DE112008000378T5 - Generatorantriebsvorrichtung, Hybridfahrzeug und Steuerungsverfahren für die Generatorantriebsvorrichtung - Google Patents

Generatorantriebsvorrichtung, Hybridfahrzeug und Steuerungsverfahren für die Generatorantriebsvorrichtung Download PDF

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Abstract

Generatorantriebsvorrichtung mit
einem Generator,
einer Maschine, deren Antriebswelle mit einer Antriebswelle des Generators verbunden ist,
einem Leistungsquellenkondensator, der Leistung dem Generator zuführt und ebenfalls von dem Generator erzeugte Leistung speichert,
einem Generatorumrichter, der mit dem Generator verbunden ist,
einem wechselspannungsgekoppelten bidirektionalen Gleichspannungswandler, der zwei Spannungsquellenumrichter, deren Gleichspannungsanschlüsse zu einer additiven Polarität in Reihe geschaltet sind, und einen Transformator aufweist, der Wechselspannungsanschlüsse der zwei Spannungsquellenumrichter wechselspannungskoppelt und eine spezifische Streuinduktivität aufweist, wobei einer von den zwei Spannungsquellenumrichtern parallel mit dem Leistungsquellenkondensator geschaltet ist und den Umrichter mit einer Gleichspannung versorgt, die durch Anheben einer Kondensatorspannung des Leistungsquellenkondensators erzeugt wird, einem Spannungsstoß absorbierenden Kondensator, der parallel zu dem Leistungsquellenkondensator geschaltet ist, eine Kapazität aufweist, die kleiner als diejenige des Leistungsquellenkondensators ist, und zumindest einen Spannungsstoß absorbiert einer Schaltvorrichtung, die in Reihe zwischen dem Leistungsquellenkondensator und dem Spannungsstoß absorbierenden Kondensator geschaltet ist, und einer Steuerungseinheit zur Durchführung einer...

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Generatorantriebsvorrichtung, die einen Elektromotor als einen Generator antreibt, ein Hybridfahrzeug, das eine Generatorantriebsvorrichtung aufweist, und ein Steuerungsverfahren für die Generatorantriebsvorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Herkömmlicherweise weisen bekannte Motorantriebsvorrichtungen (vergl. beispielsweise Patentdokument 1) für ein Hybridfahrzeug, das eine Brennkraftmaschine und einen Motor aufweist, die als Antriebsquellen dienen, auf: einen Umrichter zum Antrieb des Motors, eine Akkumulatorbatterie (Akkumulator), wie einen Kondensator mit hoher Kapazität, die dem Motor Leistung (Energie) über den Umrichter zuführt und ebenfalls durch den Motor erzeugte Leistung (Energie) speichert, einen Kondensator, der parallel zu der Akkumulatorbatterie geschaltet bzw. angeschlossen ist, eine Einrichtung zur Justierung der erzeugten Spannung des Motors, und eine Schaltvorrichtung (Schütz, Schaltschütz) Schaltvorrichtung, die in Reihe zwischen der Akkumulatorbatterie und dem Kondensator geschaltet ist. In einer Motorantriebsvorrichtung mit einem derartigen Aufbau kann der Motor als Generator verwendet werden, während die erzeugte Spannung des Motors justiert wird, wenn die Maschine startet. Dementsprechend wird, selbst wenn die Spannung der Akkumulatorbatterie bei Starten der Maschine im Wesentlichen Null ist, die Akkumulatorbatterie geladen werden, und kann der Motor unter Verwendung der geladenen Akkumulatorbatterie angetrieben werden.
    • Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung Nr. 2006-314172
  • Offenbarung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösendes Problem
  • Um die Spannung der Akkumulatorbatterie effizienter anzuheben und diese Spannung zu dem Motor auszugeben, weist die vorstehend beschriebene herkömmliche Motorantriebsvorrichtung eine Anhebungseinrichtung (Hochsetzsteller) wie einen Spannungswandler auf. Wenn jedoch eine herkömmliche Motorantriebsvorrichtung mit einer Anhebungseinrichtung versehen wird, erfordert dies eine Lösung zu dem Problem, dass ein großer Strom (Einschaltstrom) auftreten kann, wenn eine Schaltvorrichtung beim Starten der Brennkraftmaschine eingeschaltet wird. Daher gibt es einen großen Bedarf nach einer Technik, die selbst dann, wenn eine Anhebungseinrichtung vorgesehen ist, zuverlässig das Auftreten eines Einschaltstroms verhindern kann, wenn eine Schaltvorrichtung während eines Übergangszustands eingeschaltet wird.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das vorstehend beschriebene Problem vorgeschlagen. Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Generatorantriebsvorrichtung anzugeben, die in der Lage ist, selbst dann, wenn eine Anhebungseinrichtung vorgesehen ist, das Auftreten eines Einschaltstroms zuverlässig zu verhindern, wenn eine Schaltvorrichtung während eines Übergangszustands eingeschaltet wird, sowie ein Hybridfahrzeug und ein Steuerungsverfahren für eine Generatorantriebsvorrichtung anzugeben.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist eine Generatorantriebsvorrichtung auf: einen Generator; eine Maschine, deren Antriebswelle mit einer Antriebswelle des Generators verbunden ist; einen Leistungsquellenkondensator, der Leistung dem Generator zuführt und ebenfalls von dem Generator erzeugte Leistung speichert; einen Generatorumrichter, der mit dem Generator verbunden ist; einen wechselspannungsgekoppelten bidirektionalen Gleichspannungswandler, der zwei Spannungsquellenumrichter, deren Gleichspannungsanschlüsse zu einer additiven Polarität (additive polarity) in Reihe geschaltet (verbunden) sind, und einen Transformator aufweist, der Wechselspannungsanschlüsse der zwei Spannungsquellenumrichter wechselspannungskoppelt und eine spezifische Streuinduktivität aufweist, wobei einer von den zwei Spannungsquellenumrichtern parallel mit dem Leistungsquellenkondensator geschaltet (verbunden) ist und den Umrichter mit einer Gleichspannung versorgt, die durch Anheben einer Kondensatorspannung des Leistungsquellenkondensators erzeugt wird; einen Spannungsstoß absorbierenden Kondensator, der parallel zu dem Leistungsquellenkondensator geschaltet ist, eine Kapazität aufweist, die kleiner als diejenige des Leistungsquellenkondensators ist, und zumindest einen Spannungsstoß absorbiert; eine Schaltvorrichtung, die in Reihe zwischen dem Leistungsquellenkondensator und dem Spannungsstoß absorbierenden Kondensator geschaltet ist; und eine Steuerungseinheit zur Durchführung einer Steuerung derart, dass die Schaltvorrichtung eingeschaltet wird, nachdem der Spannungsquellenumrichter, der nicht parallel zu dem Leistungsquellenkondensator geschaltet ist, aktiviert wird, um einen Zerhackerbetrieb (Chopping-Betrieb) durchzuführen, während der Generator mit ausgeschalteter Schaltvorrichtung betrieben wird, um die Spannung des Spannungsstoß absorbierenden Kondensators derart zu steuern, dass eine Spannungsdifferenz zwischen dem Leistungsquellenkondensator und dem Spannungsstoß absorbierenden Kondensator innerhalb eines vorbestimmten Bereichs fällt.
  • Vorteilhafterweise weist bei der Generatorantriebsvorrichtung die Steuerungseinheit einen Spannungsstoß absorbierenden Kondensator mit kleiner Kapazität auf, der parallel zu dem Spannungsquellenumrichter geschaltet ist, der nicht parallel mit dem Leistungsquellenkondensator geschaltet ist, und in Reihe mit dem Spannungsstoß absorbierenden Kondensator geschaltet ist, eine Kapazität aufweist, die kleiner als diejenige des Spannungsstoß absorbierenden Kondensators ist, und zumindest einen Spannungsstoß absorbiert.
  • Vorteilhafterweise ist bei der Generatorantriebsvorrichtung der Generator ein SR-Motor. Die Generatorantriebsvorrichtung weist dann weiterhin: eine Erregungsleistungsquelle, die mit dem SR-Motor über den Generatorumrichter verbunden ist und den SR-Motor erregt, und einen SR-Motorkondensator, der mit dem Generatorumrichter und mit dem wechselspannungsgekoppelten bidirektionalen Gleichspannungswandler verbunden ist, und eine von dem SR-Motor erzeugte Spannung lädt. Die Spannungssteuerungseinheit schaltet die Erregungsleistungsquelle ein, falls die Spannung des SR-Motorkondensators einen vorbestimmten Wert für eine Spannung nicht erreicht hat, die eine stabile Steuerung der Erzeugung der Spannung des SR-Motors ermöglicht.
  • Vorteilhafterweise weist bei der Generatorantriebsvorrichtung jeder der Spannungsquellenumrichter eine Vielzahl von Schaltelementen aufweist, und führt die Steuerungseinheit eine Steuerung derart durch, dass aus der Vielzahl der Schaltelemente des Spannungsquellenumrichters zwei Paare von Schaltelementen, die in Reihe über den Transformator geschaltet sind, abwechselnd eingeschaltet werden, wenn lediglich der Spannungsquellenumrichter, der nicht parallel mit dem Leistungsquellenkondensator verbunden ist, zur Durchführung des Zerhackerbetriebs aktiviert wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist ein Hybridfahrzeug die vorstehend beschriebene Generatorantriebsvorrichtung auf und verwendet den Generator und die Maschine als Antriebsquelle.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist ein Steuerungsverfahren für eine Generatorantriebsvorrichtung, die aufweist: einen Generator; eine Maschine, deren Antriebswelle mit einer Antriebswelle des Generators verbunden ist; einen Leistungsquellenkondensator, der Leistung dem Generator zuführt und ebenfalls von dem Generator erzeugte Leistung speichert; einen Generatorumrichter, der mit dem Generator verbunden ist; einen wechselspannungsgekoppelten bidirektionalen Gleichspannungswandler, der zwei Spannungsquellenumrichter, deren Gleichspannungsanschlüsse zu einer additiven Polarität (additive polarity) in Reihe geschaltet sind, und einen Transformator aufweist, der Wechselspannungsanschlüsse der zwei Spannungsquellenumrichter wechselspannungskoppelt und eine spezifische Streuinduktivität aufweist, wobei einer von den zwei Spannungsquellenumrichtern parallel mit dem Leistungsquellenkondensator geschaltet ist und den Umrichter mit einer Gleichspannung versorgt, die durch Anheben einer Kondensatorspannung des Leistungsquellenkondensators erzeugt wird; einen Spannungsstoß absorbierenden Kondensator, der parallel zu dem Leistungsquellenkondensator geschaltet ist, eine Kapazität aufweist, die kleiner als diejenige des Leistungsquellenkondensators ist, und zumindest einen Spannungsstoß absorbiert; und eine Schaltvorrichtung, die in Reihe zwischen dem Leistungsquellenkondensator und dem Spannungsstoß absorbierenden Kondensator geschaltet ist; wobei das Steuerungsverfahren auf: Einschalten der Schaltvorrichtung, nachdem der Spannungsquellenumrichter, der nicht parallel zu dem Leistungsquellenkondensator geschaltet ist, aktiviert wird, um einen Zerhackerbetrieb durchzuführen, während der Generator mit ausgeschalteter Schaltvorrichtung betrieben wird, um die Spannung des Spannungsstoß absorbierenden Kondensators derart zu steuern, dass eine Spannungsdifferenz zwischen dem Leistungsquellenkondensator und dem Spannungsstoß absorbierenden Kondensator innerhalb eines vorbestimmten Bereichs fällt.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird die Spannung des Spannungsstoßabsorbierungskondensators derart gesteuert, dass die Spannungsdifferenz zwischen dem Energieversorgungskondensator und dem Spannungsstoßabsorbierungskondensator in einem vorbestimmten Bereich fällt. Dies wird in der nachstehend beschriebenen Weise erreicht: Von den zwei Spannungsquellenumrichtern des wechselspannungsgekoppelten bidirektionalen Gleichspannungswandlers, der einen Spannungswandler als Anhebungseinrichtung bildet, wird lediglich derjenige, der nicht parallel zu dem Leistungsquellenkondensator geschaltet (verbunden, angeschlossen) ist, aktiviert, um einen Chopping-Vorgang durchzuführen, während der Generator mit ausgeschalteter Schaltvorrichtung betrieben wird. Dieser ermöglicht eine stabile Spannungssteuerung, selbst wenn die Spannung des Spannungsstoßabsorbierungskondensators niedrig ist. Dementsprechend ermöglicht das Einschalten der Schaltvorrichtung nach dem vorstehend beschriebenen Steuerungsprozess, das Auftreten eines Einschaltstroms zuverlässig zu verhindern, wenn die Schaltvorrichtung eingeschaltet wird, selbst wenn eine Anhebungseinrichtung vorgesehen ist.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine Darstellung eines Aufbaus einer Generatorantriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 2 zeigt eine Darstellung eines Aufbaus eines Hydraulikbaggers, bei dem die Generatorantriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
  • 3 zeigt eine Darstellung eines Aufbaus eines Spannungswandlers,
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm, das schematisch dem Prozess eines Steuerungsverfahrens für die Generatorantriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
  • 5 zeigt ein ausführliches Flussdiagramm, das den Prozess eines vorläufigen Ladevorgangs eines SR-Kondensators veranschaulicht,
  • 6 zeigt ein Blockschaltbild, das schematisch die SR-Motorspannungssteuerung veranschaulicht,
  • 7 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Schaltvorrichtungsverbindungsvorgang veranschaulicht, wenn ein Leistungsquellenkondensator keine elektrische Ladung aufweist,
  • 8 zeigt ein Flussdiagramm, das den Schaltvorrichtungsverbindungsvorgang veranschaulicht, wenn der Leistungsquellenkondensator eine elektrische Ladung aufweist.
    • 1
    Generatorantriebsvorrichtung
    2
    SR-Motor
    3
    Brennkraftmaschine
    4
    PM-Motor
    5
    Kondensator (Leistungsquellen-Kondensator)
    6
    SR-Antriebsvorrichtung (Generator-Umrichter)
    7
    SR-Kondensator (SR-Motor-Kondensator)
    8
    Spannungswandler
    9
    Schaltvorrichtung (Schütz, Schaltschütz)
    10
    Erregungsleistungsquelle
    11
    Diode
    12
    Relais
    13
    PM-Umrichter
    14
    PM-Kondensator
    15, 16
    Stromsensor
    17, 18, 19, 87, 88
    Spannungsmesseinrichtung
    20
    Isolationssensor
    21
    Steuerungseinrichtung
    22
    Fahrzeugkörpersteuerungseinheit
    23
    SR-Motorsteuerungseinheit
    24
    PM-Motorsteuerungseinheit
    25
    Spannungswandlersteuerungseinheit
    26
    Schaltvorrichtungs-Steuerungseinheit
    81
    wechselspannungsgekoppelter bidirektionaler Gleichspannungswandler
    82
    unterer Umrichter
    83
    oberer Umrichter
    84
    Transformator
    84a, 84b
    Spule
    85
    Kondensator (Spannungsstoßabsorbierungskondensator)
    86
    Kondensator (Spannungsstoßabsorbierungskondensator mit kleiner Kapazität)
    100
    Hydraulikbagger
    101a
    Selbstfahreinheit
    101b
    Dreheinheit
    821a, 821b, 821c, 821d, 831a, 831b, 831c, 831d
    IGBT
    822a, 822b, 822c, 822d, 832a, 832b, 832c, 832d
    Diode
    LV
    Bedienhebel
  • Beste Arten zur Ausführung der Erfindung
  • Die (nachstehend als ”Ausführungsbeispiel” bezeichnete) beste Art zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • 1 zeigt eine Darstellung des Aufbaus einer Generatorantriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die in 1 gezeigte Generatorantriebsvorrichtung 1 ist in einem Hybridfahrzeug eingebaut. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Hybridfahrzeug, in dem die Generatorantriebsvorrichtung 1 eingebaut ist, ein in 2 gezeigter Hydraulikbagger 100. Der Hydraulikbagger 100 weist eine Selbstfahreinheit 101a, die durch die Drehung von beispielsweise einer Kette fährt, Arbeitsmaschinen wie eine Schaufel, Ausleger und Arm und eine Fahrerkabine auf. Die Hydraulikbaggereinheit 100 weist ebenfalls eine Rotationseinheit 101b auf, die um einen Drehpunkt drehen kann, um in eine spezifische Richtung in Bezug auf die Selbstfahreinheit 101a zu zeigen. Die in dem Hydraulikbagger 100 eingebaute Generatorantriebsvorrichtung 1 mit einem derartigen Aufbau weist einen Generator, dessen Antriebswelle mit einer Antriebswelle einer Brennkraftmaschine verbunden ist, und einen Rotationsmotor mit einer Antriebwelle auf, die mit dem Drehpunkt der Rotationseinheit 101b zusammenfällt.
  • Der ausführliche Aufbau der Generatorantriebsvorrichtung 1 ist nachstehend beschrieben. Die Generatorantriebsvorrichtung 1 weist einen geschalteten Reluktanzmotor (SR-Motor, switched reluctance motor) 2 der Dreiphasenerregungsbauart zur Verwendung als Generator auf. Bei dieser Bauart weist ein Rotor vier Pole auf und weist ein Stator sechs Pole auf. Die Antriebswelle des SR-Motors 2 ist mit der Antriebswelle der Brennkraftmaschine 3 verbunden. Zusätzlich weist die Generatorantriebsvorrichtung 1 einen Permanentmagnetmotor (PM-Motor) 4 zur Verwendung als Drehmotor auf. Der SR-Motor 2 und der PM-Motor 4 sind mit (nicht gezeigten) Rotations- bzw. Drehsensoren verbunden, die die Anzahl der jeweiligen Umdrehungen bzw. die Drehzahl erfassen.
  • Den SR-Motor 2 und den PM-Motor 4 wird jeweils Leistung aus einem Kondensator mit hoher Kapazität 5 (einem Leistungsquellenkondensator) versorgt, der einen elektrischen Doppelschichtkondensator aufweist. Der Kondensator 5 weist ebenfalls eine Funktion zum Akkumulieren elektrischer Leistung bzw. Energie auf, die durch den SR-Motor 2 und/oder dem PM-Motor 4 erzeugt wird.
  • Der SR-Motor 2 ist mit einer SR-Antriebseinrichtung bzw. einem SR-Treiber 6 verbunden, der ein Generatorumrichter ist. Der SR-Treiber 6 ist parallel mit einem SR-Kondensator (SR-Motorkondensator) verbunden, der einen Filmkondensator aufweist, der in der Lage, ist eine Wellenform zu formen und einen Spannungsstoß zu absorbieren. Parallel mit diesem SR-Kondensator 7 ist ein Spannungswandler 5 verbunden bzw. geschaltet, der die Spannung des Kondensators 5 anhebt und ausgibt.
  • 3 zeigt eine Darstellung des Aufbaus des Spannungswandlers 8. Der Spannungswandler 8 gemäß 3 ist durch Verwendung eines wechselspannungsgekoppelten bidirektionalen Gleichspannungswandler mit additiver Polarität (additive-polarity AC-coupled bi-directional DC- DC converter) 81 verwirklicht, bei dem zwei Spannungsquellenumrichter wechselspannungsgekoppelt sind. Der wechselspannungsgekoppelte bidirektionale Gleichspannungswandler 81 weist zwei Spannungsquellenumrichter, nämlich einen unteren Umrichter 82 und einen oberen Umrichter 83 sowie einen Transformator 84 auf, der die Wechselspannungsseiten des unteren Umrichters und des oberen Umrichters 83 koppelt.
  • Der untere Umrichter 82 ist derart aufgebaut, dass vier IGBTs (Bipolartransistoren mit isoliertem Gate) 821a, 821b, 821c, 821d, die als Leistungsschaltelemente dienen, in einer Brücke verschaltet sind (zwei in einem oberen Zweig und zwei in einem unteren Zweig). Parallel zu den IGBTs 821a, 821b, 821c und 821d sind Dioden 822a, 822b, 822c und 822d jeweils geschaltet bzw. angeschlossen, was bewirkt, dass ein Rückflussstrom fließt, wenn Leistung zwischen diesen geschaltet wird. Demgegenüber weist der obere Umrichter 83 vier IGBTs 831a, 831b, 831c, und 831d zur Verwendung als Schaltelemente auf. Parallel zu den IGBTs 831a, 831b, 831c und 831d sind Dioden 832a, 832b, 832c und 832d jeweils geschaltet.
  • Der positive Gleichspannungsanschluss des unteren Umrichters 82 und der negative Gleichspannungsanschluss des oberen Umrichters 83 sind zu einer additiven Polarität (additive polarity) in Reihe geschaltet. Eine von außerhalb an den wechselspannungsgekoppelten bidirektionalen Gleichspannungswandler 81 angelegte Spannung wird zwischen dem unteren Umrichter 82 und dem oberen Umrichter 83 geteilt.
  • Ein Kondensator 85 (ein Spannungsstoßabsorbierungskondensator), der hauptsächlich zum Absorbieren irgendwelcher Spannungsspitzen bzw.
  • Spannungsstöße verwendet wird, ist parallel zu dem unteren Umrichter 82 geschaltet. Die Kapazität des Kondensators 85 ist im Vergleich zu derjenigen des Kondensators 5 deutlich klein. Wie bei dem unteren Umrichter 82, ist parallel zu dem oberen Umrichter 83 ein Kondensator mit kleiner Kapazität 86 geschaltet, um irgendein Spannungsstoß zu absorbieren (ein Spannungsstoßabsorbierungskondensator mit kleiner Kapazität). Es vorzuziehen, dass die Kapazität des Kondensators 85 größer als diejenige des Kondensators 86 ist. Dies liegt daran, dass die Größe des Spannungsstoßes, der in dem Kondensator 85 erzeugt werden kann, der mit der Verdrahtung nach außerhalb des Spannungswandlers 8 verbunden ist, größer als die Größe des in dem Kondensator 86 erzeugten Spannungsstoßes wäre. Zusätzlich weist die Beschränkung der Kapazität des Kondensators 86 den Vorteil auf, dass das Volumen des Kondensators 86 auf ein Minimum verringert werden kann, wodurch Raum eingespart wird.
  • Der untere Umrichter 82 und der obere Umrichter 83 sind mit einer Spule 84a eines Transformators 84 und einer Spule 84b des Transformators 84 jeweils verbunden. Wenn die Nenngleichspannung des unteren Umrichters und des oberen Umrichters 83 im Wesentlichen gleich sind, ist es vorzuziehen, dass das Wicklungsverhältnis der Spule 84a gegenüber der Spule 84b 1:1 ist. Somit ist gemäß der vorliegenden Erfindung das Wicklungsverhältnis der Spule 84a zu der Spule 84b 1:1, jedoch kann das Wicklungsverhältnis zwischen diesen wie erforderlich geändert werden.
  • Der Transformator 84 weist eine konstante Streuinduktivität (L) auf. In dem Spannungswandler 8 ist die Streuinduktivität in zwei gleiche Abschnitte unterteilt, so dass die Seite der Spule 84a eine Streuinduktivität L/2 aufweist, und die Seite der Spule 84b ebenfalls L/2 aufweist. Der Transformator 84 ist derart aufgebaut, dass die zeitweilig durch die Streuinduktivität akkumulierte Leistung bzw. Energie zu dem Kondensator 5 usw. durch eine Hochgeschwindigkeitsschaltsteuerung der unteren und oberen Umrichter 82 und 83 übertragen wird. Allgemein ist es bekannt, dass eine Streuinduktivität mit dem Abstand zwischen den Primär- und Sekundärspulen eines Transformators ansteigt. Um dieses zu verhindern, wird der Transformator im Allgemeinen derart geformt, dass die Primärspule und die Sekundärspule sich in engem Kontakt miteinander befinden. Jedoch ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Abstand zwischen der Primärspule und der Sekundärspule, nämlich zwischen den Spulen 84a und 84b mit Absicht justiert, um die erforderliche Streuinduktivität zu erhalten. Im Übrigen kann eine Induktivität nach außerhalb des Transformators 84 angewandt werden.
  • Der Kondensator 85 für den Spannungswandler 8 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau ist parallel zu dem Kondensator 5 geschaltet. Eine Schaltvorrichtung (Schütz, Schaltschüzt) 9 ist in Reihe zwischen dem Kondensator 5 und dem Kondensator 85 geschaltet. Durch Verbinden der Schaltvorrichtung 9 (Einschalten, Verbindungherstellen), hebt der Spannungswandler 8 die Spannung (primärseitige Spannung) des Kondensators 5 an und legt die angehobene Spannung (sekundärseitige Spannung) an den SR-Motor 2 und/oder den PM-Motor 4 an.
  • Der Spannungswandler 8 ist in Reihe mit einer Erregungsleistungsquelle 10 verbunden, die den SR-Motor 2 auf der Sekundärseite erregt. Der Grund, dass die Generatorantriebsvorrichtung 1 mit der Erregungsleistungsquelle 10 versehen ist, ist wie nachstehend beschrieben. Im Allgemeinen ist es eine Eigenschaft des SR-Motors 2, dass er durch die Zufuhr elektrischer Energie eine beträchtliche regenerative Energie erzeugt. Dementsprechend ist der Antrieb des inneren Rotors nicht ausreichend, um den SR-Motor 2 zur Verwendung als Generator zu betreiben. Damit der SR-Motor 2 mit einer derartigen Eigenschaft als Generator betrieben wird, muss eine Spule in dem SR-Motor 2 vorab erregt werden. Wenn jedoch die Maschine 3 startet, weist der SR-Kondensator 7 keine elektrische Ladung auf. Weiterhin kann, selbst wenn die Schaltvorrichtung 9 bei Starten der Brennkraftmaschine 3 eingeschaltet wird, der SR-Motor 2 nicht durch den Kondensator 5 erregt werden. Aus diesem Grund wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Erregungsleistungsquelle bzw. Erregungsenergiequelle 10 zur Erregung des SR-Motors 2 verwendet, wenn die Maschine 3 startet.
  • Eine Diode 11 und ein Relais 12 sind in Reihe zwischen dem Spannungswandler 8 und der Erregungsleistungsquelle 10 geschaltet. Die Diode 11 blockiert die Erregungsleistungsquelle 10, wenn die Spannung des SR-Kondensators 7 größer als diejenige der Erregungsleistungsquelle 10 wird. Das Relais 12 steuert das Ein-/Ausschalten der Erregungsleistungsquelle 10 durch einen Ein-/Ausvorgang bzw. -betrieb.
  • Der PM-Motor 4 ist mit einem PM-Umrichter 13 verbunden. Der PM-Umrichter 13 ist parallel zu einem PM-Kondensator 14 geschaltet, der aus einem Filmkondensator aufgebaut ist. Der Spannungswandler 8 ist parallel zu dem PM-Kondensator 14 geschaltet.
  • Stromsensoren 15 sind in Reihe zwischen dem SR-Motor 2 und dem SR-Treiber bzw. der SR-Antriebseinrichtung 6 geschaltet. Außerdem sind Stromsensoren 16 in Reihe zwischen dem PM-Motor 4 und dem PM-Umrichter 13 geschaltet.
  • Spannungsmesseinrichtungen 17, 18, 19, 87 und 88, bei denen es sich um Spannungssensoren handelt, sind jeweils parallel zu dem Kondensator 5, dem SR-Kondensator 7, dem PM-Kondensator 14, dem Kondensator 85 und dem Kondensator 86 geschaltet. Ein Isolationssensor 20 ist mit dem Kondensator 5 verbunden.
  • Die Generatorantriebsvorrichtung 1 weist eine Steuerungseinrichtung 21 auf, die ein Steuerungsmittel ist. Die Steuerungseinrichtung 21 weist auf: eine Fahrzeugkörpersteuerungseinheit 22 zur Steuerung des Fahrzeugkörpers des Hydraulikbaggers 100, eine SR-Motorsteuerungseinheit 23 zur Steuerung des SR-Treibers 6, wodurch das Drehmoment des SR-Motors 2, dessen Drehzahl oder dessen Spannung gesteuert wird, eine PM-Motorsteuerungseinheit 24 zur Steuerung des PM-Umrichters 13, wodurch die Drehzahl des PM-Motors 4 gesteuert wird, eine Spannungswandlersteuerungseinheit 25 zur Steuerung des Spannungswandlers 8 und eine Schaltvorrichtungs-Steuerungseinheit 26 zum Steuern des Ein-/Ausschaltens der Schaltvorrichtung 9.
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm, das schematisch den Prozess eines Steuerungsverfahrens für die Generatorantriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das heißt, es handelt sich um ein schematisches Flussdiagramm eines Prozesses für den Übergangszustand, wenn die Generatorantriebsvorrichtung 1 gestartet wird. Zunächst führt die Generatorantriebsvorrichtung 1 einen vorläufigen Ladevorgang des SR-Kondensators 7 durch (Schritt S1).
  • 5 zeigt ein ausführliches Flussdiagramm, das den Prozess des vorläufigen Ladevorgangs des SR-Kondensators 4 veranschaulicht. Gemäß 5 führt die Generatorantriebsvorrichtung 1 kontinuierlich den Prozess einer Erfassung der Ausgangsgleichspannung (= die Spannung des SR-Kondensators 7) V0 des Spannungswandlers 8 und des Vergleichens des Erfassungsergebnisses mit einem vorbestimmten Schwellwert Vth11 durch (Schritt S101). Der Schwellwert Vth11 ist die niedrigste steuerbare Spannung, bei der der SR-Motor 2 relativ stabil ist. Falls eine Ausgangsgleichspannung V0 die Ungleichung V0 ≥ Vth11 als Ergebnis des Vergleichprozesses erfüllt, und die Bedingung, die diese Ungleichung erfüllt, für eine vorbestimmte Zeit t1 andauert (Schritt S101, V0 ≥ Vth11 dauert für t1 an), geht der Ablauf zu Schritt S105 über. Die Dauer t1 ist als ein Wert eingestellt, der nicht durch einen Spannungserfassungsfehler (beispielsweise ein Rauschen bzw. eine Störung) oder einen Steuerungsübergang beeinträchtigt wird. Dies gilt für Zeitdauern, die als Bestimmungsreferenzen für verschiedene nachstehend beschriebene Bedingungen verwendet werden.
  • Falls dem gegenüber die Ausgangsgleichspannung V0 die Ungleichung V0 < Vth11 erfüllt, und die Bedingung, die diese Ungleichung erfüllt, für eine vorbestimmte Zeit t2 andauert (Schritt S101, V0 < Vth11 dauert für t2 an), ist die Spannung des SR-Kondensators 7 niedrig. Daher schaltet das Relais 12 die Erregungsleistungsquelle 10 ein (Schritt S102), wodurch der SR-Motor 2 erregt wird. Die Dauer t2 kann genauso lang wie t1 sein.
  • Falls die Ausgangsgleichspannung von V0 eine der vorstehend beschriebenen Bedingungen (d. h. V0 ≥ Vth11 dauert für t1 an, und V0 < Vth11 dauert für t2 an) nicht erfüllt, selbst wenn eine vorbestimmte Zeit T1 seit dem Start des Prozesses von Schritt S101 verstrichen ist (Schritt S101, die Bedingung ist selbst nach dem Verstreichen von T1 nicht erfüllt), führt die Generatorantriebsvorrichtung 1 einen spezifischen Prozess für eine Erregungsleistungsquellen-Fehlfunktion durch (Schritt S103). In diesem Fall kann das Zeitlimit T1 im Wesentlichen gleich etwa dem 100-fachen von t1 sein. Der Prozess für die Erregungsleistungsquellen-Fehlfunktion weist ebenfalls auf: Initialisieren der Generatorantriebsvorrichtung 1 entsprechend irgendeiner Fehlfunktion der Erregungsleistungsquelle und Informieren einer Bedienperson (Operator) über die Fehlfunktion durch Anzeigen eines Fehlersignals oder Emittieren eines Warngeräusches bzw. akustischen Warnsignals. Verschiedene später durchgeführte Fehlfunktionsprozesse können ebenfalls einen Prozess, bei dem der Inhalt irgendeiner Fehlfunktion in Übereinstimmung gebracht wird, und einen Prozess umfassen, bei dem ein Anwender über irgendeine Fehlfunktion informiert wird.
  • Nachstehend ist der Fall beschrieben, bei dem die Generatorantriebsvorrichtung 1 die Erregungsleistungsquelle 10 einschaltet. Die Generatorantriebsvorrichtung 1 vergleicht die Ausgangsgleichspannung V0 des Spannungswandlers 8 mit zwei vorbestimmten Schwellwerten Vth12 und Vth13 (> Vth12) (Schritt S104). Falls die Ausgangsgleichspannung V0 eine Ungleichung Vth12 ≤ V0 ≤ Vth13 als Ergebnis eines Vergleiches erfüllt und die Bedingung, die diese Ungleichung erfüllt, für eine vorbestimmte Zeitdauer t3 andauert (Schritt S104, Vth12 ≤ V0 ≤ Vth13 dauert für t3 an), geht der Ablauf zu Schritt S105 über. Die Dauer t3 ist im Wesentlichen gleich t1. Falls die Ausgangsgleichspannung V0 die vorstehend beschriebene Bedingung (Vth12 ≤ V0 ≤ Vth13 dauert für t3 an) nicht erfüllt, selbst wenn eine vorbestimmte Zeitdauer T2 seit dem Start des Prozesses 104 verstrichen ist (Schritt S104, die Bedingung wird selbst nach Verstreichen von T2 nicht erfüllt), führt die Generatorantriebsvorrichtung 1 den Prozess für die Erregungsleistungsquellen-Fehlfunktion durch (Schritt 106). Das Zeitlimit T2, das hier verwendet wird, ist ungefähr gleich einigem 10-fachen von t3.
  • Von den Schwellwerten, die mit der Ausgangsgleichspannung V0 in Schritt S104 verglichen werden, ist der Schwellwert Vth12 die minimale Spannung, bei der der SR-Motor 2 zuverlässig Leistung erzeugen kann. Im Allgemeinen ist der Schwellwert Vth12 kleiner als Vth11 (Vth11 > Vth12). Weiterhin ist der Schwellwert Vth13 die maximale Spannung, bei der die Elemente der Erregungsenergiequelle 10 während des Betriebs nicht beschädigt werden.
  • Darauffolgend steuert die SR-Motorsteuerungseinheit 23 der Steuerungseinrichtung 21 den SR-Treiber 6, wodurch die Steuerung der Leistungserzeugungsspannung des SR-Motors 2 initiiert wird (Schritt S105). Nachstehend ist diese Steuerung als ”SR-Motorspannungssteuerung” bezeichnet.
  • 6 zeigt ein Blockschaltbild, das schematisch die durch die SR-Motorsteuerungseinheit 23 ausgeübte SR-Motorspannungssteuerung veranschaulicht. Unter Verwendung eines Spannungsbefehlswerts (d. h., Sollspannung) V0soll und eines Gleichspannungserfassungswerts V0, der durch eine Rückkopplung (Feedback) aus dem SR-Motor 2 beschafft wird, führt die SR-Motorsteuerungseinheit 23 eine PI-Steuerung durch, wodurch ein SR-Motordrehmomentbefehl zu dem SR-Treiber 6 ausgegeben wird. Der SR-Treiber 6 gibt einen Antriebsbefehl zu dem SR-Motor 2 aus, wodurch Drehmoment erzeugt wird. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Wicklungsverhältnis der Spule 84a zu 84b 1:1, weshalb der Spannungsbefehlswert V0soll doppelt so groß wie die Kondensatorspannung Vcap ist (2Vcap). Somit wird der Spannungsbefehlswert V0soll entsprechend dem Wicklungsverhältnis der Spule 84a zu der Spule 84b bestimmt.
  • Unter der Steuerung des SR-Treibers 6, der den SR-Motordrehmomentbefehl aus der SR-Motorsteuerungseinheit 23 empfangen hat, führt der SR-Motor 2 einen Regenerationsbetrieb (Generatorbetrieb) durch, bei der Leistung bzw. Energie zu der Seite Kondensators 5 zugeführt wird, oder einen Leistungslaufbetrieb bzw. Motorbetrieb durch, bei dem Leistung von der Seite des Kondensators 5 zugeführt wird. In dem Motorbetrieb ist eine Änderung in der Ausgangsgleichspannung V0 niedrig. In dem Generatorbetrieb ist demgegenüber eine Änderung in der Ausgangsgleichspannung V0 hoch. Dies beruht auf der Annahme, dass einer Gleichspannungssystemleitung keine andere Last als der SR-Motor 2 während der SR-Motorspannungssteuerung beaufschlagt wird. Dementsprechend treibt die Generatorantriebsvorrichtung 1 den PM-Motor 4 während der SR-Motorspannungssteuerung nicht an.
  • Die Generatorantriebsvorrichtung 1, die die SR-Motorspannungssteuerung gestartet hat, erfasst eine Ausgangsgleichspannung V0 und vergleicht das Erfassungsergebnis mit dem vorbestimmten Schwellwert Vth11 (Schritt S107). Falls die Ausgangsgleichspannung V0 die Ungleichung V0 ≥ Vth11 als Ergebnis des Vergleiches erfüllt, und die Bedingung, die diese Ungleichung erfüllt, für eine vorbestimmte Zeit t4 andauert (Schritt S107, V0 ≥ Vth11 dauert für t4 an), ist der SR-Motor 2 in der Lage, einen Leistungserzeugungsbetrieb (Generatorbetrieb) stabil durchzuführen. In diesem Fall wird die Erregungsleistungsquelle 10 ausgeschaltet (Schritt S108), und startet dann lediglich der obere Umrichter 83 des Spannungswandlers 8 einen Zerhackerbetrieb (Chopping-Betrieb) unter der durch die Spannungswandlersteuerungseinheit 25 ausgeübten Steuerung (Schritt S109). Insbesondere wird der Zerhackerbetrieb des oberen Umrichters 83 durch abwechselndes Schalten eines Paars der IGBTs 831a und 831d und eines Paars der IGBTs 831b und 831c verwirklicht. Folglich wird die primärseitige Spannung des Spannungswandlers 8, d. h. die Spannung V1 des Kondensators 85 V0/2. Die Dauer t4 ist im Wesentlichen gleich t1.
  • Falls die Bedingung (V0 ≥ Vth11 dauert für t4 an) in Schritt S107 nicht erfüllt wird (Schritt S107, die Bedingung wird nicht erfüllt), setzt die Generatorantriebsvorrichtung 1 den Vergleich zwischen V0 und Vth11 fort.
  • Während der Zerhackerbetrieb lediglich des oberen Umrichters 83 läuft, vergleicht die Generatorantriebsvorrichtung 1 den absoluten Wert |Vcap – V1| der Differenz zwischen der Spannung Vcap des Kondensators 5 und der Spannung V1 (der primärseitigen Spannung des Spannungswandlers 8) des Kondensators 85 mit einem vorbestimmten Schwellwert Vth14 (Schritt S110). Falls der Absolutwert |Vcap – V1| der Differenz die Ungleichung |Vcap – V1| ≤ Vth14 als Ergebnis des Vergleiches erfüllt, und die Bedingung, die diese Ungleichung erfüllt, für eine vorbestimmte Zeit t5 andauert (Schritt S110, |Vcap – V1| ≤ Vth14 dauert für t5 an), stoppt die SR-Motorsteuerungseinheit 23 die SR-Motorspannungssteuerung (Schritt S111). Die Dauer t5 ist im Wesentlichen gleich t1. Der Schwellwert Vth14 (≤ Vcap), auf die sich durch die Generatorantriebsvorrichtung 1 in Schritt S110 bezogen wird, ist als ein Wert eingestellt, bei dem die Schaltvorrichtung 9 nicht schmelzen wird, wenn die Schaltvorrichtung 9 später in Verbindung gebracht (eingeschaltet) wird. Darauffolgend stoppt die Spannungswandlersteuerungseinheit 25 den Zerhackerbetrieb des oberen Umrichters 83 (Schritt S112).
  • Falls die Bedingung (|Vcap – V1| ≤ Vth14 dauert für t5 an) in Schritt S110 nicht erfüllt wird (Schritt S110, die Bedingung wird nicht erfüllt), setzt die Generatorantriebsvorrichtung 1 den Vergleich zwischen |Vcap – V1| und Vth14 fort.
  • Falls die Steuerung nicht stoppt, selbst wenn eine vorbestimmte Zeit T3 seit dem Start der SR-Motorspannungssteuerung verstrichen ist (Schritt S113, JA), führt die Generatorantriebsvorrichtung 1 den Prozess für eine Erregungsleistungsquellen-Fehlfunktion durch (Schritt S114). In diesem Fall ist das Zeitlimit T3 im Wesentlichen 100 mal so groß wie die Dauer t4 und ist im Wesentlichen gleich zu T1. Falls die Zeit T3 nicht verstrichen ist, seit die Generatorantriebsvorrichtung 1 die SR-Motorspannungssteuerung gestartet hat (Schritt S113, NEIN), setzt die SR-Motorsteuerungseinheit 23 die SR-Motorspannungssteuerung fort.
  • In dem Spannungswandler 8 ist die Kapazität des Kondensators 85 kleiner als diejenige des Kondensators 86, wodurch es für die Spannung V1 des Kondensators 85 schwierig gemacht wird, anzusteigen. Dementsprechend muss die Spannung des Kondensators 85 auf den erforderlichen Wert durch den Betrieb des wechselspannungsgekoppelten bidirektionalen Gleichspannungswandlers 81 erhöht werden. Jedoch kann der vorstehend beschriebene Prozess des vorläufigen Ladens des SR-Kondensators instabil durchgeführt werden, da sowohl die primärseitigen als auch die sekundärseitigen Spannungen des Spannungswandlers 8 extrem niedrig sind. Als Ergebnis kann die Steuerung selbst instabil werden, wenn zwei Spannungsquellenumrichter in Betrieb sind. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der vorstehend beschriebene Nachteil überwunden, indem lediglich der obere Umrichter 83 aktiviert wird, wodurch die Steuerung vereinfacht wird. Dies ermöglicht eine stabile Steuerung, selbst wenn der Erfassungswert der primärseitigen Spannung des Spannungswandlers 8 und/oder der Erfassungswert von dessen sekundärseitiger Spannung extrem niedrig sind.
  • Nachstehend sind Verbindungsvorgänge bzw. -betriebe für die Schaltvorrichtung 9 beschrieben (Schritte S2 und S3), die dem Prozess zum vorläufigen Laden des SR-Kondensators in Schritt S1 in dem Steuerungsverfahren (vergl. 4) für die Generatorantriebsvorrichtung 1 folgen. Falls die Spannung Vcap des Kondensators 5 niedriger als Vth01 ist, wobei die niedrigste Spannung, bei der der SR-Motor 2 zuverlässig Leistung erzeugen kann, Vth01 ist (= Vth12) (Schritt S2, JA), kann angenommen werden, dass fast gar keine elektrische Ladung in dem Kondensator 5 vorhanden ist. Falls die Spannung Vcap des Kondensators 5 Vth01 oder größer ist (Schritt S2, NEIN), wird angenommen, dass elektrische Ladung in dem Kondensator 5 gespeichert ist. Die Generatorantriebsvorrichtung 1 führt daher den Verbindungsvorgang für die Schaltvorrichtung 9 entsprechend davon durch, ob elektrische Ladung in dem Kondensator 5 gespeichert ist oder nicht.
  • Zunächst ist unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm gemäß 7 der Schaltvorrichtungsverbindungsvorgang beschrieben, bei dem der Kondensator 5 keine elektrische Ladung aufweist (Schritt S3). Gemäß 7 startet die SR-Motorsteuerungseinheit 23 die SR-Motorspannungssteuerung (Schritt S301). In dieser SR-Motorspannungssteuerung wird der Spannungsbefehlswert V0soll auf einen Wert (= Vth21) eingestellt, der zweimal so groß oder größer als eine Spannung ist, die einen Übergang auf den Ladeprozess für den Kondensator ermöglichen würde. Die ausführliche Prozedur der SR-Motorspannungssteuerung ist identisch zu derjenigen, die in dem Prozess zum vorläufigen Laden des SR-Kondensators beschrieben worden ist (6).
  • Darauffolgend startet unter der durch die Spannungswandlersteuerungseinheit 25 durchgeführte Steuerung lediglich der obere Umrichter 83 einen Zerhackerbetrieb (Schritt S302), und das Paar der IGBT 831a und 831d und das Paar der IGBT 831b und 831c werden abwechselnd eingeschaltet. Im Verlauf des Zerhackerbetriebs vergleicht die Generatorantriebsvorrichtung 1 den Gleichspannungserfassungswert V0 und einen vorbestimmten Schwellwert Vth22. Falls der Gleichspannungserfassungswert V0 die Ungleichung V0 ≥ Vth22 als Ergebnis des Vergleiches erfüllt, und die Bedingung, die diese Ungleichung erfüllt, für eine vorbestimmte Zeitdauer t6 andauert (Schritt S303) V0 ≥ Vth22 dauert für t6 an), gibt die Schaltvorrichtungsteuerungseinheit 26 ein Steuerungssignal zum Einschalten der Schaltvorrichtung 9 (EIN-Signal) aus, wodurch die Schaltvorrichtung 9 eingeschaltet wird (Schritt S304). In diesem Fall wird unter Berücksichtigung, dass eine Spannungsänderung, die während der Steuerung auftreten kann, der Schwellwert Vth22 niedriger als der Spannungsbefehlswert Vth21 eingestellt (Vth22 < Vth21). Die Dauer t6 ist im Wesentlichen gleich t1.
  • Darauffolgend bestimmt die Generatorantriebsvorrichtung 1, ob die vorstehend beschriebenen drei Bedingungen erfüllt sind oder nicht (Schritte S305 bis S307). Mit der ersten Bedingung vergewissert sich die Generatorantriebsvorrichtung 1 unter Verwendung einer spezifischen Erfassungseinrichtung, ob die Schaltvorrichtung 9 eingeschaltet ist oder nicht (Schritt S305). Falls die Schaltvorrichtung 9 nicht eingeschaltet ist, selbst wenn eine vorbestimmte Zeit T4 verstrichen ist, seit die Generatorantriebsvorrichtung 1 die Bestimmung gestartet hat (Schritt S305, die Bedingung wird selbst nach verstreichen von T4 nicht erfüllt), führt die Generatorantriebsvorrichtung 1 einen Schaltvorrichtungsöffnungs-Fehlfunktionsprozess durch (Schritt S308). Das Zeitlimit T4 ist dabei ungefähr gleich dem 100-fachen von t6.
  • Mit der zweiten Bedingung vergleicht die Generatorantriebsvorrichtung 1 eine Potentialdifferenz ΔVcont zwischen beiden Enden der Schaltvorrichtung 9 mit einem vorbestimmten Schwellwert Vth23 und bestimmt, ob ΔVcont eine Ungleichung ΔVcont ≤ Vth23 erfüllt, und ob die Bedingung, die diese Ungleichung erfüllt, für eine vorbestimmte Zeit t7 andauert oder nicht (Schritt S306). In diesem Fall wird unter Berücksichtung der Spannungserfassungsgenauigkeit der Schwellwert Vth23 auf einen Wert eingestellt, bei dem klar unterscheidbare Spannungen erhalten werden können. Die Dauer t7 ist ungefähr 10 mal so groß wie t6. Falls ΔVcont die Bedingung ”ΔVcont ≤ Vth23 dauert für t7 an” nicht erfüllt, selbst wenn eine vorbestimmte Zeitdauer T5 verstrichen ist, seit die Generatorantriebsvorrichtung 1 die Bestimmung gestartet hat (Schritt S306, die Bedingung ist selbst nach Verstreichen von T5 erfüllt), führt die Generatorantriebsvorrichtung 1 den Schaltvorrichtungsöffnungs-Fehlfunktionsprozess (Schritt S308) durch. Das Zeitlimit T5 ist im Wesentlichen gleich zu T4.
  • Mit der dritten Bedingung vergleicht die Generatorantriebsvorrichtung 1 eine Kondensatorspannung Vcap und eine Spannung Vth24, die einen Übergang zu dem Ladeprozess für den Kondensator 5 ermöglicht, und bestimmt, ob Vcap eine Ungleichung Vcap ≥ Vth24 erfüllt, und ob die Bedingung, die diese Ungleichung erfüllt, für eine vorbestimmte Zeit t8 andauert oder nicht (Schritt S307). Der Schwellwert Vth24 ist ein Wert, der als eine Spannung eingestellt ist, die einen Übergang auf den Ladevorgang für den Kondensator 5 ermöglicht. Der Schwellwert Vth24 ist daher nicht größer als 1/2 des Spannungsbefehlswerts Vth21 in der SR-Motorspannungssteuerung. Die Zeitdauer t8 ist im Wesentlichen gleich t7.
  • Falls die Spannung Vcap die Bedingung ”cap ≥ Vth24 dauert für t8 an” als Ergebnis der Bestimmung in Schritt S307 nicht erfüllt (Schritt S307, NEIN), bestimmt die Generatorantriebsvorrichtung 1, ob die Spannung Vcap des Kondensators 5 niedriger als eine vorbestimmte Spannung Vth25 ist (Vcap < Vth25), und ob die Bedingung, die diese Ungleichung erfüllt, für eine vorbestimmte Zeitdauer t9 andauert oder nicht (Schritt S309). Der dabei verwendete Schwellwert Vth25 ist ein Wert, anhand dessen eine Bestimmung gemacht werden kann, dass es einen kleinen Anstieg in der Spannung Vcap gegeben hat. Falls die Bedingung, die die Ungleichung Vcap < Vth25 erfüllt, für die Zeit t9 als Ergebnis der Bestimmung in Schritt S309 andauert (Schritt S309, JA), bestimmt die Generatorantriebsvorrichtung 1, dass der Kondensator 5 kurzgeschlossen worden ist. Dann führt die Vorrichtung 1 einen Prozess zur Unterbrechung des vorläufigen Ladens aufgrund der Kurzschlussfehlfunktion des Kondensators 5 durch (Schritt S310). Falls demgegenüber die Spannung Vcap die Bedingung ”Vcap < Vth25 dauert für t9 an” nicht erfüllt (Schritt S309, NEIN), geht der Ablauf zu Schritt S307 zurück. Die Dauer t9 ist ungefähr gleich einigen 100-fachen von t8.
  • Falls die vorstehend beschriebenen ersten bis dritten Bedingungen alle erfüllt sind (Schritt S311, JA), stoppt die Generatorantriebsvorrichtung 1 die SR-Motorspannungssteuerung unter der durch die SR-Motorsteuerungseinheit 23 durchgeführten Steuerung (Schritt S312) und beendet den Betrieb des oberen Umrichters 83 (Schritt S313), wodurch die Abfolge der Schaltvorrichtungsverbindungsvorgänge (Schaltvorrichtungseinschaltvorgänge) beendet wird. Falls demgegenüber irgendeiner der ersten bis dritten Bedingung nicht erfüllt ist (Schritt S311, NEIN), verbleibt die Generatorantriebsvorrichtung 1 in einer Wartebetriebsart, bis die Bedingung erfüllt ist.
  • Falls der vorstehend beschriebene Schaltvorrichtungsverbindungsvorgang (d. h. der Kondensator keine elektrische Ladung aufweist) nicht zu einem Ende kommt, selbst wenn eine vorbestimmte Zeit T6 verstrichen ist (Schritt S314, JA), führt die Generatorantriebsvorrichtung 1 einen Prozess zum vorläufigen Laden durch (Schritt S315). Das Zeitlimit T6 ist im Wesentlichen einige 10-fache der vorstehend beschriebenen Zeitlimits T4 und T5. Falls die Zeit T6 nicht verstrichen ist, seit die Generatorantriebsvorrichtung 1 die SR-Motorspannungssteuerung gestartet hat (Schritt S314, NEIN), setzt die Generatorantriebsvorrichtung 1 den Schaltvorrichtungsverbindungsvorgang fort.
  • In den vorstehend beschriebenen Schaltvorrichtungsverbindungsvorgängen (in dem Fall, in dem der Kondensator keine elektrische Ladung aufweist), wird die Schaltvorrichtung 9 in Verbindung gebracht, während der SR-Motor 2 und lediglich der obere Umrichter 83 des Spannungswandler 8 in Betrieb sind. Dementsprechend wird, obwohl die Ausgangsgleichspannung V0 für einen Moment während der Schaltvorrichtungsverbindung abfällt, das Problem, das dadurch verursacht wird, dass die Vorgänge bzw. die Betriebe des SR-Motors 2 und des Spannungswandlers 8 gleichzeitig nach dem In-Verbindung-Bringen (Einschalten) der Schaltvorrichtung 9 starten, beseitigt. Das heißt, es wird verhindert, dass die in dem SR-Kondensator 7 gespeicherte elektrische Ladung schnell in den Kondensator 5 fließt, was zu einem Spannungsabfall auf einen derartigen Pegel bzw. Ausmaß führen würde, dass der SR-Motor 2 keine Leistung erzeugen kann. Dies ermöglicht dass der Kondensator 5, dessen Spannung annähernd 0 (V) ist, kontinuierlich durch den SR-Motor 2 geladen wird.
  • Nachstehend ist unter Bezugnahme auf ein in 8 gezeigtes Flussdiagramm ein Schaltvorrichtungsverbindungsprozess (Schritt S4) beschrieben, bei dem der Kondensator 5 eine elektrische Ladung aufweist. In diesem Fall verbleibt als Ergebnis des Prozesses zum vorläufigen Aufladen des SR-Kondensators (Schritt S1) der Absolutwert |Vcap – V1| der Differenz zwischen der Spannung VCAP des Kondensators 5 und der primärseitigen Spannung V1 des Spannungswandlers 8 stabil auf dem vorbestimmten Schwellwert Vth14 oder darunter. Daher bringt die Generatorantriebsvorrichtung 1 die Schaltvorrichtung 9 unter der durch die Schaltvorrichtungs-Steuerungseinheit 26 ausgeübten Steuerung in Verbindung (Schritt S401). Darauffolgend bestimmt die Generatorantriebsvorrichtung 1, ob die nachstehend beschriebenen zwei Bedingungen erfüllt sind oder nicht (Schritt S402, S403).
  • Als die erste Bedingung vergewissert sich die Generatorantriebsvorrichtung 1 unter Verwendung einer spezifischen Erfassungseinrichtung, ob die Schaltvorrichtung 9 eingeschaltet ist oder nicht (Schritt S402). Falls die Schaltvorrichtung 9 nicht eingeschaltet ist, selbst wenn eine vorbestimmte Zeit T7 verstrichen ist, seit die Generatorantriebsvorrichtung 1 die Bestimmung gestartet hat (Schritt S305, die Bedingung ist selbst nach Verstreichen von T7 nicht erfüllt), führt die Generatorantriebsvorrichtung 1 einen Schaltvorrichtungsöffnungs-Fehlfunktionsprozess durch (Schritt S405). Das Zeitlimit T7 ist dabei gleich dem vorstehend beschriebenen Zeitlimit T4.
  • Als die zweite Bedingung vergleicht die Generatorantriebsvorrichtung 1 die Potentialdifferenz ΔVcont zwischen beiden Enden (beiden Anschlüssen) der Schaltvorrichtung 9 mit einem vorbestimmten Schwellwert Vth31 und bestimmt, ob ΔVcont eine Ungleichung ΔVcont ≤ Vth31 erfüllt, und ob die Bedingung, die diese Ungleichung erfüllt, für eine vorbestimmte Zeitdauer t10 anhält oder nicht (Schritt S403). In diesem Fall ist unter Berücksichtigung der Spannungserfassungsgenauigkeit der Schwellwert Vth31 auf einen Wert eingestellt, bei dem klar unterscheidbare Spannungen erhalten werden können. Der Schwellwert Vth31 ist gleich Vth23. Falls ΔVcont die Bedingung ”ΔVcont ≤ Vth31 dauert für t10 an” nicht erfüllt, selbst wenn eine vorbestimmte Zeit T8 verstrichen ist, seit die Generatorantriebsvorrichtung 1 die Bestimmung gestartet hat (Schritt S403, die Bedingung ist selbst nach Verstreichen von T8 nicht erfüllt), führt die Generatorantriebsvorrichtung 1 den Schaltvorrichtungsöffnungs-Fehlfunktionsprozess bzw. Prozess für eine Fehlfunktion beim Öffnen der Schaltvorrichtung durch (Schritt S405). Das Zeitlimit T8 ist gleich T7.
  • Wenn die vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Bedingungen alle erfüllt sind (Schritt S404 JA), beendet die Generatorantriebsvorrichtung 1 die Abfolge der Schaltvorrichtungsverbindungsvorgänge. Falls demgegenüber die erste oder die zweite Bedingung nicht erfüllt ist (Schritt S404 NEIN), verbleibt die Generatorantriebsvorrichtung 1 in eine Wartebetriebsart, bis die Bedingung erfüllt ist.
  • Der Prozess nach dem Schaltvorrichtungsverbindungsvorgang in Schritt S4 (wobei der Kondensator eine elektrische Ladung aufweist) hängt von der Spannung Vcap des Kondensators 5 ab. Falls die Spannung Vcap kleiner als der vorbestimmte Schwellwert Vth02 ist (Schritt S5, JA), geht der Ablauf zu Schritt S6 über, der nachstehend beschrieben ist. Falls die Spannung Vcap gleich oder größer als der Schwellwert Vth02 ist, (Schritt S5, Nein), geht der Ablauf zu Schritt S7 über, der ebenfalls nachstehend beschrieben ist. Dabei ist der Schwellwert Vth02 eine Spannung, bei der die Generatorantriebsvorrichtung 1 in der Lage ist, einen normalen Betrieb durchzuführen.
  • Nachstehend ist die dem Schaltvorrichtungsverbindungsprozess folgende Steuerung beschrieben. Nachdem der Schaltvorrichtungsverbindungsprozess (Schritt S3) durchgeführt worden ist (wobei der Kondensator keine elektrische Ladung aufweist), führt die Generatorantriebsvorrichtung 1 einen Vorgang zum vorläufigen Laden des Kondensators durch (Schritt S6). Für den Vorgang zum vorläufigen Laden des Kondensators kann ein herkömmliches bekanntes Verfahren verwendet werden (vergl. beispielsweise das vorstehend beschriebene Patentdokument 1). Falls die Spannung Vcap ebenfalls die Ungleichung Vcap ≤ Vth02 erfüllt (Schritt S5, JA), nachdem der Schaltvorrichtungsverbindungsprozess durchgeführt worden ist (Schritt S4), wobei der Kondensator eine elektrische Ladung aufweist, wird der Vorgang zum vorläufigen Laden des Kondensators durchgeführt (Schritt S6).
  • Nach dem Vorgang zum vorläufigen Laden des Kondensators führt die Generatorantriebsvorrichtung 1 einen Spannungssteuerungsstabilisierungsvorgang durch (Schritt S7). Der Spannungssteuerungsstabilisierungsvorgang entspricht einer Bereitschaftsbetriebsart, die erforderlich ist, damit der Spannungssteuerungsbetrieb des Spannungswandlers 8 sich in Beziehung auf den sekundärseitigen Spannungsbefehlswert V0soll stabilisiert, der einem Betrieb im konstanten Zustand zugeordnet ist, wenn ein Übergang von dem Vorgang zum vorläufigen Laden des Kondensators 5 zu dem Betrieb im konstanten Zustand des Spannungswandlers 8 stattfindet.
  • Falls die Spannung Vcap die Ungleichung Vcap ≤ Vth02 nicht erfüllt (Schritt S5, NEIN), nachdem der Schaltvorrichtungsverbindungsprozess (Schritt S4) durchgeführt wurde, wenn der Kondensator eine Ladung aufweist, ist die Generatorantriebsvorrichtung 1 in der Lage, einen normalen Betrieb durchzuführen, und geht dementsprechend zu dem Spannungssteuerungsstabilisierungsvorgang ohne den Vorgang zum vorläufigen Laden des Kondensators über (Schritt S7).
  • Nach dem Spannungssteuerungsstabilisierungsvorgang geht die Generatorantriebsvorrichtung 1 zu dem Betrieb im konstanten Zustand des Spannungswandlers 8 über (Schritt S8). Dabei wird unter der durch die Spannungswandlersteuerungseinheit 25 durchgeführten Steuerung die Phasendifferenz zwischen dem unteren Umrichter 82 und dem oberen Umrichter 83 in dem Spannungswandler 8 gesteuert. Insbesondere werden die Schaltvorgänge des unteren Umrichters 82 und die Schaltvorgänge des oberen Umrichters 83 derart durchgeführt, dass eine Zeitdifferenz entsprechend einer vorbestimmten Phasendifferenz dazwischen hergestellt wird, wodurch die in den Spulen 84a und 84b fließenden Strommuster geformt werden. Eine derartige Phasendifferenzsteuerung ermöglicht es, das Spannungsmuster und das Strommuster der Spule 84a und diejenigen der Spule 84b mit hoher Geschwindigkeit leicht zu steuern (in Bezug auf die Einzelheiten der Steuerung für den Betrieb in konstanten Zustand unter Verwendung des wechselstromsgekoppelten bidirektionalen Gleichspannungswandlers wird beispielsweise auf die i8nternationale Veröffentlichung WO007/060998 verwiesen).
  • Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Spannung des Spannungsstoß absorbierenden Kondensators derart gesteuert, dass die Spannungsdifferenz zwischen dem Leistungsquellenkondensator und dem Spannungsstoß absorbierenden Kondensator in einen vorbestimmten Bereich fällt. Dies wird der folgenden Weise erreicht: von den zwei Spannungsquellenumrichtern des wechselstromgekoppelten bidirektionalen Gleichspannungswandlers, der einen Spannungswandler als eine Anhebungseinrichtung bildet, wird lediglich derjenige, der nicht parallel mit den Leistungsquellenkondensator geschaltet bzw. verbunden ist, aktiviert, um einen Zerhackerbetrieb durchzuführen, während der Generator mit ausgeschalteter Schaltungseinrichtung betrieben wird. Dies ermöglicht eine stabile Spannungssteuerung, selbst wenn die Spannung des Spannungsstoß absorbierenden Kondensators niedrig ist. Dementsprechend ermöglicht das Einschalten der Schaltvorrichtung nach dem vorstehend beschriebenen Steuerungsprozess, zuverlässig das Auftreten eines Einschaltstroms während des Einschaltens der Schaltvorrichtung selbst dann zu verhindern, wenn eine Anhebungseinrichtung vorgesehen ist.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann unter Verwendung einer durch den SR-Motor beim Starten der Brennkraftmaschine erzeugten Spannung der SR-Kondensator geladen werden. Dementsprechend beseitigt dies im Gegensatz zu der herkömmlichen Technik den Bedarf zur Bereitstellung einer Neben- bzw. Unter-Schaltvorrichtung oder eines Widerstands zum Laden des SR-Kondensators durch Verwendung einer Akkumulatorbatterie bei Starten der Maschine. Daher können die Generatorantriebsvorrichtung und somit das Hybridfahrzeug selbst kleiner in der Größe ausgeführt werden.
  • Zusätzlich wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel selbst bei Verwendung des SR-Motors eine stabile Steuerung ermöglicht. Dies ermöglicht die Bereitstellung eines Hybridfahrzeugs, das einen hohen Wirkungsgrad und eine hohe Ausgangsleistung in Vergleich zu anderen Motortypen derselben Größe (beispielsweise eines PM-Motors) aufweist.
  • Nachdem ausführlich die besten Arten zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, sei bemerkt, dass die Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt ist. Beispielsweise müssen in dem Flussdiagramm gemäß 4, wenn der Prozess von dem Vorgang zum vorläufigen Laden des SR-Kondensators (Schritt S1) zu einer Schaltvorrichtungsverbindung (Schritt S2) übergeht, was als Ergebnis des Vergleichsprozesses in Schritt S3 durchgeführt wird, die SR-Motorspannungssteuerung und der Betrieb des oberen Umrichters nicht beendet werden. Stattdessen können diese Prozesse fortgesetzt werden.
  • Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung als Generator andere Typen von Elektromotoren wie einen PM-Motor verwenden.
  • Anstelle eines Hydraulikbaggers können auch andere Baumaschinen die vorliegende Erfindung enthalten. Außerdem können anstelle einer Baumaschine verschiedene andere Bauarten von Hybridfahrzeugen die vorliegende Erfindung ebenfalls nutzen.
  • Die vorliegende Erfindung weist verschiedene Ausführungsbeispiele und dergleichen auf, die in dieser Beschreibung nicht offenbart sind, und verschiedene Änderungen in Design und der Gleichen können gemacht werden, ohne dass von dem technischen Konzept abgewichen wird, das in den beigefügten Patentansprüchen spezifiziert ist.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung für Hybridfahrzeug verwendbar, die als Antriebsquelle eine Maschine und einen Motor verwenden, deren Antriebswellen miteinander verbunden sind. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung für eine Hybridbaumaschine wie einem Hydraulikbagger geeignet.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Um zuverlässig das Auftreten eines Einschaltstroms bei Einschalten einer Schaltvorrichtung (Schütz) während eines Übergangszustands zu verhindern, selbst wenn eine Anhebungseinheit vorgesehen ist, wird die Spannung eines Spannungsstoß absorbierenden Kondensators derart gesteuert, dass die Spannungsdifferenz zwischen einem Leistungsquellenkondensator und dem Spannungsstoß absorbierenden Kondensator in einem vorbestimmten Bereich fällt. Die Steuerung wird in der nachstehend beschriebenen Weise durchgeführt: von zwei Spannungsquellenumrichtern eines wechselspannungsgekoppelten bidirektionalen Gleichspannungswandlers, der einen Spannungswandler als eine Anhebungseinheit bildet, wird lediglich derjenige, der nicht parallel mit dem Leistungsquellenkondensator geschaltet ist, aktiviert, um einen Zerhackerbetrieb durchzuführen, während der Generator mit ausgeschalteter Schaltvorrichtung betrieben wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2006-314172 [0002]
    • - WO 007/060998 [0072]

Claims (6)

  1. Generatorantriebsvorrichtung mit einem Generator, einer Maschine, deren Antriebswelle mit einer Antriebswelle des Generators verbunden ist, einem Leistungsquellenkondensator, der Leistung dem Generator zuführt und ebenfalls von dem Generator erzeugte Leistung speichert, einem Generatorumrichter, der mit dem Generator verbunden ist, einem wechselspannungsgekoppelten bidirektionalen Gleichspannungswandler, der zwei Spannungsquellenumrichter, deren Gleichspannungsanschlüsse zu einer additiven Polarität in Reihe geschaltet sind, und einen Transformator aufweist, der Wechselspannungsanschlüsse der zwei Spannungsquellenumrichter wechselspannungskoppelt und eine spezifische Streuinduktivität aufweist, wobei einer von den zwei Spannungsquellenumrichtern parallel mit dem Leistungsquellenkondensator geschaltet ist und den Umrichter mit einer Gleichspannung versorgt, die durch Anheben einer Kondensatorspannung des Leistungsquellenkondensators erzeugt wird, einem Spannungsstoß absorbierenden Kondensator, der parallel zu dem Leistungsquellenkondensator geschaltet ist, eine Kapazität aufweist, die kleiner als diejenige des Leistungsquellenkondensators ist, und zumindest einen Spannungsstoß absorbiert einer Schaltvorrichtung, die in Reihe zwischen dem Leistungsquellenkondensator und dem Spannungsstoß absorbierenden Kondensator geschaltet ist, und einer Steuerungseinheit zur Durchführung einer Steuerung derart, dass die Schaltvorrichtung eingeschaltet wird, nachdem der Spannungsquellenumrichter, der nicht parallel zu dem Leistungsquellenkondensator geschaltet ist, aktiviert wird, um einen Zerhackerbetrieb durchzuführen, während der Generator mit ausgeschalteter Schaltvorrichtung betrieben wird, um die Spannung des Spannungsstoß absorbierenden Kondensators derart zu steuern, dass eine Spannungsdifferenz zwischen dem Leistungsquellenkondensator und dem Spannungsstoß absorbierenden Kondensator innerhalb eines vorbestimmten Bereichs fällt.
  2. Generatorantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinheit einen Spannungsstoß absorbierenden Kondensator mit kleiner Kapazität aufweist, der parallel zu dem Spannungsquellenumrichter geschaltet ist, der nicht parallel mit dem Leistungsquellenkondensator geschaltet ist, und in Reihe mit dem Spannungsstoß absorbierenden Kondensator geschaltet ist, eine Kapazität aufweist, die kleiner als diejenige des Spannungsstoß absorbierenden Kondensators ist, und zumindest einen Spannungsstoß absorbiert.
  3. Generatorantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Generator ein SR-Motor ist, und die Generatorantriebsvorrichtung weiterhin aufweist: eine Erregungsleistungsquelle, die mit dem SR-Motor über den Generatorumrichter verbunden ist und den SR-Motor erregt, und einen SR-Motorkondensator, der mit dem Generatorumrichter und mit dem wechselspannungsgekoppelten bidirektionalen Gleichspannungswandler verbunden ist, und eine von dem SR-Motor erzeugte Spannung lädt, und die Steuerungseinheit die Erregungsleistungsquelle einschaltet, falls die Spannung des SR-Motorkondensators einen vorbestimmten Wert für eine Spannung nicht erreicht hat, die eine stabile Steuerung der Erzeugung der Spannung des SR-Motors ermöglicht.
  4. Generatorantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jeder der Spannungsquellenumrichter eine Vielzahl von Schaltelementen aufweist, und die Steuerungseinheit eine Steuerung derart durchführt, dass aus der Vielzahl der Schaltelemente des Spannungsquellenumrichters zwei Paare von Schaltelementen, die in Reihe über den Transformator geschaltet sind, abwechselnd eingeschaltet werden, wenn lediglich der Spannungsquellenumrichter, der nicht parallel mit dem Leistungsquellenkondensator geschaltet ist, zur Durchführung des Zerhackerbetriebs aktiviert wird.
  5. Hybridfahrzeug mit der Generatorantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Hybridfahrzeug den Generator und die Maschine als Antriebsquelle verwendet.
  6. Steuerungsverfahren für eine Generatorantriebsvorrichtung, die aufweist: einen Generator; eine Maschine, deren Antriebswelle mit einer Antriebswelle des Generators verbunden ist; einen Leistungsquellenkondensator, der Leistung dem Generator zuführt und ebenfalls von dem Generator erzeugte Leistung speichert; einen Generatorumrichter, der mit dem Generator verbunden ist; einen wechselspannungsgekoppelten bidirektionalen Gleichspannungswandler, der zwei Spannungsquellenumrichter, deren Gleichspannungsanschlüsse zu einer additiven Polarität in Reihe geschaltet sind, und einen Transformator aufweist, der Wechselspannungsanschlüsse der zwei Spannungsquellenumrichter wechselspannungskoppelt und eine spezifische Streuinduktivität aufweist, wobei einer von den zwei Spannungsquellenumrichtern parallel mit dem Leistungsquellenkondensator geschaltet ist und den Umrichter mit einer Gleichspannung versorgt, die durch Anheben einer Kondensatorspannung des Leistungsquellenkondensators erzeugt wird; einen Spannungsstoß absorbierenden Kondensator, der parallel zu dem Leistungsquellenkondensator geschaltet ist, eine Kapazität aufweist, die kleiner als diejenige des Leistungsquellenkondensators ist, und zumindest einen Spannungsstoß absorbiert; und eine Schaltvorrichtung, die in Reihe zwischen dem Leistungsquellenkondensator und dem Spannungsstoß absorbierenden Kondensator geschaltet ist; wobei das Steuerungsverfahren aufweist: Einschalten der Schaltvorrichtung, nachdem der Spannungsquellenumrichter, der nicht parallel zu dem Leistungsquellenkondensator geschaltet ist, aktiviert wird, um einen Zerhackerbetrieb durchzuführen, während der Generator mit ausgeschalteter Schaltvorrichtung betrieben wird, um die Spannung des Spannungsstoß absorbierenden Kondensators derart zu steuern, dass eine Spannungsdifferenz zwischen dem Leistungsquellenkondensator und dem Spannungsstoß absorbierenden Kondensator innerhalb eines vorbestimmten Bereichs fällt.
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