegenüber der Geschwindigkeit des Elektromotors bestimmt werden, wobei die minimale Menge an Motorstrom, welche zum Erzeugen der Menge an Drehmoment benötigt wird, für jede mögliche Kombination von erzielbarem Drehmoment und Motorgeschwindigkeit berechnet und/oder bestimmt werden kann. Der Elektromotor kann mit einer minimalen Menge an Motorstrom sowie der resultierenden Spannung an den Motorwicklungen und der erfassten Schlupffrequenz betrieben werden. In Antwort auf einen Stromsensorfehler kann die erfasste Spannung und Schlupffrequenz dann verwendet werden, um die Menge an von dem Elektromotor erzeugtem Drehmoment zu steuern. Wie hierin verwendet, ist die Bedeutung von tiefgestellten und hochgestellten Zeichen wie folgt:
Tiefgestelltes d und q: Größe in dem d-q-Rahmen. Der d-q-Bezugsrahmen ist, in kartesischen Koordinaten, synchron zu der Rotation eines Rotors innerhalb des Elektromotors.

Hochgestelltes *: Größe, welche vorgegeben ist/wird.

1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines elektrischen Systems 100, welches für eine Verwendung in einem Fahrzeug geeignet ist, wie zum Beispiel ein Hybrid- und/oder Elektro-Automobilfahrzeug. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das elektrische System 100, ohne Begrenzung, eine Energiequelle 102, einen Wechselrichter 104, einen Elektromotor 106, ein elektronisches Steuersystem 108, eine Steuerung 110, ein Auflöser-System 112 sowie einen oder mehreren Stromsensoren 114. Es wird darauf hingewiesen, dass 1 eine vereinfachte Darstellung eines elektrischen Systems 100 zum Zwecke der Erläuterung ist, und den Umfang des Gegenstandes in keiner Weise beschränken soll.
In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Energiequelle 102 mit dem Wechselrichter 104 gekoppelt, welcher wiederum mit dem Elektromotor 106 gekoppelt ist. In einer beispielhaften Ausführungsform ist ein oder sind mehrere Stromsensoren 114 zwischen dem Wechselrichter 104 und dem Elektromotor 106 gekoppelt, und dazu eingerichtet, um den durch den Elektromotor 106 fließenden Strom zu messen. Die Steuerung 110 ist mit den Stromsensoren 114 gekoppelt und dazu eingerichtet, um den gemessenen Motorstrom von den Stromsensoren 114 zu erhalten. Das Auflöser-System 112 ist zwischen dem Elektromotor 106 und die Steuerung 110 gekoppelt, wobei das Auflöser-System 112 in geeigneter Weise dazu eingerichtet ist, um die Motorgeschwindigkeit (ω_r) zu messen oder sonstwie zu erhalten, das heißt die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors in dem Elektromotor 106, und das Ergebnis der Steuerung 110 bereitzustellen. Das elektronische Steuersystem 108 ist mit der Steuerung 110 gekoppelt, wobei das elektronische Steuersystem 108 in geeigneter Weise dazu eingerichtet ist, um für die Steuerung 110 ein Drehmomentbefehl (T*) bereitzustellen. Wie unten detaillierter beschrieben ist, ist in einer beispielhaften Ausführungsform die Steuerung 110 in geeigneter Weise dazu eingerichtet, um Pulsbreitenmodulations(PWM)-Techniken zu verwenden, um die dem Elektromotor 106 bereitgestellten Strom und/oder Spannung mittels des Wechselrichters 104 zu regulieren, so dass das von dem Elektromotor 106 erzeugte Drehmoment dem von dem elektronischen Steuersystem 108 bereitgestellten Drehmomentbefehl (T*) folgt. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Steuerung 110 dazu eingerichtet, um den Elektromotor hinsichtlich des vorgegebenen Drehmoments (T*) in einer Weise zu steuern, welche den Motorstrom minimiert, wie unten detaillierter beschrieben wird.
Die Energiequelle 102 stellt für den Wechselrichter 104 zum Antreiben des Elektromotors 106 elektrische Energie und/oder Spannung bereit. In Abhängigkeit von der Ausführungsform kann die Energiequelle 102 als eine Batterie, eine Brennstoffzelle, ein wiederaufladbares Hochspannungs-Batteriepack, ein Ultrakondensator oder eine andere geeignete im Stand der Technik bekannte Energiequelle ausgeführt sein. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Elektromotor 106 als ein Induktionsmotor ausgeführt, jedoch kann in praktischen Ausführungsformen ein anderer geeigneter Elektromotor verwendet werden, wie zum Beispiel ein Innenpermanentmagnet(IPM)-Motor, ein Synchron-Reluktanzmotor oder ein anderer im Stand der Technik bekannter geeigneter Motor, wobei der Gegenstand nicht auf eine Verwendung mit einer bestimmten Art von Elektromotor beschränkt sein soll. In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist der Elektromotor 106 eine dreiphasige Wechselstrom(AC)-elektrische Maschine mit einem Rotor und Statorwicklungen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass, obwohl der Gegenstand hierin im Zusammenhang mit einem dreiphasigen Elektromotor beschrieben werden kann, der Gegenstand nicht auf dreiphasige Maschinen beschränkt ist und für einen Elektromotor mit einer beliebigen Anzahl von Phasen angepasst werden kann.
In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Wechselrichter 104 als ein Leistungswechselrichter ausgeführt, welcher dazu eingerichtet ist, um die DC-Energie von der Energiequelle 102 in AC-Energie zum Antreiben des Elektromotors 106 umzuwandeln. Der Wechselrichter 104 umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl von Phasenzweigen, welche mit entsprechenden Phasen des Elektromotors 106 gekoppelt sind, wobei Schaltvorrichtungen der Phasenzweige mit einem entsprechenden Betriebszyklus moduliert (geöffnet oder geschlossen) werden, um eine wirksame AC-Spannung an den Statorwicklungen des Elektromotors 106 zu erzeugen, was wiederum einen Drehmoment-erzeugenden Strom in den Statorwicklungen erzeugt und den Elektromotor 106 antreibt, wie es im Stand der Technik bekannt ist.
In beispielhaften Ausführungsform kann das elektronische Steuersystem 108 verschiedene Sensoren und Fahrzeugsteuermodule, elektronische Steuereinheiten (ECU) und dergleichen beinhalten, wobei das elektronische Steuersystem 108 mit zusätzlichen Fahrzeugkomponenten gekoppelt sein kann, wie es im Stand der Technik bekannt ist. In einer beispielhaften Ausführungsform erzeugt das elektronische Steuersystem 108 einen Drehmomentbefehl (T*) in Antwort auf eine Drehmomentanforderung (zum Beispiel wenn ein Fahrer ein Beschleunigungspedal oder Gaszug betätigt), und stellt den Drehmomentbefehl der Steuerung 110 bereit.
Die Steuerung 110 stellt im Allgemeinen die Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten dar, welche eingerichtet sind, um das von dem Elektromotor 106 erzeugte Drehmoment zu steuern oder sonstwie zu regulieren und zusätzliche Aufgaben und/oder Funktionen auszuführen, welche detaillierter unten beschrieben sind. In dieser Hinsicht variiert die Steuerung 110 den Betriebszyklus und/oder Schaltfrequenz der PWM-Befehlssignale, welche verwendet werden, um die Schaltvorrichtungen der Wechselrichter-Phasenzweige zu modulieren, so dass das von dem Elektromotor 106 erzeugte Drehmoment dem Drehmomentbefehl (T*) folgt.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Auflöser-System 112 einen mit dem Elektromotor 106 gekoppelten Auflöser, wobei der Ausgang des Auflösers mit einem Auflöser-zu-digital-Umwandler gekoppelt ist. Der Auflöser (oder eine ähnliche geschwindigkeitssensierende Vorrichtung) sensiert die Position des Rotors und leitet dadurch die Geschwindigkeit (ω_r) des Elektromotors 106 ab (welche hierin alternativ als die Motorgeschwindigkeit oder Rotorgeschwindigkeit bezeichnet wird). Der Auflöser-zu-digital-Umwandler wandelt die Signale von dem Auflöser in digitale Signale um (zum Beispiel ein digitales Motorgeschwindigkeitssignal), welche der Steuerung 110 bereitgestellt werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Steuerung 110, ohne Beschränkung, ein stromreguliertes Steuermodul 116, einen Stromsensor-Überwachungsblock 118, einen PWM-Befehlsblock 120, ein Spannungssteuerungsmodul 122 sowie eine Auswahlanordnung 124. Der Stromsensor-Überwachungsblock 118 ist zwischen die Stromsensoren 114 und das stromregulierte Steuermodul 116 gekoppelt. Das stromregulierte Steuermodul 116 ist eingerichtet, um Befehle zum Erzeugen von PWM-Signalen für die Phasenzweige des Wechselrichters 104 auf der Basis eines Strombefehls und des gemessenen Motorstroms zu erzeugen, welche von den Stromsensoren 114 erhalten wurden. Wie unten detaillierter beschrieben ist, ist das Spannungssteuermodul 122 ebenso dazu eingerichtet, um Befehle zum Erzeugen von PWM-Signalen für die Phasenzweige des Wechselrichters 104 zu erzeugen. Der Ausgang des stromregulierten Steuermoduls 116 und der Ausgang des Spannungssteuermoduls 122 sind jeweils mit der Auswahlanordnung 124 gekoppelt. Der Stromsensor-Überwachungsblock 118 ist mit der Auswahlanordnung 124 gekoppelt und dazu eingerichtet, um die Auswahlanordnung 124 zu verwenden, um auszuwählen, welche Befehle für den PWM-Befehlsblock 120 bereitgestellt sind, wie unten detaillierter beschrieben wird. Der PWM-Befehlsblock 120 erzeugt PWM-Befehlssignale und betreibt die Phasenzweige des Wechselrichters 104 auf der Basis der dem PWM-Befehlsblock 120 bereitgestellten Befehle entweder von dem stromregulierten Steuermodul 116 oder dem Spannungssteuermodul 122 mittels der Auswahlanordnung 124.
2 stellt eine beispielhafte Ausführungsform eines stromregulierten Steuermoduls 200 dar, welches für eine Verwendung in der Steuerung 110 der 1 geeignet ist. Das stromregulierte Steuermodul 200 umfasst, ohne Beschränkung, einen Strombefehlsblock 202, einen Schlupffrequenz-Berechnungsblock 204, einen Stromregulierer 206 sowie einen Synchron-zu-stationär-Transformationsblock 208. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Strombefehlsblock 202 mit dem Stromregulierer 206 gekoppelt, welcher wiederum mit dem Synchron-zu-stationär-Transformationsblock 208 gekoppelt ist. Der Schlupffrequenz-Berechnungsblock 204 ist außerdem mit dem Synchron-zu-stationär-Transformationsblock 208 gekoppelt. Das stromregulierte Steuermodul 200 ist dazu eingerichtet, um einen Drehmomentbefehl (T*), (zum Beispiel von dem elektronischen Steuersystem 108), eine Motorgeschwindigkeit (ω_r) (zum Beispiel von dem Auflöser-System 112) sowie einen gemessenen Motorstrom (i_d und i_q) zu erhalten. Das stromregulierte Steuermodul 200 erzeugt Stationärrahmen-Spannungsbefehle (v_a*, v_b* sowie v_c*) zum Erzeugen von PWM-Befehlssignalen zum Betreiben eines Wechselrichters (zum Beispiel Wechselrichter 104), so dass das durch einen Elektromotor (zum Beispiel Elektromotor 106) erzeugte Drehmoment den Drehmomentbefehl T* folgt, wie detaillierter unten beschrieben ist.
Der Strombefehlsblock 202 erzeugt einen Strombefehl zum Erzeugen des vorgegebenen Drehmoments in dem Elektromotor 106 auf der Basis wenigstens teilweise auf einem Drehmomentbefehl (T*) und der momentanen Motorgeschwindigkeit (ω_r). In dieser Hinsicht kann, obwohl nicht dargestellt, in praktischen Ausführungsformen der Strombefehl für andere Betriebsparameter des elektrischen Systems 100 verantwortlich sein, wie zum Beispiel die Spannung der Energiequelle 102. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Strombefehl als ein Synchronrahmen-Statorstrombefehl ausgeführt, welcher zwei Komponenten relativ zu dem d-q-Bezugsrahmen umfasst, nämlich i_d* und i_q*. Es wird bevorzugt, dass, obwohl der Gegenstand hierin im Zusammenhang mit dem Synchron-Bezugsrahmen beschrieben ist, der Gegenstand nicht auf einen bestimmten Bezugsrahmen oder eine bestimmte Kennzeichnung beschränkt ist.
Wie unten detaillierter beschrieben ist, umfasst oder sonstwie implementiert der Strombefehlsblock 202 an einer beispielhaften Ausführungsform eine Tabelle oder Datenbasis, welche für jede mögliche Kombination von Drehmomentbefehl und Motorgeschwindigkeit Synchronrahmen-Strombefehle speichert und/oder aufrechterhält, welche dem Minimalstrom zum Erzeugen des vorgegebenen (oder gewünschten) Drehmoments entsprechen. Die Synchronrahmen-Strombefehle können vorbestimmt und/oder erhalten werden, während eines Motor-Charakterisierungsvorgangs, nach welchem die Synchronrahmen-Ströme auf die entsprechenden Drehmoment- und/oder Motorgeschwindigkeits-Werte abgebildet und in der Tabelle und/oder Datenbasis gespeichert werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Strom-Regulierer 206 eingerichtet, um den gemessenen Motorstrom in dem Elektromotor 106 zu erhalten. In der dargestellten Ausführungsform ist der Strom-Regulierer 206 als ein Synchronrahmen-Strom-Regulierer ausgeführt, welcher dazu eingerichtet ist, um den gemessenen Motorstrom in dem d-q-Bezugsrahmen (i_d und i_q) zu erhalten. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Ausgaben des Strom-Regulierers 206 Zwischen-Synchronrahmen-Spannungen v_d und v_q, welche von dem Synchron-zu-stationär-Transformationsblock 208 bearbeitet werden, um die Dreiphasen-Stationärrahmen-Spannungsbefehle (v_a*, v_b* sowie v_c*) zu erhalten, wie im Detail unten beschrieben ist. Der Synchronrahmen-Stromregulierer 206 reguliert den Motorstrom derart, dass der gemessene Strom (i_d und i_q) in dem Elektromotor 106 den Strombefehlen (i_d* und i_q*) folgt. In dieser Hinsicht erhöht sich und/oder erniedrigt sich die Spannungsausgabe (v_d und v_q) des Strom-Regulierers 206 auf der Basis der Differenz zwischen dem Strombefehl (i_d* und i_q*) und dem gemessenen Motorstrom (i_d und i_q), wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Der Schlupffrequenz-Berechnungsblock 204 berechnet die Schlupffrequenz (ω_sl) für den Elektromotor (zum Beispiel Elektromotor 106) auf Basis des gemessenen Motorstroms und stellt das Ergebnis dem Synchron-zu-stationär-Transformationsblock 208 bereit. Der Synchron-zu-stationär-Transformationsblock 208 transformiert die Zwischenspannungen von der Ausgabe des Strom-Regulierers 206 in entsprechende dreiphasige Spannungsbefehle in dem stationären Bezugsrahmen (V_a*, V_b* sowie V_c*) auf der Basis der Schlupffrequenz (ω_sl) und der Motorgeschwindigkeit (ω_r) in herkömmlicher Weise, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Wie detaillierter unten beschrieben wird, werden die dreiphasigen stationären Spannungsbefehle von einem PWM-Befehlsblock (zum Beispiel PWM-Befehlsblock 120) verwendet, um PWM-Befehlssignale zu erzeugen, um den Wechselrichter zu betreiben und die vorgegebenen Spannungen an den Statorwicklungen des Elektromotors zu erzeugen, wodurch das vorgegebene Drehmoment in dem Elektromotor erzeugt wird.
3 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Spannungssteuermoduls 300, welches für eine Verwendung in der Steuerung 110 in 1 geeignet ist. Das Spannungssteuermodul 300 umfasst, ohne Beschränkung, einen Spannungsbefehlsblock 302, einen Schlupffrequenz-Befehlsblock 304 sowie einen Synchron-zu-stationär-Transformationsblock 308. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Spannungsbefehlsblock 302 mit dem Synchron-zu-stationär-Transformationsblock 308 gekoppelt. Der Schlupffrequenz-Befehlsblock 304 ist außerdem mit dem Synchron-zu-stationär-Transformationsblock 308 gekoppelt. Das Spannungssteuermodul 300 ist eingerichtet, um ein Drehmomentbefehl (T*) (zum Beispiel von dem elektronischen Steuersystem 108) und eine Motorgeschwindigkeit (ω_r) (zum Beispiel von dem Auflöser-System 112) zu erhalten. Das Spannungssteuermodul 300 erzeugt Stationärrahmen-Spannungsbefehle (V_a*, V_b* sowie V_c*) zum Erzeugen von PWM-Signalen zum Betreiben eines Wechselrichters (zum Beispiel Wechselrichter 104) und steuert das von einem Elektromotor (zum Beispiel Elektromotor 106) erzeugte Drehmoment, wie unten detaillierter beschrieben ist.
Der Spannungsbefehlsblock 302 erzeugt einen Spannungsbefehl, um einen Elektromotor mit dem vorgegebenen Drehmoment auf der Basis des Drehmomentbefehls (T*) und einer momentanen Motorgeschwindigkeit (ω_r) zu betreiben. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Spannungsbefehl ausgeführt als ein Synchronrahmen-Spannungsbefehl, welcher zwei Komponenten relativ zu dem d-q-Bezugsrahmen umfasst, nämlich V_d* und V_q*. Wie unten detaillierter beschrieben ist, umfasst oder sonstwie implementiert der Spannungsbefehlsblock 302 in einer beispielhaften Ausführungsform eine Tabelle oder Datenbasis, welche für jede mögliche Kombination aus Drehmomentbefehl und Motorgeschwindigkeit Synchronrahmen-Spannungen speichert und/oder aufrechterhält, welche dem Minimalstrom zum Erzeugen des vorgegebenen (oder gewünschten) Drehmoments entsprechen. In dieser Hinsicht können die Spannungsbefehle durch Speichern der Synchronrahmen-Ausgabespannungen (zum Beispiel v_d und v_q) eines Strom-Regulierers (zum Beispiel Strom-Regulierer 206) während eines Motor-Charakterisierungsvorgangs erhalten werden, wie detaillierter unten beschrieben ist.
In einer ähnlichen Weise erhält der Schlupffrequenz-Befehlsblock 304 einen Schlupffrequenzbefehl auf der Basis des Drehmomentbefehls (T*) und der momentanen Motorgeschwindigkeit (ω_r). Der Schlupffrequenz-Befehlsblock 304 kann umfassen oder sonstwie implementieren eine Tabelle (oder Datenbasis), welche für jede mögliche Kombination aus Drehmomentbefehl und Motorgeschwindigkeit eine Schlupffrequenz speichert und/oder aufrechterhält, welche dem Minimalstrom zum Erzeugen des vorgegebenen Drehmoments entspricht. Die Schlupffrequenz-Befehle können durch Speichern der gemessenen und/oder berechneten Schlupffrequenzen (zum Beispiel die Ausgabe von Schlupffrequenz-Berechnungsblock 204) innerhalb eines stromregulierten Steuermoduls 200 während eines Motor-Charakterisierungsvorgangs erhalten werden, nachdem die Schlupffrequenzen auf die entsprechenden Drehmoment- und/oder Motorgeschwindigkeits-Werte abgebildet sind und in der Tabelle und/oder Datenbasis abgespeichert sind. Bei Fehlen von genauer Feedback-Information zum Berechnen und/oder Bestimmen der tatsächlichen Schlupffrequenz stellen die Schlupffrequenzbefehle eine geschätzte Schlupffrequenz für einen Elektromotor dar, wobei ein vorgegebenes Drehmoment (T*) mit minimalem Eingangsstrom bei der momentanen Motorgeschwindigkeit (ω_r) erzeugt wird.
Der Synchron-zu-stationär-Transformationsblock 308 transformiert die Spannungsbefehle von dem Spannungsbefehlsblock 302 in entsprechende dreiphasige Spannungsbefehle in dem stationären Bezugsrahmen (v_a*, v_b* sowie v_c*) in einer ähnlichen Weise wie oben beschrieben im Zusammenhang mit dem Synchron-zu-stationär-Transformationsblock 208. Wie unten detaillierter beschrieben ist, werden die dreiphasigen Spannungsbefehle von einem PWM-Befehlsblock (zum Beispiel PWM-Befehlsblock 120) verwendet, um die Phasenzweige eines Wechselrichters zu betreiben, um die vorgegebenen Spannungen an den Statorwicklungen des Elektromotors zu erzeugen.
Nunmehr mit Bezug auf 4 kann in einer beispielhaften Ausführungsform ein elektrisches System eingerichtet sein, um einen Drehmoment-Steuervorgang 400 und zusätzliche Aufgaben, Funktionen und Betriebsarten wie unten beschrieben auszuführen. Die verschiedenen Aufgaben können von Software, Hardware, Firmware oder jeder Kombination davon ausgeführt werden. Aus Darstellungsgründen kann sich die folgende Beschreibung auf oben in Verbindung mit 1, 2 sowie 3 erwähnten Elementen beziehen. In der Praxis können die Aufgaben, Funktionen und Betriebsarten durch verschiedene Elemente des beschriebenen Systems ausgeführt werden, wie zum Beispiel der Steuerung 110, dem stromregulierten Steuermodul 116, dem Stromsensor-Überwachungsblock 118, dem Spannungssteuermodul 122, der Auswahl-Anordnung 124 und/oder dem PWM-Befehlsblock 120. Es wird bevorzugt, dass eine beliebige Anzahl von zusätzlichen oder alternativen Aufgaben umfasst sein kann, und in ein umfassenderes Verfahren oder Vorgang mit hier nicht im Detail beschriebener zusätzlicher Funktionalität eingefügt sein kann.
Mit Bezug auf 4 sowie weiterhin mit Bezug auf 1, 2 und 3 kann ein Drehmoment-Steuervorgang 400 ausgeführt werden, um das von einem Elektromotor erzeugte Drehmoment zu steuern und/oder zu regulieren. In einer beispielhaften Ausführungsform initialisiert oder startet der Drehmoment-Steuervorgang 400 durch Charakterisieren des Elektromotors (Schritt 402). In dieser Hinsicht wird der Elektromotor analysiert und/oder charakterisiert zum Zwecke des Bestimmens von Fehlern für einen Steuerbetrieb des Wechselrichters, so dass der Elektromotor ein vorgegebenes Maß an Drehmoment mit minimalem Eingangsstrom für die entsprechende Motorgeschwindigkeit erzielt. In einer beispielhaften Ausführungsform wird der Elektromotor auf einem Prüfstand, in einem Labor und/oder unter Verwendung von Software und/oder Computersimulationen charakterisiert bevor das elektrische System 100 und/oder der Elektromotor 106 in einem Fahrzeug verbaut werden. Zum Beispiel wird gemäß einer Ausführungsform für den Elektromotor 106 die Drehmoment-Fähigkeit gegenüber Motorgeschwindigkeit bestimmt, was in einem Bereich von erzielbaren (oder möglichen) Drehmomentwerten und einem entsprechenden Bereich von erzielbaren (oder möglichen) Motorgeschwindigkeiten resultiert. Für jede entsprechende Kombination aus Drehmomentwert und Motorgeschwindigkeitswert kann der minimale Synchronrahmenstrom, welcher zum Erzeugen des entsprechenden Drehmoments benötigt wird, bestimmt und/oder berechnet werden. Der resultierende minimale Synchronrahmenstrom kann dann in einer Tabelle oder Datenbasis (zum Beispiel in dem Strombefehlsblock 202) abgespeichert und/oder aufrechterhalten werden, welche die Zuordnung zwischen dem Synchronrahmenstrom und der entsprechenden Drehmoment- und Motorgeschwindigkeits-Kombination aufrechterhält.
In einer beispielhaften Ausführungsform fährt der Drehmoment-Steuervorgang 400 fort durch Bestimmen von Spannungsbefehlen zum Erzielen der vorgegebenen Menge an Drehmoment mit minimalem Eingangsmotorstrom (Schritt 404). Zum Beispiel kann gemäß einer Ausführungsform nach Bestimmen des minimalen Synchronrahmenstroms für jede mögliche Kombination aus Drehmoment und Motorgeschwindigkeit der Elektromotor durch iterative Befehle an den Elektromotor für jede mögliche Kombination aus Drehmoment und Motorgeschwindigkeit unter Verwendung des stromregulierten Steuermoduls 200 betrieben werden. Die Synchronspannungsausgabe des Strom-Regulierers 206 (v_d und v_q) wird erhalten und/oder gespeichert in einer Tabelle oder Datenbasis (zum Beispiel in dem Spannungsbefehlsblock 302), welche die Zuordnung zwischen Synchronspannung und der entsprechenden Kombination aus Drehmomentwert und Geschwindigkeitswert aufrechterhält. Auf diese Weise entsprechen die Spannungsbefehle der Ausgabespannung des Synchronrahmenstrom-Regulierers 206, wenn der Elektromotor mit minimalem Eingabestrom für die Kombination aus vorgegebenem Drehmoment und Motorgeschwindigkeit gesteuert und/oder betrieben wird.
In einer beispielhaften Ausführungsform bestimmt und/oder berechnet der Drehmomentsteuervorgang 400 außerdem Schlupffrequenzbefehle zum Erzielen der vorgegebenen Menge an Drehmoment mit minimalem Eingangsmotorstrom (Schritt 406). Beispielsweise kann der Elektromotor gemäß einer Ausführungsform durch iterative Befehle an den Elektromotor für jede mögliche Kombination aus Drehmoment und Motorgeschwindigkeit unter Verwendung des stromregulierten Steuermoduls 200 betrieben werden, wobei die Schlupffrequenz des Elektromotors gleichzeitig für jede mögliche Kombination aus Drehmoment und Motorgeschwindigkeit berechnet und/oder bestimmt werden kann. Die Schlupffrequenzbefehle werden in einer Tabelle oder Datenbasis (zum Beispiel in dem Schlupffrequenz-Befehlsblock 304 gespeichert, welche die Zuordnung zwischen Schlupffrequenz und der entsprechenden Kombination aus Drehmomentwert und Geschwindigkeitswert aufrechterhält. Auf diese Weise entsprechen für jede mögliche Kombination aus Drehmoment und Motorgeschwindigkeit die Schlupffrequenzbefehle und die Spannungsbefehle für einen Betrieb und/oder Steuerung des Elektromotors zum Erzeugen des vorgegebenen Drehmoments und/oder Motorgeschwindigkeit mit minimalem Eingangsmotorstrom.
In einer beispielhaften Ausführungsform fährt nach Ausführen der Motorcharakterisierung der Drehmomentsteuervorgang 400 durch Treiben des Wechselrichters und/oder elektrischen Systems in einem stromregulierten Steuermodus fort. In dieser Hinsicht kann das elektrische System und/oder die Steuerung 110 in einem Fahrzeug eingesetzt und eingerichtet werden, um anfangs in dem stromregulierten Steuermodus zu wirken, zum Beispiel kann die Auswahl-Anordnung 124 anfangs derart eingerichtet sein, dass die Ausgabe des stromregulierten Steuermoduls 116 dem Eingang des PWM-Befehlsblocks 120 bereitgestellt wird. In dieser Hinsicht ist das stromregulierte Steuermodul 116 mit dem PWM-Befehlsblock 120 über die Auswahl-Anordnung 124 gekoppelt.
In einer beispielhaften Ausführungsform bestimmt der Drehmomentsteuervorgang 400 in dem stromregulierten Steuermodus einen Strombefehl auf Basis eines Drehmomentbefehls und der momentanen Motorgeschwindigkeit, misst den Strom durch den Elektromotor unter Verwendung eines oder mehrerer Stromsensoren, und betreibt den Wechselrichter und/oder das elektrische System auf der Basis einer Differenz zwischen dem Strombefehl und dem gemessenen Motorstrom, um ein vorgegebenes Drehmoment mit minimalem Eingangsstrom für den Elektromotor zu erzeugen (Schritte 408, 410, 412). In einer beispielhaften Ausführungsform bestimmt und/oder erhält der Strombefehlsblock 202 in dem stromregulierten Steuermodus Synchronrahmenstrombefehle (I_d* und I_q*) (zum Beispiel von einer in dem Strombefehlsblock 202 angeordneten Tabelle und/oder Datenbasis) auf der Basis wenigstens teilweise von dem Drehmomentbefehl (T*) und der momentanen Geschwindigkeit (ω_r) des Elektromotors 106. Die Stromsensoren 114 messen und/oder sensieren den Strom in dem Elektromotor 106, wobei der Stromsensor-Überwachungsblock 118 den gemessenen Motorstrom erhält und den gemessenen Motorstrom in einen Synchronrahmenmotorstrom (I_d und I_q) transformiert. Der Synchronrahmen-Stromregulierer 206 vergleicht den Synchronrahmenmotorstrom (I_d und I_q) mit den Strombefehlen (I_d* und I_q*), und erzeugt auf Basis des Vergleichs eine Synchronspannung (V_d und V_q) zum Erzeugen des vorgegebenen Stroms (und dadurch des vorgegebenen Drehmoments) in dem Elektromotor 106). Der Schlupffrequenz-Berechnungsblock 204 berechnet die Schlupffrequenz (ω_sl) des Elektromotors 106 auf der Basis des gemessenen Motorstroms, wobei die Schlupffrequenz dann von dem Synchron-zu-stationär-Transformationsblock 208 verwendet wird, um stationäre Spannungsbefehle (V_a*, V_b* sowie V_c*) zum Erzeugen des vorgegebenen Stroms (oder Drehmoments) auf der Basis der gewünschten Synchronspannung (V_d und V_q) zu erzeugen. Der PWM-Befehlsblock 120 bestimmt PWM-Befehlssignale für die Phasenzweige des Wechselrichters 104 auf der Basis der stationären Spannungsbefehle (V_a*, V_b* sowie V_c*), so dass die effektiven AC-Spannungen an den entsprechenden Phasen der Statorwicklungen im Wesentlichen gleich (innerhalb praktischer und/oder realistischer Betriebstoleranzen) den stationären Spannungsbefehlen sind, wie es im Stand der Technik bevorzugt wird. Auf diese Weise erhöht und/oder erniedrigt das stromregulierte Steuermodul 116, 200 die Spannungsbefehle (V_a*, V_b* sowie V_c*), welche dem PWM-Befehlsblock 120 bereitgestellt sind, was den PWM-Befehlsblock 120 veranlasst, eine entsprechende Erhöhung und/oder Erniedrigung in der Spannung an den Statorwicklungen des Elektromotors 106 zu erzeugen, so dass der Motorstrom dem Strombefehl folgt, und im Ergebnis das von dem Elektromotor 106 erzeugte Drehmoment dem Drehmomentbefehl folgt.
In einer beispielhaften Ausführungsform fährt der Drehmomentsteuervorgang 400 fort durch Bestimmen und/oder Identifizieren, ob ein Fehler in einem Stromsensor (Schritt 414) aufgetreten ist. In einer beispielhaften Ausführungsform verifiziert während des Betriebs der Steuerung 110 in dem stromregulierten Steuermodus der Stromsensor-Überwachungsblock 118 routinemäßig, dass die Stromsensoren 114 alle ordnungsgemäß funktionieren. In dieser Hinsicht kann der Stromsensor-Überwachungsblock 118 einen oder mehrere Diagnosetests an den Stromsensoren 114 und/oder den gemessenen Werten von den Stromsensoren 114 ausführen, um zu bestimmen, ob in wenigstens einem der Stromsensoren 114 ein Fehler aufgetreten ist. Zum Beispiel sollte, unter Annahme eines dreiphasigen ausgeglichenen Betriebs, die Summe der dreiphasigen Ströme zum Elektromotor 106 gleich Null sein (innerhalb realistischer und/oder praktischer Betriebstoleranzen). In dieser Hinsicht kann der Stromsensor-Überwachungsblock 118 Identifizieren und/oder Detektieren, wenn die Summe der von den Stromsensoren gemessenen dreiphasigen Strömen ungleich Null ist. Es wird bevorzugt, dass es verschiedene unterschiedliche Verfahren und/oder Diagnosetests zum Identifizieren eines Stromsensorfehlers gibt, wobei der Gegenstand nicht auf ein besonderes Verfahren beschränkt ist. In einer beispielhaften Ausführungsform fährt, falls der Stromsensor-Überwachungsblock 118 bestimmt, dass keine Fehler aufgetreten sind und dass alle Stromsensoren 114 normal funktionieren, der Stromsensor-Überwachungsblock 118 fort durch Erhalten des Motorstroms von den Stromsensoren 114 und durch Bereitstellen der Synchronrahmendarstellung des gemessenen Motorstroms (I_d und I_q) für das stromregulierte Steuermodul 116, 200, wobei das elektrische System 100 mit dem Betrieb in dem stromregulierten Steuermodus (Schritte 408, 410, 412) fortfährt, wie oben beschrieben.
In Antwort auf das Bestimmen und/oder Identifizieren eines Stromsensorfehlers fährt der Drehmomentsteuervorgang 400 fort durch Betreiben des Wechselrichters und/oder elektrischen Systems in einem Spannungssteuermodus. In dem Spannungssteuermodus wird der Wechselrichter und/oder das elektrische System ohne Absicherung durch eine Rückkoppelung von den Stromsensoren 114 betrieben, um das von dem Elektromotor erzeugte Drehmoment zu steuern. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Steuerung 110 dazu eingerichtet, um in einem Spannungssteuermodus in Antwort auf ein Detektieren und/oder Bestimmen eines Fehlers eines der Stromsensoren zu wirken. Beispielsweise kann gemäß einer Ausführungsform, falls der Stromsensor-Überwachungsblock 118 einen Stromsensorfehler detektiert und/oder identifiziert, der Stromsensor-Überwachungsblock 118 den Spannungssteuermodus durch Aktivieren oder sonstwie Ändern des Zustands der Auswahl-Anordnung 124 auswählen, so dass die Ausgabe des Spannungssteuermoduls 122 dem Eingang des PWM-Befehlsblock 120 bereitgestellt wird und das stromregulierte Steuermodul 116 von dem PWM-Befehlsblock 120 entkoppelt ist. In dieser Hinsicht ist das Spannungssteuermodul 122 mit dem PWM-Befehlsblock 120 mittels der Auswahl-Anordnung 124 gekoppelt.
In einer beispielhaften Ausführungsform bestimmt der Drehmomentsteuervorgang 400 in dem Spannungssteuermodus einen Spannungsbefehl und einen Schlupffrequenzbefehl auf der Basis des Drehmomentbefehls und der momentanen Motorgeschwindigkeit, und betreibt den Wechselrichter und/oder das elektrische System auf der Basis des Spannungsbefehls und des Schlupffrequenzbefehls, um zu versuchen, das vorgegebene Drehmoment mit minimalem Eingangsstrom für den Elektromotor (Schritte 416, 418, 420) zu erzeugen. In einer beispielhaften Ausführungsform bestimmt und/oder erhält der Spannungsbefehlsblock 302 Synchronrahmenspannungsbefehle (V_d* und V_q*) auf der Basis des Drehmomentbefehls (T*) und der momentanen Geschwindigkeit (ω_r) des Elektromotors 106. Der Spannungsbefehlsblock 302 kann die Synchronspannung erhalten, welche dem vorgegebenen Drehmoment (T*) und der Motorgeschwindigkeit (ω_r) entspricht, von einer Tabelle und/oder Datenbasis erhalten, welche während des Motor-Charakterisierungsvorgangs (zum Beispiel Schritt 404) implementiert worden ist, wie oben beschrieben). Auf diese Weise entspricht der Synchronspannungbefehl der Synchronspannung an den Motorwicklungen, welche zuvor identifiziert wurden, das vorgegebene Drehmoment (T*) mit minimalem Eingangsstrom für den Elektromotor 106 zu erzeugen. In einer ähnlichen Weise bestimmt und/oder erhält der Schlupffrequenz-Befehlsblock 304 einen Schlupffrequenzbefehl (ω_sl*) auf Basis des Drehmomentbefehls (T*) und der momentanen Geschwindigkeit (ω_r) des Elektromotors 106. Der Schlupffrequenz-Befehlsblock 304 kann die Schlupffrequenz, welche dem vorgegebenen Drehmoment (T*) und der Motorgeschwindigkeit (ω_r) entspricht, aus einer Tabelle und/oder einer Datenbasis erhalten, welche während des Motor-Charakterisierungsvorgangs (zum Beispiel Schritt 406) implementiert wurde, wie oben beschrieben. Auf diese Weise entspricht der Schlupffrequenzbefehl der zuvor identifizierten Schlupffrequenz für den Elektromotor 106 zur Erzeugung des vorgegebenen Drehmoments (T*) mit minimalem Eingangsstrom. Auf diese Weise kann die Schlupffrequenz die nicht vorhandene Möglichkeit der genauen Messung und/oder Berechnung der tatsächlichen Schlupffrequenz des Elektromotors 106 aufgrund eines Fehlers in einem der Stromsensoren 114 ausgleichen. Der Synchron-zu-stationär-Transformationsblock 308 erzeugt stationäre Spannungsbefehle (V_a*, V_b* sowie V_c*) zum Erzeugen des vorgegebenen Drehmoments auf der Basis der Synchronspannungsbefehle (V_d* und V_q*) und des Schlupffrequenzbefehls (ω_sl*). Der PWM-Befehlsblock 120 bestimmt PWM-Befehle für die Phasenzweige des Wechselrichters 104 auf der Basis von Stationärspannungsbefehlen (V_a*, V_b* sowie V_c*) in einer ähnlichen Weise wie oben beschrieben im Zusammenhang mit dem stromregulierten Steuermodus. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das elektrische System 100 und/oder der Drehmomentsteuervorgang 400 mit dem Betrieb in dem Spannungssteuermodus durch Erhalten eines Drehmomentbefehls und Wiederholen der durch Schritte 416, 418 sowie 420 definierten Schleife fortfahren, bis die Stromsensoren 114 ersetzt, repariert oder sonstwie in ihrer ordnungsgemäßen Funktionalität wiederhergestellt sind.
Es sei bemerkt, dass in dem Spannungssteuermodus, da das von dem Elektromotor erzeugte Drehmoment nicht so stark von der Spannung an den Motorwicklungen abhängt, die Fähigkeit, das Drehmoment in dem Elektromotor 106 zu steuern, etwas beeinträchtigt ist im Vergleich mit dem stromregulierten Steuermodus. Beispielsweise kann das durch den Elektromotor 106 erzeugte Drehmoment ein langsameres Ansprechverhalten auf Änderungen in dem vorgegebenen Drehmoment aufweisen, oder das von dem Elektromotor 106 erzeugte Drehmoment kann oszillieren. Jedoch lässt der Spannungsteuermodus zu, dass der Elektromotor 106 ein Drehmoment erzeugt, welches relativ nahe an dem vorgegebenen Drehmoment ist, während gleichzeitig versucht wird, eine optimale Effizienz zu erzielen durch den Versuch, den Eingangsstrom für den Elektromotor 106 zu minimieren.
Ein Vorteil der oben beschriebenen Verfahren und/oder Systeme ist, dass der Elektromotor und/oder Wechselrichter auf Basis eines Spannungsbefehls und eines Schlupffrequenzbefehls und ohne Absicherung durch eine den Motorstrom betreffende Feedbackinformation betrieben werden. Der Spannungssteuermodus fügt eine Redundanz zu dem elektrischen System und lässt einen kontrollierten Betrieb des Elektromotors ohne Feedback durch Verwendung von Spannungsbefehlen und Schlupffrequenzbefehlen auf Basis des Closed-Loop-stromregulierten-Feedback-Systems zu, wodurch in effektiver Weise in Abwesenheit einer Motorstrom-Feedbackinformation dem Closed-Loop-stromregulierten-Feedback-System entsprochen wird. Obwohl die Drehmomentsteuerung nicht so präzise oder genau wie eine stromregulierte Drehmomentsteuerung sein kann, erzeugt der Spannungssteuermodus ein Drehmoment, welches relativ nahe an dem vorgegebenen Drehmoment ist, während gleichzeitig versucht wird, den Eingangsstrom für den Elektromotor 106 zu minimieren.
Während in der vorangegangenen detaillierten Beschreibung wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform aufgezeigt wurde, wird bevorzugt, dass eine große Anzahl von verschiedenen Ausführungsformen existiert. Es wird außerdem darauf hingewiesen, dass die hierin beschriebene Ausführungsform oder Ausführungsformen den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Ausführung des beanspruchten Erfindungsgegenstands nicht in irgendeiner Weise beschränken sollen. Vielmehr soll durch die vorangegangene detaillierte Beschreibung dem Fachmann eine praktische Anleitung für die Implementierung der beschriebenen Ausführungsform oder Ausführungsformen zur Verfügung gestellt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne den durch die Ansprüche definierten Umfang zu verlassen, was bekannte Äquivalente und vorhersehbare Äquivalente zum Zeitpunkt des Einreichens dieser Patentanmeldung mitumfasst.
Weitere Ausführungsformen

1. Verfahren zum Erzeugen eines vorgegebenen Drehmoments in einem Elektromotor in einem Fahrzeug in Antwort auf einen Drehmomentbefehl, wobei der Elektromotor mit einem Wechselrichter gekoppelt ist, wobei das Verfahren umfasst: Erhalten des Drehmomentbefehls; Erhalten einer Geschwindigkeit des Elektromotors; und Betreiben des Wechselrichters auf der Basis wenigstens teilweise auf einem Spannungsbefehl entsprechend einem minimalen Strom durch den Elektromotor zum Erzeugen des vorgegebenen Drehmoments bei der Geschwindigkeit des Elektromotors.
2. Verfahren nach Ausführungsform 1, wobei das Betreiben des Wechselrichters umfasst: Erhalten eines synchronen Spannungsbefehls entsprechend dem minimalen Strom für den Drehmomentbefehl und der Geschwindigkeit des Elektromotors; Erhalten eines Schlupffrequenzbefehls entsprechend dem minimalen Strom für den Drehmomentbefehl und der Geschwindigkeit des Elektromotors; und Betreiben des Wechselrichters auf der Basis des synchronen Spannungsbefehls, des Schlupffrequenzbefehls sowie der Geschwindigkeit des Elektromotors.
3. Verfahren nach Ausführungsform 2, weiterhin umfassend ein Bestimmen von stationären Spannungsbefehlen auf der Basis des synchronen Spannungsbefehls, des Schlupffrequenzbefehls und der Geschwindigkeit des Elektromotors, wobei ein Betreiben des Wechselrichters ein Erzeugen von pulsbreitenmodulierten Befehlen zum Steuern des Wechselrichters auf der Basis von stationären Spannungsbefehlen umfasst.
4. Verfahren nach Ausführungsform 2, wobei der Elektromotor einen Bereich von möglichen Drehmomentwerten und einen Bereich von möglichen Geschwindigkeitswerten aufweist, wobei das Verfahren weiterhin für jede Kombination eines Drehmomentwertes innerhalb des Bereichs von möglichen Drehmomentwerten und eines Geschwindigkeitswerts innerhalb des Bereichs von möglichen Geschwindigkeitswerten umfasst: Bestimmen einer entsprechenden Synchronspannung entsprechend dem minimalen Motorstrom für eine entsprechende Kombination aus Drehmomentwert und Geschwindigkeitswert; und Speichern der entsprechenden Synchronspannung in einer ersten Tabelle, wobei die erste Tabelle eine Zuordnung zwischen der entsprechenden Synchronspannung und der entsprechenden Kombination aus Drehmomentwert und Geschwindigkeitswert aufrechterhält.
5. Verfahren nach Ausführungsform 4, wobei ein Erhalten des Synchronspannungsbefehls ein Erhalten der entsprechenden Synchronspannung aus der ersten Tabelle umfasst, welche der Kombination des Drehmomentbefehls und der Geschwindigkeit des Elektromotors entspricht.
6. Verfahren nach Ausführungsform 5, weiterhin umfassend für jede Kombination eines Drehmomentwerts innerhalb des Bereiches von möglichen Drehmomentwerten und eines Geschwindigkeitswerts innerhalb des Bereiches möglicher Geschwindigkeitswerte: Bestimmen einer entsprechenden Schlupffrequenz entsprechend dem minimalen Motorstrom für die entsprechende Kombination aus Drehmomentwert und Geschwindigkeitswert; und Speichern der entsprechenden Schlupffrequenz in einer zweiten Tabelle, wobei die zweite Tabelle eine Zuordnung zwischen der entsprechenden Schlupffrequenz und der entsprechenden Kombination aus Drehmomentwert und Geschwindigkeitswert aufrechterhält.
7. Verfahren nach Ausführungsform 6, wobei ein Erhalten des Schlupffrequenzbefehls ein Erhalten der entsprechenden Schlupffrequenz aus der zweiten Tabelle umfasst, welche der Kombination aus Drehmomentbefehl und der Geschwindigkeit des Elektromotors entspricht.
8. Verfahren nach Ausführungsform 1, weiterhin umfassend: Messen eines Stroms, welcher durch den Elektromotor fließt, und zwar unter Verwendung eines Stromsensors, um einen gemessenen Motorstrom zu erhalten; Betreiben des Wechselrichters in einem stromgeregelten Steuermodus auf der Basis des gemessenen Motorstroms; Identifizieren eines Stromsensorfehlers; und Betreiben des Wechselrichters in einem Spannungssteuermodus in Antwort auf das Identifizieren des Stromsensorfehlers, wobei das Betreiben des Wechselrichters in dem Spannungssteuermodus ein Betreiben des Wechselrichters auf der Basis wenigstens teilweise von dem Spannungsbefehl entsprechend dem minimalen Strom durch den Elektromotor zum Erzeugen des vorgegebenen Drehmoments bei der Geschwindigkeit des Elektromotors umfasst.
9. Verfahren zum Steuern eines Elektromotors in Antwort auf einen Drehmomentbefehl, wobei der Elektromotor mit einem Wechselrichter gekoppelt ist, welcher dazu eingerichtet ist, um den Elektromotor anzutreiben, wobei das Verfahren umfasst: Erhalten des Drehmomentbefehls; Erhalten einer Motorgeschwindigkeit für den Elektromotor; Erhalten eines Spannungsbefehls entsprechend einem minimalen Motorstrom für den Drehmomentbefehl und die Motorgeschwindigkeit; Erhalten eines Schlupffrequenzbefehls entsprechend dem minimalen Motorstrom für den Drehmomentbefehl und entsprechend der Motorgeschwindigkeit; und Betreiben des Wechselrichters auf der Basis des Spannungsbefehls und des Schlupffrequenzbefehls.
10. Verfahren nach Ausführungsform 9, wobei der Elektromotor einen Bereich von möglichen Drehmomentwerten und einen Bereich von möglichen Geschwindigkeitswerten aufweist, wobei das Verfahren weiterhin für jede Kombination eines Drehmomentwertes innerhalb des Bereiches von möglichen Drehmomentwerten und eines Geschwindigkeitswertes innerhalb des Bereiches von möglichen Geschwindigkeitswerten umfasst: Bestimmen einer entsprechenden synchronen Spannung entsprechend dem minimalen Motorstrom für eine entsprechende Kombination aus Drehmomentwert und Geschwindigkeitswert; und Speichern der entsprechenden synchronen Spannung in einer ersten Tabelle, wobei die erste Tabelle eine Zuordnung zwischen der entsprechenden synchronen Spannung und der entsprechenden Kombination aus Drehmomentwert und Geschwindigkeitswert enthält.
11. Verfahren nach Ausführungsform 10, wobei ein Erhalten des Spannungsbefehls ein Erhalten der entsprechenden Synchronspannung aus der ersten Tabelle umfasst, welche der Kombination aus Drehmomentbefehl und der Motorgeschwindigkeit entspricht.
12. Verfahren nach Ausführungsform 11, wobei das Verfahren weiterhin für jede Kombination eines Drehmomentwerts innerhalb des Bereichs möglicher Drehmomentwerte und eines Geschwindigkeitswerts innerhalb des Bereichs möglicher Geschwindigkeitswerte umfasst: Bestimmen einer entsprechenden Schlupffrequenz entsprechend einem minimalen Motorstrom für eine entsprechende Kombination aus Drehmomentwert und Geschwindigkeitswert; und Speichern der entsprechenden Schlupffrequenz in einer zweiten Tabelle, wobei die zweite Tabelle eine Zuordnung zwischen der entsprechenden Schlupffrequenz und der entsprechenden Kombination aus Drehmomentwert und Geschwindigkeitswert aufrechterhält.
13. Verfahren nach Ausführungsform 12, wobei ein Erhalten des Schlupffrequenzbefehls ein Erhalten der entsprechenden Schlupffrequenz aus der zweiten Tabelle umfasst, welche der Kombination aus dem Drehmomentbefehl und der Motorgeschwindigkeit entspricht.
14. Verfahren nach Ausführungsform 9, wobei das Betreiben des Wechselrichters umfasst: Bestimmen von stationären Spannungsbefehlen auf der Basis des Spannungsbefehls, des Schlupffrequenzbefehls sowie der Motorgeschwindigkeit; und Erzeugen von pulsbreitenmodulierten Befehlen für den Wechselrichter auf der Basis der stationären Spannungsbefehle.
15. Verfahren nach Ausführungsform 9, weiterhin umfassend: Bestimmen eines Strombefehls auf der Basis wenigstens teilweise von dem Drehmomentbefehl und der Motorgeschwindigkeit; Messen eines Stroms in dem Elektromotor unter Verwendung eines Stromsensors, um einen gemessenen Motorstrom zu erhalten; Betreiben des Wechselrichters auf der Basis einer Differenz zwischen dem Strombefehl und dem gemessenen Motorstrom; und Detektieren eines Stromsensorfehlers, wobei das Betreiben des Wechselrichters auf der Basis des Spannungsbefehls und des Schlupffrequenzbefehls ein Betreiben des Wechselrichters auf der Basis des Spannungsbefehls und des Schlupffrequenzbefehls in Antwort auf das Detektieren des Stromsensorfehlers umfasst.
16. Elektrisches System zur Verwendung in einem Fahrzeug, wobei das elektrische System umfasst: Eine Energiequelle; einen Elektromotor; einen zwischen der Energiequelle und dem Elektromotor gekoppelten Wechselrichter; ein mit dem Elektromotor gekoppeltes Auflöser-System, wobei das Auflöser-System dazu eingerichtet ist, um eine Motorgeschwindigkeit für den Elektromotor zu erhalten; und eine mit dem Wechselrichter und dem Auflöser-System gekoppelte Steuerung, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, um: Einen Drehmomentbefehl zu erhalten; und den Wechselrichter auf der Basis wenigstens teilweise von einem Spannungsbefehl und einem Schlupffrequenzbefehl entsprechend einem minimalen Motorstrom für die Kombination aus Drehmomentbefehl und Motorgeschwindigkeit zu betreiben.
17. Elektrisches System nach Ausführungsform 16, wobei der Elektromotor einen Bereich von möglichen Drehmomentwerten und einen Bereich von möglichen Geschwindigkeitswerten aufweist, wobei die Steuerung umfasst: Eine erste Tabelle, welche eingerichtet ist, um für jede Kombination eines Drehmomentwertes innerhalb des Bereiches von möglichen Drehmomentwerten und eines Geschwindigkeitswerts innerhalb des Bereiches von möglichen Geschwindigkeitswerten eine entsprechende synchrone Spannung entsprechend dem minimalen Motorstrom für eine entsprechende Kombination aus Drehmomentwert und Geschwindigkeitswert zu speichern; und eine zweite Tabelle, welche eingerichtet ist, um für jede Kombination eines Drehmomentwerts innerhalb des Bereiches von möglichen Drehmomentwerten und eines Geschwindigkeitswerts innerhalb des Bereiches von möglichen Geschwindigkeitswerten eine entsprechende Schlupffrequenz entsprechend dem minimalen Motorstrom für die entsprechende Kombination aus Drehmomentwert und Geschwindigkeitswert zu speichern.
18. Elektrisches System nach Ausführungsform 17, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, um: Den Spannungsbefehl aus der ersten Tabelle auf Basis des Drehmomentbefehls und der Motorgeschwindigkeit zu erhalten, wobei der Spannungsbefehl der entsprechenden Synchronspannung für die Kombination aus dem Drehmomentbefehl und der Motorgeschwindigkeit entspricht; und den Schlupffrequenzbefehl aus der zweiten Tabelle auf Basis des Drehmomentbefehls und der Motorgeschwindigkeit zu erhalten, wobei der Schlupffrequenzbefehl der entsprechenden Schlupffrequenz für die Kombination aus dem Drehmomentbefehl und der Motorgeschwindigkeit entspricht.
19. Elektrisches System nach Ausführungsform 18, wobei die Steuerung eingerichtet ist, um: Die stationären Spannungsbefehle auf Basis des Spannungsbefehls, des Schlupffrequenzbefehls sowie der Motorgeschwindigkeit zu bestimmen; und Pulsbreitenmodulierte Signale zum Betreiben des Wechselrichters auf Basis der stationären Spannungsbefehle zu erzeugen.
20. Elektrisches System nach Ausführungsform 16, weiterhin umfassend einen zwischen dem Wechselrichter und dem Elektromotor gekoppelten Stromsensor, wobei der Stromsensor dazu eingerichtet ist, um einen gemessenen Strom zu erhalten, wobei die Steuerung mit dem Stromsensor gekoppelt ist und dazu eingerichtet ist, um: Den Wechselrichter auf der Basis wenigstens teilweise von einem Strombefehl und dem gemessenen Strom zu betreiben, wobei der Strombefehl wenigstens teilweise auf dem Drehmomentbefehl basiert; einen Fehler in dem Stromsensor zu detektieren; und den Wechselrichter auf der Basis des Spannungsbefehls und des Schlupffrequenzbefehls in Antwort auf den Fehler zu betreiben.

Claims

Verfahren zum Erzeugen eines vorgegebenen Drehmoments in einem Elektromotor in einem Fahrzeug in Antwort auf einen Drehmomentbefehl, wobei der Elektromotor mit einem Wechselrichter gekoppelt ist, wobei das Verfahren umfasst: Erhalten des Drehmomentbefehls; Erhalten einer Geschwindigkeit des Elektromotors; und Betreiben des Wechselrichters auf der Basis wenigstens teilweise auf einem Spannungsbefehl entsprechend einem minimalen Strom durch den Elektromotor zum Erzeugen des vorgegebenen Drehmoments bei der Geschwindigkeit des Elektromotors.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Betreiben des Wechselrichters umfasst: Erhalten eines synchronen Spannungsbefehls entsprechend dem minimalen Strom für den Drehmomentbefehl und der Geschwindigkeit des Elektromotors; Erhalten eines Schlupffrequenzbefehls entsprechend dem minimalen Strom für den Drehmomentbefehl und der Geschwindigkeit des Elektromotors; und Betreiben des Wechselrichters auf der Basis des synchronen Spannungsbefehls, des Schlupffrequenzbefehls sowie der Geschwindigkeit des Elektromotors.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin umfassend: Messen eines Stroms, welcher durch den Elektromotor fließt, und zwar unter Verwendung eines Stromsensors, um einen gemessenen Motorstrom zu erhalten; Betreiben des Wechselrichters in einem stromgeregelten Steuermodus auf der Basis des gemessenen Motorstroms; Identifizieren eines Stromsensorfehlers; und Betreiben des Wechselrichters in einem Spannungssteuermodus in Antwort auf das Identifizieren des Stromsensorfehlers, wobei das Betreiben des Wechselrichters in dem Spannungssteuermodus ein Betreiben des Wechselrichters auf der Basis wenigstens teilweise von dem Spannungsbefehl entsprechend dem minimalen Strom durch den Elektromotor zum Erzeugen des vorgegebenen Drehmoments bei der Geschwindigkeit des Elektromotors umfasst.
Verfahren zum Steuern eines Elektromotors in Antwort auf einen Drehmomentbefehl, wobei der Elektromotor mit einem Wechselrichter gekoppelt ist, welcher dazu eingerichtet ist, um den Elektromotor anzutreiben, wobei das Verfahren umfasst: Erhalten des Drehmomentbefehls; Erhalten einer Motorgeschwindigkeit für den Elektromotor; Erhalten eines Spannungsbefehls entsprechend einem minimalen Motorstrom für den Drehmomentbefehl und die Motorgeschwindigkeit; Erhalten eines Schlupffrequenzbefehls entsprechend dem minimalen Motorstrom für den Drehmomentbefehl und entsprechend der Motorgeschwindigkeit; und Betreiben des Wechselrichters auf der Basis des Spannungsbefehls und des Schlupffrequenzbefehls.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Elektromotor einen Bereich von möglichen Drehmomentwerten und einen Bereich von möglichen Geschwindigkeitswerten aufweist, wobei das Verfahren weiterhin für jede Kombination eines Drehmomentwertes innerhalb des Bereiches von möglichen Drehmomentwerten und eines Geschwindigkeitswertes innerhalb des Bereiches von möglichen Geschwindigkeitswerten umfasst: Bestimmen einer entsprechenden synchronen Spannung entsprechend dem minimalen Motorstrom für eine entsprechende Kombination aus Drehmomentwert und Geschwindigkeitswert; und Speichern der entsprechenden synchronen Spannung in einer ersten Tabelle, wobei die erste Tabelle eine Zuordnung zwischen der entsprechenden synchronen Spannung und der entsprechenden Kombination aus Drehmomentwert und Geschwindigkeitswert enthält.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Betreiben des Wechselrichters umfasst: Bestimmen von stationären Spannungsbefehlen auf der Basis des Spannungsbefehls, des Schlupffrequenzbefehls sowie der Motorgeschwindigkeit; und Erzeugen von pulsbreitenmodulierten Befehlen für den Wechselrichter auf der Basis der stationären Spannungsbefehle.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, weiterhin umfassend: Bestimmen eines Strombefehls auf der Basis wenigstens teilweise von dem Drehmomentbefehl und der Motorgeschwindigkeit; Messen eines Stroms in dem Elektromotor unter Verwendung eines Stromsensors, um einen gemessenen Motorstrom zu erhalten; Betreiben des Wechselrichters auf der Basis einer Differenz zwischen dem Strombefehl und dem gemessenen Motorstrom; und Detektieren eines Stromsensorfehlers, wobei das Betreiben des Wechselrichters auf der Basis des Spannungsbefehls und des Schlupffrequenzbefehls ein Betreiben des Wechselrichters auf der Basis des Spannungsbefehls und des Schlupffrequenzbefehls in Antwort auf das Detektieren des Stromsensorfehlers umfasst.
Elektrisches System zur Verwendung in einem Fahrzeug, wobei das elektrische System umfasst: Eine Energiequelle; einen Elektromotor; einen zwischen der Energiequelle und dem Elektromotor gekoppelten Wechselrichter; ein mit dem Elektromotor gekoppeltes Auflöser-System, wobei das Auflöser-System dazu eingerichtet ist, um eine Motorgeschwindigkeit für den Elektromotor zu erhalten; und eine mit dem Wechselrichter und dem Auflöser-System gekoppelte Steuerung, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, um: Einen Drehmomentbefehl zu erhalten; und den Wechselrichter auf der Basis wenigstens teilweise von einem Spannungsbefehl und einem Schlupffrequenzbefehl entsprechend einem minimalen Motorstrom für die Kombination aus Drehmomentbefehl und Motorgeschwindigkeit zu betreiben.
Elektrisches System nach Anspruch 8, wobei der Elektromotor einen Bereich von möglichen Drehmomentwerten und einen Bereich von möglichen Geschwindigkeitswerten aufweist, wobei die Steuerung umfasst: Eine erste Tabelle, welche eingerichtet ist, um für jede Kombination eines Drehmomentwertes innerhalb des Bereiches von möglichen Drehmomentwerten und eines Geschwindigkeitswerts innerhalb des Bereiches von möglichen Geschwindigkeitswerten eine entsprechende synchrone Spannung entsprechend dem minimalen Motorstrom für eine entsprechende Kombination aus Drehmomentwert und Geschwindigkeitswert zu speichern; und eine zweite Tabelle, welche eingerichtet ist, um für jede Kombination eines Drehmomentwerts innerhalb des Bereiches von möglichen Drehmomentwerten und eines Geschwindigkeitswerts innerhalb des Bereiches von möglichen Geschwindigkeitswerten eine entsprechende Schlupffrequenz entsprechend dem minimalen Motorstrom für die entsprechende Kombination aus Drehmomentwert und Geschwindigkeitswert zu speichern.
Elektrisches System nach Anspruch 8 oder 9, weiterhin umfassend einen zwischen dem Wechselrichter und dem Elektromotor gekoppelten Stromsensor, wobei der Stromsensor dazu eingerichtet ist, um einen gemessenen Strom zu erhalten, wobei die Steuerung mit dem Stromsensor gekoppelt ist und dazu eingerichtet ist, um: Den Wechselrichter auf der Basis wenigstens teilweise von einem Strombefehl und dem gemessenen Strom zu betreiben, wobei der Strombefehl wenigstens teilweise auf dem Drehmomentbefehl basiert; einen Fehler in dem Stromsensor zu detektieren; und den Wechselrichter auf der Basis des Spannungsbefehls und des Schlupffrequenzbefehls in Antwort auf den Fehler zu betreiben.