WO2016008792A1 - Fahrzeug sowie vorrichtungen und verfahren zum steuern eines felderregenden stroms - Google Patents

Fahrzeug sowie vorrichtungen und verfahren zum steuern eines felderregenden stroms Download PDF

Info

Publication number
WO2016008792A1
WO2016008792A1 PCT/EP2015/065665 EP2015065665W WO2016008792A1 WO 2016008792 A1 WO2016008792 A1 WO 2016008792A1 EP 2015065665 W EP2015065665 W EP 2015065665W WO 2016008792 A1 WO2016008792 A1 WO 2016008792A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
current
field
vehicle
drive torque
control
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/065665
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Paar
Original Assignee
Magna powertrain gmbh & co kg
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 Magna powertrain gmbh & co kg filed Critical Magna powertrain gmbh & co kg
Publication of WO2016008792A1 publication Critical patent/WO2016008792A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/02—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit
    • B60L15/025—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit using field orientation; Vector control; Direct Torque Control [DTC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2045—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for optimising the use of energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/12—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/526—Operating parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/529—Current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2250/00—Driver interactions
    • B60L2250/12—Driver interactions by confirmation, e.g. of the input
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/40—Control modes
    • B60L2260/50—Control modes by future state prediction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the invention relates to a flow mode controller for controlling a field-exciting current for an electric drive motor of a vehicle.
  • the flow mode controller includes an energizing demand determining means for determining a new field current demand required for generating a driving torque.
  • the electric drive motor may be a synchronous motor or an asynchronous motor.
  • the electric drive motor is designed for accelerating the vehicle. Alternatively or additionally, it is also possible for the electric drive motor to be provided for slowing down (in particular for regenerative braking).
  • the electric drive motor is typically a component of the hybrid drive.
  • the electric drive motor which is also referred to below as an electric machine, is typically an induction machine.
  • the electric drive motor may be, for example, a squirrel cage or electric machine with a different type of rotor.
  • An alternative provides that the electric drive motor is a linear motor.
  • the driving torque mentioned below corresponds to a driving force and the speed mentioned below corresponds to a speed.
  • the field current is typically a field-forming component of the phase currents.
  • the field current is typically an exciting current flowing through a field winding of the electric drive motor.
  • the invention relates to an exciter current adjuster for generating a field-exciting current for an electric drive motor of a vehicle.
  • the excitation current setter is designed to set a drive torque in a field weakening range by lowering the field-exciting current.
  • the exciter current adjuster includes a flux mode controller for controlling a field current for an electric drive motor of a vehicle.
  • the flow mode controller includes an energizing demand determining means for determining a new field current demand required for generating a requested drive torque.
  • the invention relates to a vehicle which has a flow mode control for controlling a field current for an electric drive motor of a vehicle, wherein the flow mode control comprises an energizing current demand detecting means for determining a new demand for a field current, which is required for generating a driving torque.
  • the vehicle may be a land vehicle (eg, a passenger car, truck, or rail vehicle) or a watercraft or aircraft.
  • the invention relates to a method for operating an electric drive motor of a vehicle, comprising the steps of: predicting an expected drive torque requirement and determining a new demand for a field current of the electric drive motor, which is required for generating a drive torque according to the anticipated drive torque demand ,
  • DE 10 2010 050 344 A1 describes a method for a field-oriented control of a rotating field machine in order to provide a required load torque with minimum power requirement for an existing speed and taking into account a field weakening area.
  • the field-oriented control impairs dynamics, since the field-oriented control requires a certain settling time after a rapid increase in the required torque, until the stronger excitation field is established, which is a prerequisite for providing the higher torque.
  • the flow mode controller for controlling a field current for an electric drive motor of a vehicle comprises a drive torque predicting device for predicting an expected drive torque demand and an exciting current demand detecting device for determining a new field current command indicative of generating a drive torque according to the vo - prospective torque requirement is required.
  • the drive torque prediction device is designed to predict the anticipated drive torque requirement taking into account information from a driver assistance system.
  • an exciting current adjuster for generating a field current for an electric drive motor of a vehicle is configured to provide a driving torque in a field weakening region by lowering the field-exciting current, wherein the excitation current adjuster comprises a flow-mode controller according to the invention.
  • the exciter current adjuster is designed to set the drive torque in a basic setting range with a torque-independent flux of the exciter field.
  • a vehicle according to the invention has a flow mode controller according to the invention and / or an exciter current adjuster according to the invention.
  • the method according to the invention for operating an electric drive motor of a vehicle comprises the following steps.
  • an anticipated drive torque requirement is predicted.
  • a new demand for a field-exciting current is determined, which is required for generating a drive torque in accordance with the anticipated drive torque requirement.
  • the prediction of the anticipated drive torque requirement takes place taking into account information from a driver assistance system.
  • a concept of the invention can be seen in that, in order to determine a new condition for a field-exciting current of an electric drive motor, the anticipated drive torque requirement is predicted taking into account information from a driver assistance system. By means of taking into account the information from the driver assistance system, pilot control takes place for the field-exciting current, which improves dynamics of a drive system with the electric drive motor.
  • the information provided by the driver assistance system comprises a route information about a route, which is expected to be traveled by the vehicle within a control period of the field-exciting current.
  • a route information about a route which is expected to be traveled by the vehicle within a control period of the field-exciting current.
  • certain path properties have an influence on a drive torque requirement.
  • predictive information about characteristics of a stretch of road likely to be traveled next may help to provide flow mode control for a prospective drive torque requirement for the next one to drive. to prepare the remaining section of the route.
  • the route information includes information about a slope of the route.
  • the higher the pitch the higher the drive torque required for a positive slope.
  • the higher the grade the higher the braking torque (i.e., the higher the amount of negative drive torque) is required.
  • the route information includes information about a curvature of the route.
  • a slowing down of the vehicle typically takes place before and / or when entering each curve, and an acceleration of the vehicle takes place at the end of each curve.
  • the acceleration of the vehicle therefore usually requires a higher driving torque than driving at the same speed on a largely straight line.
  • Corresponding considerations apply to regenerative braking before and / or when entering curves.
  • the drive torque prediction device is designed to take into account information about a load of the vehicle when predicting the anticipated drive torque requirement.
  • the loading of the vehicle typically has an impact on the overall mass of the vehicle to be accelerated and braked (i.e., the vehicle including cargo).
  • the shape and dimensions of a charge arranged on the vehicle can have an influence on a flow resistance coefficient of the entire vehicle and thus also on the drive torque requirement.
  • the driver assistance system may include, for example, a cruise control, a lane change assistant, a brake assist, a brake control system, an adaptive suspension control, a hill-descent control, a dynamic stability control, an anti-lock braking system, a dynamic Traction control, a navigation device, a predictive vehicle operation management, an energy-optimized longitudinal guidance, a traffic light assistant, a Car2Car communication and / or a cruise control include.
  • a cruise control a lane change assistant, a brake assist, a brake control system, an adaptive suspension control, a hill-descent control, a dynamic stability control, an anti-lock braking system, a dynamic Traction control, a navigation device, a predictive vehicle operation management, an energy-optimized longitudinal guidance, a traffic light assistant, a Car2Car communication and / or a cruise control.
  • the method also comprises the step of comparing the predicted prospective drive torque requirement with a first drive torque that is achievable with a field current according to a current specification of the field current, wherein determining the new default for the field current occurs when the predicted anticipated drive torque requirement is greater than the first drive torque, the maximum achievable with the field-exciting current according to the current specification of the field-exciting current.
  • This feature may contribute to energy saving and / or avoidance of hunting by avoiding a change in the default current for the field-exciting current when it is not required to improve vehicle dynamics.
  • FIG. 1 shows a first schematic block diagram of a vehicle with a driver assistance system, an electric drive motor and an exciter current adjuster according to the invention
  • FIG. 2 is a second schematic block diagram of a vehicle having an electric drive motor and a vehicle control device
  • FIG. 3 shows diagrammatically for two rotational speeds within a rotational speed range of an electric drive motor characteristic curves of a DC power consumption as well as current consumption and power losses of the electric drive motor as a function of an exciter flux;
  • FIG. 4 shows a schematic block diagram with an electric drive motor and an inverter with a current control to which the electric drive motor is connected;
  • FIG. 5 schematically shows a sequence of a method for operating an electric drive motor.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of a vehicle FZ with a driver assistance system FAS, an electric drive motor EM and an exciter current adjuster EE according to the invention.
  • the exciter current adjuster EE comprises an excitation current adjusting device ESV for providing a field current I F and a flux mode controller FMS for controlling the excitation current adjusting device ESV.
  • the driver assistance system FAS provides information INF which includes, for example, driver-dependent information FAI and / or vehicle state information FZI and / or route information S1.
  • the excitation current controller EE comprises a driving torque predicting device AMV for predicting an expected driving torque demand VAB and an energizing current demand detecting device BEV for providing a flux mode signal FM as a command V for a magnitude of a predetermined field current I F.
  • the exciting current I F provided by the excitation current adjusting device ESV is supplied to the electric drive motor EM for the purpose of generating and / or influencing a magnetic exciter field ⁇ .
  • the flow mode control FMS can be prepared, for example, for one of the two following control methods:
  • the exciter flux ⁇ in the electric drive motor EM decreases to the energetic optimum (if the energetic optimum of the exciter flux ⁇ is lower than the current exciter flux ⁇ ).
  • the torque-forming current component I T is readjusted accordingly.
  • a combination of the two control variants is possible. By recording operating data on a test bench or in the useful operation of a vehicle, the optimum selection or combination of the two control variants can be determined and manually or automatically adjusted or readjusted on the basis of these empirical values.
  • Fig. 1 shows schematically or as a pictogram a decay device AKV for the flow mode signal FM and / or the default V.
  • the decay device AKV is shown in dashed lines, since it is optional.
  • the decay device AKV can be realized by means of an analog, digital or hybrid circuit.
  • the decay device AKV With the decay device AKV, a direction, which after increasing a specification V, FM for the field-exciting current I F on its input side AKVe quickly provides on its output side AKVa a corresponding specification V, FM 'for a higher field-generating current I F and after reducing a specification V, FM a time delay for the field excitatory current I F at its input side to its output side AKVE akva a corresponding default V, FM 'for a lower field exciting current I F provides.
  • the decay device AKF responds to prescriptions V, FM for a higher field current I F fast, but to presets V, FM for a lower field current I F with a time delay.
  • An embodiment of the flow mode control FMS provides that a value range of the flow mode signal FM, FM 'and / or the specification V, V is a digital default range with at least three default levels or an analogue default range.
  • An alternative embodiment provides that the flow mode signals FM, FM 'and / or specifications V, V are binary.
  • the decay device AKV can be an analogue or digital monoflop which automatically resets itself after a predetermined grace period (of, for example, 10 s).
  • the efficiency optimized mode may also be referred to as energy saving mode or as field weakening mode.
  • Optional own relapse depth can be set to a lower default V for the excitation current l F and / or vary for any or each of the aforesaid embodiments.
  • a minimum for the excitation flux ⁇ can be preset in order to ensure a minimum of dynamics.
  • ESP Electronic Stability Control
  • the excitation flux ⁇ should not fall below a suboptimal flux value von ⁇ (of, for example, 80% of the nominal flux). If the optimum ⁇ of the exciter flux ⁇ is 50%, for example, not this optimal flux value ⁇ is used as default V, but only the suboptimal flux value ⁇ . The power mode is only completely exited after a waiting period (for example 10 s). Alternatively it can be provided that the suboptimal flow value ⁇ is not constant, but follows a decay function.
  • the complete departure from the power mode may be made dependent on the accelerator pedal position not exceeding a predetermined intermediate position (eg, 20% of the maximum accelerator pedal deflection) so that the flow mode adjuster ESV is not instructed until then strive for the current optimum des ⁇ of the excitation flux ⁇ .
  • a predetermined intermediate position eg, 20% of the maximum accelerator pedal deflection
  • the vehicle control device FRV has an efficiency optimizer WGO, an electronic stability controller ESS, a brake controller BrS, a battery controller BaS and an inverter WR.
  • the efficiency optimizer WGO, the electronic stability control ESS, the brake control BrS, the battery control BaS and the inverter WR are connected to each other via a data bus DB.
  • a speed sensor DF On an output shaft AW of the electric drive motor EM, a speed sensor DF is arranged (which - unlike in the figure drawn - also the vehicle control device FRV can be attributed).
  • Speed information DI determined by the rotational speed sensor DF is supplied to the inverter WR.
  • the inverter WR information TS is supplied via a stator temperature of the electric drive motor EM.
  • the efficiency optimizer WGO controls the inverter WR by means of a flow mode signal FM and a target torque input DMA.
  • the efficiency optimizer WGO comprises a flow mode control FMS.
  • the flow mode controller FMS has a drive torque prediction device AMV for preconditioning. an expected drive torque demand VAB and a Erregerstrom collar- detection apparatus BEV for providing the flow mode signal FMS V as the default for a height or a minimum level of a predetermined field excitatory current I F to say.
  • the efficiency optimizer WGO receives at least a subset of the following information from other vehicle components: vehicle speed information FG, accelerator pedal position PP, brake pedal position BP, ambient temperature information TU, route data RD, cruise control information GRI. It can also be provided that the efficiency optimizer WGO receives a subset of this information or all of this information (from the relevant driver assistance systems FAS) via the data bus DB.
  • the upper part of FIG. 3 shows, for two rotational speeds ⁇ 1, ⁇ 2, characteristic curves of the direct current power P G s picked up by the inverter WR and of current consumptions l T , l F of the electric drive motor EM as a function of an exciter flux ⁇ .
  • the lower part of FIG. 3 shows curves of power losses P
  • excitation flux ⁇ and torque-forming current I T of the electric drive motor EM can be regulated separately.
  • a control is common in which the exciter flux ⁇ is constant in a basic control range and is lowered in a field weakening range.
  • the torque T of the electric drive motor EM which is an asynchronous machine in this embodiment, can be calculated (in a simplified form):
  • L m denotes a main inductance of the electric drive motor EM, L R a rotor inductance and p a pole pair number.
  • the current I phase which flows into the electric drive motor EM per phase, can (corresponding to accordingly the space vector theory) as vector sum of the flux-forming component of the current I phase injected l F and the torque-forming component l are calculated T of the current l pha se:
  • an efficiency-optimized current value pair I T and I F can therefore be calculated for each admissible combination of rotational speed .omega. And torque T in the operating range of the electric drive motor EM.
  • By means of regulation of the optimized current value pairs I T and I F it is thus possible to optimize the efficiency of the electric drive motor EM (speed-dependent).
  • the torque-generating portion of the current l T l pha se must also be changed to maintain the torque T.
  • the optimization can be done by offline optimization or by online optimization. Offline optimization requires decisions to be made based on previously known data; Data that can only be determined in the future can not be taken into account.
  • the flow ⁇ ( ⁇ ⁇ ) must be increased to satisfy the target torque command DMA.
  • the setpoint torque input DMA is only satisfied when the flux ⁇ ( ⁇ ⁇ ) has reached a value which is sufficient to fulfill the setpoint torque input DMA.
  • a change in 1 F has a change in the torque responsible for the torque ⁇
  • the rotor time constant R is between 10 to a few 100 ms.
  • the For example, speaks at 180 km / h ( 50 m / s) a distance of, for example, 20 meters.
  • the current regulation of the electric drive motor EM can therefore be carried out optionally in an efficiency-optimized operation or in a high-power operation.
  • efficiency-optimized operation energy use (energy yield) is high, but the dynamics of the drive are reduced.
  • high power operation the power consumption is low, but the dynamics of the drive are high.
  • the flux mode signal FM is used to intervene directly in the regulation of the inverter WR (see FIGS. 2 and 4). This can be achieved, for example, by the flow control accessing other lookup tables for each state of the flow mode signal FM or superimposing setpoint signals in the controller.
  • the specification V for the field-exciting current I F which is required for generating a drive torque AM according to the anticipated drive torque requirement VAB, takes place here by means of transmission of a flow-mode signal FM to a current control circuit of an inverter WR.
  • FIG. 4 shows a block diagram with an example of an inverter WR and with an electric drive motor EM, which is operated on the inverter WR.
  • the inverter WR has a typical current control with selection of the flow mode.
  • the flux mode signal FM is taken into consideration, those skilled in the art are familiar with such inverter circuits and, because of the designations entered therein, are also self-explanatory.
  • the method 100 shown in FIG. 5 for operating an electric drive motor EM comprises the following steps. In a first step 1 10, an anticipated drive torque requirement VAB is predicted.
  • a new specification V for a field-exciting current I F of the electric drive motor EM is determined, which is required for generating a drive torque T according to the anticipated drive torque requirement VAB.
  • the prediction 1 10 of the anticipated drive torque requirement VAB takes place taking into account information INF from a driver assistance system FAS.
  • the method 100 also includes the step 1 15 of comparing the predicted anticipated drive torque requirement VAB with a first drive torque AM1 that is achievable with a field-exciting current I F according to a current specification V of the field-driving current I F.
  • the determining 120 of the new default V for the field exciting current I F is carried out, when the predicted estimated drive torque demand VAB is greater than the first drive torque AM1, which is a maximum distance of the field exciting current I F according to the current default V of the field exciting current I F ,
  • First application example 1 A vehicle FZ with electric drive moves at a constant speed on a highway. Due to the constant speed and the activated speed controller, the current control is in the efficiency-optimized mode and has set the flux ⁇ to an (energetic) optimum efficiency. If the driver now wants his vehicle accelerates FZ to quickly overtake a truck, he will set the turn signal and accordingly quickly change the accelerator pedal position.
  • the efficiency optimizer WGO detects that the accelerator pedal position exceeds a predetermined limit and causes the efficiency-optimized mode is immediately left, the current control is switched to the power mode and thus again a high flow ⁇ is established. It is possible, but not compulsory, for the activation of this (kick-down-like) operation to be dependent on a previous setting of the turn signal.
  • the efficiency optimizer WGO Based on navigation data RD, the efficiency optimizer WGO recognizes that after 10 m further driving distance a higher drive dynamics is expected to be desirable, because a mountain road with a steep incline is used. The efficiency optimizer WGO causes the efficiency-optimized mode to be left immediately, the current control to be switched to the power mode and thus a high flow ⁇ to be established again.
  • ESS (Electronic Stability Control) ESS requests a fast torque change from the electric drive motor EM. As a result, the efficiency optimizer WGO, for the time of the ESP intervention, causes the efficiency-optimized mode to be immediately exited, the power control switched to the power mode, and a high flow ⁇ rebuilt.
  • a development of the invention that can be combined with all mentioned embodiments provides that a driver assistance system FAS (for example an electronic stability system ESS or a speed controller) is informed about the current flow mode and / or about initiated and / or planned changes of the flow mode, thus the driver assistance system FAS can take into account current and / or anticipated drive system dynamics in the calculation of its instructions.
  • a driver assistance system FAS for example an electronic stability system ESS or a speed controller
  • AMV propulsion torque prediction device AMV propulsion torque prediction device
  • GRI cruise control information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Eine Flussmodus-Steuerung (FMS) zum Steuern eines felderregenden Stroms (IF) für einen elektrischen Antriebsmotor (EM) eines Fahrzeugs (FZ) umfasst eine Antriebsmoment- Voraussagevorrichtung (AMV) zum Vorhersagen (110) eines voraussichtlichen Antriebsmomentbedarfs (VAB) und eine Erregerstrombedarf-Ermittlungsvorrichtung (BEV) zum Ermitteln (120) einer neuen Vorgabe (V) für einen felderregenden Strom (IF), der für ein Erzeugen eines Antriebsmoments (T) gemäß dem voraussichtlichen Antriebsmomentbedarf (VAB) erforderlich ist. Die Antriebsmoment-Voraussagevorrichtung (AMV) ist dazu ausgebildet, den voraussichtlichen Antriebsmomentbedarf (VAB) unter Berücksichtigung einer Information (INF) aus einem Fahrerassistenzsystem (FAS) vorherzusagen. Außerdem betrifft die Erfindung einen Erregerstromeinsteller (EE) zum Erzeugen eines felderregenden Stroms (IF) für einen elektrischen Antriebsmotor (EM) eines Fahrzeugs (FZ). Der Erregerstromeinsteller (EE) weist eine erfindungsgemäße Flussmodus-Steuerung (FMS) auf. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug (FZ) mit einer solchen Flussmodus- Steuerung (FMS) und/oder mit einem erfindungsgemäßen Erregerstromeinsteller (EE). Darüberhinaus betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren (100) zum Betreiben eines elektrischen Antriebsmotors (EM) eines Fahrzeugs (FZ).

Description

Fahrzeug sowie Vorrichtungen und Verfahren zum Steuern eines felderregenden Stroms
Die Erfindung betrifft eine Flussmodus-Steuerung zum Steuern eines felderregenden Stroms für einen elektrischen Antriebsmotor eines Fahrzeugs. Die Flussmodus-Steuerung umfasst eine Erregerstrombedarf-Ermittlungsvorrichtung zum Ermitteln einer neuen Vorgabe für einen felderregenden Strom, der für ein Erzeugen eines Antriebsmoments erforderlich ist. Der elektrische Antriebsmotor kann ein Synchronmotor oder ein Asynchronmotor sein. Typischerweise ist der elektrische Antriebsmotor für ein Beschleunigen des Fahrzeugs ausgelegt. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass der elektrische Antriebsmotor für ein Verlangsamen (insbesondere zum Nutzbremsen) vorgesehen ist. Bei einem Hybridfahrzeug, das einen Hyb- ridantrieb mit einer Verbrennungskraftmaschine aufweist, ist der elektrische Antriebsmotor typischerweise eine Komponente des Hybridantriebs. Der elektrische Antriebsmotor, der im Folgenden auch als elektrische Maschine bezeichnet wird, ist typischerweise eine Drehfeldmaschine. Der elektrische Antriebsmotor kann beispielsweise ein Käfigläufer oder elektrische Maschine mit einer anderen Art von Läufer sein. Eine Alternative sieht vor, dass der elektri- sehe Antriebsmotor ein Linearmotor ist. In diesem Fall entspricht das im Folgenden erwähnte Antriebsmoment einer Antriebskraft und die im Folgenden erwähnte Drehzahl einer Geschwindigkeit. Wenn der elektrische Antriebsmotor eine Asynchronmaschine ist, ist der felderregende Strom typischerweise eine feldbildende Komponente der Phasenströme. Wenn der elektrische Antriebsmotor eine teilweise oder vollständig fremderregte elektrische Maschine ist, ist der felderregende Strom typischerweise ein Erregerstrom, der durch eine Erregerwicklung des elektrischen Antriebsmotors fließt.
Außerdem betrifft die Erfindung einen Erregerstromeinsteller zum Erzeugen eines felderregenden Stroms für einen elektrischen Antriebsmotor eines Fahrzeugs. Der Erregerstromein- steller ist dazu ausgebildet, ein Antriebsmoment in einem Feldschwächebereich mittels Absenkens des felderregenden Stroms zu stellen. Der Erregerstromeinsteller weist eine Flussmodus-Steuerung zum Steuern eines felderregenden Stroms für einen elektrischer Antriebsmotor eines Fahrzeugs auf. Die Flussmodus-Steuerung umfasst eine Erregerstrombedarf-Ermittlungsvorrichtung zum Ermitteln einer neuen Vorgabe für einen felderregenden Strom, der für ein Erzeugen eines angeforderten Antriebsmoments erforderlich ist.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, das eine Flussmodus-Steuerung zum Steu- ern eines felderregenden Stroms für einen elektrischen Antriebsmotor eines Fahrzeugs aufweist, wobei die Flussmodus-Steuerung eine Erregerstrombedarf-Ermittlungsvorrichtung zum Ermitteln einer neuen Vorgabe für einen felderregenden Strom umfasst, der für ein Erzeugen eines Antriebsmoments erforderlich ist. Das Fahrzeug kann ein Landfahrzeug (beispielsweise ein Personenkraftwagen, Lastkraftwagen oder Schienenfahrzeug) oder ein Wasser- oder Luftfahrzeug sein.
Darüberhinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebsmotors eines Fahrzeugs, das folgende Schritte umfasst: Vorhersagen eines voraus- sichtlichen Antriebsmomentbedarfs und Ermitteln einer neuen Vorgabe für einen felderregenden Strom des elektrischen Antriebsmotors, der für ein Erzeugen eines Antriebsmoments gemäß dem voraussichtlichen Antriebsmomentbedarf erforderlich ist.
Die DE 10 2010 050 344 A1 beschreibt ein Verfahren für eine feldorientierte Regelung einer Drehfeldmaschine, um für eine bestehende Drehzahl und unter Berücksichtigung eines Feldschwächebereichs ein gefordertes Lastmoment mit minimalem Leistungsbedarf bereitzustellen.
Die feldorientierte Regelung beeinträchtigt eine Dynamik, da die feldorientierte Regelung nach einer schnellen Erhöhung des geforderten Drehmoments eine gewisse Einregelzeit benötigt, bis das stärkere Erregerfeld aufgebaut ist, das eine Voraussetzung zum Bereitstellen des höheren Drehmoments darstellt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Dynamik eines Antriebs mit einer feldorientierten Re- gelung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mit einer Flussmodus-Steuerung gelöst, welche die Merkmale des Patentanspruchs 1 umfasst. Außerdem wird die Aufgabe mit einem Erregerstromeinsteller nach Anspruch 7, einem Fahrzeug nach Anspruch 8 und einem Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebsmotors nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Flussmodus-Steuerung zum Steuern eines felderregenden Stroms für einen elektrischen Antriebsmotor eines Fahrzeugs umfasst eine Antriebsmoment- Voraussagevorrichtung zum Vorhersagen eines voraussichtlichen Antriebsmomentbedarfs und eine Erregerstrombedarf-Ermittlungsvorrichtung zum Ermitteln einer neuen Vorgabe für einen felderregenden Strom, der für ein Erzeugen eines Antriebsmoments gemäß dem vo- raussichtlichen Antriebsmomentbedarf erforderlich ist. Die Antriebsmoment- Voraussagevorrichtung ist dazu ausgebildet, den voraussichtlichen Antriebsmomentbedarf unter Berücksichtigung einer Information aus einem Fahrerassistenzsystem vorherzusagen. Entsprechend ist ein Erregerstromeinsteller zum Erzeugen eines felderregenden Stroms für einen elektrischen Antriebsmotor eines Fahrzeugs dazu ausgebildet, ein Antriebsmoment in einem Feldschwächebereich mittels eines Absenkens des felderregenden Stroms zu stellen, wobei der Erregerstromeinsteller eine erfindungsgemäße Flussmodus-Steuerung aufweist. Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Erregerstromeinsteller dazu ausgebildet ist, das An- triebsmoment in einem Grundstellbereich mit einem drehmomentunabhängigen Fluss des Erregerfeldes zu stellen.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug weist eine erfindungsgemäße Flussmodus-Steuerung und/oder einen erfindungsgemäßen Erregerstromeinsteller auf.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebsmotors eines Fahrzeugs umfasst folgende Schritte. In einem ersten Schritt wird ein voraussichtlicher Antriebsmomentbedarf vorhergesagt. In einem zweiten Schritt wird eine neue Vorgabe für einen felderregenden Strom ermittelt, der für ein Erzeugen eines Antriebsmoments gemäß dem voraussichtlichen Antriebsmomentbedarf erforderlich ist. Das Vorhersagen des voraussichtlichen Antriebsmomentbedarfs erfolgt unter Berücksichtigung einer Information aus einem Fahrerassistenzsystem.
Ein Konzept der Erfindung kann darin gesehen werden, dass zum Ermitteln einer neuen Vor- gäbe für einen felderregenden Strom eines elektrischen Antriebsmotors der voraussichtliche Antriebsmomentbedarf unter Berücksichtigung einer Information aus einem Fahrerassistenzsystem vorhergesagt wird. Mittels Berücksichtigung der Information aus dem Fahrerassistenzsystem erfolgt für den felderregenden Strom eine Vorsteuerung, die eine Dynamik eines Antriebssystems mit dem elektrischen Antriebsmotor verbessert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die von dem Fahrerassistenzsystem bereitgestellte Information eine Streckeninformation über eine Fahrstrecke, die von dem Fahrzeug voraussichtlich innerhalb einer Einregelzeit des felderregenden Stroms befahren wird. In der Praxis haben bestimmte Streckeneigenschaften einen Einfluss auf einen Antriebsmomentbe- darf. Somit können vorausschauende Informationen über Eigenschaften eines Streckenabschnitts, der voraussichtlich als nächstes befahren wird, dazu beitragen, die Flussmodus- Steuerung auf einen voraussichtlichen Antriebsmomentbedarf für den als nächstes zu befah- renden Streckenabschnitt vorzubereiten.
Eine erste Weiterbildung sieht vor, dass die Streckeninformation eine Information über eine Steigung der Fahrstrecke umfasst. Um eine Geschwindigkeit beizubehalten, ist bei einer posi- tiven Steigung (Anstieg) ein umso höheres Antriebsmoment erforderlich je größer die Steigung ist. Bei einem Gefälle ist ein umso höheres Bremsmoment (d.h. umso höherer Betrag eines negatives Antriebsmoments) erforderlich, je stärker das Gefälle ist.
Eine zweite davon unabhängige Weiterbildung sieht vor, dass die Streckeninformation eine Information über eine Kurvigkeit der Fahrstrecke umfasst. In einer kurvenreichen Strecke findet typischerweise vor und/oder beim Einfahren in jede Kurve ein Verlangsamen des Fahrzeugs und zum Ende einer jeden Kurve ein Beschleunigen des Fahrzeugs statt. Das Beschleunigen des Fahrzeugs erfordert deshalb in der Regel ein höheres Antriebsmoment als ein Fahren mit gleicher Geschwindigkeit auf einer weitgehend geraden Strecke. Entspre- chende Überlegungen gelten für Nutzbremsungen vor und/oder beim Einfahren in Kurven.
Besondere Vorteile hat es, wenn die Antriebsmoment-Voraussagevorrichtung dazu ausgebildet ist, beim Vorhersagen des voraussichtlichen Antriebsmomentbedarfs eine Information über eine Beladung des Fahrzeugs zu berücksichtigen. Die Beladung des Fahrzeugs hat ty- pischerweise einen Einfluss auf die zu beschleunigende und abzubremsende Gesamtmasse des gesamten Gefährts (d.h. des Fahrzeugs einschließlich Ladung). Unabhängig davon können Form und Abmessungen einer auf dem Fahrzeug angeordneten Ladung einen Einfluss auf einen Strömungswiderstandskoeffizienten des gesamten Gefährts und damit auch auf den Antriebsmomentbedarf haben.
Das Fahrerassistenzsystem, dessen Information zur Vorhersage des voraussichtlichen Antriebsmomentbedarfs berücksichtigt wird, kann beispielsweise eine Geschwindigkeitsregelung, einen Spurwechselassistenten, einen Bremsassistenten, ein Bremsregelsystem, eine adaptive Fahrwerkregelung, ein Hill-Descent-Control, eine dynamische Stabilitätskontrolle, ein Anti-Blockiersystem, eine Dynamic-Traction-Control, eine Navigationsvorrichtung, eine prädiktive Fahrzeugbetriebsführung, eine energetisch optimierte Längsführung, einen Ampelassistenten, eine Car2Car-Kommunikation und/oder eine Geschwindigkeitsregelung umfassen. Hierdurch können Informationen, die aus anderen Gründen in einem oder mehreren der genannten Fahrerassistenzsysteme ohnehin erzeugt werden, für eine Verbesserung einer Fahrdynamik des Fahrzeugs mitgenutzt werden.
In Bezug auf das Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebsmotors eines Fahr- zeugs ist es besonders bevorzugt, wenn das Verfahren auch den Schritt eines Vergleichens des vorhergesagten voraussichtlichen Antriebsmomentbedarfs mit einem ersten Antriebsmoment umfasst, das mit einem felderregenden Strom gemäß einer aktuellen Vorgabe des felderregenden Stroms maximal erreichbar ist, wobei das Ermitteln der neuen Vorgabe für den felderregenden Strom erfolgt, wenn der vorhergesagte voraussichtliche Antriebsmomentbedarf größer ist als das erste Antriebsmoment, das mit dem felderregenden Strom gemäß der aktuellen Vorgabe des felderregenden Stroms maximal erreichbar ist. Dieses Merkmal kann zu einer Energieeinsparung und/oder zu einer Vermeidung einer Neigung zu Regelschwingungen beitragen, indem eine Änderung der Vorgabe (Sollgröße) für den felderre- genden Strom vermieden wird, wenn sie zur Verbesserung der Fahrdynamik nicht erforderlich ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein erstes schematisches Blockschaltbild eines Fahrzeugs mit einem Fahrerassistenzsystem, einem elektrischen Antriebsmotor und einem erfindungsgemäßen Erregerstromeinsteller;
Fig. 2 eine zweites schematisches Blockschaltbild eines Fahrzeugs mit einem elektrischen Antriebsmotor und einer Fahrzeugregelungsvorrichtung;
Fig. 3 schematisch für zwei Drehzahlen innerhalb eines Drehzahlbereichs eines elektrischen Antriebsmotors Kennlinien einer Gleichstromleistungsaufnahme sowie von Stromaufnahmen und Verlustleistungen des elektrischen Antriebsmotors in Abhän- gigkeit von einem Erregerfluss;
Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild mit einem elektrischen Antriebsmotor und einem Wechselrichter mit einer Stromregelung, an dem der elektrische Antriebsmotor angeschlossen ist; und
Fig. 5 schematisch einen Ablauf eines Verfahrens zum Betreiben eines elektrischen Antriebsmotors.
In den Figuren werden für entsprechende Komponenten jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet. Bezugszeichenbezogene Erläuterungen gelten daher auch figurenübergreifend, sofern sich aus dem Zusammenhang nichts anderes ergibt. Die Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Fahrzeugs FZ mit einem Fahrerassistenzsystem FAS, einem elektrischen Antriebsmotor EM und einem erfindungsgemäßen Erregerstromeinsteller EE. Der Erregerstromeinsteller EE umfasst eine Erregerstrom- Stellvorrichtung ESV zum Bereitstellen eines felderregenden Stroms lF und eine Flussmodus- Steuerung FMS zum Steuern der Erregerstrom-Stellvorrichtung ESV. Das Fahrerassistenzsystem FAS stellt eine Information INF bereit, die beispielsweise eine fahrerabhängige Information FAI und/oder eine Fahrzeugzustandsinformation FZI und/oder eine Streckeninformation Sl umfasst. Die Erregerstromsteuerung EE umfasst eine Antriebsmoment-Voraussagevor- richtung AMV zum Voraussagen eines voraussichtlichen Antriebsmomentbedarfs VAB und eine Erregerstrombedarf-Ermittlungsvorrichtung BEV zum Bereitstellen eines Flussmodussignals FM als Vorgabe V für eine Höhe eines vorgebenen felderregenden Stroms lF. Der von der Erregerstrom-Stellvorrichtung ESV bereitgestellte felderregende Strom lF wird dem elektrischen Antriebsmotor EM zwecks Erzeugung und/oder Beeinflussung eines magneti- sehen Erregerfeldes Ψ zugeführt.
Die Flussmodussteuerung FMS kann beispielsweise für eine der beiden folgende Regelverfahren vorbereitet sein:
- Genaues Regeln des Erregerflusses Ψ;
- Abklingen-Iassen des Erregerflusses Ψ.
Mittels Abklingen-Iassen des Erregerflusses Ψ kann zusätzlich Energie gespart werden. In der Wahl der Flussregelung liegt also ein weiterer Freiheitsgrad. In der Variante Abklingenlassen sinkt der Erregerfluss Ψ in dem elektrischen Antriebsmotor EM bis zum energetischen Optimum ab (falls das energetische Optimum des Erregerflusses Ψ niedriger als der aktuelle Erregerfluss Ψ ist). Die drehmomentbildende Stromkomponente lT wird entsprechend nachgeregelt.
Auch eine Kombination der beiden Regelungsvarianten ist möglich. Mittels Erfassung von Betriebsdaten auf einem Prüfstand oder im Nutzbetrieb eines Fahrzeugs kann die optimale Auswahl oder Kombination der beiden Regelungsvarianten ermittelt werden und aufgrund dieser Erfahrungswerte manuell oder selbsttätig eingestellt oder nachgeregelt werden.
Die Fig. 1 zeigt schematisch oder als Piktogramm eine Abklingvorrichtung AKV für das Flussmodussignal FM und/oder die Vorgabe V. Die Abklingvorrichtung AKV ist gestrichelt gezeichnet, da sie optional ist. Die Abklingvorrichtung AKV kann mittels einer analogen, digitalen oder hybriden Schaltung realisiert sein. Mit Abklingvorrichtung AKV wird hier eine Vor- richtung bezeichnet, die nach Erhöhung einer Vorgabe V, FM für den felderregenden Strom lF an ihrer Eingangsseite AKVe schnell auf ihrer Ausgangsseite AKVa eine entsprechende Vorgabe V, FM' für einen höheren felderregenden Strom lF bereitstellt und die nach Verringerung einer Vorgabe V, FM für den felderregenden Strom lF an ihrer Eingangsseite AKVe zeitlich verzögert auf ihrer Ausgangsseite AKVa eine entsprechende Vorgabe V, FM' für einen niedrigeren felderregenden Strom lF bereitstellt. Die Abklingvorrichtung AKF reagiert auf Vorgaben V, FM für einen höheren felderregenden Strom lF schnell, aber auf Vorgaben V, FM für einen niedrigeren felderregenden Strom lF mit zeitlicher Verzögerung. Eine Ausführungsform der Flussmodussteuerung FMS sieht vor, dass ein Wertebereich des Flussmodussignals FM, FM' und/oder der Vorgabe V, V ein digitaler Vorgabebereich mit mindestens drei Vorgabestufen oder ein analoger Vorgabebereich ist. Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass die Flussmodussignale FM, FM' und/oder Vorgaben V, V binär sind. In diesem Fall kann die Abklingvorrichtung AKV ein analoger oder digitaler Monoflop sein, der sich nach einer vorgegebenen Karenzzeit (von beispielsweise 10 s) selbsttätig zurücksetzt.
Alternativ oder zusätzlich sind weitere Ausführungsformen zur Rückkehr in den wirkungsgradoptimierten Modus für eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen vorbereitet:
- Rückkehr in den wirkungsgradoptimierten Modus nach Ablauf einer Karenzzeit (beispielsweise Begrenzung des Erregerflusses Ψ oder des felderregenden Stroms lF innerhalb von 2 s auf 50% eines Maximalwerts des Erregerflusses Ψ bzw. des felderregenden Stroms lF);
- periodisches Überprüfen der Zweckmäßigkeit des aktuellen Flussmodus FM' (beispiels- weise alle 10 s);
- sofortiges Verlassen des Leistungsmodus nach definierten Kriterien (beispielsweise bei Gaspedalstellung von weniger als 10 % einer Maximalauslenkung des Gaspedals);
- sofortiges Verlassen des Leistungsmodus unter Berücksichtigung eines Minimums des Erregerflusses Ψ oder des felderregenden Stroms lF, das nicht unterschritten werden soll.
Der wirkungsgradoptimierte Modus kann auch als Energiesparmodus oder als Feldschwächemodus bezeichnet werden.
Optional kann für einzelne oder jede der vorgenannten Ausführungsvarianten eine eigene Rückfalltiefe auf eine niedrigere Vorgabe V für den Erregerstrom lF vorgegeben sein und/oder variieren. In der Flussmodussteuerung FMS kann ein Minimum für den Erregerfluss Ψ voreingestellt sein, um ein Mindestmaß an Dynamik zu gewährleisten. Beispiel: Wird ein Eingriff ESP (oder auch Torque Vectoring) benötigt, wird der Leistungsmodus aktiv (ESP = Electronic Stability Control). Auch wenn (mit dem Ziel, eine Energienutzung zu optimieren) der Leistungsmodus nach einem ESP-Regelvorgang sofort verlassen wird, wird für eine definierte Karenzzeit noch ein Minimum des Erregerflusses Ψ aufrecht erhalten.
Dieses Konzept wird nun mit folgendem Zahlenbeispiel erläutert: Nach einem ESP- Regelvorgang soll der Erregerfluss Ψ einen suboptimalen Flusswert Ψεο (von beispielsweise 80% des Nennflusses) nicht unterschreiten. Ist das Optimum Ψο des Erregerflusses Ψ bei- spielsweise 50%, wird vorerst nicht dieser optimale Flusswert Ψο als Vorgabe V verwendet, sondern nur der suboptimale Flusswert Ψεο. Der Leistungsmodus wird erst nach Ablauf einer Karenzzeit (von beispielsweise 10 s) vollständig verlassen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der suboptimale Flusswert Ψεο nicht konstant ist, sondern einer Abklingfunktion folgt.
Alternativ oder zusätzlich zu jeder der vorgenannten Ausführungsformen kann das vollständige Verlassen des Leistungsmodus davon abhängig gemacht werden, dass die Gaspedalstellung eine vorgegebene Zwischenstellung (von beispielsweise 20% der maximalen Gaspedalauslenkung) nicht überschreitet, so dass die Flussmodus-Einstellvorrichtung ESV erst dann angewiesen wird, das aktuelle Optimum Ψο des Erregerflusses Ψ anzustreben.
Die Fig. 2 zeigt ein Fahrzeug FZ mit einem elektrischen Antriebsmotor EM und einer Fahrzeugregelungsvorrichtung FRV. Die Fahrzeugregelungsvorrichtung FRV weist einen Wir- kungsgradoptimierer WGO, eine elektronische Stabilitätssteuerung ESS, eine Bremssteuerung BrS, eine Batteriesteuerung BaS und einen Wechselrichter WR auf. Der Wirkungs- gradoptimierer WGO, die elektronische Stabilitätssteuerung ESS, die Bremssteuerung BrS, die Batteriesteuerung BaS und der Wechselrichter WR sind miteinander über einen Datenbus DB verbunden. An einer Abtriebswelle AW des elektrischen Antriebsmotors EM ist ein Drehzahlfühler DF angeordnet (der - anders als in der Figur eingezeichnet - auch der Fahrzeugregelungsvorrichtung FRV zugerechnet werden kann). Von dem Drehzahlfühler DF ermittelte Drehzahlinformation DI wird dem Wechselrichter WR zugeführt. Außerdem wird dem Wechselrichter WR Information TS über eine Statortemperatur des elektrischen Antriebsmotors EM zugeführt.
Der Wirkungsgradoptimierer WGO steuert den Wechselrichter WR mittels eines Flussmodus- Signals FM und einer Soll-Drehmomentvorgabe DMA. Zur Erzeugung des Flussmodussignals FM umfasst der Wirkungsgradoptimierer WGO eine Flussmodussteuerung FMS. Die Flussmodussteuerung FMS weist eine Antriebsmoment-Voraussagevorrichtung AMV zum Voraus- sagen eines voraussichtlichen Antriebsmomentbedarfs VAB und eine Erregerstrombedarf- Ermittlungsvorrichtung BEV zum Bereitstellen des Flussmodussignals FMS als Vorgabe V für eine Höhe oder eine Mindesthöhe eines vorgegebenen felderregenden Stroms lF auf. Zur Ermittlung des voraussichtlichen Antriebsmomentbedarfs VAB erhält der Wirkungsgrad- optimierer WGO zumindest eine Teilmenge folgender Informationen von anderen Fahrzeugkomponenten: Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation FG, Gaspedalposition PP, Bremspedalposition BP, Umgebungstemperaturinformation TU, Routendaten RD, Geschwindigkeitsreglerinformation GRI. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Wirkungsgradoptimierer WGO eine Teilmenge dieser Informationen oder alle diese Informationen (von den betreffenden Fahrerassistenzsystemen FAS) über den Datenbus DB erhält.
Der obere Teil der Fig. 3 zeigt für zwei Drehzahlen ω1 , ω2 Kennlinien der von dem Wechselrichter WR aufgenommenen Gleichstromleistung PGs sowie von Stromaufnahmen lT, lF des elektrischen Antriebsmotors EM in Abhängigkeit von einem Erregerfluss Ψ. Der untere Teil der Fig. 3 zeigt für dieselben Drehzahlen ω1 , ω2 Verläufe von Verlustleistungen P|0SS, VCu, VWR, VFe des elektrischen Antriebsmotors EM in Abhängigkeit von dem Erregerfluss Ψ. Für jede Drehzahl ω innerhalb eines Betriebsbereiches des elektrischen Antriebsmotors EM bestehen entsprechende Abhängigkeiten der Gleichstromleistung PGs, der Ströme lT, I F und der Verlustleistungen P|0SS, VCu, VWR, VFe von dem Erregerfluss Ψ und können entsprechende Diagramme gezeichnet werden.
Mit einer feldorientierten Regelung (von der ein Schaltungsbeispiel in Fig. 4 dargestellt ist) kann Erregerfluss Ψ und drehmomentbildender Strom lT des elektrischen Antriebsmotors EM (beispielsweise einer Asynchronmaschine) getrennt geregelt werden. Heutzutage ist in hochdynamischen Antriebssystemen eine Regelung üblich, in der der Erregerfluss Ψ in einem Grundstellbereich konstant ist und in einem Feldschwächebereich abgesenkt ist.
Mit folgender Gleichung kann das Drehmoment T des elektrischen Antriebsmotors EM, der in diesem Ausführungsbeispiel eine Asynchronmaschine ist, (in vereinfachter Form) berechnet werden :
Τ(ΙΡ , Ιτ ) = · -^ · ρ · Ψ(ΙΡ ) · Ιτ ( 1 )
z LR
Lm bezeichnet eine Hauptinduktivität des elektrischen Antriebsmotors EM, LR eine Rotorinduktivität und p eine Polpaarzahl. Der Strom lphase, der pro Phase in den elektrischen Antriebsmotor EM fließt, kann (entspre- chend der Raumzeigertheorie) als Vektorsumme des flussbildenden Anteils lF des Stromes Iphase und des drehmomentbildenden Anteils lT des Stroms lphase berechnet werden:
Iphase =VI F + IT ■ (2) Die Gesamtverluste P|0SS des elektrischen Antriebsmotors EM können als Funktion des drehmomentbildenden Anteils lT des Stromes lphase und des flussbildenden Anteils lF des Stromes Iphase formuliert werden:
Pl0SS = f(IF,IT ) . (3)
Mittels Optimierung kann daher für jede zulässige Kombination von Drehzahl ω und Dreh- moment T im Betriebsbereich des elektrischen Antriebsmotors EM ein wirkungsgradoptimiertes Stromwertepaar lT und lF berechnet werden. Mittels Regelung der optimierten Stromwertepaare lT und lF kann also eine (drehzahlabhängige) Optimierung des Wirkungsgrads des elektrischen Antriebsmotors EM erfolgen. Wenn der flussbildende Anteil lF des Stromes lphase variiert wird, muss der drehmomentbildende Anteil lT des Stromes lphase zur Beibehaltung des Drehmomentes T ebenfalls verändert werden. Die Optimierung kann mittels Offline- Optimierung oder mittels Online-Optimierung erfolgen. Bei Offline-Optimierung müssen Entscheidungen auf der Grundlage vorausbekannter Daten getroffen werden; Daten, die erst in der Zukunft ermittelbar sind, können dabei nicht berücksichtigt werden. Wenn der Wirkungsgradoptimierer WGO einen hohen Drehmomentgradienten dT/dt anfordert, muss der Fluss Ψ(ΙΡ) zur Erfüllung der Soll-Drehmomentvorgabe DMA erhöht werden. Die Soll-Drehmomentvorgabe DMA wird allerdings erst erfüllt, wenn der Fluss Ψ(ΙΡ) einen Wert erreicht hat, der zur Erfüllung der Soll-Drehmomentvorgabe DMA ausreicht.
Eine Änderung von lF hat eine Änderung des für die Drehmomentbildung verantwortlichen Flusses Ψ gemäß
Figure imgf000012_0001
zur Folge.
Daraus folgt, dass die Erhöhungsgeschwindigkeit dT/dt des Drehmoments T bei reduziertem Fluss Ψ(ΙΡ) begrenzt ist. Denn aufgrund einer Rotorzeitkonstante R kann der felderregende
Strom lF nur mit beschränkter Änderungsgeschwindigkeit doo/dt erhöht werden. Abhängig vom Motordesign liegt die Rotorzeitkonstante R zwischen 10 bis einigen 100 ms. Die ent- spricht bei beispielsweise 180 km/h (= 50 m/s) einer Fahrstrecke von beispielsweise 20 Metern.
Dies hat zur Folge, dass eine Dynamikeinschränkung zu erwarten ist, die vom Fahrer wahr- nehmbar und natürlich auch objektiv messbar ist, wenn eine wirkungsgradoptimierte Regelung gemäß dem Stand der Technik ausgeführt wird. Für den Fahrer bedeutet dies, dass sich der Antrieb weicher also weniger griffig anfühlt.
Die Stromregelung des elektrischen Antriebsmotors EM kann also wahlweise in einem wir- kungsgradoptimierten Betrieb oder in einem Hochleistungsbetrieb erfolgen. In dem wirkungsgradoptimierten Betrieb ist eine Energienutzung (Energieausbeute) hoch, aber die Dynamik des Antriebs verringert. In dem Hochleistungsbetriebs ist die Energienutzung niedrig, aber die Dynamik des Antriebs hoch. Um eine Dynamik des Fahrzeugantriebs zu erhöhen (also zu verbessern), wird vorgeschlagen, in der Flussmodus-Steuerung FMS eine Vorsteuerung vorzusehen, mit der erfassbares Fahrer- und/oder Fahrzeugverhalten vorausschauend in der Ermittlung einer Vorgabe V für den felderregenden Strom lF berücksichtigt wird. Dazu werden Informationen FG, PP, BP, TU, RD, GRI über das Fahrer- und/oder Fahrzeugverhalten im Wirkungsgradoptimierer WGO oder auf einem anderen Steuergerät ausgewertet und/oder vorausgesagt, das an dem Datenbus DB angeschlossen ist. In Abhängigkeit der Auswertungs- und/oder Voraussageergebnisse wird von dem Wirkungsgradoptimierer WGO und/oder dem anderen Steuergerät der Zustand eines Flussmodus-Signal FM (Flux-Mode-Signals) festgelegt. Das Flussmodus- Signal FM wird dazu genutzt, direkt in die Regelung des Wechselrichters WR einzugreifen (siehe Fig. 2 und 4). Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Flussregelung je Zustand des Flussmodus-Signals FM auf andere Lookup-Tabellen zugreift oder Sollwertesignale im Regler überlagert. Die Vorgabe V für den felderregenden Strom lF, der für ein Erzeugen eines Antriebsmoments AM gemäß dem voraussichtlichen Antriebsmomentbedarf VAB erforderlich ist, erfolgt hier mittels Übermittlung eines Flussmodus-Signals FM zu einer Stromregelungsschaltung eines Wechselrichters WR.
Die Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild mit einem Beispiel für einen Wechselrichter WR und mit einem elektrischen Antriebsmotor EM, der an dem Wechselrichter WR betrieben wird. Der Wechselrichter WR weist eine typische Stromregelung mit Auswahlmöglichkeit des Flussmo- dus auf. Abgesehen von der Art der Berücksichtigung des Flussmodus-Signals FM sind dem Fachmann solche Wechselrichterschaltungen bekannt und aufgrund der darin eingetragenen Bezeichnungen auch selbsterklärend. Das in Fig. 5 dargestellte Verfahren 100 zum Betreiben eines elektrischen Antriebsmotors EM umfasst folgende Schritte. In einem ersten Schritt 1 10 wird ein voraussichtlicher Antriebsmomentbedarf VAB vorhergesagt. In einem zweiten Schritt 120 wird eine neue Vorgabe V für einen felderregenden Strom lF des elektrischen Antriebsmotors EM ermittelt, der für ein Erzeugen eines Antriebsmoments T gemäß dem voraussichtlichen Antriebsmomentbedarf VAB erforderlich ist. Das Vorhersagen 1 10 des voraussichtlichen Antriebsmomentbedarfs VAB erfolgt unter Berücksichtigung einer Information INF aus einem Fahrerassistenzsystem FAS. In einer Weiterbildung umfasst das Verfahren 100 auch den Schritt 1 15 eines Vergleichens des vorhergesagten voraussichtlichen Antriebsmomentbedarfs VAB mit einem ersten Antriebsmoment AM1 , das mit einem felderregenden Strom lF gemäß einer aktuellen Vorgabe V des felderregenden Stroms lF maximal erreichbar ist. Hierbei erfolgt das Ermitteln 120 der neuen Vorgabe V für den felderregenden Strom lF, wenn der vorhergesagte voraussichtliche Antriebsmomentbedarf VAB größer ist als das erste Antriebsmoment AM1 , das mit dem felderregenden Strom lF gemäß der aktuellen Vorgabe V des felderregenden Stroms lF maximal erreichbar ist.
Erstes Anwendungsbeispiel 1 : Ein Fahrzeug FZ mit elektrischem Antrieb bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit auf einer Autobahn. Aufgrund der konstanten Geschwindigkeit und aktivierten Geschwindigkeitsregler befindet sich die Stromregelung im wirkungsgradoptimierten Modus und hat den Fluss Ψ auf ein (energetisches) Wirkungsgradoptimum eingeregelt. Wenn der Fahrer nun möchte, dass sein Fahrzeug FZ beschleunigt, um einen LKW zügig zu überholen, wird er den Blinker setzen und entsprechend zügig die Gaspedalstellung verändern. Der Wirkungsgradoptimierer WGO erkennt, dass die Gaspedalstellung einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, und veranlasst, dass der wirkungsgradoptimierte Modus sofort verlassen wird, die Stromregelung in den Leistungsmodus geschaltet wird und damit wieder ein hoher Fluss Ψ aufgebaut wird. Es ist möglich, aber nicht zwingend, dass die Aktivierung dieses (kick-down-artigen) Vorgangs von einem vorherigen Setzen des Blinkers ab- hängig gemacht wird.
Zweites Anwendungsbeispiel: Anhand von Navigationsdaten RD erkennt der Wirkungsgradoptimierer WGO, dass voraussichtlich nach 10 m weiterer Fahrstrecke eine höhere Antriebsdynamik wünschenswert ist, weil in eine Bergstraße mit starker Steigung eingefahren wird. Der Wirkungsgradoptimierer WGO veranlasst, dass der wirkungsgradoptimierte Modus sofort verlassen wird, die Stromregelung in den Leistungsmodus geschaltet wird und damit wieder ein hoher Fluss Ψ aufgebaut wird. Drittes Anwendungsbeispiel: Der ESP-Regler (Electronic Stability Control) ESS fordert vom elektrischen Antriebsmotor EM eine schnelle Drehmomentänderung an. Infolgedessen veranlasst der Wirkungsgradoptimierer WGO für die Zeit des ESP-Eingriffes, dass der wirkungs- gradoptimierte Modus sofort verlassen wird, die Stromregelung in den Leistungsmodus geschaltet wird und damit wieder ein hoher Fluss Ψ aufgebaut wird.
Eine mit allen erwähnten Ausführungsformen kombinierbare Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Fahrerassistenzsystem FAS (beispielsweise ein elektronisches Stabilitäts- System ESS oder ein Geschwindigkeitsregler) über den aktuellen Flussmodus und/oder über veranlasste und/oder geplante Änderungen des Flussmodus informiert wird, damit das Fahrerassistenzsystem FAS in der Berechnung seiner Anweisungen eine aktuelle und/oder voraussichtliche Dynamik des Antriebssystems berücksichtigen kann.
Bezugszeichen und Abkürzungsliste:
AM Antriebsmoment
AM1 mit aktuellem Erregerstrom maximal erreichbares Antriebsmoment
AMV Antriebsmoment- Voraussagevorrichtung
BaS Batteriesteuerung
BEV Erregerstrombedarf-Ermittlungsvorrichtung
BP Bremsposition
BrS Bremssteuerung
DB Datenbus
DI Drehzahlinformation
DMA Soll-Drehmomentvorgabe
EE Erregerstromeinsteller
EM elektrische Maschine
ESS Elektronikstabilitätssteuerung
ESV Erregerstrom-Stellvorrichtung
FAI fahrerabhängige Information
FAS Fahrerassistenzsystem
FG Fahrgeschwindigkeit
FM Flussmodus
FMS Flussmodus-Steuerung
FZ Fahrzeug
FZI Fahrzeugzustandsinformation
GRI Geschwindigkeitsregelungsinformationen
IF felderregender Strom; flussbildende Komponente des Stroms; Erregerstrom
INF vom Fahrerassistenzsystem bereitgestellte Information
IT drehmomentbildender Strom
PGS vom Wechselrichter aufgenommene Gleichstromleistung
PP Gaspedalposition
RD Routendaten
Sl Streckeninformation
T Drehmoment
TU Umgebungstemperaturinformation
V Vorgabe
VAB voraussichtlicher Antriebsmomentbedarf VCu ohmsche Verlustleistung
VFe Eisenverluste
VWR Verlustleistung des Wechselrichters
WGO Wirkungsgradoptimierer
Ψ Erregerfeld
ω Drehzahl
ω1 erste Drehzahl
ω2 zweite Drehzahl
100 Verfahren
1 1 0 Vorhersagen eines voraussichtlichen Antriebsmomentbedarfs
1 15 Vergleichen eines Antriebsmomentbedarfs mit einem ersten Antriebsmoment
120 Ermitteln einer neuen Vorgabe für den Erregerstrom

Claims

Ansprüche
1 . Flussmodus-Steuerung (FMS) zum Steuern eines felderregenden Stroms (lF) für einen elektrischen Antriebsmotor (EM) eines Fahrzeugs (FZ), wobei die Flussmodus-Steuerung
(FMS) umfasst:
eine Antriebsmoment-Voraussagevorrichtung (AMV) zum Vorhersagen (1 10) eines voraussichtlichen Antriebsmomentbedarfs (VAB), wobei die Antriebsmoment- Voraussagevorrichtung (AMV) dazu ausgebildet ist, den voraussichtlichen An- triebsmomentbedarf (VAB) unter Berücksichtigung einer Information (INF) aus einem
Fahrerassistenzsystem (FAS) vorherzusagen; und
eine Erregerstrombedarf-Ermittlungsvorrichtung (BEV) zum Ermitteln (120) einer neuen Vorgabe (V) für einen felderregenden Strom (lF), der für ein Erzeugen eines Antriebsmoments (T) gemäß dem voraussichtlichen Antriebsmomentbedarf (VAB) er- forderlich ist.
2. Flussmodus-Steuerung (FMS) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Fahrerassistenzsystem (FAS) bereitgestellte Information (INF) eine Streckeninformation (Sl) über eine Fahrstrecke umfasst, die von dem Fahrzeug (FZ) voraussichtlich innerhalb einer Einregelzeit des felderregenden Stroms (lF) befahren wird.
3. Flussmodus-Steuerung (FMS) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Streckeninformation (Sl) eine Information über eine Steigung der Fahrstrecke umfasst.
4. Flussmodus-Steuerung (FMS) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Streckeninformation (Sl) eine Information über eine Kurvigkeit der Fahrstrecke umfasst.
5. Flussmodus-Steuerung (FMS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmoment-Voraussagevorrichtung (AMV) dazu ausgebildet ist, beim Vorhersagen (1 10) des voraussichtlichen Antriebsmomentbedarfs (VAB) eine Information über eine Beladung des Fahrzeugs (FZ) zu berücksichtigen.
6. Flussmodus-Steuerung (FMS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem (FAS) eine Geschwindigkeitsregelung, einen Spurwechselassistenten, einen Bremsassistenten, ein Bremsregelsystem, eine adaptive Fahrwerkregelung, ein Hill-Descent-Control, eine dynamische Stabilitätskontrol- le, ein Anti-Blockiersystem, eine Dynamic-Traction-Control, eine Navigationsvorrichtung, eine prädiktive Fahrzeugbetriebsführung, eine energetisch optimierte Längsführung, einen Ampelassistenten, eine Car2Car-Kommunikation und/oder eine Geschwindigkeitsregelung umfasst.
Erregerstromeinsteller (EE) zum Erzeugen eines felderregenden Stroms (lF) für einen elektrischen Antriebsmotor (EM) eines Fahrzeugs (FZ), wobei der Erregerstromeinsteller (EE) dazu ausgebildet ist, ein Antriebsmoment (T) in einem Feldschwächebereich mittels Absenkens des felderregenden Stroms (lF) zu stellen,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Erregerstromeinsteller (EE) eine Flussmodus-Steuerung (FMS) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
Fahrzeug (FZ),
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fahrzeug (FZ) eine Flussmodus-Steuerung (FMS) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder einen Erregerstromeinsteller (EE) nach Anspruch 7 aufweist.
Verfahren (100) zum Betreiben eines elektrischen Antriebsmotors (EM) eines Fahrzeugs
(FZ), wobei das Verfahren (100) folgende Schritte umfasst:
Vorhersagen (1 10) eines voraussichtlichen Antriebsmomentbedarfs (VAB) unter Berücksichtigung einer Information (INF) aus einem Fahrerassistenzsystem (FAS); und Ermitteln (120) einer neuen Vorgabe (V) für einen felderregenden Strom (lF) des elektrischen Antriebsmotors (EM), der für ein Erzeugen eines Antriebsmoments (T) gemäß dem voraussichtlichen Antriebsmomentbedarf (VAB) erforderlich ist.
0. Verfahren (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) auch den Schritt eines Vergleichens (1 15) des vorhergesagten voraussichtlichen Antriebsmomentbedarfs (VAB) mit einem ersten Antriebsmoment (AM1 ) umfasst, das mit einem felderregenden Strom (lF) gemäß einer aktuellen Vorgabe (V) des felderregenden Stroms (lF) maximal erreichbar ist, wobei das Ermitteln (120) der neuen Vorgabe (V) für den felderregenden Strom (lF) erfolgt, wenn der vorhergesagte voraussichtliche Antriebsmomentbedarf (VAB) größer ist als das erste Antriebsmoment (AM1 ), das mit dem felderregenden Strom (lF) gemäß der aktuellen Vorgabe (V) des felderregenden Stroms (lF) maximal erreichbar ist.
PCT/EP2015/065665 2014-07-17 2015-07-09 Fahrzeug sowie vorrichtungen und verfahren zum steuern eines felderregenden stroms WO2016008792A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014213985.6A DE102014213985B4 (de) 2014-07-17 2014-07-17 Verfahren zum Steuern eines felderregenden Stroms
DE102014213985.6 2014-07-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016008792A1 true WO2016008792A1 (de) 2016-01-21

Family

ID=53758176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/065665 WO2016008792A1 (de) 2014-07-17 2015-07-09 Fahrzeug sowie vorrichtungen und verfahren zum steuern eines felderregenden stroms

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102014213985B4 (de)
WO (1) WO2016008792A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015015697A1 (de) * 2015-12-04 2017-06-08 Audi Ag Verfahren zur Ansteuerung einer elektrischen Maschine für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug
CN111164880A (zh) * 2017-09-29 2020-05-15 西门子股份公司 高能效的异步电机

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202016008654U1 (de) 2016-01-26 2018-10-29 András Lelkes Umrichter zum Speisen eines elektrisch erregten Motors
DE102017218661A1 (de) * 2017-10-19 2019-04-25 Audi Ag Verfahren zum Betreiben mindestens einer Elektromaschine
CN109347389B (zh) * 2018-11-28 2021-04-23 大连海事大学 一种基于模型预测磁链控制的开关磁阻电机直接转矩控制方法
DE102019117419A1 (de) * 2019-06-27 2020-12-31 Bombardier Transportation Gmbh Schienenverkehrsstrecke mit elektrischer Nachladeinfrastruktur für ein Schienenfahrzeug

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010166715A (ja) * 2009-01-16 2010-07-29 Denso Corp 回転機の制御装置及び制御システム
US20120068641A1 (en) * 2010-09-21 2012-03-22 Denso Corporation Control device for electric rotating machine
DE102010050344A1 (de) 2010-11-05 2012-05-10 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Feldorientierte Regelung einer Drehfeldmaschine
DE102012214598A1 (de) * 2011-12-09 2013-06-13 Hyundai Motor Company System und Verfahren für das Unterstützen des Fahrers beim Fahren eines elektrischen Fahrzeugs in einer umweltfreundlicheren effizienten Weise

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19931161A1 (de) 1999-07-06 2001-01-11 Volkswagen Ag Verfahren und Einrichtung zum abstandssensitiven, geschwindigkeitsgeregelten Fahrbetrieb bei Kraftfahrzeugen
US7960928B2 (en) 2008-10-15 2011-06-14 Tesla Motors, Inc. Flux controlled motor management
DE102009046568A1 (de) 2009-11-10 2011-05-12 SB LiMotive Company Ltd., Suwon Verfahren und Anordnung zum Betrieb von Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb sowie ein entsprechendes Computerprogramm und ein entsprechendes computerlesbares Speichermedium

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010166715A (ja) * 2009-01-16 2010-07-29 Denso Corp 回転機の制御装置及び制御システム
US20120068641A1 (en) * 2010-09-21 2012-03-22 Denso Corporation Control device for electric rotating machine
DE102010050344A1 (de) 2010-11-05 2012-05-10 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Feldorientierte Regelung einer Drehfeldmaschine
DE102012214598A1 (de) * 2011-12-09 2013-06-13 Hyundai Motor Company System und Verfahren für das Unterstützen des Fahrers beim Fahren eines elektrischen Fahrzeugs in einer umweltfreundlicheren effizienten Weise

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015015697A1 (de) * 2015-12-04 2017-06-08 Audi Ag Verfahren zur Ansteuerung einer elektrischen Maschine für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug
US10525837B2 (en) 2015-12-04 2020-01-07 Audi Ag Method for controlling an electric machine for driving a motor vehicle, and motor vehicle
CN111164880A (zh) * 2017-09-29 2020-05-15 西门子股份公司 高能效的异步电机
CN111164880B (zh) * 2017-09-29 2023-09-05 西门子股份公司 高能效的异步电机

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014213985B4 (de) 2024-03-28
DE102014213985A1 (de) 2016-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016008792A1 (de) Fahrzeug sowie vorrichtungen und verfahren zum steuern eines felderregenden stroms
DE112010005952B4 (de) Fahrunterstützungsvorrichtung
DE19517567B4 (de) Antriebssteuersystem und Verfahren zum Steuern eines Akkumulatorenfahrzeugs
DE102012100232B4 (de) Steuersystem für einen Kraftfahrzeug-Antriebsmotor
DE102016112838A1 (de) Fahrzeugsteuerungsvorrichtung
DE102016112841A1 (de) Fahrzeugsteuerungsvorrichtung
EP2681091A1 (de) Bestimmen von rad- und/oder achsmomentvorgaben in einem kraftfahrzeug
DE102011085347A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer elektrischen Maschine eines Kraftfahrzeugs
DE102010054620A1 (de) Verfahren zur Bestimmung von Bremsmomenten eines Fahrzeugs mit Traktionsbatterie
EP3110651B1 (de) Steuereinrichtung und verfahren zur antriebsschlupfregelung für ein elektrisches antriebssystem
WO2014029548A1 (de) Steuervorrichtung für ein generatorisches bremssystem eines fahrzeugs und verfahren zum betreiben eines generatorischen bremssystems eines fahrzeugs
EP2313300A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines hybridantriebs eines fahrzeuges
DE102012221459A1 (de) Fahrzeugsteuerung
DE102014207065A1 (de) Benutzerdefinierte Rekuperation
EP3541676B1 (de) Verfahren, computer-lesbares medium, system, und fahrzeug umfassend das system zum unterstützen einer energieeffizienten verzögerung des fahrzeugs
DE102012017526A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges
DE102014207068A1 (de) Benutzerdefinierte Rekuperation
WO2021121555A1 (de) Mpc-basierte autonome fahrfunktion eines kraftfahrzeugs
WO2021078391A1 (de) Modelbasierte prädiktive regelung einer elektrischen maschine eines antriebstrangs eines kraftfahrzeugs
DE102012210389A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebsystems mit einem Nebenaggregat
EP2371647A2 (de) Steuerung eines Energierückgewinnungssystems eines Kraftfahrzeugs
DE102018218605A1 (de) Verfahren und Antriebssteuergerät zum Betrieb von zumindest zwei elektrischen Antriebsmaschinen bei einer Laständerung sowie Kraftfahrzeug mit einem Antriebssteuergerät
DE112015006217B4 (de) Elektrofahrzeug-Steuereinrichtung
EP3474436B1 (de) Verfahren und system zum betreiben mindestens einer elektromaschine
DE102019004368A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Fahrzeuggeschwindigkeit

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15742195

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15742195

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1