DE69615907T2

DE69615907T2 - Stromgeneratorvorrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE69615907T2
Application number: DE69615907T
Authority: DE
Inventors: Hirohide Sato; Toshio Tsutsui
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-04-24
Filing date: 1996-04-23
Publication date: 2002-04-11
Anticipated expiration: 2016-04-24
Also published as: US5739677A; JPH08298731A; CN1144413A; DE69615907D1; EP0740394A2; EP0740394A3; JP3417720B2; CN1044538C; EP0740394B1; KR960039537A; KR100293892B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem mit einem Fahrzeug-Wechselsignal-Leistungsgenerator, und bezieht sich insbesondere auf ein Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem, welches in der Lage ist, die Zufuhr eines voreilenden Phasenstroms zu steuern.
Die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 4-138030 offenbart ein Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem zum Gleichrichten eines von einem Fahrzeug-Synchrongenerator erzeugten Stroms mittels einer Dreiphasen-Gleichrichterbrückenschaltung mit Halbleiterschalteinrichtungen, von denen jede aus einen MOSFET besteht, und dadurch Laden einer Batterie.
Gemäß der vorstehenden Offenbarung werden die jeweiligen MOS- FETs, welche die Dreiphasen-Gleichrichterbrückenschaltung bilden, wie folgt EIN-AUS-gesteuert: jede von an Ankerwicklungen für jeweilige Phasen angelegten Spannungen (auch als "Phasenspannungen" bezeichnet) wird zunächst mit einer Batteriespannung verglichen. Sodann werden ein hochseitiger Schalter der Phase zum Erzeugen eines Potentials höher als die Batteriespannung VB eingeschaltet und ein niedrigseitiger Schalter der ein niedrigeres Potential erzeugenden Phase der verbleibenden zwei Phasen eingeschaltet, wodurch ein Batterieladestrom entnommen wird.
Es ist bekannt, daß Ausgangsanschlüsse jeweiliger Ankerwicklungen, die in einem normalen Dreiphasen-Wechselsignalleistungsgenerator verwendet werden, durch Voreilphasenkondensatoren elektrisch miteinander verbunden sind, um ihren entsprechenden Ankerwicklungen voreilende Phasenströme zuzuführen, wodurch in den Ankerströmen erzeugte Phasennacheilungen verringert werden, um die Leistung des Generators zu erhöhen.
Das Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem gemäß der vorstehend erwähnten Offenbarung hat jedoch Probleme hinsichtlich der Leistung, des Wirkungsgrads, Vibrationen und so weiter. Darüber hinaus hat das vorstehend erwähnte, die konventionellen Voreilphasenkondensatoren verwendende Voreilphasenstromzufuhrsystem ein Problem dahingehend, daß, da die Induktanz des Leistungsgenerators groß ist, aufgrund der Notwendigkeit der Kapazitätserhöhung jedes Voreilphasenkondensators die Größe jedes Kondensators unangemessen zunimmt.
Darüber hinaus bezieht sich die Druckschrift EP 0 717 490 auf eine Leistungs- und Drehmomentsteuerung einer Kraftfahrzeug- Wechselstrommaschine, bei der die Steuerung der Wechselstrommaschine auf die vorübergehende Verringerung der Ausgangsleistung der Wechselstrommaschine gerichtet ist, welches in einer wesentlichen Reduzierung des Eingangsdrehmoments der Wechselstrommaschine resultiert, wodurch die auf eine die Wechselstrommaschine antreibende Brennkraftmaschine wirkende Last verringert wird, wenn vorbestimmte Betriebsbedingungen (d. h. schnelle Beschleunigung) erfüllt sind. Zum Erhalten einer Drehmomentverringerung wird die Phasendifferenz zwischen dem Strom und der Spannung durch Steuern der Leitungszeiten der jeder einer Vielzahl von Wicklungen der Wechselstrommaschine zugeordneten gesteuerten Gleichrichterelemente variiert. Im Einzelnen wird ein Strom mit einer voreilenden Phase jeder Wicklung zugeführt, und wird dessen Phase zur Beibehaltung einer gewünschten Phasenbeziehung zwischen dem Wechselstrom und der Wechselspannung durch Steuern einer Leitungszeit der den Gleichrichterelementen des gesteuerten Brückengleichrichters zugeführten Leitungssignale gesteuert.
In Anbetracht der vorstehenden Probleme liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem zu schaffen, welches in der Lage ist, einen voreilenden Phasenstrom zuzuführen und gleichzeitig zu verhindern, daß die Größe und die Komplexität des Systems zunehmen.
Darüber hinaus soll die Erfindung den Zustand der Leistungserzeugung durch die Zufuhr eines voreilenden Phasenstroms bei gleichzeitiger Unterdrückung einer Ausgangsstromschwankung verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Fahrzeug- Leistungserzeugungssystem nach den beigefügten Patentansprüchen.
Bezüglich der Erfindung haben die Erfinder festgestellt, daß es besonders vorteilhaft ist, wenn ein Schalter nur während einer vorbestimmten (nachstehend auch als "Phasenperiode" bezeichneten) Zeitdauer in einem Zyklus oder einer Periode in den leitenden Zustand gebracht wird, so daß ein voreilender Phasenstrom seiner entsprechenden Ankerwicklung zugeführt wird, wodurch es möglich wird, den Zustand der Leistungserzeugung, beispielsweise die Leistung, den Wirkungsgrad, die Vibrationen und so weiter, zu verbessern. Die Erfinder haben jedoch auch festgestellt, daß die Änderungsrate im Ausgangsstrom, d. h. der Brumm, in dem Fall der Zufuhr des voreilenden Phasenstroms zu seiner entsprechenden Ankerwicklung während einer solchen bestimmten Phasenperiode unter der Schaltersteuerung stark zunimmt.
Die vorstehende Aufgabe wird in einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung gelöst durch Bereitstellen eines Fahrzeug-Leistungserzeugungssystems, umfassend einen Wechselsignal-Leistungsgenerator mit einer Feldwicklung zum Erzeugen eines magnetischen Feldflusses und durch einen Motor angetriebenen Ankerwicklungen zum Erzeugen leistungserzeugender Ausgangssignale; eine Gleichsignal-Wechselsignal-Umwandlungseinrichtung zum Gleichrichten einer von jeder Ankerwicklung ausgegebenen Spannung und Zuführen der gleichgerichteten Spannung zu einer elektrischen Last; eine Feldstromsteuereinrichtung zur Steuerung eines der Feldwicklung zugeführten Feldstroms; eine Spannungssteuereinrichtung zur Steuerung der Feldstromsteuereinrichtung so, daß jedes der durch den Leistungsgenerator erzeugten Ausgangssignale auf einen vorbestimmten Wert gesteuert wird; eine Leistungszustanderzeugungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer vorbestimmten Zustandsgröße der Leistungserzeugung in Bezug auf einen Zustand der Leistungserzeugung des Leistungsgenerators; eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln auf der Grundlage der erfaßten Zustandsgröße der Leistungserzeugung, ob die Zuführung eines voreilenden Phasenstroms bzw. Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung notwendig ist; und eine Voreliphasenstrom-Steuereinrichtung zum Beginnen der Zufuhr des Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung oder Erhöhen der Zufuhr, wenn die Ermittlungseinrichtung die Voreilphasenstromzufuhr als notwendig ermittelt, und Beenden der Zufuhr des Voreilphasenstroms zu denselben oder Verringern des Voreilphasenstroms, wenn die Ermittlungseinrichtung die Voreilphasenstromzufuhr als nicht notwendig ermittelt.
Die Zufuhr des Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung bedeutet eine Zunahme der Zufuhrmenge des Voreilphasenstroms zu derselben. Darüber hinaus bedeutet das Beenden der Zufuhr des Voreilphasenstroms zu derselben eine Abnahme der Zufuhrmenge des Voreilphasenstroms zu derselben.
Bevorzugt wird, daß dann, wenn die Zustandsgröße der Leistungserzeugung einen vorbestimmten ersten Schwellenwert in einer Richtung übersteigt, in welcher die Zufuhr des Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung notwendig ist, die Ermittlungseinrichtung dazu dient, die Zufuhr des Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung als notwendig zu ermitteln. In jedem Fall wird die Zustandsgröße der Leistungserzeugung, welche Bezug zu dem Leistungserzeugungszustand des Leistungsgenerators hat und sich in Übereinstimmung mit der Zufuhr des Voreilphasenstroms zu dem Leistungsgenerator ändert, erfaßt. Wenn das Fließen des Voreilphasenstroms durch jede Ankerwicklung auf der Grundlage der erfaßten Zustandsgröße als notwendig ermittelt wird, wird der Voreilphasenstrom jeder Ankerwicklung zugeführt (die Zunahme der Zufuhrmenge des Voreilphasenstroms zu derselben ist eingeschlossen). Falls dies als nicht notwendig ermittelt wird, wird die Zufuhr des Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung beendet (die Abnahme des Voreilphasenstroms ist eingeschlossen).
Wenn dem so ist, kann eine Änderung des Leistungserzeugungszustands wie beispielsweise eine Zunahme der Leistungsausgabe oder dergleichen aufgrund der vorstehenden Zufuhr durch Zuführen des Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung erreicht werden, wenn seine Änderung notwendig ist. Wenn die vorstehende Änderung nicht notwendig ist, kann die Zufuhr des Voreilphasenstroms zu diesen beendet werden, um einen Fehlerzustand aufgrund der Zufuhr des Voreilphasenstroms zu denselben, insbesondere die Änderungsrate des Ausgangsstroms, d. h. eine Zunahme von Brumm, zu unterdrücken. Das heißt, daß dann, wenn zum Beispiel der Leistungserzeugungszustand durch die Zufuhr des Voreilphasenstroms zu der Ankerwicklung unter gleichzeitiger Unterdrückung der Ausgangsstromänderung verbessert wird, die Zustandsgröße der Leistungserzeugung eine physikalische Größe mit Bezug zu der Kapazität der Batterie ist, so daß die Kapazität der Batterie falls notwendig unter der Voreilphasenstromsteuerung erhöhte werden kann.
Darüber hinaus kann erfindungsgemäß die Zunahme von Brumm unterdrückt werden, wenn der Anstieg der Leistungsausgabe nicht notwendig ist. Andererseits kann dann, wenn der Anstieg der Leistungsausgabe notwendig ist, die Leistungsausgabe durch Zuführen des Voreilphasenstroms zu der entsprechenden Ankerwicklung erhöht werden. Ferner kann die Größe der körperlichen Struktur des Systems mit konstanter Nennleistung reduziert werden. Das heißt, da der Voreilphasenstrom zu der entsprechenden Ankerwicklung ohne einen Voreilphasenkondensator zugeführt wird, ist es nicht notwendig, einen großen Voreilphasenkondensator bereitzustellen. Daher kann die Größe der körperlichen Struktur des Systems reduziert werden. Die körperliche Struktur des Systems kann aufgrund der nachfolgenden Gründe weiter verkleinert werden.
Das heißt, da der Ausgangsstrom in einem Bereich hoher Drehzahlen stark zunimmt, wird die Nennleistung des Fahrzeug-Leistungserzeugungssystems auf der Grundlage einer körperlichen Struktur zum Gewährleisten eines konstanten Ausgangsstromwerts in einem Leerlaufdrehzahlbereich (Bereich niedriger Drehzahlen) zum Bereitstellen der minimalen erzeugten Spannung und des minimalen erzeugten Ausgangsstroms definiert. Die Voreilphasenstromzufuhr gemäß der Erfindung kann das Folgende bestimmen. Da bei dem konventionellen Leistungsgenerator eines Nichtvoreilphasensystems die erzeugte Spannung in dem Leerlaufdrehzahlbereich (Bereich niedriger Drehzahlen) niedrig ist, ist das Verhältnis einer Ausgangsstromträgerperiode zur Periode oder zum Zyklus klein. Daher wird festgestellt, daß die Wirkung des Ausdehnens der Ausgangsstromträgerperiode durch die Voreilphasenstromzufuhr in dem Leerlaufdrehzahlbereich (Bereich niedriger Drehzahlen) groß ist. Das heißt, die Wirkung der Zufuhr des Voreilphasenstroms während einer anderen Periode als der Ausgangsstromträgerperiode über eine Halbleiterschalteinrichtung zum Erweitern der Ausgangsstromträgerperiode und Zuführen des Voreilphasenstroms zum Erhöhen des Ausgangsstroms während der Ausgangsstromträgerperiode ist in dem Bereich niedriger Drehzahlen hervorragend. Es ist infolgedessen ersichtlich, daß die körperliche Struktur zum Erhalten eines konstanten Nennstroms durch die Zufuhr des Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung in ihrer Größe stark reduziert werden kann.
Die Voreilphasenstromzufuhr und ihre Steuerung werden nachstehend beschrieben.
Der in der Erfindung genannte Voreilphasenstrom zeigt einen Ankerstrom, der in der Richtung entgegengesetzt zu der Richtung einer Ankerspannung fließt. Durch Bringen eines Schalters in den leitenden Zustand nur während einer vorbestimmten Periode (nachstehend in Kurzform als "Phasenperiode" bezeichnet) in einer Periode des Ankerstroms, welches Wechselstrom anzeigt, wird die entsprechende Ankerwicklung erregt.
Der Voreilphasenstrom wird in der Fließrichtung während einer vorbestimmten Periode in die Ankerwicklung geleitet, nachdem ein Ausgangsstrom, der aus der Ankerwicklung heraus fließt, auf 0 gebracht worden ist. Nebenbei bemerkt zeigt die vorbestimmte Periode eine Periode (Phasenperiode) von einer ersten vorbestimmten Phasenwinkelposition zu einer zweiten vorbestimmten Phasenwinkelposition in einer Periode entsprechend einem elektrischen Winkel von 2n bzw. 2π eines gegenphasigen Ankerstroms einer beliebigen Phase.
Wenn der Wechselsignal-Gleichsignäl-Leistungsumwandlungseinheit eine Wechselspannung zugeführt wird, nimmt eine durch Gleichrichten der Wechselspannung erhaltene Spannung einen bestimmten Wert an. Daher existieren unvermeidlich Phasenperioden, während denen das Potential an dem Hochpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß der Wechselsignal-Gleichsignal-Leistungsumwandlungseinheit die Ankerspannung übersteigt, und eine Phasenperiode, während der das Potential an dem Niedrigpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß der Wechselsignal-Gleichsignal-Leistungsumwandlungseinheit unter die Ankerspannung fällt. Konventionell sind diese Perioden diejenigen, während denen der Ankerstrom nicht zugeführt wird.
Die Zufuhr des Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung während der vorstehend erwähnten Phasenperiodeneinheit bedeutet, daß der Strom so zugeführt wird, daß er der Ankerspannung während der vorstehenden Ankerstrom-Nichtträgerperiode, die in der konventionellen Wechselsignal-Gleichsignal-Leistungsumwandlungseinheit (beispielsweise einem Dreiphasen-Vollwellengleichrichter) unvermeidlich aufgetreten war, in der Phase vorausgeht oder voreilt. Daher wird der magnetische Fluß erhöht, weil der Voreilphasenstrom der Ankerspannung in der Phase vorausgeht, welches somit in einer Erhöhung der erzeugten Spannung (Ankerspannung) und einem Anstieg der Leistungsausgabe resultiert.
Weiter wird der Fall beschrieben, in dem der Voreilphasenstrom über eine Dreiphasen-Inverterschaltung, entsprechend der Wechselsignal-Gleichsignal-Leistungsumwandlungseinrichtung in den beigefügten Patentansprüchen, zugeführt wird. Die Dreiphasen- Inverterschaltung beinhaltet hochseitige Schalter für jeweilige Phasen, welche Ausgangsanschlüsse für die jeweiligen Phasen und einen Hochpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß verbinden, und niedrigseitige Schalter für die jeweiligen Phasen, welche die Ausgangsanschlüsse für die jeweiligen Phasen und einen Niedrigpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß verbinden.
Zunächst fließt nur während der vorgenannten vorbestimmten Zeit (T&sub2; gemäß Fig. 5 zum Beispiel) ein Phasenstrom, der einen gegenphasigen Strom anzeigt, in der Flußrichtung in seine entsprechende Ankerwicklung.
Wenn der gegenphasige Strom nicht zugeführt wird, hat ein Phasenspannung zu einer Zeit t&sub1;', zu der die vorbestimmte Zeit T&sub2; verstrichen ist, normalerweise einen Wert größer als die Spannung (0V in Fig. 1) an dem Niedrigpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß. Infolgedessen fließt dann, wenn der gegenphasige Strom nicht zugeführt wird, der Phasenstrom (gegenphasiger Strom) nach der Zeit t&sub1;' nicht aus dem Niedrigpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß in die Ankerwicklung.
Wenn jedoch bewirkt wird, daß der gegenphasige Strom während der vorbestimmten Zeit T&sub2; über den hochseitigen Schalter in seine entsprechende Ankerwicklung fließt, wird eine gegenelektromotorische Kraft, die in jeder Ankerwicklung bei dem Ausschalten des hochseitigen Schalters zur Zeit t&sub1;' entwickelt wird, in der Richtung des Senkens des Potentials an dem Ausgangsanschluß der Ankerwicklung relativ zu der entsprechenden Phase, d. h. der Phasenspannung relativ zu der entsprechenden Phase, erzeugt. Infolgedessen wird die Phasenspannung durch die gegenelektromotorische Kraft verringert, so daß die Phasenspannung Va niedriger wird als das Potential an dem Niedrigpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß. Infolgedessen fließt der gegenphasige Strom aus dem Niedrigpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß über einen eingeschalteten niedrigseitigen Schalter oder eine parallel zu dem niedrigseitigen Schalter verschaltete niedrigseitige Diode zu der Ankerwicklung der entsprechenden Phase.
Mit anderen Worten ausgedrückt wird elektromagnetische Energie in der Ankerwicklung durch den gegenphasigen Strom, der bei Nichtzufuhr des gegenphasigen Stroms während der vorbestimmten Zeit T&sub2; nicht fließt, gespeichert, und wird die elektromagnetische Energie nach der Zeit t&sub1;' freigesetzt. Der gegenphasige Strom, der nach der Zeit t&sub1;' fließt, wird in Wirklichkeit aus dem Hochpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß wiedergewonnen.
Darüber hinaus wird der niedrigseitige Schalter nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung seit der Zeit, zu der sich der durch den niedrigseitigen Schalter fließende Strom von der Richtung des Fließens in seine entsprechende Ankerwicklung in die Richtung des Ausfließens aus derselben ändert, abgetrennt. Durch Verfahren derart kann die Fähigkeit zur Leistungserzeugung dank derselben Betriebsabläufe und Wirkungen wie den vorstehend beschriebenen gesteigert werden.
Eine experimentelle Tatsache dahingehend, daß die Änderungsrate des Ausgangsstroms, d. h. ein Brumm, aufgrund der Zufuhr des Voreilphasenstroms zunimmt, wird als Nächstes analysiert, wobei der Voreilphasenstrom durch die Dreiphasen-Inverterschaltung entsprechend der Wechselsignal-Gleichsignal-Leistungsumwandlungseinrichtung zugeführt wird.
Wie vorstehend beschrieben wurde, fließt der Voreilphasenstrom aus der Ankerwicklung der gegebenen Phase zu dem Niedrigpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß der Wechselsignal-Gleichsignal-Leistungsumwandlungseinrichtung aus, unmittelbar bevor der Strom aus dem Ausgangsanschluß (dem Phasenausgangsanschluß) der Ankerwicklung der Phase über den Hochpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß der Wechselsignal-Gleichsignal-Leistungsumwandlungseinrichtung nach außen ausfließt. Wenn der Voreilphasenstrom durch eine Halbleiterschalteinrichtung (d. h. einen niedrigseitigen Schalter) der Wechselsignal-Gleichsignal- Leistungsumwandlungseinheit abgetrennt wird, wird eine induzierte Spannung (Ldi/dt) in der Ankerwicklung erzeugt, so daß der Voreilphasenstrom darauf abzielt, abrupt über eine Halbleiterschalteinrichtung (hochseitiger Schalter) der Wechselsignal- Gleichsignal-Leistungsumwandlungseinheit, die zu dieser Zeit eingeschaltet wird, auszufließen (anzusteigen). Das heißt, wenn die in der Ankerwicklung erzeugte Spannung hoch ist, wird die ansteigende Flanke des Ausgangsstroms, der aus dem hochseitigen Schalter nach außen fließt, durch den vorab seiner entsprechenden Ankerwicklung zugeführten Voreilphasenstrom steil gemacht. Auf ähnliche Art und Weise wird dann, wenn die in der Ankerwicklung erzeugte Spannung niedrig ist, die ansteigende Flanke des Ausgangsstroms, der über den niedrigseitigen Schalter in die entsprechende Ankerwicklung fließt, durch den vorab der Ankerwicklung zugeführten Voreilphasenstrom steil gemacht, mit dem Ergebnis, daß der vorstehend erwähnte Brumm durch die Zufuhr des Voreilphasenstroms zu der entsprechenden Ankerwicklung erhöht wird.
Darüber hinaus ermittelt dann, wenn die Zustandsgröße der Leistungserzeugung weiter einen zweiten, den ersten Schwellenwert übersteigenden Schwellenwert in einer zu der Richtung, in welcher die Zufuhr des Vereilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung notwendig ist, entgegengesetzten Richtung übersteigt, die Ermittlungseinrichtung die Zufuhr des Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung als nicht notwendig, und kann der Voreilphasenstrom zugeführt werden, wenn die Zustandsgröße der Leistungserzeugung den ersten Schwellenwert in der Richtung übersteigt, in welcher die Zufuhr des Voreilphasenstroms notwendig ist. Durch Verfahren derart wird die Steuerung vereinfacht, weil eine sogenannte binäre Steuerung auf der Grundlage des Schwellenwerts ausgeführt wird. Durch Verfahren derart können Regelschwingungen reduziert werden, weil eine sogenannte binäre Steuerung mit Hysterese ausgeführt wird.
Weiter ist es möglich, daß die Zustandsgröße der Leistungserzeugung eine elektrische Zustandsgröße beinhaltet, die sich aus zumindest der Batteriespannung, einem Feldstrom, einer Leistungserzeugungsrate, einer erzeugten Spannung, einer Lastspannung, einem erzeugten Strom oder einem Brummverhältnis zusammensetzt. Auf diese Art und Weise kann der Leistungserzeugungszustand des Leistungsgenerators leicht und zuverlässig erfaßt und gesteuert werden.
Es ist ferner möglich, daß die Zustandsgröße der Leistungserzeugung eine Geschwindigkeitszustandsgröße beinhaltet, die sich aus zumindest der Drehzahl des Leistungsgenerators, der Drehzahl des Motors oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit zusammensetzt. Auf diese Art und Weise kann der Leistungserzeugungszustand des Leistungsgenerators leicht und zuverlässig erfaßt und gesteuert werden.
Nur wenn die Zufuhr des Voreilphasenstroms aus dem Ergebnis der Entscheidung auf der Grundlage der Geschwindigkeitszustandsgröße als notwendig ermittelt ist und die Zufuhr des Voreilphasenstroms aus dem Ergebnis der Entscheidung auf der Grundlage der elektrischen Zustandsgröße als notwendig ermittelt ist, kann der Voreilphasenstrom zugeführt werden. Infolgedessen kann ein Problem dahingehend vermieden werden, daß dann, wenn der Drehzustand des Leistungsgenerators für die Zufuhr des Voreilphasenstroms ungeeignet ist, ein Voreilphasenstromträgerbefehl einfach auf der Grundlage der elektrischen Zustandsgröße allein ausgegeben wird.
Darüber hinaus ermittelt dann, wenn die Drehzahl des Motors als geringer als eine vorbestimmte Drehzahl ermittelt wird, die Ermittlungseinrichtung auf der Grundlage der Zustandsgröße der Leistungserzeugung, daß sich der Motor im Leerlauf befindet, und ermittelt dann, wenn ermittelt wird, daß sich der Motor im Leerlauf befindet, die Ermittlungseinrichtung die Zufuhr des Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung als notwendig. Auf diese Art und Weise kann der Leistungserzeugungszustand des Leistungsgenerators leicht und zuverlässig erfaßt und gesteuert werden.
Es ist möglich, daß nur dann, wenn die Zufuhr des Voreilphasenstroms aus dem Ergebnis der Leerlaufentscheidung als notwendig ermittelt wird und die Zufuhr des Voreilphasenstroms aus dem Ergebnis der Entscheidung auf der Grundlage der elektrischen Zustandsgröße als notwendig ermittelt wird, der Voreilphasenstrom zugeführt werden kann. Infolgedessen kann die Zufuhr des Voreilphasenstroms zu der Zeit ausgenommen dann, wenn sich der Leistungsgenerator im Leerlaufzustand befindet, angehalten werden.
Nebenbei bemerkt ist die Wirkung des Erhöhens der Leistungsausgabe durch die Zufuhr des Voreilphasenstroms bei niedrigen Drehzahlen, wie beispielsweise während Leerlaufs, besonders herausragend. Dies ist deshalb so, weil bei niedrigen Drehzahlen, wie beispielsweise im Leerlauf, das Verhältnis der Phasenperiode, während der die Ankerspannung das Potential an dem Hochpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß übersteigt, innerhalb einer Periode reduziert und das Verhältnis der gegenüber der vorstehenden anderen Voreilphasenstromträgerfreigabeperiode erhöht wird, und die erzeugte Spannung niedrig und die Leistungsausgabe (Strom) klein sind, die die Leistungsausgabe erhöhende erfindungsgemäße Wirkung durch die Zufuhr des Voreilphasenstroms gesteigert wird. Das heißt, die die Leistungsausgabe erhöhende Wirkung gemäß der Erfindung erscheint signifikant bei niedrigen Drehzahlen, wie beispielsweise im Leerlauf, weil die erzeugte Spannung durch die Zufuhr des Voreilphasenstroms über die vorstehende Periode angehoben wird; insbesondere wird die Periode vor der vorstehenden Periode, die Periode während ein Gleichsignal aus einer Ankerwicklung über die Wechselsignal- Gleichsignal-Leistungsumwandlungseinheit ausgegeben wird, erweitert, und wird auch der Ausgangsstrom selbst erhöht.
Infolgedessen können Verknappungen der Leistungsausgabe durch Zuführen des Voreilphasenstroms im Leerlauf, in welchem die Leistungsausgabe ursprünglich niedrig ist, vermieden werden. Darüber hinaus kann eine Schwankung des Ausgangsstroms bei hoher Drehzahl, bei welchen die Leistungsausgabe üblicherweise ausreichend ist, reduziert werden.
Weiter ist es möglich, daß das System eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe in Bezug auf die Drehzahl des Leistungsgenerators umfaßt und die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung einen Zeitpunkt zum Zuführen des Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung in Übereinstimmung mit der auf der Grundlage der physikalischen Größe erfaßten Drehzahl des Leistungsgenerators bestimmt.
Infolgedessen hat der Wechselsignal-Leistungsgenerator zum Ausgeben eines Gleichsignals über die Wechselsignal-Gleichsignal- Leistungsumwandlungseinheit in jeder Phase eine Periode, während der die Ankerspannung (Phasenspannung) ein Potential niedriger als das an dem Hochpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß der Wechselsignal-Gleichsignal-Leistungsumwandlungseinheit annimmt, und die Periode, während der die Ankerspannung ein Potential höher als das an dem Niedrigpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß derselben annimmt und kein Strom aus jeder Ankerwicklung ausgegeben wird. Dank des Einschaltens des für den Bedarf für die Voreilphasenstromsteuerung ausgewählten Schalters wird bewirkt, daß der Voreilphasenstrom während dieser Voreilphasenstromträgerfreigabeperioden durch die entsprechende Ankerwicklung fließt. Da sich während dieser Perioden die Zeit in Übereinstimmung mit der Drehzahl ändert, kann ein Problem dahingehend, daß der Voreilphasenstrom während einer nicht notwendigen Periode zugeführt wird, durch Einstellen der Stromträgerperioden auf der Grundlage der Zustandsgröße mit Bezug zu der Drehzahl beseitigt werden.
Als eine Alternative zum Basieren der Entscheidung über die Stromträgerperiode auf die Drehzahl kann auf der Grundlage des Maximalwerts der Stromträgerperiode entschieden werden.
Darüber hinaus ist es möglich, daß die Voreilphasenstrom- Steuereinrichtung den Voreilphasenstrom zu jeder Ankerwicklung in einem Voreilphasenstromträgerzeitpunkt zuführt, in welchem der Wirkungsgrad oder die Leistungsausgabe des Leistungsgenerators zu einer Zeit, zu der die Drehzahl des Motors ein vorbestimmter Wert ist, größer als oder gleich ein vorbestimmter Wert ist. Auf diese Art und Weise können Verbesserungen der Leistungsausgabe und des Wirkungsgrads erzielt werden, und kann die Steuerung vereinfacht werden.
Nebenbei bemerkt unterscheidet sich die Voreilphasenstromträgerbedingung (beispielsweise die Stromträgerzeit) zum Maximieren der Wirkung des Verbesserns der Leistungsausgabe durch die Zufuhr des Voreilphasenstroms von der Voreilphasenstromträgerbedingung zum Maximieren der Wirkung des Erhöhens des Wirkungsgrads durch die Zufuhr des Voreilphasenstroms. Die Voreilphasenstromträgerperiode, während der eine Zunahme des Wirkungsgrads am höchsten wird, ist normalerweise kürzer als die Voreilphasenstromträgerperiode, während der eine Zunahme der Ausgangsleistung maximiert ist.
Weiter ist es möglich, daß die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung den Voreilphasenstrom zu jeder Ankerwicklung in einem Voreilphasenstromträgerzeitpunkt zuführt, in welchem der Wirkungsgrad oder die Leistungsausgabe des Leistungsgenerators zu einer Zeit, zu der die Drehzahl des Motors eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl des Motors (beispielsweise 500 bis 1000 l/min) ist, größer als oder gleich der vorbestimmte Wert ist.
Darüber hinaus kann die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung eine Leistungserzeugungsbetriebsart mit hohem Wirkungsgrad haben, die eine Voreilphasenstromsteuerungsbetriebsart unter einer Voreilphasenstromträgerbedingung anzeigt, in welcher der Wirkungsgrad des Leistungsgenerators größer als oder gleich ein vorbestimmter Wert wird, und eine Leistungserzeugungsbetriebsart mit hoher Leistungsausgabe haben, die die Voreilphasenstromsteuerungsbetriebsart unter einer Voreilphasenstromträgerbedingung anzeigt, in welcher ein Ausgangssignal des Leistungsgenerators größer als oder gleich der vorbestimmte Wert wird, wobei die Ermittlungseinrichtung eine der Betriebsarten auf der Grundlage der Zustandsgröße des Leistungserzeugung auswählt, wenn die Zufuhr des Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung als notwendig ermittelt wird. Auf diese Art und Weise kann eine hohe Leistungsausgabe erhalten werden, wenn eine hohe Leistungsausgabe benötigt wird. Wenn eine hohe Leistungsausgabe nicht benötigt wird, kann ein hoher Wirkungsgrad erhalten werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, unterscheidet sich die Voreilphasenstromträgerbedingung (beispielsweise die Stromträgerzeit) zum Maximieren der Wirkung des Verbesserns der Leistungsausgabe durch die Zufuhr des Voreilphasenstroms von der Voreilphasenstromträgerbedingung zum Maximieren der Wirkung des Erhöhens des Wirkungsgrads durch die Zufuhr des Voreilphasenstroms. Im allgemeinen ist die Voreilphasenstromträgerperiode, während der die Zunahme des Wirkungsgrads am höchsten wird, kürzer als die Voreilphasenstromträgerperiode, während der eine Zunahme der Ausgangsleistung maximiert wird.
Es wird infolgedessen auf der Grundlage der Zustandsgröße der Leistungserzeugung ermittelt, ob die Leistungsausgabe einen Sicherheitsbereich übrig läßt. Falls ermittelt wird, daß die Leistungsausgabe einen solchen Bereich übrig läßt, wird die Voreilphasenstromträgerbedingung von der Seite hoher Ausgabe auf die Seite hohen Wirkungsgrads verschoben. Wenn ermittelt wird, daß des der Ausgabe an einem solchen Bereich mangelt, wird die Voreilphasenstromträgerbedingung von der Seite hohen Wirkungsgrads auf die Seite hoher Ausgabe verschoben. Infolgedessen können die vorstehend erwähnten Betriebsabläufe und Wirkungen erzielt werden.
Es ist ebenfalls möglich, daß die Zustandsgröße der Leistungserzeugung eine Batteriespannung beinhaltet und die Ermittlungseinrichtung die Zufuhr des Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung als notwendig ermittelt, wenn die Batteriespannung niedriger als ein erster vorbestimmter Spannungswert ist, und die Zufuhr des Voreilphasenstroms als nicht notwendig ermittelt, wenn die Batteriespannung höher als ein vorbestimmter zweiter Spannungswert, der den ersten Spannungswert einschließt, ist. Auf diese Art und Weise kann die Batteriespannung unter der Voreilphasenstromsteuerung auf ein gewünschtes Niveau gesteuert werden. Dies kann einen Vorteil dahingehend herbeiführen, daß die vorstehende Steuerung dank der Steuerung des Feldstroms schnell durchgeführt werden kann. Der Bereich der Ausgabesteuerung kann auch in Kombination mit der Feldstromsteuerung vergrößert werden.
Die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung kann einen Maximalwert einer Änderungsrate in dem Voreilphasenstrom begrenzen, um den Voreilphasenstrom langsam zu ändern; einen Maximalwert einer Änderungsrate in zumindest einer Voreilphasenstromträgerperiode, einer Phase des Führens des Voreilphasenstroms relativ zu jeder Phasenspannung oder einem Mittelwert der den Ankerwicklungen zugeführten Voreilphasenströme begrenzen, um dadurch den Voreilphasenstrom langsam zu ändern; oder einen Maximalwert einer Änderungsrate im Verhältnis einer Voreilphasenstromträgerperiode zu einer vorbestimmten Periode, in welcher die Ankerströme relativ zueinander kontinuierlich sind, beschränken, um dadurch den Voreilphasenstrom langsam zu ändern.
Darüber hinaus kann der Voreliphasenstrom langsam geändert werden, d. h. kann der Voreliphasenstrom mit der vorbestimmten maximalen Rate der Erhöhung des Stroms oder der Vorbestimmten maximalen Rate der Verringerung des Stroms oder weniger variiert werden.
Auf diese Art und Weise kann in Übereinstimmung mit der Zufuhr oder Nichtzufuhr des Voreliphasenstroms verhindert werden, daß das Lastmoment des Leistungsgenerators plötzlich ansteigt. Darüber hinaus kann eine den Motor beaufschlagende mechanische Stoßbelastung verringert werden, und können eine Änderung und eine Zunahme der Drehzahl des Motors unterdrückt werden.
Es ist möglich, daß die Zustandsgröße der Leistungserzeugung eine physikalische Größe bezüglich zumindest eines Ausgangsspannungsabfalls zu einer Zeit einer Zunahme einer mit Leistung aus dem Leistungsgenerator versorgten elektrischen Last oder einer Verringerung der Drehzahl des Leistungsgenerators beinhaltet, und die Ermittlungseinrichtung die langsame Änderung in dem und die Zufuhr des Voreilphasenstrom(s) als notwendig ermittelt, wenn auf der Grundlage der physikalischen Größe zumindest der Ausgangsspannungsabfall oder die Verringerung der Drehzahl des Leistungsgenerators als größer als der/die andere ermittelt wird. Auf diese Art und Weise kann die Voreihphasenstromträgersteuerung ohne die langsame Änderung schnell durchgeführt werden, wenn die Änderung des Lastmoments klein ist.
Darüber hinaus ist es möglich, daß die Zustandsgröße der Leistungserzeugung eine physikalische Größe bezüglich einer Schwankung der Drehzahl des Motors beinhaltet, die Ermittlungseinrichtung die Voreilphasenstromzufuhr als notwendig ermittelt, wenn die Schwankung auf der Grundlage der physikalischen Größe als groß ermittelt wird, und die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung die Schwankung der Drehzahl des Motors unter der Steuerung für die Zufuhr des Voreilphasenstroms unterdrückt, wenn die Voreilphasenstromzufuhr als notwendig ermittelt ist.
Infolgedessen wird eine Änderung der Drehzahl des Motors unter der Voreilphasenstromsteuerung in einem physikalischen Zustand (beispielsweise im Leerlauf), in welchem die Drehzahl des Motors als hoch ermittelt wird, unterdrückt.
Das heißt, wenn die Drehzahl des Motors hoch ist, wird der Voreilphasenstrom zugeführt, um die Motorlast zu erhöhen, wohingegen dann, wenn die Drehzahl des Motors niedrig ist, die Zufuhr des Voreilphasenstroms angehalten wird, um die Motorlast zu verringern. Es ist daher möglich, die Änderung der Motordrehzahl leicht und schnell zu unterdrücken.
Darüber hinaus ist es möglich, daß die Zustandsgröße der Leistungserzeugung eine physikalische Größe bezüglich durch den Motor erzeugter Schwingungen beinhaltet, die Ermittlungseinrichtung die Voreilphasenstromzufuhr als notwendig ermittelt, wenn die Vibrationen auf der Grundlage der physikalischen Größe als groß ermittelt sind, und die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung die Motorvibrationen unter der Steuerung für die Zufuhr des Voreilphasenstroms unterdrückt, wenn die Voreilphasenstromzufuhr als notwendig ermittelt ist.
Infolgedessen können die durch den Motor erzeugten Vibrationen unter der Voreilphasenstromsteuerung in einem physikalischen Zustand (beispielsweise im Leerlauf), in welchem ermittelt wird, daß der Motor stark vibriert, unterdrückt werden.
Das heißt, die Voreilphasenstromsteuerung wird in der Richtung des Unterdrückens der Vibrationen mit einer Frequenz gleich dem Signalverlauf der Motorvibrationen (deren Grundfrequenz insbesondere) ausgeführt. Nebenbei bemerkt beinhalten die Motorvibrationen Drehvibrationen, Schwingungsvibrationen und durch Kombinieren dieser Vibrationen erhaltene Vibrationen. Es können jedoch beliebige Vibrationen gesteuert werden.
Es ist ferner möglich, daß die Zustandsgröße der Leistungserzeugung eine physikalische Größe bezüglich einer Temperatur eines vorbestimmten Abschnitts des Leistungsgenerators beinhaltet, die Ermittlungseinrichtung auf der Grundlage der physikalischen Größe ermittelt, ob der Leistungsgenerator eine niedrige Temperatur hat, und die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung die Zufuhr des Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung beendet und den Voreliphasenstrom reduziert, wenn der Leistungsgenerator als mit niedriger Temperatur ermittelt ist, und die Zufuhr des Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung beginnt und den Voreilphasenstrom erhöht, wenn der Leistungsgenerator als in einem Zustand mit nicht niedriger Temperatur ermittelt ist.
Infolgedessen wird dann, wenn der Leistungsgenerator eine niedrige Temperatur hat, die Zufuhr des Voreilphasenstroms angehalten. Das heißt, wenn der Leistungsgenerator eine niedrige Temperatur hat, ist der Widerstand jeder in dem Leistungsgenerator verwendeten Wicklung niedrig und wird im Vergleich zu dem Generator bei einer hohen Temperatur die Leistungsausgabe unter denselben physikalischen Bedingungen erhöht. Es ist folglich möglich, zu verhindern, daß der Ausgangsstrom über Erwartungen oder Bedarf hinaus fließt, und zu verhindern, daß die Motorlast schwer wird.
Es ist möglich, daß die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung eine Normal-/Gegen-Erregungs-Öffnungs-/Schließ-Schaltung mit hochseitigen Schaltern, die jeweils aus Halbleiterschalteinrichtungen zum individuellen Verbinden eines Hochpotential- Gleichsignalanschlusses und Ausgangsanschlüssen der Ankerwicklungen für jeweilige Phasen bestehen, und niedrigseitigen Schalter, die jeweils aus Halbleiterschalteinrichtungen zum individuellen Verbinden eines Niedrigpotential-Gleichsignalanschlusses, der auf ein niedrigeres Potential als das an dem Hochpotential-Gleichsignalanschluß festgelegt ist, und den Ausgangsanschlüssen der Ankerwicklungen bestehen, und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Normal-/Gegen-Erregungs-Öffnungs- /Schließ-Schaltung beinhaltet.
Auf diese Art und Weise kann die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung einfach aufgebaut werden. Insbesondere dann, wenn die Normal-/Gegen-Erregungs-Öffnungs-/Schließ-Schaltung als die Wechselsignal-Gleichsignal-Leistungsumwandlungseinrichtung doppelt, kann der Schaltungsaufbau weiter vereinfacht werden.
Darüber hinaus ist es möglich, daß die Voreilphasenstrom- Steuereinrichtung eine Kurzschlußschaltung, die aus einer Vielzahl von Halbleiterschaltern zum Kurzschließen zwischen Ausgangsanschlüssen der Ankerwicklungen für jeweilige Phasen besteht, und eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Öffnens und Schließens jeder Halbleiterschalteinrichtung beinhaltet. Auf diese Art und Weise kann die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung einfach aufgebaut werden.
Es ist ferner möglich, daß eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Potentialdifferenz zwischen zumindest dem Hochpotential-Gleichsignalanschluß oder dem Niedrigpotential-Gleichsignalanschluß der Wechselsignal-Gleichsignal-Umwandlungseinrichtung und zumindest einem der Ankerströme vorgesehen ist, und die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung den Zeitpunkt zum Öffnen und Schließen jedes Halbleiterschalters auf der Grundlage der Potentialdifferenz und dem zumindest einen Ankerstrom festlegt. Auf diese Art und Weise ist es nicht notwendig, einen Drehwinkelsensor, d. h. einen nach dem Absolutprinzip arbeitenden Drehcodierer, bereitzustellen. Infolgedessen kann die Systemstruktur vereinfacht werden.
Es ist möglich, daß jede Halbleiterschalteinrichtung in sich ein Stromerfassungswiderstandselement zum Erfassen des Ankerstroms integriert; beispielsweise kann das Stromerfassungswiderstandselement zum Erfassen jedes Ankerstroms in einen IC- Chip, in welchen die Halbleiterschalteinrichtungen integriert sind, integriert sein, um die Systemstruktur zu vereinfachen.
Es ist darüber hinaus möglich, daß die Steuereinrichtung jeden hochseitigen Schalter ausschaltet, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, seit ein Potential an dem Ausgangsanschluß jeder Ankerwicklung kleiner als ein Potential an dem Hochpotential-Gleichsignalanschluß geworden ist, und jeden niedrigseitigen Schalter ausschaltet, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, seit das Potential an dem Ausgangsanschluß jeder Ankerwicklung größer als ein Potential an dem Niedrigpotential-Gleichsignalanschluß geworden ist. Infolgedessen kann der Voreilphasenstrom zu einem optimalen Zeitpunkt einfach und zuverlässig abgeschaltet werden.
Es ist ferner möglich, daß die Steuereinrichtung jeden hochseitigen Schalter einschaltet, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, seit das Potential an dem Ausgangsanschluß jeder Ankerwicklung größer als das Potential an dem Niedrigpotential-Gleichsignalanschluß geworden ist, und jeden niedrigseitigen Schalter einschaltet, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, seit das Potential an dem Ausgangsanschluß jeder Ankerwicklung kleiner als das Potential an dem Hochpotential-Gleichsignalanschluß geworden ist.
Außerdem ist es möglich, daß jeder niedrigseitige Schalter eingeschaltet wird, nachdem die vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, seit das Potential an dem Ausgangsanschluß jeder Ankerwicklung kleiner als das Potential an dem Hochpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß geworden ist (d. h. nachdem der Ankerstrom umgekehrt worden ist), und jeder hochseitige Schalter eingeschaltet wird, nachdem die vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, seit das Potential an dem Ausgangsanschluß jeder Ankerwicklung größer als das Potential an dem Niedrigpotential- Gleichsignal-Leistungsanschluß geworden ist (d. h. nachdem der Ankerstrom umgekehrt worden ist). Der Voreilphasenstrom kann bei optimalem Zeitverhalten leicht und zuverlässig zugeführt werden, falls derart verfahren wird.
Insbesondere dann, wenn der hochseitige Schalter und der niedrigseitige Schalter, die hinsichtlich der Phase identisch zueinander sind, umgekehrt betrieben werden, ist die Ankerwicklung für jede Phase immer elektrisch mit dem hochseitigen Schalter oder dem niedrigseitigen Schalter verbunden. Infolgedessen kann verhindert werden, daß eine große elektromotorische Kraft zur Zeit des Abtrennens entweder des hochseitigen Schalters oder des niedrigseitigen Schalters als Überspannung an die entsprechende Halbleiterschalteinrichtung angelegt wird.
Darüber hinaus ist es möglich, daß die Steuereinrichtung die Halbleiterschalter der Kurzschlußschaltung einschaltet, um es dem Voreilphasenstrom zu ermöglichen, in jede Ankerwicklung zu fließen, nachdem das Potential an dem Ausgangsanschluß jeder Ankerwicklung kleiner als das Potential an dem Hochpotential- Gleichsignal-Leistungsanschluß geworden ist, die Halbleiterschalter der Kurzschlußschaltung einschaltet, um es dem Voreilphasenstrom zu ermöglichen, aus jeder Ankerwicklung zu fließen, nachdem das Potential an dem Ausgangsanschluß jeder Ankerwicklung größer als das Potential an dem Niedrigpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß geworden ist, und die Halbleiterschalter der Kurzschlußschaltung ausschaltet, nachdem eine vorbestimmte Zeit nach dem Einschalten verstrichen ist.
Infolgedessen kann der Voreilphasenstrom mit optimalem Zeitverhalten leicht und zuverlässig ein- und ausgeschaltet werden.
Das System kann darüber hinaus eine Phasenwinkelerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Drehphasenwinkels eines Rotors des Leistungsgenerators umfassen, wobei die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung den Öffnungs-/Schließ-Zeitpunkt zur Zeit des Öffnens/Schließens jedes Halbleiterschalters auf der Grundlage des Drehphasenwinkels steuert. Auf diese Art und Weise kann der Voreilphasenstrom bei optimalem Zeitverhalten zuverlässig ein- und ausgeschaltet werden.
Jede Halbleiterschalteinrichtung kann einen MOSFET beinhalten. Da der MOSFET in der Lage ist, eine bidirektionale Erregung bereitzustellen, kann die Halbleiterschalteinrichtung aus einem einzelnen Element aufgebaut werden. Da der MOSFET insbesondere ein Paar von parasitären Übergangsdioden zwischen der Source oder dem Drain desselben und einem Quellbereich integriert, ergibt sich ein Vorteil dahingehend, daß dann, wenn eine des Paars von Übergangsdioden bei Anlegen an jeden hochseitigen Schalter oder jeden niedrigseitigen Schalter der Normal/Gegen- Erregungs-Öffnungs-/Schließ-Schaltung kurzgeschlossen wird, ein zu großer Strom durch die andere Diode abgeleitet werden kann.
Der MOSFET kann SiC als Werkstoff beinhalten. Da SiC eine hohe Durchschlagspannung und einen geringen Einschaltwiderstand hat, kann eine Verringerung von Verlusten und eine Erhöhung der Spannung erreicht werden.
Die vorstehende Aufgabe wird in Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst durch Bereitstellen eines Fahrzeug-Leistungserzeugungssystems, umfassend einen Wechselsignal-Leistungsgenerator mit einer Feldwicklung zum Erzeugen eines magnetischen Feldflusses und durch einen Motor angetriebenen Ankerwicklungen zum Erzeugen leistungserzeugender Ausgangssignale; eine Feldstromsteuereinrichtung zur Steuerung eines der Feldwicklung zugeführten Feldstroms; eine Spannungssteuereinrichtung zur Steuerung der Feldstromsteuereinrichtung so, daß jedes der durch den Leistungsgenerator erzeugten Ausgangssignale auf einen vorbestimmten Wert gesteuert wird; und eine Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung zur Steuerung der Zufuhr eines Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung, wobei die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung den Maximalwert der Änderungsrate des Voreilphasenstroms begrenzt, um den Voreilphasenstrom langsam zu ändern.
Auf diese Art und Weise ist es möglich, eine abrupte Änderung des Lastmoments des Leistungsgenerators bezüglich der Zufuhr oder Nichtzufuhr des Voreilphasenstroms zu verhindern, einen den Motor beaufschlagenden mechanischen Stoß zu verringern, und eine Zunahme von Schwankungen der Drehzahl des Motors zu unterdrücken.
Die vorstehende Aufgabe wird in Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst durch Bereitstellen eines Fahrzeug-Leistungserzeugungssystems, umfassend einen Wechselsignal-Leistungsgenerator mit einer Feldwicklung zum Erzeugen eines magnetischen Feldflusses und durch einen Motor angetriebenen Ankerwicklungen zum Erzeugen leistungserzeugender Ausgangssignale; eine Feldstromsteuereinrichtung zur Steuerung eines der Feldwicklung zugeführten Feldstroms; eine Spannungssteuereinrichtung zur Steuerung der Feldstromsteuereinrichtung so, daß jedes der durch den Leistungsgenerator erzeugten Ausgangssignale auf einen vorbestimmten Wert gesteuert wird; eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe mit Bezug zu einer Schwankung der Drehzahl des Motors; eine Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung zur Steuerung der Zufuhr eines Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung; und eine Ermittlungseinheit zum Ermitteln der Amplitude der Schwankung der Drehzahl des Motors auf der Grundlage der physikalischen Größe, wobei die Voreliphasenstrom-Steuereinrichtung den Voreilphasenstrom jeder Ankerwicklung zuführt, wenn die Schwankung als groß ermittelt wird.
Infolgedessen wird eine Änderung der Drehzahl des Motors unter der Steuerung des Voreilphasenstroms reduziert. Das heißt, wenn die Drehzahl des Motors hoch ist, wird der Voreilphasenstrom zugeführt, um die Motorlast zu erhöhen. Andererseits wird dann, wenn die Drehzahl des Motors niedrig ist, die Zufuhr des Voreilphasenstroms angehalten, um die Motorlast zu verringern. Im Ergebnis kann leicht und schnell verhindert werden, daß die Drehzahl des Motors schwankt.
Die vorstehende Aufgabe wird in Übereinstimmung mit einem nochmals weiteren Aspekt der Erfindung gelöst durch Bereitstellen eines Fahrzeug-Leistungserzeugungssystems, umfassend einen Wechselsignal-Leistungsgenerator mit einer Feldwicklung zum Erzeugen eines magnetischen Feldflusses und durch einen Motor angetriebenen Ankerwicklungen zum Erzeugen leistungserzeugender Ausgangssignale; eine Feldstromsteuereinrichtung zur Steuerung eines der Feldwicklung zugeführten Feldstroms; eine Spannungssteuereinrichtung zur Steuerung der Feldstromsteuereinrichtung so, daß jedes der durch den Leistungsgenerator erzeugten Ausgangssignale auf einen vorbestimmten Wert gesteuert wird; eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe mit Bezug zu durch den Motor erzeugten Vibrationen; eine Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung zur Steuerung der Zufuhr eines Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung; und eine Ermittlungseinheit zum Ermitteln der Amplitude der Motorvibrationen auf der Grundlage der physikalischen Größe, wobei die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung den Voreilphasenstrom jeder Ankerwicklung zuführt, wenn die Vibrationen als groß ermittelt werden.
Auf diese Art und Weise werden durch den Motor erzeugte Vibrationen unter der Steuerung des Voreilphasenstroms reduziert. Das heißt, der Voreilphasenstrom wird in die Richtung des Unterdrückens der Vibrationen bei derselben Frequenz (insbesondere der Grundfrequenz) wie der eines erfaßten und berechneten Motorvibrationssignalverlaufs gesteuert. Nebenbei bemerkt beinhalten die Motorvibrationen Drehvibrationen, Schwingungsvibrationen und durch Kombinieren dieser Vibrationen erhaltene Vibrationen. Es können jedoch beliebige Vibrationen gesteuert werden.
Die vorstehende Aufgabe wird in Übereinstimmung mit einem nochmals weiteren Aspekt der Erfindung gelöst durch Bereitstellen eines Fahrzeug-Leistungserzeugungssystems, umfassend einen Wechselsignal-Leistungsgenerator mit einer Feldwicklung zum Erzeugen eines magnetischen Feldflusses und durch einen Motor angetriebenen Ankerwicklungen zum Erzeugen leistungserzeugender Ausgangssignale; eine Feldstromsteuereinrichtung zur Steuerung eines der Feldwicklung zugeführten Feldstroms; eine Spannungssteuereinrichtung zur Steuerung der Feldstromsteuereinrichtung so, daß jedes der durch den Leistungsgenerator erzeugten Ausgangssignale auf einen vorbestimmten Wert gesteuert wird; eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe mit Bezug zu der Temperatur eines vorbestimmten Abschnitts des Wechselsignal-Leistungsgenerators; eine Voreilphasenstrom- Steuereinrichtung zur Steuerung der Zufuhr eines Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung; und eine Ermittlungseinheit zum Ermitteln auf der Grundlage der physikalischen Größe, ob sich der Wechselsignal-Leistungsgenerator auf einer niedrigen Temperatur befindet, wobei die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung die Zufuhr des Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung beendet und den Voreilphasenstrom verringert, wenn ermittelt wird, daß sich der Wechselsignal-Leistungsgenerator auf einer niedrigen Temperatur befindet, und die Zufuhr des Voreilphasenstroms zu jeder Ankerwicklung beginnt und den Voreilphasenstrom erhöht, wenn ermittelt wird, daß sich der Wechselsignal-Leistungsgenerator auf einer nicht niedrigen Temperatur befindet.
Infolgedessen wird ein Phänomen der Erzeugung einer zu großen Leistungsausgabe unter der Steuerung des Voreilphasenstroms in dem Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem mit dem Wechselsignal- Leistungsgenerator unterdrückt.
Das heißt, wenn sich der Leistungsgenerator auf einer niedrigen Temperatur befindet, ist der Widerstand jeder in dem Leistungsgenerator verwendeten Wicklung niedrig und wird die Leistungsausgabe unter derselben physikalischen Bedingung wie verglichen mit einer hohen Temperatur erhöht. Es ist somit aufgrund des Beendens der Zufuhr des Voreilphasenstroms bei der niedrigen Temperatur möglich, zu verhindern, daß der Ausgangsstrom über die Erwartungen oder den Bedarf hinaus fließt, und zu verhindern, daß die Motorlast schwer wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Figur T ein Schaltungsdiagramm zum Erklären einer Gesamtkonfiguration eines Systems gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ein Einphasen-Schaltungsdiagramm eines in Fig. 1 gezeigten Dreiphasen-Vollwellengleichrichters 11;
Fig. 3A bis 3D Zeitverlaufsdiagramme zum Beschreiben der Signalverläufe eines Phasenstroms und einer Phasenspannung sowie von Öffnungs-/Schließ-Zeitpunkten von MOSFETs 11a und 11d zur Zeit der Steuerung eines nicht voreilenden Phasenstroms durch das in Fig. 1 gezeigte Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem;
Fig. 4A bis 4F Zeitverlaufsdiagramme zum Beschreiben der Signalverläufe eines Phasenstroms und einer Phasenspannung sowie von Öffnungs-/Schließ-Zeitpunkten der MOSFETs 11a und 11d zur Zeit der Steuerung eines voreilenden Phasenstroms durch das in Fig. 1 gezeigte Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem;
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben des Steuerungsbetriebsablaufs einer in Fig. 1 gezeigten Steuereinrichtung 7 zur Zeit der Steuerung des nicht voreilenden Phasenstroms;
Fig. 6 und 7 ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben eines weiteren Steuerungsbetriebsablaufs der in Fig. 1 gezeigten Steuereinrichtung zur Zeit der Steuerung des voreilenden Phasenstroms;
Fig. 8 ein Schaltungsdiagramm zum Erklären eines zweiten Ausführungsbeispiels des in Fig. 1 gezeigten Fahrzeug-Leistungserzeugungssystems;
Fig. 9A bis 9O Zeitverlaufsdiagramme zum Beschreiben der Beziehung zwischen Phasenwinkeln und den Phasen von Gatesignalen zur Zeit der Steuerung der nicht voreilenden und voreilenden Phasenströme durch das in Fig. 8 gezeigte Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem;
Fig. 10 ein Schaltungsdiagramm zum Erklären eines dritten Ausführungsbeispiels des in Fig. 1 gezeigten Fahrzeug-Leistungserzeugungssystems;
Fig. 11 ein Schaltungsdiagramm zum Erklären eines vierten Ausführungsbeispiels des in Fig. 1 gezeigten Fahrzeug-Leistungserzeugungssystems;
Fig. 12 und 13 ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben des Steuerungsbetriebsablaufs einer in Fig. 12 gezeigten Steuereinrichtung zur Zeit der Steuerung eines nicht voreilenden Phasenstroms;
Fig. 14 ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben des Steuerungsbetriebsablaufs des ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrzeug-Leistungserzeugungssystems;
Fig. 15 ein Kennliniendiagramm, welches die Beziehung zwischen dem Verzögerungsphasenwinkelwert δ, dem Wirkungsgrad und der Leistung darstellt, die alle in dem ersten Ausführungsbeispiel zur Zeit der Steuerung des voreilenden Phasenstroms erhalten werden.
Fig. 16 ein Zeitverlaufsdiagramm zum Beschreiben von Schwankungen im Ausgangsstrom, die in dem ersten Ausführungsbeispiel zur Zeit der Steuerung der voreilenden und nicht voreilenden Phasenströme erhalten werden;
Fig. 17 ein Kennliniendiagramm, welches die Beziehung zwischen dem Ausgangsstrom und der Drehzahl eines Generators zeigt, die beide in dem ersten Ausführungsbeispiel zur Zeit der Steuerung der voreilenden und nicht voreilenden Phasenströme erhalten werden;
Fig. 18 ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben des Steuerungsbetriebsablaufs des zweiten Ausführungsbeispiels;
Fig. 19 ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben des Steuerungsbetriebsablaufs des dritten Ausführungsbeispiels;
Fig. 20 ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben des Steuerungsbetriebsablaufs des vierten Ausführungsbeispiels;
Fig. 21A bis 21C Zeitverlaufsdiagramme zum Erklären von Wirkungen, die in dem vierten Ausführungsbeispiel erhalten werden;
Fig. 22 ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben des Steuerungsbetriebsablaufs des dritten Ausführungsbeispiels;
Fig. 23 ein Zeitverlaufsdiagramm zum Beschreiben von Wirkungen, die in einem fünften Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung erhalten werden;
Fig. 24 ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben einer Modifikation des fünften Ausführungsbeispiels;
Fig. 25 ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben des Steuerungsbetriebsablaufs eines sechsten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung;
Fig. 26 ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben des Steuerungsbetriebsablaufs eines siebten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung; und
Fig. 27 ein Ablaufdiagramm zum Beschreiben des Steuerungsbetriebsablaufs eines achten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER DERZEIT BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachstehend wird eine Gesamtkonfiguration eines Fahrzeug- Leistungserzeugungssystem gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf das in Fig. 1 gezeigte Blockdiagramm beschrieben.
Wie in dem Blockdiagramm von Fig. 1 gezeigt, beinhaltet das Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem einen Dreiphasen-Synchrongenerator (beispielsweise einen Wechselsignalleistungsgenerator) 100, einen Dreiphasen-Vollwellengleichrichter (entsprechend der Gleichsignal-Wechselsignal-Leistungsumwandlungseinrichtung und der Normal-/Gegen-Erregungs-Öffnungs-/Schließ- Schaltung wie in den beigefügten Patentansprüchen wiedergegeben) 11 zum Gleichrichten eines durch den Dreiphasen-Synchrongenerator 100 erzeugten Wechselstroms, und eine Steuereinrichtung 7. Der Dreiphasen-Vollwellengleichrichter 11 und die Steuereinrichtung 7 bilden eine Ermittlungseinrichtung und eine Voreilphasenstromzufuhreinrichtung wie in den beigefügten Patentansprüchen wiedergegeben.
Ein in jeder von Ankerwicklungen 5a bis 5c erzeugter Strom wird durch den Dreiphasen-Vollwellengleichrichter 11 gleichgerichtet. Ein durch eine Feldwicklung 4c fließender Feldstrom wird durch die Steuereinrichtung 7 gesteuert. Wenn die Feldwicklung 4c, durch welche der Feldstrom fließt, gedreht wird, wird eine Dreiphasen-Wechselspannung in den Ankerwicklungen 5a bis 5c induziert.
Der Dreiphasen-Vollwellengleichrichter 11 umfaßt eine Inverterschaltung einer Bauart, in der MOSFETs 11a bis 11f, von denen jeder aus SiC besteht, in der Form einer Dreiphasen-Brückenverbindung bereitgestellt sind. Ein Hochpotential-Gleichsignal- Ausgangsanschluß des Dreiphasen-Vollwellengleichrichters 11 ist elektrisch mit einem Hochpotentialanschluß einer Batterie 9 und einem Anschluß einer elektrischen Last 10 verbunden, und ein Niedrigpotential-Gleichsignal-Ausgangsanschluß desselben ist elektrisch zusammen mit einem Niedrigpotentialanschluß der Batterie 9 und dem anderen Ende der elektrischen Last 10 auf Masse gelegt.
Die Steuereinrichtung 7 ist unter Verwendung eines Mikroprozessors implementiert und steuert die Konduktivität eines Feldstroms If unter Verwendung von Pulsbreitenmodulations (PWM)- Verfahren derart, daß eine Batteriespannung VB mit einer vorbestimmten erzeugten Spannung übereinstimmt. Darüber hinaus erzeugt die Steuereinrichtuüg 7 Gatespannungssignale Ga bis Gf auf der Grundlage von noch zu beschreibenden Spannungsabfallsignalen Pa bis Pf, welche einzeln von ihren entsprechenden Si- MOSFETs 11a bis 11f zugeführt werden, und legt die erzeugten Gatespannungssignale Ga bis Gf an ihre entsprechenden Gateelektroden der Si-MOSFETs 11a bis 11f an. Nebenbei bemerkt gibt das Bezugszeichen 70 einen Feldtemperaturdetektor an, der an dem Generator angebracht ist und ein Temperatursignal entsprechend der Temperatur einer Feldwicklung erzeugt.
Nachstehend wird ein a-Phaseninverter des Dreiphasen-Vollwellengleichrichters 11 unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.
Der Si-MOSFET 11a, welcher als erregungs- bzw. hochseitiger Schalter dient, und der Si-MOSFET 11d, welcher als niedrigseitiger Schalter dient, sind jeder N-Kanal-Einrichtungen und in Serie miteinander verbunden. Der Si-MOSFET 11a weist einen N- Bereich auf der Ankerwicklungsseite auf, welcher als Drainbereich während der Leistungserzeugung dient, einen N-Bereich auf der Batterieseite, welcher als Sourcebereich während der Leistungserzeugung dient, und einen P-Quellbereich, der direkt unter der Gateelektrode 114a desselben bereitgestellt ist. Ein PN-Übergang zwischen diesen N-Bereichen und dem P-Quellbereich bildet eine parasitäre Diode.
In dem als hochseitiger Schalter dienenden Si-MOSFET 11a sind der P-Quellbereich und der N-Bereich auf der Ankerwicklungsseite kurzgeschlossen miteinander verbunden. Ferner sind der N- Bereich auf der Ankerwicklungsseite und ein Ausgangsanschluß der Ankerwicklung 5a über einen kleinen, zur Erfassung eines Stroms verwendeten Widerstand, wie beispielsweise einen kleinen Widerstand 113a, der auf einem Chip mit einem zwischenliegend angeordneten isolierenden Film durch Strukturieren eines Halbleiters oder einer Metallspur oder dergleichen mit einem vorbestimmten Widerstand ausgebildet wird, elektrisch miteinander verbunden. Infolgedessen kann der Strom durch Erfassen eines an dem niedrigen Widerstand 113a entwickelten Spannungsabfalls erfaßt werden.
In dem Si-MOSFET 11d sind ähnlich wie vorstehend ein P-Quellbereich und ein N-Bereich auf der der Ankerwicklungsseite gegenüberliegenden Seite kurzgeschlossen miteinander verbunden. Darüber hinaus sind der N-Bereich auf der der Ankerwicklungsseite gegenüberliegenden Seite und ein Masseanschluß über einen kleinen Widerstand 113d zur Erfassung eines Stroms elektrisch miteinander verbunden. Infolgedessen kann der Strom durch Erfassen eines an dem Widerstand 113d entwickelten Spannungsabfalls erfaßt werden. Die verbleibenden anderen Si-MOSFETs 11b, 11e, 11c bzw. 11f haben Widerstände ähnlich den vorstehenden Widerständen und beinhalten Anschlüsse Pb bis Pf, die elektrisch mit ihren entsprechenden Punkten verbunden sind, wo N-Bereiche und die Widerstände elektrisch miteinander verbunden sind. Nebenbei bemerkt dienen die parasitären Dioden 112a und 112d der Si- MOSFETs 11a und 11d als Strompfade oder Kanäle, die zum Zuführen des erzeugten Stroms zu der Batterie 9 verwendet werden.
Infolgedessen kann ein Strom, der fließt, wenn der Si-MOSFET 11a eingeschaltet ist, aus der Differenz zwischen einer Phasenspannung Va und einem an einen Verbindungsanschluß Pa angelegten Potential erfaßt werden. Auf vergleichbare Art und Weise können Kanalströme, die in den Si-MOSFETs 11b bis 11f fließen, erfaßt werden.
Nebenbei bemerkt sind die einzelnen Gatespannungen ausreichend hoch und wird jeder der Si-MOSFETs 11a bis 11f in einem aktiven Nichtsättigungsbereich (d. h. in einer Betriebsart, in welcher ein Kanal nicht in einer Verarmungsschicht abgeklemmt ist) Verwendet.
Nachstehend wird das Öffnungs-/Schließ-Zeitverhalten jedes der MOSFETs 11a bis 11f des Dreiphasen-Vollwellengleichrichters 11 beschrieben.
(Wenn kein voreilender Phasenstrom zugeführt wird):
Zunächst wird ein Beispiel der Steuerung zum Durchführen der Nichtzufuhr des voreilenden Phasenstroms beschrieben. Fig. 3B ist ein Zeitverlaufsdiagramm der in der Ankerwicklung 5a entwickelten Phasenspannung Va.
Die Steuerung des Si-MOSFETs 11d, welcher als a-Phasen-Niedrigseitenschalter dient, wird wie folgt durchgeführt. Es wird geprüft, ob die Phasenspannung Va der Ankerwicklung 5a niedriger als die Massespannung VE = 0V und die anderen Phasenspannungen Vb und Vc ist. Falls ermittelt wird, daß die Phasenspannung Va niedriger als diese Spannungen ist, wird der Si-MOSFET 11d eingeschaltet. Das Ausschalten des Si-MOSFETs 11d erfolgt zu der Zeit, zu der die Phasenspannung Va höher als die Massespannung geworden ist. Die Steuerung des Öffnens und Schließens jedes der Si-MOSFETs 11e und 11f, welche als die Niedrigseitenschalter anderer Phasen dienen, wird auf dieselbe Art und Weise wie vorstehend beschrieben durchgeführt.
Nachstehend wird ein Beispiel einer Unterroutine zum Ausführen einer Nichtvoreilphasenbetriebsart in Übereinstimmung mit einem in Fig. 5 gezeigten Ablaufdiagramm beschrieben. Die in dem Ablaufdiagramm gezeigte Unterroutine wird während des Unterbrechens einer nicht dargestellten Hauptroutine in regelmäßigen Zeitabständen ausgeführt.
Zunächst wird geprüft, ob eine Phasenspannung Va einer x-Phase die Batteriespannung VB übersteigt (Schritt 200). Falls die Antwort JA lautet, wird der hochseitige Schalter 11a eingeschaltet (Schritt 202). Falls die Antwort NEIN lautet, wird der hochseitige Schalter 11a ausgeschaltet (Schritt 204). Als nächstes wird geprüft, ob die Phasenspannung Va kleiner als 0V, entsprechend dem Potential an dem Niedrigpotentialanschluß der Batterie, ist (Schritt 206). Falls die Antwort JA lautet, wird der niedrigseitige Schalter 11d eingeschaltet (Schritt 208). Falls die Antwort NEIN lautet, wird der niedrigseitige Schalter 11d ausgeschaltet (Schritt 210)
Als nächstes wird geprüft, ob eine Phasenspannung Vb einer y- Phase die Batteriespannung VB übersteigt (Schritt 212). Falls die Antwort JA lautet, wird der hochseitige Schalter 11b eingeschaltet (Schritt 214). Falls die Antwort NEIN lautet, wird der hochseitige Schalter 11b ausgeschaltet (Schritt 216). Sodann wird geprüft, ob die Phasenspannung Vb kleiner als 0V, entsprechend dem Potential an dem Niedrigpotentialanschluß der Batterie, ist (Schritt 218). Falls die Antwort JA lautet, wird der niedrigseitige Schalter 11e eingeschaltet (Schritt 220). Falls die Antwort NEIN lautet, wird der niedrigseitige Schalter 11e ausgeschaltet (Schritt 222).
Als nächstes wird geprüft, ob eine Phasenspannung Vc einer z- Phase die Batteriespannung VB übersteigt (Schritt 224). Falls die Antwort JA lautet, wird der hochseitige Schalter 11c eingeschaltet (Schritt 226). Falls die Antwort NEIN lautet, wird der hochseitige Schalter 11c ausgeschaltet (Schritt 228). Sodann wird geprüft, ob die Phasenspannung Vc kleiner als 0V, entsprechend dem Potential an dem Niedrigpotentialanschluß der Batterie, ist (Schritt 230). Falls die Antwort JA lautet, wird der niedrigseitige Schalter 11f eingeschaltet (Schritt 232). Falls die Antwort NEIN lautet, wird der niedrigseitige Sehalter 11f ausgeschaltet (Schritt 234). Danach kehrt der Ablauf zu der Hauptroutine zurück.
(Wenn der voreilende Phasenstrom zugeführt wird):
Nachstehend wird ein Beispiel einer Steuerung zum Durchführen der Zufuhr des voreilenden Phasenstroms beschrieben. Fig. 4B ist ein Zeitverlaufsdiagramm der in der Ankerwicklung 5a entwickelten Phasenspannung Va.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Einschaltzeitpunkt des Si-MOSFETs 11a, welcher als der hochseitige Schalter dient, zu der Zeit vorgesehen, zu der sich ein in diesem fließender Phasenstrom von negativ nach positiv ändert, d. h. einer Zeit t&sub2;' (= t&sub0;) verzögert um T&sub4; ( = T&sub2;) gegenüber einer Zeit t&sub2;, zu der sich ein an dem niedrigen Widerstand 113d entwickelter Spannungsabfall Vpsd von negativ nach positiv ändert. Der Einschaltzeitpunkt jedes der anderen Si-MOSFETs 11b und 11c, welche als die hochseitigen Schalter dienen, ist auf dieselbe Art und Weise wie vorstehend beschrieben vorgesehen. Darüber hinaus ist der Einschaltzeitpunkt des Si-MOSFETs 11d, welcher als der niedrigseitige Schalter dient, zu der Zeit vorgesehen, zu der sich ein in diesem fließender Phasenstrom von positiv nach negativ ändert, d. h. einer Zeit t&sub1;' verzögert um T&sub2; gegenüber einer Zeit t&sub1;, zu der sich ein an dem niedrigen Widerstand 113 a entwickelter Spannungsabfall Vpsa von positiv nach negativ ändert. Der Einschaltzeitpunkt jedes der anderen Si-MOSFETs 11e und 11f, welche als die niedrigseitigen Schalter dienen, ist auf dieselbe Art und Weise wie vorstehend beschrieben vorgesehen.
Andererseits ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Einschaltzeitpunkt jedes der Si-MOSFETs 11a bis 11f bis zu dem Zeitpunkt nach einer Phasenperiode von etwa 180º seit dem Einschaltzeitpunkt erstreckt. Das heißt, der Si-MOSFET 11a wird gleichzeitig mit oder ummittelbar vor dem Einschalten des Si- MOSFETs 11d ausgeschaltet, wohingegen der Si-MOSFETs 11d gleichzeitig mit oder unmittelbar vor dem Einschalten des Si- MOSFETs 11a ausgeschaltet wird.
Nachstehend wird ein Beispiel einer Unterroutine zum Ausführen einer Voreilphasensteuerungsbetriebsart in Übereinstimmung mit den in Fig. 6 und 7 gezeigten Ablaufdiagrammen beschrieben.
Zunächst wird geprüft, ob ein Flag F2 zum Durchführen einer Entscheidung, ob die Ausführung der Unterroutine als die erste Ausführung betrachtet wird oder nicht, 1 ist (Schritt 290). Falls die Ausführung der Unterroutine als nicht die erste Ausführung ermittelt wird (F2 = 1), springt der Ablauf zu Schritt 300. Falls die Ausführung der Unterroutine als die erste Ausführung ermittelt wird (F2 = 0), wird nur der Betriebsablauf zum Bringen der MOSFETs 11a bis 11f in den Leitungszustand (d. h. zum Einschalten derselben) unter Verwendung der in Fig. 5 gezeigten Nichtvoreilphasensteuerungsroutine durchgeführt (Schritt 292). Darüber hinaus wird das Flag F2 auf 1 gesetzt, und schreitet der Ablauf zu Schritt 300 fort (Schritt 29A). Nebenbei bemerkt wird das Flag F2 beim Einschalten auf 0 zurückgesetzt.
Zunächst wird in Schritt 300 geprüft, ob sich der in dem niedrigseitigen Schalter 11d fließende Strom oder Ankerstrom ix während einer Einschaltperiode des niedrigseitigen Schalters 11d von negativ nach positiv, d. h. von der Richtung, in welcher der Strom in die Statorwicklung 5a hineinfließt, auf die Richtung, in welcher der Strom in den Niedrigpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß (0V) ausfließt, ändert. Falls die Antwort JA lautet, wird ein interner Zeitgeber d in Gang gesetzt (Schritt 302). Falls die Antwort NEIN lautet, wird geprüft, ob sich der in dem hochseitigen Schalter 11a fließende Strom oder Ankerstrom ix während einer Einschaltperiode des hochseitigen Schalters 11a von positiv nach negativ, d. h. von der Richtung, in welcher der Strom aus der Statorwicklung 5a heraus zu dem Hochpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß fließt, auf die Richtung, in welcher der Strom in die Statorwicklung 5a hineinfließt, ändert (Schritt 304). Falls die Antwort JA lautet, wird ein interner Zeitgeber a in Gang gesetzt (Schritt 306). Falls die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 308 fort.
In Schritt 308 wird zunächst geprüft, ob sich der in dem niedrigseitigen Schalter 11e fließende Strom oder Ankerstrom iy während einer Einschaltperiode des niedrigseitigen Schalters 11e von negativ nach positiv, d. h. von der Richtung, in welcher der Strom in die Statorwicklung 5b hineinfließt, auf die Richtung, in welcher der Strom in den Niedrigpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß (0V) ausfließt, ändert. Falls die Antwort JA lautet, wird ein interner Zeitgeber e in Gang gesetzt (Schritt 310). Falls die Antwort NEIN lautet, wird geprüft, ob sich der in dem hochseitigen Schalter 11b fließende Strom oder Ankerstrom iy während einer Einschaltperiode des hochseitigen Schalters 11e von positiv nach negativ, d. h. von der Richtung, in welcher der Strom aus der Statorwicklung 5b heraus zu dem Hochpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß fließt, auf die Richtung, in welcher der Strom in die Statorwicklung 5b hineinfließt, ändert (Schritt 312). Falls die Antwort JA lautet, wird ein interner Zeitgeber b in Gang gesetzt (Schritt 314). Falls die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 316 fort.
In Schritt 316 wird zunächst geprüft, ob sich der in dem niedrigseitigen Schalter 11f fließende Strom oder Ankerstrom iz während einer Einschaltperiode des niedrigseitigen Schalters 11f von negativ nach positiv, d. h. von der Richtung, in welcher der Strom in die Statorwicklung 5c hineinfließt, auf die Richtung, in welcher der Strom in den Niedrigpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß (0V) ausfließt, ändert. Falls die Antwort JA lautet, wird ein interner Zeitgeber f in Gang gesetzt (Schritt 318). Falls die Antwort NEIN lautet, wird geprüft, ob sich der in dem hochseitigen Schalter 11c fließende Strom oder Ankerstrom iz während einer Einschaltperiode des hochseitigen Schalters 11c von positiv nach negativ, d. h. von der Richtung, in welcher der Strom aus der Statorwicklung 5c heraus zu dem Hochpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß fließt, auf die Richtung, in welcher der Strom in die Statorwicklung 5c hineinfließt, ändert (Schritt 320). Falls die Antwort JA lautet, wird ein interner Zeitgeber c in Gang gesetzt (Schritt 322). Falls die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 400- fort.
In Schritt 400 wird geprüft, ob die durch den Zeitgeber d gemessene Zeitdauer abgelaufen bzw. um ist, d. h. nur eine vorbestimmte Verzögerungszeit ΔT = = T&sub4; verstrichen ist. Falls in Schritt 400 ermittelt wird, daß die durch den Zeitgeber d gemessene Zeitdauer nicht abgelaufen ist, schreitet der Ablauf direkt zu Schritt 404 fort. Falls in Schritt 400 ermittelt wird, daß der Zeitgeber d abgelaufen ist, werden der niedrigseitige Schalter 11d ausgeschaltet und der hochseitige Schalter 11a eingeschaltet. Ferner wird der Zeitgeber d auf 0 zurückgesetzt, und schreitet danach der Ablauf zu Schritt 404 fort.
In Schritt 404 wird geprüft, ob die durch den Zeitgeber a gemessene Zeitdauer abgelaufen ist, d. h. nur die vorbestimmte Verzögerungszeit (Voreilphasenstromträger- oder Erregungszeit) ΔT = T&sub2; = T&sub4; verstrichen ist. Falls in Schritt 404 die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf direkt zu Schritt 408 fort. Falls in Schritt 404 die Antwort JA lautet, werden der niedrigseitige Schalter 11d eingeschaltet und der hochseitige Schalter 11a ausgeschaltet. Ferner wird der Zeitgeber a auf 0 zurückgesetzt, und schreitet danach der Ablauf zu Schritt 408 fort.
In Schritt 408 wird geprüft, ob die durch den Zeitgeber e gemessene Zeitdauer abgelaufen ist, d. h. nur die vorbestimmte Verzögerungszeit ΔT = T&sub2; = T&sub4; verstrichen ist. Falls in Schritt 408 die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf direkt zu Schritt 412 fort. Falls in Schritt 408 die Antwort JA lautet, werden der niedrigseitige Schalter 11e ausgeschaltet und der hochseitige Schalter 11b eingeschaltet. Ferner wird der Zeitgeber e auf 0 zurückgesetzt, und schreitet danach der Ablauf zu Schritt 412 fort.
In Schritt 412 wird geprüft, ob die durch den Zeitgeber b gemessene Zeitdauer abgelaufen ist, d. h. nur die vorbestimmte Verzögerungszeit ΔT = T&sub2; = T&sub4; verstrichen ist. Falls in Schritt 412 die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf direkt zu Schritt 416 fort. Falls in Schritt 412 die Antwort JA lautet, werden der niedrigseitige Schalter 11e eingeschaltet und der hochseitige Schalter 11b ausgeschaltet. Ferner wird der Zeitgeber b auf 0 zurückgesetzt, und schreitet danach der Ablauf zu Schritt 416 fort.
In Schritt 416 wird geprüft, ob die durch den Zeitgeber f gemessene Zeitdauer abgelaufen ist, d. h. nur die vorbestimmte Verzögerungszeit ΔT = T&sub2; = T&sub4; verstrichen ist. Falls in Schritt 416 die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf direkt zu Schritt 420 fort. Falls in Schritt 416 die Antwort JA lautet, werden der niedrigseitige Schalter 11f ausgeschaltet und der hochseitige Schalter 11c eingeschaltet. Ferner wird der Zeitgeber f auf 0 zurückgesetzt, und schreitet danach der Ablauf zu Schritt 420 fort.
In Schritt 420 wird geprüft, ob die durch den Zeitgeber c gemessene Zeitdauer abgelaufen ist, d. h. nur die vorbestimmte Verzögerungszeit ΔT = T&sub2; = T&sub4; verstrichen ist. Falls in Schritt 420 die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf direkt zu Schritt 102 fort. Falls in Schritt 420 die Antwort JA lautet, werden der niedrigseitige Schalter 11f eingeschaltet und der hochseitige Schalter 11c ausgeschaltet. Ferner wird der Zeitgeber c auf 0 zurückgesetzt, und schreitet danach der Ablauf zu Schritt 102 fort.
Durch Verfahren derart können die Pfade oder Kanäle, über welche Voreliphasenkomponenten ihren Ankerwicklungen 5a, 5b und 5c zugeführt werden, aufgrund von Verzögerungen zur Zeit des vorstehend angegebenen Ausschaltens ausgebildet werden, welches infolgedessen in einer Zunahme des Felds resultiert. Auch dann, wenn zum Beispiel der Si-MOSFET 11a die Zeit t&sub1; erreicht hat, wird der Si-MOSFET 11a nicht ausgeschaltet. Daher ist sein Ausschalten um das Zeitintervall ΔT = T&sub2; = T&sub4; verzögert. Auf vergleichbare Art und Weise erfolgt das Ausschalten des Si-MOSFETs 11d ebenfalls zu der Zeit t&sub2;', die um ΔT = T&sub2; = T&sub4; gegenüber der Zeit t&sub2; verzögert ist. Folglich kann der Strom für jede der Ankerwicklungen 5a bis 5c bereitgestellt werden. Infolgedessen wird der Strom, dessen Phase der Phasenspannung zum Erzeugen einer felderhöhenden Wirkung um a voreilt (vgl. Fig. 4A-4F), der Statorspule 5a zugeführt. Es ist nun notwendig, die Summe eines Ladeintervalls oder einer Ladeperiode T&sub1; (= T&sub3;) und der Verzögerungszeit ΔT = T&sub2; = T&sub4; auf einen elektrischen Winkel von 180º oder kleiner festzulegen. Auch dann, wenn die Phasen in einem Zustand gesteuert werden, in welchem die b-Phase der a- Phase um einen elektrischen Winkel von 120º nacheilen darf und die c-Phase der a-Phase um einen elektrischen Winkel von 120º voreilen darf, kann die Voreilphasensteuerung über die drei Phasen durchgeführt werden.
In dem vorstehend beschriebenen Steuerungsbeispiel wird jeder der Schalter 11a bis 11f nur während eines Intervalls von 180º eingeschaltet. Die Einschaltperiode kann jedoch kürzer als 180º sein. Da die Periode, in welcher sowohl der hochseitige Schalter als auch der niedrigseitige Schalter ausgeschaltet sind, in diesem Fall in jedem Phaseninverter erzeugt wird, kann die folgende Steuerung durchgeführt werden.
Nachstehend wird beispielsweise die a-Phase beschrieben. Falls während der Periode, in welcher der hochseitige Schalter 11a und der niedrigseitige Schalter 11d ausgeschaltet sind, die Phasenspannung Va der Statorwicklung 5a relativ zu der a-Phase höher als die Batteriespannung Vb wird, wird der hochseitige Schalter 11a eingeschaltet. Andererseits kann das Ausschalten des eingeschalteten hochseitigen Schalters 11a auf dieselbe Art und Weise wie vorstehend beschrieben durchgeführt werden, nachdem die vorbestimmte Verzögerungszeit ΔT verstrichen ist, seit die Phasenspannung Va niedriger als die Batteriespannung VB geworden ist.
Auf vergleichbare Art und Weise wird dann, wenn die Phasenspannung Va während der Periode, in welcher der hochseitige Schalter 11a und der niedrigseitige Schalter 11d ausgeschaltet sind, niedriger als das Massepotential wird, der niedrigseitige Schalter 11d eingeschaltet. Andererseits kann das Ausschalten des eingeschalteten niedrigseitigen Schalters 11d auf dieselbe Art und Weise wie vorstehend beschrieben durchgeführt werden, nachdem die vorbestimmte Verzögerungszeit ΔT verstrichen ist, seit die Phasenspannung Va niedriger als die Massespannung 0V geworden ist. Die Steuerung auf der b- und der c-Phase wird ebenfalls auf dieselbe Art und Weise wie vorstehend beschrieben durchgeführt. Nebenbei bemerkt erfolgt die vorstehend erwähnte Einrichtungs-Öffnungs-/Schließ-Steuerung nur für die a-Phase. Die Steuerung der b- und der c-Phase über die Schalter 11b, 11c, 11e und 11f kann mit dem um 120º verschobenen a-Phasen- Umschaltzeitpunkt durchgeführt werden.
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild eines Fahrzeug-Wechselsignal- Leistungsgenerators, das eine Modifikation 1 des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels darstellt. Das vorliegende, den Fahrzeug = Wechselsignalleistungsgenerator zeigende Blockschaltbild ist dasselbe wie das Blockschaltbild von Fig. 1, mit der Ausnahme, daß der vorliegende Fahrzeug-Wechselsignalleistungs- Generator einen Magnetpolpositionsdetektor (entsprechend einer Phasenwinkelerfassungseinrichtung in den beigefügten Patentansprüchen) 16 zum Erfassen der Position jedes magnetischen Pols eines Rotors und ein kleines Widerstandselement r, das zur Erfassung eines Feldstroms verwendet wird, beinhaltet. Nebenbei bemerkt ist das Widerstandselement r elektrisch seriell mit einer Feldspule 4c verbunden. Eine Steuereinrichtung 7 erfaßt den Feldstrom aus einem an dem Widerstandselement r entwickelten Spannungsabfall und liest Motorinformationen aus einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 2 zum Steuern eines Motors 1. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unterscheiden sich MOSFETs 17a bis 17f eines Dreiphasen-Vollwellengleichrichters 11 von den MOSFETs 11a bis 11f dadurch, daß sie keine solchen Widerstände für die Stromerfassung aufweisen.
Nachstehend wird die Steuerung zum Öffnen und Schließen der auf die vorstehend beschriebene Art und Weise aufgebauten MOSFETs 17a bis 17f unter Bezugnahme auf in Fig. 9A bis 9O gezeigte Zeitverlaufsdiagramme beschrieben.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Position jedes magnetischen Pols des Rotors durch den Magnetpolpositionsdetektor 16 erfaßt. Der Magnetpolpositionsdetektor 16 besteht aus einem nach dem Absolutpositionsprinzip arbeitenden Drehcodierer. Darüber hinaus gibt der Magnetpolpositionsdetektor 16 ein Referenzimpulssignal bei einer Referenzwinkelposition aus, und gibt ein Impulssignal bei jedem vorbestimmten Inkrementalwinkel aus. Die Steuereinrichtung 7 zählt ein Impulssignal aus dem gelesenen Referenzimpulssignal und gibt Phasenwinkelsignale 5a, 5b und 5c aus, um die MOSFETs 17a bis 17f zu steuern. Die Steuereinrichtung 7 gibt einen hohen Pegel bei einem Phasenwinkel 61 aus, bei welchem sich eine Phasenspannung Va entsprechend einer Ausgangsspannung aus einer Ankerspule (Ankerwicklung) 5a einer X-Phase von negativ nach positiv ändert, und gibt einen niedrigen Pegel bei einem Phasenwinkel δ2 aus, bei dem sich die Phasenspannung Va von positiv nach negativ ändert. Ferner gibt die Steuereinrichtung 7 einen hohen Pegel bei einem Phasenwinkel δ3 aus, bei welchem sich eine Phasenspannung Vb entsprechend einer Ausgangsspannung aus einer Ankerspule (Ankerwicklung) 5b einer Y-Phase von negativ nach positiv ändert, und gibt einen niedrigen Pegel bei einem Phasenwinkel δ4 aus, bei dem sich die Phasenspannung Vb von positiv nach negativ ändert. Außerdem gibt die Steuereinrichtung 7 einen hohen Pegel bei einem Phasenwinkel δ5 aus, bei welchem sich eine Phasenspannung Vc entsprechend einer Ausgangsspannung aus einer Ankerspule (Ankerwicklung) 5c einer Z-Phase von negativ nach positiv ändert, und gibt einen niedrigen Pegel bei einem Phasenwinkel δ6 aus, bei dem sich die Phasenspannung Vc von positiv nach negativ ändert.
Da eine Nichtvoreilphasensteuerungsbetriebsart selbst gleich der in Fig. 5 gezeigten festgelegt werden kann, wird nachstehend eine Voreilphasensteuerungsbetriebsart beschrieben. Die gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchgeführte Voreilphasensteuerung ist wie folgt. Wie in Fig. 9A bis 9O gezeigt, werden der MOSFET 17a und der MOSFET 17d jeweils zu der Zeit ein- und ausgeschaltet, zu der der Phasenwinkel für die Voreilphasensteuerung dem Phasenwinkel δ1 um einen Phasenwinkel gleich einer vorbestimmten Verzögerung oder einem Nacheilwinkel δ nacheilt. Der MOSFET 17a und der MOSFET 17d werden jeweils zu der Zeit aus- und eingeschaltet, zu der der Phasenwinkel für die Voreliphasensteuerung dem Phasenwinkel δ2 um den Phasenwinkel gleich dem vorbestimmten Nacheilwinkel δ nacheilt. Der MOSFET 17b und der MOSFET 17e werden jeweils zu der Zeit ein- und ausgeschaltet, zu der der Phasenwinkel für die Voreilphasensteuerung dem Phasenwinkel δ3 um den Phasenwinkel gleich dem vorbestimmten Nacheilwinkel δ nacheilt. Der MOSFET 17b und der MOSFET 17e werden jeweils zu der Zeit aus- und eingeschaltet, zu der der Phasenwinkel für die Voreilphasensteuerung dem Phasenwinkel δ4 um den Phasenwinkel gleich dem vorbestimmten Nacheilwinkel δ nacheilt. Der MOSFET 17c und der MOSFET 17f werden jeweils zu der Zeit ein- und ausgeschaltet, zu der der Phasenwinkel für die Voreilphasensteuerung dem Phasenwinkel δ5 um den Phasenwinkel gleich dem vorbestimmten Nacheilwinkel δ nacheilt. Der MOSFET 17c und der MOSFET 17f werden jeweils zu der Zeit aus- und eingeschaltet, zu der der Phasenwinkel für die Voreilphasensteuerung dem Phasenwinkel δ6 um den Phasenwinkel gleich dem vorbestimmten Nacheilwinkel δ nacheilt.
Dieselbe Voreilphasensteuerung wie die in Fig. 1 gezeigte kann erreicht werden, wenn der vorstehende Aufbau ausgeführt wird. Ein Verfahren zum Festlegen einer Voreilphasenstromträgerzeit oder Erregungszeit, die aus der in dem in Fig. 1 gezeigten Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem verwendeten Verzögerungszeit ΔT und dem in Fig. 8 gezeigten Fahrzeug-Wechselsignal-Leistungsgenerator verwendeten Nacheilwinkel δ besteht, wird an späterer Stelle näher beschrieben.
Nachstehend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellendes Leistungserzeugungssystem unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben. Das in Fig. 10 gezeigte Leistungserzeugungssystem ist von einer Bauart, bei der die MOSFETs 11a bis 11f des in Fig. 1 gezeigten Dreiphasen-Vollwellengleichrichters 11 jeweils durch MOSFETs 17a bis 17f einschließlich kleiner Widerstandselemente für die Stromerfassung auf eine zu Fig. 2 ähnliche Art und Weise ersetzt sind.
Da für die Nichtvoreilphasensteuerung selbst die in Fig. 5 gezeigte Steuerungsbetriebsart übernommen werden kann, wird nachstehend eine Voreilphasenstromsteuerungsbetriebsart gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die in Fig. 6 und 7 gezeigten Ablaufdiagramme beschrieben. Die vorliegende Modifikation unterscheidet sich von dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch, daß die Öffnungs-/Schließzeiten jedes der MOSFETs 17a bis 17f auf der Grundlage des Potentialunterschieds zwischen der Source und dem Drain jedes der MOS- FETs 17a bis 17f entschieden wird. Fig. 6 zeigt eine Routine zum Durchführen einer Entscheidung über einen Nulldurchgangspunkt jedes Ankerstroms, und Fig. 7 zeigt eine Routine zum Steuern des Öffnens/Schließens jedes der MOSFETs 17a bis 17f. Das vorliegende Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel, in welchem der Nulldurchgangspunkt auf der Grundlage des an jedem Widerstand entwickelten Spannungsabfalls erfaßt wird, nur darin, daß der Nulldurchgangspunkt jedes Ankerstroms auf der Grundlage des Potentialunterschieds zwischen der Source und dem Drain jedes der MOSFETs 17a bis 17f ermittelt wird.
Zunächst wird geprüft, ob ein Flag F2 zum Durchführen einer Entscheidung, ob die Ausführung der Routine die erste Ausführung ist oder nicht, 1 ist (Schritt 290). Falls die Ausführung der Routine als nicht die erste Ausführung ermittelt wird (F2 = 1), springt der Ablauf zu Schritt 300. Falls die Ausführung der Routine als die erste Ausführung ermittelt wird (F2 = 0), wird nur der Betriebsablauf zum Bringen der MOSFETs 17a bis 17f in den Leitungszustand (d. h. zum Einschalten derselben) unter Verwendung der in Fig. 8 gezeigten Routine durchgeführt (Schritt 292). Darüber hinaus wird das Flag F2 auf 1 gesetzt, und schreitet der Ablauf zu Schritt 300 fort (Schritt 294). Nebenbei bemerkt wird das Flag F2 beim Einschalten auf 0 zurückgesetzt.
Zunächst wird in Schritt 300 geprüft, ob sich der in dem niedrigseitigen Schalter 17d fließende Strom oder Ankerstrom ix in Abhängigkeit davon, ob Va während einer Einschaltperiode des niedrigseitigen Schalters 17d größer als oder gleich 0V geworden ist, von negativ nach positiv, d. h. von der Richtung, in welcher der Strom in die Statorwicklung 5a hineinfließt, auf die Richtung, in welcher der Strom in den Niedrigpotential- Gleichsignal-Leistungsanschluß (0V) ausfließt, ändert. Falls die Antwort in Schritt 300 JA lautet, wird der interne Zeitgeber d in Gang gesetzt (Schritt 302). Falls die Antwort in Schritt 300 NEIN lautet, wird geprüft, ob sich der in dem hochseitigen Schalter 17a fließende Strom oder Ankerstrom ix in Abhängigkeit davon, ob Va während einer Einschaltperiode des hochseitigen Schalters 17a kleiner als oder gleich VB geworden ist, von positiv nach negativ, d. h. von der Richtung, in welcher der Strom aus der Statorwicklung 5a heraus zu dem Hochpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß fließt, auf die Richtung, in welcher der Strom in die Statorwicklung 5a hineinfließt, ändert (Schritt 304). Falls die Antwort in Schritt 304 JA lautet, wird der interne Zeitgeber a in Gang gesetzt (Schritt 306). Falls die Antwort in Schritt 304 NEIN lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 308 fort.
In Schritt 308 wird zunächst geprüft, ob sich der in dem niedrigseitigen Schalter 17e fließende Strom oder Ankerstrom iy in Abhängigkeit davon, ob Vb während einer Einschaltperiode des niedrigseitigen Schalters 17e größer als oder gleich 0V geworden ist, von negativ nach positiv, d. h. von der Richtung, in welcher der Strom in die Statorwicklung 5b hineinfließt, auf die Richtung, in welcher der Strom in den Niedrigpotential- Gleichsignal-Leistungsanschluß (0V) ausfließt, ändert. Falls die Antwort in Schritt 308 JA lautet, wird der interne Zeitgeber e in Gang gesetzt (Schritt 310). Falls die Antwort in Schritt 308 NEIN lautet, wird geprüft, ob sich der in dem hochseitigen Schalter 17b fließende Strom oder Ankerstrom iy in Abhängigkeit davon, ob Vb während einer Einschaltperiode des hochseitigen Schalters 17b kleiner als oder gleich VB geworden ist, von positiv nach negativ, d. h. von der Richtung, in welcher der Strom aus der Statorwicklung 5b heraus zu dem Hochpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß fließt, auf die Richtung, in welcher der Strom in die Statorwicklung 5b hineinfließt, ändert (Schritt 312). Falls die Antwort in Schritt 312 JA lautet, wird der interne Zeitgeber b in Gang gesetzt (Schritt 314). Falls die Antwort in Schritt 312 NEIN lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 316 fort.
In Schritt 316 wird zunächst geprüft, ob sich der in dem niedrigseitigen Schalter 17f fließende Strom oder Ankerstrom iz in Abhängigkeit davon, ob Vc während einer Einschaltperiode des niedrigseitigen Sehalters 17f größer als oder gleich 0V geworden ist, von negativ nach positiv, d. h. von der Richtung, in welcher der Strom in die Statorwicklung 5c hineinfließt, auf die Richtung, in welcher der Strom in den Niedrigpotential- Gleichsignal-Leistungsanschluß (0V) ausfließt, ändert. Falls die Antwort in Schritt 316 JA lautet, wird der interne Zeitgeber f in Gang gesetzt (Schritt 318). Falls die Antwort in Schritt 316 NEIN lautet, wird geprüft, 5b sich der in dem hochseitigen Schalter 17c fließende Strom oder Ankerstrom iz in Abhängigkeit davon, ob Vc während einer Einschaltperiode des hochseitigen Schalters 17c kleiner als oder gleich VB geworden ist, von positiv nach negativ, d. h. von der Richtung, in welcher der Strom aus der Statorwicklung 5c heraus zu dem Hochpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß fließt, auf die Richtung, in welcher der Strom in die Statorwicklung 5c hineinfließt, ändert (Schritt 320). Falls die Antwort in Schritt 320 JA lautet, wird der interne Zeitgeber c in Gang gesetzt (Schritt 322). Falls die Antwort in Schritt 320 NEIN lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 400 fort.
In Schritt 400 wird geprüft, ob die durch den Zeitgeber d gemessene Zeitdauer abgelaufen ist, d. h. nur eine vorbestimmte Verzögerungszeit ΔT = T&sub2; = T&sub4; verstrichen ist. Falls in Schritt 400 ermittelt wird, daß die durch den Zeitgeber d gemessene Zeitdauer nicht abgelaufen ist, schreitet der Ablauf direkt zu Schritt 404 fort. Falls in Schritt 400 ermittelt wird, daß die durch den Zeitgeber d gemessene Zeitdauer abgelaufen ist, werden der niedrigseitige Schalter 17d ausgeschaltet und der hochseitige Schalter 17a eingeschaltet. Ferner wird der Zeitgeber d auf 0 zurückgesetzt, und schreitet danach der Ablauf zu Schritt 404 fort.
In Schritt 404 wird geprüft, ob die durch den Zeitgeber a gemessene Zeitdauer abgelaufen ist, d. h. nur die vorbestimmte Verzögerungszeit ΔT = T&sub2; = T&sub4; verstrichen ist. Falls in Schritt 404 die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf direkt zu Schritt 408 fort. Falls in Schritt 404 die Antwort JA lautet, werden der niedrigseitige Schalter 17d eingeschaltet und der hochseitige Schalter 17a ausgeschaltet. Ferner wird der Zeitgeber ä auf 0 zurückgesetzt, und schreitet danach der Ablauf zu Schritt 408 fort.
In Schritt 408 wird geprüft, ob die durch den Zeitgeber e gemessene Zeitdauer abgelaufen ist, d. h. nur die vorbestimmte Verzögerungszeit ΔT = 974 verstrichen ist. Falls in Schritt 408 die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf direkt zu Schritt 412 fort. Falls in Schritt 408 die Antwort JA lautet, werden der niedrigseitige Schalter 17e ausgeschaltet und der hochseitige Schalter 17b eingeschaltet. Ferner wird der Zeitgeber e auf 0 zurückgesetzt, und schreitet danach der Ablauf zu Schritt 412 fort.
In Schritt 412 wird geprüft, ob die durch den Zeitgeber b gemessene Zeitdauer abgelaufen ist, d. h. nur die vorbestimmte Verzögerungszeit ΔT = T&sub2; = T&sub4; verstrichen ist. Falls in Schritt 412 die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf direkt zu Schritt 416 fort. Falls in Schritt 412 die Antwort JA lautet, werden der niedrigseitige Schalter 17e eingeschaltet und der hochseitige Schalter 17b ausgeschaltet. Ferner wird der Zeitgeber b auf 0 zurückgesetzt, und schreitet danach der Ablauf zu Schritt 416 fort.
In Schritt 416 wird geprüft, ob die durch den Zeitgeber f gemessene Zeitdauer abgelaufen ist, d. h. nur die vorbestimmte Verzögerungszeit ΔT = T&sub2; = T&sub4; verstrichen ist. Falls in Schritt 416 die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf direkt zu Schritt 420 fort. Falls in Schritt 416 die Antwort JA lautet, werden der niedrigseitige Schalter 17f ausgeschaltet und der hochseitige Schalter 17c eingeschaltet. Ferner wird der Zeitgeber f auf 0 zurückgesetzt, und schreitet danach der Ablauf zu Schritt 420 fort.
In Schritt 420 wird geprüft, ob die durch den Zeitgeber c gemessene Zeitdauer abgelaufen ist, d. h. nur die vorbestimmte Verzögerungszeit ΔT = T&sub2; = T&sub4; verstrichen ist. Falls in Schritt 420 die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf direkt zu Schritt 102 fort. Falls in Schritt 420 die Antwort JA lautet, werden der niedrigseitige Schalter 17f eingeschaltet und der hochseitige Schalter 17c ausgeschaltet. Ferner wird der Zeitgeber c auf 0 zurückgesetzt, und kehrt danach der Ablauf zur Hauptroutine zurück.
Nachstehend wird ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben.
Das Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel umfaßt einen Fahrzeug-Dreiphasen-Synchrongenerator (entsprechend einem Drehstromgenerator in den beigefügten Patentansprüchen) 100 mit Feldpolen nach Lundell-Rice-Art, einen Dreiphasen-Vollwellengleichrichter (entsprechend einer Wechselsignal-Gleichsignal-Leistungsumwandlungseinrichtung in den beigefügten Patentansprüchen) 3 zum Gleichrichten eines von dem Fahrzeug-Dreiphasen-Synchrongenerator 100 erzeugten Wechselstroms, eine Kurzschlußschaltung 4, eine Steuereinrichtung 7a zum Steuern der Kurzschlußschaltung 4, und einen Regler 8 zur Steuerung eines Feldstroms. Die Kurzschlußschaltung 4 und die Steuereinrichtung 7a bilden eine Voreilphasenstromsteuerungseinrichtung in den beigefügten Patentansprüchen.
Der Dreiphasen-Synchrongenerator 100 beinhaltet Dreiphasen- Ankerwicklungen 5a, 5b und 5c, von denen jede auf einen Statorkern gewickelt ist, und eine Feldwicklung 4c, die auf einen Rotorkern gewickelt ist. Der Dreiphasen-Synchrongenerator 100 ist ein sogenannter Drehstromgenerator, der durch einen Motor angetrieben wird. Wie gut bekannt ist, werden durch Zuführen eines notwendigen Feldstroms von dem Regler 8 zu der Feldwicklung 4c und Drehen des Rotorkerns durch den Motor Dreiphasen-Wechselspannungen Va, Vb und Vc jeweils in den Ankerwicklungen induziert.
Die Steuereinrichtung 7a hat in sich einen Mikroprozessor integriert. Die Steuereinrichtung 7a dient als eine Schaltung zum Steuern jeweiliger Kurzschlußschalter 41 bis 43 der Kurzschlußschaltung 4 auf der Grundlage von Ausgangsspannungen (Phasenspannungen) der Ankerwicklungen 5a, 5b und 5c und Zuführen eines vorbestimmten Betrags von Voreilphasenstrom zu jeder der Ankerwicklungen 5a, 5b und 5c zu einem vorbestimmten Zeitpunkt.
Der Regler 8 weist eine Konduktivitäts- oder Leitungsraten- Ermittlungsschaltung 81 auf zum Vergleichen der Batteriespannung VB mit einer vorbestimmten Referenzspannung, um die Batteriespannung VB konstant zu halten, Bestimmen der Konduktivität eines Feldstroms If aus dem Vergleichsergebnis, und Steuern eines Schalttransistors 82 auf der Grundlage der bestimmten Konduktivität. Der Schalttransistor 82 steuert intermittierend den der Feldwicklung 4 zugeführten Feldstrom.
Der Dreiphasen-Vollwellengleichrichter 3 ist von konventioneller Bauart. Darüber hinaus richtet der Dreiphasen-Vollwellengleichrichter 3 die von dem Fahrzeug-Dreiphasen-Synchrongenerator 100 erzeugte Ausgabe gleich und führt die gleichgerichtete Ausgabe der Batterie 9 und einer elektrischen Last 10 zu.
Die Kurzschlußschaltung 4 umfaßt die Kurzschlußschalter 41 bis 43, von denen jeder aus einem aus SiC hergestellten Leistungs- MOSFET besteht und welche in Form einer Deltaverschaltung (oder Sternverschaltung) bereitgestellt sind. Punkte, an denen die Kurzschlußschalter 41 bis 43 jeweils miteinander verbunden sind, sind mit ihren entsprechenden Ausgangsanschlüssen der Ankerwicklungen 5a, 5b und 5c elektrisch verbunden.
Da die Phasenspannungen Va bis Vc durch den Dreiphasen-Vollwellengleichrichter 3 gleichgerichtet werden können, ohne die Kurzschlußschalter 41 bis 43 in den leitenden Zustand zu bringen, wird die Nichtvoreilphasensteuerung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel nicht im Einzelnen beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eilt die Phasenspannung Va der Phasenspannung Vb um 120º voraus, und eilt die Phasenspannung Vb der Phasenspannung Vc um 120º voraus. Zur Vereinfachung der Darstellung werden an den Dioden 31 bis 36 des Dreiphasen- Vollwellengleichrichters 3 entwickelte Vorwärtsspannungsabfälle vernachlässigt.
Nachstehend wird die Voreilphasenstromsteuerung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf in Fig. 12 und 13 gezeigte Ablaufdiagramme beschrieben. Eine in Fig. 12 und 13 gezeigte Unterroutine ist eine Unterbrechungsroutine, die bevorzugt periodisch in einem vorbestimmten Zeitabstand ausgeführt wird.
Zunächst wird geprüft, ob ein Flag F zum Anweisen der Ausführung der Kurzschlußsteuerung 1 ist (Schritt 500). Falls in Schritt 500 ermittelt wird, daß das Flag F 0 ist, kehrt der Ablauf zu einer (nicht gezeigten) Hauptroutine als das Vorhandensein der Anweisung für die Ausführung der Kurzschlußsteuerung zurück. Falls in Schritt 500 ermittelt wird, daß das Flag F 1 ist, schreitet der Ablauf zu Schritt 501 fort.
In Schritt 501 werden die Phasenspannungen Va bis Vc gelesen. Sodann wird geprüft, ob die gelesene Phasenspannung Va kleiner ist als die Batteriespannung VB (Schritt 502). Falls in Schritt 502 die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 503 fort. Falls in Schritt 502 die Antwort JA lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 512 fort. In Schritt 503 wird geprüft, ob die Phasenspannung Va größer als eine Massespannung VE = 0V) ist. Falls in Schritt 503 die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 504 fort. Falls in Schritt 503 die Antwort JA lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 512 fort. In Schritt 512 wird ein Zeitgeber a zum Festlegen einer Leitungszeit des Kurzschlußschalters 41 in Gang gesetzt, um den Kurzschlußschalter 41 sofort einzuschalten (Schritt 514). Danach schreitet der Ablauf zu Schritt 600 fort.
In Schritt 504 wird geprüft, ob die Phasenspannung Vb kleiner ist als die Batteriespannung VB. Falls in Schritt 504 die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 506 fort. Falls in Schritt 504 die Antwort JA lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 516 fort. In Schritt 506 wird sodann geprüft, ob die Phasenspannung Vb größer als die Massespannung VE (= 0V) ist. Falls in Schritt 506 die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 508 fort. Falls in Schritt 506 die Antwort JA lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 516 fort. In Schritt 516 wird ein Zeitgeber b zum Festlegen einer Leitungszeit des Kurzschlußschalters 42 in Gang gesetzt, um den Kurzschlußschalter 42 sofort einzuschalten (Schritt 518). Danach schreitet der Ablauf zu Schritt 600 fort.
In Schritt 508 wird geprüft, ob die Phasenspannung Vc kleiner ist als die Batteriespannung VB. Falls in Schritt 508 die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 510 fort. Falls in Schritt 508 die Antwort JA lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 520 fort. In Schritt 510 wird sodann geprüft, ob die Phasenspannung Vc größer als die Massespannung VE (= 0V) ist. Falls in Schritt 510 die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 600 fort. Falls in Schritt 510 die Antwort JA lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 520 fort. In Schritt 520 wird ein Zeitgeber c zum Festlegen einer Leitungszeit des Kurzschlußschalters 43 in Gang gesetzt, um den Kurzschlußschalter 43 sofort einzuschalten (Schritt 522). Danach schreitet der Ablauf zu Schritt 600 fort.
Nebenbei bemerkt ist der Grund, weshalb der Ablauf unmittelbar nach dem Ende der Schritte 514 und 518 zu Schritt 600 springt, der, daß die in Fig. 12 und 13 gezeigte Routine regelmäßig und häufig ausgeführt wird und die Kurzschlußschalter 41 bis 43 aufgrund der Phasenunterschiede zwischen den Kurzschlußschaltern 41 bis 43 innerhalb einer Routinenzykluszeit nicht zusammen eingeschaltet werden. Darüber hinaus wird eine vorbestimmte Verzögerungszeit ΔT, die durch ein noch zu beschreibendes Ausführungsbeispiel berechnet oder voreingestellt wird, in jedem der Zeitgeber a, b und c eingestellt.
In dem nachfolgenden Schritt 600 wird geprüft, ob eine durch den Zeitgeber a gemessene Zeit die in dem Zeitgeber a festgelegte Verzögerungszeit ΔT erreicht hat. Falls in Schritt 600 die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 604 fort. Falls in Schritt 600 die Antwort JA lautet, werden der Kurzschlußschalter 41 ausgeschaltet und der Zeitgeber a zurückgesetzt (Schritt 602). Danach schreitet der Ablauf zu Schritt 604 fort.
In dem nachfolgenden Schritt 604 wird geprüft, ob eine durch den Zeitgeber b gemessene Zeit die in dem Zeitgeber b festgelegte Verzögerungszeit ΔT erreicht hat. Falls in Schritt 604 die Antwort NEIN lautet, schreitet der Ablauf zu Schritt 608 fort. Falls in Schritt 604 die Antwort JA lautet, werden der Kurzschlußschalter 42 ausgeschaltet und der Zeitgeber b zurückgesetzt (Schritt 606). Danach schreitet der Ablauf zu Schritt 608 fort.
In dem nachfolgenden Schritt 608 wird geprüft, ob eine durch den Zeitgeber c gemessene Zeit die in dem Zeitgeber c festgelegte Verzögerungszeit ΔT erreicht hat. Falls in Schritt 608 die Antwort NEIN lautet, kehrt der Ablauf zu der (nicht gezeigten) Hauptroutine zurück. Falls in Schritt 608 die Antwort JA lautet, werden der Kurzschlußschalter 43 ausgeschaltet und der Zeitgeber c zurückgesetzt (Schritt 610). Danach kehrt der Ablauf zu der Hauptroutine zurück.
Wenn die ausgegebenen oder ausfließenden Ströme auf Null gebracht werden, fließen aufgrund des vorstehenden Betriebsablaufs die voreilenden Phasenströme (Kurzschlußströme) über die Kurzschlußschalter 41 bis 43 in ihre entsprechenden Ankerwicklungen 5a, 5b und 5c, wohingegen dann, wenn die einfließenden Ströme auf Null gebracht werden, die voreilenden Phasenströme (Kurzschlußströme) über die Kurzschlußschalter 41 bis 43 aus, wodurch die Zufuhr der voreilenden Phasenströme erreicht werden kann.
Nachstehend wird ein durch die Leitungssteuerung des Kurzschlußschalters 41 erzeugtes elektromagnetisches Phänomen unter Bezugnahme auf Fig. 4A bis 4F beschrieben.
In dem dritten Ausführungsbeispiel beginnt das Fließen des Kurzschlußstroms durch seine entsprechende Ankerwicklung zu einer Zeit t&sub1; und endet zu einer Zeit (nachstehend als "t&sub1;" bezeichnet) dann, wenn eine Kurzschlußzeit zum Ende gebracht wird. Wenn kein Kurzschlußstrom zugeführt wird, ist die Phasenspannung Va normalerweise kleiner als VB, aber hat einen Wert größer als eine Spannung (0V) an einem Niedrigpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß. Wenn der Kurzschlußstrom nicht zugeführt wird, fließt der Phasenstrom Va nicht in die Ankerwicklung 5a aus dem Niedrigpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß nach dem Verstreichen der Zeit t&sub1;'. Wenn jedoch bewirkt wird, daß der Kurzschlußphasenstrom in der Statorwicklung 5a der Statorwicklungen während einer Zeitdauer von der Zeit t&sub1; zu der Zeit t&sub1;' fließt, wird eine gegenelektromotorische Kraft, die in der Statorwicklung 5a bei dem Ausschalten des Kurzschlußschalters 41 zur Zeit t&sub1;' entwickelt wird, in der Richtung zum Verringern des Potentials oder der Phasenspannung Va an einem Ausgangsanschluß der Statorwicklung 5a erzeugt. Daher wird die Phasenspannung Va durch die erzeugte gegenelektromotorische Kraft verringert, so daß daher die Phasenspannung Va niedriger als das Potential (0V) an dem Niedrigpotential-Gleichsignal- Leistungsanschluß wird. Infolgedessen kann der Strom von dem Niedrigpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß über die Diode 34 zu der Statorwicklung 5a fließen.
In anderen Worten ausgedrückt wird berücksichtigt, daß aufgrund des Fließens des Kurzschlußstroms durch die Statorwicklung 5a elektromagnetische Energie in der Statorwicklung 5a gespeichert wird, und daß die elektromagnetische Energie nach der Zeit t&sub1;' freigegeben wird. Der Strom, der auf die Zeit t&sub1;' folgend fließt, wird durch eine Batterie 9 über einen Hochpotential- Gleichsignal-Leistungsanschluß wiedergewonnen. Aus ähnlichen Gründen wird berücksichtigt, daß dann, wenn der Kurzschlußstrom aus der Statorwicklung 5a während einer Periode von einer Zeit t&sub2; zu einer Zeit t&sub2;' ausfließt, elektromagnetische Energie in der Statorwicklung 5a aufgrund des Fließens des Kurzschlußstroms durch dieselbe gespeichert, und wird die elektromagnetische Energie nach der Zeit t&sub2;' freigegeben. Der Strom, der auf die Zeit t&sub2;' folgend fließt, wird durch die Batterie 9 über den Hochpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß wiedergewonnen.
Das dritte Ausführungsbeispiel kann eine hervorragende, vorteilhafte Wirkung dahingehend bieten, daß wegen der Zufuhr des Phasenstroms zu jedem der vorstehend bezeichneten Kurzschlußschalter 41 bis 43 die Batterie 9 auch in dem Fall nicht entladen wird, in dem diese Schalter in abgetrennte Sperrzustände gebracht sind, wodurch Sicherheit gewährleistet wird.
Nachstehend wird ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem das vorstehend beschriebene Leiten des Phasenstroms durch jede Statorwicklung auf die Steuerung des Betriebsablaufs des Fahrzeug-Leistungserzeugungssystems angewandt ist, beschrieben. Eine den in Fig. 7 gezeigten Drehwinkelsensor (d. h. einen nach dem Absolutpositionsprinzip arbeitenden Drehcodierer) 16 verwendende Betriebsart wird zur Vereinfachung der Darstellung beispielhaft als die Voreilphasenstromsteuerungsbetriebsart beschrieben. Es braucht jedoch nicht gesagt zu werden, daß die vorstehend angegebenen anderen Betriebsarten übernommen werden können.
Nachstehend wird das vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung, in welchem die Voreilphasenstromsteuerung auf der Grundlage der Rate der Erzeugung von Leistung durch den Leistungsgenerator 100 erfolgt, unter Bezugnahme auf ein in Fig. 14 gezeigtes Ablaufdiagramm als ein Beispiel zum Beschreiben des Zustands der Erzeugung von Leistung durch den Leistungsgenerator 100 beschrieben.
Die Steuereinrichtung 7 wartet zunächst, bis die Rate der Leistungserzeugung durch den Leistungsgenerator 100 größer als oder gleich ein vorbestimmter Schwellenwert A (beispielsweise 100%) ist (Schritt 1000). Es wird dann ermittelt, daß ein Zustand hoher Last oder ein Zustand nicht ausreichender Leistung aufgetreten ist. Ferner wird die Drehzahl aus einem durch den in Fig. 8 gezeigten Drehwinkelsensor 16 erfaßten Drehwinkelsignal erfaßt (Schritt 1010). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Leistungserzeugungsrate als eine Leitungsrate oder Konduktivität einer Steuerspannung definiert, die an eine Basiselektrode eines (nicht gezeigten) Schalttransistors angelegt ist, welcher in der in Fig. 8 gezeigten Steuereinrichtung 7 integriert ist und den der Feldwicklung 4c zugeführten Feldstrom steuert. Es wird angenommen, daß die Leitungsrate durch die Steuereinrichtung 7 erreicht wird, unter der bekannten Steuerung des Schalttransistors so, daß die Batteriespannung VB mit einer vorbestimmten Sollspannung zusammenfällt oder übereinstimmt.
In dem nächsten Schritt 1020 Wird ein Nacheilwinkelwert δa, der den maximalen Wirkungsgrad bei der erfaßten Drehzahl n angibt, aus einer in einem (nicht gezeigten) Speicher, der in der Steuereinrichtung 7 enthalten ist und in welchem die Beziehung zwischen n und δa vorab gespeichert wurde, gespeicherten Tabelle ausgelesen. Der gelesene Nacheilwinkelwert δa ist in einem (nicht gezeigten) Register einer (nicht gezeigten) zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) in der Steuereinrichtung 7 gespeichert. Wie durch die Zeitverlaufsdiagramme der Fig. 9A bis 9O angedeutet und obwohl nicht in einem Ablaufdiagramm gezeigt, führt die Steuereinrichtung 7 eine Unterroutine zum Öffnen und Schließen jedes der MOSFETs 17a bis 17f in einem Zeitpunkt, in dem die Phasenwinkel für die Voreilphasensteuerung jeweils den Phasenwinkeln s1 bis s6 um den Nacheilwinkelwert δa nacheilen, in regelmäßigen Zeitintervallen oder bei regelmäßigen Winkeln unabhängig von der in Fig. 14 gezeigten Hauptroutine aus. Nebenbei bemerkt wird die Beziehung zwischen dem Nacheilwinkelwert δa, bei dem der Leistungsgenerator 100 den maximalen Wirkungsgrad erzeugen kann, wenn die Leistungserzeugungsrate größer als oder gleich A ist, und der Drehzahl n im voraus gemessen und in dem Speicher gespeichert.
Es wird sodann geprüft, ob eine vorbestimmte Zeit seit der Zeit verstrichen ist, zu der das Fließen des Voreilphasenstroms durch die Ankerwicklung bei dem Nacheilwinkelwert δa zum Bereitstellen des maximalen Wirkungsgrads des Leistungsgenerators 100 begonnen hat (Schritt 1025). Falls die Antwort in Schritt 1025 NEIN lautet, kehrt der Ablauf zu Schritt 1010 zurück. Falls die Antwort in Schritt 1025 JA lautet, wird geprüft, ob die Leistungserzeugungsrate größer als oder gleich A ist, um zu prüfen, ob die Kapazität der Batterie 9 in einem wiederhergestellten Zustand in Übereinstimmung mit dem Fließen des Voreilphasenstroms durch dieselbe bei maximalem Wirkungsgrad ist, d. h. die Leistungsknappheit beseitigt worden ist (Schritt 1030). Falls ermittelt wird, daß die Leistungserzeugungsrate kleiner als A ist, wird festgestellt, daß die Batterie 9 aufgrund des Fließens des Voreilphasenstroms durch dieselbe bei maximalem Wirkungsgrad geladen wird und daher die Leistungsknappheit beseitigt ist. Danach schreitet der Ablauf zu Schritt 1040 fort. Falls die Leistungserzeugungsrate weiter größer als oder gleich A bleibt, wird festgestellt, daß das Leiten des Voreilphasenstroms durch dieselbe unter dem Zustand maximalen Wirkungsgrads die Leistungsknappheit nicht beseitigt. Infolgedessen wird die Drehzahl n erneut erfaßt (Schritt 1060). Ein Nacheilwinkelwert δb zum Bereitstellen der maximalen Leistung des Leistungsgenerators 100 bei det erfaßten Drehzahl n wird aus der in dem (nicht gezeigten) Speicher, der in der Steuereinrichtung 7 enthalten ist und in dem die Beziehung zwischen n und s im voraus gespeichert worden war, gespeicherten Tabelle gelesen. Der gelesene Nacheilwinkelwert δb wird in dem (nicht gezeigten) Register der (nicht gezeigten) CPU in der Steuereinrichtung 7 gespeichert. Die Steuereinrichtung 7 führt die Unterroutine zum Öffnen und Schließen jedes der MOSFETs 17a bis 17f zu einem Zeitpunkt, in dem die Phasenwinkel für die Voreilphasensteuerung jeweils den Phasenwinkeln s1 bis s6 um den Nacheilwinkelwert 5b nacheilen, in regelmäßigen Zeitintervallen oder bei regelmäßigen Winkeln unabhängig von der in Fig. 14 gezeigten Hauptroutine aus. Nebenbei bemerkt wird die Beziehung zwischen dem Nacheilwinkelwert δb, bei dem der Leistungsgenerator 100 den maximalen Wirkungsgrad erzeugen kann, wenn die Leistungserzeugungsrate größer als oder gleich A ist, und der Drehzahl n im voraus gemessen und in dem Speicher gespeichert.
Falls die Leistungserzeugungsrate in Schritt 1030 als kleiner als A ermittelt wird, wird ermittelt, ob die Leistungserzeugungsrate kleiner als oder gleich einem zweiten Schwellenwert B (beispielsweise 50%) ist (Schritt 1040). Falls in Schritt 1040 die Antwort NEIN lautet, kehrt der Ablauf zu Schritt 1010 zurück. Falls die Antwort in Schritt 1040 JA lautet, wird festgestellt, daß es unnötig ist, den Voreilphasenstrom durch die Ankerwicklung zu leiten, und wird ein Befehl zum Ausführen der Steuerung zum Festlegen des Nacheilwinkelwerts δ auf 0, d. h. die Nichtvoreilphasenstromsteuerung (vgl. Fig. 5) unter Unterbrechungssteuerung ausgegeben (Sehritt 1050).
Infolgedessen kann dann, wenn die zu erzeugende Leistungsmenge geringfügig niedrig ist in Übereinstimmung mit der Rate der Leistungserzeugung, die eine Zustandsgröße der Leistungserzeugung angibt, der Voreilphasenstrom in einer Betriebsart gesteuert werden, in welcher der Leistungsgenerator 100 Leistung mit hohem Wirkungsgrad erzeugt. Wenn die zu erzeugende Leistungsmenge niedrig bleibt, kann die Nichtvoreilphasenstromsteuerung in einer Leistungserzeugungsbetriebsart mit hoher Ausgabe ausgeführt werden.
Wie in Fig. 15 gezeigt, ist die Menge des Voreilphasenstroms (des Nacheilwinkelwerts δa in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) entsprechend dem maximalen Wirkungsgrad, welcher bei einer beliebigen Drehzahl erhalten wird, im allgemeinen kleiner als die Menge des Voreilphasenstroms (des Nacheilwinkelwerts δa in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) entsprechend der maximalen Leistungsausgabe.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt den Fall, in dem die Leistungserzeugungsrate als die Zustandsgröße der Leistungserzeugung, die den Zustand der Leistungserzeugung angibt, übernommen. Es können jedoch andere elektrische Zustandsgrößen, wie beispielsweise ein Feldstrom, eine Batteriespannung, eine erzeugte Spannung, eine Lastspannung, ein erzeugter Strom, ein Brummverhältnis und so weiter als Alternative zu der vorstehenden verwendet werden. Das heißt, wenn der Feldstrom und der erzeugte Strom einen ersten Schwellenwert in ihren Anstiegsrichtungen überschreiten, können der Zustand der Leistungsknappheit oder der Zustand der Notwendigkeit eines Anstiegs erzeugter Leistung ermittelt werden. Wenn die Batteriespannung, die erzeugte Spannung und die Lastspannung den ersten Schwellenwert in ihrer Abnahmerichtung überschreiten, können der Zustand der Leistungsknappheit oder der Zustand der Notwendigkeit eines Anstiegs erzeugter Leistung ermittelt werden. Wenn das Brummverhältnis, d. h. die Änderungsrate in dem Ausgangsstrom oder der Ausgangsspannung, des Leistungsgenerators 100 den ersten Schwellenwert in ihrer Anstiegsrichtung überschreitet, können der Zustand der Leistungsknappheit oder der Zustand der Notwendigkeit eines Anstiegs erzeugter Leistung ermittelt werden.
Darüber hinaus ist dann, wenn der Feldstrom und der erzeugte Strom einen zweiten Schwellenwert kleiner als der erste Schwellenwert in ihren Abnahmerichtungen überschreiten, ist der Zustand der Leistungsknappheit beseitigt und kann das Fließen des Voreilphasenstroms durch die Ankerwicklung ohne Flattern bzw. Regelschwingen beendet werden. Wenn die Batteriespannung, die erzeugte Spannung und die Lastspannung einen zweiten Schwellenwert größer als der erste Schwellenwert in ihren Anstiegsrichtungen überschreiten, ist es möglich, den Zustand der Leistungsknappheit zu beseitigen und das Fließen des Voreilphasenstroms durch dieselbe ohne Regelschwingen zu beenden. Wenn das Brummverhältnis, d. h. die Änderung in dem Ausgangsstrom oder der Ausgangsspannung des Leistungsgenerators 100 den zweiten Schwellenwert, welcher kleiner ist als der erste Schwellenwert, in seiner Abnahmerichtung überschreitet, möglich, den Zustand hohen Brumms zu beseitigen und das Fließen des Voreilphasenstroms durch denselben ohne Regelschwingen zu beenden.
Geschwindigkeitszustandsgrößen mit Bezug zu der Drehzahl des Leistungsgenerators 100, wie beispielsweise die Drehzahl des Leistungsgenerators 100 oder des Motors 1, die Fahrzeuggeschwindigkeit und so weiter, welche anstelle der vorstehend beschriebenen elektrischen Zustandsgrößen verwendet werden, können als Zustandsgröße der Leistungserzeugung anstelle der Leistungserzeugungsrate verwendet werden, um die vorstehend erwähnte Voreilphasenstromsteuerung auszuführen.
Das heißt, da die durch den Generator 100 erzeugte Spannung und der von dem Generator 100 ausgegebene Strom stark ansteigen, wenn die Drehzahl desselben zunimmt, tritt auch dann kein Problem auf, wenn keine Leistungsknappheit besteht, falls die Drehzahl n des Leistungsgenerators, die Motordrehzahl und die Fahrzeuggeschwindigkeit den zweiten Schwellenwert in ihren Anstiegsrichtungen überschreiten. Es ist daher möglich, das Fließen von Voreilphasenstrom durch die Ankerwicklung zu beenden. Andererseits wird dann, wenn die Drehzahl n des Leistungsgenerators, die Motordrehzahl und die Fahrzeuggeschwindigkeit den ersten Schwellenwert, der kleiner ist als der zweite Schwellenwert, in ihren Abnahmerichtungen überschreiten, die Möglichkeit einer Leistungsknappheit festgestellt und ein Befehl zum Leiten des Voreilphasenstroms durch die Ankerwicklung ausgegeben.
Infolgedessen wird kein Voreilphasenstrom seiner entsprechenden Ankerwicklung in einem Bereich hoher Drehzahl zugeführt, in welchem das Leiten von Voreilphasenstrom durch dieselbe nicht notwendig ist. Das Brummverhältnis des Ausgangsstroms in dem Bereich hoher Drehzahl kann reduziert werden, und die Knappheit der Ausgangsleistung kann in einem Bereich niedriger Drehzahl beseitigt werden. Ein Vergleich zwischen der Rate der Änderung in dem Ausgangsstrom (Brumm) zu der Zeit, zu der der Nacheilwinkelwert δ 0 ist (zu der Zeit der Nichtvoreilphasensteuerung) und der Räte der Änderung in dem Ausgangsstrom (Brumm) zu der Zeit der Voreilphasensteuerung ist in Fig. 16 gezeigt. Es entsteht ein Problem dahingehend, daß der Brumm bei Durchleiten des Voreilphasenstroms durch die Ankerwicklung zunimmt.
Nebenbei bemerkt kann der Voreilphasenstrom nur dann durch die Ankerwicklung fließen, wenn sowohl die Geschwindigkeitszustandsgrößen als auch die elektrischen Zustandsgrößen das Fließen von Voreilphasenstrom durch dieselbe erfordern. Alternativ kann der Voreilphasenstrom uneingeschränkt der Ankerwicklung bei niedrigen Drehzahlen zugeführt werden, und kann der Voreilphasenstrom dieser bei hohen Drehzahlen nur dann zugeführt werden, wenn die elektrischen Zustandsgrößen das Leiten von Voreilphasenstrom durch dieselbe erfordern. Zum Beispiel wird eine Erfassung dahingehend durchgeführt, ob die Drehzahl n des Leistungsgenerators kleiner als oder gleich 2000 l/min ist. Auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses wird die Steuerung zum Erzeugen des Voreilphasenstroms durchgeführt. Darüber hinaus kann der Voreilphasenstrom nur bei 2000 bis 5000 l/min zugeführt werden, wenn die elektrischen Zustandsgrößen eine Erhöhung der Ausgabe erfordern. Ferner kann bewirkt werden, daß der Voreilphasenstrom bei 5000 l/min oder mehr aufhört zu fließen.
Fig. 17 zeigt die Beziehung zwischen den Ausgangsströmen zur Zeit der Zufuhr des Voreilphasenstroms und des Nichtvoreilphasenstroms und der Drehzahl n des Leistungsgenerators. Die Wirkung der Erhöhung der Ausgabe in Übereinstimmung mit dem Fließen des Voreilphasenstroms durch die entsprechende Ankerwicklung ist besonders signifikant bei niedrigen Drehzahlen, ist aber gering bei hohen Drehzahlen.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde die binäre Steuerung der Zufuhr des Voreilphasenstroms ausgeführt. Es braucht jedoch nicht gesagt zu werden, daß das Ausmaß des Leitens des Voreilphasenstroms durch die entsprechende Ankerwicklung anstelle der Zufuhr des Voreilphasenstroms erhöht werden kann, und daß das Ausmaß des Leitens des Voreilphasenstroms durch dieselbe anstelle der Nichtzufuhr des Voreilphasenstroms verringert werden kann.
Dank des vorstehend beschriebenen Aufbaus und Betriebsablaufs kann die obige Steuerung bei normaler Verwendung eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs für das Fahrzeug und Verhinderung des Ladens der Batterie aus Entladung durch Halten der erzeugten Leistungsausgabe als Leistungsquelle in hoher Qualität bei verringertem Brumm der erzeugten Leistungsausgabe und Erzeugen von hoher Ausgangsleistung mit hohem Wirkungsgrad, wenn die Ausgabe des Leistungsgenerators niedrig ist, bereitstellen.
Da die Leistungsausgabe bei niedrigen Drehzahlen, bei welchen die Leistungsausgabe dazu neigt, gering zu sein, dank der Zufuhr des Voreilphasenstroms erhöht werden kann, können die Größe und das Gewicht des Leistungsgenerators entsprechend reduziert werden. Die Wirkung der Verringerung der Leerlaufdrehzahl und dadurch Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs kann mit derselben Struktur ebenfalls erzielt werden.
Nachstehend wird ein Beispiel zum Durchführen der Steuerung für das Leiten von Voreilphasenstrom durch seine entsprechende Ankerwicklung bei Leerlaufdrehzahl gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 18 beschrieben.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird Schritt 2020 als eine Alternative zu Schritten 1010 und 1020 in dem Ablaufdiagramm nach Fig. 14, welches das vierte Ausführungsbeispiel darstellt, ausgeführt. Darüber hinaus wird Schritt 2070 als eine Alternative zu Schritten 1060 und 1070 ausgeführt.
Das heißt, in Schritt 2020 wird ein Nacheilwinkelwert δ auf einen Nacheilwinkelwert δc äquivalent zu dem Ausmaß des Fließens von Voreilphasenstrom durch dessen entsprechende Ankerwicklung festgelegt, welches den maximalen Wirkungsgrad des Leistungsgenerators 100 bei einer vorbestimmten Leerlaufdrehzahl unabhängig von einer tatsächlichen Drehzahl bereitstellt. In Schritt 2070 wird der Nacheilwinkelwert δ auf einen Nacheilwinkelwert δd äquivalent zu dem Ausmaß des Fließens von Voreilphasenstrom durch dessen entsprechende Ankerwicklung festgelegt, welches die maximale Leistungsausgabe des Leistungsgenerators 100 bei der vorbestimmten Leerlaufdrehzahl unabhängig von der tatsächlichen Drehzahl bereitstellt.
Infolgedessen kann der Voreilphasenstrom zum Bereitstellen der maximalen Leistungsausgabe zugeführt werden, wenn ein Anstieg der Leistungsausgabe bei Leerlaufdrehzahl, bei welcher der stärkste Bedarf der Zufuhr des Voreilphasenstroms auftritt, dringend erforderlich ist. Darüber hinaus kann der Voreilphasenstrom mit hohem Wirkungsgrad zugeführt werden, wenn bei Leerlaufdrehzahl, bei welcher der stärkste Bedarf der Zufuhr des Voreilphasenstroms auftritt, ein geringer Anstieg der Leistungsausgabe erforderlich ist, aber die Zufuhr der maximalen Leistungsausgabe nicht notwendig ist. Ferner kann dann, wenn der Anstieg der Leistungsausgabe in Übereinstimmung mit der Zufuhr des Voreilphasenstroms nicht erforderlich ist, dessen Zufuhr beendet werden. Da die Wirkung des Erhöhens der Leistungsausgabe dank der Zufuhr des Voreilphasenstroms bei Nichtleerlaufdrehzahl klein ist, kann eine stark vorteilhafte Wirkung durch Verfahren derart gewährleistet werden, obwohl die Steuerung als solche einfach ist.
Auf ähnlich Art und Weise kann ein Nacheilwinkelwert δ bei einer Fahrzeugnormaldrehzahl auf den Wert für besten Wirkungsgrad oder den Wert für maximale Leistungsausgabe als Alternative zu dem Nacheilwinkelwert δ bei Leerlaufdrehzahl festgelegt werden. Durch Verfahren derart kann der Wirkungsgrad des Leistungsgenerators relativ zu der während der Fahrt des Fahrzeugs meistbenutzten Drehzahl verbessert werden, wodurch es möglich wird, die Wirkung der Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs herbeizuführen.
Nachstehend wird ein weiteres Beispiel zum Durchführen der Steuerung der Zufuhr des Voreilphasenstroms bei Leerlaufdrehzahl gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 19 beschrieben.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Schritt 990 zum Treffen einer Entscheidung dahingehend, ob sich das Fahrzeug im Leerlauf befindet, vor Schritt 1000 in dem in Fig. 18 gezeigten, das Ausführungsbeispiel 2 darstellenden Ablaufdiagramm bereitgestellt. Nebenbei bemerkt wird der Leerlaufbetrieb durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) auf der Grundlage des Öffnungsgrads einer Drosselklappe, der Drehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Zufuhr des Voreilphasenstroms auf der Grundlage des Entscheidungsergebnisses mit sowohl der Drehzahl des Motors, entsprechend der Geschwindigkeitszustandsgröße, als auch der Leistungserzeugungsrate, entsprechend der elektrischen Zustandsgröße, als Zustandsgrößen der Leistungserzeugung intermittierend gesteuert.
Die Zufuhr des Voreilphasenstroms wird in Übereinstimmung mit der Leistungserzeugungsrate insbesondere nur dann gesteuert, wenn als Motordrehzahl die Leerlaufdrehzahl ermittelt wird. Falls dem so ist, kann der Voreilphasenstrom nur dann bereitgestellt werden, wenn die Leistungserzeugungsrate bei Leerlaufdrehzahl, bei welcher der stärkste Bedarf an der Zufuhr des Voreilphasenstroms besteht, d. h. die zu erzeugende Leistung niedrig ist, hoch ist. Darüber hinaus kann der Voreilphasenstrom zum Bereitstellen der maximalen Leistungsausgabe zugeführt werden, wenn ein Anstieg der Leistungsausgabe dringend erforderlich ist. Ferner kann der Voreilphasenstrom mit dem maximalen Wirkungsgrad zugeführt werden, wenn bei Leerlaufdrehzahl, bei welcher der stärkste Bedarf an der Zufuhr des Voreilphasenstroms besteht, ein geringer Anstieg der Leistungsausgabe erforderlich ist, aber die Lieferung der maximalen Leistungsausgabe nicht notwendig ist.
Die Drehzahl des Motors wird auf der Grundlage eines von dem Drehwinkelsensor 16 ausgegebenen Impulssignals erfaßt. Falls die erfaßte Drehzahl in einen vorbestimmten Bereich niedriger Drehzahlen fällt, kann die Drehzahl in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als den Leerlaufzustand anzeigend bestimmt werden. Als eine Alternative zu der vorstehend angegebenen Drehzahl n des Leistungsgenerators können die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Drehzahl des Motors und so weiter als Geschwindigkeitszustandsgrößen verwendet werden. Falls zum Beispiel ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor eine Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ausgibt, kann der Motor als sich im Leerlaufzustand befindend ermittelt werden. Wenn die Drehzahl des Motors unter 800 l/min liegt, wird der Motor als sich im Leerlaufzustand befindend ermittelt und schreitet der Ablauf zu Schritt 1000 fort. Wenn die Drehzahl des Motors über 2000 l/min steigt, kann die Zufuhr des Voreilphasenstroms beendet werden. Darüber hinaus kann die Steuerung zum Zuführen des Voreilphasenstroms unter Betrachten der Drehzahl des Leistungsgenerators als niedrig und die durch diesen erzeugte Leistungsausgabe als klein ausgeführt werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit weniger als 5 km/h beträgt. Falls die Fahrzeuggeschwindigkeit über 20 km/h beträgt, kann die Steuerung für die Zufuhr des Voreilphasenstroms unter Betrachten der Drehzahl n des Leistungsgenerators als hoch und die durch diesen erzeugte Leistungsausgabe als ausreichend groß beendet werden.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen beinhaltet die Steuereinrichtung 7 einen Mikroprozessor. Unter dieser Bedingung wurde jedes einzelne Ablaufdiagramm ausgeführt. Es braucht jedoch nicht gesagt zu werden, daß die vorstehend erwähnten Ablaufdiagramme durch die elektronische Steuereinheit 2 ausgeführt werden können.
Nachstehend wird ein siebtes Ausführungsbeispiel zum Durchführen der Steuerung eines Voreilphasenstroms mit einer Batteriespannung äquivalent zu einer elektrischen Zustandsgröße als der Zustandsgröße der Leistungserzeugung unter Bezugnahme auf ein in Fig. 20 gezeigtes Ablaufdiagramm beschrieben.
Die Steuereinrichtung wartet zunächst, bis die Leistungserzeugungsrate einen vorbestimmten Wert (95% oder mehr in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) erreicht (Schritt 700). Falls die Antwort in Schritt 700 JA lautet, wird geprüft, ob eine Batteriespannung VB niedriger als eine vorbestimmte eingestellte Spannung Vref ist (Schritt 702). Falls die Antwort in Schritt 702 NEIN lautet, wird geprüft, ob ein Nacheilwinkelwert δ gleich dem minimalen Wert δmin (entsprechend einem Wert nahe 0 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) ist (Schritt 706) Falls die Antwort in Schritt 706 JA lautet, wird der Nacheilwinkelwert δ auf 0 festgelegt und dadurch die Zufuhr des Voreilphasenstroms als nicht notwendig bestimmt (Schritt 712). Danach kehrt der Ablauf zu Schritt 700 zurück. Falls in Schritt 706 die Antwort NEIN lautet, wird ein durch Subtrahieren nur eines vorbestimmten kleinen Werts von dem vorangehenden Wert des Nacheilwinkelwerts δ erhaltener Wert als der gegenwärtige Wert des Nacheilwinkelwerts δ festgelegt (Schritt 710). Nachdem eine vorbestimmte Zeit verzögert bzw. abgewartet wurde (Schritt 711), kehrt der Ablauf zu Schritt 700 zurück. Andererseits wird dann, wenn in Schritt 702 die Batteriespannung VB größer als die vorbestimmte eingestellte Spannung Vref ist, geprüft, ob der Nacheilwinkelwert δ der maximale Wert δmax ist. Falls die Antwort in Schritt 704 JA lautet, kehrt der Ablauf zu Schritt 700 zurück. Falls in Schritt 704 die Antwort NEIN lautet, wird ein durch Addieren eines vorbestimmten kleinen Werts zu dem vorangehenden Wert des Nacheilwinkelwerts δ erhaltener Wert als der gegenwärtige Wert des Nacheilwinkelwerts δ festgelegt (Schritt 708). Nachdem eine vorbestimmte Zeit abgewartet wurde (Schritt 711), kehrt der Ablauf zu Schritt 700 zurück. Die Verzögerung um die vorbestimmte Zeit in Schritt 711 erfolgt zum Unterdrücken einer Routinenzyklusgeschwindigkeit, um dadurch zu verhindern, daß die Anstiegsrate des Nacheilwlnkelwerts δ in Schritt 708 und die Abnahmerate des Nacheilwinkelwerts δ in Schritt 710 zu schnell werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dann, wenn der in dem in der Steuereinrichtung 7 bereitgestellten Register der CPU zum Speichern des Nacheilwinkelwerts δ gespeicherte Wert 0 ist, die Steuerung für die Zufuhr eines Nichtvoreilphasenstroms in Übereinstimmung mit einer in vorbestimmten Zeitabständen ausgeführten Unterbrechungsroutine ausgeführt. Falls der in dem Register gespeicherte Wert nicht 0 ist, wird die Steuerung für die Zufuhr des Voreilphasenstroms in Übereinstimmung mit der in vorbestimmten Zeitabständen ausgeführten Unterbrechungsroutine ausgeführt.
Das heißt, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Voreilphasenstrom gesteuert, um zu bewirken, daß die Batteriespannung VB mit der eingestellten Spannung Vref übereinstimmt, wenn eine Möglichkeit besteht, daß die Leistungserzeugungsrate größer als ein vorbestimmter Wert wird und die Verknappung der Leistungserzeugung in dem Fall der einfachen Steuerung eines Feldstroms auftritt.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Maximalwert δmax des Nacheilwinkelwerts δ auf den in Fig. 15 gezeigten Nacheilwinkelwert δ2 zum Erzeugen maximalen Leistungsausgabe festgelegt. Der Minimalwert δmin des Nacheilwinkelwerts δ wird auf den in Fig. 15 gezeigten Nacheilwinkelwert δ0 festgelegt.
Da in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in den Schritten 708, 710 und 711 der Maximalwert der Änderungsrate des Nacheilwinkelwerts δ auf den vorbestimmten Wert oder darunter gesteuert wird (d. h. sich der Nacheilwinkelwert langsam ändert), kann ein plötzlicher Stoß auf die Motorlast durch die Zufuhr des Voreilphasenstroms verringert werden.
Nachstehend wird die Wirkung des langsamen Änderns des Nacheilwinkelwerts unter Bezugnahme auf Fig. 21A bis 21C beschrieben. Falls die auf den Leistungsgenerator wirkende Last plötzlich ansteigt und sich die Batteriespannung verringert, wird die Motorlast dank der Wirkung des langsamen Erhöhens des Nacheilwinkelwerts δ in Schritten 708 und 711 unter der Voreilphasenstromsteuerung einfach langsam erhöht, wenn die Leistungserzeugungsrate aufgrund der konventionellen Feldstromsteuerung plötzlich ansteigt oder der Nacheilwinkelwert δ bei der Steuerung des Voreilphasenstroms plötzlich zunimmt. Es ist daher möglich, zu verhindern, daß die Drehzahl des Motors plötzlich abnimmt. Da sich der Voreilphasenstrom auch dann langsam erhöht, wenn die Leistungserzeugungsrate 100% beträgt, kann verhindert werden, daß die Drehzahl des Motors plötzlich abnimmt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird zur Zeit des anfänglichen Zurücksetzens beim Einschalten ein vorbestimmter Anfangswert in dem vorstehenden Register zum Speichern des Nacheilwinkelwerts δ gesetzt. Nebenbei bemerkt kann als ein Alternative zur Verringerung der Batteriespannung eine Verringerung der Drehzahl des Leistungsgenerators ausgehend von einem vorbestimmten Wert erfaßt werden, um den Nacheilwinkelwert langsam zu ändern und den Strom zuzuführen. Die vorstehend erwähnte langsame Änderung erfolgt wird durchgeführt, um den Maximalwert (die Änderungsgeschwindigkeit) der Änderungsrate des Nacheilwinkelwerts δ auf den vorbestimmten Wert oder darunter zu steuern. Der Nacheilwinkelwert δ zeigt eine Voreilphasenstromzufuhr- oder trägerzeitdauer. Eine Beschreibung zum langsamen Ändern des Nacheilwinkelwerts δ auf der Grundlage des Drehwinkelsensors erfolgte aus Gründen der Vereinfachung als das Voreilphasenstromsteuerungssystem. Infolgedessen wird der Voreilphasenstrom, der der Phasenspannung um den Nacheilwinkelwert δ in der Phase voreilt, zugeführt. Folglich kann auch dann, wenn die Phasenperiode der Phasenspannung und des Phasenstroms erfaßt wird und die Steuerung für die Zufuhr des Voreilphasenstroms so durchgeführt wird, daß der Maximalwert der Änderungsrate in der erfaßten Phasenperiode auf einen vorbestimmten Wert oder darunter beschränkt wird, dieselbe vorteilhafte Wirkung wie vorstehend beschrieben durch zusätzliches Bereitstellen der Entscheidung über den Nulldurchgangspunkt der Phasenspannung zusätzlich zu der Entscheidung über den Nulldurchgangspunkt des Ankerstroms wie in dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung erhalten werden.
Auch dann, wenn die Werte der Voreilphasenströme, die während der Voreilphasenstromträgerperiode fließen, erfaßt werden, um den Mittelwert der erfaßten Werte zu berechnen, und der Maximalwert der Änderungsrate in dem berechneten Mittelwert auf einen vorbestimmten Wert oder darunter gesteuert wird, kann dieselbe vorteilhafte Wirkung wie vorstehend beschrieben erhalten werden. Darüber hinaus kann auch dann, wenn die Periode oder der Zyklus des Ankerstroms so erfaßt wird, daß der Maximalwert einer Voreilphasenstromträgerperiode (d. h. der Periode zum Zuführen des Voreilphasenstroms) anhand der erfaßten Periode entschieden wird und jede der Konstanten und Variablen mit Bezug zu den in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendeten Winkeln (Schritte 704, 746, 708, 710 und 712) durch Ersetzen mit durch die Voreilphasenstromträgerperiode verwendet wird, dieselbe vorteilhafte Wirkung wie vorstehend beschrieben erhalten werden. Das heißt, die vorstehende Wirkung des langsamen Änderns des Nacheilwinkelwerts kann durch Addieren oder Subtrahieren eines vorbestimmten kleinen Werts zu oder von einem anfänglichen Wert (beispielsweise 1%) eines Verhältnisses der Voreilphasenstromträgerperiode zu der Periode des Ankerstroms in Übereinstimmung mit der Batteriespannung und Steuern des Maximalwerts der Änderungsrate in diesem Verhältnis auf einen vorbestimmten Wert oder darunter erhalten werden.
Nachstehend wird der Betriebsablauf zum Verringern einer periodischen Schwankung (d. h. eines Brumms) in der Drehzahl des Motors unter der vorstehend beschriebenen Voreilphasenstromsteuerung in einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf ein in Fig. 22 gezeigtes Ablaufdiagramm beschrieben.
Da der vorstehend erwähnte Brumm insbesondere bei Leerlauf spürbar ist, wird zunächst auf der Grundlage eines Systems oder einer Betriebsart gleich wie das bzw. die in Schritt 990 in Fig. 19 geprüft, ob sich der Motor im Leerlaufzustand befindet (Schritt 800). Falls die Antwort in Schritt 800 NEIN lautet, kehrt der Ablauf zu Schritt 800 zurück. Falls die Antwort in Schritt 800 JA lautet, wird die Drehzahl des Motors erfaßt (Schritt 804). Es wird sodann geprüft, ob die erfaßte Drehzahl des Motors kleiner ist als eine vorbestimmte Drehzahl N1 (Sehritt 804). Falls die Antwort in Schritt 804 JA lautet, wird eine Voreilphasenstromträger- oder -zufuhrbetriebsart (vgl. zum Beispiel Fig. 6A und 7) gewählt, um die Motorlast zu erhöhen (Schritt 806). Falls die Antwort in Schritt 804 NEIN lautet, wird eine Nichtvoreilphasenstromzufuhrbetriebsart (vgl. zum Beispiel Fig. 5) ausgewählt, um die Motorlast zu verringern (Schritt 808).
Durch Verfahren derart kann die periodische Schwankung (d. h. der Brumm) in der Drehzahl des Motors verringert werden. Fig. 23 ist ein Zeitverlaufsdiagramm zum Beschreiben der Wirkung des Verringerns der periodischen Schwankungen (d. h. des Brumms) in der Drehzahl des Motors zur Zeit der Zufuhr (angegeben durch die ausgezogene Linie) des Voreilphasenstroms und der Nichtzufuhr (angegeben durch die durchbrochene Linie) des Voreilphasenstroms. Falls die mittlere Drehzahl der Motors im Leerlauf als Nm (600 l/min in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) betrachtet wird, wird bevorzugt, daß die vorstehend erwähnte Drehzahl N1 Nm ist, bevorzugt ein Wert (beispielsweise 590 1/min) geringfügig kleiner als Nm. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Nacheilwinkelwert δ konstant gehalten.
Nebenbei bemerkt kann die vorbestimmte Drehzahl N1 in Übereinstimmung mit der Amplitude der Schwankung (des Brumms) in der Drehzahl des Motors korrigiert werden. Das heißt, wenn die Schwankung in der Drehzahl des Motors groß ist, wird die vorbestimmte Drehzahl N1 auf einen Wert im wesentlichen gleich der mittleren Drehzahl Nm (600 l/min in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) festgelegt, um das Motorlastmoment in der Form der zu der der Schwankung in der Drehzahl des Motors entgegengesetzten Phase zu erhöhen. Andererseits wird dann, wenn die Drehzahl des Motors niedrig ist, die Vorbestimmte Drehzahl N1 auf einen Wert ausreichend kleiner als die mittlere Drehzahl Nm (600 l/min in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) festgelegt, so daß das Anstiegsausmaß in dem Motorlastmoment mit der zu der der Schwankung in der Drehzahl des Motors entgegengesetzten Phase verringert wird. Ein Beispiel dieser Verarbeitung ist in einem Ablaufdiagramm gemäß Fig. 24 gezeigt. Dieses Ablaufdiagramm ist zu dem gemäß Fig. 21 äquivalent, wobei Schritt 803 zusätzlich zwischen den Schritten 802 und 804 bereitgestellt ist. Der vorliegende Schritt 803 entspricht einem Schritt zum Lesen einer vorbestimmten Drehzahl N1 entsprechend der erfaßten Drehzahl des Motors aus dem Speicher in der Steuereinrichtung 7 auf der Grundlage der erfaßten Drehzahl des Motors. Nebenbei bemerkt wurde die Beziehung zwischen diesen beiden im voraus in dem Speicher abgelegt. Durch Verfahren derart kann das Ausmaß der Zufuhr des Voreilphasenstroms in Übereinstimmung mit dem Brumm eingestellt werden. Folglich ist es dann, wenn der Brumm klein ist, möglich, die Gefahr der Erhöhung des Brumms durch die Zufuhr eines Voreilphasenstroms mit der entgegengesetzten Phase zu verhindern.
Nebenbei bemerkt erlaubt die Steuerung für das Ausmaß der Zufuhr des Voreilphasenstroms eine Einstellung auf den Nacheilwinkelwert δ auch dann, wenn das Verhältnis der Voreilphasenstromträgerperiode zu jeder Periode des Phasenstroms geändert wird, sowie eine Einstellung auf die Voreilphasenstromträgerperiode bei jeder Periode des Phasenstroms, d. h. den Nacheilwinkelwert δ.
In dem vorstehen beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde die Schwankung in der Drehzahl aufgrund der Zufuhr des Voreilphasenstroms in Abhängigkeit davon unterdrückt, ob die Drehzahl des Motors größer ist als die vorbestimmte Drehzahl N1. Die Schwankung in der Drehzahl des Motors kann jedoch auch unterdrückt werden, wenn die Rate (das Änderungsausmaß der Drehzahl/der mittleren Drehzahl) der Änderung der Drehzahl des Motors während einer vorbestimmten Zeitdauer ein vorbestimmtes Niveau übersteigt. Darüber hinaus kann dann, wenn der Voreilphasenstrom zugeführt wird, wenn die Drehzahl des Motors in den Leerlaufdrehzahlbereich fällt, die Zufuhr des Voreilphasenstroms beendet werden, um das Absterben des Motors zu verhindern.
Nachstehend wird ein weiteres Steuerungsbeispiel zum Verhindern, daß sich die Drehzahl des Motors unter der Steuerung des Voreilphasenstroms plötzlich verringert, gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 25 beschrieben.
Eine Zustandsgröße, welche in Bezug auf eine plötzliche Änderung der Motorlast schwankt, wird zunächst zugeführt (Schritt 900). Es wird geprüft, ob die Motorlast auf der Grundlage der Schwankung der Zustandsgröße abrupt zunimmt (Schritt 902). Falls die Antwort in Schritt 902 JA lautet, wird geprüft, ob sich die Steuerung in einer Voreilphasenstromträgerbetriebsart befindet (Schritt 904). Falls die Antwort in Schritt 904 NEIN lautet, wird geprüft, ob sich die Motorlast abrupt verringert (Schritt 906).
Als die Zustandsgröße, welche in Bezug auf die plötzliche Änderung in der Motorlast schwankt, können ein Laststrom, eine Batteriespannung, die Leistungserzeugungsrate, der Zustand des Öffnens und Schließens eines Schalters zum Steuern der Beaufschlagung einer elektrischen Last mit Leistung, der Zustand des Öffnens und Schließens eines Schalters zum Beaufschlagen einer mechanischen Last, wie beispielsweise eines Kompressors oder dergleichen, verwendet werden. Es ist ersichtlich, daß diese Zustandsgrößen durch die Steuereinrichtung 7 oder die elektronische Steuereinheit 2 erfaßt werden können.
Falls die Antwort in Schritt 906 NEIN lautet, kehrt der Ablauf zu Schritt 900 zurück. Falls die Antwort in Schritt 906 JA lautet, wird ein Befehl zum Zuführen des Voreilphasenstroms ausgegeben (Schritt 910). Danach kehrt der Ablauf zu Schritt 900 zurück. Falls die Antwort in Schritt 904 NEIN lautet, kehrt der Ablauf zu Schritt 900 zurück. Falls die Antwort in Schritt 904 JA lautet, wird geprüft, ob die Batteriespannung größer als ein vorbestimmter minimaler Wert ist und die Toleranz für die Kapazität der Batterie bereitgestellt ist (Schritt 908). Falls die Batteriespannung niedrig ist und keine Toleranz für die Kapazität der Batterie vorhanden ist, kehrt der Ablauf zu Schritt 900 zurück. Falls die Batteriespannung hoch ist und ihre Toleranz vorhanden ist, wird die Voreilphasenstromträgerbetriebsart beendet (Schritt 912) und kehrt der Ablauf zu Schritt 900 zurück.
Es ist somit möglich, zu verhindern, daß sich die Drehzahl des Motors aufgrund der plötzlichen Änderung in der Last des Leistungsgenerators plötzlich ändert, wie in Fig. 21A bis 21C gezeigt.
Nebenbei bemerkt hat die Voreilphasenstromsteuerung verglichen mit der Feldstromsteuerung ein schnelles Ansprechvermögen. Demgemäß ist die Voreilphasenstromsteuerung für die Steuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel geeignet.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel zum Durchführen der Voreilphasenstromsteuerung auf der Grundlage der Temperatur der Feldwicklung 4c, jeder der Statorwicklungen 5a bis 5c oder eines vorbestimmten Abschnitts des Leistungsgenerators 100 gemäß einem zehnten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf ein in Fig. 26 gezeigtes Ablaufdiagramm beschrieben.
In dem vorliegenden Ablaufdiagramm sind Schritte 1002, 1004 und 1006 zu dem in Fig. 14 gezeigten Ablaufdiagramm hinzugefügt. Nachstehend werden nur diese Schritte beschrieben. In Schritt 1000 wird die Leistungserzeugungsrate mit einem vorbestimmten Wert A (beispielsweise 95%) verglichen. Falls die Antwort in Schritt 1000 JA lautet, wird die Voreilphasenstromsteuerung ausgeführt, da die Leistungsausgabe potentiell niedrig ist. Vor dieser Steuerung wird jedoch die Temperatur des Leistungsgenerators 100 auf der Grundlage eines von einem in Fig. 8 gezeigten Temperatursensor 70 erzeugten Signals erfaßt (Schritt 1002). Es ist bereits bekannt, daß dann, wenn die Temperatur des Leistungsgenerators 100 niedrig ist, der Feldstrom ansteigt.
Falls nun ermittelt wird, daß die erfaßte Temperatur höher als ein vorbestimmter oder gleich einem vorbestimmten Wert T (beispielsweise 100ºC) ist, schreitet der Ablauf zu Schritt 1010 fort, wobei ein Anstieg des Feldstroms bei der vorstehend genannten niedrigen Temperatur als vernachlässigbar betrachtet wird. Falls die erfaßt Temperatur niedriger als oder gleich T ist, wird ein Nacheilwinkelwert δ entsprechend der Temperatur aus einer gespeicherten Tabelle gesucht und wird der gesuchte Nacheilwinkelwert δ in dem vorstehend beschriebenen Register zum Speichern des s in demselben gesetzt (Schritt 1006). Danach schreitet der Ablauf zu Schritt 1040 fort.
Die vorstehende, in einem Speicher gespeicherte Tabelle zeigt die Beziehung zwischen der vorab geprüften Temperatur und dem bestgeeigneten Nacheilwinkelwert δ (welcher bei dieser Temperatur keine magnetische Sättigung erzeugt). Das heißt, der Nacheilwinkelwert δ wird mit zunehmender Temperatur kleiner.
Nebenbei bemerkt kann die Temperatur des Leistungsgenerators 100 aus einer die Beziehung zwischen dem Widerstand und der Temperatur aufzeigenden Tabelle auf der Grundlage eines elektrisch erfaßten Widerstandswerts eines verschalteten Stromerfassungswiderstands zum Erfassen des durch die Feldwicklung 4c fließenden Feldstroms gesucht werden. Da in diesem Fall der Temperatursensor 70 nicht notwendig ist, kann der Aufbau vereinfacht werden.
Durch Verfahren derart kann der Voreliphasenstrom durch den Anstieg des Feldstroms bei der niedrigen Temperatur auch dann verringert werden, wenn die Leistungserzeugungsrate groß ist, d. h. die Last groß ist. Es ist daher möglich, einen Anstieg der Leistungsausgabe und eine magnetische Sättigung über die konventionellen Erwartungen hinaus zu unterdrücken. Insbesondere dann, wenn bei niedriger Temperatur der Motor in Gang gesetzt wird, oder unmittelbar nachdem der Motor angelaufen ist, kann verhindert werden, daß die Motorlast durch den Leistungsgenerator 100 nutzlos erhöht wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Voreilphasenstrom bezogen auf die Temperatur erhöht und verringert. Die Startfähigkeit des Motors bei der niedrigen Temperatur kann jedoch durch Steuern des Feldstroms auf einen vorbestimmten Begrenzungswert bei der niedrigen Temperatur und Unterdrücken des Moments des Leistungsgenerators weiter verbessert werden.
Nachstehend wird ein Vibrationssteuerungsbetriebsablauf zum Verringern der durch den Motor unter der Steuerung eines Voreilphasenstroms erzeugten Vibration gemäß einem elften Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf ein in Fig. 27 gezeigtes Ablaufdiagramm beschrieben. Weitere Ausführungsbeispiele zeigen Anwendungen, in welchen die Steuerung der Leistungsausgabe auf der Grundlage der Voreilphasenstromsteuerung gemäß der Erfindung verglichen mit der konventionellen Steuerung der Leistungsausgabe auf der Grundlage des Feldstroms schnell erfolgt.
Da die durch den Motor erzeugten Vibrationen insbesondere bei Leerlauf leicht spürbar sind, wird zunächst auf der Grundlage eines Systems oder einer Betriebsart ähnlich zu dem bzw. der bei Schritt 990 in Fig. 19 ermittelt, ob sich der Motor im Leerlaufzustand befindet (Schritt 2000). Falls die Antwort in Schritt 2000 NEIN lautet, kehrt der Ablauf zu Schritt 2000 zurück. Falls die Antwort in Schritt 2000 JA lautet, wird ein Kurbelwellenwinkel aus einem nicht dargestellten, an dem Motor 1 angebrachten Kurbelwellenwinkelsensor durch die elektronische Steuereinheit 2 gelesen (Schritt 2002).
Sodann wird geprüft, ob der gelesene Kurbelwellenwinkel eine unter der Zufuhr des Voreilphasenstroms steuerbare Halbperiode oder eine reverse Halbperiode ist (Schritt 2004). Falls die Antwort in Schritt 2004 JA lautet, wird eine Voreilphasenstromzufuhr- oder -trägerbetriebsart (vgl. Fig. 6 und 7) ausgewählt (Schritt 2006). Falls die Antwort in Schritt 2004 NEIN lautet, wird eine Voreilphasenstrom-Nichtträgerbetriebsart (vgl. Fig. 5) ausgewählt (Schritt 2008).
Nebenbei bemerkt werden die Motorvibrationen (deren grundlegende Frequenzkomponenten insbesondere) durch die Form eines durch Kombinieren von Rotationsvibrationen und Schwingungsvibrationen erhaltenen Signalverlaufs repräsentiert. Der zusammengesetzte Signalverlauf hat jedoch einen Zyklus oder eine Periode mit Bezug auf einen vorbestimmten Kurbelwellenwinkel. Die Drehzahl des Motors nimmt während einer Phasenperiode (nachstehend als "Drehzahlzunahmephasenperiode" bezeichnet) ausgehend von einem vorbestimmten Kurbelwellenwinkel θ1 hin zu einem vorbestimmten Kurbelwellenwinkel θ2 zu. Infolgedessen kann dann, wenn die Motorlast durch Zuführen des Voreilphasenstroms während der Drehzahlzunahmephasenperiode (welche eine Halbperiode mit der Drehzahlzunahmephasenperiode als Zentrum sein kann) schwer gemacht wird, verhindert werden, daß die Drehzahl der Kurbelwelle ansteigt, und kann unterdrückt werden, daß die auf den Drehzahlanstieg der Kurbelwelle bezogenen Motorvibrationen zunehmen.
Wenn der Leistungsgenerator 100 und der Motor 1 durch einen Riemen miteinander gekoppelt sind, kann ein Fall eintreten, in dem eine Momentübertragungszeit zwischen diesen beiden etwas verzögert wird. In diesem Fall kann das Zeitverhalten zum Auswählen der Voreilphasenstromträgerbetriebsart unter Verwendung der Verzögerungszeit beschleunigt werden.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen in vollem Umfang beschrieben wurde, wird angemerkt, daß für den Fachmann verschiedene Änderungen und Modifikationen ersichtlich sind. Solche Änderungen und Modifikationen sind als in den Schutzbereich der Erfindung wie in den beigefügten Patentansprüchen definiert einbezogen zu verstehen.
In einem Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem mit einem Wechselsignal-Leistungsgenerator (100) wird eine Größe, welche auf den Zustand der Leistungserzeugung des Leistungsgenerators (100) bezogen ist und sich in Übereinstimmung mit der Zufuhr eines Voreilphasenstroms (ix bis iz) zu dem Leistungsgenerator (100) ändert, erfaßt. Wenn das Fließen des Voreilphasenstroms (ix bis iz) durch jede Ankerwicklung (5a bis 5c) auf der Grundlage der erfaßten Zustandsgröße als notwendig ermittelt wird, wird der Voreilphasenstrom (ix bis iz) jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) zugeführt (eine Zunahme der Zufuhrmenge des Voreilphasenstroms (ix bis iz) ist eingeschlossen). Falls das Fließen als nicht notwendig ermittelt wird, wird die Zufuhr des Voreilphasenstroms (ix bis iz) zu jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) beendet (eine Abnahme des Voreilphasenstroms (ix bis iz) ist eingeschlossen). Falls dem so ist, kann eine Änderung (Verbesserung) in dem Leistungserzeugungszustand, wie beispielsweise eine Zunahme der Leistungsausgabe oder dergleichen aufgrund der vorstehenden Zufuhr durch Zuführen des Voreilphasenstroms (ix bis iz) zu denselben erreicht werden, wenn dessen Änderung erforderlich ist. Wenn die vorstehende Änderung nicht notwendig ist, kann die Zufuhr des Voreilphasenstroms (ix bis iz) zu denselben beendet werden, um einen Fehlerzustand aufgrund der Zufuhr des Voreilphasenstroms (ix bis iz) zu denselben, insbesondere die Rate der Änderung des Ausgangsstroms, d. h. eine Zunahme von Brumm, zu unterdrücken. Dank des vorstehenden Aufbaus kann die Zufuhr des Voreilphasenstroms (ix bis iz) zu dem Leistungsgenerator (100) durch einen einfachen Schaltungsaufbau erreicht werden, und können der Leistungserzeugungszustand und der Zustand eines Fahrzeugs verbessert werden.

Claims

1. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem, umfassend:

einen Leistungsgenerator (100) mit einer Feldwicklung (4c) zum Erzeugen eines magnetischen Feldflusses und durch einen Motor (1) angetriebenen Ankerwicklungen (5a bis 5c) zum Erzeugen leistungserzeugender Ausgangssignale (Va bis Vc);

eine Gleichsignal-Wechselsignal-Umwandlungseinrichtung (11) zum Gleichrichten einer von jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) ausgegebenen Spannung (Va bis Vc) und Zuführen der gleichgerichteten Spannung zu einer elektrischen Last (10);

eine Feldstromsteuereinrichtung (7) zur Steuerung eines der Feldwicklung (4c) zugeführten Feldstroms (If);

eine Spannungssteuereinrichtung (7) zur Steuerung der Feldstromsteuereinrichtung (7) so, daß jedes der durch den Leistungsgenerator (100) erzeugten Ausgangssignale (Va bis Vc) auf einen vorbestimmten Wert gesteuert wird;

eine Leistungszustanderzeugungs-Erfassungseinrichtung (113a bis 113f) zum Erfassen einer vorbestimmten Zustandsgröße der Leistungserzeugung in Bezug auf einen Zustand der Leistungserzeugung des Leistungsgenerators (100);

eine Ermittlungseinrichtung (7, 290, 300, 304, 308, 312, 216, 320) zum Ermitteln auf der Grundlage der erfaßten Zustandsgröße der Leistungserzeugung, ob die Zuführung eines Voreilphasenstroms (ix bis iz) zu jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) notwendig ist; und

eine Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung (7, 11, 292 bis 422) zum Beginnen der Zufuhr des Voreilphasenstroms (ix bis iz) zu jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) oder Erhöhen der Zufuhr, wenn die Ermittlungseinrichtung (7, 290, 300, 304, 308, 312, 216, 320) die Voreilphasenstromzufuhr als notwendig ermittelt, und Beenden der Zufuhr des Voreilphasenstroms (ix bis iz) zu denselben oder Verringern des Voreilphasenstroms (ix bis iz), wenn die Ermittlungseinrichtung (7, 290, 300, 304, 308, 312, 216, 320) die Voreilphasenstromzufuhr als nicht notwendig ermittelt, wobei

der Voreilphasenstrom (ix bis iz) während eines vorbestimmten Phasenwinkels in Übereinstimmung mit einer Drehzahl des Generators (100) oder des Motors (1) zugeführt wird.

2. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach Anspruch 1, umfassend eine Batterie (9), die von der Gleichsignal-Wechselsignal- Umwandlungseinrichtung (11) mit Leistung versorgt wird.

3. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem dann, wenn die Zustandsgröße der Leistungserzeugung einen vorbestimmten ersten Schwellenwert in einer Richtung übersteigt, in welcher die Zufuhr des Voreilphasenstroms (ix bis iz) zu jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) notwendig ist, die Ermittlungseinrichtung (7, 290, 300, 304, 308, 312, 216, 320) dazu dient, die Zufuhr des Voreilphasenstroms (ix bis iz) zu jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) als notwendig zu ermitteln.

4. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach Anspruch 3, bei dem dann, wenn die Zustandsgröße der Leistungserzeugung weiter einen zweiten, den ersten Schwellenwert übersteigenden Schwellenwert in einer zu der Richtung, in welcher die Zufuhr des Voreilphasenstroms (ix bis iz) zu jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) notwendig ist, entgegengesetzten Richtung übersteigt, die Ermittlungseinrichtung (7, 290, 300, 304, 308, 312, 216, 320) dazu dient, die Zufuhr des Voreilphasenstroms (ix bis iz) zu jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) als nicht notwendig zu ermitteln.

5. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Zustandsgröße der Leistungserzeugung eine elektrische Zustandsgröße beinhaltet, die sich aus zumindest der Batteriespannung (VB), einem Feldstrom (If), einer Leistungserzeugungsrate, einer erzeugten Spannung, einer Lastspannung, einem erzeugten Strom oder einem Brummverhältnis zusammensetzt.

6. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Zustandsgröße der Leistungserzeugung eine Geschwindigkeitszustandsgröße beinhaltet, die sich aus zumindest der Drehzahl (n) des Leistungsgenerators (100), der Drehzahl des Motors (1) oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit zusammensetzt.

7. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der dann, wenn die Drehzahl des Motors (1) als geringer als eine vorbestimmte Drehzahl ermittelt wird, die Ermittlungseinrichtung (7, 990) dazu dient, auf der Grundlage der Zustandsgröße der Leistungserzeugung zu ermitteln, daß sich der Motor (1) im Leerlauf befindet, und dann, wenn ermittelt wird, daß sich der Motor (1) im Leerlauf befindet, die Ermittlungseinrichtung (7, 1000 bis 1070) dazu dient, die Zufuhr des Voreilphasenstroms (ix bis iz) zu jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) als notwendig zu ermitteln.

8. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend eine Erfassungseinrichtung (16) zum Erfassen einer physikalischen Größe in Bezug auf die Drehzahl (n) des Leistungsgenerators (100), und bei dem die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung (7, 242 bis 422) einen Zeitpunkt zum Zuführen des Voreilphasenstroms (ix bis iz) zu jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) in Übereinstimmung mit der auf der Grundlage der physikalischen Größe erfaßten Drehzahl (n) des Leistungsgenerators (100) bestimmt.

9. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung (7, 242 bis 422) den Voreilphasenstrom (ix bis iz) zu jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) in einem Voreilphasenstromträgerzeitpunkt zuführt, in welchem der Wirkungsgrad oder die Leistungsausgabe des Leistungsgenerators (100) zu einer Zeit, zu der die Drehzahl des Motors (1) ein vorbestimmter Wert ist, größer als oder gleich ein vorbestimmter Wert ist.

10. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach Anspruch 9, bei dem die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung (7, 242 bis 422) den Voreilphasenstrom (ix bis iz) zu jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) in einem Voreilphasenstromträgerzeitpunkt zuführt, in welchem der Wirkungsgrad oder die Leistungsausgabe des Leistungsgenerators (100) zu einer Zeit, zu der die Drehzahl des Motors (1) eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl des Motors (1) ist, größer als oder gleich der vorbestimmte Wert ist.

11. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung (7, 242 bis 422) eine Leistungserzeugungsbetriebsart mit hohem Wirkungsgrad hat, die eine Voreilphasenstromsteuerungsbetriebsart unter einer Voreilphasenstromträgerbedingung anzeigt, in welcher der Wirkungsgrad des Leistungsgenerators (100) größer als oder gleich ein vorbestimmter Wert wird, und eine Leistungserzeugungsbetriebsart mit hoher Leistungsausgabe hat, die die Voreilphasenstromsteuerungsbetriebsart unter einer Voreilphasenstromträgerbedingung anzeigt, in welcher ein Ausgangssignal (Va bis Vc) des Leistungsgenerators (100) größer als oder gleich der vorbestimmte Wert wird, und die Ermittlungseinrichtung (7, 1000 bis 1070) eine der Betriebsarten auf der Grundlage der Zustandsgröße des Leistungserzeugung auswählt, wenn die Zufuhr des Voreilphasenstroms (ix bis iz) zu jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) als notwendig ermittelt wird.

12. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Zustandsgröße der Leistungserzeugung eine Batteriespannung (VB) beinhaltet und die Ermittlungseinrichtung (7, 500 bis 522) die Zufuhr des Voreilphasenstroms (ix bis iz) zu jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) als notwendig ermittelt, wenn die Batteriespannung (VB) niedriger als ein erster vorbestimmter Spannungswert ist, und die Zufuhr des Voreilphasenstroms als nicht notwendig ermittelt, wenn die Batteriespannung (VB) höher als ein vorbestimmter zweiter Spannungswert, der den ersten Spannungswert einschließt, ist.

13. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung (7, 700 bis 712) einen Maximalwert einer Änderungsrate in dem Voreilphasenstrom (ix bis iz) begrenzt, um den Voreilphasenstrom langsam zu ändern.

14. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem die Voreilphasenstromsteuereinrichtung (7, 700 bis 712) einen Maximalwert einer Änderungsrate in zumindest einer Voreilphasenstromträgerperiode, einer Phase des Führens des Voreilphasenstroms relativ zu jeder Phasenspannung oder einem Mittelwert der den Ankerwicklungen (5a bis 5c) zugeführten Voreilphasenströme (ix bis iz) begrenzt, um dadurch den Voreilphasenstrom langsam zu ändern.

15. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach Anspruch 14, bei dem die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung (7, 700 bis 712) einen Maximalwert einer Änderungsrate im Verhältnis einer Voreilpasenstromträgerperiode zu einer vorbestimmten Periode, in welcher die Ankerströme (ix bis iz) relativ zueinander kontinuierlich sind, beschränkt, um dadurch den Voreilphasenstrom langsam zu ändern.

16. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem die Zustandsgröße der Leistungserzeugung eine physikalische Größe bezüglich zumindest eines Ausgangsspannungsabfalls zu einer Zeit einer Zunahme einer mit Leistung aus dem Leistungsgenerator (100) versorgten elektrischen Last (10) oder einer Verringerung der Drehzahl (n) des Leistungsgenerators (100) beinhaltet, und die Ermittlungseinrichtung die langsame Änderung in dem und die Zufuhr des Voreilphasenstrom(s) (ix bis iz) als notwendig ermittelt, wenn auf der Grundlage der physikalischen Größe zumindest der Ausgangsspannungsabfall oder die Verringerung der Drehzahl (n) des Leistungsgenerators (100) als größer als der/die andere ermittelt wird.

17. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Zustandsgröße der Leistungserzeugung eine physikalische Größe bezüglich einer Schwankung der Drehzahl des Motors (1) beinhaltet, die Ermittlungseinrichtung (7, 902) die Voreilphasenstromzufuhr als notwendig ermittelt, wenn die Schwankung auf der Grundlage der physikalischen Größe als groß ermittelt wird, und die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung (7, 904 bis 412) die Schwankung der Drehzahl des Motors (1) für die Zufuhr des Voreilphasenstroms (ix bis iz) unterdrückt, wenn die Voreilphasenstromzufuhr als notwendig ermittelt ist.

18. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Zustandsgröße der Leistungserzeugung eine physikalische Größe bezüglich durch den Motor (1) erzeugter Schwingungen beinhaltet, die Ermittlungseinrichtung (7, 2004) die Voreilphasenstromzufuhr als notwendig ermittelt, wenn die Vibrationen auf der Grundlage der physikalischen Größe als groß ermittelt sind, und die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung (7, 2007) die Motorvibrationen für die Zufuhr des Voreilphasenstroms (ix bis iz) unterdrückt, wenn die Voreilphasenstromzufuhr als notwendig ermittelt ist.

19. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Zustandsgröße der Leistungserzeugung eine physikalische Größe bezüglich einer Temperatur eines vorbestimmten Abschnitts des Leistungsgenerators (100) beinhaltet, die Ermittlungseinrichtung (7, 1004) auf der Grundlage der physikalischen Größe ermittelt, ob der Leistungsgenerator (100) eine niedrige Temperatur hat, und die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung (7, 1006, 1030 bis 1050) die Zufuhr des Voreilphasenstroms (ix bis iz) zu jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) beendet und den Voreilphasenstrom (ix bis iz) reduziert, wenn der Leistungsgenerator (100) als mit niedriger Temperatur ermittelt ist, und die Zufuhr des Voreilphasenstroms (ix bis iz) zu jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) beginnt und den Voreilphasenstrom (ix bis iz) erhöht, wenn der Leistungsgenerator (100) als in einem Zustand mit nicht niedriger Temperatur ermittelt ist.

20. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei dem die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung (7, 11, 244 bis 422) eine Normal-/Gegen-Erregungs-Öffnungs- /Schließ-Schaltung (11) mit hochseitigen Schaltern (11a bis 11c), die jeweils aus Halbleiterschalteinrichtungen (111a bis 111c) zum individuellen Verbinden eines Hochpotential-Gleichsignalanschlusses und Ausgangsanschlüssen der Ankerwicklungen (5a bis 5c) für jeweilige Phasen bestehen, und niedrigseitigen Schalter (11d bis 11f), die jeweils aus Halbleiterschalteinrichtungen (111d bis 111f) zum individuellen Verbinden eines Niedrigpotential-Gleichsignalanschlusses, der auf ein niedrigeres Potential als das an dem Hochpotential-Gleichsignalanschluß festgelegt ist, und den Ausgangsanschlüssen der Ankerwicklungen (5a bis 5c) bestehen, und eine Steuereinrichtung (7) zum Steuern der Normal-/Gegen-Erregungs-Öffnungs-/Schließ-Schaltung (11) beinhaltet.

21. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei dem die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung (7, 11, 244 bis 422) eine Kurzschlußschaltung (11), die aus einer Vielzahl von Halbleiterschaltern (111a bis 111f) zum Kurzschließen zwischen Ausgangsanschlüssen der Ankerwicklungen (5a bis 5c) für jeweilige Phasen besteht, und eine Steuereinrichtung (7) zur Steuerung des Öffnens und Schließens jeder Halbleiterschalteinrichtung (11a bis 11f) beinhaltet.

22. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach Anspruch 20, umfassend eine Erfassungseinrichtung (113a bis 113f) zur Erfassung einer Potentialdifferenz zwischen zumindest dem Hochpotential-Gleichsignalanschluß oder dem Niedrigpotential-Gleichsignalanschluß der Wechselsignal-Gleichsignal-Umwandlungseinrichtung (5a bis 5c) und zumindest einem der Ankerströme (ix bis iz), und bei der die Voreilphasenstrom-Steuereinrichtung (7, 400 bis 422) den Zeitpunkt zum Öffnen und Schließen jedes Halbleiterschalters (11a bis 11f) auf der Grundlage der Potentialdifferenz und dem zumindest einen Ankerstrom (ix bis iz) festlegt.

23. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach Anspruch 22, bei dem jede Halbleiterschalteinrichtung (11a bis 11f) in sich ein Stromerfassungswiderstandselement (113a bis 113f) zum Erfassen des Ankerstroms (ix bis iz) integriert.

24. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach Anspruch 20, bei dem die Steuereinrichtung jeden hochseitigen Schalter (11a bis 11c) ausschaltet (7, 206, 414, 422), nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, seit ein Potential an dem Ausgangsanschluß jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) kleiner als ein Potential an dem Hochpotential-Gleichsignalanschluß geworden ist, und jeden niedrigseitigen Schalter (11d bis 11f) ausschaltet (7, 402, 410, 418), nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, seit das Potential an dem Ausgangsanschluß jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) größer als ein Potential an dem Niedrigpotential-Gleichsignalanschluß geworden ist.

25. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach Anspruch 20, bei dem die Steuereinrichtung jeden hochseitigen Schalter (11a bis 11c) einschaltet (7, 402, 410, 418), nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, seit das Potential an dem Ausgangsanschluß jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) größer als das Potential an dem Niedrigpotential-Gleichsignalanschluß geworden ist, und jeden niedrigseitigen Schalter (11d bis 11f) einschaltet (7, 406, 414, 422), nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, seit das Potential an dem Ausgangsanschluß jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) kleiner als das Potential an dem Hochpotential-Gleichsignalanschluß geworden ist.

26. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach Anspruch 21, bei der die Steuereinrichtung (7) die Halbleiterschalter (11a bis 11f) der Kurzschlußschaltung (11) einschaltet, um es dem Voreilphasenstrom (ix bis iz) zu ermöglichen, in jede Ankerwicklung (5a bis 5c) zu fließen, nachdem das Potential an dem Ausgangsanschluß jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) kleiner als das Potential an dem Hochpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß geworden ist, die Halbleiterschalter (11a bis 11f) der Kurzschlußschaltung (11) einschaltet, um es dem Voreilphasenstrom (ix bis iz) zu ermöglichen, aus jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) zu fließen, nachdem das Potential an dem Ausgangsanschluß jeder Ankerwicklung (5a bis 5c) größer als das Potential an dem Niedrigpotential-Gleichsignal-Leistungsanschluß geworden ist, und die Halbleiterschalter (11a bis 11f) der Kurzschlußschaltung (11) ausschaltet, nachdem eine vorbestimmte Zeit nach dem Einschalten verstrichen ist.

27. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach einem der Ansprüche 20 oder 21, umfassend eine Phasenwinkelerfassungseinrichtung (16) zum Erfassen eines Drehphasenwinkels eines Rotors des Leistungsgenerators (100), und bei dem die Voreilphasestrom- Steuereinrichtung (7, 242 bis 422) den Öffnungs-/Schließ-Zeitpunkt zur Zeit des Öffnens/Schließens jedes Halbleiterschalters (11a bis 11f) auf der Grundlage des Drehphasenwinkels steuert.

28. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach einem der Ansprüche 20 bis 27, bei dem jede Halbleiterschalteinrichtung (lila bis 111f) einen MOSFET (111a bis 111f) umfaßt.

29. Fahrzeug-Leistungserzeugungssystem nach Anspruch 28, bei dem der MOSFET (111a bis 111f) aus SiC besteht.