(57)【要約】  本発明は、ステータ（１８）と巻線型ロータ（１９）とを備えた自動車両用の回転電気機械（１０）であって、前記巻線型ロータ（１９）は、励磁電流が通過することが意図され、前記回転電気機械（１０）は、オルタネータモードおよび発動機モードにおいて動作可能である、回転電気機械（１０）を制御する方法において、  前記回転電気機械（１０）が一つの動作モードから別のものに移行するとき、前記方法は、前記励磁電流が第１設定ポイント値から第２設定ポイント値に、厳密に正の最小中間設定ポイント値（Ｖｉｎｔ）を経由して変動するように前記ロータ（１９）を制御するステップを備え、前記中間設定ポイント値（Ｖｉｎｔ）は最小励磁電流に対応し、前記最小励磁電流を超えていれば、前記回転電気機械（１０）は発電機モードにおいて直流を供給するが、前記最小励磁電流以下では、前記回転電気機械は直流を供給しないことを特徴とする方法に主に関する。
2021513313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ（１８）と巻線型ロータ（１９）とを備えた自動車両用の回転電気機械（１０）であって、前記巻線型ロータ（１９）は、励磁電流（ｌ＿ｅｘｃ＿ｉｎｖ）が流れるように設計され、前記回転電気機械（１０）は、オルタネータモードおよび発動機モードにおいて動作可能である、回転電気機械（１０）を制御する方法において、
前記回転電気機械（１０）が一つの動作モードから別のものに移行するとき、前記方法は、前記励磁電流（ｌｅｘｃ＿ｉｎｖ）が第１設定ポイント値（Ｖ１）から第２設定ポイント値（Ｖ２）に、厳密に正の最小中間設定ポイント値（Ｖｉｎｔ）を経由して変動するように前記ロータ（１９）にコマンドを与えるステップを備え、前記中間設定ポイント値（Ｖｉｎｔ）は最小励磁電流に対応し、前記最小励磁電流を超えていれば、前記回転電気機械（１０）は発電機モードにおいて直流を供給するが、前記最小励磁電流以下では、前記回転電気機械は直流を供給しない、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記中間設定ポイント値（Ｖｉｎｔ）は、前記電気機械（１０）の出力電圧（Ｖｓ）、および前記ロータ（１９）の回転速度に依存する、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記出力電圧（Ｖｓ）は、前記回転電気機械（１０）の正端子（Ｂ＋）と、前記回転電気機械（１０）のケーシングにより構成される接地との間で測定される、
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ロータ（１９）の前記回転速度は、ホール効果アナログセンサ等のセンサにより測定される、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記中間設定ポイント値（Ｖｉｎｔ）は、マッピングにより決定される、
ことを特徴とする請求子１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記中間設定ポイント値（Ｖｉｎｔ）は、公式により決定される、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
回転電気機械（１０）用の制御モジュール（１４）であって、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の前記回転電気機械（１０）を制御する方法を実現するためのソフトウエア命令を格納したメモリを備えたことを特徴とする制御モジュール（１４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電気機械の一つの動作モードから別のものへの移行を最適化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既知の態様において、可逆電気機械を、特に付属品の前端部を介して熱エンジン（熱機関）に結合することができる。オルタネータ・スタータとして一般に知られているこのような電気機械は、車両のバッテリを再充電するための発電機モード、ならびに車両にトルクを供給するための発動機モードにおいて動作可能である。
【０００３】
発電機モードは、回生ブレーキ機能で利用可能であり、ブレーキフェーズ中に電気機械が電気エネルギーをバッテリに供給することを許容する。
【０００４】
発動機モードは、交通状況に応じて熱エンジンを自動的に停止および再起動する機能（「ストップ・アンド・スタート（ｓｔｏｐ  ａｎｄ  ｓｔａｒｔ）」を表すＳＴＴとして知られる機能）、熱エンジンの失速支援機能、電気機械が熱モードの移動フェーズ中に熱エンジンを間欠的に支援することを可能にするブーストとして知られる機能、ドライバーによる特別な操作を必要とせずにトラクションチェーンの開放を自動化し得る惰性運転として知られるフリーホイール機能において、特に利用され得る。この目的は、エンジンの回転数を低減したりエンジンを停止したりすることで燃料消費ならびに汚染物質の排出を最小限とすることである。
【０００５】
巻線型ロータを有する従来の構成において、種々の機能を制御するステートマシンにより、一つのモードの終了時に、励磁電流をゼロにすることによりロータを完全にデフラックス（ｄｅｆｌｕｘ）とし、次いで後続のモードの開始時に、ロータの内部に励磁電流を流すことにより再度ロータをフラックス（ｆｌｕｘ）とすることができる。しかしながら、ロータのデフラックスおよびフラックスにかかる時間のために、電気機械の有効な時間が短縮してしまう。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、ステータと巻線型ロータとを備えた自動車両用の回転電気機械であって、前記巻線型ロータは、励磁電流が流れるように設計され、前記回転電気機械は、オルタネータモードおよび発動機モードにおいて動作可能である、回転電気機械を制御する方法において、前記回転電気機械が一つの動作モードから別のものに移行するとき、前記方法は、前記励磁電流が第１設定ポイント値から第２設定ポイント値に、厳密に正の最小中間設定ポイント値を経由して変動するように前記ロータにコマンドを与えるステップを備え、前記中間設定ポイント値は最小励磁電流に対応し、前記最小励磁電流を超えていれば、前記回転電気機械は発電機モードにおいて直流を供給するが、前記最小励磁電流以下では、前記回転電気機械は直流を供給しないことを特徴とする方法を提案することにより、以上の欠点を効率的に解消することである。
【０００７】
したがって、本発明は、中間設定ポイント値を規定することでロータが完全にデフラックスとなることを回避することにより、トルクサージを発生させることなく回転電気機械の応答時間を向上させることができる。
【０００８】
一実施形態によれば、前記中間設定ポイント値は、前記電気機械の出力電圧、および前記ロータの回転速度に依存する。
【０００９】
一実施形態によれば、前記出力電圧は、前記回転電気機械の正端子と、前記回転電気機械のケーシングにより構成される接地との間で測定される。
【００１０】
一実施形態によれば、前記ロータの前記回転速度は、ホール効果アナログセンサ等のセンサにより測定される。
【００１１】
一実施形態によれば、前記中間設定ポイント値は、マッピングにより決定される。
【００１２】
一実施形態によれば、前記中間設定ポイント値は、公式により決定される。
【００１３】
また、本発明は、回転電気機械用の制御モジュールであって、前記回転電気機械を制御する方法を実現するためのソフトウエア命令を格納したメモリを備えたことを特徴とする制御モジュールに関する。
【００１４】
本発明は、以下の説明を読み且つ付属の図面を精査することでよりよく理解されるであろう。これらの図は、例示のみを目的としており、本発明を限定するものでは全くない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電気機械の一つの動作モードから別のものへの移行を最適化するための本発明による方法を実施するオルタネータ・スタータの機能概略図。
【図２】本発明による電気機械の状態図の概略図。
【図３ａ】従来技術および本発明による態様のそれぞれについての、一つの動作モードから別のものへの移行中の励磁電流の時間ベースの変動を示すグラフ図。
【図３ｂ】本発明による方法により取得した設定点に対する、励磁電流の増加の９５％における時間的ゲインを示すグラフ図。
【００１６】
同一、同様、または類似の要素には、図面を通じて同じ参照番号を付す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明によるオルタネータ・スタータ１０を概略的に示す。オルタネータ・スタータ１０は、バッテリ１２に接続された車載電気ネットワークを備える車両に設置されるように設計されている。車載ネットワークは、１２Ｖ、２４Ｖまたは４８Ｖタイプのものであり得る。オルタネータ・スタータ１０は、付属品の前端部に埋設されたベルトまたはチェーンを有するシステム１１’によって、既知の方法で熱エンジン１１に結合されている。
【００１８】
また、オルタネータ・スタータ１０は、ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）タイプ、またはＣＡＮタイプ（シリアルシステムバスであるＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の通信プロトコルに従ってエンジン・コンピュータ１５と通信することができる。
【００１９】
オルタネータ・スタータ１０は、発電機モードとして知られるオルタネータモード、または発動機モードにおいて動作可能である。
【００２０】
特に、オルタネータ・スタータ１０は、電気技術部品１３と制御モジュール１４とを備えている。
【００２１】
より具体的には、電気技術部品１３は、誘導要素１８とインダクタ要素１９とを備えている。一例によれば、誘導要素１８はステータであり、インダクタ１９は励磁コイル２０を備えたロータである。変形例として、ロータは、金属プレートと永久磁石のセットを備えている。ステータ１８は、Ｎ個の相を有する。検討例によれば、ステータ１８は、３つの相、Ｕ、ＶおよびＷを有している。変形例によれば、相の個数Ｎは、五相機械の場合は５、六相または二重三相機械の場合は７、七相機械の場合は７に等しくてもよい。ステータ１８の相は、三角形または星形の形状において結合され得る。三角形と星形の結合を組み合わせることも想定できる。
【００２２】
制御モジュール１４は、励磁コイル２０に投入される励磁電流ｌｅｘｃを生成するためのチョッパを含む励磁回路１４１を備えている。励磁電流ｌｅｘｃは、ホール効果センサにより測定され得る。
【００２３】
ロータ１９の角度位置および角速度の測定は、ホール効果アナログセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３、および関連する磁気ターゲット２５によって実施され得る。磁気ターゲット２５は、ロータ１９と一体回転する。
【００２４】
また、制御モジュール１４は、例えばマイクロコントローラを備える制御回路１４２を備えている。マイクロコントローラは、エンジン・コンピュータ１５から取得されるとともに信号コネクタ２４を介して受信されるコマンド信号に従って、インバータ２６を制御する。インバータ２６は、それぞれが２つのスイッチ要素を備えるアームを有している。スイッチ要素により、ステータ１８の対応する相Ｕ、Ｖ、Ｗを、接地またはバッテリ１２の供給電圧に、それらのオンまたはオフ状態に応じて選択的に接続することができる。スイッチ要素は、好適にはＭＯＳＦＥＴタイプのパワートランジスタである。
【００２５】
制御モジュール１４は、一方の動作モードから他方の動作モードへの移行時、すなわち、発動機モードから発電機モードへの移行またはその逆への移行時に、以下に記載の電気機械を制御する態様を実現するためのソフトウエア命令を格納するメモリを備えている。
【００２６】
図２に示すように、ブレーキフェーズ中に電気機械が電気エネルギーをバッテリに供給することを許容する発電機モードＧｅｎは、回生ブレーキ機能で利用可能である。
【００２７】
発動機モードＭｏｔは、複数の異なる機能、例えば、交通状況に応じて熱エンジンを自動的に停止および再起動する機能（「ストップ・アンド・スタート（ｓｔｏｐ  ａｎｄ  ｓｔａｒｔ）」を表すＳＴＴとして知られる機能）、または熱エンジンの調整を支援する機能Ｃ＿ｍｔｈにおいて、特に利用され得る。ブーストとして知られる機能Ａ＿ｍｔｈは、電気機械が熱モードの移動フェーズ中に熱エンジンを間欠的に支援することを可能にする。ニュートラル状態Ｎは、励磁電流がゼロでありロータ１９が完全にデフラックスとなった電気機械の状態に対応する。
【００２８】
本発明によれば、電気機械１０が、一つの動作モードから別のものに移行するとき、励磁回路１４１に励磁電流ｌｅｘｃ＿ｉｎｖを生成するようコマンドが与えられる。励磁電流ｌｅｘｃ＿ｉｎｖは、第１設定ポイント値から第２設定ポイント値に、厳密に正の最小中間設定ポイント値Ｖｉｎｔを経由して変動する。中間設定ポイント値Ｖｉｎｔは最小励磁電流に対応し、前記最小励磁電流を超えていれば、電気機械は発電機モードにおいて直流を供給するが、前記最小励磁電流以下では、電気機械１０は直流を供給しない。
【００２９】
図３ａに示すように、電気機械１０が特定の動作フェーズにおいて発電機モードＧｅｎから発動機モードＭｏｔに移行するとき、励磁電流設定ポイントＶ１は、上方の励磁設定ポイントＶ２に中間設定ポイント値Ｖｉｎｔを経由して変動する。
【００３０】
次いで、電気機械１０が別の動作フェーズにおいて発動機モードＭｏｔから発電機モードＧｅｎに移動するとき、励磁電流設定ポイントＶ２は、上方の励磁設定ポイントＶ３に新たな中間設定ポイント値Ｖｉｎｔを経由して変動する。
【００３１】
一方のモードから他方のモードに移行するとき、および励磁電流設定ポイントが減少するとき、同様の動作が観察され得る。
【００３２】
従来技術による方法では、励磁電流ｌｅｘｃ＿ｅｄｔは、新たな設定ポイント値に変動する前に、ゼロ値をシステマティックに経由することが観察されている。
【００３３】
したがって、本発明は、ロータが完全にデフラックスとなることを回避することにより、トルクサージを発生させることなく回転電気機械の応答時間を向上させることができる。したがって、図３ｂは、ロータ１９を完全にデフラックスとすることが必要な態様に比較して、より迅速に設定ポイント値に到達可能とする本発明により提供される時間的ゲインＴｇを示す。
【００３４】
有利には、中間設定ポイント値Ｖｉｎｔは、電気機械１０の出力電圧Ｖｓ、およびロータの回転速度に依存する。出力電圧Ｖｓは、回転電気機械１０の正端子Ｂ＋と、回転電気機械１０のケーシングにより構成される接地との間で測定される。ロータ１９の回転速度は、ホール効果アナログセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３および関連する磁気ターゲット２５により測定される。
【００３５】
中間設定ポイント値Ｖｉｎｔは、マッピングまたは公式により決定され得る。本例において、以下が取得される。
Ｖｉｎｔ＝Ｇ＊（Ｖｓ／Ｗｍｅｌ）＋Ｋ１
ここで、Ｖｓは回転電気機械の出力電圧であり、Ｗｍｅｌは回転電気機械の回転速度であり、Ｇはゲインであり、Ｋ１はオフセット値である。
特定の機械に対して、例えば、値が３３２であるゲイン、ならびに−０．３の値を持つオフセットを有することができる。
【００３６】
上記の説明は純粋に例としてなされ、本発明の分野を限定するものではなく、上記からの逸脱は、種々の要素を他の同等物に置き換えることで構成されないことを理解されたい。
【００３７】
更に、本発明の種々の特徴、変形例および／または実施形態は、それらが互換性がない、または相互に排他的でない限り、様々な組み合わせに応じて互いに関連付けられ得る。
【図１】
2021513313.tif 000003
【図２】
2021513313.tif 000004
【図３ａ】
2021513313.tif 000005
【図３ｂ】
2021513313.tif 000006
【国際調査報告】
2021513313.tif 000007
2021513313.tif 000008
2021513313.tif 000009
2021513313.tif 000010