JP6594447B2 - 自動車における多相電気機械をスイッチオンするための方法 - Google Patents

自動車における多相電気機械をスイッチオンするための方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6594447B2
JP6594447B2 JP2017557958A JP2017557958A JP6594447B2 JP 6594447 B2 JP6594447 B2 JP 6594447B2 JP 2017557958 A JP2017557958 A JP 2017557958A JP 2017557958 A JP2017557958 A JP 2017557958A JP 6594447 B2 JP6594447 B2 JP 6594447B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pole wheel
voltage
phase
phase voltage
electric machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017557958A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018516051A (ja
Inventor
レースナー ユリアン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
SEG Automotive Germany GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
SEG Automotive Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH, SEG Automotive Germany GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JP2018516051A publication Critical patent/JP2018516051A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6594447B2 publication Critical patent/JP6594447B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/46Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual synchronous motor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/0085Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation specially adapted for high speeds, e.g. above nominal speed
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/24Vector control not involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/34Arrangements for starting
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • H02P27/085Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation wherein the PWM mode is adapted on the running conditions of the motor, e.g. the switching frequency

Description

本発明は、自動車における多相電気機械をスイッチオンするための方法並びにそれを実施するための計算ユニット及びコンピュータプログラムに関する。
背景技術
発電機的又は電動機的に動作可能である、自動車における電気機械は公知である。この種の電気機械は、大抵は、励磁電流が通電可能である励磁巻線(回転子巻線)を有する回転子と、相電圧ベクトルを有する多相の相電圧が印加可能である多相固定子巻線を有する固定子とを備えている。
自動車における電気機械の使用には、電気機械のスイッチオンとスイッチオフとが頻繁に必要になる可能性がある。特に高回転時の電気機械のスイッチオンは、問題になることが分かっている。この場合、最初に相電圧がスイッチオンされると、相電流の過度に大きいオーバーシュートが生じる可能性がある。最初に励磁電圧がスイッチオンされると、固定子において最初に磁極ホイール電圧ベクトルを有する磁極ホイール電圧が誘起され、この磁極ホイール電圧には、遅れてスイッチオンされる相電圧とのマイナス的な相互作用の可能性がある。このことは、電気機械にとって、過度に大きい電気的及び機械的負荷につながりかねない。
独国特許出願公開第102013215306号明細書(DE102013215306A1)においては、高回転時に電気機械をスイッチオンするための方法が開示されており、ここでは、相電圧が、正確に磁極ホイール電圧に対応してからスイッチオンが行われる。
独国特許出願公開第102013215306号明細書
発明の開示
本発明によれば、独立請求項の特徴を備えている、自動車における多相電気機械をスイッチオンするための方法並びにそれを実施するための計算ユニット及びコンピュータプログラムが提案されている。有利な実施形態は、従属請求項、及び、以下の明細書の態様である。
この電気機械は、回転子巻線を有する回転子と、多相固定子巻線を有する固定子とを備えている。この固定子巻線には、特に電力変換器が後置接続されている。この電力変換器を介して電気機械は、特に搭載電源網に接続され、特に直流電圧搭載電源網に接続されている。
本発明は、好ましくは、既に励磁電流のスイッチオンと立ち上がりとの間において、大きさ及び方向に関して磁極ホイール電圧ベクトルに対応する(磁極ホイール角=0°)相電圧ベクトルを有している相電圧を、PWMモードにおいて固定子巻線に印加する手段を用いている。磁極ホイール電圧ベクトルが、最終的に、大きさ及び方向に関してバーストモード中に印加すべき相電圧の相電圧ベクトルに達すると、バーストモードに切り替えられる。
発明の利点
この方法の過程においては、電気機械をスイッチオンするための最適なスイッチング時点が決定される。PWMモードにより、相電圧は、特に磁極ホイール電圧に対応して印加可能となり、そのため実質的に0Aの相電流が生じる。磁極ホイール電圧に影響を与える少なくとも1つのパラメータの評価により、PWMモードとバーストモードとの間で切り替わり、それに伴って電気機械がスイッチオンされる、即ち、電動機的に動作するか又は発電機的に動作する最適な時点が決定される。この時点は、不所望な電流ピークが生じないように決定される。それにより、電気機械のスイッチオンの際の高い電気的及び機械的負荷が回避される。
電気機械を、自動車の電気機械及び/又は内燃機関の回転数に依存することなくスイッチオンすることが可能である。特に高回転時において、電気機械を保護するような方法でスイッチオンすることが可能である。
この方法は、電気機械の発電機的動作に対しても、電動機的動作に対しても同様に適しており、さらに、自動車及び商用車の全てのタイプ、特にハイブリッド車両に対しても同様に適している。
特に、電気機械を電動機的に動作させること、及び、内燃機関を支援することが可能である。高回転時でも、この電気機械は問題なく、大きい負荷なしでスイッチオンすることができる。その場合、例えば、電気機械をスイッチオンするために、回転数が許容限界値を下回るまで待機する必要はない。電気機械は、合目的的に最良の時点でスイッチオンすることができる。
本発明に係る計算ユニット、例えば自動車の制御機器は、特にプログラミング技術によって、本発明に係る方法を実施するように構成されている。
コンピュータプログラムの形態の方法の実施は有利である。なぜなら、これには非常に僅かなコストしか掛からないからである。特に、実施する制御機器がさらに別のタスクにも使用され、それ故、いずれにせよ既存のものである場合には、なおさらである。コンピュータプログラムの提供に適したデータ媒体は、特に磁気的、光学的及び電気的メモリであり、例えば、ハードディスク、フラッシュメモリ、EEPROM、DVD等である。また、コンピュータネットワーク(インターネット、イントラネット等)経由でプログラムをダウンロードすることも可能である。
本発明のさらなる利点及び実施形態は、以下の説明、及び、添付の図面から明らかとなる。
添付の図面には、本発明の実施形態が概略的に示されており、以下においては、これらの図面を参照して説明する。
内燃機関と、本発明の実施形態を実施するように構成されている自動車の電気機械とからなる配置構成の概略図。 本発明の実施形態を実施するように構成されている自動車の五相電気機械の回路図。 図2による五相電気機械の単相等価回路概略図。 電気機械をスイッチオンするための本発明に係る方法の好ましい実施形態を概略的に示したブロック図。 本発明の実施形態の過程において決定され得る概略的ベクトル図。 本発明に係る方法の好適な実施形態の過程において存在する、相電圧及び相電流の成分の経時的変化の概略図。
発明の実施形態
図1は、自動車の構成要素を概略的に示している。この自動車は、電気機械110を備えており、これは、以下においては、例えば他励式同期発電機を起点とするものとする。電気機械110は、自動車の内燃機関109を介して、例えば発電機的に動作させることが可能である。この電気機械110は、相応の結合手段、例えばベルトドライブ又はシャフトの形態の機械的接続部108を介して、内燃機関109と、トルクが伝達されるように接続されている(以下においては、トルク伝達結合とも称する)。また、代替的に、この電気機械110は、電動機的にも動作可能であり、その際には、内燃機関109を支援することができる。
電気機械110は、電力変換器106と電気的に接続されており、ここでは、複数の相端子107が設けられている。この電力変換器は、整流器として、及び、インバータとして、動作させることができる。複数の相端子107は、電気機械110の固定子の多相固定子巻線の相端子である。直流電圧側においては、界磁制御器102を介して電気機械110の回転子巻線101が接続されている。この界磁制御器102は、回転子巻線101の駆動制御に対する権限を有している。直流電圧端子103を介して、エネルギー蓄積器、例えば車両バッテリ105は、電力変換器106の直流側に接続することができる。スイッチング素子104を介して、車両バッテリ105は、電力変換器106の直流電圧側に電気的に接続可能であり、さらに、そこから電気的に分離可能である。
制御機器112として構成されている計算ユニットは、特にプログラミング技術によって、本発明に係る方法の実施形態を実施するように構成されている。特に、制御機器112は、界磁制御器102及び電力変換器106を、本発明に応じて駆動制御する。
図2には、電気機械110が配線図のように示されている。電気機械110は、この特定の例においては、五相電気機械として示されている。この電気機械110は、五相固定子巻線110aを有する固定子を備えている。電力変換器106は、複数の電気的スイッチング素子を有し、それらは、この特定の例において、MOSFET(金属−酸化物−半導体−電界効果トランジスタ)106aとして構成されている。これらのMOSFETは、回路技術的に、トランジスタ、及び、阻止方向に接続されたインバースダイオードに相応している。これらのMOSFET106aは、例えば、一方がバスバーを介して固定子巻線110aに接続され、他方は、直流電圧端子103に接続されている。
電気機械110が、発電機モードで動作する場合には、固定子巻線110a内において五相の交流電圧、いわゆる相電圧が生成される。MOSFET106aの合目的的にクロック制御された駆動制御により、これらの五相の交流電圧が直流電圧に整流される。この変換された直流電圧を用いることにより、例えば、車両バッテリ105を充電することができる。
電気機械110が、電動機モードで動作するならば、MOSFET106aの合目的的にクロック制御された駆動制御により、車両バッテリ105の直流電圧が、回転する相電圧ベクトルを有する五相の相電圧に変換される。この場合、MOSFET106aの合目的的にクロック制御された駆動制御は、それぞれ制御機器112によって行われる。
なお、本発明は、五相電気機械に限定されるべきものではなく、むしろ、合目的的な数の相端子107を有する電気機械に適していることに留意されたい。
以下においては、電気機械110をスイッチオンするための方法の好ましい実施形態を、図3、図4、図5及び図6を参照して説明する。さらに、この説明は、電気機械110の電動機的動作に特定した例に基づいて行われる。特に、本発明に係る方法の好ましい実施形態は、制御機器112によって実施される。この制御機器は、その過程において、特に界磁制御器102及び電力変換器106を相応に駆動制御し、また、任意にスイッチング素子104も相応に駆動制御する。
図3は、一般的には、外部励磁同期機の、特には図2による五相電気機械110の概略的な単相等価回路図を示している。回転子巻線101は、この等価回路図においては、抵抗Rに対応する。固定子巻線110aは、この等価回路図においては、抵抗RとインダクタンスLとからなる直列回路に対応する。
図4には、電気機械110をスイッチオンするための本発明に係る方法の好ましい実施形態が、ブロック図で示されている。
電動機的動作中に電気機械110は、励磁電圧U及び相電圧Uを供給され、これらの電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換し、それによって、内燃機関109を当該機械的エネルギーにより支援している。この相電圧Uの大きさ又は振幅は、特に電力変換器106に供給電圧として印加される車両バッテリ105の直流電圧によって設定される。その際、電気機械110は、最初はスイッチオフされている。内燃機関109とのトルク伝達結合的な接続によって、電気機械は、内燃機関109によって設定される回転数ωにおいて回転する。この場合、電気機械のスイッチオンは、本発明に係る方法の好ましい実施形態の過程において行われる。
電気機械110は、最初にPWMモード210において動作する。この場合、PWMモードのステップ211においては、固定子巻線110aに、供給電圧のパルス幅変調により、相電圧ベクトルを有する相電圧が印加される。この相電圧ベクトルは、大きさ及び方向に関して、磁極ホイール電圧Uの現在優勢な磁極ホイール電圧ベクトルに対応しており、すなわち、磁極ホイール電圧ベクトルと相電圧ベクトルとの間の磁極ホイール角は、ゼロである。この時点においては、まだ励磁電流は流れないので、磁極ホイール電圧の大きさはゼロであり、そのため、この段階においては、目立った電流通流なしで駆動制御を活動化することが可能である。
ステップ212においては、界磁制御器102を用いて、励磁電圧Uが回転子巻線101に印加され、それによって回転子巻線101内で励磁電流Iが生成される。励磁電流Iは、特にPI制御器を用いて所望の目標値に閉ループ制御される。この励磁電流Iは、電気機械の回転のもとで固定子巻線110aにおいて磁極ホイール電圧Uを誘起する。この磁極ホイール電圧Uは、この場合、回転数ωと励磁電流Iの量に依存している。
ステップ213においては、この磁極ホイール電圧Uに影響を与える少なくとも1つのパラメータが決定される。好ましくは、磁極ホイール電圧ベクトルの大きさ及び方向が、磁極ホイール電圧Uに影響を与えるパラメータとして決定される。代替的又は付加的に、また好ましくは、励磁電流Iの量及び/又は電気機械110の回転数ωを、磁極ホイール電圧Uに影響を与える少なくともの1つのパラメータとして決定することも可能である。電気機械110の回転数ωと励磁電流Iの量は、ほとんどはいずれにせよ既知であるか、又は、自動車内においていずれ決定されるものである。それ故、ここでは、励磁電流Iの量及び/又は電気機械110の回転数ωを決定するための付加的なコストは不要である。
この特定の例においては、最初に磁極ホイール電圧ベクトルの大きさが、磁極ホイール電圧Uに影響を与えるパラメータとして決定される。その際、この大きさは、特に励磁電流量I及び回転数ωに依存して決定される。この決定は、特に以下の式、
=Ψ(2π/60)ω
に従って行われる。Ψは、励磁電流Iによって生じた鎖交磁束である。励磁電流Iと鎖交磁束Ψとの間の関係は、飽和効果に基づいて非線形である。特に、この励磁電流Iと鎖交磁束Ψとの間の関係は、特性曲線として、又は、補償多項式の形態で、特に制御機器112内に格納されている。磁極ホイール電圧ベクトルの方向は、回転子の構造及び現在位置から不規則に生じる。
ここにおいて、磁極ホイール電圧Uに影響を与える少なくとも1つのパラメータとしての磁極ホイール電圧ベクトルの大きさ及び方向が、それぞれ所定の閾値に達しているかどうかが検査される。各閾値は、ここでは、次のように選択される。すなわち、PWMモード210からバーストモード220への切り替えの際に、不所望な電流ピークと高い電気的及び機械的負荷とが回避されるように選択される。それ故、各閾値は、特にバーストモード中に印加すべき相電圧Uに依存して選択される。それに応じて各閾値は、次のように選択される。すなわち、磁極ホイール電圧Uが、高い電気的及び機械的負荷をもたらしかねないようなバーストモード中に印加すべき相電圧Uに抗することのない時点においてバーストモードに切り替えられるように選択される。
それ故、好ましくは、各閾値は、バーストモード中に印加すべき相電圧Uの、バーストモードの活動化直後の相電圧ベクトルの大きさ又は方向に対応している。この相電圧ベクトルは、バーストモードのスイッチオン前に理論上存在するだけのものにすぎないが、「実際の」相電圧ベクトルとも称するものとする。特にこのことは、各閾値に達した場合に、磁極ホイール電圧ベクトルと相電圧ベクトルとが、バーストモードへ切り替わる際に同じ大きさと同じ方向とを有すること、即ち、磁極ホイール角が0°であることを意味する。この実際の相電圧ベクトルの大きさは、車両バッテリ105から電力変換器106に印加される直流電圧によって設定される。
PWMモード中の磁極ホイール電圧Uが、この相電圧ベクトルの大きさよりも小さい限り、相電流Iがインバースダイオードを介して電力変換器106のMOSFET106aに流れることは不可能である。
磁極ホイール電圧ベクトルの大きさは、励磁電流Iを介して生じ得る。符号214で表されているように、この励磁電流Iは、磁極ホイール電圧ベクトルの大きさがその閾値に達するまでの間は増加させられる。その間に相電圧も対応して追従調整され、それによって相電圧ベクトルは、さらに大きさ及び方向に関して磁極ホイール電圧ベクトルに対応する(これも、符号214によって表す)。
即ち、磁極ホイール電圧ベクトルの大きさと方向とがそれらの各閾値に達すると、磁極ホイール電圧ベクトル及び相電圧ベクトルは、バーストモードのスイッチオン直後に同じ大きさと同じ方向とを有し(磁極ホイール角=0°)、PWMモード210は非活動化され、バーストモード220が活動化される。この場合、ステップ221により、特に電力変換器106によって、供給電圧がバースト状に固定子巻線110aに印加される。
ステップ221において、バーストモードに切り替わることにより、電気機械110は、スイッチオンされ、内燃機関109を支援することが可能になる。好ましくは、ここで、ステップ222において、電気機械110又は内燃機関109のトルクが設定される。この場合、このトルクは、磁極ホイール角θの変更によって設定され、この磁極ホイール角も、相電圧ベクトルの方向によって設定され、この方向も、電力変換器の相応の駆動制御によって設定される。磁極ホイール角θは、所望のトルクが設定されるように、合目的的な制御回路を介して変更される。
以下においては、相電圧Uと、磁極ホイール電圧Uと、相電流Iと、励磁電流Iとの間の関係、及び、それに伴う本発明に係る方法の理論的背景を、図5に基づいて詳細に説明する。
この場合、図5において、外部励磁同期機の、特に図2による五相電気機械110のベクトル図又はdq線図501乃至503は、回転磁界の固定されたdq座標系において、それらが本発明の実施形態の過程においてどのように決定され得るかを例示的に示している。
磁極ホイール電圧Uは、この場合、定義に従ってq軸上にあり、第1のベクトルとして示されている。q軸は、いわゆる励磁軸を形成する。d軸は、この場合、q軸と電気的に直交する。相電圧Uは、第2のベクトルとして示されており、磁極ホイール電圧Uに対して磁極ホイール角θ分だけシフトしている。この磁極ホイール角θは、負荷角とも称される。電気機械110の発電機的動作において、磁極ホイール角θは正の値をとり、磁極ホイール又は励磁器は、「先走る」。図5に示されているように、電気機械110の電動機的動作においては、磁極ホイール角θは負の値をとり、磁極ホイール又は励磁器は、「遅れをとる」。
バーストモードにおいては、相電圧Uの高さは、電力変換器106に印加される車両バッテリ105の直流電圧によって設定される。それ故に、この相電圧Uは、バーストモードにおいては、磁極ホイール電圧Uに関するその位相位置においてのみ可変であり、即ち、磁極ホイール電圧Uに対するその磁極ホイール角θを介して可変である。この位相位置又は磁極ホイール角θは、電力変換器106を用いて合目的的に設定することが可能である。
相電流Iは、dq座標系において第3のベクトルとして示される。ここでは、相電流ベクトルが生じ、その軌跡は、磁極ホイール角が0°乃至360°変化した場合に図示の円に対応する。
図5aには、第1のdq線図501が示されており、この場合、磁極ホイール電圧に影響を与える少なくとも1つのパラメータとしての磁極ホイール電圧ベクトルUは閾値に達していない。ここでは、いずれの磁極ホイール角θに対しても相電流Iがゼロにならないことがわかる。ここでは、オーバーシュートを生じさせることなく電気機械110をスイッチオンすることは不可能である。
図5bには、第2のdq線図502が示されており、この場合、励磁電流Iは、スイッチオフされている。即ち、値ゼロを有する。それに応じて、磁極ホイール電圧Uも値ゼロを有する。ここでも、いずれの磁極ホイール角θに対しても相電流Iがゼロにならないことがわかる。このケースにおいても、オーバーシュートを生じさせることなく電気機械110をスイッチオンすることはできない。
図5cには、第3のdq線図503が示されており、この場合、磁極ホイール電圧に影響を与える少なくとも1つのパラメータとしての磁極ホイール電圧ベクトルUは、閾値に達している。ここでは、磁極ホイール角θは0°であり、そのため、相電圧Uの位相位置は、磁極ホイール電圧Uの位相位置に対応している。相電圧Uと磁極ホイール電圧Uとは、大きさ及び方向に関しては同等であるので、ここでは、相電流Iは生じない。
PWMモード210において、相電圧は、磁極ホイール電圧に対応して印加され、そのため、実質的に0Aの相電流が生じる。このことは、大きさ及び方向に関して、実際の磁極ホイール電圧Uに正確に対応する電圧ベクトルを、位相に印加することによって達成される。この駆動制御は、フィールド指向の閉ループ制御を用いた閉ループ制御によって行うことが可能であり、その場合には、相電流に対する目標値として、dq座標系において、値I=0及びI=0が設定される。しかしながら、またこの駆動制御は、開ループ制御によって行うことも可能である。なぜなら、電圧目標値は、簡単な方法で、U=0、U=Uにつながるからである。
図6には、本発明に係る方法の好適な実施形態の過程において存在する、相電圧及び相電流の成分の経時的変化が概略的に示されている。
ここでは、それぞれスイッチオンの過程で固定子巻線に印加される三相の相電圧の3つの成分のうちのそれぞれ2つU及びU、並びに、それによって固定子巻線に発生する三相の相電流の3つの成分のうちのそれぞれ2つI及びIが示されている。図から分かるように、成分U及びUは、PWMモード210の間においてはパルス幅変調され、バーストモード220においてはブロック状の電圧に移行している。相電流の成分I及びIは、最初のPWMモード210の間はほぼゼロであり、バーストモードにおいては、ほぼオーバーシュートなしでスイッチオンされる。

Claims (9)

  1. 自動車における多相電気機械(110)をスイッチオンするための方法であって、
    前記多相電気機械(110)は、回転子巻線(101)を有する回転子と、多相固定子巻線(110a)を有する固定子とを備えている、方法において、
    PWMモード(210)中に、前記多相固定子巻線(110a)に、大きさ及び方向に関して磁極ホイール電圧の磁極ホイール電圧ベクトル(U)に対応する相電圧ベクトル(U)を有する相電圧が印加され(211)、
    前記PWMモード中に、前記回転子巻線(101)に励磁電流(I)が通電され(212)、当該励磁電流(I )は前記多相電気機械(110)の回転のもとで前記固定子巻線(110a)において前記磁極ホイール電圧を誘起し、その間に相電圧も対応して追従調整され、それによって相電圧ベクトルは、さらに大きさ及び方向に関して磁極ホイール電圧ベクトルに対応し、
    前記磁極ホイール電圧に影響を与える少なくとも1つのパラメータが閾値に達した場合に、前記PWMモード(210)が非活動化され、前記相電圧を印加するバーストモード(220)が活動化され、前記閾値は、前記バーストモード(220)中に印加すべき前記相電圧の相電圧ベクトル(U)の大きさ又は方向に対応しており、前記バーストモード(220)においては、前記多相電気機械(110)がスイッチオンされ、前記多相電気機械(110)に接続された内燃機関(109)を支援することが可能になる、
    ことを特徴とする方法。
  2. 前記磁極ホイール電圧に影響を与える少なくとも1つのパラメータとして、前記磁極ホイール電圧ベクトル(U)の大きさ及び/又は方向が使用される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記バーストモード(220)中に印加すべき前記相電圧の相電圧ベクトル(U)の大きさは、前記多相電気機械(110)に接続されている前記自動車の搭載電源網の直流電圧によって設定される、請求項1に記載の方法。
  4. 前記励磁電流(I)の大きさ及び/又は前記多相電気機械(110)の回転数は、前記磁極ホイール電圧に影響を与える少なくとも1つのパラメータとして使用される、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 前記バーストモード(220)中に、前記相電圧(U)と前記磁極ホイール電圧との間の所定の磁極ホイール角(θ)の設定を用いてトルクが設定される、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 前記多相電気機械(110)は、電動機的に又は発電機的に動作する、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の方法。
  7. コンピュータプログラムであって、当該コンピュータプログラムが計算ユニット(112)上で実行されるときに、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の方法を実施するために構成されていることを特徴とするコンピュータプログラム。
  8. 計算ユニット(112)であって、請求項7に記載のコンピュータプログラムを実行するように構成されていることを特徴とする計算ユニット(112)。
  9. 機械可読記憶媒体であって、当該機械可読記憶媒体上に記憶された請求項7に記載のコンピュータプログラムを備えていることを特徴とする、機械可読記憶媒体。
JP2017557958A 2015-05-06 2016-03-21 自動車における多相電気機械をスイッチオンするための方法 Active JP6594447B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015208353.5A DE102015208353A1 (de) 2015-05-06 2015-05-06 Verfahren zum Einschalten einer mehrphasigen elektrischen Maschine in einem Kraftfahrzeug
DE102015208353.5 2015-05-06
PCT/EP2016/056136 WO2016177507A1 (de) 2015-05-06 2016-03-21 Verfahren zum einschalten einer mehrphasigen elektrischen maschine in einem kraftfahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018516051A JP2018516051A (ja) 2018-06-14
JP6594447B2 true JP6594447B2 (ja) 2019-10-23

Family

ID=55586321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017557958A Active JP6594447B2 (ja) 2015-05-06 2016-03-21 自動車における多相電気機械をスイッチオンするための方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10079562B2 (ja)
EP (1) EP3292628B1 (ja)
JP (1) JP6594447B2 (ja)
CN (1) CN107534410B (ja)
DE (1) DE102015208353A1 (ja)
WO (1) WO2016177507A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111316561B (zh) * 2017-09-13 2023-09-22 西门子股份公司 永磁激励同步电机的运行

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI97654C (fi) * 1994-09-09 1997-01-27 Abb Industry Oy Menetelmä epätahtikoneen käynnistämiseksi
DE102005012052A1 (de) * 2005-03-16 2006-10-05 Audi Ag Generatormodell und Verfahren zum Ermitteln von Kenngrößen eines Generators in einem Kraftfahrzeug
JP5120586B2 (ja) * 2005-06-28 2013-01-16 株式会社デンソー 界磁巻線型同期機
JP4939127B2 (ja) * 2006-06-30 2012-05-23 株式会社豊田中央研究所 交流電動機の駆動制御装置及び駆動制御方法
US7880424B2 (en) * 2006-09-28 2011-02-01 Denso Corporation Rotary electric apparatus having rotor with field winding inducing current therethrough for generating magnetic field
JP4329880B1 (ja) * 2009-01-14 2009-09-09 トヨタ自動車株式会社 交流電動機の制御装置および電動車両
JP2010279110A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Toyota Industries Corp インバータ装置
US8446117B2 (en) * 2011-01-03 2013-05-21 GM Global Technology Operations LLC Methods, systems and apparatus for adjusting duty cycle of pulse width modulated (PWM) waveforms
DE102011076999A1 (de) * 2011-05-26 2012-11-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine in einem Kraftfahrzeug
EP2634898A1 (de) * 2012-03-01 2013-09-04 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine
DE102012217116A1 (de) 2012-09-24 2014-03-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Ermittlung der Phasenströme einer elektrischen Maschine mit einem Stromrichter
DE102013215306A1 (de) 2013-08-02 2015-02-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Einschalten und zum Ausschalten einer n-phasigen elektrischen Maschine in einem Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
EP3292628B1 (de) 2020-04-22
WO2016177507A1 (de) 2016-11-10
DE102015208353A1 (de) 2017-02-02
JP2018516051A (ja) 2018-06-14
CN107534410A (zh) 2018-01-02
US10079562B2 (en) 2018-09-18
US20180083554A1 (en) 2018-03-22
EP3292628A1 (de) 2018-03-14
CN107534410B (zh) 2020-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7923953B2 (en) Linearity for field weakening in an interior permanent magnet machine
US8519648B2 (en) Temperature compensation for improved field weakening accuracy
JP6398890B2 (ja) 回転電機の制御装置
JP5803559B2 (ja) 回転電機制御装置
CN105553368A (zh) 旋转电机的控制装置及控制方法
JP2004015892A (ja) インバータの制御装置及び電気自動車
US10103671B2 (en) Control apparatus for rotary electric machine
JP5188723B2 (ja) スイッチトリラクタンスモータの制御装置
JP6299538B2 (ja) 回転電機の制御装置
JPWO2019065882A1 (ja) インバータ制御装置
JP6241460B2 (ja) 電動機の制御装置
CN111201705A (zh) 旋转电机的控制装置
JP2019170023A (ja) 放電制御装置
US10014813B2 (en) Methods for switching on and for switching off an N-phase electric machine in a motor vehicle
JP6594447B2 (ja) 自動車における多相電気機械をスイッチオンするための方法
US9577563B2 (en) Method for activating an electric machine
US10574170B2 (en) Method for switching off a polyphase electrical machine in a motor vehicle
JP6398835B2 (ja) 回転電機の制御装置
US9716462B2 (en) Method for actuating a brushless motor
US11183958B2 (en) Method for changing between block control and PWM control of an electric machine
JP6680152B2 (ja) 回転電機の制御装置
JP2023183491A (ja) 交流回転機の制御装置、及び車両用発電電動機装置
JP2022070399A (ja) 交流回転電機の制御装置
JP2022070855A (ja) 交流回転電機の制御装置
JP2023081073A (ja) 回転電機の制御装置、回転電機の制御方法、及び回転電機の制御プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171207

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171106

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20180213

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181018

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181029

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190125

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190408

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190806

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20190815

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190902

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190924

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6594447

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250