DE102007023650A1

DE102007023650A1 - Ausgabesteuervorrichtung und -verfahren für eine dynamoelektrische Maschine eines Feldwicklungstyps

Info

Publication number: DE102007023650A1
Application number: DE102007023650A
Authority: DE
Inventors: Norihito Nishio Kimura; Katsunori Kariya Tanaka
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2006-05-23
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2007-12-06
Also published as: US20080186000A1; JP2007318836A; FR2901647A1; KR20070113150A; JP4800839B2; KR100969351B1; US7592785B2

Abstract

Eine Steuervorrichtung (1) zum Steuern eines Erregerstroms (If) einer dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps, die eine Erregerwicklung (220) hat, um eine geforderte Ausgabe davon zu erhalten, weist eine Erregerstrom-Erfassungsschaltung (100), die konfiguriert ist, um den Erregerstrom (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps zu erfassen, eine Drehzahl-Erfassungsschaltung (102), die konfiguriert ist, um eine Drehzahl eines Rotors der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps zu erfassen, eine Ausgabeschätzschaltung (110), die konfiguriert ist, um eine Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps zu schätzen, und eine Erregerstrom-Steuerschaltung (120) auf, die konfiguriert ist, um den Erregerstrom (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps zu korrigieren, um die geforderte Ausgabe zu erhalten und den korrigierten Erregerstrom der Erregerwicklung (220) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps unter Berücksichtigung einer mehrwertigen Funktionalität der Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps hinsichtlich des Erregerstroms (If) zuzuführen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf und nimmt durch Bezugnahme eine am 23. Mai 2006 eingereichte japanische Patentanmeldung Nr. 2006-142841 auf.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ausgabesteuervorrichtung und ein Ausgabesteuerverfahren, die entworfen sind, um eine befohlene mechanische und/oder elektrischen Ausgabe einer dynamoelektrischen Maschine eines Feldwicklungstyps oder eines Induktionsmotors durch Steuern eines Erregerstroms desselben auszugeben, genauer gesagt, auf eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren zum Zuführen eines geeigneten Erregerstroms zu der dynamoelektrischen Maschine eines Feldwicklungstyps oder dem Induktionsmotor, um die geforderte mechanische und/oder elektrische Ausgabe zu erhalten. Die oben erwähnten mechanischen und/oder elektrischen Ausgaben von der dynamoelektrischen Maschine eines Feldwicklungstyps oder eines Induktionsmotors sind z. B. ein Erzeugungsdrehmoment und ein elektrischer Erzeugungsstrom. Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Ausgabesteuervorrichtung und Ausgabesteuerverfahren, die entworfen sind, um eine befohlene mechanische und/oder elektrische Ausgabe durch Steuern eines Erregerstroms einer dynamoelektrischen Maschine eines Feldwicklungstyps oder eines Induktionsmotors zur Verwendung in einem Motorfahrzeug auszugeben.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Fahrzeuge mit Eigenantrieb wurden mit elektrischen Generatoren ausgerüstet, die durch eine Verbrennungsmaschine gedreht und angetrieben werden. Ein solcher elektrischer Generator ist in einem Motorfahrzeug zum Zweck eines Ladens der Batterie, eines Zündens der Maschine, eines Einschaltens der Scheinwerfer oder der Blinker und eines Zuführens eines elektrischen Stroms zu anderen elektrischen Einheiten, die einen elektrischen Strom verbrauchen, (auf die im Folgenden als „elektrische Last" Bezug genommen ist) angebracht. Außerdem sind Hybridfahrzeuge in letzter Zeit bekannt geworden. Bei einem Hybridfahrzeug wird eine Aktivierung des Motorfahrzeugs durch einen elektrischen Motor ausgeführt, und die Verbrennungsmaschine wird zu dem Zweck eines Zuführens eines elektrischen Stroms zu dem Elektromotor getrieben.
Wechselstromgeneratoren waren als solche Generatoren, die in Motorfahrzeuge einzubauen sind, weit bekannt. Alternativ findet nun eine Einführung von dynamoelektrischen Generatoren oder Motoren eines Feldwicklungstyps unter Berücksichtigung der Handhabbarkeit einer Ausgabesteuerung statt.
Ein elektrischer Generator erzeugt bei einer Drehung eines Rotors, der eine Feldspule hat, in einer für einen Stator vorgesehenen Statorspule einen dreiphasigen Wechselstrom. Der dreiphasige Wechselstrom wird durch einen Drei-Phasen-Brückengleichrichter, der aus sechs Dioden gebildet ist, gleichgerichtet und als ein Gleichstrom ausgegeben.
Die erzeugte Spannung des elektrischen Generators ist proportional zu der Drehzahl des Rotors und der Größe des Erregerstroms, der durch die Feldspule fließt. Die Spannung, die zum Laden der Batterie oder zum Zuführen eines elektrischen Stroms zu verschiedenen elektrischen Lasten in dem Motorfahrzeug verwendet wird, muss auf einem gegebenen Pegel gehalten werden. Die elektrischen Generatoren herkömmlicher Technik wurden mit einer Ausgabesteuereinrichtung zum Steuern der Erzeugungsspan nung durch Einstellen des Erregerstroms mit Hilfe eines Reglers, selbst wenn die Erzeugungsspannung durch die Schwankung der Drehzahl des Rotors schwankt, versehen.
Die Ausgabesteuereinrichtung steuert die Ausgabe des elektrischen Generators durch Bewirken der relativen Einschaltdauer des Erregerstroms unter der Pulsbreitenmodulationssteuerung, d. h., Anpassen des Feldstroms, der der Feldwicklung zuzuführen ist. Genauer gesagt wird entsprechend einem Wert eines durch die elektrischen Lasten und die Batterie geforderten elektrischen Stroms ein Zielwert der Generatorausgabe bestimmt, und dann wird ferner gemäß dem Zielwert der Ausgabe des elektrischen Generators ein Zielwert des Feldstroms bestimmt, dem die Bestimmung einer relativen Einschaltdauer des Erregerstroms basierend auf dem Zielwert des Feldstroms folgt. Dann wird eine Ein-Aus-Steuerung der Schaltelemente durchgeführt, um die relative Einschaltdauer des Erregerstroms zu realisieren. Genauer gesagt wird typischerweise die Abweichung zwischen einem erfassten Wert und dem Zielwert der Batteriespannung verwendet, um eine Rückkopplungssteuerung zum Vergrößern/Verringern des Erregerstroms zu bewirken.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Erregerstroms basierend auf einer Steuerung des Erzeugungsdrehmoments wurden kürzlich bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein Erregerstrom gemäß einem Wert des Erregerstroms, der basierend auf einem geforderten Erzeugungsdrehmoment berechnet wurde, gesteuert.
Die offengelegten Japanischen Patente Nr. 2003-074368 und 2003-284257, und das USP Nr. 6,900,618 offenbaren jeweils ein Verfahren zum Steuern eines Erregerstroms unter einer Steuerung des Erzeugungsdrehmoments, bei dem ein Erzeugungsdrehmoment durch Einsetzen eines erfassten Werts des Erregerstroms und eines Erfassungswerts der Drehzahl des Rotors in eine Abbildung, die die Beziehung zwischen mindestens dem Erregerstrom, der Drehzahl des Rotors und dem Erzeugungsdrehmoment anzeigt, berechnet wird. In diesem Verfahren wird das berechnete Erzeugungsdrehmoment des elektrischen Generators zu einer ECU (= Electronic Control Unit = elektronischen Steuereinheit) des Motorfahrzeugs gesendet, um zur Steuerung einer Verbrennungsmaschine verwendet zu werden, oder ein auf die gleiche Art und Weise berechneter elektrischer Erzeugungsstrom wird zur Batteriesteuerung verwendet.
Eine Vorrichtung zum Steuern eines Erregerstroms, die für eine dynamoelektrische Maschine eines Feldwicklungstyps für einen Motorfahrzeug verwendet wird, umfasst: eine Erregerstrom-Erfassungseinheit zum Erfassen eines Erregerstroms der dynamoelektrischen Maschine eines Feldwicklungstyps, um einen Erfassungswert des Erregerstroms auszugeben; eine Drehzahl-Erfassungseinheit zum Erfassen der Drehzahl des Rotors der dynamoelektrischen Maschine eines Feldwicklungstyps, um einen Erfassungswert der Drehzahl auszugeben; eine Stromerzeugungsdrehmoment-Berechnungseinheit zum Schätzen des Erzeugungsdrehmoments basierend auf einer Beziehung der Erfassungswerte des Erregerstroms und der Drehzahl des Rotors und basierend auf dem Erfassungswert des Erregerstroms, um den Erfassungswert eines Erzeugungsdrehmoments auszugeben; und eine Erregerstromsteuereinheit zum Zuführen eines Erregerstroms zu der Feldwicklung, wobei der Erregerstrom einem Erregerstrom-Befehlswert, der basierend auf dem Schätzwert des Erzeugungsdrehmoments berechnet wurde, entspricht.
Die vorhergehende Vorrichtung zum Steuern eines Erregerstroms, die für eine dynamoelektrische Maschine eines Feldwicklungstyps für Motorfahrzeuge verwendet wird, verwendet das vorhergehende Verfahren zum Steuern eines Erregerstroms unter Steuerung des Erzeugungsdrehmoments, wobei bei dem Verfahren auf eine Tabelle oder eine Abbildung, die die Beziehung zwischen dem Erregerstrom, einer Drehzahl des Rotors und dem Erzeugungsdrehmoment anzeigt, Bezug genommen wird. Dieses Verfahren litt jedoch unter einem Problem einer geringen Berechnungsgenauigkeit bei dem bestimmten Erregerstrom, der basierend auf einem Befehlswert des Erzeugungsdrehmoments berechnet wird. Dieses Problem erzeugte ein anderes Problem, das ein nicht kleiner Fehler zwischen dem geforderten Erzeugungsdrehmoment oder dem elektrischen Ausgangsstrom und dem tatsächlich erzeugten Erzeugungsdrehmoment oder dem elektrischen Erzeugungsstrom auftreten kann.
Unterdessen wird ein Vektorsteuerverfahren weit verbreitet als ein Verfahren zum Steuern eines Erzeugungsdrehmoments eines Induktionsmotors verwendet. Bei diesem Vektorsteuerverfahren ist ein Drehmomentserzeugungsmechanismus eines Induktionsmotors als ein Äquivalent zu einem Gleichstrommotor betrachtet. Mit anderen Worten ermöglicht dieses Verfahren eine momentane Steuerung des Erzeugungsdrehmoments basierend auf der Orthogonalität zwischen einer sekundären Flussverkettung und einem Drehmomentskomponentenstrom.
Das USP 5,334,923 (Lorenz et al.) offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum indirekten Steuern eines Erzeugungsdrehmoments einer Induktionsmaschine basierend auf einem Luftspaltfluss. Genauer gesagt führen dieses Verfahren und diese Vorrichtung eine Steuerung eines Raumwinkels, der zwischen einem Motorfluss, wie einem Ankerfluss, und einem Erzeugungsdrehmoment-Befehlsstrom, gebildet ist, durch, um eine Steuerung des Erzeugungsdrehmoments momentan zu bewirken. Genauer gesagt steuern das Verfahren und die Vorrichtung von Lorenz et al. eine Vektorgröße, die aus den Amplituden- und Positionskomponenten eines Motorflusses, wie eines Ankerflusses, zusammengesetzt ist. Gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung von Lorenz et al. wird daher eine Messung der Amplitude und der Position eines Motorflusses, wie eines Ankerflusses, vorgenommen. Der Ankerfluss kann aus dem Luftspaltfluss berechnet werden. Insbesondere kann eine Messung dritter Oberschwingungen des Luftspaltflusses mit hoher Genauigkeit die Amplitude und die Position des Ankerflusses bestimmen. Das USP 5,272,429 (Lipo et al.) offenbart ein Verfahren zum Berechnen dritter Oberschwingungen eines Luftspaltflusses basierend auf einer Statorspannung und einem Statorstrom. Dieses Verfahren berechnet einen Schlupfverstärkungsfehler basierend auf der Amplitude und der Position des Ankerflusses, um den Erregerstrom, der zum Kompensieren des geforderten Erzeugungsdrehmoments angefordert ist, zu korrigieren.
Die Verfahren und Vorrichtungen, die in den vorhergehenden Patendokumenten offenbart sind, sind jedoch unter der Annahme vorgesehen, dass es eine lineare Beziehung zwischen dem Erzeugungsdrehmoment einer Induktionsmaschine und dem Erzeugungsdrehmoment-Befehlsstrom gibt. Dies wirft ein Problem einer Unzulänglichkeit bei der Genauigkeit der Steuerung des Erzeugungsdrehmoments auf, zum Beispiel in einem Fall, bei dem die Linearität aus irgendwelchen Gründen aufgehoben ist. Einer der Faktoren, die die Nichtlinearität verursachen können, ist eine magnetische Sättigung oder sind Hysteresecharakteristika einer Magnetisierungsschaltung, oder sonst die Tatsache, dass ein sich drehendes Bauglied, das durch einen Motor angetrieben wird, ein Trägheitsgewicht hat.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde durch in Betracht ziehen solcher Situationen geschafft, und es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Erregerstromversorgungsvorrichtung und Erregerstromversorgungsverfahren zu schaffen, bei denen ein geeigneter Erregerstrom zum Ausgeben des befohlenen Erzeugungsdrehmoments berechnet und der dynamoelektrischen Maschine eines Feldwicklungstyps oder dem Induktionsmotor zugeführt wird, insbesondere zur Verwendung in einem Motorfahrzeug.
Gemäß einem Hauptmerkmal der Erfindung umfasst die Erregerstromversorgungsvorrichtung zur Verwendung in der dynamoelektrischen Maschine eines Feldwicklungstyps eine Erregerstrom-Erfassungsschaltung, eine Drehzahl-Erfassungsschaltung, eine Erzeugungsdrehmoment-Berechnungsschaltung, und eine Erregerstrom-Steuerschaltung. Die Erregerstrom-Erfassungsschaltung ist entworfen, einen Erregerstrom einer Flusswicklung der dynamoelektrischen Maschine eines Feldwicklungstyps zu messen, um das Resultat der Messung als einen erfassten Erregerstromwert davon auszugeben. Die Drehzahl-Erfassungsschaltung ist entworfen, die Drehzahl des Rotors der dynamoelektrischen Maschine eines Feldwicklungstyps zu erfassen, um das Resultat der Erfassung als eine erfasste Drehzahl auszugeben. Die Erzeugungsdrehmoment-Berechnungsschaltung ist entworfen, das Ausgabeerzeugungsdrehmoment der dynamoelektrischen Maschine unter Bezugnahme auf die vorbestimmte Tabelle, die eine Beziehung zwischen mindestens dem erfassten Wert des Erregerstroms, dem erfassten Wert der Drehzahl und dem Ausgabeerzeugungsdrehmoment enthält, zu schätzen, um das Resultat der Schätzung als einen geschätzten Wert des Erzeugungsdrehmoments auszugeben.
Der für einen Befehlswert des Erzeugungsdrehmoments geeignete Erregerstrom kann ferner in der Erzeugungsdrehmoment-Berechnungsschaltung berechnet werden. Die Erregerstrom-Steuerschaltung ist entworfen, den in der Erzeugungsdrehmoment-Berechnungsschaltung berechneten Erregerstrom zu der dynamoelektrischen Maschine eines Feldwicklungstyps zuzuführen, um das Befehlsgeneratordrehmoment zu erhalten. Bei der wie im Vorhergehenden beschrieben entworfenen und aufgebauten Erregerstromsteuerungs- und -versorgungsvorrichtung, ist es bevorzugt, dass die Erzeugungsdrehmoment-Berechnungsschaltung das Ausgabeerzeugungsdrehmoment der dynamoelektrischen Maschine aus mindestens dem erfassten Wert des Erregerstroms und dem erfassten Wert der Umdrehungszahl berechnen kann, wobei eine mehrwertige Abhängigkeit des Ausgabeerzeugungsdrehmoments von dem Erregerstrom betrachtet wird.
Es ist daher möglich, dass die Erzeugungsdrehmoment-Berechnungsschaltung die Genauigkeit des Ausgabeerzeugungsdrehmoments der dynamoelektrischen Maschine durch Steuern des Erregerstroms verbessert, mit anderen Worten, einen Fehler bei der Schätzung des Ausgabeerzeugungsdrehmoments durch Kompensieren eines Fehlers in dem Erregerstrom reduzieren kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen offensichtlicher. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm, das eine Anordnung einer Erregerstromsteuervorrichtung zur Verwendung in der dynamoelektrischen Maschine eines Feldwicklungstyps gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 eine grafische Darstellung von Magnetisierungskurven, die eine Beziehung zwischen einem Erregerstrom eines Eisenkerns, der ein in der Feldwicklungsschaltung umfasstes Bauglied ist, und einer magnetischen Flussverkettung einer Ankerwicklung zeigt;
3 ein Flussdiagramm, das eine Betriebsprozedur der Erzeugungsdrehmomentsteuervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
4 ein Beispiel einer Berechnung eines korrigierten Werts des Erregerstroms;
5 ein Blockdiagramm, das eine Anordnung einer Erregerstromsteuervorrichtung zur Verwendung bei der dynamoelektrischen Maschine eines Feldwicklungstyps gemäß der Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt;
6 ein Flussdiagramm, das einen Wiederhesrellungsbetrieb des Betriebspunkts der Magnetisierungskurven, die eine Beziehung zwischen einem Erregerstrom eines Eisenkerns und einer magnetischen Flussverkettung einer Ankerwicklung zeigen, darstellt;
7 eine Darstellung einer detaillierten Anordnung einer Umdrehungszahl-Erfassungsschaltung gemäß dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 eine Darstellung einer detaillierten Anordnung einer Erregerstrom-Erfassungsschaltung gemäß dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 eine Darstellung einer detaillierten Anordnung einer Erregerstrom-Steuerschaltung gemäß dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
10 Blockdiagramme, die eine Anordnung einer Erzeugungsdrehmoment-Berechnungsschaltung gemäß der in 1 gezeigten vorliegenden Erfindung darstellen;
11 andere Blockdiagramme, die eine Anordnung einer Erzeugungsdrehmoment-Berechnungsschaltung gemäß dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen;
12 ein Blockdiagramm, das eine Anordnung einer Erregerstromsteuervorrichtung zur Verwendung in der dynamoelektrischen Maschine eines Feldwicklungstyps gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
13 Blockdiagramme, die eine Anordnung einer Erzeugungsdrehmoment-Berechnungsschaltung gemäß dem in 12 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen;
14 ein Flussdiagramm, das eine Betriebsprozedur der Erregerstromsteuervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
15 ein Blockdiagramm, das eine Anordnung einer Erregerstromsteuervorrichtung zur Verwendung in der dynamoelektrischen Maschine eines Feldwicklungstyps gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
16 ein Flussdiagramm, das eine Betriebsprozedur der Erregerstromsteuervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun im Folgenden unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnungen beschrieben.
Die vorliegende Erfindung ist auf alle dynamoelektrischen Maschinen eines Feldwicklungstyps anwendbar. Zum Zweck der vorliegenden Offenbarung ist jedoch eine dreiphasige dynamoelektrische Maschine eines Feldwicklungstyps beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 1 bis 11 ist im Folgenden eine Beschreibung einer Ausgabesteuervorrichtung für eine dynamoelektrische Maschine eines Feldwicklungstyps, insbesondere zur Verwendung in einem Motorfahrzeug gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, angegeben.
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Ausgabesteuersystem einer dynamoelektrischen Maschine eines Feldwicklungstyps zur Verwendung in einem Motorfahrzeug darstellt.
Eine Ausgabesteuervorrichtung 1, insbesondere zur Verwendung in einem Motorfahrzeug, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung (auf die als eine Erregerstromsteuervorrichtung in der vorliegenden Erfindung Bezug genommen) ist mit einem Wechselstromgenerator 2, insbesondere zur Verwendung in einem Motorfahrzeug, (auf den als eine dynamoelektrische Maschine eines Feldwicklungstyps zur Verwendung in einem Motorfahrzeug in der vorliegenden Erfindung Bezug genommen ist), und einer Maschinensteuervorrichtung 3 verbunden. Weiterhin ist der Wechselstromgenerator 2 mit einer Batterie 4 verbunden, und die Maschinensteuervorrichtung 3 ist mit einer Stromverwaltungs-ECU 5 verbunden. Die Maschinensteuervorrichtung 3 bestimmt durch eine Kommunikation mit der Stromverwaltungs-ECU 5 oder dergleichen einen Drehmoment-Befehlswert und sendet denselben zu der Stromerzeugungssteuervorrichtung zur Verwendung in einem Motorfahrzeug 1.
Die Stromerzeugungssteuervorrichtung zur Verwendung in einem Motorfahrzeug 1 führt einen Erzeugungsstrom, den dieselbe erzeugt hat, der Batterie 4 zu und empfängt den Drehmoment-Befehlswert von der Maschinensteuervorrichtung 3. Ferner erfasst dieselbe einen Erregerstrom, eine Drehzahl und eine Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators zur Verwendung in einem Motorfahrzeug 2. Die Stromerzeugungssteuervorrichtung zur Verwendung in einem Motorfahrzeug 1 hat eine Funktion zum Steuern der Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators zur Verwendung in einem Motorfahrzeug 2 zu einem vorbestimmten Anpassungsspannungssollwert (d. h., 14 V) und Steuern eines Erzeugungsdrehmoments des Wechselstromgenerators zur Verwendung in einem Motorfahrzeug 2 zu dem Drehmoment-Befehlswert aus der Maschinensteuervorrichtung 3. Genauer gesagt führt die Stromerzeugungssteuervorrichtung zur Verwendung in einem Motorfahrzeug 1 ferner eine Berechnung eines Erzeugungsdrehmoment-Schätzwertes und eine Berechnung eines Erzeugungsstroms aus und steuert die Größe eines Erregerstroms, der zu einer Feldspule 220 befördert werden soll, basierend auf dem berechneten Drehmoment-Schätzwert und dem empfangenen Drehmoment-Befehlswert.
Der Wechselstromgenerator zur Verwendung in einem Motorfahrzeug 2 umfasst eine Drei-Phasen-Ankerspule 200, einen Drei-Phasen-Vollwellengleichrichter 210 und die Feldspule 220.
Ein induziertes Wechselstromausgangssignal wird dem Drei-Phasen-Vollwellengleichrichter 210 zugeführt. Der Gleichrichter 210 ist eine Vollwellengleichrichterschaltung, die ein Wechselstromausgangssignal der Ankerspule 200 in ein Gleichstromausgangssignal gleichrichtet. Die Feldspule 220 erzeugt durch einen fließenden Erregerstrom ein Feld für den Zweck eines Erzeugens eines magnetischen Verkettungsflusses zum Induzieren einer Spannung in der Ankerspule 200.
Die Maschinensteuervorrichtung 3 berechnet einen Erregerstrom-Befehlswert für den Erregerstrom des Wechselstromgenerators zur Verwendung in einem Motorfahr zeug 2 basierend auf dem Drehmoment-Schätzwert, der aus einem Drehmomentsteuerabschnitt 110 durch einen Kommunikationsabschnitt 160 eingegeben wird, und einer Batteriespannung (oder ein Batterie-SOC kann auch akzeptabel sein), die aus der Stromverwaltungs-ECU 5 eingegeben wird.
Die Basis der Berechnung des Erregerstrom-Befehlswerts wird als eine bekannte Rückkopplungssteuerung zum Vergrößern und Verringern eines Erregerstroms If ausgeführt, um einen Unterschied zwischen dem durch die Maschinensteuervorrichtung 3 berechneten Drehmoment-Befehlswert und dem empfangenen Drehmoment-Schätzwert zu beseitigen. Natürlich wird auch eine Größe der Batteriespannung und eines Erzeugungsstroms zur Berechnung des Drehmoment-Befehlswertes in Betracht gezogen. Dies macht ein Verringern des Erregerstrom-Befehlswerts möglich, wenn die Batteriespannung hoch ist, und eine Vergrößerung des Erregerstrom-Befehlswerts möglich, wenn die Batteriespannung niedrig ist. Es gibt verschiedene Variationen bei der Erregerstromrückkopplungssteuerung selbst, die den Drehmoment-Schätzwert verwenden.
Die Stromerzeugungssteuervorrichtung zur Verwendung in einem Motorfahrzeug 1 umfasst einen Erregerstrom-Erfassungsabschnitt 100, einen Drehzahl-Erfassungsabschnitt 102, einen Ausgangsspannungs-Erfassungsabschnitt 104, einen Erzeugungsdrehmoment-Steuerabschnitt 110, einen Erregerstrom-Steuerabschnitt 120, einen Leistungstransistor 130, eine Freilaufdiode 140, Widerstandselemente 151 bis 153, einen Kommunikationsabschnitt 160 und eine Stromschaltung 170.
Der Erregerstrom-Erfassungsabschnitt 100 erfasst einen Erregerstrom, der in der Feldspule 220 fließt, basierend auf einem Spannungsabfall des Widerstandselements zur Stromerfassung 151, der zwischen Masse und einem Source-Anschluss des durch einen N-Kanal-MOSFET konfigurierten Leistungstransistors 130 geschaltet ist, und gibt denselben als einen Erregerstromerfassungswert aus.
7 ist eine Darstellung einer Erregerstrom-Erfassungsschaltung 1000 des Erregerstrom-Erfassungsabschnittes 100. Wie in 7 gezeigt ist, umfasst die Erregerstrom- Erfassungsschaltung 1000 eine Berechnungsverstärkungsschaltung 1001, Widerstände 1002 und 1003 und eine A/D-Wandelschaltung 1004. Einen Verstärker, der einen Verstärkungsfaktor hat, der durch die zwei Widerstände 1002 und 10003 bestimmt ist, ist durch die Berechnungsverstärkungsschaltung 1001 und die zwei Widerstände 1002 und 1003 konfiguriert. Der Verstärker verstärkt eine Eingangsspannung, die einen Wert hat, der einem Erregerstrom entspricht, und gibt die verstärkte Spannung aus. Die A/D-Wandelschaltung 1004 empfängt ein Ausgangssignal aus dem Verstärker an einem Eingangsanschluss und ein Ansteuersignal, das nicht gezeigt ist, an einem Taktgeberanschluss (engl.: Clock Terminal; CL) in einer negativen Logik, empfängt die Ausgangsspannung des Verstärkers wie im Vorhergehenden beschrieben zu einem Zeitpunkt, wenn das Ansteuersignal von einem hohen Pegel zu einem niedrigen Pegel wechselt, und wandelt dieselbe in digitale Daten, die Informationen über den Erregerstromwert enthalten, um. Die digitalen Daten werden zu dem Erzeugungsdrehmoment-Steuerabschnitt 110 ausgegeben.
Der Drehzahl-Erfassungsabschnitt 102 erfasst die Drehzahl basierend auf einer Frequenz einer einphasigen Spannung der Ankerspule 200. Eine Phasenspannung Vp der Ankerspule 200 nimmt eine Wellenform mit einer relativen Einschaltdauer von 50% an, und die Frequenz ist proportional zu der Drehzahl des Wechselstromgenerators zur Verwendung in einem Motorfahrzeug 2. Demgemäß zählt der Drehzahl-Erfassungsabschnitt 102 nach einem Binärisieren der Phasenspannung Vp die Zahl von Pulsen pro Einheitsstunde und gibt sie als den Drehzahl-Erfassungswert zu dem Erzeugungsdrehmoment- und Erzeugungsstromberechnungsabschnitt 110 aus.
Der Drehzahl-Erfassungsabschnitt 102 kann konfiguriert sein, um nicht nur die Drehzahl, sondern auch eine zeitvariable Komponente der Drehzahl, d. h. die Drehbeschleunigung, zu berechnen.
8 ist eine Darstellung einer Drehzahl-Erfassungsschaltung 1020, die den Drehzahl-Erfassungsabschnitt konfiguriert. Wie in 8 gezeigt ist, umfasst die Dreh zahl-Erfassungsschaltung 1020 einen Transistor 1021, eine Diode 1022, Kondensatoren 1023 und 1024, Widerstände 1025 bis 1029 und eine A/D-Wandelschaltung 1030.
Jede der Phasenspannungen der Ankerspule 200 wird durch eine Teilungsschaltung, die durch die Widerstände 1025, 1026 konfiguriert ist, geteilt und an die Basis des Transistors 1021 angelegt. Eine Wellenformgleichrichterschaltung ist durch den Transistor 1021 und den Widerstand 1027, der mit der Kollektorseite desselben verbunden ist, konfiguriert. Ein Signal, das durch ein Gestalten der Phasenspannungswellenform gebildet wird, wird von dem Kollektor des Transistors 1021 ausgegeben. Das Ausgangssignal wird zu einer Differenziationsschaltung, die durch den Kondensator 1023 und den Widerstand 1028 konfiguriert ist, eingegeben, und das differenzierte Ausgangssignal wird durch die Diode 1022 gleichgerichtet. Als Nächstes wird dasselbe in eine Ladungs- und Entladungsschaltung, die durch den Kondensator 1024 und den Widerstand 1029 konfiguriert ist, eingegeben. Diese Konfigurationen machen ein Erzeugen einer Spannung, die zu der Frequenz der Phasenspannung der Ankerspule 200 proportional ist, und ein Eingeben derselben in die der A/D-Wandelschaltung 1030 möglich. Die A/D-Wandelschaltung 1030 wandelt die Eingangsspannung in digitale Daten um. Die digitalen Daten werden zu dem Erzeugungsdrehmoment- und Erzeugungsstrom-Berechnungsabschnitt 110 ausgegeben.
Der Ausgangsspannungs-Erfassungsabschnitt 104 wandelt die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators zur Verwendung in einem Motorfahrzeug 2, die basierend auf einer Teilspannung der Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators zur Verwendung in einem Moorfahrzeug 2, die durch eine durch die Widerstandselemente 152, 153 konfigurierte Widerstandsteilungsschaltung geteilt wird, erfasst wird, in ein digitales Signal um und gibt dasselbe zu dem Erzeugungsdrehmoment-Berechnungsabschnitt 110 als einen Ausgangsspannungs-Erfassungswert aus.
Der Ausgangsspannungs-Erfassungsabschnitt 104 kann ein Voltmeter sein, das fähig its, das Resultat als ein digitales Signal auszugeben, oder kann eine Kombination eines analogen Voltmeters und eines A/D-Wandlers sein.
Wie in 9A gezeigt ist, umfasst der Erzeugungsdrehmoment-Steuerabschnitt 110 einen Erregerstrom-Korrekturabschnitt 110a, einen Erzeugungsdrehmoment-Berechnungsabschnitt 110b und einen Bewegungspunkt-Wiederherstellungsbetriebsabschnitt 110c. Der Erregerstrom-Korrekturabschnitt 110a hat eine Erregerstrom-Korrekturfunktion, der Erzeugungsdrehmoment-Berechnungsabschnitt 110b hat eine Erzeugungsdrehmoment-Schätzfunktion und der Bewegungspunkt-Wiederherstellungsbetriebsabschnitt 110c hat eine Bewegungspunkt-Wiederherstellungsbetriebsfunktion, die später zu beschreiben ist. Der Erregerstrom-Korrekturabschnitt 110a umfasst eine Drehmomentabbildung.
Wie in 10 gezeigt ist, ist der Erzeugungsdrehmoment-Steuerabschnitt 110 durch mindestens eine CPU 1101 und einen Speicher 1102 konfiguriert. Zusätzlich zu der Drehmomentabbildung, die die Beziehung eines Erregerstroms, einer Drehzahl und einer Ausgangsspannung hinsichtlich eines Erzeugungsdrehmoments zeigt, speichert der Speicher 1102 ein Computerprogramm, das eine Erregerstrom-Korrekturfunktion liefert, ein Computerprogramm, das eine Erzeugungsdrehmoment-Schätzfunktion liefert und ein Programm, das einen Bewegungspunkt-Wiederherstellungsbetrieb ausführt.
Bei einem Beispiel korrigiert eine Korrektur eines Erregerstroms den Erregerstromerfassungswert, der durch den Erregerstrom-Erfassungsabschnitt 100 erfasst wird, und berechnet einen korrigierten Erregerstromwert, der als ein Eingabeparameter zur Erzeugungsdrehmoment- und Erzeugungsstromberechnung zu verwenden ist. Alternativ können eine Korrektur eines Erregerstroms und eine Erzeugungsdrehmomentberechnung integriert verarbeitet werden.
Eine Berechnung des korrigierten Erregerstromwerts ist eine Berechnung zum Korrigieren eines Drehmoment-Schätzfehlers, der durch Hysteresecharakteristika eines magnetischen Materials, das eine magnetische Schaltung der Feldspule 220 konfiguriert, verursacht wird. Die Berechnung wird zu dem eingegebenen Erregerstromerfassungswert ausgeführt, um den korrigierten Erregerstromwert zu bestimmen, und der korri gierte Erregerstromwert wird durch den Erzeugungsdrehmoment-Steuerabschnitt 110 verwendet, um den Drehmoment-Schätzwert zu bestimmen.
Bei einer Erzeugungsdrehmomentschätzung wird ein Drehmoment-Schätzwert basierend auf zum Beispiel dem korrigierten Erregerstromwert, dem Drehzahl-Erfassungswert und dem Ausgangsspannungs-Erfassungswert berechnet. Zum Beispiel speichert der Erzeugungsdrehmoment-Steuerabschnitt 110 die Drehmomentabbildungen, die die Beziehung eines Erregerstroms, einer Drehzahl und einer Ausgangsspannung hinsichtlich eines Erzeugungsdrehmoments im Voraus zeigen, und berechnet den Drehmoment-Schätzwert durch Einsetzen des korrigierten Erregerstromwerts und des Drehzahl-Erfassungswerts in die Abbildungen.
Der Erregerstrom-Steuerabschnitt 120 steuert intermittierend den erregerstromangesteuerten Transistor 130 gemäß dem Erregerstrom-Befehlswert, der von der Maschinensteuervorrichtung 3 über den Kommunikationsabschnitt 160 empfangen wird.
9 stellt eine Erregerstrom-Steuerschaltung 1200, die den Erregerstrom-Steuerabschnitt konfiguriert, dar. Wie in 10 gezeigt ist, umfasst der Erregerstrom-Steuerabschnitt 1200 einen Widerstand 1201, einen Kondensator 1202, eine Sägezahnwellenform-Erzeugungsschaltung 1203, einen Spannungsvergleicher 1204 und eine UND-Schaltung 1205. Eine Glättungsschaltung ist durch den Widerstand 1201 und den Kondensator 1202 konfiguriert. Das Signal, das aus dem Kommunikationsabschnitt 160 ausgegeben wird, wird in einen Plusanschluss des Spannungsvergleichers 1204 eingegeben. Ein Sägezahnwellenformsignal, das aus der Sägezahnwellenform-Erzeugungsschaltung 1203 ausgegeben wird, wird in einen Minusanschluss des Spannungsvergleichers 1204 eingegeben. Der Spannungsvergleicher 1204 vergleicht ein geglättetes Eingangssignal, das in den Plusanschluss eingegeben wird, und das Sägezahnwellenformsignal, das in den Minusanschluss eingegeben wird, und gibt dadurch ein PWM-Signal, das eine entsprechende relative Einschaltdauer hat, zu der UND-Schaltung 1205 aus.
Unterdessen wird der Ausgangsspannungswechselstrom des Generators zur Verwendung in einem Motorfahrzeug 2, der basierend auf der geteilten Spannung des Ausgangsspannungswechselstroms des Generators zur Verwendung in einem Motorfahrzeug 2, die durch die durch die Widerstandselemente 152, 153 konfigurierte Widerstandsteilungsschaltung geteilt wird, erfasst wird, in eine geeignete Betriebsspannung in der Stromschaltung 170 umgewandelt und in die Erregerstrom-Steuerschaltung 120 eingegeben. Als Nächstes wird dieselbe in die UND-Schaltung 1205 eingegeben.
Die UND-Schaltung 1205 empfängt das PWM-Signal und die Betriebsspannung von der Stromschaltung 1206. Als Nächstes gibt dieselbe ein Ansteuersignal, das zu einem logischen UND derselben äquivalent ist, zu dem Leistungstransistor 130 aus.
Der Leistungstransistor 130 ist mit der Feldspule 220 in Reihe geschaltet und lässt einen Erregerstrom zu der Feldspule 220 fließen, wenn sich derselbe in einem EIN-Zustand befindet. Der Widerstand 151, der zu einem Erfassungswiderstand zum Erfassen eines Erregerstroms äquivalent ist, ist mit einer Source-Seite des Leistungstransistors 130 verbunden. Ein Erregerstrom wird durch den Erregerstrom-Erfassungsabschnitt 100 basierend auf einer Anschlussspannung des Widerstands 151, die erzeugt wird, wenn ein Erregerstrom in die Feldspule 220 zwischen der Source und der Drain des Leistungstransistors 130 und über den Widerstand 151 fließt, erfasst.
Die Freilaufdiode 140, die mit der Feldspule 220 parallel geschaltet ist, lässt einen Erregerstrom zurückfließen, wenn der Leistungstransistor 130 im AUS-Zustand ist.
Der Kommunikationsabschnitt 160 sendet den Drehmoment-Schätzwert, der durch den Erzeugungsdrehmoment-Berechnungsabschnitt 110 erhalten wird, zu der Maschinensteuervorrichtung 3, und sendet den Erregerstrom-Befehlswert, der durch die Maschinensteuervorrichtung 3 erhalten wird, zu dem Erregerstrom-Steuerabschnitt 120. Es ist unnötig, zu erwähnen, dass der Kommunikationsabschnitt 160 ein Kommunikationsprotokoll zum Senden und Empfangen dieser Daten hat und in ein für einen Datenempfang an dem Ziel geeignetes Datenformat umwandelt.
(Spezifisches Beispiel 1 einer Korrektur eines Erregerstroms)
Das spezifische Beispiel 1 einer Korrektur eines Erregerstroms ist im Folgenden unter Bezugnahme auf 2 erklärt.
Die Korrektur eines Erregerstroms korrigiert im Wesentlichen einen Fehler ΔIF = Ifm – If zwischen dem Erregerstromerfassungswert If und einem Speichererzeugungserregerstrom Ifm, der beim Erzeugen der im Vorhergehenden beschriebenen Drehmomentabbildung und einer Erzeugungsstromabbildung verwendet wurde. Der Fehler ΔIf wird auf Grund von Hysteresecharakteristika eines magnetischen Materials erzeugt, das eine magnetische Schaltung konfiguriert, in der ein Feldfluss fließt. Eine Erzeugung des Fehlers ΔIf, der durch Hysteresecharakteristika verursacht ist, wird im Folgenden erklärt.
2 ist eine Darstellung eines Erregerstroms und einer Menge eines magnetischen Flusses einer Ankerspulenverkettung (auf den ferner als ein magnetischer Fluss einer Statorspulenverkettung Bezug genommen ist) Φ. Wie gut bekannt ist, ist die Menge eines magnetischen Flusses einer Ankerspulenverkettung proportional zu einer Nicht-Last-Spannung Eo der Ankerspule. 2 zeigt lediglich den ersten Quadranten. L0 stellt eine charakteristische Linie einer Anfangsmagnetisierung (auf die ferner als eine Anfangsanstiegskurve Bezug genommen ist) dar, L1 stellt eine charakteristische Linie bei einem Abfallen von dem magnetischen Sättigungszustand (auf die als eine charakteristische Sättigungs- und Abnahmelinie Bezug genommen ist) dar, und L2 stellt eine charakteristische Linie bei dem Fall, bei dem eine Erregung von einem Punkt, an dem ein Erregungs-0-Zustand von L1 erreicht ist (der Zustand der maximalen Restmagnetisierung), ausgeführt wird, dar. Φrmax ist die maximale Menge eines magnetischen Restflusses.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird bei der Auslieferung eine große Menge Strom zu der Feldspule 220 befördert, um eine magnetische Feldschaltung vor einer Auslieferung magnetisch zu sättigen. Auch danach wird ein Strom zu dem Transistor 130 mit einer relativen Einschaltdauer von 100% mit einer bevorzugten zeitlichen Steuerung mindestens für mehrere Sekunden (für eine bestimmte Zeitkonstante oder mehr) befördert, um die magnetische Feldschaltung regelmäßig zu im Wesentlichen einem magnetischen Sättigungszustand wiederherzustellen. Es wird bevorzugt, dass die zwingende Operation der magnetischen Sättigung unmittelbar nachdem die Maschine startet oder wenn ein Laststrom groß ist, ausgeführt wird. Ferner wird dieselbe bevorzugt in einem Zustand ausgeführt, bei dem die Batteriespannung niedrig und der SOC der Batterie klein ist, um eine Zunahme eines Erzeugungsstroms, die durch eine Zunahme des Erregerstromwerts If bewirkt ist, zu absorbieren. Ferner wird bevorzugt, dass dieselbe in einem Zustand ausgeführt wird, bei dem die Maschinendrehzahl niedrig ist, da eine Zunahme eines Erzeugungsstroms kleiner ist. Diese Anordnung ermöglicht dem Bewegungspunkt in dem Nichterregungszustand in dem Eisenkern der magnetischen Feldschaltung, wie in 2 gezeigt ist, zu dem Koordinatenpunkt A (If = 0, Φrmax) zurückzukehren. Diese Bewegungspunkt-Wiederherstellungsoperation ist im Folgenden unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Die Wiederherstellungserregung, die in einer geeigneten Betriebsumgebung ausgeführt wird oder regelmäßig ausgeführt wird, ermöglicht es, dass die Charakteristika der magnetischen Feldschaltung, wenn ein Strom anschließend abnimmt, zu der charakteristischen Line L1 zurückkehren. Als ein Resultat davon wird der Fehler ΔIf, wenn die Drehmomentabbildung (auf die im Folgenden als eine zweite Abbildung Bezug genommen ist), die auf der Basis der Beziehung der charakteristischen Linie L1 erzeugt wurde, im Voraus gespeichert wurde, nicht unter Verwendung der zweiten Abbildung erzeugt, wenn der Erregerstrom If von dem Erregerstrom Ifmax monoton abnimmt. Weiterhin wird der Fehler ΔIf, wenn die Drehmomentabbildung und die Erzeugungsstromabbildung, die auf der Basis der Beziehung der charakteristischen Line L2 (auf die im Folgenden als eine erste Abbildung Bezug genommen ist) erzeugt wurden, im Voraus gespeichert wurden, bei dem Fall, bei dem ein Erregerstrom von dem Erregerstrom If = 0 monoton zunimmt, nicht erzeugt.
Es sei bemerkt, dass zur Datensammlung zum Erzeugen dieser Abbildungen, eine Abbildung bei einer Umgebungstemperatur nahe der Temperatur in dem Maschinenraum, zum Beispiel einer Umgebungstemperatur von 90°C, erzeugt wird.
Im Folgenden sind Details einer Korrektur eines Erregerstroms durch ein Klassifizieren der Bewegungspunkte der dynamoelektrischen Maschine in 2 für drei Fälle erklärt.
(Fall 1)
Auf Grund einer Wiederherstellung des im Vorhergehenden beschriebenen Koordinatenpunkts A, nachdem eine Stromerzeugung gestartet hat, steigt der Bewegungspunkt von dem Koordinatenpunkt A entlang der charakteristischen Linie L2. Gemäß dem gemessenen Resultat nähert sich die charakteristische Linie L2 der charakteristischen Anfangsmagnetisierungslinie L0, während ein Erregerstrom If zunimmt. Wenn der Wert einem bestimmten Erregerstromwert IfH oder mehr gleicht, wird die Linie als im Wesentlichen die charakteristische Anfangsmagnetisierungslinie betrachtet, und so wird kein bedeutender Fehler erzeugt.
Mit anderen Worten, während eines Betriebs startet der Erregerstrom If von dem Koordinatenpunkt A monoton zuzunehmen, und wenn derselbe den Erregerstromwert IfH überschreitet, kann die charakteristische Linie L2 als mit der charakteristischen Linie L0 identisch betrachtet werden. Demgemäß kann, wenn der Erregerstrom If dem Erregerstrom IfH oder mehr gleicht, damit gerechnet werden, dass kein Fehler, der durch eine Drehmomentschätzung und eine Erzeugungsstromschätzung unter Verwendung der ersten Abbildung basierend auf der charakteristischen Linie L2 verursacht wird, erzeugt wird.
Mit anderen Worten wird die charakteristische Linie L2 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als der Speichererzeugungserregerstrom Ifm verwendet, um beim Erzeugen der im Vorhergehenden beschriebenen ersten Abbildung verwendet zu wer den. Bei dem Betriebszustand von Fall 1 (wenn der Erregerstrom von If = 0 monoton zunimmt), und nachdem der Erregerstromwert IfH oder mehr geworden ist, wird ein Drehmoment-Schätzfehler unter Verwendung der ersten Abbildung auf der Basis der charakteristischen Linie L2 berechnet. Diese Anordnung kann den Fehler beträchtlich reduzieren.
(Fall 2)
Als Nächstes, wenn der Erregerstrom If von dem Zustand abnimmt, bei dem zu sehen ist, dass ein Erregerstrom If = einem Erregerstrom Ifmax ist, nimmt die Menge des magnetisches Flusses Φ der Ankerspulenverkettung entlang der charakteristischen Linie L1 ab. Zusätzlich nimmt der Erregerstromwert If bei dem Fall, bei dem der Erregerstrom If von dem Zustand abnimmt, bei dem IfH zu Ifmax ist, entlang der charakteristischen Linie L3 ab, und wenn der Wert einem bestimmten Erregerstromwert IfL gleicht oder kleiner ist, wird er als die wesentliche charakteristische Line L1 betrachtet, und daher wird kein bedeutender Fehler erzeugt.
Mit anderen Worten, ist während eines Betriebs bei dem Fall, bei dem der Erregerstrom If von dem Zustand, bei dem der Erregerstromwert IfH zu Ifmax ist, monoton abnimmt, wenn der Wert kleiner als der Erregerstromwert IfL ist, zu sehen, dass die charakteristische Linie L3 zu der charakteristischen Linie L1 identisch ist. Demgemäß kann, wenn der Erregerstrom If dem Erregerstrom IfL gleicht oder kleiner ist, damit gerechnet werden, dass kein Fehler, der durch eine Drehmomentschätzung unter Verwendung der zweiten Abbildung auf der Basis der charakteristischen Linie L1 oder der charakteristischen Linie L3 verursacht wird, erzeugt wird.
Mit anderen Worten wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die charakteristische Linie L1 als der Speichererzeugungserregerstrom Ifm verwendet, um beim Erzeugen der im Vorhergehenden beschriebenen ersten Abbildung verwendet zu werden, und bei dem Betriebszustand von Fall 2 (wenn der Erregerstrom von If = Ifmax monoton abnimmt), oder bei dem Fall, bei dem der Erregerstrom If von IfH zu Ifmax zu klei ner als IfL monoton abnimmt, wird ein Drehmoment-Schätzfehler unter Verwendung der zweiten Abbildung auf der Basis der charakteristischen Linie L1 berechnet. Diese Anordnung kann den Fehler beträchtlich reduzieren.
(Fall 3)
In einem anderen Betriebszustand als bei dem im Vorhergehenden beschriebenen Fall 1 oder Fall 2 (bei dem Fall von Fall 3) existiert der Bewegungspunkt in einem Diagonallinienbereich, der in 2 gezeigt ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Erregerstromerfassungswerte If, die erfasst wurden, in die im Vorhergehenden beschriebene erste bzw. zweite Abbildung eingesetzt, um den ersten Drehmoment-Schätzwert und den Erzeugungsstrom-Schätzwert und den zweiten Drehmoment-Schätzwert zu bestimmen. Als Nächstes wird der Durchschnitt derselben berechnet, um den Durchschnittswert der Drehmoment-Schätzwerte zu bestimmen. Diese Anordnung kann einen Hysteresefehler bei einer Erzeugungsdrehmomentschätzung reduzieren.
(Spezifisches Beispiel 2 einer Korrektur eines Erregerstroms)
Ein spezifisches Beispiel 2 einer Korrektur eines Erregerstroms ist erklärt. In dem spezifischen Beispiel 2 wurden die charakteristischen Linien L2 und L3 im Voraus gespeichert. Bei dem Fall 3 wird eine Drehmomentschätzung durch Bestimmen von zwei Mengen eines magnetischen Flusses Φ einer Ankerspulenverkettung durch Einsetzen des Erregerstromerfassungswertes If in die charakteristischen Linien L2 und L3, durch Einsetzen der durchschnittlichen Werte eines magnetischen Flusses derselben in die charakteristische Linie L2, um den korrigierten Erregerstromwert zu bestimmen, und durch Einsetzen des korrigierten Erregerstromwerts in die im Vorhergehenden beschriebene erste Abbildung ausgeführt. Es sei bemerkt, dass eine Drehmomentschätzung durch Einsetzen des im Vorhergehenden beschriebenen durchschnittlichen Wertes des magnetischen Flusses in die charakteristische Linie L3, um den korrigierten Erregerstromwert zu bestimmen, und durch Einsetzen des korrigierten Erregerstromwerts in die im Vorhergehenden beschriebene zweite Abbildung ausgeführt werden kann.
(Spezifisches Beispiel 3 einer Korrektur eines Erregerstroms)
Ein spezifisches Beispiel 3 einer Korrektur eines Erregerstroms ist erklärt. Ob der unmittelbar vorausgehende Erregerstrom bei dem im Vorhergehenden beschriebenen spezifischen Beispiel 2 dazu tendiert, zuzunehmen oder abzunehmen, wurde bei dem spezifischen Beispiel 3 basierend auf der Geschichte des unmittelbar vorausgehenden Erregerstromerfassungswertes bestimmt.
Als Nächstes wird, wenn derselbe dazu tendiert, zuzunehmen, im Fall 3 eine Drehmomentschätzung durch Bestimmen von zwei Mengen eines magnetischen Flusses Φ einer Ankerspulenverkettung durch Einsetzen des Erregerstromerfassungswertes If in die charakteristische Linie L2 und L3, Bestimmen des korrigierten Erregerstromwerts durch Einsetzen eines durch Subtrahieren eines vorbestimmten Wertes ΔΦ von dem durchschnittlichen Wert eines magnetischen Flusses derselben bestimmten Wertes in die charakteristische Linie L2, und Einsetzen des korrigierten Erregerstromwerts in die im Vorhergehenden beschriebene erste Abbildung ausgeführt.
Als Nächstes wird, wenn derselbe dazu tendiert, abzunehmen, im Fall 3 eine Drehmomentschätzung durch Bestimmen von zwei Mengen eines magnetischen Flusses Φ einer Ankerspulenverkettung durch Einsetzen des Erregerstromerfassungswertes If in die charakteristischen Linien L2 und L3, Bestimmen des korrigierten Erregerstromwerts durch Einsetzen eines durch Addieren eines vorbestimmten Wertes ΔΦ zu dem durchschnittlichen Wert eines magnetischen Flusses derselben bestimmten Wertes in die charakteristische Linie L3 und durch Einsetzen des korrigierten Erregerstromwerts in die im Vorhergehenden beschriebene zweite Abbildung ausgeführt.
(Spezifisches Steuerbeispiel 1)
Im Folgenden ist ein spezifisches Steuerbeispiel unter Bezugnahme auf ein in 3 gezeigtes Flussdiagramm erklärt.
Zunächst werden bei einem Schritt 100 ein Drehzahl-Erfassungswert N und ein Ausgangsspannungs-Erfassungswert V eingelesen. Der Umdrehungs-Erfassungswert N wird durch den Drehzahl-Erfassungsabschnitt 102 erhalten. Der Ausgangsspannungs-Erfassungswert wird durch den Ausgangsspannungs-Erfassungsabschnitt 104 erhalten.
Bei einem Schritt 102 wird der Erregerstrom-Erfassungswert If eingelesen. Der Erregerstrom-Erfassungswert If wird durch den Erregerstrom-Erfassungsabschnitt 100 erhalten.
Bei einem Schritt 104 wird der Erregerstrom-Erfassungswert If, der gelesen wurde, auf den korrigierten Erregerstromwert If' korrigiert.
Als Nächstes wird bei einem Schritt 106, ein Drehmoment-Schätzwert durch Einsetzen von If', N und V in die Drehmomentabbildung, die die Beziehung zwischen dem Erregerstrom-Erfassungswert If, dem Drehzahl-Erfassungswert N, dem Ausgangsspannungs-Erfassungswert V und dem Erzeugungsdrehmoment T zeigt, bestimmt. Die Drehmomentabbildung wird in dem Erregerstrom-Korrekturabschnitt 110a gespeichert.
Als Nächstes wird bei einem Schritt 108 ein Erregerstromwert unter Verwendung des Drehmoment-Schätzwertes, der bestimmt wurde, und des Erregerstrom-Steuerabschnitts 120 gesteuert. Eine Rückkopplungssteuerung wird verbreitet als ein Steueralgorithmus verwendet.
(Berechnungsbeispiel 1 des korrigierten Erregerstromwerts If')
Als Nächstes ist im Folgenden eine Berechnung des korrigierten Erregerstromwerts If', die bei dem Schritt S104 beschrieben ist, unter Bezugnahme auf 4 erklärt.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ist im Fall 1, da die charakteristische Magnetisierungslinie L2, die im Voraus gespeichert werden soll, mit den Bewegungs punkten identisch ist, ein Befehl vorgesehen, um die Drehmomentabbildung, die der charakteristischen Magnetisierungslinie L2 entspricht, auszuwählen. Im Fall 2 ist, da die charakteristische Magnetisierungslinie L1, die im Voraus gespeichert werden soll, mit den Bewegungspunkten identisch ist, ein Befehl vorgesehen, um die Drehmomentabbildung, die der charakteristischen Magnetisierungslinie L1 entpricht, auszuwählen.
Im Fall 3 existieren die Bewegungspunkte zwischen den charakteristischen Magnetisierungslinien L1 und L2, wie in 4 gezeigt ist. Bei diesem Beispiel wird demgemäß eine Magnetisierungscharakterisierung, die zwischen den charakteristischen Magnetisierungslinien L1 und L2 ist, angenommen, und die Menge eines magnetischen Flusses Φ x (= (Φ1 + Φ2)/2) einer Ankerspulenverkettung für die Zwischenmagnetisierungscharakterisierung wird angenommen. Alles, was erforderlich ist, ist einen Erregerstrom, der der Menge eines magnetischen Flusses Φ x einer Ankerspulenverkettung entspricht, in die Abbildung einzugeben. Bei dem Fall, bei dem die charakteristische Magnetisierungslinie L2 verwendet wird, wird der korrigierte Erregerstromwert I1 durch Einsetzen von Φ x in die charakteristische Magnetisierungslinie L2 bestimmt. In diesem Fall kann eine Drehmomentschätzung durch Einsetzen des korrigierten Erregerstromwertes I1 in die Drehmomentabbildung basierend auf der charakteristischen Magnetisierungslinie L2 bei dem Schritt S106 ausgeführt werden.
Es sei bemerkt, dass bei dem Fall, bei dem die charakteristische Magnetisierungslinie L1 bei einer Drehmomentschätzung verwendet wird, der korrigierte Erregerstromwert I2 durch Einsetzen von Φ x in die charakteristische Magnetisierungslinie L1 bestimmt wird. In diesem Fall kann eine Drehmomentschätzung durch Einsetzen des korrigierten Erregerstromwertes I2 in die Drehmomentabbildung basierend auf der charakteristischen Magnetisierungslinie L1 bei dem Schritt S106 ausgeführt werden.
(Berechnungsbeispiel 2 des korrigierten Erregerstromwertes If')
Ein zweites Verfahren zum Berechnen des bei dem Schritt S104 beschriebenen korrigierten Erregerstromwertes If' ist im Folgenden unter Bezugnahme auf 4 erklärt.
Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen Berechnungsbeispiel 1 wird I1 oder I2 als der korrigierte Erregerstromwert If' unter der Annahme, dass sich die Bewegungspunkte auf halbem Weg zwischen der charakteristischen Magnetisierungslinie L1 und der charakteristischen Magnetisierungslinie L2 befinden, bestimmt. Bei dem Fall jedoch, bei dem der Erregerstrom dazu tendiert, zuzunehmen, sind die Bewegungspunkte näher zu der charakteristischen Magnetisierungslinie L2 als zu L1, und bei dem Fall, bei dem der Erregerstrom dazu tendiert, abzunehmen, sind die Bewegungspunkte näher zu der charakteristischen Magnetisierungslinie L1 als zu L2.
Als Nächstes ist bei dem Fall, bei dem der Erregerstrom in 4 dazu tendiert, zuzunehmen, der Bewegungspunkt eingestellt, um bei m1 zwischen einem Punkt m3 und einem Zwischenpunkt m auf der charakteristischen Magnetisierungslinie L2 zu sein. Da die charakteristische Magnetisierungslinie L2 bei einer Drehmomentschätzung verwendet wird, wird der korrigierte Erregerstromwert I3 durch Einsetzen von Φ3 in die charakteristische Magnetisierungslinie L2 bestimmt. In diesem Fall kann bei dem Schritt S106 eine Drehmomentschätzung durch Einsetzen des korrigierten Erregerstromwertes I3 in die Drehmomentabbildung basierend auf der charakteristischen Magnetisierungslinie L2 durchgeführt werden.
Zusätzlich ist bei dem Fall, bei dem der Erregerstrom in 4 dazu tendiert, abzunehmen, der Bewegungspunkt eingestellt, um bei m2 zwischen einem Punkt m4 und einem Zwischenpunkt m auf der charakteristischen Magnetisierungslinie L2 zu sein. Da die charakteristische Magnetisierungslinie L1 bei einer Drehmomentschätzung verwendet wird, wird der korrigierte Erregerstromwert I4 durch Einsetzen von Φ4 in die charakteristische Magnetisierungslinie L1 bestimmt. In diesem Fall kann bei dem Schritt S106 eine Drehmomentschätzung durch Einsetzen des korrigierten Erregerstromwertes I4 in die Drehmomentabbildung basierend auf der charakteristischen Magnetisierungslinie L1 durchgeführt werden.
(Wiederherstellung von Bewegungspunkten)
Ein Beispiel der Bewegungspunkt-Wiederherstellungsoperation ist unter Bezugnahme auf ein in 6 gezeigtes Flussdiagramm erklärt.
Zunächst wird bei einem Schritt 200 untersucht, ob die Maschinendrehzahl einem vorbestimmten Wert gleicht oder kleiner ist. Die Maschinendrehzahl wird durch den Drehzahl-Erfassungsabschnitt 102 erfasst. Wenn der Wert einem vorbestimmten Wert gleicht oder kleiner ist, schreitet die Routine zu einem Schritt 204 fort, wenn der Wert einen vorbestimmten Wert überschreitet, schreitet die Routine zu einem Schritt 202 fort.
Bei dem Schritt 202 wird untersucht, ob die Batteriespannung einem vorbestimmten Wert gleicht oder kleiner ist. Die Batteriespannung wird durch einen Stromschaltungsabschnitt 170 gemessen und zu einem Bewegungspunkt-Wiederherstellungsabschnitt 110c des Erzeugungsdrehmoment-Steuerabschnitts 110 gesendet. Wenn der Wert einem vorbestimmten Wert gleicht oder kleiner ist, schreitet die Routine zu dem Schritt S204 fort.
Bei dem Schritt S204 wird ein Strom mit einer relativen Einschaltdauer von 100% für mehrere Sekunden oder mehr an die Feldspule 220 angelegt. Genauer gesagt gibt der Bewegungspunkt-Wiederherstellungsabschnitt 110c des Erzeugungsdrehmoment-Steuerabschnitts 110, der die Maschinendrehzahl aus dem Drehzahl-Erfassungsabschnitt 102 und die Batteriespannung aus dem Stromschaltungsabschnitt 170 empfangen hat, einen Befehl zu dem Erregerstrom-Steuerabschnitt 120 über den Kommunikationsabschnitt 160 aus, um einen Strom mit einer relativen Einschaltdauer von 100% für mehrere Sekunden oder mehr anzulegen. Dies ermöglicht dem Bewegungspunkt in dem Nichterregungszustand in dem Eisenkern der Feldschaltung, zu dem Koordinatenpunkt A (If = 0, Φrmax) in 2 zurückzukehren.
(Modifikationsausführungsbeispiel)
Eine Berechnung kann durch Schätzen eines Stromkoordinatenpunktes basierend auf einer Vorgeschichte des Stroms in einem zweidimensionalen Raum, der den Erregerstrom und die Menge eines magnetischen Flusses einer Ankerspulenverkettung als die jeweiligen Koordinatenachsen hat, und Korrigieren der Abweichung zwischen der Menge des magnetischen Flusses der Ankerspulenverkettung des im Vorhergehenden beschriebenen Stromkoordinatenpunktes und einer Menge eines magnetischen Flusses einer Ankerspulenverkettung, die in der Beziehung zwischen dem Erregerstrom und der Menge eines magnetischen Flusses einer Ankerspulenverkettung, die die Basis der Beziehung (Abbildung) zwischen dem Erregerstrom, der im Voraus in dem Speicher gespeichert wurde, und dem Erzeugungsdrehmoment ist, dem erfassten Erregerstromwert entspricht, ausgeführt werden. Zum Beispiel kann ein Erregerstromwert, der der Menge eines magnetischen Flusses Φ einer Ankerspulenverkettung des im Vorhergehenden beschriebenen Stromkoordinatenpunkts entspricht, bestimmt und in den im Vorhergehenden beschriebenen Speicher zur Drehmomentschätzung eingesetzt werden.
Als ein Resultat davon kann ein Wechselstromgenerator zur Verwendung in einer Maschine und einem Motorfahrzeug auf der Drehmomentschätzbasis mit einer großen Genauigkeit gesteuert werden. Da ein überschüssiger Drehmomentwert der Maschine während einer Verzögerung eines Fahrzeugs regeneriert werden kann, kann zum Beispiel eine Verschlechterung eines Fahrverhaltens, die durch eine rasche Regeneration bewirkt wird, verhindert werden, und die Menge einer Regeneration kann vergrößert werden. Zusätzlich wird ein Erzeugungsdrehmoment des Wechselstromgenerators zur Verwendung in einem Motorfahrzeug mit hoher Genauigkeit gegen eine Maschinendrehmomentschwankung, die eine Fahrzeugvibration verursacht, während die Maschine leerläuft, in die Richtung eines Aufhebens der Maschinendrehmomentschwankung gesteuert, wodurch eine Maschinendrehmomentschwankung reduziert wird. Als ein Resultat davon kann ein niedriger Leerlauf und ein höherer Kraftstoffverbrauch erreicht werden.
(Modifikationsausführungsbeispiel)
Bei dem Schritt 108 in 3 kann, wenn ein Erregerstrom dem geforderten Erzeugungsdrehmoment zugeführt wird, eine Vektorsteuerung, wie in Kapitel 6 von D.W. Novotny und T.A. Lipo, Vector Control and Dynamics of AC Device (Oxford univ. press, 1996) beschrieben ist, verwendet werden. Da das Vektorsteuerverfahren sowohl die Amplitude als auch die Phase eines Wechselstroms steuert, wird es als Vektorsteuerung bezeichnet.
Allgemein gesprochen wird bei einer Vektorsteuerung eine Hysterese der magnetischen Schaltung nicht in Betracht gezogen, und die Menge eines magnetischen Flusses einer Ankerspulenverkettung ist keine mehrwertige Funktion. Eine Verwendung des Verfahrens, wie im Vorhergehenden beschrieben, ermöglicht ferner, dass eine Hysterese der magnetischen Schaltung als eine Hysterese der magnetischen Schaltung selbst bei der Vektorsteuerung in Betracht gezogen wird.
Dadurch kann eine Erzeugungsdrehmoment-Schätzgenauigkeit im Vergleich zu einer herkömmlichen Technik beträchtlich erhöht werden. Demgemäß kann eine Erregerstromsteuerung eines Erzeugungsdrehmomentsteuertyps mit einer hohen Genauigkeit realisiert werden.
(Modifikationsausführungsbeispiel)
Es sei bemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt ist, und verschiedene Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs der Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung können implementiert werden.
Eines von Modifikationsbeispielen ist unter Bezugnahme auf 5 erklärt. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Erzeugungsdrehmoment-Steuerabschnitt 110 in der Stromerzeugungssteuervorrichtung zur Verwendung in einem Motorfahrzeug 1 vorgesehen. Der Erzeugungsdrehmoment-Steuerabschnitt 110 kann in der Maschinensteuervorrichtung 3, wie in 6A gezeigt ist, ausgeführt sein.
Zusätzlich ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Drehzahl-Erfassungsabschnitt des Wechselstromgenerators zur Verwendung bei einem Motorfahrzeug in der Stromerzeugungssteuervorrichtung zur Verwendung in einem Motorfahrzeug 1 vorgesehen. Stattdessen kann derselbe, wie in 6 gezeigt ist, in der Maschinensteuervorrichtung 3 vorgesehen sein, um die Drehzahl des Wechselstromgenerators zur Verwendung in einem Motorfahrzeug 2 aus der erfassten Maschinendrehzahl und dem Riemenscheibenverhältnis bzw. der Übersetzung zwischen der Maschine und dem Wechselstromgenerator zur Verwendung in einem Motorfahrzeug 2 zu erfassen.
Weiterhin kann die Stromerzeugungssteuervorrichtung zur Verwendung in einem Motorfahrzeug 1 einen Erregerstrom-Befehlswert basierend auf einem Drehmoment-Befehlswert, der aus der Maschinensteuervorrichtung 3 empfangen wurde, und einem durch dieselbe berechneten Drehmoment-Schätzwert berechnen.
Die Wirkung des ersten Ausführungsbeispiels bei der vorliegenden Erfindung ist beschrieben.
Wie aus dem Vorhergehenden zu sehen ist, ist das erste Ausführungsbeispiel bei der vorliegenden Erfindung dadurch charakterisiert, dass der Drehmoment-Schätzabschnitt eine Funktion hat, eine Nichtlinearität zwischen einem Erregerstrom und einem Erzeugungsdrehmoment zu kompensieren. Insbesondere ist dasselbe dadurch charakterisiert, dass der Abschnitt eine Funktion hat, zu kompensieren, dass ein Erzeugungsdrehmoment eine mehrwertige Funktion eines Erregerstroms ist.
Bei einem physikalischen System, bei dem ein Ausgangssignal eine mehrwertige Funktion zu einem Eingangssignal ist, wird häufig eine Hysterese beobachtet.
Phänomene, die von einer Hysterese begleitet werden, sind als Phänomene definiert, bei denen das System nicht umgehend auf eine in das physikalische System eingegebene Kraft anspricht. Mit anderen Worten sind dieselben als ein Phänomen definiert, derart, dass der Zustand eines Systems in einem Moment von einem Zustand, gerade bevor sich das System ändert, abhängt.
Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Steuern eines drehmomentgesteuerten Erregerstroms bei der vorliegenden Erfindung kann eine hochgenaue Drehmomentschätzung durch Kompensieren davon, dass ein Erzeugungsdrehmoment eine mehrwertige Funktion eines Erregerstroms ist, durchgeführt werden.
Insbesondere ist die vorliegende Erfindung dadurch charakterisiert, dass der Drehmoment-Schätzabschnitt Operationen durchführt, um Fehler in den Drehmoment-Schätzwerten, die durch Hysteresecharakteristika verursacht sind, zu reduzieren. Ein solcher Schritt ermöglicht einer hochgenauen drehmomentgesteuerten Erregerstromsteuerung, realisiert zu werden, da eine Drehmoment-Schätzgenauigkeit weitgehender als in der herkömmlichen Technik verbessert werden kann.
Bei der herkömmlichen drehmomentgesteuerten Erregerstromsteuerung wird ein Erzeugungsdrehmoment durch Zuweisen erfasster Daten, wie eines Erregerstroms, zu einer Abbildung, die die Beziehung zwischen einem Erregerstrom und einer Drehzahl, ferner vorzugsweise zwischen einer Ausgangsspannung und einem Erzeugungsdrehmoment zeigt, geschätzt. Diese Abbildung wurde jedoch mit Anfangsmagnetisierungscharakteristika einer magnetischen Feldschaltung als Kriterien vorbereitet. Wie gut bekannt ist, weicht der Betriebspunkt jedoch, da ein weichmagnetisches Material, das die magnetische Feldschaltung konfiguriert, Hysteresecharakteristika (auf die ferner als „Gleichstrom-Hysteresecharakteristika" Bezug genommen ist) hat, von den Anfangsmagnetisierungscharakteristika ab, wenn derselbe mit einem Erregerstrom variiert, wobei als ein Resultat eine Beziehung zwischen einem Erzeugungsdrehmoment und einem Erregerstrom variieren kann. Dies liegt daran, dass Drehmoment-Schätzfehler bei der drehmomentgesteuerten Erregerstromsteuerung aus den Hysteresecharakteristika der magnetischen Feldschaltung resultieren.
Dies liegt daran, dass die geschätzten Drehmomentfehler auftreten, indem der Beziehung zwischen einem Erregerstrom und einer Größe einer Flussverkettung einer Ankerwicklung, die in der Abbildung eine Basis ist, ermöglicht wird, von dem Zustand, wenn die Werte durch die sogenannten Hysteresecharakteristika in die Abbildung geschrieben werden, die in dem Speicher gespeichert ist, abzuweichen. Dies ermöglicht geschätzten Drehmomentfehlern, reduziert zu werden, wenn diese Abweichung verkleinert wird.
Ein Erzeugungsdrehmoment kann zum Beispiel mit hoher Genauigkeit durch Finden eines Erregerstromfehlers (Δ If) zwischen einem Betriebserregerstrom und einem erfassten Erregerstromwert in der Beziehung zwischen einem Betriebserregerstrom und einer Nichtlast-Sättigungsspannung, die für den Betrieb eines Erzeugungsdrehmoments gespeichert ist, um eine Verarbeiten wie eine Kompensation eines erfassten Erregerstromwerts durch Addieren des Erregerstromfehlers (Δ If) zu dem erfassten Erregerstromwert durchzuführen, geschätzt werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel speichert der Drehmoment-Schätzabschnitt Erregerstrominkrementzeit-Magnetisierungscharakteristika und Erregerstromdekrementzeit-Magnetisierungscharakteristika als Magnetisierungscharakteristika der magnetischen Feldschaltung, die die Beziehung zwischen dem Erregerstrom, der im Wesentlichen für die Drehmomentschätzung verwendet wird, und dem Äquivalent einer Größe einer Flussverkettung einer Ankerwicklung zeigen, und wählt die poloidalen Charakteristika, die im Wesentlichen für die Drehmomentschätzung verwendet werden, basierend auf den Betriebsbedingungen des drahtgewickelten Fahrzeugfeldmotors aus.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird nämlich einer Tatsache, dass die Magnetisierungscharakteristika (Hysteresecharakteristika) der magnetischen Feldschaltung weitgehend mit einer Erregerstrominkrementzeit und einer Erregerstromdekrementzeit vari ieren, Beachtung geschenkt, wobei welche von Erregerstrominkrementzeit-Magnetisierungscharakteristika und Erregerstromdekrementzeit-Magnetisierungscharakteristika basierend auf Betriebsbedingungen (zum Beispiel, einer Änderungstendenz gerade vor einem Erregerstrom) ausgewählt wurden. Eine Drehmoment-Schätzabbildung wird vorzugsweise basierend auf Erregerstrominkrementzeit-Magnetisierungscharakteristika ausgewählt, wenn ein Erregerstrom erhöht wird, und eine Drehmoment-Schätzabbildung wird basierend auf Erregerstromdekrementzeit-Magnetisierungscharakteristika ausgewählt, wenn ein Erregerstrom verringert wird. Ein solcher Schritt ermöglicht, dass eine Drehmoment-Schätzgenauigkeit weitgehender als bei der herkömmlichen Technik verbessert wird.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel entscheidet der Drehmoment-Schätzabschnitt, ob eine Änderungstendenz gerade vor dem Erregerstrom eine Strominkrementtendenz oder eine Stromdekrementtendenz ist, wobei derselbe bei dem Fall der Strominkrementtendenz ein Erzeugungsdrehmoment im Wesentlichen unter Verwendung von Magnetisierungscharakteristika, die zu den Erregerstrominkrementzeit-Magnetisierungscharakteristika näher sind als die Erregerstromdekrementzeit-Magnetisierungscharakteristika, schätzt, und derselbe bei dem Fall der Stromdekrementtendenz ein Erzeugungsdrehmoment im Wesentlichen unter Verwendung von Magnetisierungscharakteristika, die zu den Erregerstromdekrementzeit-Magnetisierungscharakteristika näher sind, als zu den Erregerstrominkrementzeit-Magnetisierungscharakteristika, schätzt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel schätzt derselbe nämlich, wenn der Erregerstrom erhöht wird, ein Erzeugungsdrehmoment unter Verwendung einer Drehmoment-Schätzabbildung, die Magnetisierungscharakteristika, die zu den Erregerstrominkrementzeit-Magnetisierungscharakteristika näher als zu den Erregerstromdekrementzeit-Magnetisierungscharakteristika sind, an Stelle von Erregerstrominkrementzeit-Magnetisierungscharakteristika als solchen, die vorgespeichert sind, entspricht, wenn ein Erregerstrom verringert wird, schätzt derselbe ein Erzeugungsdrehmoment unter Verwendung einer Drehmoment-Schätzabbildung, die Magnetisierungscharakteristika, die zu den Erregerstromdekrementzeit-Magnetisierungscharakteristika näher als zu den Erregerstromin krementzeit-Magnetisierungscharakteristika sind, entspricht an Stelle von Erregerstromdekrementzeit-Magnetisierungscharakteristika als solchen, die vorgespeichert sind. Ein solcher Schritt ermöglicht, dass eine Drehmoment-Schätzgenauigkeit weitgehender als bei der herkömmlichen Technik verbessert wird.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wählt der Drehmoment-Schätzabschnitt die Drehmomentschätzung im Wesentlichen unter Verwendung von Zwischenmagnetisierungscharakteristika der poloidalen Charakteristika basierend auf den Betriebsbedingungen des drahtgewickelten Fahrzeugfeldmotors aus. Derselbe schätzt vorzugsweise bei Betriebsbedingungen (Fall 3, im Folgenden beschrieben), bei denen ein Betriebspunkt höchstwahrscheinlich von vorgespeicherten Magnetisierungscharakteristika in einem dimensionalen Raum, der die Beziehung zwischen dem Erregerstrom und der Größe einer Flussverkettung einer Ankerwicklung zeigt, abweicht, ein Erzeugungsdrehmoment basierend auf einer Abbildung, die Zwischenmagnetisierungscharakteristika zwischen den Erregerstrominkrementzeit-Magnetisierungscharakteristika und den Erregerstromdekrementzeit-Magnetisierungscharakteristika entspricht. Selbst bei diesem Fall ist es vorzuziehen, dass der Drehmoment-Schätzabschnitt ein Erzeugungsdrehmoment in einer Abbildung, die Magnetisierungscharakteristika, die mehr oder weniger näher an den Erregerstrominkrementzeit-Magnetisierungscharakteristika sind, entspricht, schätzt, wenn der Erregerstrom vergrößert wird, und es ist vorzuziehen, dass der Abschnitt ein Erzeugungsdrehmoment in einer Abbildung, die Magnetisierungscharakteristika, die mehr oder weniger näher an den Erregerstromdekrementzeit-Magnetisierungscharakteristika sind, entspricht, schätzt, wenn der Erregerstrom verringert wird.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Erregerstromdekrementzeit-Magnetisierungscharakteristika die Magnetisierungscharakteristika (L1), wenn der Erregerstrom einfach verringert wird, nachdem derselbe im Wesentlichen einen magnetischen Sättigungszustand erreicht. Ein Erzeugungsdrehmoment-Schätzfehler kann verringert werden, da den Erregerstromdekrementzeit-Magnetisierungscharakteristika durch Durchführen eines Verarbeitens einer fast magnetischen Sättigung an der magne tischen Feldschaltung ermöglicht werden kann, mit den Magnetisierungscharakteristika übereinzustimmen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Erregerstromdekrementzeit-Magnetisierungscharakteristika die Magnetisierungscharakteristika (L2), wenn der Erregerstrom einfach verringert wird, nachdem der Erregerstrom von einem im Wesentlichen magnetischen Sättigungszustand einfach verringert wird, um den Zustand eines Erregerstroms von null zu erreichen. Ein Drehmoment-Schätzfehler kann reduziert werden, da den Erregerstrominkrementzeit-Magnetisierungscharakteristika durch Durchführen eines Verarbeitens einer fast magnetischen Sättigung an der magnetischen Feldschaltung ermöglicht werden kann, mit den Magnetisierungscharakteristika übereinzustimmen.
Weiter beschreibend ist eine Hystereseschleife, die durch die charakteristischen Kurven L1 und L2 umschlossen ist (siehe 2), sehr schmal, und der Abstand zwischen dem Betriebspunkt, der innerhalb anwesend ist, und der charakteristischen Kurve L1 oder L2 ist beträchtlich kleiner, als der Abstand zwischen dem Betriebspunkt und den Anfangsmagnetisierungscharakteristika L0, ferner kann ein Drehmoment-Schätzfehler weitgehend verbessert werden, da der Betriebspunkt durch das im Vorhergehenden erwähnte Verarbeiten einer magnetischen Sättigung wie nötig oder periodisch auf die charakteristischen Kurven L1 und L2 zurückkehren kann.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird an der magnetischen Feldschaltung durch Leiten eines Erregerstroms eines vorbestimmten Werts oder mehr für eine vorbestimmte Zeit ein Verarbeiten einer magnetischen Sättigung durchgeführt. Dies ermöglicht dem Betriebspunkt, auf den Magnetisierungscharakteristika L2 gestartet zu werden. Danach kann der Betriebspunkt innerhalb der Hystereseschleife (dem Raum, der in 2 zwischen den Magnetisierungscharakteristika L1 und L2 mit Schrägstrichen gezeigt ist), die durch die Magnetisierungscharakteristika L1 und L2 (siehe 2) umschlossen ist, anwesend sein. Als ein Resultat kann ein Schätzfehler reduziert wer den, wenn ein Erzeugungsdrehmoment mit Magnetisierungscharakteristika L1 und L2 als Standards geschätzt wird.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Erregerstrom in einer ausreichenden Größe und Zeit geleitet, um die magnetische Feldschaltung zu einer vorbestimmten zeitlichen Steuerung magnetisch fast zu sättigen. Dies ermöglicht dem Betriebspunkt, bei der Magnetisierung L2 mit einer vorbestimmten zeitlichen Steuerung gestartet zu werden. Danach kann der Betriebspunkt innerhalb der Hystereseschleife (dem Raum, der in 2 Raums zwischen den Magnetisierungscharakteristika L1 und L2 mit Schrägstrichen gezeigt ist), die durch die Magnetisierungscharakteristika L1 und L2 (siehe 2) umschlossen ist, anwesend sein. Als ein Resultat kann ein Schätzfehler reduziert werden, wenn ein Erzeugungsdrehmoment mit Magnetisierungscharakteristika L1 und L2 als Standards geschätzt wird.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Erregerstrom geleitet, wenn eine Maschine gestoppt wird. Dies ermöglicht nicht, dass ein großer Erzeugungsstrom erzeugt wird, selbst wenn ein großer Erregerstrom geleitet wird, um den magnetischen Restfluss zurück zu erhalten, und das Verarbeiten kann kein Problem sein.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Erregerstrom geleitet, wenn die Drehzahl der Maschine ein vorbestimmter Wert oder kleiner ist. Dies ermöglicht nicht, dass ein großer Erzeugungsstrom erzeugt wird, selbst wenn ein großer Erregerstrom geführt wird, um den magnetischen Restfluss wiederherzustellen, und das Verarbeiten kann kein Problem sein.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Erregerstrom geleitet, wenn der Speicherzustand einer Batterie, der ein elektrischer Strom aus dem drahtgewickelten Fahrzeugfeldmotor zugeführt wird, ein vorbestimmter Wert oder kleiner ist. Selbst wenn dies verursacht, dass ein großer Erzeugungsstrom erzeugt wird, um den magnetischen Restfluss wiederherzustellen, kann kein Problem auftreten, da der Erzeugungsstrom wirksam verwendet werden kann, um die Batterie zu laden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gibt der Erzeugungsdrehmoment-Steuerabschnitt zusätzlich einen Befehl aus, um einen Erregerstrom, der einem geforderten Erzeugungsdrehmoment entspricht, durch eine Vektorsteuerung zuzuführen.
Allgemein wird die Hysterese einer magnetischen Schaltung bei der Vektorsteuerung nicht betrachtet, die Größe einer Flussverkettung einer Ankerwicklung ist nicht die mehrwertige Funktion eines Erregerstroms. Die Hysterese der magnetischen Schaltung kann selbst bei der Vektorsteuerung durch Auswählen einer von Erregerstrominkrementzeit-Magnetisierungscharakteristika und Erregerstromdekrementzeit-Magnetisierungscharakteristika betrachtet werden. Da ein solcher Schritt ermöglicht, dass eine Drehmoment-Schätzgenauigkeit weitgehender als bei der herkömmlichen Technik verbessert wird, kann eine hochgenaue drehmomentgesteuerte Erregerstromsteuerung realisiert werden.
Eine hochgenaue drehmomentgesteuerte Erregerstromsteuerung kann zusätzlich durch Schätzen und Verwenden von nicht nur einer mehrwertigen Eigenschaft einer Beziehung zwischen einem Erregerstrom und einem Erzeugungsdrehmoment, die aus den Hysteresecharakteristika einer magnetischen Feldschaltung abgeleitet wird, sondern auch der Abhängigkeit eines Erregerstroms von einem optimalen Erzeugungsdrehmoment ansprechend auf Betriebsbedingungen realisiert werden.
Ein Rotor hat zusätzlich bei einem Fahrzeugmotor ein Trägheitsmoment. Es kann durch Addieren des Trägkeitsdrehmoments, das aus dem Trägheitsmoment abgeleitet wird, berücksichtigt werden.
Bei diesem Fall wird bei der Drehzahl-Erfassungsvorrichtung 102 nicht nur die Drehzahl, sondern auch die zeitvariierende Komponente der Drehzahl, d. h., eine Umdrehungsbeschleunigung berechnet. Und der Trägkeitsmomentwert eines Motors wird in dem Erzeugungsdrehmoment-Steuerabschnitt 10 gespeichert und das Trägheitsdrehmo ment in einem Übergangszustand des Motors kann unter Verwendung des Wertes berechnet werden.
Da ein solcher Schritt ermöglicht, dass eine Drehmoment-Schätzgenauigkeit weitgehender als bei der herkömmlichen Technik verbessert wird, kann eine hochgenaue drehmomentgesteuerte Erregerstromsteuerung realisiert werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel wird die Erregung bei der Erzeugungsdrehmomentschätzung basierend auf dem Erregerstrom in der drehmomentgesteuerten Fahrzeug-Wechselstrommotor-Erregerstromsteuerung kompensiert. Eine ähnliche Kompensation kann jedoch auf eine dynamoelektrische Wechselstrommaschine eines Fahrzeugs oder eine dynamoelektrische Maschine eines Fahrzeugs angewendet werden.
(Wirkung)
Gemäß dem im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Beziehung zwischen dem erfassten Erregerstromwert und dem Erzeugungsdrehmoment bei der Drehmomentschätzung, die den erfassten Erregerstromwert verwendet, zu einer Beziehung, dies sich von diesen Beziehungen eines Bildens einer Abbildung unterscheidet, kompensiert, und dies ermöglicht, dass ein Drehmoment-Schätzfehler durch Hysteresecharakteristika reduziert wird.
Da nämlich die Abbildung, die die Beziehung zwischen dem Erregerstrom und dem Erzeugungsdrehmoment zeigt, ansprechend auf die Betriebsbedingungen der dynamoelektrischen Wechselstrommaschine 2 eines Fahrzeugs in eine Richtung geändert wird, in der der Hysteresefehler verkleinert wird, wird der Drehmoment-Schätzfehler durch die Hysteresecharakteristika reduziert.
Da zusätzlich gemäß dem Ausführungsbeispiel die magnetische Feldschaltung der dynamoelektrischen Wechselstrommaschine eines Fahrzeugs durch Erhöhen des Erregerstroms mit einer geeigneten zeitlichen Steuerung (zum Beispiel, gerade vor oder ge rade nach einem Maschinenstopp) magnetisch fast gesättigt wird, kann eine Veränderung bei der Beziehung zwischen dem Erregerstrom und dem Erzeugungsdrehmoment, die aus der Verschiebung des Betriebspunktes, die durch die Hysteresecharakteristika verursacht wird, abgeleitet wird, gut kompensiert werden. Ferner kann gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine ähnliche Wirkung erzielt werden, da dieselbe vor einer Auslieferung auf ähnliche Art und Weise magnetisch gesättigt wird.
Zusätzlich kann gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, da eine Mehrzahl der Beziehungen (Abbildung) zwischen dem Erregerstrom und dem Erzeugungsdrehmoment im Wesentlichen gespeichert ist, wobei eine derselben ausgewählt oder ein Zwischenwert derselben ansprechend auf die Betriebsbedingungen der dynamoelektrischen Wechselstrommaschine 2 eines Fahrzeugs betrieben wird, eine Veränderung in der Beziehung zwischen dem Erregerstrom und dem Erzeugungsdrehmoment, die aus der Verschiebung des Betriebspunktes durch die Hysteresecharakteristika abgeleitet wird, gut kompensiert werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein zweites Ausführungsbeispiel ist unter Verwendung von 14, 2, 4, 4, 6–9, 11–13 beschrieben.
Zusätzlich sind in den Beschreibungen des Ausführungsbeispiels der Erregerstromsteuerung und des Verfahrens dafür für die gleiche Konfiguration wie bei den bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Komponenten die gleichen Symbole verwendet, um diese Beschreibungen wegzulassen oder zu vereinfachen.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Erregerstromsteuerung offenbart, um einen geforderten Erzeugungsstrom mit einer höheren Genauigkeit zu realisieren. Die Erregerstromsteuerung, um einen solchen genauen Strom einer dynamoelektrischen Maschine zu realisieren, wird zum Beispiel verwendet, um eine Batterie weder zu viel noch zu wenig zu laden. Zusätzlich ist bei der Fahrzeugantriebssteuerung, die in der Lage ist, eine Erzeugungsdrehmomentsteuerung in einer Kombination einer dynamoelektrischen Maschine und eines Wechselstrommotors, wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-115932 offenbart ist, stabil durchzuführen, eine genaue Motorsteuerung möglich.
Wie in 14 gezeigt ist, ist die Fahrzeugerzeugungssteuerung 1 bei dem Ausführungsbeispiel mit dem Erregerstrom-Erfassungsabschnitt 100, dem Drehzahl-Erfassungsabschnitt 102, dem Ausgangsspannungs-Erfassungsabschnitt 104, dem Erzeugungsstrom-Steuerabschnitt 110a, dem Erregerstrom-Steuerabschnitt 120, dem Leistungstransistor 130, der Rückflussdiode 140, dem Widerstandselement 151, dem Kommunikationsabschnitt 160 und einer Stromversorgungsschaltung 170A versehen.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Erzeugungsstrom-Steuerabschnitt 110A an Stelle des Erzeugungsdrehmoment-Steuerabschnitts 110 des ersten Ausführungsbeispiels vorgesehen.
Wie in 13 gezeigt ist, ist der Ausgangssteuerabschnitt 110a mit dem Erregerstrom-Kompensationsabschnitt 110d, dem Erzeugungsstrom-Betriebsabschnitt 110e und dem Betriebspunkt-Wiederherstellungsabschnitt 110c versehen.
Der Erregerstrom-Kompensationsabschnitt 110d ist mit einer Erzeugungsstromabbildung versehen. Die Erzeugungsstromabbildung zeigt die Beziehungen zwischen dem Erregerstrom, der Drehzahl, der Ausgangsspannung und dem Erzeugungsstrom.
Der Kommunikationsabschnitt 160 bei dem Ausführungsbeispiel sendet zusätzlich einen Erzeugungsstrom-Schätzwert, der aus dem Erzeugungsstrom-Steuerabschnitt 110 erhalten wurde, zu der Maschinensteuerung 3 und sendet einen Erregerstrom-Befehlswert, der aus der Maschinensteuerung 3 erhalten wurde, zu dem Erregerstrom-Steuerabschnitt 120.
Die Stromversorgungsschaltung 170A gibt eine Batteriespannung und eine Generatorausgangsspannung ein und gibt die Informationen derselben zu dem Erzeugungsstromabschnitt 110A aus. Die Stromversorgungsschaltung 170A hat nämlich eine Funktion, um die Batteriespannung zu messen, und eine Funktion, um die Ausgangsspannung zu erfassen. Bei dem Betriebspunkt-Wiederherstellungsbetrieb, der im Folgenden detailliert beschrieben ist, gibt der Stromversorgungsabschnitt den gemessenen Wert der Batteriespannung zu dem Betriebspunkt-Wiederherstellungsabschnitt 110c des Erzeugungsdrehmoment-Steuerabschnittes 110 aus. Bei der Stromversorgungsschaltung 170A werden zusätzlich die Batteriespannung und die Generatorausgangsspannung in eine Betriebsspannung umgewandelt, die zu der UND-Schaltung 1205 der Erregerstromsteuerung 120 ausgegeben wird. Bei dem Spannungsvergleicher 1204 des Erregerstrom-Steuerabschnitts 120 wird ein PWM-Signal, das eine entsprechende relative Einschaltdauer hat, zu der UND-Schaltung 1205 durch Vergleichen eines Eingangssignals, das, nachdem dasselbe geglättet wurde, in einen Plusanschluss eingegeben wird, mit einem Sägezahnsignal, das in einen Minusanschluss eingegeben wird, ausgegeben. Dann wird ein Ansteuersignal, das ein logisches Produkt derselben ist, zu dem Leistungstransistor 130 ausgegeben.
14 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerbeispiel bei dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt. Das gleiche Verarbeiten wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird bei dem Schritt 100, 102 und 104 durchgeführt.
Bei einem Schritt 110 werden kompensierte Erregerstromwerte If', N, V in die Erzeugungsstromabbildung, die die Beziehung zwischen einem erfassten Erregerstromwert If, einem erfassten Drehzahlwert N, einem erfassten Ausgangsspannungswert V und einem Erzeugungsstrom Iout zeigt, zugewiesen, um einen Erzeugungsstrom-Schätzwert zu finden. Die Erzeugungsstromabbildung ist in dem Erregerstrom-Kompensationsabschnitt 110d gespeichert.
Bei einem Schritt 120 wird der Erregerstrom durch den Erregerstrom-Steuerabschnitt unter Verwendung des gefundenen geschätzten Ausgangswerts gesteuert.
Wie aus dem Vorhergehenden zu sehen ist, ist das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dadurch charakterisiert, dass der Erzeugungsstromschätzabschnitt eine Funktion hat, eine Nichtlinearität zwischen dem Erregerstrom und dem Erzeugungsstrom zu kompensieren. Insbesondere ist dasselbe dadurch charakterisiert, dass es eine Funktion hat, zu kompensieren, dass der Erzeugungsstrom eine mehrwertige Funktion des Erregerstroms ist.
Bei dem Verfahren und der Vorrichtung zum Steuern eines Erregerstroms des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann eine hochgenaue Erzeugungsstromschätzung durch Kompensieren davon, dass der Erzeugungsstrom eine mehrwertige Funktion ist, durchgeführt werden.
Insbesondere ist dasselbe dadurch charakterisiert, dass der Erzeugungsstromschätzabschnitt eine Operation, die einen Fehler des Erzeugungsstrom-Schätzwerts reduziert, der durch die Hysteresecharakteristika erzeugt wird, durchführt. Ein solcher Schritt ermöglicht, dass eine hochgenaue erzeugungsstromgesteuerte Erregerstromsteuerung realisiert wird, da eine Erzeugungsstrom-Schätzgenauigkeit im Vergleich zu der herkömmlichen Technik wesentlich mehr verbessert werden kann.
Ein wirtschaftliches Laden und Entladen einer Batterie kann durchgeführt werden, wenn ein genauer Generatorerzeugungsstrom verwendet wird.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann für andere wie bei dem Drehmoment-Schätzfehler bei dem ersten Ausführungsbeispiel die gleiche Wirkung bei der Erzeugungsstromschätzung erhalten werden.
Zusätzlich ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Erregerstromsteuerung, die in der Lage ist, einen geforderten Erzeugungsstrom mit hoher Genauigkeit zu realisieren, beschrieben. Eine Erregerstromsteuerung, die in der Lage ist, ein gefordertes Erzeugungsdrehmoment und einen geforderten Erzeugungsstrom gleichzeitig mit hoher Genauigkeit zu realisieren, kann jedoch auch konfiguriert werden.
Gemäß dem im Vorhergehenden beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird bei der Erzeugungsstromschätzung, die den erfassten Erregerstromwert verwendet, die Beziehung zwischen dem erfassten Erregerstromwert und dem Erzeugungsstrom zu einer Beziehung, die sich von denselben zu einer Zeit eines Bildens einer Abbildung unterscheidet, korrigiert. Dies ermöglicht, dass der Erzeugungsstrom-Schätzfehler, der durch die Hysteresecharakteristika verursacht wird, reduziert wird.
Da nämlich eine Abbildung, die die Beziehung zwischen dem Erregerstrom und dem Erzeugungsstrom zeigt, in eine Richtung, in der der Hysteresefehler ansprechend auf die Betriebsbedingungen der dynamoelektrischen Wechselstrommaschine 2 eines Fahrzeugs wesentlich verkleinert wird, verändert wird, kann der Erzeugungsstrom-Schätzfehler, der durch die Hysteresecharakteristika verursacht wird, reduziert werden.
Da gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die magnetische Feldschaltung der dynamoelektrischen Wechselstrommaschine 2 eines Fahrzeugs durch Erhöhen des Erregerstroms mit einer geeigneten zeitlichen Steuerung (zum Beispiel, gerade vor oder gerade nach einem Maschinenstopp) magnetisch fast gesättigt wird, kann zusätzlich eine Veränderung in der Beziehung zwischen dem Erregerstrom und dem Erzeugungsstrom, die aus der Verschiebung des Betriebspunktes, die durch die Hysteresecharakteristika verursacht wird, abgeleitet wird, gut kompensiert werden. Ferner kann gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die gleiche Wirkung erzielt werden, da dieselbe vor einer Auslieferung auf ähnliche Art und Weise magnetisch fast gesättigt wird.
Da gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl der Beziehungen (Abbildung) zwischen dem Erregerstrom und dem Erzeugungsstrom gespeichert ist, wobei eine derselben ausgewählt oder ein Zwischenwert derselben ansprechend auf die Betriebsbedingungen der dynamoelektrischen Wechselstrommaschine 2 eines Fahrzeugs betrieben wird, kann zusätzlich eine Veränderung in der Beziehung zwischen dem Erregerstrom und dem Erzeugungsstrom, die aus der Verschiebung des Betriebspunktes, die durch die Hysteresecharakteristika verursacht wird, abgeleitet wird, gut kompensiert werden.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist unter Bezugnahme auf 15 beschrieben.
Das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Vektorsteuersystem, bei dem in Betracht gezogen wird, dass die Feldschaltung einer dynamoelektrischen Maschine Hysteresecharakteristika hat, dadurch ist eine Größe einer Flussverkettung einer Ankerwicklung eine mehrwertige Funktion zu dem Erregerstrom.
Das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung liefert detaillierter ein Steuerverfahren zum Steuern eines Erregerstroms einer mehrphasigen dynamoelektrischen Maschine eines Feldwicklungstyps, die eine Rotoreinrichtung, eine Statoreinrichtung, die eine Erregerwicklung umfasst, und einen Luftspalt dazwischen hat, um ein gefordertes Erzeugungsdrehmoment zu erhalten, das einen Parameterausdruck in Form eines elektrischen Stroms, wie eines Drehmoment-Befehlsstroms und einen Ankerfluss-Befehlsstrom, hat.
15 ist ein Blockdiagramm eines Feldorientierungssystems, das einen stromgesteuerten Inverter verwendet. In dem Feldorientierungssystem des Ausführungsbeispiels werden ein Drehmoment-Befehlswert und ein Befehlswert der Zahl von Kreuzflüssen eines Rotors eingegeben und ein denselben entsprechender Statorbefehlswert dazu wird berechnet. Der Fluss des Rotors wird durch den Statorstrombefehlswert gesteuert.
Bei dem Vektorsteuersystem für einen Induktionsmotor, das zum Beispiel über die Vektorsteuerung für Wechselstrommotoren beschrieben ist, gibt es eine bekannte Technik, die in einem Buch „D.W. Novotny and T.A. Lipo, „Vector control and Dynamics of AC Drive" (Oxford univ. press, 1966)" beschrieben ist. Gemäß dieser bekannten Technik, ist ein typischer Antriebsstrom, der einem Drei-Phasen-Wechselstrom-(AC-)Motor, der einen Rotor und einen Stator umfasst, zugeführt wird, ein Strom, der drei Phasen iu, iv und iw hat. Dieser dreiphasige Antriebsstrom wird basierend auf einem geforderten Erzeugungsdrehmoment gesteuert. Bei einem früher üblichen Verfahren zum Steuern eines solchen Motors wird ein Strom, der jeweilige Phasen hat, d. h. die jeweiligen Phasen u, v, w, in Ströme eines d-q-Achsenkoordinatensystems, das aus einer Erregerstromachse (einer d-Achse) und einer Drehmomentstromachse (eine q-Achse) besteht, umgewandelt, und jeder umgewandelte Achsenstrom wird gesteuert, um einen Achsenbefehlswert zu erfüllen, der aus dem geforderten Erzeugungsdrehmoment erhalten wird. Mit anderen Worten wird die Vektorsteuerung so ausgeführt, um sowohl ein Drehmoment als auch einen magnetischen Fluss eines Rotors eines Induktionsmotors durch Darstellen eines Stroms oder eines magnetischen Flusses eines Drei-Phasen-Induktionsmotors hinsichtlich eines Vektors eines Koordinatensystems, das als das d-q-Koordinatensystem bekannt ist, unabhängig voneinander zu steuern. Das d-q-Koordinatensystem ist ein sich drehendes Koordinatensystem mit zwei orthogonalen Achsen, die sich in Synchronisation mit einer Stromquelle drehen. Eine der zwei Achsen ist in eine Richtung eines magnetischen Flusses eines Rotors gerichtet.
Bei der Vektorsteuerung werden ein Drehmoment-Befehlsstrom iq, ein Befehlsstrom eines magnetischen Flusses id, und ein Schlupfwinkelfrequenzbefehlswert S ω durch die folgenden mathematischen Ausdrücke (1) bis (3) unter Verwendung eines geforderten Drehmomentwerts T, eines Befehlswertes ϕ eines magnetischen Flusses eines Rotors, und einiger Motorkonstanten, die wie folgt sind, berechnet.
P ist die Zahl von Polpaaren eines Motors, Lm ist eine Gegeninduktivität eines Motors, L1 ist eine primäre Eigeninduktivität eines Motors, L2 ist eine sekundäre Eigeninduktivität eines Motors und R2 ist ein sekundärer Widerstand eines Motors.
Bei der Vektorsteuerung wird daher ein Befehlswert eines magnetischen Flusses ϕ eines Rotors verwendet, um sowohl den Drehmoment-Befehlsstrom iq als auch den Befehlsstrom id eines magnetischen Flusses zu berechnen. Der Befehlswert eines magnetischen Flusses ϕ eines Rotors wird aus einer Drehzahl des Rotors ω, die direkt gemessen oder durch irgendein indirektes Verfahren erfasst wird, berechnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden Hysteresecharakteristika, die in einer magnetischen Feldschaltung in dem Motor enthalten sind, beim Berechnen von sowohl dem Drehmoment-Befehlsstrom iq als auch dem Befehlsstrom id eines magnetischen Flusses, ähnlich zu denjenigen, die unter Bezugnahme auf 2 in den beigefügten früheren Ausführungsbeispielen beschrieben sind, berücksichtigt.
Wie in 15 gezeigt ist, hat das Feldorientierungssystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine dynamoelektrische Maschine 300, einen PWM-Inverter 302, eine Wechselstrom-(AC-)Stromversorgung 304, einen Rotorpositions-Erfassungsabschnitt 306, einen Feldorientierungs-Steuerabschnitt 308 und eine Befehlsstromkompensation 310. Die Wechselstromstromversorgung 304 erzeugt dreiphasige Wechselströme und Spannungen.
Dieses Ausführungsbeispiel umfasst den Befehlsstrom-Kompensationsabschnitt 310. Der Fluss-Befehlsstrom-Kompensationsabschnitt 310 kompensiert den Fluss-Befehlsstrom die Tatsache berücksichtigend, dass eine Größe einer Flussverkettung einer Ankerwicklung eine mehrwertige Funktion, deren Variable der Erregerstrom ist, wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ist.
Der Befehlsstrom-Kompensationsabschnitt 310 gibt einen korrigierten Drehmoment-Befehlsstromwert iq' und einen korrigierten Befehlsstromwert id' eines magnetischen Flusses zu dem Feldorientierungs-Steuerabschnitt 308 aus.
Der Feldorientierungs-Steuerabschnitt 308 wandelt den korrigierten Drehmoment-Befehlsstromwert iq' und den korrigierten Befehlsstromwert id' eines magnetischen Flusses zu einem Schaltbefehl für den PWM-Inverter 302 um. Motorantriebsströme iu, iv und iw, die iq' und id' entsprechen, werden zu jeweiligen Phasenspulen des dreiphasigen Motors 300 zugeführt. Zur gleichen Zeit wird eine Drehwinkelfrequenz, die zu dem PWM-Inverter ausgegeben wird, bei dem Feldorientierungs-Steuerabschnitt 308 durch Addieren des Schlupfwinkelfrequenz-Befehlswerts S ω zu einer Drehzahl des Rotors ω, die bei dem Rotorpositions-Erfassungsabschnitt 306 erhalten wird, berechnet.
Der Rotorpositions-Erfassungsabschnitt 306 schätzt die Winkelposition θ und die Drehzahl des Rotors und gibt die erfassten Werte von θ und ω zu dem Feldorientierungs-Steuerabschnitt 308 und der Befehlsstromkompensation 310 aus. Die erfasste Winkelposition θ wird bei dem Feldorientierungs-Steuerabschnitt 308 zum Berechnen des Schaltbefehls für den PWM-Inverter 302 verwendet.
In 16 ist ein Flussdiagramm, dass eine Betriebsprozedur der Erregerstromsteuervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, gezeigt.
Bei einem Schritt 400 wird ein gefordertes Erzeugungsdrehmoment über eine Eingabevorrichtung (in 15 und 16 nicht gezeigt) eingegeben.
Bei einem Schritt 401 werden ein Drehmoment-Befehlsstrom iq und ein Fluss-Befehlsstrom id bei einer Rotorkoordinate aus dem geforderten Erzeugungsdrehmoment berechnet und zu dem Befehlsstrom-Kompensationsabschnitt 310 eingegeben.
Bei einem Schritt 402 wird ein Ankerfluss der dynamoelektrischen Maschine 300 erfasst. Üblicherweise kann der Ankerfluss der dynamoelektrischen Maschine oder eines Induktionsmotors im Gegensatz zu einem Fall synchronisierter Motoren nicht direkt erfasst werden. Einige indirekte Verfahren zum Erfassen oder Messen des Ankerflusses sind vorgeschlagen und verwendet. Der erfasste Ankerfluss wird bei dem Befehlsstrom-Kompensationsabschnitt 310 und dem Feldorientierungs-Steuerabschnitt 308 verwendet.
Bei einem Schritt 403 werden der Drehmoment-Befehlsstrom iq und der Fluss-Befehlsstrom id korrigiert, um das Phänomen einer Hysterese, das bei dem Magnetisierungsverfahren der magnetischen Feldschaltung der dynamoelektrischen Maschine erschienen ist, in Betracht zu ziehen. Die Arten eines Korrigierens sind bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel gleich, daher sind diese nicht detailliert beschrieben. Der korrigierte Drehmoment-Befehlsstrom iq' und der korrigierte Fluss-Befehlsstrom id' werden aus dem Befehlsstrom-Kompensationsabschnitt 310 zu dem Feldorientierungs-Steuerabschnitt 308 ausgegeben.
Bei einem Schritt 404 wird eine Koordinatentransformation von einem d-q-Koordinatensystem zu einem Statorkoordinatensystem über den korrigierten Drehmoment-Befehlsstrom iq' und den korrigierten Fluss-Befehlsstrom id' bei dem Feldorientierungs-Steuerabschnitt 308 ausgeführt. Diese Transformation ist notwendig, um eine Feldorientierung des Statorflusses zu bestimmen. Der bestimmte korrigierte Drehmoment-Befehlsstrom und der korrigierte Fluss-Befehlsstrom in der Statorkoordinate werden bei einem Schritt 405 verwendet.
Bei dem Schritt 405 wird ein Statorstrom dem Stator der dynamoelektrischen Maschine zugeführt, nachdem der bestimmte korrigierte Drehmoment-Befehlsstrom und der korrigierte Fluss-Befehlsstrom in der Statorkoordinate unter einer Pulsbreitenmodulations-(PWM-)Steuerung durch den PWM-Inverter 302, der mit der Wechselstromstromversorgung 304 verbunden ist, moduliert werden.
Der Rotorpositions-Erfassungsabschnitt 306 schätzt detaillierter durch eine elektrische oder eine mechanische Einrichtung üblicherweise bei einem indirekten Verfahren, zum Beispiel durch Messen eines Luftspaltflusses und eines Schätzen daraus, die Richtung einer Rotorposition θ und eine Drehzahl ω eines Rotors in der dynamoelektrischen Maschine. Die erfasste Rotorposition θ und die Drehzahl ω werden zu dem Feldorientierungs-Steuerabschnitt 308 ausgegeben.
Bei der Vektorsteuerung werden geforderte Drehmomentwerte als ein Drehmoment-Befehlsstrom iq und ein Befehlsstrom iq einer Flussverkettung einer Ankerwicklung des Rotors eingegeben.
Dieser Drehmoment-Befehlsstrom iq und dieser Befehlsstrom id einer Flussverkettung einer Ankerwicklung des Rotors werden bei dem Ausführungsbeispiel in den Befehlsstrom-Kompensationsabschnitt 310 eingegeben. Bei dem Befehlsstrom-Kompensationsabschnitt 310 wird ein Flussstrom id einer Flussverkettung einer Ankerwicklung des Rotors berücksichtigend, dass die Größe einer Flussverkettung einer Ankerwicklung eine mehrwertige Funktion des Erregerstroms ist, durch das gleiche Verfahren wie bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel kompensiert. Dann werden der Drehmoment-Befehlswert iq und der kompensierte Befehlsstrom id' einer Flussverkettung einer Ankerwicklung zu dem Feldorientierungs-Steuerabschnitt 308 ausgegeben.
Bei dem Feldorientierungs-Steuerabschnitt 308 werden ein Ankerflusswert, der aus dem Rotorpositions-Erfassungsabschnitt 306 erfasst wird, und der addierte Drehmoment-Befehlsstrom iq und der kompensierte Befehlsstrom id' einer Flussverkettung einer Ankerwicklung des Rotors verwendet, um einen Wert eines Stroms, der in einer Ankerwicklung von jeder Phase fließt, zu berechnen, und die Stromwerte werden zu dem PWM-Inverter 302 ausgegeben.
Bei dem PWM-Inverter 302 wird eine Eingabe von der Wechselstromstromversorgung 304 PWM-gesteuert und ein Strom wird der Ankerwicklung von jeder Phase in einer dreiphasigen dynamoelektrischen Maschine 300 zugeführt.
Wie aus dem Vorhergehenden zu sehen ist, ist das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dadurch charakterisiert, dass der Befehlsstrom-Kompensationsabschnitt 310 eine Funktion hat, zu kompensieren, dass die Größe einer Flussverkettung einer Ankerwicklung eine mehrwertige Funktion ist. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere dadurch charakterisiert, dass der Befehlsstrom-Kompensationsabschnitt 310 Operationen durchführt, um Fehler bei den Drehmoment-Schätzwerten, die durch Hysteresecharakteristika verursacht werden, zu reduzieren. Ein solcher Schritt ermöglicht, dass eine hochgenaue drehmomentgesteuerte Erregerstromsteuerung realisiert wird, da eine Drehmoment-Schätzgenauigkeit weitgehender als bei der herkömmlichen Technik verbessert werden kann.
Bei der Vorrichtung und dem Verfahren zum Steuern eines Erregerstroms des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann eine hochgenaue Erzeugungsdrehmomentsteuerung durch Kompensieren davon, dass die Größe einer Flussverkettung einer Ankerwicklung eine mehrwertige Funktion ist, durchgeführt werden.
Wenn diese Schritte gemacht werden, kann eine hochgenaue drehmomentgesteuerte Erregerstromsteuerung realisiert werden, da eine Erzeugungsdrehmomentsteuergenauigkeit weitgehender als bei der herkömmlichen Technik verbessert werden kann.
Zusätzlich ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel die Erregerstromsteuerung, die in der Lage ist, einen geforderten Erzeugungsstrom mit hoher Genauigkeit zu realisieren, beschrieben.
Für andere kann bei dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die gleiche Wirkung wie bei dem Erzeugungsdrehmoment-Schätzfehler bei dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten werden.

Claims

Steuervorrichtung (1) zum Steuern eines Erregerstroms (If), der einer Erregerwicklung (220) einer dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps zugeführt wird, um eine geforderte Ausgabe davon zu erhalten, mit: einer Erregerstrom-Erfassungsschaltung (100), die konfiguriert ist, um den Erregerstrom (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) zu erfassen, und einen erfassten Erregerstrom (If) auszugeben; einer Drehzahl-Erfassungsschaltung (102), die konfiguriert ist, um eine Drehzahl eines Rotors der dynamoelektrischen Maschine (2) zu erfassen und eine erfasste Drehzahl des Rotors auszugeben; einer Ausgabeschätzschaltung (110b; 110e), die konfiguriert ist, um eine Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem erfassten Erregerstrom (If), der erfassten Drehzahl, und der Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps zu schätzen, und eine geschätzte Ausgabe, die aus der Schätzung resultiert, auszugeben; und einer Erregerstrom-Steuerschaltung (120), die konfiguriert ist, um den Erregerstrom (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) basierend auf der geschätzten Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine zu korrigieren, um die geforderte Ausgabe zu erhalten, und den korrigierten Erregerstrom der Erregerwicklung (220) der dynamoelektrischen Maschine (2) zuzuführen; wobei die Ausgabeschätzschaltung (110b; 110e) eine Einrichtung zum Durchführen einer Schätzung der Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine (2) unter Be rücksichtigung einer mehrwertigen Funktionalität der Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine (2) hinsichtlich des Erregerstroms (If) der Erregerwicklung (220) umfasst.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 1, bei der die Ausgabeschätzschaltung (110b; 110e) die Schätzung der Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine eines Feldwicklungstyps unter Verwendung historischer Daten des erfassten Erregerstroms (If) und der erfassten Drehzahl des Rotors durchführt.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 1, bei der die Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine (2) ein Erzeugungsdrehmoment derselben ist und die Ausgabeschätzschaltung eine Erzeugungsdrehmoment-Schätzschaltung (110b) ist, die konfiguriert ist, um das Erzeugungsdrehmoment zu schätzen und ein Resultat der Schätzung als ein geschätztes Erzeugungsdrehmoment auszugeben.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 2, bei der die Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine (2) ein Erzeugungsdrehmoment derselben ist und die Ausgabeschätzschaltung eine Erzeugungsdrehmoment-Schätzschaltung (110b) ist, die konfiguriert ist, um das Erzeugungsdrehmoment zu schätzen und ein Resultat der Schätzung als ein geschätztes Erzeugungsdrehmoment auszugeben.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 1, bei der die Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine (2) ein Erzeugungsstrom derselben ist und die Ausgabeschätzschaltung eine Erzeugungsstrom-Schätzschaltung (110e) ist, die konfiguriert ist, um den Erzeugungsstrom zu schätzen und ein Resultat der Schätzung als einen geschätzten Erzeugungsstrom auszugeben.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 2, bei der die Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine ein Erzeugungsstrom derselben ist und die Ausgabeschätzschaltung eine Erzeugungsstrom-Schätzschaltung (110e) ist, die konfiguriert ist, um den Erzeugungsstrom zu schätzen und ein Resultat der Schätzung als einen geschätzten Erzeugungsstrom auszugeben.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 4, bei der die Erzeugungsdrehmoment-Schätzschaltung (110b) eine Einrichtung zum Durchführen einer Schätzung des Erzeugungsdrehmoments mit einem Handhaben eines Phänomens einer Hysterese einer Feldschaltung umfasst.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 7, bei der die Erzeugungsdrehmoment-Schätzschaltung eine erste charakteristische Magnetisierungskurve (L2) und eine zweite charakteristische Magnetisierungskurve (L1) hat, wobei die erste charakteristische Magnetisierungskurve (L2) zum Schätzen des Erzeugungsdrehmoments als eine Bezugsbeziehung zwischen einer Flussverkettung (Φ) einer Ankerwicklung (200) oder einer Äquivalenz derselben dem Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) in einem Fall, bei dem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) zunimmt, verwendet wird, und die zweite charakteristische Magnetisierungskurve (L1) in einem Fall, bei dem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) abnimmt, als eine solche Bezugsbeziehung verwendet wird, und eine charakteristische Magnetisierungskurve, die beim Schätzen des Erzeugungsdrehmoments verwendet wird, aus der ersten und der zweiten charakteristischen Magnetisierungskurve (L2, L1) basierend auf historischen Daten eines Antriebszustands einer dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps ausgewählt wird.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 8, bei der die Erzeugungsdrehmoment-Schätzschaltung (110b) eine Entscheidung trifft, ob der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) zunimmt oder abnimmt, und eine Schätzung des Erzeugungsdrehmoments unter Bezugnahme auf eine theoretische charakteristische Magnetisierungskurve, die durch Mischen der ersten charakteristischen Magnetisierungskurve (L2), die prozentual einen relativ hohen Anteil hat, und der zweiten charakteristischen Magnetisierungskurve (L1), die prozentual einen relativ niedrigen Anteil hat, erhalten wird, durchführt, wenn der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) zunimmt, oder eine Schätzung des Erzeugungsdrehmoments unter Bezugnahme auf eine weitere theoretische cha rakteristische Magnetisierungskurve, die durch Mischen der ersten charakteristischen Magnetisierungskurve (L2), die prozentual einen relativ niedrigen Anteil hat, und der zweiten charakteristischen Magnetisierungskurve (L1), die prozentual einen relativ hohen Anteil hat, erhalten wird, durchführt, wenn der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) abnimmt.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 8, bei der die Erzeugungsdrehmoment-Schätzschaltung (110b) eine Einrichtung zum Durchführen einer Schätzung des Erzeugungsdrehmoments unter Bezugnahme auf eine charakteristische Durchschnittsmagnetisierungskurve der ersten und der zweiten charakteristischen Magnetisierungskurve (L2, L1) basierend auf historischen Daten eines Antriebszustands einer dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps umfasst.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 8, bei der die zweite charakteristische Magnetisierungskurve (L1), die eine Beziehung zwischen einer Flussverkettung (Φ) einer Ankerwicklung (200) oder einer Äquivalenz derselben und dem Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) darstellt, bei einem experimentellen Verfahren, bei dem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) monoton abnimmt, nachdem die Erregerwicklung (220) fast zu einer Flusssättigung magnetisiert wurde, aufgezeichnet wird.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 8, bei der die erste charakteristische Magnetisierungskurve (L2), die eine Beziehung zwischen einer Flussverkettung (Φ) einer Ankerwicklung (200) oder einer Äquivalenz derselben und dem Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) darstellt, bei einem experimentellen Verfahren, bei dem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) monoton zunimmt, nachdem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) verringert wurde und Null erreicht hat, nachdem die Erregerwicklung (220) fast zu einer Flusssättigung magnetisiert wurde, aufgezeichnet wird.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 9, bei der die zweite charakteristische Magnetisierungskurve (L1), die eine Beziehung zwischen einer Flussverkettung (Φ) einer Ankerwicklung (200) oder einer Äquivalenz derselben und dem Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) darstellt, bei einem experimentellen Verfahren, bei dem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) monoton abnimmt, nachdem die Erregerwicklung (220) fast zu einer Flusssättigung magnetisiert wurde, aufgezeichnet wird.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 9, bei der die erste charakteristische Magnetisierungskurve (L2), die eine Beziehung zwischen einer Flussverkettung (Φ) einer Ankerwicklung (200) oder einer Äquivalenz derselben und dem Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) darstellt, bei einem experimentellen Verfahren, bei dem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) monoton zunimmt, nachdem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) verringert wurde und Null erreicht hat, nachdem die Erreger wicklung (220) fast zu einer Flusssättigung magnetisiert wurde, aufgezeichnet wird.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 10, bei der die zweite charakteristische Magnetisierungskurve (L1), die eine Beziehung zwischen einer Flussverkettung (Φ) einer Ankerwicklung (200) oder einer Äquivalenz derselben und dem Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) darstellt, bei einem experimentellen Verfahren, bei dem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) monoton abnimmt, nachdem die Erregerwicklung (220) fast zu einer Flusssättigung magnetisiert wurde, aufgezeichnet wird.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 10, bei der die erste charakteristische Magnetisierungskurve (L2), die eine Beziehung zwischen einer Flussverkettung (Φ) einer Ankerwicklung (200) oder einer Äquivalenz derselben und dem Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) darstellt, bei einem experimentellen Verfahren, bei dem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) monoton zunimmt, nachdem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) verringert wurde und einen Nullpunkt erreicht hat, nachdem die Erregerwicklung (220) fast zu einer Flusssättigung magnetisiert wurde, aufgezeichnet wird.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 7, bei der die Feldschaltung durch den Durchgang des größeren Erregerstroms (If) durch die Feldschaltung als ein vorbestimmter Wert für eine vorbestimmte Zeit vor der anfänglichen Verwendung einer Feldschaltung der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps fast zu einer Flusssättigung magnetisiert wurde.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 7, bei der die Feldschaltung durch den Durchgang des ausreichenden Erregerstroms (If) für eine ausreichende Zeit bei einem rechtzeitigen Betrieb, bei dem eine vorbestimmte Bedingung der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps erfüllt ist, fast zu einer Flusssättigung magnetisiert wird.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 18, bei der die Feldschaltung, wenn der Rotor der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps stoppt, durch den Durchgang des Erregerstroms (If) fast zu einer Flusssättigung magnetisiert wird.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 18, bei der die Feldschaltung, wenn die Drehzahl des Rotors der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, durch den Durchgang des Erregerstroms (If) fast zu einer Flusssättigung magnetisiert wird.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 18, mit ferner: einer Batterie (4), die durch Zuführen eines elektrischen Stroms aus der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps, die als ein Generator verwendet ist, geladen wird, wobei die Feldschaltung, wenn ein darstellender Wert eines Ladezustands der Batterie (4) niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, durch den Durchgang des Erregerstroms (If) fast zu einer Flusssättigung magnetisiert wird.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 6, bei der die Ausgabeschätzschaltung eine Schätzung des Erzeugungsstroms mit einem Handhaben eines Phänomens einer Hysterese einer Feldschaltung durchführt.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 6, bei der die Erzeugungsstrom-Schätzschaltung (110e) eine erste charakteristische Magnetisierungskurve (L2) und eine zweite charakteristische Magnetisierungskurve (L1) hat, wobei die erste charakteristische Magnetisierungskurve (L2) als eine Bezugsbeziehung zwischen einer Flussverkettung (Φ) einer Ankerwicklung (200) oder einer Äquivalenz derselben und dem Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) in einem Fall, bei dem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) zunimmt, zum Schätzen des Erzeugungsstroms verwendet wird, und die zweite charakteristische Magnetisierungskurve (L1) in einem Fall, bei dem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) abnimmt, als eine solche Bezugsbeziehung verwendet wird, und eine charakteristische Magnetisierungskurve, die beim Schätzen des Erzeugungsstroms verwendet wird, aus der ersten und der zweiten charakteristischen Magnetisierungskurve (L2, L1) basierend auf historischen Daten eines Antriebszustands der dynamoelektrischen Maschine (2) ausgewählt wird.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregersstroms der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 22, bei der die Erzeugungsstrom-Schätzschaltung (110e) eine Entscheidung trifft, ob der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) zunimmt oder abnimmt, und eine Schätzung des Erzeugungsdrehmoments unter Bezugnahme auf eine theoretische charakteristische Magnetisierungskurve, die durch Mischen der ersten charakteristischen Magnetisierungskurve (L2), die prozentual einen relativ hohen Anteil hat, und der zweiten charakteristischen Magnetisierungskurve (L1), die prozentual einen relativ niedrigen Anteil hat, erhalten wird, durchführt, wenn der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) zunimmt, oder eine Schätzung des Erzeugungsstroms unter Bezugnahme auf eine weitere theoretische charakteristische Magnetisierungskurve, die durch Mischen der ersten charakteristischen Magnetisierungskurve (L2), die prozentual einen relativ niedrigen Anteil hat, und der zweiten charakteristischen Magnetisierungskurve (L1), die prozentual einen relativ hohen Anteil hat, erhalten wird, durchführt, wenn der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) abnimmt.
Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 22, bei der die Erzeugungsstrom-Schätzschaltung (110e) eine Schätzung des Erzeugungsstroms unter Bezugnahme auf eine charakteristische Durchschnittsmagnetisierungskurve der ersten und der zweiten charakteristischen Magnetisierungskurve (L2, L1) basierend auf historischen Daten eines Antriebszustands einer dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps durchführt.
Steuerverfahren (1) zum Steuern eines Erregerstroms (If), der zu einer Erregerwicklung (220) einer dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps zugeführt wird, um eine geforderte Ausgabe derselben zu erhalten, mit folgenden Schritten: einem Erregerstromerfassungsschritt (S102), der konfiguriert ist, um den Erregerstrom (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) zu erfassen, und einen erfassten Erregerstrom (If) auszugeben; einem Drehzahlerfassungsschritt (S100), der konfiguriert ist, um eine Drehzahl eines Rotors einer dynamoelektrischen Maschine (2) zu erfassen und eine erfasste Drehzahl des Rotors auszugeben; einem Ausgabeschätzschritt (S106; S110), der konfiguriert ist, um eine Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem erfassten Erregerstrom (If), der erfassten Drehzahl, und der Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps zu schätzen, und eine geschätzte Ausgabe, die aus der Schätzung resultiert, auszugeben; und einem Erregerstromsteuerschritt (S108), der konfiguriert ist, um den Erregerstrom (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) basierend auf der geschätzten Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine (2) zu korrigieren, um die geforderte Ausgabe zu erhalten, und den korrigierten Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) der dynamoelektrischen Maschine (2) zuzuführen; wobei der Ausgabeschätzschritt (S106; S110) eine Schätzung der Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps unter Berücksichtigung einer mehrwertigen Funktionalität der Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps hinsichtlich des Erregerstroms (If) der Erregerwicklung (220) durchführt.
Steuerverfahren (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 26, bei dem der Ausgabeschätzschritt (S106; S110) das Schätzen der Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine (2) unter Verwendung eines historischen Wertes des erfassten Erregerstroms (If) und der erfassten Drehzahl des Rotors durchführt.
Steuerverfahren (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 26, bei dem die Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine (2) ein Erzeugungsdrehmoment derselben ist und der Ausgabeschätzschritt ein Erzeugungsdrehmoment-Schätzschritt (S106) ist, der konfiguriert ist, um das Erzeugungsdrehmoment zu schätzen und ein Resultat der Schätzung als ein geschätztes Erzeugungsdrehmoment auszugeben.
Steuerverfahren (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 27, bei dem die Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine (2) ein Erzeugungsdrehmoment derselben ist und der Ausgabeschätzschritt ein Erzeugungsdrehmoment-Schätzschritt (S106) ist, der konfiguriert ist, um das Erzeugungsdrehmoment zu schätzen und ein Resultat der Schätzung als ein geschätztes Erzeugungsdrehmoment auszugeben.
Steuerverfahren (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 26, bei dem die Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine (2) ein Erzeugungsstrom derselben ist und der Ausgabeschätzschritt ein Erzeugungsstrom-Schätzschritt (S110) ist, der konfiguriert ist, um den Erzeugungsstrom zu schätzen und ein Resultat der Schätzung als einen geschätzten Erzeugungsstrom auszugeben.
Steuerverfahren (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 27, bei dem die Ausgabe der dynamoelektrischen Maschine (2) ein Erzeugungsstrom derselben ist und der Ausgabeschätzschritt ein Erzeugungsstrom-Schätzschritt (S110) ist, der konfiguriert ist, um den Erzeugungsstrom zu schätzen und ein Resultat der Schätzung als einen geschätzten Erzeugungsstrom auszugeben.
Steuerverfahren (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 28, bei dem der Erzeugungsdrehmoment-Schätzschritt (S106) eine Schätzung des Erzeugungsdrehmoments mit einem Handhaben eines Phänomens einer Hysterese einer Feldschaltung durchführt.
Steuerverfahren (1) zum Steuern der Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 28, bei dem der Erzeugungsdrehmoment-Schätzschritt (S106) eine erste charakteristische Magnetisierungskurve (L2) und eine zweite charakteristische Magnetisierungskurve (L1) hat, wobei die erste charakteristische Magnetisierungskurve (L2) als eine Bezugsbeziehung zwischen einer Flussverkettung (Φ) einer Ankerwicklung (200) oder einer Äquivalenz derselben und dem Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) in einem Fall, bei dem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) zunimmt, zum Schätzen des Erzeugungsdrehmoments verwendet wird, und die zweite charakteristische Magnetisierungskurve (L1) in einem Fall, bei dem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) abnimmt, als eine solche Bezugsbeziehung verwendet wird, und eine charakteristische Magnetisierungskurve, die beim Schätzen des Erzeugungsdrehmoments verwendet wird, aus der ersten und der zweiten charakteristischen Magnetisierungskurve (L2, L1) basierend auf historischen Daten eines Antriebszustands einer dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps ausgewählt wird; und der Erzeugungsdrehrmoment-Schätzschritt (S106) ferner folgende Schritte aufweist: einen Entscheidungsschritt, der eine Entscheidung trifft, ob ein erster Schätzschritt oder ein zweiter Schätzschritt basierend darauf, ob der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) zunimmt oder abnimmt, ausgeführt wird, wobei der erste Schätzschritt eine Schätzung des Stromerzeugungsdrehmoments unter Bezugnahme auf eine charakteristische Magnetisierungskurve, die durch Mischen der ersten charakteristischen Magnetisierungskurve (L2), die prozentual einen relativ hohen Anteil hat, und der zweiten charakteristischen Magnetisie rungskurve (L1), die prozentual einen relativ niedrigen Anteil hat, erhalten wird, durchführt, wenn der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) zunimmt, und der zweite Schätzschritt eine Schätzung des Stromerzeugungsdrehmoments unter Bezugnahme auf eine weitere charakteristische Magnetisierungskurve, die durch Mischen der ersten charakteristischen Magnetisierungskurve (L2), die prozentual einen relativ niedrigen Anteil hat, und der zweiten charakteristischen Magnetisierungskurve (L1), die prozentual einen relativ hohen Anteil hat, erhalten wird, durchführt, wenn der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) abnimmt.
Steuerverfahren (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 30, bei dem der Erzeugungsstrom-Schätzschritt (S110) eine Schätzung des Erzeugungsdrehmoments mit einem Handhaben eines Phänomens einer Hysterese einer Feldschaltung durchführt.
Steuerverfahren (1) zum Steuern des Erregerstroms (If) der dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 34, bei dem der Stromschätzschritt eine erste charakteristische Magnetisierungskurve (L2) und eine zweite charakteristische Magnetisierungskurve (L1) hat, wobei die erste charakteristische Magnetisierungskurve (L2) als eine Bezugsbeziehung zwischen einer Flussverkettung (Φ) einer Ankerwicklung (200) oder einer Äquivalenz derselben und dem Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) in einem Fall, bei dem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) zunimmt, zum Schätzen des Erzeugungsstroms verwendet wird, und die zweite charakteristische Magnetisierungskurve (L1) in einem Fall, bei dem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) abnimmt, als eine solche Bezugsbeziehung verwendet wird, und eine cha rakteristische Magnetisierungskurve, die zum Schätzen des Erzeugungsstroms verwendet wird, aus der ersten und der zweiten charakteristischen Magnetisierungskurve (L2, L1) basierend auf historischen Daten eines Antriebszustands einer dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps ausgewählt wird; und der Erzeugungsstrom-Schätzschritt (S110) ferner folgende Schritte aufweist: einen Entscheidungsschritt, der eine Entscheidung trifft, ob ein erster Schätzschritt oder ein zweiter Schätzschritt basierend darauf, ob der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) zunimmt oder abnimmt, ausgeführt wird, wobei der erste Schätzschritt eine Schätzung des Stromerzeugungsstroms unter Bezugnahme auf eine charakteristische Magnetisierungskurve, die durch Mischen der ersten charakteristischen Magnetisierungskurve (L2), die prozentual einen relativ hohen Anteil hat, und der zweiten charakteristischen Magnetisierungskurve (L1), die prozentual einen relativ niedrigen Anteil hat, erhalten wird, durchführt, wenn der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) zunimmt, und der zweite Schätzschritt eine Schätzung des Stromerzeugungsstroms unter Bezugnahme auf eine weitere charakteristische Magnetisierungskurve, die durch Mischen der ersten charakteristischen Magnetisierungskurve (L2), die prozentual einen relativ niedrigen Anteil hat, und der zweiten charakteristischen Magnetisierungskurve (L1), die prozentual einen relativ hohen Anteil hat, erhalten wird, durchführt, wenn der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) abnimmt.
Steuerverfahren zum Steuern des Erregerstroms (If) einer mehrphasigen dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps, die eine Rotoreinrichtung, eine Statoreinrichtung, die eine Erregerwicklung (220) umfasst, und einen Luftspalt dazwischen hat, um ein gefordertes Erzeugungsdrehmoment, das einen Parameterausdruck in Form eines elektrischen Stroms, wie eines Drehmoment- Befehlsstroms und eines Ankerfluss-Befehlsstroms hat, zu erhalten, mit folgenden Schritten: a) Messen (S402) einer Rotorposition und einer Drehzahl des Rotors; b) Berechnen (S403) von Ankerflussparametern aus der gemessenen Rotorposition und der gemessenen Drehzahl des Rotors; c) Bestimmen (S404) einer Phase und einer Amplitude eines elektrischen Eingangsstroms zu jeder Erregerwicklung (220) der Statoreinrichtung basierend auf dem Rotorfluss und dem geforderten Erzeugungsdrehmoment unter Berücksichtigung einer mehrwertigen Funktionalität einer Flussverkettung (Φ) einer Rotorwicklung (200) oder einer Äquivalenz derselben und des Erregerstroms (If) der Erregerwicklung (220); und d) Steuern (S405) einer Feldorientierung eines Rotorbefehlsflusses der Rotoreinrichtung basierend auf der bestimmten Phase und der bestimmten Amplitude des elektrischen Eingangsstroms von jeder Erregerwicklung (220).
Steuerverfahren zum Steuern eines Erregerstroms (If) einer mehrphasigen dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 36, bei dem bei dem Schritt (c), die Phase und die Amplitude des elektrischen Eingangsstroms zu jeder Erregerwicklung (220) der Statoreinrichtung basierend auf dem Ankerfluss und dem geforderten Erzeugungsdrehmoments unter Berücksichtigung eines Phänomens einer Hysterese bei Magnetisierungsverfahren der Erregerwicklung (220) bestimmt wird.
Steuerverfahren zum Steuern eines Erregerstroms (If) einer mehrphasigen dynamoelektrischen Maschine (2) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 37, bei dem bei dem Schritt (c), die Phase und die Amplitude des elektrischen Eingangsstroms zu jeder Erregerwicklung (220) der Statoreinrichtung basierend auf dem Ankerfluss und dem geforderten Erzeugungsdrehmoment unter Bezugnahme auf eine erste charakteristische Magnetisierungskurve (L2) der Erregerwicklung (220) und eine zweite charakteristische Magnetisierungskurve (L1) bestimmt werden, wobei die erste charakteristische Magnetisierungskurve (L2) zum Schätzen der Phase und der Amplitude des elektrischen Eingangsstroms von jeder Erregerwicklung (220) als eine Bezugsbeziehung zwischen einer Flussverkettung (Φ) einer Ankerwicklung (200) oder einer Äquivalenz derselben und dem Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) in einem Fall, bei dem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) zunimmt, verwendet wird, und die zweite charakteristische Magnetisierungskurve (L1) in einem Fall, bei dem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung (220) abnimmt als eine solche Bezugsbeziehung verwendet wird.
Steuervorrichtung zum Steuern eines Erregerstroms (If) einer mehrphasigen dynamoelektrischen Maschine (300) eines Feldwicklungstyps, die eine Rotoreinrichtung, eine Statoreinrichtung, die eine Erregerwicklung umfasst, und einen Luftspalt dazwischen hat, um ein gefordertes Erzeugungsdrehmoment, das einen Parameterausdruck in Form eines elektrischen Stroms, wie eines Drehmoment-Befehlsstroms und eines Ankerfluss-Befehlsstroms hat, zu erhalten, mit: a) einer Einrichtung (306) zum Messen einer Rotorposition (Θ) und einer Drehzahl (ω) des Rotors; b) einer Einrichtung zum Berechnen von Rotorflussparametern aus der gemessenen Rotorposition (Θ) und der gemessenen Drehzahl (ω) des Rotors; c) einer Einrichtung (310) zum Bestimmen einer Phase und einer Amplitude eines elektrischen Eingangsstroms zu jeder Erregerwicklung der Statoreinrichtung basierend auf dem Rotorfluss und dem geforderten Erzeugungsdrehmoment unter Berücksichtigung einer mehrwertigen Funktionalität einer Flussverkettung (Φ) einer Ankerwicklung (200) oder einer Äquivalenz derselben und des Erregerstroms (If) der Erregerwicklung; und d) einer Einrichtung (308) zum Steuern einer Feldorientierung eines Rotorbefehlsflusses der Rotoreinrichtung basierend auf der bestimmten Phase und der bestimmten Amplitude des elektrischen Eingangsstroms von jeder Erregerwicklung.
Steuervorrichtung zum Steuern eines Erregerstroms (If) einer mehrphasigen dynamoelektrischen Maschine (300) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 39, bei der die Einrichtung zum Bestimmen der Phase und der Amplitude des elektrischen Eingangsstroms zu jeder Erregerwicklung der Statoreinrichtung die Phase und die Amplitude basierend auf dem Ankerfluss und dem geforderten Erzeugungsdrehmoment unter Berücksichtigung eines Phänomens einer Hysterese bei Magnetisierungsverfahren der Erregerwicklung bestimmt.
Steuervorrichtung zum Steuern eines Erregerstroms (If) einer mehrphasigen dynamoelektrischen Maschine (300) eines Feldwicklungstyps nach Anspruch 40, bei der die Einrichtung zum Bestimmen der Phase und der Amplitude des elektrischen Eingangsstroms zu jeder Erregerwicklung der Statoreinrichtung die Phase und die Amplitude basierend auf dem Ankerfluss und dem geforderten Erzeugungsdrehmoment unter Bezugnahme auf eine erste charakteristische Magnetisie rungskurve (L2) der Erregerwicklung und eine zweite charakteristische Magnetisierungskurve (L1) bestimmt, wobei die erste charakteristische Magnetisierungskurve (L2) als eine Bezugsbeziehung zwischen einer Flussverkettung (Φ) einer Ankerwicklung oder einer Äquivalenz derselben und dem Erregerstrom (If) der Erregerwicklung in einem Fall, bei dem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung zunimmt, zum Schätzen der Phase und der Amplitude des elektrischen Eingangsstroms von jeder Erregerwicklung verwendet wird, und die zweite charakteristische Magnetisierungskurve (L1) in einem Fall, bei dem der Erregerstrom (If) der Erregerwicklung abnimmt, als eine solche Bezugsbeziehung verwendet wird.