DE102019124579A1 - Rotating electric vehicle machine - Google Patents

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DE102019124579A1
DE102019124579A1 DE102019124579.6A DE102019124579A DE102019124579A1 DE 102019124579 A1 DE102019124579 A1 DE 102019124579A1 DE 102019124579 A DE102019124579 A DE 102019124579A DE 102019124579 A1 DE102019124579 A1 DE 102019124579A1
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Shota Yamamoto
Takuto Suzuki
Takuya Kawamura
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/48—Arrangements for obtaining a constant output value at varying speed of the generator, e.g. on vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

Eine rotierende elektrische Fahrzeugmaschine weist eine Ankerspule, eine Feldspule, eine Schalteinheit und eine Ein-Perioden-Einstelleinheit auf. Die Ankerspule weist eine Vielzahl von Phasenwicklungen auf. Die Feldspule ist konfiguriert, mit Feldstrom versorgt zu werden und in Bezug auf die Ankerspule bewegbar zu sein. Die Schalteinheit ist konfiguriert, eine Brückenschaltung mit oberen Zweigen und unteren Zweigen zu bilden und dadurch eine in der Ankerspule induzierte Wechselspannung gleichzurichten. Jeder der oberen und unteren Zweige weist ein Schaltelement und eine Diode auf, die parallel zu dem Schaltelement geschaltet ist. Die Ein-Perioden-Einstelleinheit ist konfiguriert, für jedes der Schaltelemente der oberen und unteren Zweige eine Ein-Periode, während der das Schaltelement in einem Ein-Zustand ist, entsprechend einem elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehl einzustellen, während der Feldstrom innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten wird.A rotating electrical vehicle machine has an armature coil, a field coil, a switching unit and a one-period setting unit. The armature coil has a large number of phase windings. The field coil is configured to be supplied with field current and to be movable with respect to the armature coil. The switching unit is configured to form a bridge circuit with upper branches and lower branches and thereby to rectify an AC voltage induced in the armature coil. Each of the upper and lower branches has a switching element and a diode which is connected in parallel with the switching element. The one-period setting unit is configured to set an on-period for each of the switching elements of the upper and lower branches during which the switching element is in an on-state according to an electric power generation amount command while keeping the field current within a predetermined range.

Description

HINTERGRUNDBACKGROUND

Technisches GebietTechnical field

Die vorliegende Offenbarung betrifft rotierende elektrische Fahrzeugmaschinen der Feldspulenbauart.The present disclosure relates to rotating field coil type electric vehicle machines.

Beschreibung des Stands der TechnikDescription of the prior art

Als rotierende elektrische Fahrzeugmaschinen der Feldspulenbauart sind allgemein elektrische Generatoren mit einer Motorfunktion bekannt.Electrical generators with a motor function are generally known as rotating electrical vehicle machines of the field coil type.

Weiterhin ist beispielsweise in dem japanischen Patent Nr. JP 5 569 295 B2 eine Technik offenbart, gemäß der (1) jedes von Schaltelementen parallel zu einer entsprechenden von Gleichrichterdioden zwischen einer Ankerspule und einer elektrischen Last geschaltet ist, und (2) jedes der Schaltelemente zu einem Zeitpunkt eingeschaltet wird, zu dem eine in der Ankerspule induzierte Spannung einen vorbestimmten Wert überschreitet, was ein Fließen eines elektrischen Stroms bewirkt, der die entsprechende Gleichrichterdiode umgeht, wobei dadurch den elektrischen Leistungserzeugungswirkungsgrad verbessert wird.Furthermore, for example, in Japanese Patent No. JP 5 569 295 B2 discloses a technique according to which (1) each of switching elements is connected in parallel with a corresponding one of rectifier diodes between an armature coil and an electrical load, and (2) each of the switching elements is switched on at a time when a voltage induced in the armature coil is one exceeds a predetermined value, causing an electric current to flow around the corresponding rectifier diode, thereby improving the electric power generation efficiency.

ZusammenfassungSummary

Bei Anwendung der in dem vorstehend beschriebenen Patentdokument offenbarten Technik kann man eine Erhöhung/Verringerung der elektrischen Leistungserzeugungsgröße durch Erhöhung/Verringerung eines der Feldspule zugeführten Feldstroms in Betracht ziehen.Using the technique disclosed in the above-described patent document, one can consider increasing / decreasing the electric power generation amount by increasing / decreasing a field current supplied to the field coil.

Jedoch haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung durch ausführliche Untersuchung ein Problem dahingehend gefunden, dass, da der Feldstrom nicht schnell geändert werden kann, das Ansprechen der elektrischen Leistungserzeugungsgröße auf einen elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehl niedrig sein kann, was es erschwert, die elektrische Leistungserzeugungsgröße zu regulieren.However, the inventors of the present application have found a problem through detailed investigation that since the field current cannot be changed quickly, the response of the electric power generation amount to an electric power generation amount command may be low, which makes it difficult to regulate the electric power generation amount.

Die vorliegende Offenbarung wurde im Hinblick auf das vorstehend beschriebene Problem gemacht und zielt darauf ab, eine rotierende elektrische Fahrzeugmaschine der Feldspulenbauart bereitzustellen, die konfiguriert ist, eine Regulierung der elektrischen Leistungserzeugungsgröße zu erleichtern.The present disclosure has been made in view of the problem described above, and aims to provide a field coil type rotary electric vehicle machine configured to facilitate regulation of the electric power generation amount.

Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine rotierende elektrische Fahrzeugmaschine bereitgestellt, die eine Ankerspule, eine Feldspule, eine Schalteinheit und eine Ein-Perioden-Einstelleinheit aufweist. Die Ankerspule weist eine Vielzahl von Phasenwicklungen auf. Die Feldspule ist konfiguriert, mit einem Feldstrom versorgt zu werden und in Bezug auf die Ankerspule beweglich zu sein. Die Schalteinheit ist konfiguriert, eine Brückenschaltung zu bilden, die eine Vielzahl von oberen Zweigen und eine Vielzahl von unteren Zweigen aufweist, und dadurch eine in der Ankerspule induzierte Wechselspannung gleichzurichten. Jede der oberen und unteren Zweige weist ein Schaltelement und eine parallel zu dem Schaltelement geschaltete Diode auf. Die Ein-Perioden-Einstelleinheit ist konfiguriert, entsprechend einem elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehl eine Ein-Periode einzustellen, während der das Schaltelement in dem Ein-Zustand ist, während der Feldstrom innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten wird.According to the present disclosure, a rotating electric vehicle machine is provided, which has an armature coil, a field coil, a switching unit and a one-period setting unit. The armature coil has a large number of phase windings. The field coil is configured to be supplied with a field current and to be movable with respect to the armature coil. The switching unit is configured to form a bridge circuit that has a plurality of upper branches and a plurality of lower branches, and thereby to rectify an AC voltage induced in the armature coil. Each of the upper and lower branches has a switching element and a diode connected in parallel with the switching element. The one-period setting unit is configured to set an on-period according to an electric power generation amount command during which the switching element is in the on-state while the field current is kept within a predetermined range.

Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben gefunden, dass das Ansprechen der elektrischen Leistungserzeugungsgröße auf den elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehl in dem Fall, in dem der Feldstrom geändert wird, niedriger als in dem Fall ist, in dem die Schaltelemente ein-/ausgeschaltet werden.The inventors of the present application have found that the response of the electric power generation amount to the electric power generation amount command is lower in the case where the field current is changed than when the switching elements are turned on / off.

Auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Erkenntnis ist in der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung die Ein-Perioden-Einstelleinheit konfiguriert, für jedes der Schaltelemente der oberen und unteren Zweige die Ein-Periode, während der das Schaltelement in dem Ein-Zustand ist, entsprechend dem elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehl einzustellen, während der Feldstrom innerhalb des vorbestimmten Bereichs gehalten wird.Based on the above-described knowledge, in the rotary electric vehicle machine according to the present disclosure, the one-period setting unit is configured, for each of the switching elements of the upper and lower branches, the on-period during which the switching element is in the on state, according to the electric power generation amount command while keeping the field current within the predetermined range.

Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird die elektrische Leistungserzeugungsgröße hauptsächlich durch die Ein-Perioden der Schaltelemente gesteuert. Folglich wird es möglich, das Ansprechen der elektrischen Leistungserzeugungsgröße (d.h. die Größe der elektrischen Leistung, die durch die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine erzeugt wird) auf den elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehl zu verbessern, während die Drehmomentfluktuation unterdrückt wird. Als Ergebnis wird es möglich, eine Regulierung der elektrischen Leistungserzeugungsgröße zu erleichtern.With the configuration described above, the electric power generation amount is mainly controlled by the on-periods of the switching elements. As a result, it becomes possible to improve the response of the electric power generation amount (i.e., the amount of electric power generated by the rotating electrical vehicle engine) to the electric power generation amount command while suppressing the torque fluctuation. As a result, it becomes possible to facilitate regulation of the electric power generation amount.

FigurenlisteFigure list

In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

  • 1 ein Blockschaltbild, das die Konfiguration einer rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
  • 2 eine grafische Darstellung, die ein Beispiel für elektrische Leistungserzeugungsmodi der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
  • 3 ein Blockschaltbild, das die Konfiguration von Gleichrichtermodulen der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
  • 4 eine grafische Darstellung, die ein Beispiel für eine Erhöhung der elektrischen Leistungserzeugungsgröße in einem elektrischen Übergangsleistungserzeugungsmodus gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
  • 5 eine grafische Darstellung, die ein Beispiel für eine Reduktion der elektrischen Leistungserzeugungsgröße in dem elektrischen Übergangsleistungserzeugungsmodus veranschaulicht,
  • 6 eine grafische Darstellung, die eine Änderung in der elektrischen Leistungserzeugungsgröße während des direkten Schaltens von einem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus auf einen synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus veranschaulicht,
  • 7 eine grafische Darstellung, die eine Änderung in der elektrischen Leistungserzeugungsgröße während des Schaltens von dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus auf den synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus über den elektrischen Übergangsleistungserzeugungsmodus veranschaulicht,
  • 8 eine grafische Darstellung, die ein Beispiel für elektrische Leistungserzeugungsmodi einer rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
  • 9 eine grafische Darstellung, die ein Beispiel für eine Steuerung der elektrischen Leistungserzeugungsgröße in einem MOS-gesteuerten elektrischen Leistungserzeugungsmodus gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
  • 10 eine grafische Darstellung, die ein Beispiel für elektrische Leistungserzeugungsmodi einer rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
  • 11 eine grafische Darstellung, die Beispiele für eine Steuerung des erzeugten elektrischen Stroms und eines Feldstroms zur Unterdrückung der elektrischen Leistungserzeugungsgröße veranschaulicht,
  • 12 eine grafische Darstellung, die ein Beispiel für elektrische Leistungserzeugungsmodi einer rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine gemäß einer Modifikation veranschaulicht,
  • 13 eine grafische Darstellung, die ein Beispiel für ein Schalten eines Schaltelements lediglich einmal während jeder Zeitperiode, die einer Periode des elektrischen Winkels entspricht, veranschaulicht, und
  • 14 eine grafische Darstellung, die ein Beispiel für ein mehrfaches Schalten eines Schaltelements während jeder Zeitperiode, die einer Periode des elektrischen Winkels entspricht, veranschaulicht.
In the accompanying drawings:
  • 1 2 is a block diagram illustrating the configuration of a rotating electric vehicle machine according to a first embodiment;
  • 2nd 4 is a graph illustrating an example of electric power generation modes of the rotating electric vehicle machine according to the first embodiment;
  • 3rd 2 is a block diagram illustrating the configuration of rectifier modules of the rotating electric vehicle machine according to the first embodiment;
  • 4th 4 is a graph illustrating an example of an increase in the electric power generation amount in a transitional electric power generation mode according to the first embodiment;
  • 5 4 is a graph illustrating an example of a reduction in the electric power generation amount in the transitional electric power generation mode;
  • 6 4 is a graph illustrating a change in the electric power generation amount during the direct switching from a PWM electric power generation mode to a synchronous electric power generation mode.
  • 7 4 is a graph illustrating a change in the electric power generation amount during switching from the PWM electric power generation mode to the synchronous electric power generation mode via the transitional electric power generation mode.
  • 8th FIG. 2 is a graph illustrating an example of electric power generation modes of a rotating electric vehicle machine according to a second embodiment;
  • 9 4 is a graph illustrating an example of control of the electric power generation amount in a MOS-controlled electric power generation mode according to the second embodiment;
  • 10th 4 is a graph illustrating an example of electric power generation modes of a rotating electric vehicle machine according to a third embodiment;
  • 11 FIG. 2 shows a graphical representation that illustrates examples of a control of the generated electrical current and a field current to suppress the electrical power generation quantity, FIG.
  • 12th 4 is a graph illustrating an example of electric power generation modes of a rotating electric vehicle machine according to a modification;
  • 13 FIG. 2 is a graph illustrating an example of switching a switching element only once during each time period corresponding to one period of the electrical angle, and
  • 14 a graph illustrating an example of switching a switching element multiple times during each time period corresponding to one period of the electrical angle.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELENDESCRIPTION OF EMBODIMENTS

Nachstehend sind beispielhafte Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es sei bemerkt, dass der Klarheit und des Verständnisses wegen identische Komponenten, die identische Funktionen über die gesamte Beschreibung hinweg aufweisen, wo möglich, mit denselben Bezugszeichen in jeder der Figuren gekennzeichnet worden sind, und dass zur Vermeidung einer Redundanz Beschreibungen identischer Komponenten nicht wiederholt werden.Exemplary embodiments are described below with reference to the drawings. It should be noted that for clarity and understanding, identical components that have identical functions throughout the description have been identified with the same reference numerals in each of the figures where possible and descriptions of identical components are not repeated to avoid redundancy .

Erstes AusführungsbeispielFirst embodiment

1 zeigt die Gesamtkonfiguration einer rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. 1 shows the overall configuration of a rotating electric vehicle machine 1 according to the first embodiment.

Wie es in 1 gezeigt ist, weist die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 1 erste und zweite Statorspulen 2 und 3, eine Feldspule 4, erste und zweite Gleichrichtermodulgruppen 5 und 6 sowie eine Steuerungseinrichtung 7 auf. Weiterhin ist die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 1 mit einer ECU 8, einer Batterie 9 und einer oder mehreren elektrischen Lasten 10 verbunden.Like it in 1 is shown, the rotating electric vehicle machine 1 first and second stator coils 2nd and 3rd , a field coil 4th , first and second rectifier module groups 5 and 6 and a control device 7 on. Furthermore, the rotating electrical vehicle machine 1 with an ECU 8th , a battery 9 and one or more electrical loads 10th connected.

Die ECU 8 ist eine elektronische Steuerungseinheit. Jede elektrische Last 10 ist eine elektrische Vorrichtung, der elektrische Leistung aus entweder der Batterie 9 oder der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1, die elektrische Leistung erzeugt, zugeführt wird, und die die zugeführte elektrische Leistung verbraucht.The ECU 8th is an electronic control unit. Any electrical load 10th is an electrical device that provides electrical power from either the battery 9 or the rotating electric vehicle machine 1 that generates electrical power is supplied and consumes the supplied electrical power.

Die erste Statorspule 2 ist eine mehrphasige Spule, genauer eine dreiphasige Spule gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die erste Statorspule 2 weist eine Vielzahl von Phasenwicklungen, genauer eine X-Phasen-Wicklung, eine Y-Phasen-Wicklung und eine Z-Phasen-Wicklung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf. Die erste Statorspule 2 ist um einen (nicht gezeigten) Statorkern gewickelt.The first stator coil 2nd is a multi-phase coil, more specifically a three-phase coil according to the present embodiment. The first stator coil 2nd has a plurality of phase windings, more specifically an X-phase winding, a Y-phase winding and a Z-phase winding according to the present embodiment. The first stator coil 2nd is wound around a stator core (not shown).

Gleichermaßen ist die zweite Statorspule 3 ebenfalls eine mehrphasige Spule, genauer eine dreiphasige Spule gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die zweite Statorspule 3 weist ebenfalls eine Vielzahl von Phasenwicklungen, genauer eine U-Phasen-Wicklung, eine V-Phasen-Wicklung und eine W-Phasen-Wicklung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf. Die zweite Statorspule 3 ist ebenfalls an dem Statorkern gewickelt, so dass sie von der ersten Statorspule 2 um 30° im elektrischen Winkel versetzt ist. Likewise, the second stator coil 3rd also a multi-phase coil, more precisely a three-phase coil according to the present embodiment. The second stator coil 3rd also has a plurality of phase windings, more precisely a U-phase winding, a V-phase winding and a W-phase winding according to the present exemplary embodiment. The second stator coil 3rd is also wound on the stator core so that it is from the first stator coil 2nd is offset by 30 ° in the electrical angle.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bilden die ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 und der Statorkern zusammen einen Stator der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1.According to the present exemplary embodiment, the first and second stator coils form 2nd and 3rd and the stator core together a stator of the rotating electric vehicle machine 1 .

Die Feldspule 4 ist an (nicht gezeigten) Feldpolen gewickelt, die radial innerhalb des Statorkerns angeordnet sind, um dem Statorkern radial zugewandt zu sein. Die Feldpole werden bei Zufuhr eines Feldstroms zu der Feldspule 4 magnetisiert.The field coil 4th is wound on field poles (not shown) arranged radially inside the stator core to face the stator core radially. The field poles become the field coil when a field current is supplied 4th magnetized.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bilden die Feldspule 4 und die Feldpole zusammen einen Rotor der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1.According to the present exemplary embodiment, the field coil forms 4th and the field poles together a rotor of the rotating electrical vehicle machine 1 .

Wenn die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 1 als ein elektrischer Generator fungiert, dreht sich der Rotor mit den Feldpolen in einem magnetisierten Zustand, und werden Wechselspannungen in den ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 unter einem rotierenden magnetischen Feld erzeugt, das mit der relativen Bewegung zwischen der Feldspule 4 und den ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 erzeugt wird.When the rotating electric vehicle machine 1 Acting as an electrical generator, the rotor rotates with the field poles in a magnetized state, and becomes AC voltages in the first and second stator coils 2nd and 3rd generated under a rotating magnetic field that corresponds to the relative movement between the field coil 4th and the first and second stator coils 2nd and 3rd is produced.

Wenn demgegenüber die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 1 als ein elektrischer Motor fungiert, werden Wechselspannungen an die ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 mit den Feldpolen in dem magnetisierten Zustand angelegt, was eine Erzeugung einer Antriebskraft (eines Drehmoments) zwischen der Feldspule 4 und den ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 bewirkt, um den Rotor zu drehen.If, on the other hand, the rotating electrical vehicle machine 1 Acting as an electric motor, AC voltages are applied to the first and second stator coils 2nd and 3rd with the field poles applied in the magnetized state, causing generation of a driving force (torque) between the field coil 4th and the first and second stator coils 2nd and 3rd causes to rotate the rotor.

Die erste Gleichrichtermodulgruppe 5 ist mit der ersten Spule 2 verbunden. Die erste Gleichrichtermodulgruppe 5 bildet eine Drei-Phasen-Vollwellengleichrichtungsschaltung (oder eine Brückenschaltung), um den in der ersten Statorspule 2 induzierten Wechselstrom in Gleichstrom gleichzurichten. Die erste Gleichrichtermodulgruppe 5 weist eine Vielzahl von Gleichrichtermodulen auf, deren Anzahl gleich der Anzahl der Phasenwicklungen der ersten Statorspule 2 ist. Genauer weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die erste Gleichrichtermodulgruppe 5 drei Gleichrichtermodule 5X, 5Y und 5Z auf, die jeweils den X-Phasen-, Y-Phasen-, und W-Phasen-Wicklungen der ersten Statorspule 2 entsprechen.The first group of rectifier modules 5 is with the first coil 2nd connected. The first group of rectifier modules 5 forms a three-phase full-wave rectification circuit (or a bridge circuit) around that in the first stator coil 2nd to induce alternating current into direct current. The first group of rectifier modules 5 has a plurality of rectifier modules, the number of which is equal to the number of phase windings of the first stator coil 2nd is. More precisely, according to the present exemplary embodiment, the first rectifier module group 5 three rectifier modules 5X , 5Y and 5Z on the X-phase, Y-phase, and W-phase windings of the first stator coil, respectively 2nd correspond.

Insbesondere ist das Gleichrichtermodul 5X mit der in der ersten Statorspule 2 enthaltenen X-Phasen-Wicklung verbunden. Das Gleichrichtermodul 5Y ist mit der in der ersten Statorspule 2 enthaltenen Y-Phasen-Wicklung verbunden. Das Gleichrichtermodul 5Z ist mit der in der ersten Statorspule 2 enthaltenen Z-Phasen-Wicklung verbunden.In particular, the rectifier module 5X with that in the first stator coil 2nd included X-phase winding connected. The rectifier module 5Y is with that in the first stator coil 2nd contained Y-phase winding connected. The rectifier module 5Z is with that in the first stator coil 2nd contained Z-phase winding connected.

Gleichermaßen ist die zweite Gleichrichtermodulgruppe 6 mit der zweiten Statorspule 3 verbunden. Die zweite Gleichrichtermodulgruppe 6 bildet eine Drei-Phasen-Vollwellengleichrichtungsschaltung (oder Brückenschaltung), um Wechselstrom, der in der zweiten Statorspule 3 induziert wird, in Gleichstrom gleichzurichten. Die zweite Gleichrichtermodulgruppe 6 weist eine Vielzahl von Gleichrichtermodulen auf, deren Anzahl gleich der Anzahl der Phasenwicklungen der zweiten Statorspule 3 ist. Genauer weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die zweite Gleichrichtermodulgruppe 6 drei Gleichrichtermodule 6U, 6V und 6W auf, die jeweils den U-Phasen, V-Phasen- und W-Phasen-Wicklungen der zweiten Statorspule 3 entsprechen.Likewise, the second group of rectifier modules 6 with the second stator coil 3rd connected. The second group of rectifier modules 6 forms a three-phase full-wave rectification circuit (or bridge circuit) to AC current in the second stator coil 3rd is induced to rectify in direct current. The second group of rectifier modules 6 has a plurality of rectifier modules, the number of which is equal to the number of phase windings of the second stator coil 3rd is. More precisely, according to the present exemplary embodiment, the second rectifier module group 6 three rectifier modules 6U , 6V and 6W on the U-phase, V-phase and W-phase windings of the second stator coil, respectively 3rd correspond.

Insbesondere ist das Gleichrichtermodul 6U mit der in der zweiten Statorspule 3 enthaltenen U-Phasen-Wicklung verbunden. Das Gleichrichtermodul 6V ist mit der in der zweiten Statorspule 3 enthaltenen V-Phasen-Wicklung verbunden. Das Gleichrichtermodul 6W ist mit der in der zweiten Statorspule enthaltenen W-Phasenwicklung verbunden.In particular, the rectifier module 6U with that in the second stator coil 3rd contained U-phase winding connected. The rectifier module 6V is with that in the second stator coil 3rd included V-phase winding connected. The rectifier module 6W is connected to the W-phase winding contained in the second stator coil.

Die Steuerungseinrichtung 7 ist mit einer Steuerungsschaltung zur Steuerung der ersten und zweiten Gleichrichtermodulgruppen 5 und 6 sowie des der Feldspule 4 zugeführten Feldstroms konfiguriert. Die Steuerungseinrichtung 7 ist mit der ECU 8 über einen Kommunikationsanschluss L und einer mit dem Kommunikationsanschluss L verbundenen Kommunikationsleitung verbunden. Die Steuerungseinrichtung 7 führt eine bidirektionale Kommunikation mit der ECU 8 durch, wodurch Kommunikationsmitteilungen zu und von der ECU 8 gesendet und empfangen werden.The control device 7 is with a control circuit for controlling the first and second rectifier module groups 5 and 6 as well as that of the field coil 4th supplied field current configured. The control device 7 is with the ECU 8th via a communication connection L and one with the communication port L connected communication line connected. The control device 7 carries out bidirectional communication with the ECU 8th through, causing communication messages to and from the ECU 8th be sent and received.

Insbesondere sendet die ECU 8 zu der Steuerungseinrichtung 7 eine Kommunikationsmitteilung, die Informationen bezüglich eines Drehmomentsollwerts und eines Drehwinkels aufweist. Der Drehmomentsollwert ist ein Sollwert für ein elektrisches Leistungserzeugungsdrehmoment oder ein Antriebsdrehmoment. Beispielsweise wird bewirkt, dass die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 1 als ein Elektromotor fungiert, wenn der Drehmomentsollwert positiv ist, und als ein elektrischer Generator fungiert, wenn der Drehmomentsollwert negativ ist.In particular, the ECU sends 8th to the control device 7 a communication message having information related to a torque command and an angle of rotation. The torque command is a command for an electric power generation torque or a drive torque. For example, the rotating electrical vehicle machine is caused 1 acts as an electric motor when the torque command is positive and acts as an electric generator when the torque command is negative.

Zusätzlich repräsentiert, wenn der Drehmomentsollwert negativ ist, der Drehmomentsollwert ebenfalls einen elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehl. Daher kann auf der Grundlage des Drehmomentsollwerts und der Informationen bezüglich des Drehwinkels ein elektrischer Leistungserzeugungsstrom bestimmt werden, der den Sollbetrag des elektrischen Stroms während der elektrischen Leistungserzeugung repräsentiert. In addition, if the torque command is negative, the torque command also represents an electrical power generation quantity command. Therefore, based on the torque target value and the information regarding the rotation angle, an electric power generation current representing the target amount of the electric current during the electric power generation can be determined.

Die Informationen bezüglich des Drehwinkels sind Informationen zum Schätzen der relativen Positionsbeziehung zwischen der Feldspule 4 und den ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3, wobei die relative Positionsbeziehung (d.h. ein elektrischer Winkel) durch einen Drehwinkelsensor 11 erhalten wird, der den Drehwinkel der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 erfasst. Der Drehwinkelsensor 11 ist konfiguriert, beispielsweise eine Encoderscheibe und einen Impulszähler aufzuweisen. Die ECU 8 erzeugt Informationen bezüglich des Drehwinkels auf der Grundlage eines durch den Impulszähler erhaltenen Impulses.The rotation angle information is information for estimating the relative positional relationship between the field coil 4th and the first and second stator coils 2nd and 3rd , the relative positional relationship (ie an electrical angle) by a rotation angle sensor 11 is obtained, the angle of rotation of the rotating electric vehicle machine 1 detected. The rotation angle sensor 11 is configured to have, for example, an encoder disk and a pulse counter. The ECU 8th generates information regarding the angle of rotation based on a pulse obtained by the pulse counter.

Die Steuerungseinrichtung 7 weist eine Funktion des Steuerns des Feldstroms auf, der der Feldspule 4 zugeführt wird, die mit der Steuerungseinrichtung 7 über einen F-Anschluss verbunden ist. Mit dieser Funktion reguliert die Steuerungseinrichtung 7 den Feldstrom und steuert dadurch eine Ausgangsspannung VB der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1, um sich einer Regulationsspannung Vreg anzunähern. Die Ausgangsspannung VB der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 kann ebenfalls als die Ausgangsspannung jedes Gleichrichtermoduls bezeichnet werden.The control device 7 has a function of controlling the field current, that of the field coil 4th is supplied with the control device 7 is connected via an F connector. The control device regulates with this function 7 the field current and thereby controls an output voltage VB the rotating electric vehicle machine 1 to approach a regulation voltage Vreg. The output voltage VB the rotating electric vehicle machine 1 can also be referred to as the output voltage of each rectifier module.

Insbesondere steuert die Steuerungseinrichtung 7 die Ausgangsspannung VB zum Annähern an die Regulationsspannung Vreg, indem beispielsweise der Feldspule 4 der Feldstrom zugeführt wird, wenn die Ausgangsspannung VB niedriger als die Regulationsspannung Vreg wird, und die Zufuhr des Feldstroms zu der Feldspule 4 unterbrochen wird, wenn die Ausgangsspannung VB höher als die Regulationsspannung Vreg wird.In particular, the control device controls 7 the output voltage VB to approximate the regulation voltage Vreg, for example by the field coil 4th the field current is supplied when the output voltage VB becomes lower than the regulation voltage Vreg, and the supply of the field current to the field coil 4th is interrupted when the output voltage VB becomes higher than the regulation voltage Vreg.

Weiterhin schaltet die Steuerungseinrichtung 7 während der Zufuhr des Feldstroms zu der Feldspule 4 den elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 zwischen einem elektrischen PWM-(Pulsbreitenmodulations-) Leistungserzeugungsmodus, einem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus und einem elektrischen Übergangsleistungserzeugungsmodus, wie in 2 gezeigt, entsprechend der Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 und dem elektrischen Leistungserzeugungsstrom um. Zusätzlich kann die Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 durch mehrfaches Beschaffen der Informationen bezüglich des Drehwinkels bestimmt werden.The control device also switches 7 while supplying the field current to the field coil 4th the electric power generation mode of the rotating electric vehicle machine 1 between an electric PWM (pulse width modulation) power generation mode, a synchronous electric power generation mode and a transitional electric power generation mode as in 2nd shown according to the relationship between the rotational speed of the rotating electric vehicle machine 1 and the electric power generation current. In addition, the rotational speed of the rotating electric vehicle machine 1 by obtaining the information regarding the angle of rotation several times.

Eine Drehwelle der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 ist beispielsweise über eine Riemenscheibe mit einer Drehwelle einer in dem Fahrzeug installierten Kraftmaschine verbunden, um zusammen mit der Drehwelle der Kraftmaschine zu drehen. Daher ist die Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 proportional zu der Drehgeschwindigkeit der Kraftmaschine. Das heißt, dass die Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 gleich dem Ergebnis des Multiplizierens der Drehgeschwindigkeit der Kraftmaschine mit einem vorbestimmten Koeffizienten wie einem Riemenscheibenverhältnis ist. Zusätzlich repräsentiert die in 2 gezeigte Leerlaufdrehung den Bereich der Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1, wenn die Kraftmaschine des Fahrzeugs im Leerlauf ist.A rotating shaft of the rotating electric vehicle machine 1 is connected, for example, via a pulley to a rotating shaft of an engine installed in the vehicle to rotate together with the rotating shaft of the engine. Therefore, the rotational speed of the rotating vehicle electric machine 1 proportional to the speed of rotation of the engine. That is, the rotational speed of the rotating electric vehicle machine 1 is the result of multiplying the rotational speed of the engine by a predetermined coefficient such as a pulley ratio. In addition, the in 2nd shown idle rotation the range of the rotational speed of the rotating electric vehicle machine 1 when the vehicle's engine is idling.

Der elektrische PWM-Leistungserzeugungsmodus wird hauptsächlich verwendet, wenn die Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 niedrig ist. Der elektrische PWM-Leistungserzeugungsmodus ist ein elektrischer Leistungserzeugungsmodus, bei dem die aus den ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 ausgegebenen Ströme durch Steuern der Schaltelemente der Gleichrichtermodule 5X bis 5Z und 6U bis 6W unter Verwendung einer PWM-(Pulsbreitenmodulations-) Wellenform gesteuert werden. Die Impulsbreite der in dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus verwendeten PWM-Wellenform wird entsprechend dem Drehmomentsollwert und/oder der Drehgeschwindigkeit geändert, wobei die Periode des Impulses der PWM-Wellenform auf der Grundlage der Periode eines Takts eingestellt wird, der in der ECU 8 angewendet wird.The PWM electric power generation mode is mainly used when the rotating speed of the rotating vehicle electric machine 1 is low. The PWM electric power generation mode is an electric power generation mode in which the one of the first and second stator coils 2nd and 3rd output currents by controlling the switching elements of the rectifier modules 5X to 5Z and 6U to 6W can be controlled using a PWM (Pulse Width Modulation) waveform. The pulse width of the PWM waveform used in the PWM electric power generation mode is changed in accordance with the torque command value and / or the rotational speed, and the period of the pulse of the PWM waveform is set based on the period of a clock in the ECU 8th is applied.

Der synchrone elektrische Leistungserzeugungsmodus wird hauptsächlich verwendet, wenn die Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 hoch ist. Der synchrone elektrische Leistungserzeugungsmodus ist ein elektrischer Leistungserzeugungsmodus, bei dem die Schaltelemente eingeschaltet werden, wenn die in den ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 induzierten Spannungen eine Schwellenwertspannung überschreiten, bei deren Anlegen Dioden leiten, die in den Gleichrichtermodulen 5X bis 5Z und 6U bis 6W enthalten sind, und die Schaltelemente ausgeschaltet werden, wenn die in den ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 induzierten Spannungen die Schwellenwertspannung nicht überschreiten.The synchronous electric power generation mode is mainly used when the rotational speed of the rotating electric vehicle machine 1 is high. The synchronous electric power generation mode is an electric power generation mode in which the switching elements are turned on when in the first and second stator coils 2nd and 3rd induced voltages exceed a threshold voltage, when applied diodes conduct in the rectifier modules 5X to 5Z and 6U to 6W are included, and the switching elements are turned off when in the first and second stator coils 2nd and 3rd induced voltages do not exceed the threshold voltage.

Anders ausgedrückt ist der synchrone elektrische Leistungserzeugungsmodus ein elektrischer Leistungserzeugungsmodus, bei dem, wenn eine „P-Anschluss-Spannung“ höher als die Summe einer „B-Anschluss-Spannung“ und eines „Spannungsabfalls“ aufgrund des Widerstandswerts von jedem der Schaltelemente in einem Ein-Zustand wird, die Schaltelemente solange wie möglich ein (eingeschaltet) gehalten werden, um den elektrischen Leistungserzeugungswirkungsgrad zu verbessern. Dabei ist die P-Anschluss-Spannung eine Ausgangsspannung von jeder der Phasenwicklungen der ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3, und ist die „B-Anschluss-Spannung“ eine Spannung auf der Seite der Batterie 9.In other words, the synchronous electric power generation mode is an electric one Power generation mode in which when a “P-terminal voltage” becomes higher than the sum of a “B-terminal voltage” and a “voltage drop” due to the resistance value of each of the switching elements, the switching elements become as long as possible kept on (on) to improve the electric power generation efficiency. Here, the P-terminal voltage is an output voltage from each of the phase windings of the first and second stator coils 2nd and 3rd , and the “B-terminal voltage” is a voltage on the side of the battery 9 .

Zusätzlich sind sowohl der P-Anschluss als auch der B-Anschluss in 3 gezeigt. Die Zeitpunkte zum Einschalten der Schaltelemente hängen von der Periode des Drehwinkels der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1, d.h. von den Informationen bezüglich des Drehwinkels ab.In addition, both the P connection and the B connection are in 3rd shown. The times for switching on the switching elements depend on the period of the angle of rotation of the rotating electrical vehicle machine 1 , ie from the information regarding the angle of rotation.

Der elektrische Übergangsleistungserzeugungsmodus wird verwendet, wenn der elektrische Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 zwischen dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus und dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus umgeschaltet wird. Der elektrische Übergangsleistungserzeugungsmodus ist ein elektrischer Leistungserzeugungsmodus, bei dem die elektrische Leistungserzeugungsgröße durch Variieren einer Ein-Periode, während der das Schaltelement in dem Ein-Zustand ist, für jedes der Schaltelemente entsprechend dem elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehl gesteuert wird, während der der Feldspule 4 zugeführte Feldstrom innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten wird. Dabei wird für jedes der Schaltelemente die Ein-Periode durch sowohl einen Zeitpunkt, zu dem das Schaltelement eingeschaltet wird, als auch einen Zeitpunkt bestimmt, zu dem das Schalelement ausgeschaltet wird. Der elektrische Übergangsleistungserzeugungsmodus ist vorgesehen, um die Drehmomentfluktuation während des Umschaltens des elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 zu unterdrücken.The transitional electric power generation mode is used when the electric power generation mode of the vehicle rotating electrical machine 1 is switched between the PWM electric power generation mode and the synchronous electric power generation mode. The transition electric power generation mode is an electric power generation mode in which the electric power generation amount is controlled by varying an on-period during which the switching element is in the on-state for each of the switching elements in accordance with the electric power generation amount command during that of the field coil 4th supplied field current is kept within a predetermined range. For each of the switching elements, the on period is determined by both a point in time at which the switching element is switched on and a point in time at which the switching element is switched off. The transitional electric power generation mode is provided to control the torque fluctuation during switching of the electric power generation mode of the rotating vehicle electric machine 1 to suppress.

Weiterhin wird der elektrische Übergangsleistungserzeugungsmodus beispielsweise innerhalb des Bereichs der Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 verwendet, die der Leerlaufdrehung entspricht.Furthermore, the transitional electric power generation mode becomes, for example, within the range of the rotational speed of the rotating electric vehicle machine 1 used, which corresponds to the idle rotation.

Zusätzlich ist, wie es vorstehend beschrieben worden ist, der elektrische Leistungserzeugungsgrößenbefehl durch den Drehmomentsollwert repräsentiert. Als eine Alternative kann der elektrische Leistungserzeugungsgrößenbefehl durch ein externes Signal und/oder interne berechnete Werte repräsentiert sein. Das externe Signal gibt beispielsweise eine Sollspannung, ein Solldrehmoment und/oder einen Befehl zum Ändern des elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 an. Die internen berechneten Werte geben den durch den Drehwinkelsensor 11 erfassten Drehwinkel, die Drehgeschwindigkeit der Kraftmaschine oder der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1, die B-Anschluss-Spannung, eine Temperatur, die Phasenspannung, oder die P-Anschluss-Spannung), den Phasenstrom und/oder das Drehmoment an.In addition, as described above, the electric power generation amount command is represented by the torque command. As an alternative, the electrical power generation quantity command may be represented by an external signal and / or internal calculated values. The external signal gives, for example, a target voltage, a target torque and / or a command to change the electrical power generation mode of the rotating electrical vehicle machine 1 on. The internal calculated values indicate that by the rotation angle sensor 11 detected angle of rotation, the speed of rotation of the engine or the rotating electrical vehicle machine 1 , the B-terminal voltage, a temperature, the phase voltage, or the P-terminal voltage), the phase current and / or the torque.

Der elektrische Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 kann entsprechend dem elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehl geändert werden. Im Hinblick auf eine geeignete Einstellung der Ein-Perioden der Schaltelemente und des elektrischen Leistungserzeugungsmodus entsprechend dem elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehl ist es vorzuziehen: (1) vorab ein Kennfeld vorzubereiten, das die Entsprechung zwischen den Werten verschiedener Parameter, die in dem elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehl enthalten sind, und den Ein-Perioden und dem elektrischen Leistungserzeugungsmodus repräsentiert, und (2) die Ein-Perioden und den elektrischen Leistungserzeugungsmodus durch Bezugnahme auf das Kennfeld einzustellen.The electric power generation mode of the rotating electric vehicle machine 1 can be changed according to the electric power generation amount command. In view of appropriately setting the on-periods of the switching elements and the electric power generation mode according to the electric power generation amount command, it is preferable to: (1) prepare in advance a map that shows the correspondence between the values of various parameters included in the electric power generation amount instruction and represents the on-periods and the electric power generation mode, and (2) set the on-periods and the electric power generation mode by referring to the map.

In dem elektrischen Übergangsleistungserzeugungsmodus wird der Tastgrad des Feldstroms derart eingestellt, dass der Feldstrom nach Glättung höher als oder gleich wie ein vorbestimmter Wert ist. Zusätzlich wird in dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus und dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus der der Feldspule 4 zugeführte Feldstrom ebenfalls innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gesteuert, wie in dem elektrischen Übergangsleistungserzeugungsmodus.In the electrical transition power generation mode, the duty cycle of the field current is set so that the field current after smoothing is higher than or equal to a predetermined value. In addition, in the PWM electric power generation mode and the synchronous electric power generation mode, that of the field coil becomes 4th supplied field current is also controlled within a predetermined range, as in the transitional electric power generation mode.

Weiterhin können sich die vorbestimmten Bereiche in den drei unterschiedlichen elektrischen Leistungserzeugungsmodi, innerhalb denen der der Feldspule 4 zugeführte Feldstrom gesteuert wird, voneinander unterscheiden. Zusätzlich ist es bei Änderung des Feldstroms zur Verbesserung des Ansprechens der elektrischen Leistungserzeugungsgröße vorzuziehen, die Änderungsrate in dem Feldstrom derart einzustellen, dass sie niedriger als die Änderungsrate in der elektrischen Leistungserzeugungsgröße ist.Furthermore, the predetermined ranges in the three different electrical power generation modes, within those of the field coil 4th supplied field current is controlled, differ from each other. In addition, when the field current changes to improve the response of the electric power generation amount, it is preferable to set the rate of change in the field current to be lower than the rate of change in the electric power generation amount.

Der synchrone elektrische Leistungserzeugungsmodus ist im Hinblick auf den elektrischen Leistungserzeugungswirkungsgrad ein bevorzugter elektrischer Leistungserzeugungsmodus gegenüber sowohl dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus als auch dem elektrischen Übergangsleistungserzeugungsmodus. Jedoch gibt es eine untere Grenze der Drehgeschwindigkeit, unterhalb der es schwierig für die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 1 ist, elektrische Leistung in dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus zu erzeugen, nämlich eine Einschnitt- (Cut-in-) Drehgeschwindigkeit. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Einschnitt-Drehgeschwindigkeit derart eingestellt, dass sie höher als oder gleich wie die Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 ist, die der Leerlaufdrehgeschwindigkeit der Kraftmaschine entspricht. Mit dieser Konfiguration kann es während des Leerlaufs der Kraftmaschine für die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 1 unmöglich sein, effizient elektrische Leistung zu erzeugen, wenn der synchrone elektrische Leistungserzeugungsmodus verwendet wird.The synchronous electric power generation mode is a preferred electric power generation mode over both the PWM electric power generation mode and the transitional electric power generation mode in view of the electric power generation efficiency. However, there is a lower limit to the speed of rotation, below which it is difficult for the rotating electric vehicle machine 1 is to generate electrical power in the synchronous electrical power generation mode, namely a cut-in rotational speed. According to the present embodiment, the cutting rotation speed is set to be higher than or equal to the rotation speed of the rotating electric vehicle machine 1 which corresponds to the idle rotation speed of the engine. With this configuration, it can operate while the engine is idling for the rotating electric vehicle machine 1 be unable to efficiently generate electric power when using the synchronous electric power generation mode.

Daher wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn die Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 nicht höher als die Einschnitt-Drehgeschwindigkeit des synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus ist, der elektrische PWM-Leistungserzeugungsmodus verwendet, bei dem die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 1 elektrische Leistung erzeugen kann, selbst wenn die Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 nicht höher als die Einschnitt-Drehgeschwindigkeit ist. Weiterhin wird der elektrische Übergangsleistungserzeugungsmodus verwendet, um den elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 reibungslos zwischen dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus und dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus umzuschalten. Zusätzlich können alternativ andere elektrische Leistungserzeugungsmodi als der elektrische PWM-Leistungserzeugungsmodus verwendet werden, wenn die Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 nicht höher als die Einschnitt-Drehgeschwindigkeit des synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus ist.Therefore, according to the present embodiment, when the rotational speed of the rotating electric vehicle machine 1 is not higher than the cut rotation speed of the synchronous electric power generation mode using the PWM electric power generation mode in which the vehicle rotating electric machine 1 can generate electric power even if the rotational speed of the rotating electric vehicle machine 1 is not higher than the cutting rotation speed. Furthermore, the transitional electric power generation mode is used to indicate the electric power generation mode of the rotating vehicle electric machine 1 smoothly switch between the synchronous electric power generation mode and the PWM electric power generation mode. In addition, alternatively, electric power generation modes other than the PWM electric power generation mode may be used when the rotating speed of the rotating electric vehicle machine 1 is not higher than the cut rotation speed of the synchronous electric power generation mode.

Die Steuerungseinrichtung 7 instruiert entsprechend dem Drehmomentsollwert die Gleichrichtermodule 5X bis 5Z und 6U bis 6W bezüglich der Ein-Perioden der Schaltelemente, die in den Gleichrichtermodulen 5X bis 5Z und 6U bis 6W enthalten sind.The control device 7 instructs the rectifier modules according to the torque setpoint 5X to 5Z and 6U to 6W regarding the on-periods of the switching elements in the rectifier modules 5X to 5Z and 6U to 6W are included.

Nachstehend ist die Konfiguration des Gleichrichtermoduls 5X ausführlich unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Zusätzlich weisen die anderen Gleichrichtermodule 5Y, 5Z und 6U bis 6W dieselbe Konfiguration wie das Gleichrichtermodul 5X auf.Below is the configuration of the rectifier module 5X in detail with reference to 3rd described. In addition, the other rectifier modules 5Y , 5Z and 6U to 6W same configuration as the rectifier module 5X on.

Wie es in 3 gezeigt ist, weist das Gleichrichtermodul 5X zwei MOS-Transistoren 50 und 51 und eine Steuerungsschaltung 54 auf.Like it in 3rd is shown, the rectifier module 5X two MOS transistors 50 and 51 and a control circuit 54 on.

Die Source des MOS-Transistors 50, das ein Oberzweigschaltelement (d.h. ein hochseitiges Schaltelement ist) ist, ist mit der X-Phasenwicklung der ersten Statorspule 2 verbunden, und dessen Drain ist mit einem positiven Anschluss der Batterie 9 und der einen oder den mehreren elektrischen Lasten 10 über eine Ladeleitung 12 verbunden.The source of the MOS transistor 50 which is an upper branch switching element (ie is a high side switching element) is with the X phase winding of the first stator coil 2nd connected, and its drain is connected to a positive terminal of the battery 9 and the one or more electrical loads 10th via a charging line 12th connected.

Ein Drain des MOS-Transistors 51, der ein Unterzweigschaltelement (d.h. ein niedrigseitiges Schaltelement) ist, ist mit der X-Phasen-Wicklung verbunden, und dessen Source ist mit einem negativen Anschluss der Batterie 9 verbunden. Die zwei MOS-Transistoren 50 und 51 sind miteinander verbunden, um eine Reihenschaltung zu bilden, die zwischen den positiven und negativen Anschlüssen der Batterie 9 angeordnet ist. Mit einem Verbindungspunkt zwischen den zwei MOS-Transistoren 50 und 51 ist die X-Phasenwicklung verbunden.A drain of the MOS transistor 51 , which is a sub-branch switching element (ie, a low-side switching element), is connected to the X-phase winding, and its source is connected to a negative terminal of the battery 9 connected. The two MOS transistors 50 and 51 are connected together to form a series circuit that is connected between the positive and negative terminals of the battery 9 is arranged. With a connection point between the two MOS transistors 50 and 51 the X-phase winding is connected.

Jeder der MOS-Transistoren 50 und 51 weist eine Diode auf, die parallel dazu zwischen dessen Source und Drain geschaltet ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Diode durch eine parasitäre Diode (oder eine Körperdiode) des MOS-Transistors verwirklicht. Als eine Alternative kann die Diode als eine separate Komponente von dem Transistor vorgesehen sein und parallel zu dem MOS-Transistor geschaltet sein.Each of the MOS transistors 50 and 51 has a diode connected in parallel between its source and drain. According to the present exemplary embodiment, the diode is implemented by a parasitic diode (or a body diode) of the MOS transistor. As an alternative, the diode can be provided as a separate component from the transistor and connected in parallel with the MOS transistor.

Zusätzlich kann zumindest eines der Oberzweig- und Unterzweigschaltelemente alternativ durch ein anderes Schaltelement als den MOS-Transistor verwirklicht sein.In addition, at least one of the upper branch and lower branch switching elements can alternatively be implemented by a switching element other than the MOS transistor.

Die Steuerungsschaltung 54 steuert die MOS-Transistoren 50 und 51 entsprechend den Ein-Perioden der Schaltelemente an, die durch die Steuerungseinrichtung 7 angewiesen werden.The control circuit 54 controls the MOS transistors 50 and 51 corresponding to the on-periods of the switching elements by the control device 7 be instructed.

Insbesondere steuert, wenn die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 1 als ein Elektromotor fungiert, die Steuerungseinrichtung 7 das Schalten der MOS-Transistoren 50 und 51 über die Steuerungsschaltung 54, wodurch die Gleichspannung der Batterie 9 in eine Drei-Phasen-Wechselspannung umgewandelt wird. Die resultierende Drei-Phasen-Wechselspannung wird dann an die ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 angelegt, wodurch die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 1 angetrieben wird.In particular, controls when the rotating vehicle electrical machine 1 acts as an electric motor, the control device 7 the switching of the MOS transistors 50 and 51 via the control circuit 54 , causing the DC voltage of the battery 9 is converted into a three-phase AC voltage. The resulting three-phase AC voltage is then applied to the first and second stator coils 2nd and 3rd created, causing the rotating electric vehicle machine 1 is driven.

Demgegenüber steuert die Steuerungseinrichtung 7, wenn die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 1 als ein elektrischer Generator fungiert, das Schalten der MOS-Transistoren 50 und 51 über die Steuerungsschaltung 54 derart, dass die elektrische Leistung optimiert wird, die in den ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 erzeugt wird und der Batterie 9 über eine elektrische Wechselstrom-Zu-Gleichstrom-Leistungsumwandlung zugeführt wird. Insbesondere werden gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Zeitpunkte zum Einschalten der MOS-Transistoren 50 und 51 auf der Grundlage des durch den Drehwinkelsensor 51 erfassten Drehwinkels ohne Überwachung der in den ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 induzierten Spannungen eingestellt.In contrast, the control device controls 7 when the rotating electric vehicle machine 1 acts as an electrical generator, switching the MOS transistors 50 and 51 via the control circuit 54 such that the electrical performance is optimized in the first and second stator coils 2nd and 3rd is generated and the battery 9 via an electrical AC-to-DC power conversion is supplied. In particular, according to the present exemplary embodiment, the times for switching on the MOS transistors 50 and 51 based on that by the rotation angle sensor 51 detected angle of rotation without monitoring the in the first and second stator coils 2nd and 3rd induced voltages set.

In dem elektrischen Übergangsleistungserzeugungsmodus schätzt die Steuerungseinrichtung 7 unter Verwendung der Informationen bezüglich des Drehwinkels, die auf ein aus dem Drehwinkelsensor 11 ausgegebenen Signal beruhen, Spitzenzeitpunkte, zu denen die Spannung jeder Phasenwicklung der ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 Spitzenwerte erreichen. Wie es in 4 und 5 gezeigt ist, weisen die Spitzenzeitpunkte einen Spitzenzeitpunkt T1, bei dem die Spannung jeder Phasenwicklung der ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 einen maximalen Wert aufweist, und einen Spitzenzeitpunkt T2 auf, bei der die Spannung jeder Phasenwicklung der ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 einen minimalen Wert aufweisen. Weiterhin stellt die Steuerungseinrichtung 7 auf der Grundlage der geschätzten Spitzenzeitpunkte Zeitpunkte zum Einschalten der Schaltelemente ein. In the electrical transition power generation mode, the controller estimates 7 using the information related to the rotation angle, which is derived from the rotation angle sensor 11 Output signal based, peak times at which the voltage of each phase winding of the first and second stator coils 2nd and 3rd Reach peak values. Like it in 4th and 5 is shown, the peak times have a peak time T1 , in which the voltage of each phase winding of the first and second stator coils 2nd and 3rd has a maximum value and a peak time T2 at which the voltage of each phase winding of the first and second stator coils 2nd and 3rd have a minimum value. Furthermore, the control device 7 on the basis of the estimated peak times, times for switching on the switching elements.

Insbesondere schaltet für jede Phasenwicklung der ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 die Steuerungseinrichtung 7 den entsprechenden Oberzweig-MOS-Transistor 50 (d.h. den Oberzweig-MOS-Transistor 50, der mit der Phasenwicklung verbunden ist) zu einem Zeitpunkt (T1-ΔT/2) ein, die auf der Grundlage des Spitzenzeitpunkts T1 eingestellt ist, hält den entsprechenden Oberzweig-MOS-Transistor 50 für eine Zeitdauer ΔT in dem Ein-Zustand und schaltet den entsprechenden Oberzweig-MOS-Transistor 50 zu einem Zeitpunkt (T1+ΔT/2) aus. Folglich fällt die Mitte der Ein-Periode (oder Ein-Dauer) ΔT des entsprechenden Oberzweig-MOS-Transistors 50 mit dem Spitzenzeitpunkt T1 zusammen. Weiterhin schaltet nach dem Verstreichen einer Zeit DT seit dem Zeitpunkt (T1+ΔT/2) die Steuerungseinrichtung 7 den entsprechenden Unterzweig-MOS-Transistor 51 (d.h. den mit der Phasenwicklung verbundenen Unterzweig-MOS-Transistor 51) zu einem Zeitpunkt (T2-ΔT/2) ein, der auf der Grundlage des Spitzenzeitpunkts T2 eingestellt ist, hält den entsprechenden Unterzweig-MOS-Transistor 51 für eine Zeitdauer ΔT in dem Ein-Zustand und schaltet den entsprechenden Unterzweig-MOS-Transistor 51 zu einem Zeitpunkt (T2+ΔT/2) aus. Folglich fällt die Mitte der Ein-Periode (oder Ein-Dauer) ΔT des entsprechenden Unterzweig-MOS-Transistors 51 mit dem Spitzenzeitpunkt T2 zusammen.In particular, switches for each phase winding of the first and second stator coils 2nd and 3rd the control device 7 the corresponding upper branch MOS transistor 50 (ie the top branch MOS transistor 50 connected to the phase winding) at a time (T1-ΔT / 2) based on the peak time T1 is set, holds the corresponding upper branch MOS transistor 50 for a period of time ΔT in the on state and switches the corresponding upper branch MOS transistor 50 at a time (T1 + ΔT / 2). As a result, the center of the on period (or on duration) ΔT of the corresponding top-branch MOS transistor falls 50 with the peak time T1 together. It also switches after a time has passed DT the control device since the time (T1 + ΔT / 2) 7 the corresponding sub-branch MOS transistor 51 (ie the sub-branch MOS transistor connected to the phase winding 51 ) at a time (T2-ΔT / 2) based on the peak time T2 is set, holds the corresponding sub-branch MOS transistor 51 for a period of time ΔT in the on state and switches the corresponding sub-branch MOS transistor 51 at a time (T2 + ΔT / 2). Consequently the middle of the on period (or on duration) falls ΔT of the corresponding sub-branch MOS transistor 51 with the peak time T2 together.

Zusätzlich kann in dem Falle, in dem die Schaltelemente (d.h. die Oberzweig- und Unterzweig-MOS-Transistoren 50 und 51) in dem Aus-Zustand gehalten werden, die Batterie 9 über die Dioden geladen werden, die parallel zu den Schaltelementen geschaltet sind. Weiterhin wird in diesem Fall die elektrische Leistungserzeugungsgröße im Vergleich zu dem Fall reduziert, in dem die Schaltelemente zu den Zeitpunkten eingeschaltet werden, zu denen der elektrische Leistungserzeugungswirkungsgrad am höchsten ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die elektrische Leistungserzeugungsgröße unter Berücksichtigung des vorstehend Beschriebenen reguliert.In addition, in the case where the switching elements (ie the upper-branch and lower-branch MOS transistors 50 and 51 ) are kept in the off state, the battery 9 are charged via the diodes, which are connected in parallel to the switching elements. Furthermore, in this case, the electric power generation amount is reduced compared to the case where the switching elements are turned on at the times when the electric power generation efficiency is the highest. According to the present embodiment, the electric power generation amount is regulated in consideration of the above.

Im Allgemeinen gibt es eine Tendenz zur Steuerung der elektrischen Leistungserzeugungsgröße derart, dass diese in dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus klein ist und in dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus groß ist. Daher stellt beim Umschalten des elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 von dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus auf den synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus oder umgekehrt die Steuerungseinrichtung 7 die Zeitpunkte zum Einschalten der Schaltelemente in dem elektrischen Übergangsleistungserzeugungsmodus derart ein, dass eine schnelle Änderung der elektrischen Leistungserzeugungsgröße vor und nach dem Umschalten des elektrischen Leistungserzeugungsmodus verhindert wird.In general, there is a tendency to control the electric power generation amount so that it is small in the PWM electric power generation mode and large in the synchronous electric power generation mode. Therefore, when switching the electric power generation mode of the rotating vehicle electric machine 1 from the PWM electric power generation mode to the synchronous electric power generation mode or vice versa the controller 7 the times for turning on the switching elements in the transitional electric power generation mode so as to prevent a rapid change in the electric power generation amount before and after switching the electric power generation mode.

Beispielsweise wird in dem Fall des Umschaltens des elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 von dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus auf den synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus die elektrische Leistungserzeugungsgröße unmittelbar vor Umschalten auf den synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus relativ groß gemacht. Andernfalls wird in dem Fall des Umschaltens des elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 von dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus auf den elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus die elektrische Leistungserzeugungsgröße unmittelbar nach Umschalten von dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus relativ groß gemacht. Das heißt, dass, wie es in 4 gezeigt ist, der Gleichstrom, der der Phasenstrom ist, der von jeder Phasenwicklung der ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 zu der Batterie 9 fließt, durch Erhöhung des Anteils von ΔT und Reduzieren des Anteils von DT in jeder Zeitperiode, die einer Periode des elektrischen Winkels entspricht, erhöht wird.For example, in the case of switching the electric power generation mode of the rotating electric vehicle machine 1 from the PWM electric power generation mode to the synchronous electric power generation mode, the electric power generation amount immediately before switching to the synchronous electric power generation mode is made relatively large. Otherwise, in the case of switching the electric power generation mode of the rotating electric vehicle machine 1 from the synchronous electrical power generation mode to the electrical PWM Power generation mode made the electric power generation amount relatively large immediately after switching from the synchronous electric power generation mode. That said, as in 4th the DC current, which is the phase current, from each phase winding of the first and second stator coils 2nd and 3rd to the battery 9 flows by increasing the proportion of ΔT and reducing the proportion of DT is increased in each period corresponding to a period of the electrical angle.

Weiterhin wird in dem Fall des Umschaltens des elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 von dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus auf den synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus die elektrische Leistungserzeugungsgröße unmittelbar nach Umschalten von dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus relativ klein gemacht. Andernfalls wird in dem Fall des Umschaltens des elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 von dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus auf den elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus die elektrische Leistungserzeugungsgröße unmittelbar vor Umschalten auf den elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus relativ klein gemacht. Das heißt, dass, wie es in 5 gezeigt ist, der Gleichstrom, der der Phasenstrom ist, der aus jeder Phasenwicklung der ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 zu der Batterie 9 fließt, durch Reduzieren des Anteils von ΔT und Erhöhen des Anteils von DT in jeder Zeitperiode, die einer Periode des elektrischen Winkels entspricht, reduziert wird.Furthermore, in the case of switching the electric power generation mode of the rotating electric vehicle machine 1 from the PWM electric power generation mode to the synchronous electric power generation mode, the electric power generation amount immediately after switching from the PWM electric power generation mode is made relatively small. Otherwise, in the case of switching the electric power generation mode of the rotating electric vehicle machine 1 from the synchronous electric power generation mode to the PWM electric power generation mode, the electric power generation amount immediately before switching to the PWM electric power generation mode is made relatively small. That said, as in 5 is shown, the direct current, which is the phase current, from each phase winding of the first and second stator coils 2nd and 3rd to the battery 9 flows by reducing the proportion of ΔT and increasing the proportion of DT is reduced in each time period corresponding to a period of the electrical angle.

Weiterhin erhöht die Steuerungseinrichtung 7 allmählich den Anteil von ΔT in jeder Zeitperiode, die einer Periode des elektrischen Winkels entspricht, wenn der elektrische Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 von dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus auf den synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus umgeschaltet wird, und reduziert allmählich den Anteil von ΔT in jeder Zeitperiode, die einer Periode des elektrischen Winkels entspricht, wenn der elektrische Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 von dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus auf den elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus umgeschaltet wird. Außerdem entspricht eine Periode des elektrischen Winkels der Zeitperiode von einem Spitzenzeitpunkt T1 bis zu dem nächsten Spitzenzeitpunkt T1.Furthermore, the control device increases 7 gradually the share of ΔT in any period of time corresponding to a period of the electrical angle when the electrical power generation mode of the vehicle rotating electrical machine 1 is switched from the PWM electric power generation mode to the synchronous electric power generation mode, and gradually reduces the proportion of ΔT in any period of time corresponding to a period of the electrical angle when the electrical power generation mode of the vehicle rotating electrical machine 1 is switched from the synchronous electric power generation mode to the electric PWM power generation mode. In addition, a period of the electrical angle corresponds to the time period from a peak time T1 until the next peak T1 .

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, die nachstehend beschriebenen vorteilhaften Wirkungen zu erzielen.According to the present embodiment, it is possible to achieve the advantageous effects described below.

(1a) Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 1 die ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3, die Feldspule 4, die ersten und zweiten Gleichrichtermodulgruppen 5 und 6 sowie die Steuerungseinrichtung 7 auf. Die erste Statorspule 2 weist die X-Phasen-, Y-Phasen- und Z-Phasen-Wicklungen auf. Die zweite Statorspule 3 weist die U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasenwicklungen auf. Die Feldspule 4 ist konfiguriert, mit dem Feldstrom versorgt zu werden und relativ zu den ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 bewegbar zu sein.(1a) According to the present embodiment, the rotating electric vehicle machine has 1 the first and second stator coils 2nd and 3rd who have favourited Field Coil 4th , the first and second rectifier module groups 5 and 6 as well as the control device 7 on. The first stator coil 2nd has the X-phase, Y-phase and Z-phase windings. The second stator coil 3rd has the U-phase, V-phase and W-phase windings. The field coil 4th is configured to be supplied with the field current and relative to the first and second stator coils 2nd and 3rd to be movable.

Die erste Gleichrichtermodulgruppe 5 ist konfiguriert, eine Brückenschaltung mit drei oberen Zweigen und drei unteren Zweigen zu bilden und dadurch die in der ersten Statorspule 2 induzierte Drei-Phasen-Wechselspannung gleichzurichten. Die zweite Gleichrichtermodulgruppe 6 ist konfiguriert, eine Brückenschaltung mit drei oberen Zweigen und drei unteren Zweigen zu bilden und dadurch die in der zweiten Statorspule 3 induzierte Drei-Phasen-Wechselspannung gleichzurichten. Jede der oberen Zweige und unteren Zweige weist ein Schaltelement (d.h. MOS-Transistor 50 oder 51) sowie eine Diode auf, die parallel zu dem Schaltelement geschaltet ist. Die Steuerungseinrichtung 7 ist konfiguriert, für jedes der Schaltelemente der oberen und unteren Zweige der ersten und zweiten Gleichrichtermodulgruppen 5 und 6 eine Ein-Periode, während der das Schaltelement in dem Ein-Zustand ist, entsprechend dem elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehl einzustellen, während der Feldstrom innerhalb des vorbestimmten Bereichs gehalten wird. Zusätzlich ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der elektrische Leistungserzeugungsgrößenbefehl durch den Drehmomentsollwert (oder ein externes Signal) repräsentiert, der (das) aus der ECU 8 zu der Steuerungseinrichtung 7 gesendet wird.The first group of rectifier modules 5 is configured to form a bridge circuit with three upper branches and three lower branches and thereby the one in the first stator coil 2nd rectify induced three-phase AC voltage. The second group of rectifier modules 6 is configured to form a bridge circuit with three upper branches and three lower branches and thereby the one in the second stator coil 3rd rectify induced three-phase AC voltage. Each of the upper branches and lower branches has a switching element (ie MOS transistor 50 or 51 ) and a diode that is connected in parallel to the switching element. The control device 7 is configured for each of the switching elements of the upper and lower branches of the first and second rectifier module groups 5 and 6 set an on-period during which the switching element is in the on-state according to the electric power generation amount command while keeping the field current within the predetermined range. In addition, according to the present embodiment, the electric power generation amount command is represented by the torque command (or an external signal) coming from the ECU 8th to the control device 7 is sent.

Das Ansprechen in dem Fall der Änderung des Feldstroms, der der Feldspule 4 zugeführt wird, ist niedriger als das Ansprechen in dem Fall des Ein-/AusSchaltens der Schaltelemente. Wenn beispielsweise der Feldstrom geändert wird, um den erzeugten elektrischen Strom um ein relativ großes Ausmaß ΔP1 zu erhöhen, wie es in 6 gezeigt ist, ist das Ansprechen der elektrischen Leistungserzeugungsgröße niedrig und ist die Drehmomentfluktuation groß.The response in the case of a change in the field current, that of the field coil 4th is supplied is lower than the response in the case of switching the switching elements on / off. For example, when the field current is changed to increase the generated electric current by a relatively large amount ΔP1, as shown in FIG 6 is shown, the response of the electric power generation amount is low and the torque fluctuation is large.

Im Gegensatz dazu wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es in 7 gezeigt ist, der erzeugte elektrische Strom zunächst um ein relativ kleines Ausmaß ΔP2 erhöht, indem für jedes der Schaltelemente eine Ein-Periode, während der das Schaltelemente in dem Ein-Zustand ist, entsprechend dem elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehl eingestellt wird, während der Feldstrom innerhalb des vorbestimmten Bereichs gehalten wird. Dann wird der erzeugte elektrische Strom allmählich durch Erhöhen des Anteils von ΔT in jeder Zeitperiode, die einer Periode des elektrischen Winkels entspricht, erhöht. Danach wird der erzeugte elektrische Strom weiter um ein Ausmaß ΔP3 erhöht.In contrast, according to the present embodiment, as shown in 7 is shown, the generated electric current is first increased by a relatively small amount ΔP2 by setting an on-period for each of the switching elements during which the switching element is in the on-state according to the electric power generation amount command while the field current is within the predetermined one Area is held. Then, the electric current generated is gradually increased by increasing the proportion of ΔT in each period corresponding to one period of the electrical angle. Thereafter, the electric current generated is further increased by an amount ΔP3.

Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird die elektrische Leistungserzeugungsgröße durch die Ein-Perioden der Schaltelemente gesteuert. Folglich wird es möglich, das Ansprechen der elektrischen Leistungserzeugungsgröße (d.h. der Größe der elektrischen Leistung, die durch die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 1 erzeugt wird) auf den elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehl zu verbessern, während die Drehmomentfluktuation unterdrückt wird. Als Ergebnis wird es möglich, eine Regulierung der elektrischen Leistungserzeugungsgröße zu erleichtern.With the configuration described above, the electric power generation amount is controlled by the on-periods of the switching elements. As a result, it becomes possible to respond to the electric power generation amount (ie, the amount of electric power generated by the rotating vehicle electric machine 1 is generated) to improve the electric power generation amount command while suppressing the torque fluctuation. As a result, it becomes possible to facilitate regulation of the electric power generation amount.

(1b) In der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 ist die Steuerungseinrichtung 7 konfiguriert, auf der Grundlage des aus dem Drehwinkelsensor 11 ausgegebenen Signals Spitzenzeitpunkte zu schätzen, bei denen die in den ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 induzierten Spannungen Spitzenwerte erreichen. Weiterhin ist die Steuerungseinrichtung 7 konfiguriert, für jedes der Schalelemente die Ein-Periode des Schaltelements auf der Grundlage eines entsprechenden der Spitzenzeitpunkte einzustellen. (1b) In the rotating electric vehicle machine 1 is the control device 7 configured based on that from the rotation angle sensor 11 output signal to estimate peak times at which in the first and second stator coils 2nd and 3rd induced voltages reach peak values. Furthermore, the control device 7 configured to set the on period of the switching element for each of the switching elements based on a corresponding one of the peak times.

Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration können, da die Ein-Perioden der Schaltelemente auf der Grundlage der entsprechenden Spitzenzeitpunkte eingestellt werden, Differenzen zwischen den aus den ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 ausgegebenen Spannungen und der Anschlussspannung der Batterie 9 leicht sichergestellt werden, selbst wenn die geschätzten Spitzenzeitpunkte etwas von den tatsächlichen Spitzenzeitpunkten abweichen. Folglich ist es, wenn die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 1 als ein elektrischer Generator fungiert, möglich, das Auftreten eines Leistungslaufs (Motorbetrieb) (oder einer Drehmomenterzeugung) zu verhindern, bei dem elektrischer Strom zurück von der Batterie 9 zu der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 fließt.With the configuration described above, since the on-periods of the switching elements are set based on the corresponding peak times, differences between those of the first and second stator coils can be made 2nd and 3rd output voltages and the supply voltage of the battery 9 easily ensured, even if the estimated peak times deviate somewhat from the actual peak times. Consequently, it is when the rotating vehicle electric machine 1 acts as an electrical generator, possible to prevent the occurrence of a power run (engine operation) (or torque generation) in the electrical current back from the battery 9 to the rotating electric vehicle machine 1 flows.

(1c) In der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 ist die Steuerungseinrichtung 7 konfiguriert, für jedes der Schaltelemente die Ein-Periode des Schaltelements derart einzustellen, dass die Mitte der Ein-Periode mit dem entsprechenden Spitzenzeitpunkt zusammenfällt.(1c) In the rotating electric vehicle machine 1 is the control device 7 configured to set the on period of the switching element for each of the switching elements such that the center of the on period coincides with the corresponding peak time.

Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist es möglich, zuverlässiger das Auftreten des Leistungslaufs (Motorbetriebs) zu verhindern, wenn die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 1 als ein elektrischer Generator fungiert.With the configuration described above, it is possible to more reliably prevent the occurrence of the power running (motor operation) when the rotating electric vehicle machine 1 acts as an electrical generator.

(1d) Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der elektrische Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 zwischen dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus und dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus umschaltbar. Die Steuerungseinrichtung 7 ist konfiguriert, die Ein-Perioden der Schaltelemente derart einzustellen, dass: die elektrische Leistungserzeugungsgröße während des Umschaltens des elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 von dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus auf den synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus sich allmählich der elektrischen Leistungserzeugungsgröße in dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus annähert, und sich die elektrische Leistungserzeugungsgröße während des Umschaltens des elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 von dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus auf den elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus allmählich der elektrischen Leistungserzeugungsgröße in dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus annähert.(1d) According to the present embodiment, the electric power generation mode of the rotating electric vehicle machine is 1 switchable between the PWM electric power generation mode and the synchronous electric power generation mode. The control device 7 is configured to set the on-periods of the switching elements such that: the electric power generation amount during the switching of the electric power generation mode of the vehicle rotating electrical machine 1 from the PWM electric power generation mode to the synchronous electric power generation mode gradually approaches the electric power generation amount in the synchronous electric power generation mode, and the electric power generation amount during the switching of the electric power generation mode of the vehicle rotating electrical machine 1 from the synchronous electric power generation mode to the PWM electric power generation mode gradually approaches the electric power generation amount in the PWM electric power generation mode.

Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist es möglich, die Fluktuationen in der elektrischen Leistungserzeugungsgröße und dem Drehmoment während des Umschaltens des elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 zwischen dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus und dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus zu reduzieren.With the configuration described above, it is possible to control the fluctuations in the electric power generation amount and the torque during the switching of the electric power generation mode of the rotating vehicle electric machine 1 reduce between the PWM electric power generation mode and the synchronous electric power generation mode.

Zweites AusführungsbeispielSecond embodiment

Eine rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 2 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist eine ähnliche Konfiguration wie die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auf. Daher sind nachstehend hauptsächlich die Unterschiede dazwischen beschrieben.A rotating electric vehicle machine 2nd according to the second embodiment has a configuration similar to that of the rotating electric vehicle machine 1 according to the first embodiment. Therefore, the differences between them are mainly described below.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind, wie es vorstehend beschrieben worden ist, drei elektrische Leistungserzeugungsmodi, d.h. der elektrische PWM-Leistungserzeugungsmodus, der synchrone elektrische Leistungserzeugungsmodus und der elektrische Übergangsleistungserzeugungsmodus bereitgestellt. Der elektrische Übergangsleistungserzeugungsmodus wird verwendet, wenn der elektrische Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 zwischen dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus und dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus umgeschaltet wird.According to the first embodiment, as described above, three electric power generation modes, that is, the PWM electric power generation mode, the synchronous electric power generation mode, and the transitional electric power generation mode are provided. The transitional electric power generation mode is used when the electric power generation mode of the vehicle rotating electrical machine 1 is switched between the PWM electric power generation mode and the synchronous electric power generation mode.

Im Gegensatz dazu ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen drei elektrischen Leistungserzeugungsmodi weiterhin ein MOS-gesteuerter elektrischer Leistungserzeugungsmodus bereitgestellt, der ähnlich zu dem elektrischen Übergangsleistungserzeugungsmodus ist.In contrast, according to the present embodiment, in addition to the three electric power generation modes described above, a MOS-controlled electric power generation mode that is similar to the transitional electric power generation mode is further provided.

Weiterhin werden gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es in 8 gezeigt ist, die elektrischen Leistungserzeugungsmodi entsprechend der Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 2 und dem erzeugten elektrischen Strom eingestellt.Furthermore, according to the present exemplary embodiment, as described in 8th is shown, the electric power generation modes according to the relationship between the rotational speed of the rotating electric vehicle machine 2nd and the generated electric current.

Insbesondere wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der elektrische PWM-Leistungserzeugungsmodus zur Verwendung in einer Region mit niedriger Drehgeschwindigkeit eingestellt. Der synchrone elektrische Leistungserzeugungsmodus wird zur Verwendung in einer Region mit hoher Drehgeschwindigkeit und hohem elektrischem Strom eingestellt. Der elektrische Übergangsleistungserzeugungsmodus wird zu einer Verwendung in einer Region zwischen dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus und der Region des synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus eingestellt. Der MOS-gesteuerte elektrische Leistungserzeugungsmodus wird zur Verwendung in einer Region mit hoher Drehgeschwindigkeit und niedrigem elektrischem Strom eingestellt, die sich unterhalb der Region des synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus in 8 befindet.In particular, according to the present embodiment, the PWM electric power generation mode is for use in a Region set at low rotation speed. The synchronous electric power generation mode is set for use in a high rotation speed and high electric current region. The transitional electric power generation mode is set for use in a region between the PWM electric power generation mode and the region of the synchronous electric power generation mode. The MOS controlled electric power generation mode is set for use in a high rotation speed and low electric current region which is below the region of the synchronous electric power generation mode in FIG 8th located.

Zusätzlich wird gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der elektrische PWM-Leistungserzeugungsmodus verwendet, wenn die Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 nicht höher als die Einschnitt-Drehgeschwindigkeit des synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus ist. Im Gegensatz dazu wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es in 8 gezeigt ist, der elektrische PWM-Leistungserzeugungsmodus verwendet, wenn die Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 2 innerhalb eines vorbestimmten Drehgeschwindigkeitsbereichs ist, der die Einschnitt-Drehgeschwindigkeit des synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus aufweist.In addition, according to the first embodiment, the PWM electric power generation mode is used when the rotating speed of the rotating electric vehicle machine 1 is not higher than the cut rotation speed of the synchronous electric power generation mode. In contrast, according to the present embodiment, as shown in 8th is shown, the PWM electric power generation mode is used when the rotating speed of the rotating vehicle electric machine 2nd is within a predetermined rotation speed range including the cut rotation speed of the synchronous electric power generation mode.

Das heißt, dass der elektrische PWM-Leistungserzeugungsmodus ebenfalls verwendet werden kann, wenn die Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 1 höher als die Einschnitt-Drehgeschwindigkeit des synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus ist.That is, the PWM electric power generation mode can also be used when the rotating speed of the rotating vehicle electric machine 1 is higher than the cut rotation speed of the synchronous electric power generation mode.

Weiterhin kann der elektrische Übergangsleistungserzeugungsmodus oder der MOS-gesteuerte elektrische Leistungserzeugungsmodus ebenfalls innerhalb des vorbestimmten Drehgeschwindigkeitsbereichs verwendet werden, der die Einschnitt-Drehgeschwindigkeit des synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus aufweist. Jedoch ist es bei Drehgeschwindigkeiten, bei denen der elektrische Leistungserzeugungswirkungsgrad in dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus höher als in den anderen elektrischen Leistungserzeugungsmodi ist, es vorzuziehen, den synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus zu verwenden.Furthermore, the transitional electric power generation mode or the MOS controlled electric power generation mode can also be used within the predetermined rotation speed range having the cut rotation speed of the synchronous electric power generation mode. However, at rotational speeds at which the electric power generation efficiency is higher in the synchronous electric power generation mode than in the other electric power generation modes, it is preferable to use the synchronous electric power generation mode.

Das heißt, dass, obwohl der vorstehend beschriebene „vorbestimmte Drehgeschwindigkeitsbereich, der die Einschnitt-Drehgeschwindigkeit des synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus aufweist“ ein beliebiger Drehgeschwindigkeitsbereich sein kann, der die Einschnitt-Drehgeschwindigkeit aufweist, es vorzuziehen ist, dass innerhalb des vorbestimmten Drehgeschwindigkeitsbereichs der elektrische Leistungserzeugungswirkungsgrad höher als in den anderen elektrischen Leistungserzeugungsmodi als in dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus ist. Zusätzlich kann der vorbestimmte Drehgeschwindigkeitsbereich variabel entsprechend dem erzeugten elektrischen Strom eingestellt werden.That is, although the above-described “predetermined rotation speed range including the cut rotation speed of the synchronous electric power generation mode” may be any rotation speed range including the cut rotation speed, it is preferable that within the predetermined rotation speed range, the electric power generation efficiency is higher than in the electric power generation modes other than the synchronous electric power generation mode. In addition, the predetermined rotational speed range can be variably set according to the electric current generated.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der elektrische Übergangsleistungserzeugungsmodus verwendet, wenn der elektrische Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 2 zwischen dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus und dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus umgeschaltet wird, wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Zusätzlich werden gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die elektrischen Leistungserzeugungsmodi entsprechend der Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 2 und dem erzeugten elektrischen Strom eingestellt, daher kann der elektrische Übergangsleistungserzeugungsmodus nicht nur verwendet werden, wenn der elektrische Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 2 zwischen dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus und dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus umgeschaltet wird, sondern ebenfalls in anderen Fällen, in denen die Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 2 und der erzeugte elektrische Strom die Bedingungen zur Verwendung des elektrischen Übergangsleistungserzeugungsmodus erfüllen.According to the present embodiment, the transitional electric power generation mode is used when the electric power generation mode of the rotating electric vehicle machine 2nd is switched between the PWM electric power generation mode and the synchronous electric power generation mode as in the first embodiment. In addition, according to the present embodiment, the electric power generation modes correspond to the relationship between the rotational speed of the rotating electric vehicle machine 2nd and the generated electric current, therefore, the transitional electric power generation mode cannot be used only when the electric power generation mode of the rotating vehicle electric machine 2nd is switched between the PWM electric power generation mode and the synchronous electric power generation mode, but also in other cases where the rotating speed of the rotating electric vehicle engine 2nd and the generated electric current meets the conditions for using the transient electric power generation mode.

Der MOS-gesteuerte elektrische Leistungserzeugungsmodus wird zur Unterdrückung der elektrischen Leistungserzeugungsgröße in Fällen verwendet, in denen die elektrische Leistungserzeugungsgröße übermäßig groß werden würde, wenn der synchrone elektrische Leistungserzeugungsmodus verwendet würde. In dem MOS-gesteuerten elektrischen Leistungserzeugungsmodus wird die gleiche elektrische Leistungserzeugungssteuerung wie in dem elektrischen Übergangsleistungserzeugungsmodus durchgeführt. Das heißt, dass in dem MOS-gesteuerten elektrischen Leistungserzeugungsmodus die elektrische Leistungserzeugungsgröße durch Variieren einer Ein-Periode, während der das Schaltelement in dem Ein-Zustand ist, für jedes der Schaltelemente entsprechend dem elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehl gesteuert wird, während der der Feldspule 4 zugeführte Feldstrom innerhalb des vorbestimmten Bereichs gehalten wird.The MOS-controlled electric power generation mode is used to suppress the electric power generation amount in cases where the electric power generation amount would become excessively large if the synchronous electric power generation mode was used. In the MOS controlled electric power generation mode, the same electric power generation control as in the transitional electric power generation mode is performed. That is, in the MOS-controlled electric power generation mode, the electric power generation amount is controlled by varying an on-period during which the switching element is in the on-state for each of the switching elements in accordance with the electric power generation amount command during that of the field coil 4th supplied field current is kept within the predetermined range.

Zusätzlich kann der der Feldspule 4 zugeführte Feldstrom in den MOS-gesteuerten elektrischen Leistungserzeugungsmodus derart eingestellt werden, dass er innerhalb eines Bereichs ist, dessen obere Grenze höher als die obere Grenze des vorbestimmten Bereichs des Feldstroms in dem elektrischen Übergangsleistungserzeugungsmodus ist. Durch Einstellen des Feldstroms wie vorstehend beschrieben ist es möglich, die elektrische Leistungserzeugungsgröße durch Steuern des Schaltens (oder des Ein-/Aus-Betriebs) der Schaltelemente deutlich zu ändern.In addition, the field coil 4th supplied field current in the MOS-controlled electric power generation mode can be set to be within a range whose upper limit is higher than the upper limit of the predetermined range of the field current in the transitional electric power generation mode. By setting the field current as described above, it is possible to significantly change the electric power generation amount by controlling the switching (or the on / off operation) of the switching elements.

Mit der Verwendung des MOS-gesteuerten elektrischen Leistungserzeugungsmodus in einem Zustand, in dem die elektrische Leistungserzeugungsgröße relativ klein ist, kann die elektrische Leistungserzeugungsgröße leicht zur Erhöhung oder Verringerung im Verlaufe der Zeit gesteuert werden, wodurch das Verhältnis zwischen dem elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehlswert und der tatsächlichen elektrischen Leistungserzeugungsgröße derart gesteuert wird, dass es linear ist, wie es in 9 gezeigt ist. Das heißt, dass in einer Region, in der die elektrische Leistungserzeugungsgröße relativ klein ist, wie die Region der Leerlaufdrehung, es möglich ist, die Drehmomentfluktuation in der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 2 zu unterdrücken.With the use of the MOS-controlled electric power generation mode in a state where the electric power generation amount is relatively small, the electric power generation amount can be easily controlled to increase or decrease over time, thereby reducing the relationship between the electric power generation amount command value and the actual electric power generation amount is controlled so that it is linear, as in 9 is shown. That is, in a region in which the electric power generation amount is relatively small, such as the region of idle rotation, it is possible to fluctuate the torque in the rotating electric vehicle machine 2nd to suppress.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, die nachfolgenden vorteilhaften Wirkungen zusätzlich zu der vorteilhaften Wirkung (1a) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zu erzielen.According to the present embodiment, it is possible to have the following advantageous effects in addition to the advantageous effects ( 1a) to achieve according to the first embodiment.

(2a) Die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 2 wird durch die in dem Fahrzeug installierte Kraftmaschine angetrieben, um mit einer Drehgeschwindigkeit sich zu drehen, die proportional zu der Drehgeschwindigkeit der Kraftmaschine ist. Der elektrische Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 2 ist zwischen der Vielzahl der elektrischen Leistungserzeugungsmodi umschaltbar, die den synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus und den elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus aufweisen. Der synchrone elektrische Leistungserzeugungsmodus ist ein elektrischer Leistungserzeugungsmodus, bei dem die Schaltelemente eingeschaltet werden, wenn die in den ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 induzierten Spannungen die Schwellenwertspannung überschreiten, bei deren Anlegen die Dioden der oberen und unteren Zweige leiten. Der synchrone elektrische Leistungserzeugungsmodus weist die Einschnitt-Drehgeschwindigkeit auf, unterhalb der es schwierig für die rotierende elektrischen Fahrzeugmaschine 2 ist, elektrische Leistung in dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus zu erzeugen. Die Einschnitt-Drehgeschwindigkeit ist derart eingestellt, dass sie höher als oder gleich wie die Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 2 ist, die proportional zu der Leerlaufdrehgeschwindigkeit der Kraftmaschine ist. Der elektrische PWM-Leistungserzeugungsmodus ist ein elektrischer Leistungserzeugungsmodus, bei dem es für die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 2 möglich ist, elektrische Leistung bei einer Drehgeschwindigkeit zu erzeugen, die niedriger als die Einschnitt-Drehgeschwindigkeit ist. Die Steuerungseinrichtung 7 ist konfiguriert, den elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 2 zwischen dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus und dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus derart umzuschalten, dass die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 2 in dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus arbeitet, wenn die Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 2 innerhalb des vorbestimmten Drehgeschwindigkeitsbereichs ist, der die Einschnitt-Drehgeschwindigkeit aufweist.(2a) The rotating electric vehicle machine 2nd is driven by the engine installed in the vehicle to rotate at a rotational speed that is proportional to the rotational speed of the engine. The electric power generation mode of the rotating electric vehicle machine 2nd is switchable between the plurality of electric power generation modes having the synchronous electric power generation mode and the PWM electric power generation mode. The synchronous electric power generation mode is an electric power generation mode in which the switching elements are turned on when in the first and second stator coils 2nd and 3rd induced voltages exceed the threshold voltage when applied, the diodes of the upper and lower branches conduct. The synchronous electric power generation mode has the cut rotational speed below which it is difficult for the rotating electric vehicle machine 2nd is to generate electric power in the synchronous electric power generation mode. The incision rotation speed is set to be higher than or equal to the rotation speed of the rotary electric vehicle machine 2nd which is proportional to the idle speed of the engine. The PWM electric power generation mode is an electric power generation mode in which it is for the rotating electric vehicle machine 2nd it is possible to generate electrical power at a rotational speed which is lower than the incision rotational speed. The control device 7 is configured, the electric power generation mode of the rotating electric vehicle machine 2nd to switch between the synchronous electric power generation mode and the PWM electric power generation mode such that the rotating vehicle electric machine 2nd operates in the PWM electric power generation mode when the rotational speed of the rotating vehicle electric machine 2nd is within the predetermined rotational speed range having the incision rotational speed.

Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist es, wenn die Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 2 niedriger als die Einschnitt-Drehgeschwindigkeit in dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus wird, für die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 2 möglich, die elektrische Leistungserzeugung mit deren auf den elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus umgeschalteten elektrischen Leistungserzeugungsmodus fortzusetzen.With the configuration described above, it is when the rotational speed of the rotating electric vehicle machine 2nd becomes lower than the cut rotation speed in the synchronous electric power generation mode for the rotating electric vehicle machine 2nd possible to continue the electric power generation with the electric power generation mode switched to the PWM electric power generation mode.

(2b) In der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 2 kann die Steuerungseinrichtung 7 konfiguriert sein, die Ein-Perioden der Schaltelemente einzustellen, während der Feldstrom innerhalb eines Bereichs gehalten wird, dessen obere Grenze höher als die obere Grenze des vorbestimmten Bereichs ist, wenn der elektrische Leistungserzeugungsgrößenbefehl die elektrische Leistungserzeugungsgröße derart anfordert, dass sie niedriger als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.(2b) In the rotating electric vehicle machine 2nd can the control device 7 be configured to set the on-periods of the switching elements while maintaining the field current within a range whose upper limit is higher than the upper limit of the predetermined range when the electric power generation amount command requests the electric power generation amount to be lower than a predetermined threshold is.

Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration werden die Ein-Perioden der Schaltelemente mit dem höher gehaltenen Feldstrom eingestellt, wodurch es ermöglicht wird, die elektrische Leistungserzeugungsgröße deutlich zu ändern. Folglich ist es möglich, die elektrische Leistungserzeugungsgröße in einem breiteren Bereich linear zu steuern.With the configuration described above, the on-periods of the switching elements are set with the field current kept higher, thereby making it possible to significantly change the electric power generation amount. As a result, it is possible to linearly control the electric power generation amount in a wider range.

Drittes AusführungsbeispielThird embodiment

Eine rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 3 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist eine ähnliche Konfiguration wie die rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschinen 1 und 2 gemäß den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen auf. Daher sind nachstehend hauptsächlich die Unterschiede dazwischen beschrieben.A rotating electric vehicle machine 3rd according to the third embodiment has a configuration similar to that of the rotating electric vehicle machines 1 and 2nd according to the first and second embodiments. Therefore, the differences between them are mainly described below.

Gemäß den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen ist der elektrische PWM-Leistungserzeugungsmodus als einer aus der Vielzahl der elektrischen Leistungserzeugungsmodi vorgesehen, zwischen denen der elektrische Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine umschaltbar ist.According to the first and second exemplary embodiments, the electrical PWM Power generation mode is provided as one of the plurality of electric power generation modes between which the electric power generation mode of the rotating electric vehicle machine can be switched.

Im Gegensatz dazu ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der elektrische PWM-Leistungserzeugungsmodus mit einem elektrischen Di-Leistungserzeugungsmodus ersetzt. Genauer ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es in 10 gezeigt ist, der elektrische Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 3 zwischen dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus, dem elektrischen Di-Leistungserzeugungsmodus und dem elektrischen Übergangsleistungserzeugungsmodus umschaltbar.In contrast, according to the present embodiment, the PWM electric power generation mode is replaced with a di electric power generation mode. More specifically, according to the present embodiment, as shown in 10th is shown, the electric power generation mode of the rotating electric vehicle machine 3rd switchable between the synchronous electric power generation mode, the electric di-power generation mode and the electrical transition power generation mode.

Weiterhin werden gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die elektrischen Leistungserzeugungsmodi entsprechend der Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 3 und dem erzeugten elektrischen Strom eingestellt.Furthermore, according to the present embodiment, the electric power generation modes correspond to the relationship between the rotational speed of the rotating electric vehicle machine 3rd and the generated electric current.

Genauer wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 3 während der Leerlaufdrehung derart eingestellt, dass sie nicht niedriger als die Einschnitt-Drehgeschwindigkeit des synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus wird. Das heißt, dass gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel während der Leerlaufdrehung die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine 3 elektrische Leistung in dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus erzeugen kann.More specifically, according to the present embodiment, the rotating speed of the rotating electric vehicle machine 3rd set during the idle rotation so that it does not become lower than the cut rotation speed of the synchronous electric power generation mode. That is, according to the present embodiment, the rotating electric vehicle machine during the idle rotation 3rd can generate electrical power in the synchronous electrical power generation mode.

Der elektrische Di-Leistungserzeugungsmodus ist eingestellt, um in einer Region zu verwendet werden, in der der erzeugte elektrische Strom relativ niedrig ist, und die sich unterhalb der Region des synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus in 10 befindet.The electric di power generation mode is set to be used in a region where the generated electric current is relatively low and which is below the region of the synchronous electric power generation mode in FIG 10th located.

Der elektrische Übergangsleistungserzeugungsmodus ist eingestellt, um in einer Region zwischen der Region des synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus und der Region des elektrischen Di-Leistungserzeugungsmodus verwendet zu werden.The transitional electric power generation mode is set to be used in a region between the region of the synchronous electric power generation mode and the region of the electric di power generation mode.

Der elektrische Di-Leistungserzeugungsmodus ist ein elektrischer Leistungserzeugungsmodus, bei dem: selbst wenn die in den ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 induzierten Spannungen die Schwellenwertspannung überschreiten, bei deren Anlegen die Dioden, die in den Gleichrichtermodulen 5X bis 5Z und 6U bis 6W enthalten sind, leiten, die Schaltelemente nicht eingeschaltet werden und somit die elektrische Leistungserzeugung mit den durch die jeweiligen Dioden fließenden elektrischen Strömen ausgeführt wird.The electric di power generation mode is an electric power generation mode in which: even if those in the first and second stator coils 2nd and 3rd induced voltages exceed the threshold voltage when applied, the diodes in the rectifier modules 5X to 5Z and 6U to 6W are included, conduct, the switching elements are not switched on and thus the electrical power generation is carried out with the electrical currents flowing through the respective diodes.

Wenn der Feldstrom während des Betriebs der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 3 in dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus geändert wird, um den elektrischen Leistungserzeugungsmodus der Maschine 3 von dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus auf den elektrischen Di-Leistungserzeugungsmodus umzuschalten und dadurch die elektrische Leistungserzeugungsgröße zu unterdrücken, werden die Fluktuationen in dem erzeugten elektrischen Strom und dem Drehmoment während des Umschaltens des elektrischen Leistungserzeugungsmodus groß; dies liegt daran, dass der elektrische Leistungserzeugungswirkungsgrad in dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus sich von dem elektrischen Leistungserzeugungswirkungsgrad in dem elektrischen Di-Leistungserzeugungsmodus unterscheidet. Insbesondere kann während der Leerlaufdrehung der Kraftmaschine des Fahrzeugs die Drehmomentfluktuation leicht durch den Fahrer des Fahrzeugs bemerkt werden, was den Fahrkomfort beeinträchtigt.When the field current during the operation of the rotating electric vehicle machine 3rd in the synchronous electric power generation mode is changed to the machine electric power generation mode 3rd To switch from the synchronous electric power generation mode to the electric di power generation mode and thereby suppress the electric power generation amount, the fluctuations in the generated electric current and the torque become large during the switching of the electric power generation mode; this is because the electric power generation efficiency in the synchronous electric power generation mode is different from the electric power generation efficiency in the electric di-power generation mode. In particular, during the idling rotation of the engine of the vehicle, the torque fluctuation can be easily noticed by the driver of the vehicle, which affects the driving comfort.

Mit der herkömmlichen Konfiguration ist es zur Unterdrückung der Drehmomentfluktuation der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine ohne Verwendung des elektrischen Übergangsleistungserzeugungsmodus notwendig, die nachfolgenden Schritte durchzuführen. Zunächst wird, wie es durch [A] in 11 angegeben ist, der Feldstrom in dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus reduziert. Dann wird, wie es in [B] in 11 angegeben ist, der Feldstrom einmal ohne Einschalten der Schaltelemente erhöht. Danach wird, wie es durch [C] in 11 angegeben ist, der elektrische Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine von dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus auf den elektrischen Di-Leistungserzeugungsmodus umgeschaltet, und wird der Feldstrom erneut in dem elektrischen Di-Leistungserzeugungsmodus reduziert.With the conventional configuration, in order to suppress the torque fluctuation of the rotary electric vehicle machine without using the transient electric power generation mode, it is necessary to perform the following steps. First, as described by [A] in 11 is specified, the field current is reduced in the synchronous electrical power generation mode. Then, as in [B] in 11 is specified, the field current is increased once without switching on the switching elements. After that, as indicated by [C] in 11 is specified, the electric power generation mode of the rotating electric vehicle machine is switched from the synchronous electric power generation mode to the electric di-power generation mode, and the field current is reduced again in the electric di-power generation mode.

Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist es, wenn die elektrische Leistungserzeugungsgröße hauptsächlich durch Änderung des Feldstroms gesteuert wird, notwendig, den elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine zwischen dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus und dem elektrischen Di-Leistungserzeugungsmodus umzuschalten und den Feldstrom deutlich zu ändern. Daher ist in diesem Fall das Ansprechen der elektrischen Leistungserzeugungsgröße niedrig.As described above, when the electric power generation amount is mainly controlled by changing the field current, it is necessary to switch the electric power generation mode of the rotary electric vehicle machine between the synchronous electric power generation mode and the electric di-power generation mode and to change the field current significantly. Therefore, the response of the electric power generation amount is low in this case.

Im Gegensatz dazu kann in der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 3 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die elektrische Leistungserzeugungsgröße durch Durchführen der nachfolgenden Schritte unterdrückt werden. Zunächst wird, wie es durch [A] in 11 angegeben ist, der Feldstrom in dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus reduziert. Dann werden, wie es durch [D] in 11 angegeben ist, die Ein-Perioden der Schaltelemente in dem elektrischen Übergangsleistungserzeugungsmodus verkürzt, wodurch die elektrische Leistungserzeugungsgröße ohne Änderung des Feldstroms reduziert wird.In contrast, in the rotating electrical vehicle machine 3rd according to the In the present embodiment, the electric power generation amount can be suppressed by performing the following steps. First, as described by [A] in 11 is specified, the field current is reduced in the synchronous electrical power generation mode. Then, as indicated by [D] in 11 is specified, the on-periods of the switching elements in the transitional electric power generation mode are shortened, thereby reducing the electric power generation amount without changing the field current.

Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird in der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 3 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Anzahl der Schritte, die zur Unterdrückung der elektrischen Leistungserzeugungsgröße durchgeführt werden, im Vergleich zu der herkömmlichen Konfiguration reduziert. Folglich wird es möglich, das Ansprechen der elektrischen Leistungserzeugungsgröße zu verbessern.As described above, in the rotating electric vehicle machine 3rd according to the present embodiment, the number of steps that are performed to suppress the electric power generation amount is reduced compared to the conventional configuration. As a result, it becomes possible to improve the response of the electric power generation amount.

Obwohl die vorstehenden speziellen Ausführungsbeispiele gezeigt und beschrieben worden sind, ist es für den Fachmann verständlich, dass verschiedene Modifikationen, Änderungen und Verbesserungen ohne Abweichen von der Idee der vorliegenden Offenbarung gemacht werden können.Although the above specific embodiments have been shown and described, it will be understood by those skilled in the art that various modifications, changes, and improvements can be made without departing from the spirit of the present disclosure.

Erste ModifikationFirst modification

Gemäß dem vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel wird der elektrische Übergangsleistungserzeugungsmodus verwendet, wenn der elektrische Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine 3 zwischen dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus und dem elektrischen Di-Leistungserzeugungsmodus umgeschaltet wird (siehe 10).According to the third embodiment described above, the transitional electric power generation mode is used when the electric power generation mode of the rotating vehicle electric machine 3rd is switched between the synchronous electric power generation mode and the electric di-power generation mode (see 10th ).

Alternativ dazu kann, wie es in 12 gezeigt ist, statt des elektrischen Übergangsleistungserzeugungsmodus der MOS-gesteuerte elektrische Leistungserzeugungsmodus, wie er gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, in einer Region verwendet werden, die der Leerlaufdrehung der Kraftmaschine entspricht, und in der der elektrische PWM-Leistungserzeugungsmodus gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird.Alternatively, as in 12th is shown, instead of the transitional electric power generation mode, the MOS-controlled electric power generation mode as described in the second embodiment is used in a region corresponding to the idle rotation of the engine and in the PWM electric power generation mode according to the first described above Embodiment is used.

Zweite ModifikationSecond modification

Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist, wie es in 13 gezeigt ist, die Steuerungseinrichtung 7 konfiguriert, für jedes der Schaltelemente eine Ein-Periode des Schaltelements lediglich einmal während jeder Zeitperiode, die einer Periode des elektrischen Winkels entspricht, einzustellen.According to the exemplary embodiments described above, as described in 13 is shown, the control device 7 configured to set an on-period of the switching element for each of the switching elements only once during each time period corresponding to one period of the electrical angle.

Alternativ dazu kann, wie es in 14 gezeigt ist, die Steuerungseinrichtung 7 konfiguriert sein, für jedes der Schaltelemente eine Vielzahl von Ein-Perioden des Schaltelements während jeder Zeitperiode, die einer Periode des elektrischen Winkels entspricht, einzustellen.Alternatively, as in 14 is shown, the control device 7 be configured to set a plurality of on-periods of the switching element for each of the switching elements during each time period corresponding to a period of the electrical angle.

Insbesondere wird in dem in 14 gezeigten Beispiel das Schaltelement zunächst für eine Zeitperiode β vor dem Spitzenzeitpunkt eingeschaltet, und wird dann erneut während einer Zeitdauer γ nach dem Spitzenzeitpunkt eingeschaltet. Weiterhin weisen die zwei Ein-Perioden β und γ dieselbe Länge auf und sind symmetrisch auf den Spitzenzeitpunkt eingestellt. Zusätzlich sei bemerkt, dass die zwei Ein-Perioden β und γ alternativ derart eingestellt werden können, dass sie unterschiedliche Längen aufweisen.In particular, in the 14 In the example shown, the switching element is first switched on for a time period β before the peak time, and is then switched on again during a time period γ after the peak time. Furthermore, the two on-periods β and γ have the same length and are set symmetrically to the peak time. In addition, it should be noted that the two one-periods β and γ can alternatively be set such that they have different lengths.

Mit der vorliegenden beschriebenen Modifikation ist es für die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine möglich, effizient elektrische Leistung zu erzeugen, selbst wenn die Wellenformen der in den ersten und zweiten Statorspulen zwei und drei induzierten Spannungen verzerrt sind, beispielsweise wenn eine Vielzahl von Spitzenwerten in jeder der Spannung während jeder Zeitperiode, die einer Periode des elektrischen Winkels entspricht, auftreten.With the present modification described, it is possible for the rotary electric vehicle machine to efficiently generate electric power even when the waveforms of the voltages induced in the first and second stator coils two and three are distorted, for example, when a plurality of peaks in each of the voltage during any period of time that corresponds to a period of the electrical angle.

Dritte ModifikationThird modification

Eine Vielzahl von Funktionen, die durch eine einzelne Komponente gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel verwirklicht werden, können alternativ durch eine Vielzahl von Komponenten verwirklicht werden. Weiterhin kann eine Funktion, die durch eine einzelne Komponente gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen verwirklicht wird, alternativ durch eine Vielzahl von Komponenten verwirklicht werden. Im Gegensatz dazu können eine Vielzahl von Funktionen, die durch eine Vielzahl von Komponenten gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen verwirklicht werden, alternativ durch eine einzelne Komponente verwirklicht werden. Weiterhin kann eine Funktion, die durch eine Vielzahl von Komponenten gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen verwirklicht wird, alternativ durch eine einzelne Komponente verwirklicht werden.A variety of functions that are implemented by a single component in accordance with the exemplary embodiment described above can alternatively be implemented by a plurality of components. Furthermore, a function that is implemented by a single component according to the exemplary embodiments described above can alternatively be implemented by a multiplicity of components. In contrast, a variety of functions that are accomplished by a variety of components according to the above-described embodiments may alternatively be accomplished by a single component. Furthermore, a function that is implemented by a plurality of components according to the exemplary embodiments described above can alternatively be implemented by a single component.

Weiterhin können die Konfigurationen der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschinen 1 bis 3, die gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen beschrieben worden sind, teilweise weggelassen werden. Weiterhin kann ein Teil der Konfiguration der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine, die gemäß einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, zu der Konfiguration der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine hinzugefügt werden, die gemäß einem anderen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschrieben ist. Andernfalls kann ein Teil der Konfiguration der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine, die gemäß einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, mit einem Teil der Konfiguration der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine ersetzt werden, der gemäß einem anderen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist.Furthermore, the configurations of the rotating electrical vehicle machines 1 to 3rd that have been described in accordance with the above-described embodiments are partially omitted. Furthermore, part of the configuration of the rotary electric vehicle machine described in accordance with one of the above-described embodiments may be added to the configuration of the rotary electric vehicle machine according to another of the above-described embodiments. Otherwise, part of the configuration of the rotary electric vehicle machine described according to one of the above-described embodiments can be replaced with part of the configuration of the rotary electric vehicle machine described according to another of the above-described embodiments.

Vierte ModifikationFourth modification

Zusätzlich zu den gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen beschriebenen rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschinen kann die vorliegende Offenbarung in verschiedenen Formen wie einem System, das irgendeine der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschinen als eine Komponente aufweist, einem Programm, um einem Computer zu ermöglichen, Funktionen der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschinen durchzuführen, einem nichtflüchtigen greifbaren Aufzeichnungsträger (beispielsweise einem Halbleiterspeicher) mit dem darauf aufgezeichneten vorstehend beschriebenen Programm sowie Verfahren der Steuerung der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschinen verwirklicht werden.In addition to the rotary electric vehicle machines described in the above-described embodiments, the present disclosure can take various forms, such as a system that includes any one of the rotary electric vehicle machines as a component, a program to enable a computer to perform functions of the rotary electric vehicle machines. a non-volatile, tangible recording medium (for example a semiconductor memory) with the program described above and methods of controlling the rotating electrical vehicle machines recorded thereon.

Entsprechung zwischen Komponenten gemäß Ausführungsbeispielen und Komponenten in den PatentansprüchenCorrespondence between components according to exemplary embodiments and components in the patent claims

Die ersten und zweiten Statorspulen 2 und 3 gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen entsprechen jeweils der Ankerspule in den Patentansprüchen. Die ersten und zweiten Gleichrichtermodulgruppen 5 und 6 gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen entsprechen jeweils der Schalteinheit in den Patentansprüchen. Die Steuerungseinrichtung 7 gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen entspricht sowohl der Ein-Perioden-Einstelleinheit als auch der Spitzenwertschätzeinheit in den Patentansprüchen.The first and second stator coils 2nd and 3rd in accordance with the exemplary embodiments described above each correspond to the armature coil in the claims. The first and second rectifier module groups 5 and 6 According to the exemplary embodiments described above, each correspond to the switching unit in the claims. The control device 7 According to the exemplary embodiments described above, both the one-period setting unit and the peak value unit in the claims correspond.

Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weist eine rotierende elektrische Fahrzeugmaschine eine Ankerspule, eine Feldspule, eine Schalteinheit und eine Ein-Perioden-Einstelleinheit auf. Die Ankerspule weist eine Vielzahl von Phasenwicklungen auf. Die Feldspule ist konfiguriert, mit Feldstrom versorgt zu werden und in Bezug auf die Ankerspule bewegbar zu sein. Die Schalteinheit ist konfiguriert, eine Brückenschaltung mit oberen Zweigen und unteren Zweigen zu bilden und dadurch eine in der Ankerspule induzierte Wechselspannung gleichzurichten. Jeder der oberen und unteren Zweige weist ein Schaltelement und eine Diode auf, die parallel zu dem Schaltelement geschaltet ist. Die Ein-Perioden-Einstelleinheit ist konfiguriert, für jedes der Schaltelemente der oberen und unteren Zweige eine Ein-Periode, während der das Schaltelement in einem Ein-Zustand ist, entsprechend einem elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehl einzustellen, während der Feldstrom innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten wird.As described above, a rotating electric vehicle machine has an armature coil, a field coil, a switching unit and a one-period setting unit. The armature coil has a large number of phase windings. The field coil is configured to be supplied with field current and to be movable with respect to the armature coil. The switching unit is configured to form a bridge circuit with upper branches and lower branches and thereby to rectify an AC voltage induced in the armature coil. Each of the upper and lower branches has a switching element and a diode which is connected in parallel with the switching element. The one-period setting unit is configured to set an on-period for each of the switching elements of the upper and lower branches during which the switching element is in an on-state according to an electric power generation amount command while keeping the field current within a predetermined range.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • JP 5569295 B2 [0003]JP 5569295 B2 [0003]

Claims (10)

Rotierende elektrische Fahrzeugmaschine mit: einer Ankerspule (2, 3), die eine Vielzahl von Phasenwicklungen aufweist, einer Feldspule (4), die konfiguriert ist, mit einem Feldstrom versorgt zu werden und in Bezug auf die Ankerspule beweglich zu sein, einer Schalteinheit (5, 6), die konfiguriert ist, eine Brückenschaltung mit einer Vielzahl von oberen Zweigen und einer Vielzahl von unteren Zweigen zu bilden und dadurch eine in der Ankerspule induzierte Wechselspannung gleichzurichten, wobei jeder der oberen und unteren Zweige ein Schaltelement und eine Diode aufweist, die parallel zu dem Schaltelement geschaltet ist, und einer Ein-Perioden-Einstelleinheit (7), die konfiguriert ist, für jedes der Schaltelemente der oberen und unteren Zweige eine Ein-Periode, während der das Schaltelement in einem Ein-Zustand ist, entsprechen einem elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehl einzustellen, während der Feldstrom innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten wird.Rotating electric vehicle machine with: an armature coil (2, 3) which has a multiplicity of phase windings, a field coil (4) which is configured to be supplied with a field current and to be movable with respect to the armature coil, a switching unit (5, 6) configured to form a bridge circuit having a plurality of upper branches and a plurality of lower branches and thereby to rectify an AC voltage induced in the armature coil, each of the upper and lower branches being a switching element and a diode has, which is connected in parallel to the switching element, and a one-period setting unit (7) configured to set an on-period for each of the switching elements of the upper and lower branches during which the switching element is in an on-state corresponds to an electric power generation amount command while the field current is within one predetermined range is maintained. Rotierende elektrische Fahrzeugmaschine nach Anspruch 1, weiterhin mit einer Spitzenwertschätzeinheit (7), die konfiguriert ist, Spitzenzeitpunkte zu schätzen, bei denen die in der Ankerspule induzierte Wechselspannung Spitzenwerte erreicht, wobei die Ein-Perioden-Einstelleinheit konfiguriert ist, für jedes der Schaltelemente die Ein-Periode des Schaltelements auf der Grundlage eines entsprechenden der durch die Spitzenschätzeinheit geschätzten Spitzenwerte einzustellen.Rotating electric vehicle machine after Claim 1 , further having a peak estimation unit (7) configured to estimate peak times at which the AC voltage induced in the armature coil peaks, the one-period setting unit being configured, for each of the switching elements, the on-period of the switching element on the Based on a corresponding one of the peak values estimated by the peak estimation unit. Rotierende elektrische Fahrzeugmaschine nach Anspruch 2, wobei die Ein-Perioden-Einstelleinheit konfiguriert ist, für jedes der Schaltelemente die Ein-Periode der Schaltelemente derart einzustellen, dass die Mitte der Ein-Periode mit dem entsprechenden Spitzenzeitpunkt zusammenfällt.Rotating electric vehicle machine after Claim 2 , wherein the one-period setting unit is configured to set the on-period of the switching elements for each of the switching elements such that the center of the on-period coincides with the corresponding peak time. Rotierende elektrische Fahrzeugmaschine nach Anspruch 2, wobei die Ein-Perioden-Einstelleinheit konfiguriert ist, für jedes der Schaltelemente die Ein-Periode des Schaltelements mehrfach während jeder Zeitperiode, die einer Periode des elektrischen Winkels entspricht, in der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine einzustellen.Rotating electric vehicle machine after Claim 2 , wherein the one-period setting unit is configured to set, for each of the switching elements, the on-period of the switching element multiple times during each time period that corresponds to one period of the electrical angle in the rotating electrical vehicle machine. Rotierende elektrische Fahrzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein elektrischer Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine zwischen einer Vielzahl von elektrischen Leistungserzeugungsmodi umschaltbar ist, die zumindest einen ersten elektrischen Leistungserzeugungsmodus und einen zweiten elektrischen Leistungserzeugungsmodus aufweisen, und die Ein-Perioden-Einstelleinheit konfiguriert ist, die Ein-Perioden der Schaltelemente derart einzustellen, dass: die elektrische Leistungserzeugungsgröße während des Umschaltens des elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine von dem ersten elektrischen Leistungserzeugungsmodus auf den zweiten elektrischen Leistungserzeugungsmodus sich der elektrischen Leistungserzeugungsgröße in dem zweiten elektrischen Leistungserzeugungsmodus annähert, und die elektrische Leistungserzeugungsgröße während des Umschaltens des elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine von dem zweiten elektrischen Leistungserzeugungsmodus auf den ersten elektrischen Leistungserzeugungsmodus sich der elektrischen Leistungserzeugungsgröße in dem ersten elektrischen Leistungserzeugungsmodus annähert.Rotating electric vehicle machine according to one of the Claims 1 to 4th , wherein an electric power generation mode of the rotary electric vehicle machine is switchable between a plurality of electric power generation modes having at least a first electric power generation mode and a second electric power generation mode, and the one-period setting unit is configured to set the on-periods of the switching elements in such a way that: the electric power generation amount during the switching of the electric power generation mode of the rotary electric vehicle machine from the first electric power generation mode to the second electric power generation mode approaches the electric power generation amount in the second electric power generation mode, and the electric power generation amount during the switching over of the electric power generation mode of the rotating electric vehicle machine from the second electrical power generation mode to the first electric power generation mode approaches the electric power generation amount in the first electric power generation mode. Rotierende elektrische Fahrzeugmaschine nach Anspruch 5, wobei die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine durch eine in einem Fahrzeug installierte Kraftmaschine angetrieben wird, um sich mit einer Drehgeschwindigkeit zu drehen, die proportional zu der Drehgeschwindigkeit der Kraftmaschine ist, der erste elektrische Leistungserzeugungsmodus ein synchroner elektrischer Leistungserzeugungsmodus ist, bei dem die Schaltelemente eingeschaltet werden, wenn die in der Ankerspule induzierte Spannung eine Schwellenwertspannung überschreitet, bei deren Anlegen die Dioden der oberen und unteren Zweige leiten, wobei der synchrone elektrische Leistungserzeugungsmodus eine Einschnitt-Drehgeschwindigkeit aufweist, unterhalb der es für die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine schwierig ist, elektrische Leistung in dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus zu erzeugen, wobei die Einschnitt-Drehgeschwindigkeit derart eingestellt ist, dass sie höher als oder gleich wie die Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine ist, die proportional zu der Leerlaufdrehgeschwindigkeit der Kraftmaschine ist, in dem zweiten elektrischen Leistungserzeugungsmodus es für die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine möglich ist, elektrische Leistung bei einer Drehgeschwindigkeit zu erzeugen, die niedriger als die Einschnitt-Drehgeschwindigkeit ist, und die Ein-Perioden-Einstelleinheit konfiguriert ist, den elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine zwischen dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus und dem zweiten elektrischen Leistungserzeugungsmodus derart umzuschalten, dass die rotierende elektrische Fahrzeugmaschine in dem zweiten elektrischen Leistungserzeugungsmodus arbeitet, wenn die Drehgeschwindigkeit der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine innerhalb eines vorbestimmten Drehgeschwindigkeitsbereichs ist, der die Einschnitt-Drehgeschwindigkeit aufweist. Rotating electric vehicle machine after Claim 5 wherein the rotating vehicle electric machine is driven by an engine installed in a vehicle to rotate at a rotation speed proportional to the rotation speed of the engine, the first electric power generation mode is a synchronous electric power generation mode in which the switching elements are turned on, when the voltage induced in the armature coil exceeds a threshold voltage when applied, the diodes of the upper and lower branches conduct, the synchronous electric power generation mode having a cut-in rotation speed below which it is difficult for the rotating electric vehicle machine to supply electric power in the synchronous one generate electric power generation mode, wherein the incision rotation speed is set to be higher than or equal to the rotation speed of the rotating electric vehicle machine t, which is proportional to the idle rotation speed of the engine, in the second electric power generation mode, it is possible for the rotary electric vehicle machine to generate electric power at a rotation speed lower than the cut rotation speed, and to configure the one-period setting unit is to switch the electric power generation mode of the rotating electric vehicle machine between the synchronous electric power generation mode and the second electric power generation mode so that the rotating electric vehicle machine operates in the second electric power generation mode when the rotating speed of the rotating electric vehicle machine is within a predetermined rotating speed range which is the incision - Has rotational speed. Rotierende elektrische Fahrzeugmaschine nach Anspruch 5 oder 6, wobei der erste elektrische Leistungserzeugungsmodus ein synchroner elektrischer Leistungserzeugungsmodus ist, in dem die Schaltelemente eingeschaltet werden, wenn die in der Ankerspule induzierte Spannung eine Schwellenwertspannung überschreitet, bei deren Anlegen die Dioden der oberen und unteren Zweige leiten, der zweite elektrische Leistungserzeugungsmodus ein elektrischer PWM-Leistungserzeugungsmodus ist, bei dem ein Schalten der Schaltelemente durch die Ein-Perioden-Einstelleinheit unter Verwendung einer PWM-Wellenform gesteuert wird, und die Ein-Perioden-Einstelleinheit konfiguriert ist, die Ein-Perioden der Schaltelemente derart einzustellen, dass: die elektrische Leistungserzeugungsgröße während des Umschaltens des elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine von dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus auf den elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus sich der elektrischen Leistungserzeugungsgröße in dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus annähert, und die elektrischen Leistungserzeugungsgrößen während des Umschaltens des elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine von dem elektrischen PWM-Leistungserzeugungsmodus auf den synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus sich der elektrischen Leistungserzeugungsgröße in dem synchronen elektrischen Leistungserzeugungsmodus annähert.Rotating electric vehicle machine after Claim 5 or 6 , wherein the first electric power generation mode is a synchronous electric power generation mode in which the switching elements are switched on when the voltage induced in the armature coil exceeds a threshold voltage, when applied the diodes of the upper and lower branches conduct, the second electric power generation mode is an electric PWM Power generation mode is in which switching of the switching elements is controlled by the one-period setting unit using a PWM waveform, and the one-period setting unit is configured to set the on-periods of the switching elements such that: the electric power generation amount during switching the electric power generation mode of the rotary electric vehicle machine from the synchronous electric power generation mode to the PWM electric power generation mode becomes the electric power generation amount in the electric PWM power generation mode approaches, and the electric power generation amounts during switching of the electric power generation mode of the rotating electrical vehicle machine from the PWM electric power generation mode to the synchronous electric power generation mode approaches the electric power generation amount in the synchronous electric power generation mode. Rotierende elektrische Fahrzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Ein-Perioden-Einstelleinheit konfiguriert ist, die Ein-Perioden der Schaltelemente entsprechend dem elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehl einzustellen, der durch ein externes Signal, das eine Sollspannung, ein Solldrehmoment und/oder einen Befehl zum Ändern des elektrischen Leistungserzeugungsmodus der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine angibt.Rotating electric vehicle machine according to one of the Claims 1 to 7 wherein the one-period setting unit is configured to set the on-periods of the switching elements in accordance with the electric power generation amount command given by an external signal indicating a target voltage, a target torque, and / or a command to change the electric power generation mode of the rotary electric vehicle machine . Rotierende elektrische Fahrzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Ein-Perioden-Einstelleinheit konfiguriert ist, die Ein-Perioden der Schaltelemente entsprechend den elektrischen Leistungserzeugungsgrößenbefehl einzustellen, der durch interne berechnete Werte repräsentiert ist, die einen durch einen Drehwinkelsensor erfassten Drehwinkel und/oder die Drehgeschwindigkeit der Kraftmaschine oder der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine und/oder die Anschlussspannung einer Batterie und/oder eine Temperatur und/oder die Phasenspannung der Ankerspule und/oder den Phasenstrom der Ankerspule und/oder das Drehmoment der rotierenden elektrischen Fahrzeugmaschine angeben.Rotating electric vehicle machine according to one of the Claims 1 to 8th , wherein the one-period setting unit is configured to set the on-periods of the switching elements according to the electrical power generation quantity command represented by internally calculated values, a rotation angle detected by a rotation angle sensor, and / or the rotation speed of the engine or the rotating electric vehicle machine and / or the connection voltage of a battery and / or a temperature and / or the phase voltage of the armature coil and / or the phase current of the armature coil and / or the torque of the rotating electrical vehicle machine. Rotierende elektrische Fahrzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Ein-Perioden-Einstelleinheit konfiguriert ist, die Ein-Perioden der Schaltelemente einzustellen, während der Feldstrom innerhalb eines Bereichs gehalten wird, dessen obere Grenze höher als die obere Grenze des vorbestimmten Bereichs ist, wenn der elektrische Leistungserzeugungsgrößenbefehl die elektrische Leistungserzeugungsgröße derart anfordert, dass diese niedriger als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.Rotating electric vehicle machine according to one of the Claims 1 to 9 wherein the one-period setting unit is configured to set the on-periods of the switching elements while keeping the field current within a range whose upper limit is higher than the upper limit of the predetermined range when the electric power generation amount command so requests the electric power generation amount that it is lower than a predetermined threshold.
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