用于管理旋转电机的电机模式结束的控制模块和方法与流程

文档序号:30498423发布日期:2022-06-22 13:16阅读:470来源:国知局
用于管理旋转电机的电机模式结束的控制模块和方法与流程

1.本发明的技术领域是控制旋转电机。
2.本发明涉及一种用于管理旋转电机的电机扭矩结束的方法。


背景技术:

3.以本身已知的方式,可逆电机可以联接到内燃机,特别是经由附件面板联接到内燃机。这种电机通常被称为起动机-交流发电机,能够以发电机模式运行以便为车辆电池充电,并且能够以电机模式运行以给车辆提供扭矩。
4.发电机模式可用于再生制动功能,允许电机在制动阶段向电池输送电能。特别地,电机模式可以用于根据交通状况停止和重新启动内燃机的自动功能(称为stt功能,用于停止和启动功能),用于帮助发动机停转的功能,称为增压功能,允许电机在内燃机模式下驱动的阶段偶尔帮助内燃机,以及滑行功能,允许牵引链的打开在没有驾驶员明确动作的情况下自动进行,以便降低发动机速度或停止发动机,从而最小化燃料消耗和污染排放。此外,电机模式可以用于电动车辆模式,在该模式下,电机提供驱动车辆前进所需的扭矩,而不需要内燃机提供扭矩。
5.在已知的机器中,当保护(热、时间或速度)被激活时停止电机模式导致电机的逆变器的开关元件打开。定子中包含的电流随后被发送回车辆的车载网络,导致附件面板处的扭矩震动和车载网络中的过电压。
6.因此,存在一种控制单元,该控制单元包括用于在电机模式停止时管理扭矩的算法,以避免在通过空档模式(neutral mode)时的这些震动。控制单元根据速度传输扭矩指令和扭矩梯度,以便在相同的速度下使转子电流和定子电压下降到零。
7.为了使转子电流下降到零以便快速退出电机模式,通过在闭环中执行慢退磁或等于负u
b+
(u
b+
是电机端子之间的电压)来施加转子电压到零指令,以便施加快速退磁,这将降低转子中的电流。在快速退磁时,转子线圈的供电与电机模式相反,退磁更快。
8.退磁时间取决于转子速度。
9.接下来,一旦转子已经退磁,为了避免电流返回到网络,例如通过闭合逆变器/整流器的低级(low-stage)mosfets持续预定的持续时间,例如大约10ms,在定子的相之间形成短路,使得定子中的剩余电流通过定子线圈中的焦耳加热而损失。
10.然而,在定子短路和将转子置于零电流以过渡到空档模式的过程中,这种从电机模式的退出通常会导致扭矩振荡和电网过电压。事实上,当转子中仍有电流时,定子短路的情况经常发生。
11.一种解决方案是在短路定子之前等待最坏情况下的退磁时间。但是,这会减慢从电机模式到空档模式的过渡,这可能会对驾驶员的体验产生负面影响。
12.因此,目前在过电压和过渡到空档模式的速度之间存在权衡。
13.另一种解决方案是测量转子感应线圈中的电流,例如使用与转子感应线圈串联的电阻器和用于测量该电阻器中电压的单元。然而,这种电阻器会导致焦耳发热并降低机器
的效率。此外,退磁时间非常长,因为在退磁结束时,转子电流下降非常缓慢。
14.因此,为了从电机模式到空档模式的转变,需要减小或消除扭矩中的振荡和电网中的过电压。


技术实现要素:

15.本发明通过考虑转子的动力学对上述问题提供了一种解决方案,从而可以更好地模拟转子退磁斜率,从而在转子电流小于现有技术时使定子短路,同时避免过长的延迟。
16.本发明的一个方面涉及一种用于控制机动车辆的旋转电机的模块,其包括由电网供电的定子的相和转子线圈,控制模块包括计算程序,输入包括电网的电压、转子线圈的电阻值、转子线圈的感应值,并且该程序根据以下公式估计估计的转子线圈电流:
17.irot[k]=irot[k-1]+(vrot[k-1]

irot[k-1]x rrot)/lrot x ts,
[0018]
其中:
[0019]
irot[k-1]是先前在时间k-1计算的转子线圈电流的估计值,
[0020]
vrot[k-1]是先前在时间k-1的转子线圈电压,
[0021]
ts是索引k-1和索引k之间的采样时间,
[0022]
并且其中,为了将电机从电机模式切换到空档模式,所述控制模块被配置为在估计的转子线圈电流等于预定值(例如0安培)之后,控制将定子的相置于相同电势。
[0023]
根据本发明,通过估计所述转子的电流作为最终阶段的指标,当转子中的电流几乎为零时,可以转换到空档模式。因此,通过同时将转子中的电流减小量和定子中的减小量提高到尽可能接近于零,可以减少或者甚至消除震动和消除过电压。事实上,dc总线上的电流和电压峰值在从电机模式到空档模式的转换中降低,励磁和相电流中的振荡减少甚至消失,因此相关的扭矩震动减少。此外,从电机模式到空档模式所需的时间也大大减少。
[0024]
除了在上一段中刚刚概述的特征之外,根据本发明的一个方面的控制模块可以具有以下中的一个或多个附加特征,这些特征被单独考虑或以任何技术上可行的组合被考虑:
[0025]
根据一个实施例,用于旋转电机的控制模块包括存储软件指令的存储器,该软件指令用于执行如上定义的估计转子线圈电流以及转子和定子命令的计算。
[0026]
根据控制模块的一个实施例,为了从电机模式切换到空档模式,控制模块被配置为根据估计的转子线圈电流产生定子命令。
[0027]
根据一个实施例,先前计算的转子线圈电压等于预定值,例如零伏或负十一点三伏。
[0028]
根据另一个实施例,控制模块包括网络电压输入(vdc),并且先前计算的转子线圈电压等于0v或者由控制模块根据以下公式计算:
[0029]
vrot[k-1]=-1x(vdc[k-1]

vdiode),
[0030]
其中vdiode是常数,例如,等于零点七伏。
[0031]
本发明还涉及一种旋转电机,包括根据前述实施例的控制模块,包括:
[0032]
转子,包括感应线圈,
[0033]
定子,包括具有相位的绕组,以及
[0034]
转子控制单元,包括:
[0035]
高级电子开关,连接在感应线圈的输入和网络的正极端子之间,
[0036]
低电子开关,在地和感应线圈输入之间,
[0037]
低输出电子开关,在感应线圈输出与地之间,
[0038]
二极管,包括连接到网络正极端子的阴极和连接到感应线圈输出的阳极,
[0039]
其中,在电机模式停止命令的情况下,转子控制单元可以根据快速退磁指令控制低电子开关的闭合、低输出电子开关的断开和高级电子开关的断开,或者根据慢速退磁指令控制低电子开关的闭合、低输出电子开关的闭合和高级电子开关的断开,
[0040]
其中,在快速退磁指令的情况下,先前的转子线圈电压根据公式计算:
[0041]
vrot[k-1]=-1x(vdc[k-1]

vdiode),以及
[0042]
在慢速退磁指令的情况下,转子线圈电压等于零。
[0043]
根据电机的一个实施例,旋转电机包括温度传感器,其中转子电阻的值被估计为温度传感器测量的温度的函数。
[0044]
例如,转子电阻的值是根据该公式:rrot=r0(1+αv.δt),
[0045]
其中,r0是预定温度下线圈的电阻值,δt(k)是预定温度与温度传感器测得的温度之间的温度变化量,αv是预定的等压体积膨胀系数,等于,例如,0.0039至0.008,有利地等于0.00396。
[0046]
具体而言,转子的电阻主要根据转子的温度而变化。
[0047]
根据电机的另一个实施例,转子电阻的值是预定值。
[0048]
因此,根据这两个实施例,为了估计转子电流,计算与转子线圈电阻等效的值或转子电阻的估计值。
[0049]
根据电机的一个实施例,还包括转子旋转速度传感器,转子线圈感应值被估计为基于估计的或指令的转子扭矩和旋转速度估计的电机的操作点的函数。
[0050]
根据电机的另一个实施例,控制模块估计转子的旋转速度,并且转子线圈感应值被估计为基于估计或指令转子扭矩和估计旋转速度估计的机器操作点的函数。
[0051]
具体地,转子的电感根据磁饱和而变化,因此为了提高转子线圈电流的估计精度,计算转子电感的估计值。
[0052]
根据另一实施例,转子线圈感应值(lrot)是末级的等效值。
[0053]
根据旋转电机的一个实施例,控制模块包括用于控制定子的传输步骤,用于根据该公式的指令扭矩tem[k]:tem[k]=tem_0x(irot[k]/irot_0)^2,
[0054]
其中,转子电流irot_0是控制模块接收到电机模式停止命令时的估计转子电流,tem_0是控制模块接收到电机模式停止命令指令时机器的电磁扭矩。
[0055]
根据旋转电机的一个实施例,电机包括电压转换器,该电压转换器包括连接到定子相的高电子开关和低电子开关,并且当控制模块接收到用于先前激活的电机模式的电机模式停止命令时,控制模块发送定子命令,以根据估计的转子电流修改高侧电子开关和低侧电子开关的脉宽调制,使得估计的转子电流越低,脉宽调制减少得越多,以便根据rms电压减少对定子相的功率供应。
[0056]
根据该实施例和前述实施例的一个示例,定子命令取决于计算的指令扭矩tem[k],例如计算的指令扭矩tem[k]。
[0057]
根据一个示例,电机包括定子控制单元,其允许通过脉宽调制控制高侧和低侧开
关,并且脉宽调制根据定子命令参数化。
[0058]
本发明的另一方面还涉及一种用于在具有或不具有各种实施例的情况下停止上述旋转电机的电机模式的方法,包括:
[0059]-根据以下公式估算转子线圈电流(irot[k)的步骤:irot[k]=irot[k-1]+(vrot[k-1]

irot[k-1]x rrot)/lrot x ts,
[0060]-其中:
[0061]-irot[k-1]是先前在时间k-1计算的转子线圈电流的估计值,
[0062]-vrot[k-1]是先前在时间k-1的转子线圈电压,
[0063]-ts是索引k-1和索引k之间的采样时间,
[0064]-接收发动机停止命令的步骤,包括:
[0065]-退磁子步骤,根据快速退磁指令,通过控制低输出电子开关的断开,或根据慢速退磁指令,通过控制低输出电子开关的闭合,控制高级电子开关的断开和低电子开关的闭合,以及
[0066]-控制子步骤,用于在估计的转子线圈电流等于预定值之后使定子的相位达到相同的电位。
[0067]
根据前述方法的一个实施例,该方法还包括:
[0068]-根据该公式计算指令扭矩(tem[k])的步骤:tem[k]=tem_0x(irot[k]/irot_0)^2,
[0069]-其中,转子电流irot_0是控制模块接收到电机模式停止命令时的估计转子电流,tem_0是控制模块接收到电机模式停止命令指令时命令的电磁扭矩,以及
[0070]-根据指令扭矩控制定子直到估计的转子线圈电流等于预定值的步骤。
[0071]
通过阅读以下描述并检查附图,将更好地理解本发明及其各种应用。
附图说明
[0072]
附图通过对本发明的完全非限制性指示的方式呈现。
[0073]-图1是定子电气系统se的示意图;
[0074]-图2是转子供电系统的电气示意图;
[0075]-图3示意性地示出了根据该实施例的第一示例的框图中的框;
[0076]-图4示意性地示出了根据该实施例的第二示例的框图中的框;
[0077]-图5示意性地示出了根据该实施例的第三示例的框图中的框;
[0078]-图6a是矩形图,以图形方式表示根据现有技术的网络电压vdc、电网电流idc、实际转子电流iexc[a]和定子的相电流iph[a];
[0079]-图6b是矩形图,其以图形方式表示根据上述实施例的第一示例的电机的网络电压vdc、电网电流idc、实际转子电流iexc[a]和定子的相电流iph[a]。
具体实施方式
[0080]
附图通过对本发明的完全非限制性指示的方式呈现。
[0081]
电机旨在安装在包括连接到电池的车载电网的车辆中。
[0082]
车载网络可以是12v、24v或48v网络。电机通过位于附件面板上的皮带或链条系统
以本身已知的方式联接到内燃机。此外,电机能够使用lin(本地互连网络)、can(控制器局域网)或以太网通信协议与发动机计算机进行通信。电机可以在电机模式下运行,也可以在交流发电机模式下运行,也称为发电机模式。在机器可以在交流发电机模式下运行的情况下,电机是起动机-交流发电机。
[0083]
旋转电机m包括具有至少三个相u、v、w以及缠绕在定子上的三个线圈u、v、w的定子。
[0084]
根据这些实施例的一种实施方式,旋转电机是起动机-交流发电机。
[0085]
起动机-交流发电机尤其包括电技术部分和根据本发明的控制模块,该控制模块将在下面更详细地描述。更准确地说,电工部分包括电枢元件和电感器元件。在一个示例中,电枢是定子,电感器是包括励磁线圈的转子,以下称为转子线圈lrotor。定子包括n个相。在所考虑的示例中,定子包括三个相u、v、w。在该示例中,线圈u、v、w以星形配置连接,并且每个分别在其输出处包括对应的相u、v、w。根据另一示例,电机包括六个相。
[0086]
作为变型,相数n对于五相电机可以等于5,对于六相或双三相电机可以等于6,或者对于七相电机可以等于7。定子的相可以以三角形或星形构造耦合。三角形和星形耦合的组合也是可能的。
[0087]
图1是定子电气系统se的示意图。电气系统se包括连接到dc电源b的第一电源端子b+和第二电源端子b-,在本示例的情况下为48伏(但例如可以是12伏或24伏),例如机动车辆的电池,允许车辆的其他电气设备(未示出)经由车载网络供电。
[0088]
dc电源b还可以包括机动车辆的电池和与车辆的电池并联的电容器组。在该示例中,第二端子b-是电气系统se的接地。
[0089]
电气系统se还包括电压转换器o,用于向旋转电机m提供来自所述dc电压源b的电力。
[0090]
电压转换器o包括并联连接的多个开关臂,其数量与旋转电机m的相的数量相同。在这种情况下,电压转换器o包括第一臂x、第二臂y和第三臂z,但是在六相旋转电机的示例的情况下,可以包括例如其中的六个。
[0091]
每个臂x、y、z包括一起形成高组hs的高侧开关hs_x、hs_y、hs_z,以及一起形成低组ls的低侧开关ls_x、ls_y、ls_z。臂x、y、z的每个高侧和低侧开关在中点px、py、pz处相互连接。
[0092]
在该示例中,每个高侧或低侧开关是金属氧化物半导体场效应晶体管,每个都包括反激二极管(flyback diode)。
[0093]
在这种情况下,在该示例中,因此在第一臂x上,第一高侧开关hs_x通过第一中点px连接到第一低侧开关ls_x,在第二臂y上,第二高侧开关hs_y通过第二中点py连接到第二低侧开关ls_y,第三高侧开关hs_z分别通过第三中点pz连接到第三低侧开关ls_z。
[0094]
每个中点px、py、pz连接到所述旋转电机m的至少一个相u、v、w,因此在这种情况下,在该示例中,第一中点px连接到相u,第二中点py连接到相v,第三中点z连接到相w。
[0095]
电压转换器o还包括用于控制高侧hs_x、hs_y、hs_z和低侧ls_x、ls_y、ls_z开关的单元u。因此,对于每个开关,所述控制单元u包括连接到对应开关的控制器的输出。为避免图1过载,仅示出了控制单元u的输出与第三低侧开关ls_z的控制之间的连接以及控制单元u的另一个输出和第二高侧开关hs_y的控制之间的连接。
[0096]
控制单元u经由脉宽调制(pwm)控制每个臂x、y、z的开关。
[0097]
图2是转子供电系统的电气示意图。
[0098]
转子供电系统包括用于从电压源(在这种情况下为dc电源b)为负载(在这种情况下为转子线圈lrotor)供电的电源线。
[0099]
所述电源线包括具有第一主端子d和第二主端子s的主开关q1,主电流lp旨在通过它们之间。
[0100]
主开关q1还包括控制端g,用于选择性地将主开关q1置于闭合、断开或半闭合状态。在其半闭合状态下,主开关q1相当于连接在第一d和第二主端s之间的可变电阻,由控制端g控制。在这种情况下,主开关q1为功率晶体管。更具体地说,功率晶体管是金属氧化物半导体场效应晶体管,也称为首字母缩写词mosfet,在这种情况下它是增强型mosfet。
[0101]
电力线是形成电气系统的开关臂的一部分的高侧开关系统1。
[0102]
开关臂包括低侧开关系统,该系统包括低侧开关q23,其也包括由控制端子控制的第一和第二主端子。
[0103]
低侧开关q23和主开关q1为高侧开关q1,在中点连接。
[0104]
低侧开关q23连接在中点和负端子b-之间,负端子b-可以是车辆的地。
[0105]
转子线圈lrotor包括连接在中点的端子。
[0106]
电气系统还包括低输出或退磁电子开关q24,其也包括第一主端子和第二主端子,第一主端子和第二主端子连接在负端子和励磁线圈的另一端子之间并且由控制端子控制。
[0107]
当电机处于交流发电机模式或电机模式或使励磁线圈退磁时,退磁电子开关q24由控制模块控制在饱和模式。
[0108]
当主开关q1断开时,低侧电子开关q23与退磁电子开关q24一起允许线圈lrotor的受控退磁。
[0109]
在本实施例中,转子供电系统还包括在端子b+和转子线圈lrotor的第二端子之间的二极管d1。
[0110]
该二极管d1通过闭合低侧开关q23并断开退磁开关q24来实现转子的快速退磁。
[0111]
控制模块包括包含斩波器的励磁电路,用于产生注入转子线圈lrotor的励磁电流。
[0112]
旋转电机包括电机模式、空档模式并且可以包括交流发电机模式。
[0113]
控制模块还包括控制电路,该控制电路包括存储器和例如微控制器。
[0114]
控制模块包括电机算法,该电机算法能够基于要施加到旋转电机以将其置于电机模式的扭矩指令来生成定子命令和转子命令。例如,在请求激活旋转电机的电机模式之后,特别是在启动机动车辆内燃机时,所述方法包括施加由机动车辆的发动机计算机传送的指令扭矩和指令扭矩梯度的步骤。
[0115]
在本实施例中,控制模块可以命令控制单元u控制电压转换器o的开关,从而控制定子。
[0116]
在另一个实施例中,控制模块是控制单元u。
[0117]
控制模块因此也可以控制转子供电系统的开关q1、q23、q24。
[0118]
本发明旨在减小或消除当从电机模式切换到空档模式时扭矩的振荡和电网中的过电压。
[0119]
在该实施例中,控制模块包括用于测量电网电压vdc的输入,该电压对应于dc电源的电压。
[0120]
控制模块包括转子线圈的电阻值rrot和转子线圈的感应值lrot。
[0121]
图3示意性地示出了根据该实施例的第一示例的框图中的框。
[0122]
在第一实施例中,控制模块接收转子线圈的电阻值rrot和转子线圈感应的值lrot作为输入。这两个值中的每一个可以是预定的固定值或传输到控制模块的计算值。
[0123]
控制模块包括存储用于计算转子线圈电流(irot[k)的估计值的软件指令的存储器。
[0124]
根据以下公式计算估计的转子线圈电流:
[0125][0126]
其中,irot[k-1]是先前在时间k-1计算的转子线圈电流的估计值,vrot[k-1]是在时间k-1的先前转子线圈电压,ts是索引k-1和索引k之间的采样时间。
[0127]
电机包括电机模式和空档模式,并且为了从电机模式转换到空档模式,所述控制模块被配置为在估计的转子线圈电流(irot[k)等于预定值(例如0安培)之后,控制将定子的相置于相同电势。
[0128]
在本实施例中,控制模块根据以下公式计算转子线圈电压:
[0129]
vrot[k-1]=-1x(vdc[k-1]

vdiode),其中vdiode是常数,例如,等于0.7v,表示二极管d1两端的电压。
[0130]
根据一个实施例,控制模块被配置为产生作为估计转子电流(irot[k])的函数的定子命令。
[0131]
特别地,在本实施例中,控制模块被配置为在估计的转子电流(irot[k)等于预定值,例如0安培之后,控制定子电气系统se的低侧开关ls_x、ls_y、ls_z的闭合和高侧开关hs_x、hs_y、hs_z的断开。这将定子的相位接地。根据另一实施例,控制模块被配置为在估计的转子电流(irot[k])等于预定值,例如0安培之后,控制定子电气系统se的低侧开关ls_x、ls_y、ls_z的断开和高侧开关hs_x、hs_y、hs_z的闭合。在该示例中,这会将定子的相位设置为与端子b+相同的电位。
[0132]
定子电气系统se的低侧开关ls_x、ls_y、ls_z的闭合和高侧开关hs_x、hs_y、hs_z的断开可以通过发送到控制单元的定子命令来控制,或者直接通过控制开关来控制。
[0133]
因此,本发明使得在请求停止电机模式之后,根据估计的转子电流irot来控制电机以减少在逆变器的开关(开关元件)完全断开之前汲取的电流成为可能。首先,以这种方式估计电流使得有可能在线圈具有非常低或零转子电流时控制定子相的电位设置,这避免或减少了定子相的短路,因此也避免或减少了扭矩和过电压的振荡。此外,通过估计而不是真实的,它可以更快并且不依赖于用于测量或计算实际转子电流的系统。
[0134]
实际上,该公式允许估计电流接近或甚至等于估计的实际电流至少在转子退磁开始的整个过程中,并且在退磁结束时,计算出的估计电流比实际转子电流更快地接近0安培,以减少从电机模式到空档模式的过渡时间。
[0135]
因此,估计的电流可以避免或减少机动车辆车载网络中的扭矩震动和过电压,并且可靠且快速。
[0136]
图4示意性地示出了根据该实施例的第二示例的框图中的框。
[0137]
该电机与上述电机相同,除了它还包括温度传感器,例如抵靠电机的定子绕组或轴承安装,并且转子电阻rrot的值被估计为由温度传感器测量的温度t的函数。例如,转子电阻rrot的值是根据该公式:rrot=r0(1+αv.δt)。
[0138]
其中r0是在预定温度下转子线圈的电阻值,例如25℃对应于293.15,δt是预定温度和由温度传感器测量的温度之间的温度变化,例如125℃-25℃=100℃,αv(k-1)是预定的等压体积膨胀系数,例如等于0.00396。
[0139]
r0例如可以等于0.47欧姆,并且例如在120℃下,转子线圈电阻具有0.65欧姆的值。
[0140]
因此,在该示例中,控制模块更准确地估计转子线圈电流,因为它考虑了转子线圈的电阻随温度的升高。
[0141]
图5示意性地示出了根据该实施例的第三示例的框图中的框。
[0142]
该电机与上述电机相同,除了该电机还包括转子位置和转速传感器,并且该控制模块根据基于估算的扭矩和转子转速估算的电机操作点(operating point)来估算转子线圈感应的值lrot。
[0143]
转子的角位置可以通过霍尔效应模拟传感器和与转子一起旋转的相关磁靶来测量。
[0144]
根据另一实施例(未示出),控制模块被配置为根据指令扭矩和取决于旋转电机的转速的预定扭矩梯度将定子命令从电机模式切换到空档模式,并且当估计的转子电流irot等于或低于预定值时,控制模块控制将定子的相置于相同电势。
[0145]
根据该实施例的一个示例,定子命令由定子的电压和旋转电机的电动势之间的提前角、逆变器的开关元件的开度角和逆变电压来定义。
[0146]
根据该第二实施例的一个实施方式,旋转电机的转速越高,预定扭矩梯度越低。
[0147]
根据这些实施例的一种实施方式,停止电机模式的请求是在扭矩施加时间到期后产生的。
[0148]
根据这些实施例的一种实施方式,停止电机模式的请求是在温度阈值被超过之后产生的。
[0149]
根据这些实施例的一种实施方式,停止电机模式的请求是在旋转电机的转速阈值被超过之后产生的。
[0150]
根据这些实施例的一种实施方式,转子命令是励磁电流的值。
[0151]
本发明还涉及一种用于将电机从电机模式切换到空档模式的方法。
[0152]
该方法涉及在中止的内燃机启动阶段(aborted combustion engine start-up phase)期间的电机扭矩控制。
[0153]
图6a是矩形图,以图形方式表示根据现有技术的网络电压vdc、电网电流idc、实际转子电流iexc[a]和定子的相电流iph[a]。
[0154]
图6b是矩形图,其以图形方式表示根据上述实施例的第一示例的电机的网络电压vdc、电网电流idc、实际转子电流iexc[a]和定子的相电流iph[a]。
[0155]
根据本发明的方法包括根据上述公式估计转子线圈电流(irot[k)的步骤。
[0156]
在每个矩形图中,当发动机计算机经由通信总线向电机发送对应的指令、指令扭
矩和指令梯度时,可以看到在请求旋转电机在启动机动车辆的内燃机时退出电机模式期间的时间t0(对于图6a的矩形图大约为1.125秒,对于图6b的矩形图大约为0.775秒)。内燃机的这种启动例如发生在根据交通状况停止和重新启动内燃机的自动功能的框架内(称为stt功能,用于停止和启动功能)。
[0157]
在该实施例中,在时间t0,控制模块根据快速退磁指令、根据指令扭矩(tem[k])的计算来控制转子指令和定子指令,指令扭矩根据以下公式计算:tem[k]=tem_0x(irot[k]/irot_0)^2,以便降低转子线圈的励磁电流iexc和定子每相的电流iph。当控制模块接收到电机模式停止命令指令时,记录指令的电磁扭矩tem_0,以便在该时间t0计算tem[k]。
[0158]
可以看出,线圈电流的电流iexc沿着曲线下降到时间t1。时间t1(对于图6a的矩形图大约为1.195秒,对于图6b的矩形图大约为0.8秒)。
[0159]
在时间t1,在由图6a的矩形图表示的现有技术的示例中,实际转子线圈电流iexc大约为5安培,而在由图6b的矩形图表示的本发明的实施例的示例中,实际转子线圈电流iexc接近0.5安培。
[0160]
在时间t0,控制模块通过闭合低输出电子开关q23、断开低输出电子开关q24和断开高输出电子开关q1来控制转子的快速退磁,直到时间t2。
[0161]
根据本发明的示例性实施例,在估计的转子线圈电流(irot[k)等于0之后的时间t2,该时间t2对应于在图6a的矩形图中控制定子各相短路的步骤,并且对应于在图6b的矩形图中控制将定子各相置于相同电势的步骤。具体而言,由于转子线圈没有电流或只剩下非常少的电流,定子各相的短路会在网络中产生非常小甚至为零的电流峰值。
[0162]
从t2可以看出,如果转子线圈lrotor正在传送电流,由于转子正在旋转并且定子的相处于相同的电势,这传送了形成短路的电流,因此在图6a的矩形图中出现电流峰值,并且在图6b的矩形图中出现非常小的电流,直到时间t3。
[0163]
在此期间,在图6a所示的现有技术的矩形图中,可以看到过电压vdc,其可能导致车辆网络的中断,而在图6b的矩形图中,由于在时间t2实际激励电流接近0a,所以没有或非常少的过电压。
[0164]
时间t3(对于图6a中的矩形图大约为1.207秒,对于图6b中的矩形图大约为0.805秒)对应于电机到空档模式的转换。机器的所有桥都是断开的。转子线圈lrotor未通电,不再返回储存的能量。
[0165]
对于图6a的矩形图,t2和t3之间的短路周期是0.007秒,而对于图6b的矩形图,是0.003秒。
[0166]
根据本发明,短路周期更短,因为在时间t1转子中的电流更小。
[0167]
除非另有说明,否则出现在不同附图中的同一个元件只有一个参考标记。
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