DE112012003822T5

DE112012003822T5 - Steuersystem für eine elektrische Drehmaschine und Steuerverfahren für eine drehende elektrische Maschine

Info

Publication number: DE112012003822T5
Application number: DE112012003822.3T
Authority: DE
Inventors: c/o AISIN AW. LTD. Ogino Daisuke; c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI Suhama Masayoshi; c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI K Miyata Kazuhide
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Denso Corp
Priority date: 2011-09-14
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2014-08-07
Anticipated expiration: 2032-09-12
Also published as: DE112012003822B4; JP5781875B2; WO2013038250A3; CN103796868A; JP2013062970A; CN103796868B; US20140340007A1; WO2013038250A2; US9515583B2

Abstract

Ein Steuersystem (10) einer drehbaren elektrischen Maschine weist eine drehbare elektrische Maschine (zweiter Motorgenerator) (14), einen Drehzahlsensor (34), der die Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine (14) je vorbestimmter Zeitperiode misst, und eine Steuereinrichtung (32) auf. Die Steuereinrichtung (32) weist eine Schwellenänderungseinheit (48) für die Änderung einer Steuerungsumschaltphase, die eine Steuerungsumschaltungsschwelle, die für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine (14) zu verwenden ist, in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Messung der Anzahl von Umdrehungen auf.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuersystem einer drehenden elektrischen Maschine bzw. einen drehenden Elektromotor und ein Verfahren bzw. Steuerverfahren, und insbesondere auf ein Steuersystem einer drehenden elektrischen Maschine und ein Verfahren, bei denen bzw. dem ein Steuermodus bzw. eine Steuerbetriebsart einer drehenden elektrischen Maschine umgeschaltet wird.
2. Beschreibung von verwandter Technik
Es gibt ein Verfahren für die Steuerung einer drehenden elektrischen Maschine, die als ein Motor oder ein elektrischer Generator zu verwenden ist, bei der bzw. dem eine geeignete der folgenden Steuerbetriebsarten selektiv benutzt wird: eine Steuerbetriebsart mit Sinuswellen-Impulsbreitenmodulation (sine-wave PWM, pulse width modulation), eine Übermodulations-Steuerbetriebsart, und eine Rechteckwellen-Steuerbetriebsart. Die Übermodulations-Steuerbetriebsart wird manchmal auch als eine Übermodulations-PWM-Steuerbetriebsart bezeichnet.
Beispielsweise ist in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2010-81663 ( JP-2010-81663 A ) ein Steuersystem einer drehenden elektrischen Maschine beschrieben, das dazu entworfen ist, eine Steuerbetriebsart (Steuermodus) zwischen einer Sinuswellen-Strom-Steuerbetriebsart, einer Übermodulations-Strom-Steuerbetriebsart und einer Rechteckwellen-Spannungsphase-Steuerbetriebsart umzuschalten. Diese Patentliteratur beschreibt weiterhin, dass dann, wenn eine charakteristische Linie maximaler Effizienz, entlang der die drehende elektrische Maschine bei ihrer maximalen Effizienz bzw. ihrem maximalen Wirkungsgrad betrieben werden kann, in einer d-q-Ebene definiert ist, die durch eine d-Achse und eine q-Achse, die für eine Vektorsteuerung der drehenden elektrischen Maschine verwendet werden, definiert ist, eine Schaltlinie, die als eine Referenz für die Umschaltung von der Steuerbetriebsart mit Rechteckwellen-Spannungsphase-Steuerung auf die Übermodulations-Strom-Steuerbetriebsart dient, auf die Seite kleineren Winkels der charakteristischen Linie maximaler Effizienz festgelegt wird bzw. ist. Diese Patentliteratur führt aus, dass Schwankungen (”chattering”) in der Steuerung während der Betriebsartumschaltung vermieden werden können, indem die Schaltlinie bzw. Umschaltlinie auf die Seite kleineren Winkels festgelegt wird.
Wenn die Schaltlinie, die als eine Referenz für die Umschaltung von der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart auf die Übermodulations-Steuerbetriebsart dient, auf die Seite kleineren Winkels der charakteristischen Linie maximaler Effizienz in der d-q-Ebene festgelegt wird, wird allerdings das Umschalten von der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart auf die Übermodulations-Steuerbetriebsart langsam sein, wenn die Anzahl von Umdrehungen der drehenden elektrischen Maschine je Zeiteinheit rapide abfällt. Als ein Ergebnis dessen kann eine Spannung, die an die drehende elektrische Maschine anzulegen ist, selbst dann hoch bleiben, wenn die Anzahl von Umdrehungen der drehenden elektrischen Maschine abgenommen hat. Der rapide Abfall der Anzahl von Umdrehungen bzw. der Drehzahl der drehenden elektrischen Maschine kann beispielsweise dann auftreten, wenn die drehende elektrische Maschine an einem Fahrzeug für den Antrieb von Rädern montiert ist und die Räder von einem Zustand des Schlupfes in einen Zustand mit Eingriff bzw. Bodenhaftung wechseln. Wenn dieses Fahrzeug beispielsweise auf einer kurvigen Straße fährt, können sich Schlupf und Haftung (”grip”) möglicherweise alternierend wiederholen. Der rasche Abfall der Anzahl von Umdrehungen der drehenden elektrischen Maschine, der durch das Auftreten einer plötzlichen Bodenhaftung bedingt ist, kann auch dann auftreten, wenn das Fahrzeug auf einer Projektion bzw. einem Vorsprung auf einer Straßenoberfläche wie etwa einem Katzenauge (”cat's eye”) fährt. In diesem Fall wird die Spannung, die an die drehende elektrische Maschine angelegt wird, übermäßig viel höher als eine normalerweise erforderliche Spannung bzw. Sollspannung, und es kann folglich exzessiver Phasenstrom durch Statorwicklungen der jeweiligen Phasen der drehenden elektrischen Maschine fließen. Es besteht folglich ein Raum für Verbesserungen hinsichtlich einer effektiven Verhinderung eines möglichen Zusammenbruchs von Bestandteilen, der durch einen solchen übermäßigen Phasenstrom verursacht ist.
Auch wenn bevorstehend das Problem beschrieben worden ist, das auftreten kann, wenn die Steuerbetriebsart von der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart auf die Übermodulations-Steuerbetriebsart umgeschaltet wird, kann das Problem von exzessivem Strom, der durch die drehende elektrische Maschine zu dem Zeitpunkt eines raschen Abfalls der Anzahl von Umdrehungen der drehenden elektrischen Maschine fließt, auch dann auftreten, wenn die Steuerbetriebsart von der Übermodulations-Steuerbetriebsart auf die Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart umgeschaltet wird. Spezieller gesagt wird ein Modulationsgrad für die Umschaltung zwischen der Übermodulations-Steuerbetriebsart und der Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart benutzt. Der Modulationsgrad ist ein Verhältnis von einem effektiven Wert einer Leitungs-zu-Leitungs-Spannung, d. h. eine Spannung, die an die drehende elektrische Maschine angelegt ist, zu einer Systemspannung VH, die eine Gleichstromspannung bzw. Gleichspannung (DC-Spannung) eines Inverters bzw. Wechselrichters ist. Falls der Modulationsgrad, der für die Umschaltung von der Steuerung mit dem Übermodulations-Steuermodus bzw. der Übermodulations-Steuerbetriebsart auf die Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart benutzt wird, zu klein ist, wird das Umschalten von der Übermodulations-Steuerbetriebsart auf die Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart langsam werden, wenn die Anzahl von Umdrehungen je Zeiteinheit der drehenden elektrischen Maschine rasch abfällt, und es bleibt als ein Ergebnis dessen die Spannung, die an die drehende elektrische Maschine angelegt ist, selbst dann hoch, obwohl die Drehzahl der drehenden elektrischen Maschine abgenommen hat. Wenn die drehende elektrische Maschine beispielsweise an einem Fahrzeug für den Antrieb von Rädern montiert ist und die Räder von einem Schlupfzustand in einen Griffzustand bzw. Zustand mit Bodenhaftung wechseln, kann eine Spannung, die exzessiv höher ist als eine normalerweise geforderte Spannung, an die drehende elektrische Maschine angelegt werden, und es kann demzufolge ein übermäßiger Phasenstrom durch Statorspulen der jeweiligen Phasen der drehenden elektrischen Maschine fließen. Es besteht folglich ein Raum für Verbesserungen hinsichtlich des effektiven Verhinderns eines möglichen Zusammenbruchs von Komponenten, der durch einen solchen übermäßigen Phasenstrom verursacht ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem und -verfahren einer drehenden elektrischen Maschine, mit dem es möglich ist, effektiv zu verhindern, dass ein Überstrom durch eine drehende elektrische Maschine fließt, indem deren Steuerbetriebsart zu dem Zeitpunkt einer plötzlichen Änderung in der Anzahl von Umdrehungen der drehenden elektrischen Maschine rasch umgeschaltet wird.
Ein Steuersystem einer drehenden elektrischen Maschine gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung enthält: eine Messeinrichtung, die die Anzahl von Umdrehungen einer drehenden elektrischen Maschine je vorbestimmter Zeitperiode bzw. Zeitdauer misst; und eine Schwellenänderungseinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Steuerumschaltungsschwelle, die für die Umschaltung einer Steuerbetriebsart der drehenden elektrischen Maschine verwendet wird, in Abhängigkeit von einem Messergebnis der Anzahl von Umdrehungen zu ändern.
In dem Steuersystem der drehenden elektrischen Maschine gemäß dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung kann die Steuerumschaltungsschwelle eine Steuerumschaltungsphase in einer d-q-Ebene sein, die eine sich rechtwinklig schneidende d-Achse und eine q-Achse aufweist, und auf der sich ein Arbeitspunkt der drehenden elektrischen Maschine bewegt, wobei die Steuerumschaltungsphase dazu benutzt wird, die Steuerbetriebsart der drehenden elektrischen Maschine von einer Rechteckwellen-Steuerbetriebsart auf eine Übermodulations-Steuerbetriebsart umzuschalten; und bei dem die Schwellenänderungseinheit dazu konfiguriert sein kann, die Steuerungsumschaltungsphase, die für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehenden elektrischen Maschine von der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart auf die Übermodulations-Steuerbetriebsart zu verwenden ist, in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Messung der Anzahl von Umdrehungen zu ändern.
In dem Steuersystem der drehenden elektrischen Maschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann die Schwellenänderungseinheit dazu konfiguriert sein, die Steuerumschaltungsphase in eine Umschaltungsphase für plötzliche Änderung, die auf der Seite kleineren Winkels einer Strombefehlslinie, die durch Verbinden von Strombefehlen gezeichnet ist, liegt, wenn ein Betrieb der drehenden elektrischen Maschine durch Stromsteuerung befohlen ist, und auf einer Seite größeren Winkels einer anfänglichen Schaltphase liegt, in Abhängigkeit von einer Variation hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen zu ändern, wenn die gemessene Anzahl von Umdrehungen um einen vorab eingestellten Griffwert bzw. Haftreibungswert oder mehr abgenommen hat; und es kann die Schwellenänderungseinheit dazu konfiguriert sein, die Steuerumschaltungsphase auf die anfängliche Schaltphase einzustellen, wenn die gemessene Anzahl von Umdrehungen sich nicht um den Griffwert bzw. Haftreibungswert oder mehr verringert hat.
In dem Steuersystem der drehenden elektrischen Maschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann die Steuerschaltschwelle bzw. der Steuerungsumschaltungsschwellenwert ein Steuerungsumschaltungsmodulationsgrad sein, der für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehenden elektrischen Maschine von der Übermodulations-Steuerbetriebsart auf eine Sinuswellenpulsbreitenmodulations-(PWM)-Steuerbetriebsart sein, wobei der Steuerungsumschaltungsmodulationsgrad ein Wert eines Modulationsgrads ist, der ein Verhältnis eines Effektivwerts einer Leitungs-zu-Leitungs-Spannung, die eine an die drehende elektrische Maschine anzulegende Spannung ist, zu einer Systemspannung, d. h. zu einer Gleichspannung eines Wechselrichters bzw. Inverters ist; und es kann die Schwellenumschaltungseinheit dazu konfiguriert sein, den Steuerungsumschaltungsmodulationsgrad, der für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehenden elektrischen Maschine von der Übermodulations-Steuerbetriebsart auf die Steuerbetriebsart mit Sinuswellen-PWM-Steuerung zu benutzen ist, in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Messung der Anzahl von Umdrehungen zu ändern.
In dem Steuersystem der drehenden elektrischen Maschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann die Schwellenänderungseinheit dazu konfiguriert sein, den Steuerungsumschaltungsmodulationsgrad auf einen Modulationsgrad für plötzliche Änderungsumschaltung, der größer ist als ein anfänglicher Umschaltungsmodulationsgrad, in Abhängigkeit von einer Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen zu ändern, wenn die gemessene Anzahl von Umdrehungen um einen vorab eingestellten Griffwert bzw. Haftreibungswert oder mehr abgenommen hat; und es kann die Schwellenänderungseinheit dazu konfiguriert sein, den Modulationsgrad der Steuerungsumschaltung auf den anfänglichen Umschaltungsmodulationsgrad festzulegen, wenn sich die gemessene Anzahl von Umdrehungen nicht um den voreingestellten bzw. vorab festgelegten Griffwert bzw. Haftreibungswert oder mehr verringert hat.
Ein Steuerverfahren einer drehenden elektrischen Maschine gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung enthält: Messen der Anzahl von Umdrehungen einer drehenden elektrischen Maschine je vorbestimmter Zeitperiode bzw. Zeitdauer; und Ändern einer Steuerungsumschaltungsschwelle, die für die Umschaltung einer Steuerbetriebsart der drehenden elektrischen Maschine zu verwenden ist, in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Messung der Anzahl von Umdrehungen.
In dem Steuerverfahren der drehenden elektrischen Maschine gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann die Steuerumschaltschwelle bzw. ein Steuerungsumschaltungsschwellenwert eine Steuerschaltphase bzw. Steuerumschaltphase in einer d-q-Ebene sein, die eine d-Achse und eine q-Achse aufweist, die sich rechtwinklig schneiden, und auf der sich ein Arbeitspunkt der drehenden elektrischen Maschine bewegt, wobei die Steuerungsumschaltungsphase für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehenden elektrischen Maschine von einer Rechteckwellen-Steuerbetriebsart auf eine Übermodulations-Steuerbetriebsart benutzt wird; und wobei dann, wenn die Steuerungsumschaltungsschwelle geändert wird, die Steuerumschaltungsphase, die für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehenden elektrischen Maschine von der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart auf die Übermodulations-Steuerbetriebsart benutzt wird, in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Messung der Anzahl von Umdrehungen geändert werden kann.
Das Steuerverfahren der drehenden elektrischen Maschine gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann weiterhin enthalten: Ändern der Steuerumschaltungsphase auf eine Umschaltungsphase für eine plötzliche Änderung, die auf einer Seite kleineren Winkels einer Strombefehlslinie liegt, die durch Verbinden von Strombefehlen gezeichnet ist, wenn ein Betrieb der drehenden elektrischen Maschine mittels Stromsteuerung befohlen ist, und die auf einer Seite größeren Winkels einer anfänglichen Schaltphase liegt, in Abhängigkeit von einer Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen, wenn die gemessene Anzahl von Umdrehungen um einen vorab festgelegten Griffwert bzw. Haftreibungswert oder mehr abgenommen hat; und Einstellen der Steuerungsumschaltungsphase auf die anfängliche Schaltphase, wenn die gemessene Anzahl von Umdrehungen nicht um den vorab festgelegten Griffwert bzw. Haftreibungswert oder mehr abgenommen hat.
Bei dem Steuerverfahren der drehenden elektrischen Maschine gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann die Steuerungsumschaltungsschwelle ein Steuerumschaltungsmodulationsgrad sein, der für das Schalten der Steuerbetriebsart der drehenden elektrischen Maschine von der Übermodulations-Steuerbetriebsart auf eine Sinuswellen-Pulsbreitenmodulations-(PWM)-Steuerbetriebsart benutzt wird, wobei das Steuerumschaltungsmodulationsmaß bzw. der Steuerumschaltungsmodulationsgrad ein Wert eines Modulationsgrads ist, der ein Verhältnis eines Effektivwerts einer Leitungs-zu-Leitungs-Spannung, d. h. einer an die drehende elektrische Maschine anzulegenden Spannung, zu einer Systemspannung, d. h. einer Gleichspannung eines Wechselrichters bzw. Inverters ist; und der Steuerungsumschaltungsmodulationsgrad, der für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehenden elektrischen Maschine von der Übermodulations-Steuerbetriebsart auf die Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart zu benutzen ist, wenn die Steuerungsumschaltungsschwelle geändert wird, in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Messung der Anzahl von Umdrehungen geändert werden kann.
Das Steuerverfahren der drehenden elektrischen Maschine gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann weiterhin enthalten: Ändern des Steuerungsumschaltungsmodulationsgrads auf einen Modulationsgrad für Umschaltung bei plötzlicher Änderung, der größer ist als ein anfänglicher Umschaltungsmodulationsgrad, in Abhängigkeit von einer Veränderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen, wenn die gemessene Anzahl von Umdrehungen um einen vorbestimmten Griffwert oder mehr abgenommen hat, und Festlegen des Steuerungsumschaltungsmodulationsgrads auf den anfänglichen Umschaltungsmodulationsgrad, wenn sich die gemessene Anzahl von Umdrehungen nicht um den vorab festgelegten Griffwert oder mehr verringert hat.
Bei dem Steuersystem und dem Steuerverfahren für die drehende elektrische Maschine gemäß der Erfindung ist es möglich, die Steuerbetriebsart rasch zu schalten bzw. umzuschalten, wenn die Anzahl von Umdrehungen der drehenden elektrischen Maschine plötzlich abfällt, indem eine Schwellenänderungseinheit dazu veranlasst wird, eine Steuerungsumschaltungsschwelle auf diejenige Seite zu ändern, bei der das Umschalten früher als normal ausgeführt wird. Damit ist es ermöglicht, das Fließen eines Überstroms durch die drehende elektrische Maschine effektiv zu verhindern, indem eine Spannung, die an die drehende elektrische Maschine angelegt ist, früher als normal verringert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Merkmale, Vorteile und technische sowie industrielle Bedeutung von als Beispiel dienenden Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und für die gilt:
1 stellt ein Diagramm dar, das eine Konfiguration eines Fahrzeugs veranschaulicht, das ein in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung stehendes und daran angebrachtes Steuersystem für eine drehende elektrische Maschine aufweist;
2 zeigt ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Steuereinrichtung bzw. Steuerung veranschaulicht, die in 1 gezeigt ist;
3 ist ein Diagramm für die Erläuterung der Umschaltung von Steuerbetriebsarten der drehenden elektrischen Maschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei eine Beziehung zwischen einem Drehmoment und einer Anzahl von Umdrehungen der drehenden elektrischen Maschine veranschaulicht ist;
4 ist ein Diagramm, das eine Strombefehlslinie bzw. Stromsolllinie, eine anfängliche Umschaltlinie und eine Umschaltlinie für plötzliche Änderung in einer d-q-Ebene in dem Fall des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
5 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen der drehenden elektrischen Maschine und einer Steuerschaltphase bzw. Steuerungsumschaltungsphase zeigt, die in der Steuereinrichtung in dem Fall des ersten Ausführungsbeispiels gespeichert ist;
6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Schaltverfahren bzw. Umschaltungsverfahren der Steuerbetriebsart der drehenden elektrischen Maschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
7 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Steuereinrichtung als einem Bestandteil des Steuersystems der drehenden elektrischen Maschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht;
8 ist ein Diagramm für die Erläuterung der Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehenden elektrischen Maschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei eine Beziehung zwischen einem Drehmoment und einer Anzahl von Umdrehungen der drehenden elektrischen Maschine veranschaulicht ist;
9 ist ein Diagramm, das einen Abschnitt A von 8 in einer vergrößerten Weise veranschaulicht;
10 ist ein Diagramm, das einen Modulationsgrad Ea für eine Umschaltung auf der spannungserhöhenden Seite, der für eine Umschaltung von einer Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart (PWM) auf eine Übermodulations-Steuerbetriebsart (OVM) benutzt wird, einen Modulationsgrad E0 für eine anfängliche Umschaltung auf einer spannungsverringernden Seite, der für eine Umschaltung von einer Übermodulations-Steuerbetriebsart auf eine Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart benutzt wird, und einen Modulationsgrad Ei für eine Umschaltung bei einer plötzlichen Änderung auf der spannungsverringernden Seite in dem Fall des zweiten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
11 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen der drehenden elektrischen Maschine und einem Steuerungsumschaltungsmodulationsgrad veranschaulicht, die in der Steuereinrichtung in dem Fall des zweiten Ausführungsbeispiels gespeichert ist; und
12 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Methode des Umschaltens einer Steuerbetriebsart der drehenden elektrischen Maschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Nachstehend werden als Beispiel dienende Ausführungsformen der Erfindung im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Auch wenn die nachstehende Beschreibung unter der Annahme getroffen ist, dass eine drehende elektrische Maschine ein Motor-Generator ist, der an einem Fahrzeug angebracht ist, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt und ist auch auf andere drehende elektrische Maschinen anwendbar, die nicht für den Einsatz bei Fahrzeugen gedacht sind. Weiterhin kann die drehende elektrische Maschine eine solche sein, die lediglich als ein Motor fungiert und die in einem elektrischen Kraftfahrzeug oder in einem elektrischen Brennstoffzellen-Fahrzeug benutzt wird. Weiterhin ist, auch wenn die nachfolgende Beschreibung eines Übergangszustands eines Fahrzeugs im Hinblick auf einen Übergang von einem Schlupfzustand zu einem Griffzustand bzw. Haftzustand erfolgt, die Erfindung nicht hierauf beschränkt und ist auch bei anderen Fällen anwendbar, solange bzw. sofern sich die Anzahl von Umdrehungen der drehenden elektrischen Maschine plötzlich ändert, was ein rasches Umschalten der Steuerbetriebsart der drehenden elektrischen Maschine erfordert. Beispielsweise kann die Erfindung auch dann anwendbar sein, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit aus anderen Gründen als einem Griff bzw. einer Haftung plötzlich abfällt.
Gleichartige Elemente sind hier mit gleichartigen Bezugszeichen in allen Zeichnungen versehen, und es wird deren redundante Beschreibung weggelassen. In der nachfolgenden Beschreibung werden die gleichen Bezugszeichen, die vorstehend verwendet wurden, benutzt werden, falls erforderlich.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 zeigt ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Fahrzeugs veranschaulicht, das ein Steuersystem 10 einer drehenden elektrischen Maschine aufweist, das an ihm angebracht ist. Dieses Fahrzeug ist ein Hybridfahrzeug, das dazu ausgelegt ist, als seine Traktionskraftquelle entweder eine Maschine 12 oder einen zweiten Motorgenerator (MG2) 14, d. h. einen Traktionsmotor, oder sowohl die Maschine 12 als auch den zweiten Motorgenerator 14 zu verwenden.
Das Fahrzeug weist einen Motor 12, eine Batterie 16, einen ersten Motorgenerator (MG1) 18 und einen zweiten Motorgenerator (MG2) 14 auf. Das Fahrzeug hat weiterhin einen ersten Inverter bzw. Wechselrichter 20, der zwischen die Batterie 16 und den ersten Motorgenerator 18 geschaltet ist, und einen zweiten Inverter bzw. Wechselrichter 22, der zwischen die Batterie 16 und den zweiten Motorgenerator 14 geschaltet ist. Das Fahrzeug verfügt weiterhin über einen Kraftverteilungsmechanismus 24 für die Verteilung von Energie bzw. Kraft zwischen der Maschine 12 und den Motorgeneratoren 14, 18, ein Getriebe 26, das zwischen dem Kraftverteilungsmechanismus 24 und dem zweiten Motorgenerator 14 vorgesehen ist, und eine Achse bzw. Welle 30 für die Aufnahme von Kraft bzw. Energie von dem Getriebe 26 und der Übertragung der empfangenen Energie auf Räder 28. Das Fahrzeug weist ein Steuersystem 10 einer bzw. für eine drehende elektrische Maschine auf, das die Maschine 12, die Motorgeneratoren 14, 18, die Wechselrichter 20, 22, die Batterie 16 und eine Steuerung bzw. Steuereinrichtung 32 enthält.
Die Motorgeneratoren 14, 18 sind drehende bzw. drehbare elektrische Maschinen mit drei Phasen des synchronen Typs, von denen jede als ein Motor fungiert, wenn sie mit Energie von der Batterie 16 gespeist wird, und als ein elektrischer Generator fungiert, wenn sie durch die Maschine 12 angetrieben wird oder wenn das Fahrzeug gebremst wird. Auch wenn der erste Motorgenerator 18 grundsätzlich als ein elektrischer Generator benutzt wird, der durch die Maschine 12 angetrieben wird, wird er in manchen Fällen auch als ein Motor benutzt. Generierte Energie wird zu der Batterie 16 über den ersten Wechselrichter 20 gespeist. Ein Wandler für die Durchführung einer Spannungsumwandlung kann zwischen die Batterie 16 und den ersten Wechselrichter 20 geschaltet sein. Auch wenn der zweite Motorgenerator 14 grundsätzlich als ein Motor verwendet wird, wird er in manchen Fällen als ein elektrischer Generator benutzt.
Jeder der Wechselrichter 20, 22 enthält eine Mehrzahl von Schaltelementen wie etwa Transistoren, oder IGBTs, und es wird das Schalten durch die Steuereinrichtung 32 gesteuert. Die Wechselrichter 20, 22 wandeln eine Gleichspannung (DC-Spannung, ”direct current voltage”), die von der Batterie 16 zugeführt wird, in eine Wechselspannung (”AC voltage”, ”alternating current voltage”) mit drei Phasen um und geben die dreiphasige Wechselspannung an einen entsprechenden Motorgenerator 18 (oder den Motorgenerator 14) ab. Wenn das Fahrzeug gebremst wird, wird die dreiphasige Wechselspannung, die von dem zweiten Motorgenerator 14 an den zweiten Wechselrichter 22 abgegeben wird, durch den zweiten Wechselrichter 22 in eine Gleichspannung umgewandelt, und es wird diese Gleichspannung zu der Batterie 16 gespeist, um die Batterie 16 zu laden. Der erste Motorgenerator 18 wird durch die Maschine 12 angetrieben, wodurch die Wechselspannung mit drei Phasen, die durch den ersten Motorgenerator 18 ausgegeben wird, in eine Gleichspannung durch den ersten Wechselrichter 20 umgewandelt wird, und es wird diese Gleichspannung zu der Batterie 16 gespeist, um die Batterie 16 zu laden.
Die Steuereinrichtung 32 steuert den Betrieb von verschiedenen Elementen einschließlich der Wechselrichter 20, 22 und der Maschine 12. Die Steuereinrichtung 32 kann beispielsweise durch einen im Fahrzeug befindlichen Computer gebildet sein. Auch wenn die Steuereinrichtung 32 durch einen einzelnen Computer gebildet sein kann, kann sie ebenfalls dadurch aufgebaut sein, dass eine Mehrzahl von Computern mit Kabeln oder dgl. verbunden werden. Als ein Beispiel kann die Steuereinrichtung 32 in eine Motorsteuereinrichtung für die Steuerung des Betriebs der Motorgeneratoren 14, 18, eine Maschinensteuereinrichtung für die Steuerung des Betriebs der Maschine 12, und eine integrierte Steuereinrichtung für die Steuerung der gesamten Arbeitsvorgänge in einer integrierten Weise unterteilt sein. Das Steuersystem 10 der drehbaren elektrischen Maschine ist mit Drehzahlsensoren 34, 36 versehen, die Geräte zum Messen der Anzahl von Umdrehungen je vorbestimmter Zeitperiode bzw. Zeitdauer der Motorgeneratoren 14 bzw. 18 sind. Die vorbestimmte Zeitdauer kann beispielsweise 10 ms sein. Erfassungswerte der Drehzahlsensoren 34, 36 werden in die Steuereinrichtung 32 eingegeben. Anstelle von Drehzahlsensoren 34, 36 können Drehwinkelsensoren für die Erfassung von Drehwinkeln der Motorgeneratoren 14, 18 vorgesehen sein, so dass Erfassungswerte der Drehwinkelsensoren in die Steuereinrichtung 32 eingespeist werden. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung 32 weiterhin mit einer Drehzahlberechnungseinheit versehen sein, die die Anzahl von Umdrehungen von jedem der Motorgeneratoren 14, 18 je vorbestimmter Zeitdauer auf der Basis der Erfassungswerte der Drehwinkelsensoren berechnet, und es kann die Drehzahlmesseinrichtung aus dieser Drehzahlberechnungseinheit und Drehwinkelsensoren zusammengesetzt sein.
2 zeigt funktionale Abschnitte eines Teils der Steuereinrichtung 32, welcher Teil den Motor steuert. Genauer gesagt, enthält die Steuereinrichtung 32 eine Sinuswellen-PWM-Steuereinheit 38, eine Übermodulations-Steuereinheit 40, eine Rechteckwellen-Steuereinheit 42, eine Phasenmodus-Umschalteinheit 44 und eine Modulationsmodus-Schalteinheit 46. Auch wenn die Steuereinrichtung 32 beide Motorgeneratoren 14, 18 (siehe 1) steuert, ist die nachfolgende Beschreibung aus Gründen der Vereinfachung im Hinblick auf den Fall getroffen, bei dem die Steuereinrichtung 32 den zweiten Motorgenerator 14 (im Folgenden manchmal einfach als die ”drehbare elektrische Maschine 14” bezeichnet) steuert. Die Steuerung des zweiten Motorgenerators 14, die nachstehend beschrieben ist, kann bei der Steuerung sowohl des zweiten Motorgenerators 14 als auch des ersten Motorgenerators 18 angewendet werden, und ebenso auch bei der Steuerung lediglich des ersten Motorgenerators 18.
Die Sinuswellen-PWM-Steuereinheit 38 steuert die drehbare elektrische Maschine 14 mithilfe einer Sinuswellen-PWM-Steuerung. Die Übermodulations-Steuereinheit 40 steuert die drehbare elektrische Maschine 14 mithilfe einer Übermodulationssteuerung. Die Rechteckwellen-Steuereinheit 42 steuert die drehbare elektrische Maschine 14 mittels einer Rechteckwellen-Steuerung.
Die Phasenmodus-Schalteinheit 44 schaltet die Steuermethode oder die Steuerbetriebsart für die Steuerung der drehbaren elektrischen Maschine 14 von der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart auf die Übermodulations-Steuerbetriebsart auf der Basis eines Arbeitspunkts der drehbaren elektrischen Maschine 14 in der d-q-Ebene um. Die d-q-Ebene, wie sie hier verwendet wird, dient für die Definierung eines Arbeitspunkts der drehbaren elektrischen Maschine 14 durch die d-Achse und die q-Achse, die sich gegenseitig rechtwinklig schneiden, wie dies in der später beschriebenen 4 gezeigt ist. Als ein Beispiel kann die d-Achse eine d-Achsen-Stromachse (Id-Achse) oder eine d-Achsen-Spannungsachse (Vd-Achse) sein, wohingegen die q-Achse eine q-Achsen-Stromachse (Iq-Achse) oder eine q-Achsen-Spannungsachse (Vd-Achse) sein kann, die sich rechtwinklig mit der Id-Achse oder der Vd-Achse schneiden. Zudem definiert die Steuereinrichtung 32 als eine Strombefehlslinie bzw. Stromsolllinie L1 in der d-q-Ebene eine charakteristische Linie maximaler Effizienz, die durch Verbinden eines Satzes von Strömen, die aus einem d-Achsen-Strom und einem q-Achsen-Strom bestehen, gezeichnet ist, die einen Betrieb bei einer maximalen Effizienz bzw. maximalen Wirkungsgrad erlauben, wenn die drehbare elektrische Maschine 14 stromgesteuert wird.
Die Phasenmodus-Umschalteinheit 44 weist eine Funktion des Schaltens bzw. Umschaltens von der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart auf die Übermodulations-Steuerbetriebsart auf, wenn der Arbeitspunkt der drehbaren elektrischen Maschine 14 in einem maximalen Spannungskreis (nicht gezeigt), der an dem Ursprung O in der d-q-Ebene zentriert ist, über eine anfängliche Schaltlinie bzw. Umschaltlinie L0 hinausgeht, die eine anfängliche Umschaltphasendifferenz β1 (siehe 4) aufweist, die in der durch den Pfeil α in 4 angezeigten Richtung voreingestellt ist, d. h. auf die Seite kleineren Winkels der Strombefehlslinie bzw. Stromsolllinie L1.
Die Modulationsmodus- bzw. Modulationsbetriebsart-Umschalteinheit 46 schaltet die Steuerbetriebsart zwischen der Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart, der Übermodulations-Steuerbetriebsart und der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart auf der Grundlage eines Modulationsgrads E um. Der Modulationsgrad (= Modulationsfaktor) E ist ein Verhältnis (J/VH) eines Effektivwerts J einer Leitung-zu-Leitung-Spannung, d. h. einer an die drehbare elektrische Maschine 14 angelegten Spannung, zu der Systemspannung VH, d. h. der Gleichspannung des Wechselrichters 22. Der Effektivwert bzw. effektive Wert J der Leitung-zu-Leitung-Spannung der drehbaren elektrischen Maschine 14 kann unter Verwendung eines d-Achsen-Spannungsbefehlswerts Vd* und eines q-Achsen-Spannungsbefehlswerts Vq* anhand der Formel erhalten werden: J = {(Vd*)² + (Vq*)²}^1/2. Der Modulationsgrad E kann daher gemäß der Formel erhalten werden: der Modulationsgrad E = [{(Vd*)² + (Vq*)²}^1/2]/VH. Die PWM-Steuerbetriebsart wird ausgeführt, bis der Modulationsgrad E zu 0,61 wird, und die Steuerbetriebsart auf die Übermodulations-Steuerbetriebsart umgeschaltet, sobald der Modulationsgrad E den Wert 0,61 übersteigt. Wenn der Modulationsgrad E 0,78 erreicht, wird die Rechteckwellen-Steuerbetriebsart eingesetzt.
Die PWM-Steuerbetriebsart und die Übermodulations-Steuerbetriebsart stellen eine Stromrückkopplungssteuerung dar, bei der ein PWM-Signal an die drehbare elektrische Maschine 14 durch Vergleichen eines Spannungsbefehlswerts und eines Trägers ausgegeben wird. Auf der anderen Seite stellt die Rechteckwellen-Steuerbetriebsart eine Steuerung dar, bei der eine Einzelimpuls-Umschaltwellenform in Abhängigkeit von einem elektrischen Winkel an die drehbare elektrische Maschine 14 ausgegeben wird. Bei dieser Steuerung ist die Spannungsamplitude auf einen maximalen Wert festgelegt, und es wird das Drehmoment durch Steuern der Phase in rückgekoppelter Weise gesteuert.
3 zeigt ein Diagramm für die Erläuterung, wie die Steuerbetriebsart in Abhängigkeit von dem Arbeitspunkt der drehbaren elektrischen Maschine 14 ausgewählt wird. In diesem Diagramm ist auf der Abszissenachse die Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 angegeben, während die Koordinatenachse das Drehmoment angibt und die charakteristische Linie bzw. Kennlinie maximalen Drehmoments gezeigt ist. Das Diagramm veranschaulicht, welche Steuerbetriebsart in jeder Arbeitsregion im Inneren bzw. innerhalb der charakteristischen Linie maximalen Drehmoments eingesetzt wird. Wie in 3 gezeigt ist, ist die Arbeitsregion der Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart auf die Seite kleinerer Drehzahl gesetzt bzw. festgelegt, wohingegen die Arbeitsregion bzw. Betriebsregion der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart auf die Seite höherer Drehzahl gesetzt bzw. festgelegt ist und die Arbeits- bzw. Betriebsregion der Übermodulations-Steuerbetriebsart zwischen diesen gesetzt bzw. angeordnet ist.
Als Nächstes wird das Umschalten zwischen diesen drei Steuerbetriebsarten beschrieben. Wie in 3 gezeigt ist, wird die Steuerbetriebsart in Abhängigkeit von einem Zustand bzw. Status des Arbeitspunkts der drehbaren elektrischen Maschine 14 umgeschaltet, der durch die Anzahl von Umdrehungen und das Drehmoment bestimmt ist. Wenn sich die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl und das Drehmoment allmählich vergrößern, wird die Steuerbetriebsart von der Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart auf die Übermodulations-Steuerbetriebsart, und danach von der Übermodulations-Steuerbetriebsart auf die Rechteckwellen-Steuerbetriebsart umgeschaltet. In diesem Fall kann die Steuerbetriebsart in Abhängigkeit von dem Modulationsgrad E umgeschaltet werden, wie dies nachstehend beschrieben ist. Genauer gesagt, wird die Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart eingesetzt, wenn der Modulationsgrad E 0,61 oder weniger beträgt, wohingegen die Übermodulations-Steuerbetriebsart benutzt wird, wenn der Modulationsgrad E zwischen 0,61 und 0,78 liegt, und es wird die Steuerbetriebsart auf die Rechteckwellen-Steuerbetriebsart umgeschaltet, wenn der Modulationsgrad E 0,78 erreicht.
Wenn die Steuerbetriebsart in einer Sequenz bzw. Reihenfolge, die umgekehrt zu der vorstehend beschriebenen Reihenfolge ist, umgeschaltet wird, kann ebenfalls der Modulationsgrad E verwendet werden. Allerdings wird das Umschalten von der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart auf die Übermodulations-Steuerbetriebsart wie in dem Fall des Übergangs von dem Punkt P1 zu dem Punkt P2 in 3 ausgeführt, indem eine Umschaltzeitgabe auf der Basis einer Phase eines aktuellen Stroms gegenüber beispielsweise einem Strombefehl bzw. Stromsollwert bestimmt wird, da die Amplitude eines Spannungsbefehls bzw. Spannungssollwerts in der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart festgelegt bzw. fixiert ist.
4 zeigt ein Diagramm für die Erläuterung von Umschaltlinien für die Umschaltung von der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart auf die Übermodulations-Steuerbetriebsart. Diese Schaltlinien bzw. Umschaltlinien sind hier in einer d-q-Ebene gezeigt, die durch die d-Achse und die q-Achse definiert ist, die bei einer Vektorsteuerung der drehbaren elektrischen Maschine 14 verwendet wird. In der Vektorsteuerung, die für drehbare elektrische Maschinen des synchronen Typs mit drei Phasen benutzt wird, ist eine Richtung eines magnetischen Flusses, der durch den magnetischen Pol eines Rotors generiert wird, als eine d-Achse definiert, und es ist eine Achse, die orthogonal zu der d-Achse verläuft, als eine q-Achse definiert.
Wenn ein d-Achsen-Strom mit Id bezeichnet ist und ein q-Achsen-Strom mit Iq bezeichnet ist, ist ein Absolutwert Ia des Stromvektors durch die Formel: Ia = (Id² + Iq²)^1/2 repräsentiert, wohingegen die Stromphase β durch die Formel: β = tan^–1(Iq/Id) repräsentiert ist. In diesem Fall wird das Drehmoment τ durch die Formel: τ = pψIa × sinβ + (1/2) × p(Ld – Lq)Ia² × sin2β erhalten. In dieser Formel bezeichnet p die Anzahl von Polen der drehbaren elektrischen Maschine 14, ψ bezeichnet eine Konstante der gegenelektromotorischen Kraft, und Ld und Lq bezeichnen jeweils eine d-Achsen-Induktanz bzw. eine q-Achsen-Induktanz. Das Drehmoment τ kann daher durch die Stromphase β, d. h. eine Phase zwischen der d-Achsen-Stromkomponente und der q-Achsen-Stromkomponente, gesteuert werden.
Die Stromphase β, die ein maximales Drehmoment bereitstellt, kann anhand der folgenden Formel erhalten werden: β = cos^–1{[–ψ + {ψ² – 8(Ld – Lq)²}^1/2]/4(Ld – Lq)Ia}. Die Kennlinie maximaler Effizienz, an der die drehbare elektrische Maschine 14 mit einer maximalen Effizienz bzw. einem maximalen Wirkungsgrad betrieben werden kann, kann dadurch erhalten werden, dass, falls erforderlich, geeignete Korrekturen bei der relationalen Formel, die durch diese Berechnung erhalten wird, ausgeführt werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Kennlinie maximaler Effizienz auf die Strombefehlslinie bzw. Stromsolllinie L1 festgelegt, und es sind Schaltlinien L0, Li auf die Seite kleineren Winkels der Stromsolllinie L1 eingestellt. Der Grund, weshalb die Schaltlinien L0, Li auf die Seite kleineren Winkels der Stromsolllinie L1 festgelegt sind, besteht darin, dass dann, wenn die Schaltlinien bzw. Umschaltlinien L0, Li auf die Seite größeren Winkels der Stromsolllinie L1 oder auf die gleiche Phase eingestellt wären, Schwankungen (”chattering”) bei der Steuerung während der Betriebsartumschaltung auftreten können, was zu Störungen bei dem Strom führt. Genauer gesagt wird sich die Stromphase der drehbaren elektrischen Maschine 14 dann, wenn die drehbare elektrische Maschine 14 während der Rechteckwellen-Steuerung in Richtung niedriger Drehzahl verschoben wird, auf dem Kreis maximaler Spannung von der Seite größeren Winkels zu der Seite kleineren Winkels in Richtung zu der Stromsolllinie L1 bewegen. Sobald die Stromphase über die Spannungssolllinie L1 hinausgeht und die Schaltlinie bzw. Umschaltlinie L0 (oder Li) erreicht, wird der Steuermodus bzw. die Steuerbetriebsart von der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart auf die Übermodulations-Steuerbetriebsart umgeschaltet. Die Stromsolllinie L1 ist eine Linie, die dadurch gezeichnet ist, dass Strombefehle bzw. Stromsollwerte verbunden werden, wenn ein Betrieb der drehbaren elektrischen Maschine 14 mithilfe einer Stromsteuerung befohlen wird. Die Stromsolllinie L1 kann auf eine andere Linie als die charakteristische Linie bzw. Kennlinie maximaler Effizienz eingestellt bzw. festgelegt werden.
Wenn die drehbare elektrische Maschine 14 aktiviert wird und sich die Drehzahl von einem Zustand mit niedriger Drehzahl und niedrigem Drehmoment vergrößert, so dass das Drehmoment und die Anzahl von Umdrehungen erhöht werden, wird ein Strombefehl bzw. Stromsollwert auf der Strombefehlslinie L1 unter Einsatz der Sinuswellen-PWM-Steuerung ausgeführt. In einem Bereich mittlerer Drehzahlen wird die Steuerbetriebsart auf die Übermodulationssteuerung umgeschaltet, wenn der Modulationsgrad 0,61 übersteigt, oder auf einen Modulationsgrad auf der höheren Spannungsseite, der vorab auf 0,6 oder mehr eingestellt ist, und es wird ein Strombefehl auf bzw. entlang der Stromsolllinie L1 unter Einsatz der Übermodulationssteuerung ausgeführt. Wenn die Drehzahl und das Drehmoment weiter vergrößert werden und der Modulationsgrad 0,78 erreicht, wird die Steuerbetriebsart auf die Rechteckwellen-Steuerbetriebsart umgeschaltet. Auf diese Weise wird das Drehmoment durch Spannungsphasenwinkel auf einem Kreis maximaler Spannung (nicht gezeigt) gesteuert, der bei dem Ursprung O zentriert ist. Als ein Beispiel wird das Drehmoment so gesteuert, dass sich die Spannungsphase von der Stromsolllinie zu der Seite größeren Winkels (zu der Seite, die entgegengesetzt zu der Richtung ist, die durch den Pfeil α in 4 angezeigt ist) wegbewegt. Dies bedeutet, dass das Drehmoment in diesem Fall durch die Rechteckwellen-Steuerung, d. h. eine Spannungsphasensteuerung, gesteuert wird. Bei der Rechteckwellen-Steuerung kann das Drehmoment auch dadurch gesteuert werden, dass die Phase geändert wird, wobei der Arbeitspunkt aus dem Kreis maximaler Spannung herausbewegt wird.
Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel weist die Phasenmodus-Schalteinheit 44 eine Schwellenänderungseinheit 48 auf, wie es in 2 gezeigt ist. Die Schwellenänderungseinheit 48 ändert die Steuerungsumschaltphase als eine Steuerungsumschaltschwelle, die für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine 14 in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Messung der Anzahl von Umdrehungen je vorbestimmter Zeitperiode bzw. Zeiteinheit benutzt wird, das durch eine Drehzahlmesseinrichtung wie etwa den Drehzahlsensor 34 gemessen ist. Der Ausdruck ”Steuerumschaltphase”, wie er hier verwendet wird, bedeutet einen Phasenwinkel, der an den Steuerumschaltlinien L0, Li auf der Seite kleineren Winkels mit Bezug zu der Stromsolllinie L1 in der d-q-Ebene von 4 gebildet ist. Die Steuerumschaltlinien L0, Li werden für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine 14 von dem Rechteckwellen-Steuermodus bzw. der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart auf die Übermodulations-Steuerbetriebsart verwendet. Als Beispiel ändert die Schwellenänderungseinheit 48 dann, wenn die Anzahl von Umdrehungen je vorbestimmter Zeitperiode der drehbaren elektrischen Maschine 14 rapide abfällt, wie beispielsweise wenn das Fahrzeug aus einem Schlupfzustand in einen Griffzustand bzw. Haftreibungszustand gelangt, die Umschaltlinie von der voreingestellten anfänglichen Umschaltlinie L0 auf die Umschaltlinie Li für plötzliche Änderung, wie es durch den Pfeil γ in 4 angezeigt ist, falls sich die Anzahl von Umdrehungen je vorbestimmter Zeitperiode der drehbaren elektrischen Maschine 14, die durch die Drehzahlmesseinrichtung gemessen ist, um einen voreingestellten Griffwert bzw. Haftreibungswert (ein Wert, der anzeigt, dass Räder gegriffen haben) oder mehr verringert. Die anfängliche Umschaltlinie L0 weist eine anfängliche Schaltphase β1 auf der Seite kleineren Winkels mit Bezug zu der Strombefehlslinie L1 auf. Die Umschaltlinie Li für plötzliche Änderung weist eine Schaltphase β2 für plötzliche Änderung auf der Seite kleineren Winkels mit Bezug zu der Strombefehlslinie L1 auf. Die Umschaltlinie Li für plötzliche Änderung ist auf die Seite kleineren Winkels der Strombefehlslinie L1, jedoch auf die Seite größeren Winkels der anfänglichen Schaltlinie L0 festgelegt.
Eine derartige Umschaltlinie Li für plötzliche Änderung kann in mehrfacher Anzahl in Abhängigkeit von Änderungen der Anzahl von Umdrehungen je vorbestimmter Zeitperiode der drehbaren elektrischen Maschine 14 festgelegt werden bzw. sein. Genauer gesagt, ändert die Schwellenänderungseinheit 48 dann, wenn die gemessene Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 um einen vorbestimmten bzw. vorab eingestellten Griffwert oder mehr abgenommen hat, die Steuerumschaltlinie entsprechend einer Änderung in der Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 auf eine Umschaltlinie Li für plötzliche Änderung, die auf der Seite kleineren Winkels der Strombefehlslinie L1 und auf der Seite größeren Winkels der anfänglichen Schaltlinie L0 liegt. Die Steuerumschaltphase der Steuerumschaltlinie wird daher auf die Umschaltphase β2 für plötzliche Änderung in Abhängigkeit von der Variation hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 umgeschaltet.
Wenn die gemessene Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 nicht um den vorbestimmten Griffwert oder mehr abgenommen hat, legt die Schwellenänderungseinheit 48 die Steuerumschaltlinie auf die anfängliche Umschaltlinie L0 fest. Dies bedeutet, dass die Steuerumschaltphase auf die anfängliche Umschaltphase β1 eingestellt ist bzw. wird.
5 zeigt ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Steuerumschaltphase und einer Variation hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 zeigt, die in einer Speichereinheit der Steuereinrichtung 32 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gespeichert ist. In 5 bedeutet die ”Variation hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen” eine Veränderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen je vorbestimmter Zeitperiode der drehbaren elektrischen Maschine 14 während der Rechteckwellen-Steuerung. Die ”Umschaltphase” ist eine Phase auf der Seite kleineren Winkels der Steuerumschaltlinie mit Bezug zu der Strombefehlslinie bzw. Stromsolllinie L1 entsprechend der Änderung in der Anzahl von Umdrehungen. Genauer gesagt, entspricht die Phase a⁰ der anfänglichen Schaltphase β1 (4), und es entsprechen die Phasen b⁰, c⁰, d⁰ der Umschaltphase β2 für plötzliche Änderung (4). Die Werte von a bis d sind derart festgelegt, dass a > b > c > d gilt. 5 zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen Änderungen hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen und der Schaltphase lediglich für illustrative Zwecke, und es kann ein anderes Beispiel verwendet werden.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm, das eine Methode des Umschaltens der Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine 14 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt. Zunächst misst eine Drehzahlmesseinheit in einem Schritt S10 (im Folgenden wird ”Schritt S” als ”S” die Anzahl von Umdrehungen je vorbestimmter Zeitperiode bzw. Zeiteinheit der drehbaren elektrischen Maschine 14. Nachfolgend wird eine Variation bzw. Änderung in der Anzahl von Umdrehungen je vorbestimmter Zeitperiode berechnet (S12). Wenn die berechnete Anzahl von Umdrehungen um einen vorbestimmten Griffwert oder mehr bei S14 abgenommen hat (beispielsweise liegt der absolute Wert der Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen je vorbestimmter Zeitperiode in 5 bei 50 oder mehr), schreitet das Verfahren zu S16 weiter.
In S16 wird die Steuerumschaltlinie auf eine aus der Mehrzahl von Umschaltlinien Li für plötzliche Änderung in Abhängigkeit von der Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 geändert. Daher wird die Steuerungsumschaltphase der Steuerumschaltlinie auf eine entsprechende Umschaltphase β2 für plötzliche Änderung in Abhängigkeit von der Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen umgeschaltet. In diesem Fall sind Kartendaten bzw. Tabellendaten, die die vorstehend erwähnte Beziehung zwischen Änderungen hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen und der Schaltphase, wie in 5 gezeigt, repräsentieren, vorab in der Steuereinrichtung 32 gespeichert, und es ändert die Steuereinrichtung 32 die Steuerumschaltlinie mit Bezug zu diesen Kartendaten bzw. Tabellendaten.
Falls im Unterschied hierzu die berechnete Anzahl von Umdrehungen nicht um den vorab festgelegten Griffwert oder mehr bei S14 abgenommen hat (beispielsweise beträgt in 5 der absolute Wert der Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen je vorbestimmter Zeitdauer 50 oder mehr), schreitet das Verfahren zu S18 weiter. In S18 wird die Steuerumschaltlinie auf die anfängliche Umschaltlinie L0 eingestellt. Daher wird die Steuerumschaltphase auf die anfängliche Umschaltphase β1, d. h. auf einen Vorgabewert, eingestellt.
Mit einem solchen Steuersystem 10 für eine drehbare elektrische Maschine, wie es vorstehend beschrieben ist, ist es möglich, die Steuerbetriebsart zu dem Zeitpunkt einer plötzlichen Abnahme hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 rasch umzuschalten, indem die Schwellenänderungseinheit 48 dazu veranlasst wird, den Steuerumschaltschwellenwert auf die Seite bzw. in die Richtung zu ändern, bei der ein früheres Umschalten zugelassen wird, wenn die Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 rapide abfällt. Es ist damit möglich, effektiv zu verhindern, dass ein Überstrom durch die drehbare elektrische Maschine 14 fließt, indem die Spannung, die an die drehbare elektrische Maschine 14 anzulegen ist, früher als normal verringert wird, wenn die Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 rasch abfällt, wie etwa dann, wenn sich das Fahrzeug, das die an ihm montierte drehbare elektrische Maschine 14 aufweist, aus einem Schlupfzustand in einen Griffzustand bzw. Haftreibungszustand verschiebt.
Die Schwellenänderungseinheit 48 ändert weiterhin die Steuerumschaltphase, die für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine 14 von der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart auf die Übermodulations-Steuerbetriebsart benutzt wird, in Abhängigkeit von einem Ergebnis einer Messung der Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14. Wenn die gemessene Anzahl von Umdrehungen um den vorab festgelegten Griffwert oder mehr abgenommen hat, ändert die Schwellenänderungseinheit 48 die Steuerumschaltphase in Abhängigkeit von bzw. Entsprechung mit der Variation hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen auf die Umschaltphase β2 für plötzliche Änderung bei der Umschaltlinie Li für plötzliche Änderung, die sich auf der Seite kleineren Winkels der Strombefehlslinie bzw. Stromsolllinie L1 und der Seite größeren Winkels der anfänglichen Umschaltlinie L0 befindet, die die anfängliche Umschaltphase β1 aufweist. Wenn die gemessene Anzahl von Umdrehungen nicht um den vorbestimmten Griffwert oder mehr abgenommen hat, legt die Schwellenänderungseinheit 48 die Steuerumschaltphase auf die anfängliche Umschaltphase β1 fest. Anders ausgedrückt, wird in Übereinstimmung mit bzw. Abhängigkeit von einer Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 die Phasendifferenz β1 zwischen der Stromsolllinie L1 und der anfänglichen Schaltlinie L0, die einer Hysteresebreite für die Verhinderung von Schwankungen der Steuerung entspricht, auf die Phasendifferenz β2 zwischen der Stromsolllinie L1 und der Solllinie Li für plötzliche Änderung umgeschaltet, um hierdurch die Steuerumschaltphase zu verringern, wenn die Anzahl von Umdrehungen rasch bzw. rapid abfällt. Dies bietet den gleichen Effekt wie die Reduzierung der Hysteresebreite. Als ein Ergebnis kann die Spannung, die an die drehbare elektrische Maschine 14 angelegt ist, dann, wenn die Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 während der Ausführung der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart rasch abfällt, früher als normal verringert werden, und es kann das Fließen eines Überstroms durch die drehbare elektrische Maschine 14 effektiv unterdrückt werden.
Bei der vorstehenden Beschreibung wird bestimmt bzw. ermittelt, ob die Steuerumschaltungsphase zu ändern ist oder nicht, und zwar abhängig davon, ob eine Größe einer Verringerung der Anzahl von Umdrehungen je vorbestimmter Zeitperiode der drehbaren elektrischen Maschine 14 zu dem Griffwert bzw. Haftreibungswert oder mehr wird. Allerdings ist es auch möglich, das Auftreten eines Schlupfes anstelle des Auftretens eines Griffs bzw. einer Haftung als eine Bedingung für die Änderung der Steuerumschaltphase zu verwenden. Genauer gesagt, kann bestimmt bzw. ermittelt werden, dass ein Schlupf bzw. Durchdrehen des Fahrzeugs aufgetreten ist, wenn sich die Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 je vorbestimmter Zeitperiode rasch auf bzw. um einen vorbestimmten Wert oder mehr erhöht hat, und es kann die Steuerumschaltphase demgemäß geändert werden. Der Grund dafür, dass die Erfassung eines Schlupfes anstelle der Erfassung eines Griffs bzw. einer Haftung benutzt werden kann, besteht darin, dass ein Griff bzw. eine Haftung unabdingbar auf das Auftreten eines Schlupfes bzw. Durchdrehens hin auftritt. Daher kann das Auftreten eines Schlupfes oder das Auftreten eines Griffs bzw. einer Haftung bestimmt bzw. ermittelt werden, indem ein absoluter Wert der Veränderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen anstelle der Benutzung eines Verringerungsausmaßes der Anzahl von Umdrehungen verwendet wird.
Weiterhin kann anstelle einer Änderung der Phasendifferenz zwischen der anfänglichen Schaltlinie L0 und der Steuerschaltlinie bzw. Steuerumschaltlinie, die der Hysteresebreite in Abhängigkeit von der Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 entspricht, wie vorstehend beschrieben, die Schwellenänderungseinheit 48 derart konfiguriert sein, dass die Phasendifferenz zwischen der anfänglichen Umschaltlinie L0 und der Steuerschaltlinie bzw. der Steuerumschaltlinie in Abhängigkeit von der Änderung hinsichtlich des Drehmoments, des Stroms oder der Spannung geändert wird, wenn eine plötzliche Änderung hinsichtlich des Drehmoments, des Stroms oder der Spannung auftritt, die an die drehbare elektrische Maschine anzulegen ist. Dies liegt darin begründet, dass eine Änderung in der Spannung oder eine plötzliche Änderung im Drehmoment oder Strom auftritt, wenn das Fahrzeug in einen Griffzustand bzw. Haftungszustand oder einen Schlupfzustand gebracht ist bzw. wird.
Weiterhin ist es auch möglich, die Steuerumschaltphase in Abhängigkeit mit einer Veränderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen oder dgl. exklusiv für einen hohen Drehzahlbereich zu schalten, in dem eine plötzliche Umschaltung der Steuerbetriebsart von der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart auf die Übermodulations-Steuerbetriebsart zu einer Vergrößerung des Stroms führen könnte.
Weiterhin kann anstelle der Gewinnung bzw. Ermittlung einer Steuerumschaltphase anhand der Tabellendaten eine entsprechende Steuerumschaltphase auf der Basis einer Variation hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen berechnet werden, indem ein relationaler Ausdruck bzw. eine Beziehung (beispielsweise ein relationaler Ausdruck unter Verwendung einer Proportion) verwendet wird, die bzw. der vorab in der Steuereinrichtung 32 gespeichert ist.
Zweites Ausführungsbeispiel
Die 7 bis 12 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. 7 ist ein Blockschaltbild, das eine Konfiguration einer Steuereinrichtung 32 veranschaulicht, die ein Teil eines Steuersystems 10 (1) einer drehbaren elektrischen Maschine in Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel bildet. 8 ist ein Diagramm für die Erläuterung des Schaltens bzw. Umschaltens einer Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine in dem Steuersystem 10 der drehbaren elektrischen Maschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, und zeigt eine Beziehung zwischen einem Drehmoment und der Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine. 9 ist ein Diagramm, das einen Abschnitt A der 8 in einer vergrößerten Weise veranschaulicht. Auch wenn die nachfolgende Beschreibung ähnlich wie die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels im Hinblick auf einen Fall gegeben ist, bei dem ein zweiter Motorgenerator 14 (im Folgenden manchmal auch vereinfacht als die ”drehbare elektrische Maschine 14” bezeichnet) (1) gesteuert wird, ist die Steuerung des zweiten Motorgenerators 14, die nachstehend beschrieben ist, auf die Steuerung sowohl des zweiten Motorgenerators 14 als auch des ersten Motorgenerators 18 (1) beiderseits anwendbar, und auch auf die Steuerung des ersten Motorgenerators 18 allein anwendbar.
Die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels ist anhand einer Konfiguration vorgestellt worden, bei der die Rechteckwellensteuerung auf die Übermodulationssteuerung früher als normal umgeschaltet wird, um hierdurch die Probleme zu beseitigen, die auftreten können, wenn die Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 plötzlich geändert wird, während die drehende bzw. drehbare elektrische Maschine 14 durch die Rechteckwellensteuerung gesteuert wird. Allerdings können diese Probleme auch dann auftreten, wenn die Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 plötzlich geändert wird, während die drehbare elektrische Maschine 14 durch die Übermodulationssteuerung gesteuert wird, und sich das Fahrzeug aus einem Schlupfzustand in einen Griff- bzw. Haftungszustand verschiebt. Dieses zweite Ausführungsbeispiel ist entwickelt worden, um derartige Probleme zu lösen.
Genauer gesagt verfügt die Phasenmodus-Umschalteinheit 44 für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine 14 aus dem Rechteckwellen-Steuerbetrieb bzw. der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart zu der Übermodulations-Steuerbetriebsart in der Steuereinrichtung 32 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel nicht über die Schwellenänderungseinheit 48 (2). Stattdessen weist die Modulationsbetriebsart-Umschalteinheit 46 für die Schaltung bzw. Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine 14 aus der Übermodulations-Steuerbetriebsart in die Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart eine Schwellenänderungseinheit 50 auf. Die Schwellenänderungseinheit 50 verfügt über eine Funktion des Änderns von Umschaltmodulationsgraden E0, Ei (10), die für die Umschaltung der Steuerbetriebsart in Übereinstimmung mit bzw. Abhängigkeit von einem Ergebnis einer Messung der Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 je vorbestimmter Zeitperiode bzw. Zeitdauer benutzt werden bzw. wird.
Wie in 8 und 9 gezeigt ist, wird im Hinblick auf den Arbeitspunkt der drehbaren elektrischen Maschine 14, der durch die Anzahl von Umdrehungen und das Drehmoment definiert ist, ein Übergang von der Übermodulations-Steuerbetriebsart in die Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart durch eine Verringerung der Anzahl von Umdrehungen oder des Drehmoments der drehbaren elektrischen Maschine 14 verursacht, was beispielsweise durch die Verschiebung des Arbeitspunkts von einem Punkt Q1 zu einem Punkt Q2 in 8 und 9 repräsentiert ist. In diesem Fall wird die Steuerbetriebsart in normaler Weise von der Übermodulations-Steuerbetriebsart auf die Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart bei einer anfänglichen Schaltlinie auf der spannungsverringernden Seite umgeschaltet, wie dies durch die strichpunktierte Linie S1 in 9 angezeigt ist. Das Umschalten aus der Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart in die Übermodulations-Steuerbetriebsart ist beispielsweise durch die Verschiebung von einem Punkt Q3 zu einem Punkt Q4, der in 9 gezeigt ist, repräsentiert und wird auf einer spannungserhöhenden Seite einer Schaltlinie (durchgezogene Linie S2 in 8) ausgeführt, die auf die höherer Spannung entsprechende Seite der anfänglichen, spannungsverringernden Seite der Schaltlinie S1, d. h. auf der rechten Seite derselben gemäß 9, festgelegt ist. Diese auf der spannungserhöhenden Seite liegende Schaltlinie bzw. Umschaltlinie entspricht einem Modulationsgrad Ea, der höher ist als 0,61.
Dies wird unter Bezugnahme auf 10 in größeren Einzelheiten beschrieben. 10 zeigt ein Diagramm, das bei dem zweiten Ausführungsbeispiel einen Umschaltmodulationsgrad Ea auf der spannungserhöhenden Seite für die Umschaltung von der Sinuswellen-PWM-Betriebsart (PWM) auf die Übermodulations-Steuerbetriebsart (OVM), einen anfänglichen Umschaltmodulationsgrad E0 auf der spannungsverringernden Seite, der für das Umschalten von der Übermodulations-Steuerbetriebsart auf die Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart verwendet wird, und einen Umschaltmodulationsgrad Ei für eine plötzliche Änderung auf der spannungsverringernden Seite veranschaulicht. In 10 geben Richtungen der Pfeile Richtungen des Umschaltens der Steuerbetriebsarten an. Alle diese Modulationsgrade Ea, E0 und Ei sind größer als 0,61, d. h. als die obere Grenze des Modulationsgrads der Sinuswellen-PWM-Steuerung. Der anfängliche Modulationsgrad E0 auf der spannungsverringernden Seite ist kleiner als der Umschaltmodulationsgrad Ea auf der spannungserhöhenden Seite bzw. Spannungsanstiegsseite.
Der Grund, weshalb der anfängliche Schaltmodulationsgrad E0 auf der spannungsverringernden Seite so festgelegt ist, dass er kleiner ist als der Schalt- bzw. Umschalt-Modulationsgrad Ea auf der spannungsvergrößernden Seite, besteht darin, dass Schwankungen (”chattering”) bei der Steuerung während des Umschaltens der Steuerbetriebsart auftreten können, die Störungen im Strom verursachen können, falls der anfängliche Schalt- bzw. Umschalt-Modulationsgrad E0 auf der spannungsverringernden Seite so festgelegt wäre, dass er größer oder gleich groß wie der Schaltmodulationsgrad Ea auf der spannungserhöhenden Seite wäre. Genauer gesagt nimmt der Modulationsgrad der drehbaren elektrischen Maschine 14 ab, wenn die drehbare elektrische Maschine 14 während der Übermodulationssteuerung in einen Zustand mit geringerer Drehzahl verschoben bzw. gebracht wird. Wenn der Modulationsgrad über den Modulationsgrad Ea für die Umschaltung auf der spannungserhöhenden Seite hinausgeht und den anfänglichen Umschalt-Modulationsgrad E0 auf der spannungsverringernden Seite erreicht, wird die Steuerbetriebsart von der Übermodulations-Steuerbetriebsart auf die Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart umgeschaltet.
Wenn die drehbare elektrische Maschine 14 aktiviert ist bzw. wird und sich die Geschwindigkeit, das Drehmoment und die Anzahl von Umdrehungen ausgehend von einem Zustand mit niedriger Geschwindigkeit bzw. Drehzahl und niedrigem Drehmoment erhöhen, wird ein Strombefehl in einem Bereich niedriger Geschwindigkeit bzw. Drehzahl unter Einsatz der Sinuswellen-PWM-Steuerung ausgeführt. In einem Bereich mittlerer Geschwindigkeit bzw. Drehzahl wird dann, wenn der Modulationsgrad über den Modulationsgrad Ea hinausgeht, d. h. größer ist als 0,61, die Sinuswellen-PWM-Steuerung auf die Übermodulationssteuerung umgeschaltet, und es wird ein Strombefehl bzw. Stromkommando unter Einsatz der Übermodulationssteuerung ausgeführt. Wenn die Drehzahl bzw. Geschwindigkeit und das Drehmoment weiter vergrößert werden und der Modulationsgrad 0,78 erreicht, wird die Steuerbetriebsart auf die Rechteckwellen-Steuerbetriebsart umgeschaltet, wie dies vorstehend bei dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel weist die Modulationsbetriebsartumschalteinheit 46 die Schwellenänderungseinheit 50 auf, wie vorstehend beschrieben. Die Schwellenänderungseinheit 50 ändert die Modulationsgrade E0, Ei für die Umschaltung auf der spannungsverringernden Seite, die steuerungsumschaltende Modulationsgrade sind und als die Steuerungsumschaltungs-Schwellen dienen, die für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine 14 in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Messung der Anzahl von Umdrehungen je vorbestimmter Zeitperiode mittels einer Einrichtung zum Messen der Anzahl von Umdrehungen wie etwa des Drehzahlsensors 34 (siehe 1). Die Umschalt-Modulationsgrade E0, Ei auf der spannungsverringernden Seite stellen Steuerumschalt-Modulationsgrade dar, die für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine 14 aus dem Übermodulations-Steuerbetrieb in die Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart benutzt werden. Wenn beispielsweise die Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 je vorbestimmter Zeiteinheit bzw. Zeitperiode plötzlich abgenommen hat, beispielsweise aufgrund eines Übergangs des Fahrzeugs aus einem Schlupfzustand in einen Griffzustand, ändert die Schwellenänderungseinheit 50 dann, wenn die Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 je vorbestimmter Zeitperiode, die durch die Drehzahlmesseinrichtung gemessen ist, um den vorbestimmten Griffwert oder mehr abgenommen hat, den Umschalt-Modulationsgrad von dem anfänglichen Umschalt-Modulationsgrad E0 auf der anfänglichen spannungsverringernden Seite auf einen Modulationsgrad Ei für die Umschaltung bei einer plötzlichen Änderung auf der spannungsverringernden Seite, wobei der Modulationsgrad Ei größer ist als der anfängliche Umschalt-Modulationsgrad E0 auf der spannungsverringernden Seite, wie dies in 9 und 10 durch den Pfeil δ angezeigt ist, und es wird die Umschaltlinie auf der spannungsverringernden Seite von der anfänglichen Schaltlinie S1 auf der spannungsverringernden Seite auf eine Umschaltlinie S1a für plötzliche Änderung auf der spannungsverringernden Seite umgeschaltet.
Dieser Umschalt-Modulationsgrad Ei für plötzliche Änderung auf der spannungsverringernden Seite kann in größerer Anzahl in Übereinstimmung mit Änderungen hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 je vorbestimmter Zeitperiode festgelegt bzw. eingestellt werden bzw. sein. Genauer gesagt, ändert die Schwellenänderungseinheit 50 dann, wenn die gemessene Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 um einen vorab festgelegten Griffwert oder mehr abgenommen hat, den Umschalt-Modulationsgrad auf der spannungsverringernden Seite auf einen Umschalt-Modulationsgrad Ei für plötzliche Änderung auf der spannungsverringernden Seite, der größer ist als der anfängliche Umschalt-Modulationsgrad E0 auf der spannungsverringernden Seite, in Übereinstimmung mit bzw. Abhängigkeit von einer Veränderung in der Anzahl von Umdrehungen. Demgemäß werden Hysteresebreiten D1, D2 (siehe 10), die Differenzen zwischen dem Modulationsgrad Ea für die Umschaltung auf der spannungserhöhenden Seite und den Umschalt-Modulationsgraden E0, Ei auf der spannungsverringernden Seite sind, in Abhängigkeit von einer Veränderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen umgeschaltet.
Wenn sich die gemessene Anzahl von Umdrehungen nicht um den vorbestimmten Griffwert oder mehr verringert hat, legt die Schwellenänderungseinheit 50 den Umschalt-Modulationsgrad auf der spannungsverringernden Seite auf den anfänglichen Modulationsgrad E0 für die Umschaltung auf der spannungsverringernden Seite fest. Mit anderen Worten wird die Hysteresebreite auf die anfängliche Hysteresebreite D1, d. h. auf eine Differenz zwischen dem Umschalt-Modulationsgrad Ea auf der spannungserhöhenden Seite und dem anfänglichen Umschalt-Modulationsgrad E0 auf der spannungsverringernden Seite, festgelegt.
11 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 und dem Steuerumschalt-Modulationsgrad bei dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht, die in der Steuereinrichtung 32 gespeichert ist. In 11 gibt ”Änderung der Anzahl von Umdrehungen” eine Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 je vorbestimmter Zeitperiode während der Übermodulationssteuerung an, und es gibt ”Umschalt-Modulationsgrad” den anfänglichen Umschalt-Modulationsgrad E0 auf der spannungsverringernden Seite, oder Umschalt-Modulationsgrade E1, E2, E3, E4, E5 (d. h., Ei) auf der spannungsverringernden bzw. spannungserhöhenden Seite an, die den Änderungen hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen entsprechen. Die Umschalt-Modulationsgrade E0, E1, E2...E5 auf der spannungsverringernden Seite genügen der Beziehung E0 < E1 < E2 < E3 < E4 < E5. Der Modulationsgrad E5 ist kleiner als der Umschalt-Modulationsgrad Ea auf der spannungserhöhenden Seite (E5 < Ea). Beispielsweise ist der anfängliche Umschalt-Modulationsgrad E0 auf der spannungserhöhenden Seite so festgelegt, dass er größer als der Obergrenzen-Modulationsgrad von 0,61 der Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart ist. Der Umschalt-Modulationsgrad Ea auf der spannungserhöhenden Seite ist ebenfalls so festgelegt, dass er größer ist als der Obergrenzen-Modulationsgrad von 0,61. Jedoch kann jeder beliebige der Modulationsgrade wie etwa der Umschalt-Modulationsgrad Ea auf der spannungserhöhenden Seite so eingestellt werden, dass er gleich groß ist wie der Obergrenzen-Modulationsgrad von 0,61. Wie aus 11 ersichtlich ist, wird ferner der Absolutwert der Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen dann, wenn das Fahrzeug aus einem Schlupfzustand in einen Griffzustand bzw. Haftungszustand gerät, größer, und es wird folglich der Umschalt-Modulationsgrad Ei auf der spannungsverringernden Seite ebenfalls größer. 11 zeigt lediglich ein Beispiel der Beziehung zwischen der Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen und einem Umschalt-Modulationsgrad, und es kann auch ein anderes Beispiel benutzt werden.
12 zeigt ein Ablaufdiagramm, das eine Methode des Umschaltens der Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine 14 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Zunächst wird in einem Schritt S20 die Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 je vorbestimmter Zeitperiode durch die Drehzahlmesseinheit gemessen. Nachfolgend wird eine Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen je vorbestimmter Zeitperiode berechnet (S22). In S24 schreitet die Methode bzw. der Ablauf zu S26 weiter, wenn die berechnete Anzahl von Umdrehungen um einen vorab festgelegten Griffwert oder mehr abgenommen hat (beispielsweise in 11 dann, wenn der absolute Wert der Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen je vorbestimmter Zeitperiode gleich 25 oder mehr ist).
In S26 wird der Umschalt-Modulationsgrad auf der spannungsverringernden Seite als der Steuer-Umschalt-Modulationsgrad geändert, oder auf den entsprechenden aus der Mehrzahl von Umschalt-Modulationsgraden Ei auf der spannungsverringernden Seite für plötzliche Änderung in Abhängigkeit von der Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 umgeschaltet. Als ein Ergebnis dessen werden die Hysteresebreiten D1, D2, die Unterschiede zwischen dem Umschalt-Modulationsgrad Ea auf der spannungserhöhenden Seite und den Umschalt-Modulationsgraden E0, Ei auf der spannungsverringernden Seite sind, in Übereinstimmung mit bzw. abhängig von der Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen geändert. In diesem Fall sind Kartendaten bzw. Tabellendaten, die die Beziehung zwischen der Änderung der Anzahl von Umdrehungen und den Umschalt-Modulationsgraden E0, Ei, die in 11 gezeigt sind, repräsentieren, vorab in der Steuereinrichtung 32 gespeichert, und es ändert die Steuereinrichtung 32 die Steuerungs-Umschalt-Modulationsgrade E0, Ei sowie die Hysteresebreiten D1, D2 unter Bezugnahme auf diese Tabellendaten.
Wenn im Gegensatz hierzu die berechnete Anzahl von Umdrehungen nicht um den vorab festgelegten Griffwert oder mehr in dem Schritt S24 abgenommen hat (beispielsweise hat sich in 11 der Absolutwert der Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen je vorbestimmter Zeitperiode nicht um 25 oder mehr verringert), schreitet der Ablauf zu S28 weiter. In S28 wird der Umschalt-Modulationsgrad auf der spannungsverringernden Seite auf den anfänglichen Umschalt-Modulationsgrad E0 auf der spannungsverringernden Seite festgelegt. Die Hysteresebreite ist demzufolge auf die anfängliche Hysteresebreite D1 eingestellt, die einen Unterschied zwischen dem anfänglichen Modulationsgrad E0 auf der spannungsverringernden Seite und dem Umschalt-Modulationsgrad Ea auf der spannungserhöhenden Seite ist, d. h. wird auf den Default- bzw. Vorgabewert eingestellt.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie es vorstehend beschrieben ist, ändert die Schwellenänderungseinheit 50 den Steuer-Umschalt-Modulationsgrad, der für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine 14 von der Übermodulations-Steuerbetriebsart auf die Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart benutzt wird, in Übereinstimmung mit bzw. Abhängigkeit von einem Messergebnis der Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14. Weiterhin ändert die Schwellenänderungseinheit 50 dann, wenn die gemessene Anzahl von Umdrehungen um einen vorab festgelegten Griffwert oder mehr abgenommen hat, den Umschalt-Modulationsgrad auf der spannungsverringernden Seite in den Umschalt-Modulationsgrad Ei auf der spannungsverringernden Seite für plötzliche Änderungen, der größer ist als der anfängliche Umschalt-Modulationsgrad E0 auf der spannungsverringernden Seite, in Abhängigkeit von einer Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen. Wenn die gemessene Anzahl von Umdrehungen sich nicht um den vorab eingestellten Griffwert oder mehr verringert hat, legt die Schwellenänderungseinheit bzw. Schwellenänderungseinheit 50 den Umschalt-Modulationsgrad auf der spannungsverringernden Seite auf den anfänglichen Umschalt-Modulationsgrad E0 auf der spannungsverringernden Seite fest. Mit anderen Worten werden die Hysteresebreiten D1, D2 zur Vermeidung von Zittern bzw. Schnattern bzw. Schwankungen in der Steuerung in Abhängigkeit von der Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 so umgeschaltet, dass sie kleiner werden, wenn die Anzahl von Umdrehungen plötzlich abfällt. Als ein Ergebnis dessen kann die Spannung, die an die drehbare elektrische Maschine 14 anzulegen ist, früher als normal verringert werden, wenn die Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 plötzlich während der Ausführung der Übermodulations-Steuerbetriebsart abgefallen ist, und es kann folglich das Fließen eines Überstroms durch die drehbare elektrische Maschine 14 effektiv unterdrückt werden.
Bei der vorstehenden Beschreibung wird die Entscheidung, ob der Steuer-Umschalt-Modulationsgrad zu ändern ist oder nicht, in Abhängigkeit davon bestimmt, ob das Ausmaß der Verringerung der Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 je vorbestimmter Zeitperiode gleich groß wie der Griffwert oder mehr ist oder nicht, d. h. ob ein Griff bzw. eine Haftung aufgetreten ist oder nicht. Jedoch kann das Auftreten eines Schlupfes für bzw. anstelle eines Griffs bzw. einer Haftung als die Bedingung für die Änderung des Steuer-Umschalt-Modulationsgrads ersetzt werden. Wenn beispielsweise die Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 je vorbestimmter Zeitperiode auf einen vorbestimmten Wert oder mehr plötzlich angestiegen ist, wird bestimmt, dass bei dem Fahrzeug ein Schlupf aufgetreten ist. Die Erfassung eines Schlupfes kann als die Bedingung verwendet werden, da ein Griff bzw. eine Haftung unveränderlich bzw. unbedingt in der Nachfolge auf das Auftreten eines Schlupfes auftritt. Es ist daher auch möglich, ein Auftreten eines Schlupfes oder eines Griffs bzw. einer Haftung unter Verwendung eines Absolutwerts einer Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen anstelle der Verwendung eines Ausmaßes bzw. einer Größe einer Verringerung der Anzahl von Umdrehungen zu bestimmen.
Anstelle einer Änderung der Hysteresebreiten D1, D2 in Abhängigkeit von einer Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen der drehbaren elektrischen Maschine 14 gemäß der vorstehenden Beschreibung kann die Schwellenänderungseinheit bzw. Schwellenwertänderungseinheit 50 weiterhin dazu konfiguriert sein, die Hysteresebreite, oder den Umschalt-Modulationsgrad auf der spannungsverringernden Seite in Abhängigkeit von einer Änderung in der angelegten Spannung oder einer Änderung im Drehmoment oder Strom bei einer plötzlichen Änderung der Spannung, die an die drehbare elektrische Maschine 14 anzulegen ist, oder bei einer plötzlichen Änderung des Drehmoments oder Stroms, zu ändern. Dies liegt daran, dass eine plötzliche Änderung einer Spannung, eines Drehmoments oder eines Stroms zu dem Zeitpunkt des Auftretens eines Griffs bzw. einer Haftung oder eines Schlupfes auftritt.
Es ist auch möglich, den Steuer-Umschalt-Modulationsgrad in Abhängigkeit von einer Änderung in der Anzahl von Umdrehungen oder dgl. ausschließlich für einen hohen Drehmomentbereich umzuschalten, in dem ein Strom aufgrund einer plötzlichen Umschaltung aus der Übermodulations-Steuerbetriebsart auf die Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart vergrößert sein kann.
Es ist weiterhin auch möglich, einen Steuer-Umschalt-Modulationsgrad aus einer Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen unter Verwendung eines relationalen Ausdrucks bzw. einer Beziehung (beispielsweise eines relationalen Ausdrucks bzw. einer Beziehung unter Verwendung einer Proportion), die vorab in der Steuereinrichtung 32 gespeichert ist, zu berechnen, anstatt den Steuer-Umschalt-Modulationsgrad anhand der Tabellendaten zu gewinnen bzw. ermitteln. Die anderen Konfigurationen und Funktionen sind die gleichen wie diejenigen bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel.
Weiterhin kann die Erfindung implementiert werden, indem das erste Ausführungsbeispiel, das in 1 bis 6 gezeigt ist, und das zweite Ausführungsbeispiel, das in den 7 bis 12 gezeigt ist, kombiniert werden.
Genauer gesagt, kann eine Steuereinrichtung bei diesem weiteren Ausführungsbeispiel eine Steuereinrichtung sein, in der die Phasenmodus-Schalteinheit 44 eine Schwellenänderungseinheit 50 (siehe 2) aufweist und die Modulationsbetriebsart-Schalteinheit bzw. Umschalteinheit 46 eine Schwellenänderungseinheit 50 (siehe 7) aufweist.
Das Steuersystem der drehbaren elektrischen Maschine gemäß der Erfindung ist für die Steuerung einer drehbaren elektrischen Maschine einsetzbar, die an einem Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug, einem Hybridfahrzeug oder dgl. angebracht ist.
Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf als Beispiel dienende Ausführungsformen lediglich für illustrative Zwecke beschrieben worden. Es sollte verstanden werden, dass die Beschreibung nicht beabsichtigt, erschöpfend zu sein oder die Form der Erfindung zu beschränken, und dass die Erfindung für den Einsatz in anderen Systemen und Anwendungen adaptiert werden kann. Der Bereich bzw. Umfang der Erfindung umschließt verschiedenartige Modifikationen und äquivalente Ausgestaltungen, die durch den Fachmann konzipiert werden können.

Claims

Steuersystem einer drehbaren elektrischen Maschine, dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist: eine Messeinrichtung, die eine Anzahl von Umdrehungen einer drehbaren elektrischen Maschine je vorbestimmter Zeitperiode misst; und eine Schwellenänderungseinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Steuerungsumschaltschwelle, die für die Umschaltung einer Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine zu benutzen ist, in Abhängigkeit von einem Ergebnis einer Messung der Anzahl von Umdrehungen zu ändern.
Steuersystem der drehbaren elektrischen Maschine nach Anspruch 1, bei dem: die Steuerungsumschaltschwelle eine Steuerungsschaltphase in einer d-q-Ebene ist, die eine d-Achse und eine q-Achse, die sich gegenseitig rechtwinklig schneiden, aufweist und in der sich ein Arbeitspunkt der drehbaren elektrischen Maschine bewegt, wobei die Steuerungsumschaltphase für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine aus einer Rechteckwellen-Steuerbetriebsart in eine Übermodulations-Steuerbetriebsart benutzt wird; und die Schwellenänderungseinheit dazu konfiguriert ist, die Steuerungsumschaltphase, die für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine aus der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart in die Übermodulations-Steuerbetriebsart zu benutzen ist, in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Messung der Anzahl von Umdrehungen zu ändern.
Steuersystem der drehbaren elektrischen Maschine nach Anspruch 2, bei dem: die Schwellenänderungseinheit dazu konfiguriert ist, die Steuerungsumschaltphase auf eine Umschaltphase für plötzliche Änderung zu ändern, die auf einer Seite kleineren Winkels einer Strombefehlslinie, die durch Verbinden von Strombefehlen bzw. Stromsollwerten, wenn ein Betrieb der drehbaren elektrischen Maschine mittels Stromsteuerung befohlen ist, gezeichnet ist, und die auf einer Seite größeren Winkels einer anfänglichen Umschaltphase liegt, und zwar in Abhängigkeit von einer Änderung in der Anzahl von Umdrehungen, wenn sich die gemessene Anzahl von Umdrehungen um einen vorbestimmten Griffwert bzw. Haftungswert oder mehr verringert hat; und die Schwellenänderungseinheit dazu konfiguriert ist, die Steuerungsumschaltphase auf die anfängliche Schaltphase festzulegen, wenn sich die gemessene Anzahl von Umdrehungen nicht um den vorbestimmten Griffwert oder mehr verringert hat.
Steuersystem der drehbaren elektrischen Maschine nach Anspruch 1, bei dem: die Steuerungsumschaltschwelle ein Steuerungsumschaltmodulationsgrad ist, der für das Umschalten der Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine von der Übermodulations-Steuerbetriebsart auf eine Sinuswellen-Pulsbreitenmodulations-(PWM)-Steuerbetriebsart benutzt wird, wobei der Steuerungsumschaltungs-Modulationsgrad ein Wert eines Modulationsgrads ist, der ein Verhältnis eines Effektivwerts einer Leitungs-zu-Leitungs-Spannung, die eine an die drehbare elektrische Maschine anzulegende Spannung ist, zu einer Systemspannung ist, die eine Gleichspannung (DC-Spannung) eines Wechselrichters ist; und die Schwellenänderungseinheit dazu konfiguriert ist, den Steuerungsumschalt-Modulationsgrad, der für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine aus der Übermodulations-Steuerbetriebsart auf die Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart zu benutzen ist, in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Messung der Anzahl von Umdrehungen zu ändern.
Steuersystem der drehbaren elektrischen Maschine nach Anspruch 4, bei dem: die Schwellenänderungseinheit dazu konfiguriert ist, den Steuerungsumschalt-Modulationsgrad auf einen Umschaltmodulationsgrad für plötzliche Änderung, der größer ist als ein anfänglicher Umschalt-Modulationsgrad, in Abhängigkeit von einer Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen zu ändern, wenn sich die gemessene Anzahl von Umdrehungen um einen vorbestimmten Griff- bzw. Haftungswert oder mehr verringert hat; und die Schwellenänderungseinheit dazu ausgelegt ist, den Steuerungsumschalt-Modulationsgrad auf den anfänglichen Umschaltmodulationsgrad festzulegen, wenn sich die gemessene Anzahl von Umdrehungen nicht um den vorbestimmten Griffwert oder mehr verringert hat.
Steuerverfahren einer drehbaren elektrischen Maschine, das dadurch charakterisiert ist, dass es umfasst: Messen einer Anzahl von Umdrehungen einer drehbaren elektrischen Maschine je vorbestimmter Zeitperiode; und Ändern einer Steuerungsumschaltschwelle, die für eine Umschaltung einer Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine zu benutzen ist, in Abhängigkeit von einem Ergebnis einer Messung der Anzahl von Umdrehungen.
Steuerverfahren der drehbaren elektrischen Maschine nach Anspruch 6, bei dem: die Steuerungsumschaltschwelle eine Steuerungsumschaltungsphase auf einer d-q-Ebene ist, die eine d-Achse und eine q-Achse aufweist, die einander rechtwinklig schneiden, und auf der sich ein Arbeitspunkt der drehbaren elektrischen Maschine bewegt, wobei die Steuerungsumschaltungsphase für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine aus einer Rechteckwellen-Steuerbetriebsart in eine Übermodulations-Steuerbetriebsart benutzt wird; und dann, wenn die Steuerungsumschaltungsschwelle geändert wird, die Steuerungsumschaltungsphase, die für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine aus der Rechteckwellen-Steuerbetriebsart in die Übermodulations-Steuerbetriebsart zu benutzen ist, in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Messung der Anzahl von Umdrehungen geändert wird.
Steuerverfahren der drehbaren elektrischen Maschine nach Anspruch 7, das weiterhin umfasst: Ändern der Steuerungsumschaltungsphase auf eine Schaltphase für plötzliche Änderung, die auf einer Seite kleineren Winkels einer Strombefehlslinie liegt, die durch Verbinden von Strombefehlen gezeichnet ist, wenn ein Betrieb der drehbaren elektrischen Maschine mittels Stromsteuerung befohlen ist, und die auf einer Seite größeren Winkels einer anfänglichen Schaltphase liegt, in Abhängigkeit von einer Veränderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen, wenn die gemessene Anzahl von Umdrehungen um einen vorbestimmten Griff- bzw. Haftungswert oder mehr abgenommen hat; und Einstellen der Steuerungsumschaltungsphase auf die anfängliche Umschaltungsphase, wenn sich die gemessene Anzahl von Umdrehungen nicht um den vorab festgelegten Griffwert oder mehr verringert hat.
Steuerverfahren der drehbaren elektrischen Maschine nach Anspruch 6, bei dem: die Steuerungsumschaltungsschwelle ein Steuerungsumschaltungs-Modulationsgrad ist, der für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine von der Übermodulations-Steuerbetriebsart in eine Sinuswellen-Pulsbreitenmodulations-(PWM)-Steuerbetriebsart benutzt wird, wobei der Steuerungsumschaltungs-Modulationsgrad ein Wert eines Modulationsgrads ist, der ein Verhältnis eines effektiven Werts einer Leitungs-zu-Leitungs-Spannung, die eine an die drehbare elektrische Maschine anzulegende Spannung ist, zu einer Systemspannung ist, die eine Gleichspannung eines Wechselrichters ist; und der Steuerungsumschaltungs-Modulationsgrad, der für die Umschaltung der Steuerbetriebsart der drehbaren elektrischen Maschine aus der Übermodulations-Steuerbetriebsart in die Sinuswellen-PWM-Steuerbetriebsart zu benutzen ist, in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Messung der Anzahl von Umdrehungen geändert wird, wenn die Steuerungsumschaltungsschwelle geändert wird.
Steuerverfahren der drehbaren elektrischen Maschine nach Anspruch 9, das weiterhin umfasst: Ändern des Steuerungsumschaltungs-Modulationsgrads auf einen Umschalt-Modulationsgrad für plötzliche Änderung, der größer ist als ein anfänglicher Umschalt-Modulationsgrad, in Abhängigkeit von einer Änderung hinsichtlich der Anzahl von Umdrehungen, wenn sich die gemessene Anzahl von Umdrehungen um einen vorbestimmten Griff- bzw. Haftungswert oder mehr verringert hat; und Einstellen des Steuerungsumschaltungs-Modulationsgrads auf den anfänglichen Umschaltungsmodulationsgrad, wenn die gemessene Anzahl von Umdrehungen sich nicht um den vorab festgelegten Griffwert oder mehr verringert hat.