KR20140128345A

KR20140128345A - 전기 기계의 온도에 기초하여 전기 기계의 전력 공급을 제어하는 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20140128345A
Application number: KR1020147023421A
Authority: KR
Inventors: 에두아르드 네즈레; 티볼 보망
Original assignee: 르노 에스.아.에스.
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2014-11-05
Also published as: DK2812993T3; EP2812993B1; FR2986921A1; US20150029620A1; FR2986921B1; JP6122876B2; CN104094519A; US9685902B2; JP2015525049A; KR102067722B1; EP2812993A2; WO2013117500A2; CN104094519B; WO2013117500A3

Abstract

본 발명은 자동차에 구비되고 상기 자동차의 추진에 기여하는 전기 기계로의 전력 공급을 제어하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 상기 제어 시스템은 입력부에서, 전기 기계(2)의 로터(2a)의 온도를 추산하기 위한 추산 수단(10)과, 상기 전기 기계(2)의 스테이터(2b)의 온도를 측정하는 온도 센서(11)에 연결된다. 상기 제어 시스템은 제어 시스템의 입력부에서 수신되는 토크 및 회전 속도의 요청 값들에 기초하여 상기 전기 기계의 공급 전류들을 할당하기 위한 값들의 세트에 관한 맵핑들(mappings)을 포함하고, 상기 제어 시스템은 맵핑을 선택하기 위한 전환 수단(9)도 포함하며, 상기 전환 수단의 공급 전류 신호들은 상기 로터의 온도를 추산하기 위한 추산 수단(10)으로부터의 신호와 스테이터-온도 센서(11)로부터의 신호에 기초하여 전기 기계로 전달된다.

Description

전기 기계의 온도에 기초하여 전기 기계의 전력 공급을 제어하는 방법 및 시스템{System and method for controlling the power supply of an electric machine on the basis of the temperature thereof}

본 발명은 전기 모터에의 전력 공급에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전력 제한기(power limiter)에 의해 보호되는 전기 모터들에 대한 전력 공급에 관한 것이다.

전기 기계는 일반적으로 로터라고 불리는 움직이는 부분과 스테이터라고 불리는 고정된 부분을 포함한다. 로터는 스테이터와 로터를 통하는 전류의 순환에 의해 발생되는 자기력에 의해 움직이게 된다. 내부 연소 엔진과 경쟁하기 위하여, 전기 기계의 기동력은 최근 수년에 걸쳐서 현저하게 향상되었다. 그러나, 상기 로터와 스테이터를 통한 전류의 순환은 줄 효과(Joule effect)에 의한 가열을 유발한다. 전기 기계의 제어와 관련된 관점에서, 스테이터와 로터의 온도는 손상 방지를 위하여 모니터링(monitoring)된다. 문턱 온도를 넘으면, 로터와 스테이터가 손상되지 않는 온도 미만으로 로터와 스테이터를 유지시키기 위하여, 전력이 제한된다. 따라서, 문턱의 값을 넘어선 온도가 클수록, 더 많은 전력이 감소된다. 그러나, 로터만 또는 스테이터만이 가열되고 그 상대방에 해당되는 부품은 문턱의 값 미만의 온도를 가질 수 있다. 전기 기계의 기동력은 로터를 통하여 순환하는 전력과 스테이터를 통하여 순환하는 전력에 의존하기 때문에, 이들 중 어느 하나의 감소는 전기 기계의 전체적인 동력 감소로 귀결된다.

로터와 스테이터가 비대칭적으로 가열되는 상황을 억제함을 가능하게 하는 전기 기계 제어 시스템이 필요하다.

하기의 문헌들은 종래 기술에 속하는 것이다.

문헌 WO　2009/003478 에는 만일 구성요소들의 온도가 임계 문턱을 초과하는 경우에 전력을 어떻게 제어하는지에 대해 개시되어 있다.

문헌 US　2006/087789 에는 (릴럭턱스(reluctance)) 모터가 소정의 온도를 넘어 가열되는 경우에 스테이터 제어 회로가 스위치-오프(switch off)되는 시스템이 개시되어 있다.

문헌 RU　2003　132783 에는 구성요소들을 냉각시키기 위한 팬에 기초한, 공기 냉각의 전자 제어가 개시되어 있다.

문헌 US　3555356 에는, 구성요소들을 과열로부터 보호하기 위하여 전류를 제한하기 위한 이산 전자 시스템(discrete electronic system)이 개시되어 있다.

문헌 WO　2011/40845 에는, 로터 온도가 온도 문턱을 초과하는 때에 로터 전류 또는 로터의 단자들에서의 전압을 감소시키는 방안이 개시되어 있다.

문헌 GB　2478361 에는 구성요소들의 과열로부터 모터를 보호하는 시스템이 개시되어 있는바, 여기에서는 모터의 구성요소들 중 하나의 온도의 정제된 함수(refined function)로서 모터 토크의 설정점에 대한 제한이 이용되며, 상기 하나의 구성요소는 스테이터의 코일들 또는 로터의 자석들일 수 있다.

문헌 JP　1274685 에는 모터의 구성요소들의 과열로부터 모터를 보호하기 위한 시스템이 개시되어 있는데, 여기에서는 모터의 로터와 스테이터의 온도 차이를 고려하여 토크 설정점을 결정한다.

상기 문헌들 중 그 어느 것도 스테이터의 가열과 로터의 가열 간의 비대칭 문제를 해결할 수 없다.

본 발명의 목적은, 로터와 스테이터를 손상으로부터 보호하기 위하여 전력 제한을 개시함을 지연 또는 제한하기 위해서, 로터와 스테이터 간의 가열 차이를 감소시키는 것이다.

자동차에 구비된 전기 기계로의 전력 공급을 제어하기 위한 시스템이 제안되는바, 상기 제어 시스템은 입력부에서, 전기 기계의 로터(rotor)의 온도를 추산하기 위한 추산 수단(estimating means)과, 상기 전기 기계의 스테이터(stator)의 온도를 측정하는 온도 센서에 연결된다. 상기 제어 시스템은, 전기 손실을 제한하도록 최적화된 제1 전류 맵(first currents map), 로터에서의 손실을 감소시키고 스테이터에서의 손실을 증가시키도록 최적화된 제2 전류 맵(second currents map), 및 로터에서의 손실을 증가시키고 스테이터에서의 손실을 감소시키도록 최적화된 제3 전류 맵(third currents map)을 포함하며, 상기 맵들은 상기 제어 시스템으로의 입력부에서 수신된 토크 및 회전 속도의 요청 값들에 기초하여 전기 기계 공급 전류들을 결정함을 가능하게 하는 값들의 세트(set)를 포함하고, 상기 제어 시스템은 맵을 선택할 수 있는 전환 수단(switchover means)을 더 포함하며, 상기 전환 수단의 공급 전류 신호들은 상기 로터의 온도를 추산하는 수단으로부터의 신호 및 스테이터의 온도 센서로부터의 신호에 기초하여 상기 전기 기계로 전송된다.

상기 제어 시스템은 상기 토크 요청 신호에 기초하여 상기 맵들 또는 제3 맵으로부터의 신호들의 전달을 지연시킬 수 있는 시간지연 수단(time-delay means)을 포함할 수 있다. 이와 같은 제어 시스템은 맵 교체시의 동요(jolts)를 회피한다는 장점을 제공한다.

또한, 자동차에 구비되고 상기 자동차의 추진에 기여하는 전기 기계로의 전력 공급을 제어하기 위한 방법이 제공되는바, 상기 전기 기계는, 온도를 추산하는 추산 수단이 제공되어 있는 로터와 온도 센서가 제공되어 있는 스테이터를 포함한다. 상기 방법은: 전기 기계의 토크 및 회전 속도 요청이 수신되는 단계; 상기 스테이터의 온도 및 상기 로터의 온도가 판별되는 단계; 상기 스테이터의 온도와 상기 로터의 온도 간의 차이가 판별되는 단계; 상기 토크 및 회전 속도의 요청을 충족시키는 적어도 두 개의 전기 기계 공급 전류 값들이 결정되되 상기 공급 전류 값은 로터의 온도와 스테이터의 온도에 기초하여 선택되는 단계; 및 상기 선택된 값이 상기 전기 기계를 향하여 전달되는 단계;를 포함한다.

로터 온도가 제1 문턱의 값을 초과하고 로터 온도와 스테이터 온도 간의 차이가 제2 문턱의 값을 초과하면, 상기 선택되는 값이, 로터 내의 손실을 감소시키고 스테이터 내의 손실을 증가시키도록 최적화된 전기 기계 공급 전류들로부터의 값으로 될 수 있다.

스테이터 온도가 제3 문턱(S3)의 값을 초과하고 스테이터의 온도와 로터 온도 간의 차이가 제4 문턱(S4)의 값을 초과하면, 상기 선택되는 값이, 로터 내의 손실을 증가시키고 스테이터 내의 손실을 감소시키도록 최적화된 전기 기계 공급 전류들로부터의 값으로 될 수 있다.

로터 온도와 스테이터 온도 간의 차이가 제2 문턱의 값보다 작다면, 상기 선택되는 값이, 전기 손실을 제한하도록 최적화된 전기 기계 공급 전류들로부터의 값으로 될 수 있다.

전기 기계 공급 전류 값들의 전달은, 토크 요청이 제5 문턱(S5)의 값 미만임이 판별될 때까지 미루어질 수 있다.

추가적인 목적, 특징, 및 장점은 하기의 첨부 도면들을 참조로 하여 비제한적인 예로서만 제시되는 하기의 상세한 설명으로부터 명확히 이해될 것이다.

도 1 에는 전력 공급 제어 시스템의 주요 요소들이 도시되어 있고,
도 2 에는 전력 공급을 제어하기 위한 방법에서의 주요 단계들이 도시되어 있다.

권취된 로터를 포함하는 동기식 전기 기계는. 주어진 회전 속도에서, 전기 기계의 상(phase)들로 공급되는 제어 전류들에 의존하는 토크를 발생시킨다. 로터 전류는 "If"로 표시되고, 스테이터에는 "Id" 및 "Iq"로 표시되는 두 개의 전류들이 공급된다는 점에 유의한다. 소정의 토크 값이 얻어짐을 가능하게 하는 3전류 세트(current triplets; Id, Iq, If)은 매우 많다. 보통 모드(nominal mode)에서, 선택된 3전류 세트는 일반적으로 전기 손실이 최소화되는 3전류 세트이다. 그러나, 로터 또는 스테이터에서의 열의 방출을 제한함과 동시에 동일한 토크를 생산하기 위하여 다른 3전류 세트가 이용될 수 있다.

또한, 로터와 스테이터의 온도들 간에 발생할 수 있는 불균형을 보상함으로써, 통상적으로는 "온도 디레이팅(temperature derating)"이라고 불리우는, 전력에 대한 온도-유도식 제한(temperature-induced limitation)이 개시됨을 회피하는 것이 가능하다.

도 1 에는 로터(2a) 및 스테이터(2b)를 포함하는 전기 기계(2)에 대한 전력 공급을 제어하는 제어 시스템(1)이 도시되어 있다.

상기 전기 기계로의 전력 공급을 제어하는 시스템(1)은 입력부에서 전기 기계의 전력을 제어하는 시스템에 연결되고, 상기 전기 기계의 전력을 제어하는 시스템은 상기 기계를 위한 토크 및 회전 속도 설정점들을 결정할 수 있다. 또한, 전력 공급 제어 시스템(1)은 입력부에서 로터(2a)의 온도를 추산하는 수단(10)과 스테이터(2b)의 온도를 측정하는 온도 센서(11)에 연결된다.

전력 공급 제어 시스템(1)은 스위치(3)에도 연결될 수 있다.

전력 공급 제어 시스템(1)은 토크 설정점(torque setpoint)을 전달하는 제1 입력 연결부(first input connection; 4)와 회전 속도를 전달하는 제2 입력 연결부(second input connection; 5)를 포함한다. 상기 전력 공급 제어 시스템(1)은, 전기 손실을 제한하도록 최적화된 전류들(Id, Iq, If)의 제1 맵(first map; 6), 로터에서의 손실을 감소시키고 스테이터에서의 손실을 증가시키도록 최적화된 전류들(Id, Iq, If)의 제2 맵(second map; 7), 및 로터에서의 손실을 증가시키고 스테이터에서의 손실을 감소시키도록 최적화된 전류들(Id, Iq, If)의 제3 맵(third map; 8)을 포함한다. 상기 맵들은, 회전 속도(N)와 토크(T)의 요청된 값에 상기 전기 기계 전력 공급 상 전류들(electric machine power supply phase currents)이 할당됨을 가능하게 하는 값들의 세트(set)를 포함한다.

상기 제1 맵은 입력부에서, 가지부(4a)에 의하여 제1 입력 연결부(4)에 연결되고 또한 가지부(5a)에 의하여 제2 입력 연결부(5)에 연결된다. 유사하게, 제2 맵은 입력부에서, 가지부(4b)에 의하여 제1 입력 연결부(4)에 연결되고 또한 가지부(5b)에 의하여 제2 입력 연결부(5)에 연결되며, 제3 맵은 입력부에서, 가지부(4c)에 의하여 제1 입력 연결부(4)에 연결되고 또한 가지부(5c)에 의하여 제2 입력 연결부(5)에 연결된다.

또한, 상기 전력 공급 제어 시스템(1)은 전환 수단(9)을 포함하는데, 상기 전환 수단은 입력부에서, 연결부(6a)에 의하여 제1 맵(6)에 연결되고, 연결부(7a)에 의하여 제2 맵(7)에 연결되며, 연결부(8a)에 의하여 제3 맵(8)에 연결된다. 또한, 상기 전환 수단(9)은 입력부에서, 연결부(10a)에 의하여 추산 수단(10)에 연결되고, 연결부(11a)에 의하여 센서(11)에 연결된다. 상기 전환 수단(9)은 입력부에서 연결부(3a)에 의하여 스위치(3)에도 연결된다. 상기 스위치(3)는 2상태 로직 신호(two-state logic signal)를 내보내는 제어 수단일 수 있다.

상기 전환 수단(9)은 출력부에서, 연결부(12a)에 의하여, 전기 기계의 스테이터와 로터의 전압 제어 수단(12)에 연결된다.

작동 중에는, 전환 수단(9)이 연결부들(10a, 10b, 및 3a)에서 수신되는 신호들에 기초하여, 연결부(12a)가 연결부들(6a, 7a, 또는 8a) 중의 어느 것과 소통되게 한다.

기본적으로(by default), 전환 수단(9)은 출력부에서 전기 기계의 로터 및 스테이터에의 전력 공급을 제어하는 수단(12)을 향하여, 입력 연결부들(4, 5)에서 수신되는 회전 속도 요청(N) 및 토크 요청(T)에 기초하여서 제1 맵(6)에 의해 결정되는 전기 기계 상 공급 전류 값들(electric machine phase supply current values)을 전달한다.

전환 수단(9)이 상기 연결부(3a)를 통하여 활성화 신호를 수신하자마자, 전환 수단은 로터와 스테이터의 온도들을 모니터링하기 시작한다.

전환 수단(9)은, 연결부(10a)에서 수신된 로터 온도(Trot)가제1 문턱(S1)의 값을 초과하는지의 여부와, 연결부(11a)에서 수신된 스테이터 온도(Tstat)와 로터 온도(Trot) 간의 차이가 제2 문턱(S2)의 값을 초과하는지의 여부를 판별하고, 전환 수단(9)은 연결부(12a)가 연결부(7a)와 소통되게끔 한다. S1S3S3S2S4S4 예를 들어 82℃인 제1 문턱의 값과 예를 들어 30℃인 제2 문턱의 값은 미리 결정되어서 전환 수단(9) 내의 메모리 안에 저장된다. 따라서, 전환 수단(9)은 출력부에서, 입력 연결부들(4, 5)에서 수신된 토크(T) 및 회전 속도(N)의 요청에 기초하여 제2 맵(7)에 의해 결정되는 전기 기계 상 공급 전류 값들을 전기 기계의 로터 및 스테이터 전력 공급 제어 수단(12)으로 전송한다. 그것은, 로터에서의 전류를 감소시키고 스테이터에서의 전류를 증가시키는 효과를 갖는다. 전기 기계의 총괄적인 전력은 유지되지만, 로터의 온도 증가는 더디게 되거나 중단된다. 이로써 전력 제한의 개시가 되돌려지거나 회피된다.

스테이터 온도(Tstat)가 예를 들어 96℃인 제3 문턱(S3)을 초과하고 스테이터 온도(Tstat)와 로터 온도(Trot) 간의 차이가 예를 들어 30℃인 제4 문턱(S4)을 초과한다면, 전환 수단(9)은 연결부(12a)가 연결부(8a)와 소통되게 한다. 따라서, 전환 수단(9)은 출력부에서, 입력 연결부들(4, 5)에서 수신된 토크(T) 및 회전 속도(N)의 요청에 기초하여 제3 맵(8)에 의해 결정되는 전기 기계 상 공급 전류 값들을 전기 기계의 로터 및 스테이터 전력 공급 제어 수단(12)으로 전송한다. 그것은, 스테이터에서의 전류를 감소시키고 로터에서의 전류를 증가시키는 효과를 갖는다. 전기 기계의 총괄적인 전력은 유지되지만, 스테이터의 온도 증가는 더디게 되거나 중단된다. 이로써 전력 제한의 개시가 되돌려지거나 회피된다.

제1 문턱(S1) 및 제3 문턱(S3)의 값들은, 로터 및 스테이터의 구조 및 성능에 따라서 동일 또는 상이한 값을 갖는다. 이와 같은 점은, 제2 문턱(S2) 및 제4 문턱(S4)의 값들에 대하여도 마찬가지이다.

제2 맵 또는 제3 맵의 활성화를 위한 조건들이 더 이상 충족되지 않는다면, 전환 수단(9)은 연결부(12)를 다시 제1 맵(6)과 소통되게 할 수 있다.

대안적으로는, 제2 맵 또는 제3 맵의 활성화를 위한 조건들을 정의하는 표현이 충족시켜야 하는 문턱들이 아닌 다른 문턱들이 제공될 수 있다. 따라서, 제1 맵의 사용과 제2 맵 또는 제2 맵 중의 어느 하나 간의 전환을 지배하는 표현들로부터 도출되는 값들이 문턱들과 근사할 때에 그 두 개의 맵들 사용 사이에서 왔다갔다하는 전환에 의해 유발되는 히스테리시스 제한 변동(hysteresis limiting fluctuations)의 정도를 결정하는 것이 가능하다. 예를 들어, 히스테리시스의 정도를 결정함에 있어서 문턱들(S1 내지 S4)의 값들의 10℃ 차이가 고려될 수 있다.

제2 맵 또는 제3 맵의 사용은 전기 손실의 제한을 위하여 최적화되지 않은 전기 기계 상 공급 전류의 이용을 초래한다. 이것은 자동차의 주행 범위 감소를 의미하지만, 얻을 수 있는 토크를 최대로 하면서도 전기 기계가 보호됨을 가능하게 한다. 이것은 스폿 가열(spot heating) 중에 트히 유리하다.

그러나, 로터의 온도와 스테이터의 온도가 매우 근사하다면 전력 공급 제어 시스템(1)이 활성화되지 않는데, 그 이유는 그 활성화가 로터 또는 스테이터 전력 제한으로의 복귀를 가속화시키는 경향을 가질 것이기 때문이다. 만일 상기 전력 공급 제어 시스템(1)이 활성화된다면 상기 제어 시스템은 상기 로터 또는 스테이터의 온도를 증가시키기 쉬우며, 이로써 전력 제한이 활성화되기 전의 시간을 단축시킬 것이기 때문이다.

모드 변화 시의 동요를 회피하기 위하여, 토크 요청이 낮은 때에 맵의 교체만을 위한 방안도 가능할 수 있다. 따라서, 맵 교체를 위한 조건이 충족되는 때에, 그 교체는 가속 페달의 다음 "들림"까지 지연된다. 이것은, 모터(특히, 토크)에 높은 정도의 요구가 있지만 발의 짧은 들림 동안에 다시 그 요구가 하강함으로써 토크 요청이 토크 문턱 미만으로 되돌아 하강함을 허용할 시간이 없다면, 온도가 증가하기 때문에 가능하다.

도 2 에 도시된 전기 기계의 로터 및 스테이터에 대한 전력 공급을 제어하는 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다.

제1 단계(20)에서, 전기 기계(2)를 위한 토크(T) 및 회전 속도(N)의 설정점이 수신된다. 단계(21)에서는, 스테이터 온도(Tstat) 및 로터 온도(Trot)가 판별된다. 그 다음, 단계(22)에서 스테이터 온도(Tstat)와 로터 온도(Trot) 간의 차이가 판별된다.

단계(23)에서, 만일 로터 온도(Trot)가 제2 문턱의 값을 초과하고 스테이터 온도(Tstat)와 로터 온도(Trot) 간의 차이가 제3 문턱의 값을 초과한다면 상기 방법은 단계(24)로 진행하게 되는데, 여기에서는 로터에서의 손실을 감소시키고 스테이터에서의 손실을 증가시키도록 최적화된 전기 기계 전력 공급 상 전류 값들이 전달되며, 그렇지 않다면 단계(25)로 진행하게 된다.

단계(25)에서, 스테이터 온도(Tstat)가 제3 문턱(S3)의 값을 초과하고 스테이터 온도(Tstat)와 로터 온도(Trot) 간의 차이가 제4 문턱(S4)의 값을 초과한다면 상기 방법은 단계(26)으로 진행되는데, 여기에서는 로터에서의 손실이 증가하고 스테이터에서의 손실이 감소되도록 최적화된 전기 기계 전력 공급 상 전류 값들이 전달되며, 그렇지 않다면 단계(27)로 진행한다.

단계(27)에서는, 전기 손실들을 제한하도록 최적화된 기계 전력 공급 상 전류 값들이 전달된다.

상기 방법은 단계(20)에서 새로운 값들이 수신되거나 단계(21)에서 새로운 값들이 측정되자마자 반복된다.

단계(24)의 조건들이 충족되는 한, 단계(25)가 계속된다. 유사하게, 단계(25)의 조건들이 충족되는 한, 단계(26)가 계속된다.

로터의 온도와 스테이터의 온도 간의 차이가 제2 문턱(S2) 및 제4 문턱(S4)의 값 미만이라면, 단계(22)로부터 단계(27)로 직접 넘어가는 것도 가능할 수 있다.

단계들(24 및 26) 각각의 바로 뒤이어 오는 단계들(24a 및 26a)이 제공될 수 있는바, 이 단계들에서는 로터 온도, 스테이터 온도, 및 로터 온도와 스테이터 온도 사이의 차이가 단계들(24 및 26) 각각의 문턱들과 상이한 다른 문턱들에 대해 비교된다. 상이한 문턱들로 인하여, 변동성 거동(fluctuating behavior)을 제한하는 히스테리시스를 도입시킴이 가능하게 된다.

또한 단계들(23 및 24)의 사이와 단계들(25 및 26)의 사이에 오는 시간지연 단계들(23a 및 25a)이 제공될 수 있다. 일단 단계들(23, 25)의 조건들이 충족되면, 시간지연 단계들(23a 및 25a) 각각은 토크 요청이 예를 들어 10　Nm인 제5 문턱의 값 미만임이 검출될 때까지 단계들(24, 26)의 활성화를 미룬다.

위에서 제시된 문턱의 값들은 이용되는 추산 시스템과 측정 시스템에 따라서 (온도 측정 시스템의 온도 차이, 정확성 등에 따라서) 그리고 전기 기계에 따라서 조정될 수 있다. 다양한 문턱들의 범위는 다음과 같이 결정될 수 있다:

제1 문턱(S1)의 값은 160℃인 최대 로터 온도에 대하여 40℃ 내지 120℃ 의 범위 내에 있을 수 있고;

제2 문턱(S2)의 값은 0℃ 내지 50℃의 범위 내에 있을 수 있고;

제3 문턱(S3)의 값은 180℃인 최대 스테이터 온도에 대하여 50℃ 내지 140℃ 의 범위 내에 있을 수 있고;

제4 문턱(S4)의 값은 0℃ 내지 50℃의 범위 내에 있을 수 있고;

제5 문턱(S5)의 값은 0　Nm 내지 전기 기계의 최대 토크의 값(예를 들어 220　Nm) 범위 내에 있을 수 있다.

상기 제어 시스템 및 제어 방법은 온도의 과잉 증가로 인해 유발되는 전력 제한을 지연시키기 위해서 전기 기계의 로터와 스테이터 간의 온도 차이를 제한함을 가능하게 한다. 로터 또는 스테이터에서의 손실을 최적화시키는 전기 기계 상 공급 전류 값들의 이용으로 인하여, 보통의 경우에는 모터 전력이 감소될 상황에서, 주행 범위의 대가를 치름으로써 운전자로부터의 토크 요청이 충족될 수 있게 된다.

Claims

자동차에 구비되고 상기 자동차의 추진에 기여하는 전기 기계로의 전력 공급을 제어하기 위한 시스템으로서,
상기 제어 시스템(1)은 입력부에서, 전기 기계(2)의 로터(rotor; 2a)의 온도를 추산하기 위한 추산 수단(estimating means; 10)과, 상기 전기 기계(2)의 스테이터(stator; 2b)의 온도를 측정하는 온도 센서(11)에 연결되고,
상기 제어 시스템은, 전기 손실을 제한하도록 최적화된 제1 전류 맵(first currents map; 6), 로터에서의 손실을 감소시키고 스테이터에서의 손실을 증가시키도록 최적화된 제2 전류 맵(second currents map; 7), 및 로터에서의 손실을 증가시키고 스테이터에서의 손실을 감소시키도록 최적화된 제3 전류 맵(third currents map; 8)을 포함하며, 상기 맵들은 상기 제어 시스템으로의 입력부에서 수신된 토크 및 회전 속도의 요청 값들에 기초하여 전기 기계 공급 전류들을 결정함을 가능하게 하는 값들의 세트(set)를 포함하고,
상기 제어 시스템은 맵을 선택할 수 있는 전환 수단(switchover means; 9)을 더 포함하며, 상기 전환 수단의 공급 전류 신호들은 상기 로터의 온도를 추산하는 수단(10)으로부터의 신호 및 스테이터의 온도 센서(11)로부터의 신호에 기초하여 상기 전기 기계(2)로 전송되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계로의 전력 공급을 제어하기 위한 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어 시스템은 상기 토크 요청 신호에 기초하여 상기 맵들로부터의 신호들의 전달을 지연시킬 수 있는 시간지연 수단(time-delay means)을 포함하는, 전기 기계로의 전력 공급을 제어하기 위한 제어 시스템.
자동차에 구비되고 상기 자동차의 추진에 기여하는 전기 기계로의 전력 공급을 제어하기 위한 방법으로서, 상기 전기 기계는, 온도를 추산하는 추산 수단이 제공되어 있는 로터 및 온도 센서가 제공되어 있는 스테이터를 포함하고,
상기 방법은:
전기 기계의 토크 및 회전 속도의 요청이 수신되는 단계(20);
상기 스테이터의 온도 및 상기 로터의 온도가 판별되는 단계(21);
상기 스테이터의 온도와 상기 로터의 온도 간의 차이가 판별되는 단계(22);
상기 토크 및 회전 속도의 요청을 충족시키는 적어도 두 개의 전기 기계 공급 전류 값들이 결정되는 단계로서, 상기 공급 전류 값은 로터의 온도와 스테이터의 온도에 기초하여 선택되되, 로터 온도가 제1 문턱의 값을 초과하고 로터 온도와 스테이터 온도 간의 차이가 제2 문턱의 값을 초과하면, 상기 선택되는 값이, 로터 내의 손실을 감소시키고 스테이터 내의 손실을 증가시키도록 최적화된 전기 기계 공급 전류들로부터의 값으로 되는 단계; 및
상기 선택된 값이 상기 전기 기계를 향하여 전달되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 기계로의 전력 공급을 제어하기 위한 제어 방법.
제3항에 있어서,
스테이터 온도가 제3 문턱의 값을 초과하고 스테이터의 온도와 로터 온도 간의 차이가 제5 문턱의 값을 초과하면, 상기 선택되는 값이, 로터 내의 손실을 증가시키고 스테이터 내의 손실을 감소시키도록 최적화된 전기 기계 공급 전류들로부터의 값으로 되는, 전기 기계로의 전력 공급을 제어하기 위한 제어 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서,
로터 온도와 스테이터 온도 간의 차이가 제2 문턱의 값보다 작다면, 상기 선택되는 값이, 전기 손실을 제한하도록 최적화된 전기 기계 공급 전류들로부터의 값으로 되는, 전기 기계로의 전력 공급을 제어하기 위한 제어 방법.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
전기 기계 공급 전류 값들의 전달은, 토크 요청이 제5 문턱의 값 미만임이 판별될 때까지 미루어지는, 전기 기계로의 전력 공급을 제어하기 위한 제어 방법.