(57)【要約】永久磁石機械を始動させるための方法。定常基準フレームにおける機械ステーター電圧が感知される。感知された電圧に基づいて、機械のローターの初期速度が推定され、推定された初期速度に基づいて、制御アルゴリズムの状態変数が初期化される。本方法は任意の速度において円滑な始動及び／又は再始動を提供することができる。
2008520181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石機械のローターの位置を検知する１つ以上の位置検知モジュールを用いて制御される前記永久磁石機械を始動するための方法であって、
定常基準フレームにおいて機械ステーター電圧を感知するステップと、
前記の感知された電圧に基づいて、前記機械のローターの初期速度を推定するステップと、
前記の推定された初期速度に基づいて、前記１つ以上の位置検知モジュールのうちの少なくとも１つを初期化するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記の推定された初期速度が所定の閾値を越えるかどうかを決定するステップと、
前記の決定に基づいて、低速ローター速度推定と高速ローター速度推定とのうちの少なくとも１つを取得するステップと、
を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記低速ローター速度推定及び前記高速ローター速度推定が取得される方法であって、前記の推定された初期速度に基づいて前記低速ローター速度推定と前記高速ローター速度推定とを併合するステップを更に備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
初期化する前記ステップの後に、ゼロ・トルク指令を維持しながらゲート駆動切り換えを動作可能にするステップを更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
初期化する前記ステップが、
低速位置検知モジュールを初期化するステップと、
前記の推定された初期速度が閾値を越えるならば高速位置検知モジュールを初期化するステップと、
を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
低速位置検知モジュールを初期化する前記ステップが、前記ローターの初期位置の極性を決定するステップを備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ωがローター速度を表し、Ｖｄｓがｄ軸において感知された電圧を表し、Ｖｑｓがｑ軸において感知された電圧を表し、λＰＭが磁束リンケージを表すとして、前記極性が
【数１】
2008520181.tif 000007
にしたがって決定される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ωがローター速度を表し、Ｖｄｓがｄ軸において感知された電圧を表し、Ｖｑｓがｑ軸において感知された電圧を表し、λＰＭが磁束リンケージを表すとして、前記初期速度が
【数２】
2008520181.tif 000008
にしたがって決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ステーター電圧を感知するステップが、ｄ軸及びｑ軸のステーター電圧を測定するステップを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
位置センサを用いることなく実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
ＩＰＭ機械を始動するための方法であって、
前記機械に電力を提供し、１つ以上のステーター電圧を感知するステップと、
前記機械への電流の調整を動作不能にしながら、感知された前記１つ以上の電圧を用いて、前記機械のローターの初期速度及び位置を推定するステップと、
前記機械へのトルク指令を動作不能にしながら、前記ローターの前記の推定された初期速度及び位置に基づいて、電流調整を初期化するステップと、
を備える方法。
【請求項１２】
前記の推定された初期速度及び位置を用いて、ローター速度及び位置の低速推定及び高速推定のうちの少なくとも１つを決定するステップを更に備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
低速推定及び高速推定が決定される方法であって、前記の推定された初期速度に基づいて前記低速推定と前記高速推定とを併合するステップを更に備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ωがローター速度を表し、Ｖｄｓがｄ軸において感知された電圧を表し、Ｖｑｓがｑ軸において感知された電圧を表し、λＰＭが磁束リンケージを表すとして、前記の推定された初期位置の極性が
【数３】
2008520181.tif 000009
にしたがって決定される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
ωがローター速度を表し、Ｖｄｓがｄ軸において感知された電圧を表し、Ｖｑｓがｑ軸において感知された電圧を表し、λＰＭが磁束リンケージを表すとして、推定する前記ステップが、
【数４】
2008520181.tif 000010
にしたがって前記初期速度を推定するステップを備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記機械へのトルク指令を動作可能にするステップと、
観測器の帯域幅を走行時間設定にセットするステップと、
を更に備え、動作可能にする前記ステップとセットする前記ステップが、初期化する前記ステップの後に実施される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
リセット条件が感知された後に自動的に実施される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
駆動システムであって、
ローターとステーターとを有する内部永久磁石（ＩＰＭ）機械と、
前記機械に対する電流指令を調整する１つ以上の電流調整器と、前記ステーターへの電流を切り換えるゲート駆動部と、前記ローターの位置を検知する１つ以上の位置検知モジュールとを備えるコントローラであって、定常基準フレームにおいてｄ軸及びｑ軸のステーター電圧を測定し、前記の測定された電圧に基づいて前記ローターの初期速度を推定し、推定された前記初期速度に基づいて前記１つ以上の位置検知モジュールのうちの少なくとも１つを初期化するコントローラと、
を具備する駆動システム。
【請求項１９】
前記コントローラが、少なくとも１つの前記位置検知モジュールを初期化した後に、前記電流調整器と前記ゲート駆動部とを動作可能にする、請求項１８に記載の駆動システム。
【請求項２０】
ωがローター速度を表し、Ｖｄｓがｄ軸において感知された電圧を表し、Ｖｑｓがｑ軸において感知された電圧を表し、λＰＭが磁束リンケージを表すとして、前記コントローラが
【数５】
2008520181.tif 000011
にしたがって前記初期速度を推定する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記１つ以上の位置検知モジュールによる推定に基づいてローター速度及び位置を提供する観測器を更に備え、
前記コントローラが、前記位置検知モジュールを初期化した後に、前記観測器の帯域幅を増して前記の提供を加速する、
請求項１８に記載の駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に内部永久磁石（ＩＰＭ）機械に関するもので、特にＩＰＭ機械の始動と再始動に関する。
発明の背景
内部永久磁石機械は車両の用途等を含む多くの異なる用途に用いられる。例えば、ＩＰＭ機械は、エンジン始動のためのエンジン・クランキングを提供し、車両電気負荷のための電力を生成する車両交流機−始動機システムに用いられる。車両によっては、エネルギが節約され、排気は「オン−オフ」操作によって、すなわち、排気レベル及びガソリン消費レベルに基づいてエンジンをオン及びオフに切り換えることによって低減される。このようなエンジンは、例えば都会での停止−走行動作期間に、反復される始動を必要とする。
【０００２】
車両の用途ばかりでなく他の用途においても、多くの事情が再始動期間にＩＰＭ機械の性能に影響を与えることができる。例えば、ＩＰＭ機械を制御するプロセッサが故障すると、機械は同期を失う。こうした状況においてＩＰＭ機械が円滑に始動と再始動を行うことが望ましい。
【０００３】
発明の概要
一つの実施の形態において、本発明は、永久磁石機械のローターの位置を検知する１つ以上の位置検知モジュールを用いて制御される永久磁石機械を始動する方法に関する。定常基準フレームにおける機械ステーター電圧が感知される。機械のローターの初期速度が、感知された電圧に基づいて推定される。１つ以上の位置感知モジュールのうちの少なくとも１つが、推定された初期速度に基づいて初期化される。
【０００４】
他の構成においては、ＩＰＭ機械を始動する方法は、電力をＩＰＭ機械に提供し、１つ以上のステーター電圧を感知することを含む。機械のローターの初期速度及び位置は、機械への電流の調整を動作不能にしながら、１つ以上の感知された電圧を用いて推定される。電流調整は、機械に対するトルク指令を動作不能にしながら、推定された初期速度及び位置に基づいて初期化される。
【０００５】
更に別の実施の形態においては、駆動システムは、ローターとステーターを有する内部永久磁石（ＩＰＭ）機械を備える。コントローラは、機械に対する電流指令を調整する１つ以上の電流調整器と、ステーターに対する信号を切り換えるゲート駆動装置と、ローターの位置を検知する１つ以上の位置検知モジュールとを備える。コントローラは定常基準フレームにおけるｄ軸及びｑ軸のステーター電圧を測定し、測定された電圧に基づいてローターの初期速度を推定し、推定された初期速度に基づいて１つ以上の位置検知モジュールのうちの少なくとも１つを初期化する。
【０００６】
本発明の更なる応用分野は、以下に提供される詳細な説明から明らかになるであろう。理解されるように、詳細な説明及び特定の例は、発明の例示の実施の形態を示すものであって単に例示のためであり、発明の範囲を限定するものではない。本発明は、詳細な説明及び添付の図面から一層十分に理解されよう。
【０００７】
例示の実施の形態の詳細な説明
本発明の種々の実施の形態についての以下の説明は本質的に単なる例示であり、発明、その用途又は使用を限定するものではない。明確にするために、図面では、同じ要素を識別するために同一の参照数字を用いる。ここで用いられるように、用語「モジュール」及び／又は「デバイス」は、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、（共有、専用又は群の）プロセッサ、１つ以上のソフトウェア又はファームウェアを実行するメモリ、組み合わせ論理回路、又は、記述される機能を提供するその他の適宜の構成要素を指すものとする。
【０００８】
一般に、ＩＰＭ機械の始動及び／又は再始動に関して望ましいのは、同期電流調整器と、トルクの脈動を回避するようにローター位置を推定するのに使用される観測器とを初期化することである。電流調整器の適切な初期化は、機械の逆起電力が極めて大きい高速時に特に望ましい。
【０００９】
したがって、本発明は、１つの構成においては、機械動作期間における始動及び／又は再始動期間にＩＰＭ機械を制御するコントローラに関する。後述するように、コントローラは定常基準フレームにおける測定電圧を用いて初期ローター角速度を推定する。推定されたローター速度に基づいて、コントローラは、例えばプロセッサの故障及びリセットが生じたとき、始動及び再始動時の適切な機械状態に対する初期化プロセスを監視する。
【００１０】
後述するように、本発明の実施の形態はハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアを用いて実現され得る。本発明の１つ以上の実施の形態は、ここではＩＰＭ機械のための位置センサレス制御システムに関して説明される。このシステムは「内部永久磁石機械の位置センサレス制御」という名称の米国特許出願（代理人ドケット番号ＧＰ−３０３８３６）に詳述されており、この米国出願の開示全体を本明細書に援用する。上記米国出願は本願と同日に出願され、同一譲受人に譲渡された。しかし、本発明の構成は他の位置センサレスシステムと関連させて考察してもよい。
【００１１】
また、理解されるように、本発明は位置センサ型駆動システムとの関連で考察することもできる。更に、本発明の構成はエンジン動力型車両のための交流機−始動機システムを参照して説明されるが、本発明はそれに限定されるものではない。本発明の実施の形態は多くの他の及び追加の用途における永久磁石機械との関連で考察される。
【００１２】
図１を参照すると、エンジン動力型車両のための交流機−始動機システムの実施の形態が一般に参照数字１２０で指示されている。システム１２０は例えば電気車両やハイブリッド電気車両に用いられる。電池１２２は例えば４２ボルトの電池であり、インバータ１２６と接続される。インバータ１２６は電池１２２の直流電圧を機械１３０への入力のための交流電圧へ変換する。機械１３０はエンジン１３０をかけるための始動トルクを提供するとともに、車両電気負荷のための生成電力を提供する。機械１３０は、例えば、後述する低磁束・高突極性を示すＩＰＭ機械である。１つ以上のプロセッサ（図示せず）を備えるコントローラ１３８は、機械１３０及びシステム１２０に対する制御を行う。後述するように、コントローラ１３８は、電圧感知部１４０及び電流感知部１４４によって測定された電圧及び電流を用いて機械１３０のローター位置を推定する。
【００１３】
図２に、インバータ１２６が詳細に示される。インバータ１２６は、例えば、カルフォルニア州エルセグンドのインターナショナル・レクティファイア・コーポレーションからのＨｅｘｐａｋモジュールにおける６個のＭＯＳＦＥＴスイッチと、関連のゲート駆動回路（図示せず）とを備える。
【００１４】
機械１３０は図３に詳細に示される。機械１３０は、ローター２０８と、エアギャップ２１６によって分離されたステーター２１２とを備える。ステーター２１２は巻線２１４を備え、例えば誘導機に用いられるステーターと同じ又は同様のショート・ピッチの分散巻き型ステーターであり得る。ローター２０８は永久磁石２２０を内部に備えたスロット又は空隙２２４を備える。磁石２２０は射出成形されるが、他の型式の磁石を用いてもよい。
【００１５】
ローターのスロット２２４と磁石２２０は、機械突極性を増すために、複数の仕切り（層とも呼ばれる）に、例えば図３に示すように３層に分布される。一般に、機械の突極性が高い場合、エアギャップ２１６における磁束を弱く維持することができる。ローター２０８は、例えば、磁石２２０がローター２０８へ射出された後に磁化される。これについては、本願の譲受人へ譲渡された、２００１年９月１４日出願の米国特許出願第０９／９５２３１９号、２００２年５月７日出願の米国特許出願第１０／１４０９１８号、２００２年３月１日出願の米国特許出願第１０／０８７２３６号及び２００３年５月８日出願の米国特許出願第１０／４３１７４４号を参照されたい。これらの開示全体を本明細書に援用する。
【００１６】
仕切り２２８の形状及び配置は、トルクを最大にし且つトルク・リップルを最小にするように設定される。例えば、機械１３０における最大化及びトルク・リップルの最小化に関する追加の情報は前記の特許出願において利用可能である。ローター２０８の外面２３２から十分に離れていて空隙内の磁性材料の磁化が困難又は不可能なローター空隙２２４には、磁性材料がないままにされる。エアギャップ２１６における磁束は、スピン損失を低減し且つ故障の可能性を低めるよう、弱く維持される。
【００１７】
交流機−始動機制御システムの実施の形態が、参照数字３００によって図４に一般的に図示されている。トルク指令Ｔｅ＊が制御システム３００に入力され、トルク制限器モジュール３０４によって処理される。モジュール３０４は、利用可能なＤＣリンク電圧Ｖｄｃと推定されたローター角速度ωｅとに依存してトルク指令Ｔｅ＊を制限する。角速度ωｅは後述するように推定される。モジュール３０４は修正されたトルク指令Ｔｅ＊＊を出力する。修正されたトルク指令Ｔｅ＊＊と後述するように生成されるステーター磁束指令Ψ＊ｓとは、電流指令計算モジュール３０８への指標として、ｄ軸ステーター電流指令Ｉｄ＊及びｑ軸ステーター電流指令Ｉｑ＊を生成するのに用いられる。電流指令計算モジュール３０８は、エンジン・クランキング及び生成動作のための効率最適化された制御パラメータを生成する。
【００１８】
電流指令Ｉｄ＊及びＩｑ＊は同期電流調整・動的過変調モジュール３１２に入力され、同期基準フレームにおいて電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊が生成される。同期−定常変換モジュール３１６は、推定されたローター角位置θｒを用いて指令電圧Ｖｄ＊、Ｖｑ＊をベクトル回転させる。ローター角位置θｒは、後述するように、位置センサを用いることなく推定される。
【００１９】
変換モジュール３１６によって出力される定常電圧は、高周波注入信号、例えばＶｉｎｊｃｏｓωｉｎｊｔ（ただし、ωｉｎｊは１ＫＨｚ前後）とともに注入され、定常フレーム指令電圧Ｖα＊、Ｖβ＊が生成される。電圧Ｖα＊、Ｖβ＊はパルス幅変調（ＰＷＭ）インバータ３２０に入力され、このインバータは図３を参照して既に説明した高突極性・低磁束内部永久磁石（ＩＰＭ）機械３２４のステーター巻線に３相交流電圧を印加する。
【００２０】
ステーター端子位相電流及び位相電圧が測定され（例えば、図１を参照して既に説明したように感知され）、３相−２相変換モジュール３２８によって処理される。モジュール３２８は定常フレーム電流Ｉｄｓｓ、Ｉｑｓｓ及び定常フレーム電圧Ｖｄｓ、Ｖｑｓを出力する。定常−回転フレーム変換モジュール３３２は推定されたローター角位置θｒを用いて同期基準フレーム・フィードバック電流Ｉｄｓθ、Ｉｑｓθを生成する。後述するように、位置センサレス推定モジュール３３６は、指令されたｄ軸電圧Ｖｄ＊、ｑ軸電圧Ｖｑ＊、フィードバック電流Ｉｄｓθ、Ｉｑｓθ及び初期角速度ωｅ_ｉｎｉｔを用いてローター角位置θｒ及び角速度ωｅを推定する。
【００２１】
電圧振幅モジュール３４０は、指令された電圧Ｖｄ＊，Ｖｑ＊からステーター電圧の振幅Ｖｍａｇを計算する。弱め界磁モジュール３４４はステーター電圧の振幅Ｖｍａｇと所定の基準電圧Ｖｒｅｆとを用いてステーター磁束Ψ＊ｓを生成する。始動／再始動モジュール３４８の実施の形態は、後述されるように、定常基準フレームにおいて測定されたステーター端子電圧Ｖｄｓ、Ｖｑｓを用いて初期角速度ωｅ_ｉｎｉｔを推定する。また、後述するように、モジュール３４８は、例えばプロセッサの故障発生時にモータ３２４の速度に基づいて他の機能を監視する。
【００２２】
位置センサレス推定モジュール３３６が図５に詳細に図示されている。モジュール３３６は２つの方法を使って、指令された電圧及びフィードバック電流からローターの位置と角速度を推定する。具体的には、モジュール３３６は、機械動作の速度ゼロ及び低速でのローター電気位置θｒを推定するための低速モジュール４２０を備える。機械動作の高速でのローター位置を推定するために、高速モジュール４２４が用いられる。モジュール４２０、４２４については後述する。遷移モジュール４２８は、モジュール４２０、４２４の出力をローター速度ωｅ（この値は後述するようにして取得される）の関数として併合させて位置誤差信号４４０を生成する。位置／速度観測器４４４は誤差信号４４０を用いてローターの位置θｒ及び角速度ωｅを推定する。
【００２３】
具体的には、フィードバック電流Ｉｄｓθ、Ｉｑｓθ（図５に入力電流ｉθｄｑとして示される）及び指令された電圧Ｖｄ＊、Ｖｑ＊（図５に入力電圧Ｖθｄｑとして示される）が推定モジュール３３６に入力される。低速モジュール４２０において、同期基準フレームにおける入力電流ｉθｄｑは２次バンドパス・フィルタ４４６によって処理され、信号４４８を生成する。また、入力電流ｉθｄｑは２次ローパス・フィルタ４５０によって処理されて信号４５２を生成する。これについては後述する。
【００２４】
ブロック４５４は信号４４８のｑ軸における虚数成分を有する信号４５６を提供する。機械３２４のローター突極性により、機械３２４のステーター端子で測定された信号のリアクタンスはローター位置の関数として変動する。信号４５６の虚数成分は、図４を参照して説明したステーター電圧に注入された（及び、ブロック３３２においてステーター電流でベクトル回転された）注入信号Ｖｉｎｊｃｏｓωｉｎｊｔの高周波インピーダンスを含んでいる。ブロック４６０において、信号４５６はｓｉｎωｉｎｊｔと乗算され、信号４６４においてＤＣ値を生成する。ブロック４６８において、信号４６４は利得
【００２５】
【数１】
2008520181.tif 000003
【００２６】
と乗算される。ただし、ωｉｎｊは注入信号の周波数、Ｌｄ及びＬｑはそれぞれｄ軸及びｑ軸のインダクタンスを表し、Ｖｉｎｊは注入信号の電圧を表す。出力信号４３２は遷移モジュール４２８へ提供されるローター位置推定を含む。
【００２７】
ここで高速モジュール４２４を参照すると、同期基準フレーム指令電圧Ｖθｄｑが、後述する他の入力とともに加算ブロック４７２に入力される。ブロック４７２によって出力される信号４７６はブロック４８０で処理され、推定された同期ステーター電流信号４８２を生成する。ブロック４８０による処理はステーター電圧の式、具体的にはＩ＝Ｖ／（Ｌｓ＋Ｒ）に基づいている。ただし、Ｉはステーター電流を表し、Ｖはステーター電圧を表し、Ｌはステーター・インダクタンスを表し、Ｒはステーター抵抗を表す。電圧誤差信号がＶ＝ｊωｅＬＩにしたがってブロック４８４において決定され、ブロック４７２から減算されるが、角速度ωｅに対する値は、始動／再始動モジュール３４８から取得され、及び／又は、位置／速度観測器モジュール４４４によって推定される。ステーター電流信号４８２は加算ブロック４８８に入力される。上述のように、電流信号４５２はローパス・フィルタ４５０から出力される。フィルタ４５０は高周波注入信号Ｖｉｎｊｃｏｓωｉｎｊｔを除去する。フィルタ処理された信号４５２は加算ブロック４８８において減算されて信号４９０を生成し、信号４９０は比例積分（ＩＰ）制御ブロック４９４に入力されて、電圧フェーザー（phasor）値を表す信号４９６を生成する。信号４９６はブロック４９８で処理されて信号４３６を生成するが、この信号は、上述のように遷移モジュール４２８へ提供されるローター位置推定を含む。また、信号４９６は加算ブロック４７２へフィードバックされ、そこで指令電圧Ｖθｄｑから減算される。
【００２８】
後述するように、１つの実施の形態における始動／再始動モジュール３４８は、測定されたステーター電圧に基づいて初期ローター速度を推定する。こうした情報に基づいて、モジュール３４８は制御システム３００における適宜の状態の初期化を監視する。始動／再始動モジュール３４８の１つの構成における状態フロー図が、図６に参照数字５００によって一般的に指示されている。ステップ５０４において、パワーアップ順序付け動作が実行され、それに続いてステップ５０８で停止状態又はモードが行われる。ステップ５１０において、位置センサレス始動が実行される。制御は所定の期間、例えば２００ミリ秒の間、センサレス始動モードを維持する。ステップ５１２において安定化が実行される。制御は所定の期間、例えば１００ミリ秒の間、安定化モードを維持する。ステップ５１６において制御は走行モードに入り、走行モードを無期限に維持する。ステップ５２０において、リセットが検知されると、制御はステップ５０４におけるパワーアップ順序付け動作モードへ戻る。
【００２９】
上記のモードについては、図７Ａ及び図７Ｂに参照数字５５０で一般的に指示されるフロー図を参照して詳細に説明する。停止モード５０８においては、インバータ３２０のゲート駆動切り換えがステップ５５４において動作不能にされる。センサレス始動５１０の期間、インバータ３２０のゲート駆動切り換えは動作不能に維持される。ステップ５５６において電流調整器が動作不能にされる。この構成において、ローター位置を推定するための低速モジュール４２０及び高速モジュール４２４は、センサレス始動５１０の期間には実行されない。ステップ５５８において、ｄ軸及びｑ軸のステーター速度Ｖｄｓ、Ｖｑｓが定常基準フレームにおいて測定され、ローター２０８の初期角速度ωｅ_ｉｎｉｔ及び初期位置θｒ_ｉｎｉｔが、後述するように測定された電圧に基づいて推定される。ステップ５６０において、推定された初期化角速度ωｅ_ｉｎｉｔが所定の極性検知閾値速度よりも小さいかどうかが決定される。その答えがイエスであれば、フラグ「低速モード」がステップ５６２において真にセットされ、ノーであれば、フラグ「低速モード」はステップ５６４において偽にセットされる。
【００３０】
安定化５１２の期間に、ステップ５６８においてフラグ「低速モード」が試験される。「低速モード」が真であれば、低速検知アルゴリズムが初期化されて実施される。具体的には、ステップ５７０において、低速検知モジュール４２０が初期角速度ωｅ_ｉｎｉｔ及び初期位置θｒ_ｉｎｉｔにより初期化される。ステップ５７２において電流調整器３１２が初期化される。ステップ５７４において、電流調整器３１２とインバータ３２０のゲート駆動切り換えが動作可能にされ、トルク指令が動作不能にされる（例えば、トルクはゼロ・トルクＴｅ＊指令にクランプされる）。
【００３１】
ステップ５７６において、極性検知モジュール（後述する）を用いて、初期ローター極性が検知される。安定化５１２の終了までに、ローターの極性がＮ極と整列されることが確立される。ステップ５７８において、低速モジュール４２０を用いて低速位置検知が実施される。
【００３２】
ステップ５６８において「低速モード」が偽であれば、低速推定モジュール４２０及び高速推定モジュール４２４が初期化され、低速推定及び高速推定が実施される。具体的には、ステップ５８０において、低速推定モジュール４２０及び高速推定モジュール４２４が初期角速度ωｅ_ｉｎｉｔ及び初期位置θｒ_ｉｎｉｔにより初期化される。（後述する電圧感知から取得される）θｒ_ｉｎｉｔは正しく位置合わせされていると仮定する。ステップ５８２において電流調整器３１２が初期化される。ステップ５８４において、電流調整器３１２とインバータ３２０のゲート駆動切り換えが動作可能にされ、トルク指令が動作不能にされる（例えば、トルクはゼロ・トルクＴｅ＊指令にクランプされる）。
【００３３】
ステップ５８６において、観測器４４４の帯域幅を増して収束を加速する。ステップ５８８において、低速モジュール４２０を用いて低速位置推定が実施され、高速モジュール４２４を用いて高速位置推定が実施される。２つのモジュールの結果は、図５を参照して既に説明したとおりに併合される。制御が走行モードにあるとき、ステップ５９０において指令トルクＴｅ＊が動作可能にされ、観測器４４４の帯域幅が以前の設定へ戻される。
【００３４】
初期ローター速度及び／又は極性を推定するためのモジュールの実施の形態が、図８に一般に参照数字６００で指示されている。初期ローター速度は
【００３５】
【数２】
2008520181.tif 000004
【００３６】
にしたがって、測定されたステーター電圧（複素ベクトルＶｓｄｑで表される）から決定される。ただし、ωはローター速度を表し、Ｖｄｓはｄ軸において感知された電圧を表し、Ｖｑｓはｑ軸において感知された電圧を表し、λＰＭは磁束リンケージを表す。具体的には、値
【００３７】
【数３】
2008520181.tif 000005
【００３８】
がブロック６０８で決定され、ブロック６１２においてλＰＭによって除算されると、ローター速度ωの絶対値が得られる。ωの極性は
【００３９】
【数４】
2008520181.tif 000006
【００４０】
にしたがって決定される。具体的には、ブロック６２０で決定されたＶｓｄｑの複素共役とブロック６２４で決定されたＶｓｄｑの積分とがブロック６２８で乗算される。その積の虚数成分がブロック６３２で決定され、ブロック６３６においてλ２ＰＭで除算される。ブロック６３６の結果の符号がブロック６４０で決定され、１又は−１で表される。乗算器ブロック６４４において、ローター速度ωの絶対値と１又は−１とが乗算されてωｅ_ｉｎｉｔに対する値が得られる。ローター位置θｒ_ｉｎｉｔはωｅ_ｉｎｉｔを積分することによって取得することができる。
【００４１】
これまでの実施の形態は、完全負荷条件の下であっても、任意の速度において円滑な始動及び／又は再始動を提供することができる。前述の駆動システムが走行状態に入ると、トルク指令は適宜の漸増速度で上昇し始め、迅速に横ばい状態になる。こうして、駆動システムはリセット状態に遭遇した後に、継ぎ目のない走行始動を達成することができるので、駆動システムの信頼性が向上する。前述のコントローラは位置センサに基づく駆動システム及び位置センサレス駆動システムと連携する。
【００４２】
これまでの説明から当業者は今や理解するように、本発明の広い教示は種々の形式で実現されることができる。したがって、本発明を特定の例と関連させて説明してきたが、発明の真の範囲はそれによって限定されるものではない。図面、明細書及び請求項を研究すると、当業者には他の実施の形態が明らかになるからである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の１つの実施の形態に係るエンジン動力型車両のための交流機−始動機システムの図である。
【図２】図１に示す交流機−始動機システムのインバータと機械の図である。
【図３】本発明の１つの実施の形態に係るＩＰＭ機械の断面図である。
【図４】本発明の１つの実施の形態に係る交流機−始動機制御システムを示す図である。
【図５】本発明の１つの実施の形態に係る交流機−始動機制御システムの位置感知モジュールを示す図である。
【図６】本発明の１つの実施の形態に係る永久磁石機械を始動する方法のフロー図である。
【図７Ａ】本発明の１つの実施の形態に係る永久磁石機械を始動する方法のフロー図である。
【図７Ｂ】本発明の１つの実施の形態に係る永久磁石機械を始動する方法のフロー図である。
【図８】１つの実施の形態に係る初期ローター速度及び／又は極性を推定するためのモジュールを示す図である。
【図１】
2008520181.tif 000012
【図２】
2008520181.tif 000013
【図３】
2008520181.tif 000014
【図４】
2008520181.tif 000015
【図５】
2008520181.tif 000016
【図６】
2008520181.tif 000017
【図７Ａ】
2008520181.tif 000018
【図７Ｂ】
2008520181.tif 000019
【図８】
2008520181.tif 000020
【国際調査報告】
2008520181.tif 000021
2008520181.tif 000022