(57)【要約】  本発明は、リラクタンストルクを用いた永久励磁型同期機（１）の磁界方向制御のための方法であって、  ａ）要求トルクＴｒｅｆに応じて、注入される磁束発生電流成分ｉｄ，ＭＴＰＣおよびトルク発生電流成分ｉｑ，ＭＴＰＣをそれぞれ決定するステップと、  ｂ）電流成分ｉｄ，ＭＴＰＣおよびｉｑ，ＭＴＰＣに応じて、磁束方向の電圧成分ｕｄｒｅｆおよび磁束方向に垂直な電圧成分ｕｑｒｅｆをそれぞれ決定するステップと、  ｃ）電圧成分ｕｄｒｅｆおよびｕｑｒｅｆのベクトル和ｕｓおよび最大電圧ｕｍａｘから差分量を構成し、この差分量をＰＩ電圧制御器（２）において処理するステップであって、第１の差分値Δｉｄが出力変数として得られる、ステップと、  ｄ）磁束発生電流成分ｉｄ，ＭＴＰＣと第１の差分値Δｉｄとを加算し、同期機（１）への注入用電圧成分ｕｄを決定するステップと、を少なくとも含む方法。【選択図】図１
2020532274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リラクタンストルクを用いた永久励磁型同期機（１）の磁界方向制御のための方法であって、
ａ）要求トルクＴｒｅｆに応じて、注入される磁束発生電流成分ｉｄ，ＭＴＰＣとトルク発生電流成分ｉｑ，ＭＴＰＣとをそれぞれ決定するステップと、
ｂ）前記電流成分ｉｄ，ＭＴＰＣおよびｉｑ，ＭＴＰＣに応じて、磁束方向の電圧成分ｕｄｒｅｆと磁束方向に垂直な電圧成分ｕｑｒｅｆとをそれぞれ決定するステップと、
ｃ）電圧成分ｕｄｒｅｆおよびｕｑｒｅｆのベクトル和ｕｓおよび最大電圧ｕｍａｘから差分量を構成し、ＰＩ電圧制御器（２）において前記差分量を処理するステップであって、第１の差分値Δｉｄが出力変数として得られる、ステップと、
ｄ）前記磁束発生電流成分ｉｄ，ＭＴＰＣと前記第１の差分値Δｉｄとを加算し、前記同期機（１）への注入用の電圧成分ｕｄを決定するステップと、
を少なくとも含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、ステップａ）における前記電流成分ｉｄ，ＭＴＰＣおよびｉｑ，ＭＴＰＣは第１の特性図（３）からそれぞれ読み出され、前記第１の特性図（３）は一次元である、方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法であって、ステップｂ）に続く、更なるステップｃ１）において、前記注入される電圧成分ｕｄおよびｕｑと前記電流成分ｉｄおよびｉｑとを参照して達成トルク（４）が決定され、更なるステップｄ１）において、前記達成トルク（４）と前記要求トルクＴｒｅｆとから差分量が構成され、ＰＩトルク制御器（５）において処理され、第２の差分値Δｉｑが出力変数として得られ、ステップｅ１）において、前記電流成分ｉｑ，ＭＴＰＣおよび前記差分値Δｉｄが加算され、前記同期機（１）への注入用の電圧成分ｕｑが決定される、方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、前記達成トルク（４）は、以下の式によって決定され、
Ｔ＝３／２＊ｐ＊（ｐｓｉｄ（ｉｄ，ｉｑ）＊ｉｑ−ｐｓｉｑ（ｉｄ，ｉｑ）＊ｉｄ）
式中、
Ｔ：前記達成トルク（４）であり、
ｐ：前記同期機（１）の極対数であり、
ｐｓｉ：鎖交磁束である、
方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の方法であって、入力変数として、前記方法は前記要求トルクＴｒｅｆおよび前記最大電圧ｕｍａｘのみを使用する、方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の方法であって、要求トルクＴｒｅｆが不変の場合、前記注入される電圧成分ｕｄおよびｕｑと前記電流成分ｉｄおよびｉｑとを繰り返し決定するために、ステップｃ）およびｄ）は、ｃ１）、ｄ１）、およびｅ１）と共に、繰り返し実行される、方法。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の方法によってリラクタンストルクを用いた永久励磁型同期機（１）の前記磁界方向制御のための制御構造（６）であって、前記制御構造（６）は、入力変数として、要求トルクＴｒｅｆと最大電圧ｕｍａｘとを少なくとも使用し、前記制御構造（６）はＰＩ電圧制御器（２）を備え、前記ＰＩ電圧制御器（２）において、出力変数Δｉｄを得るために、前記電圧成分ｕｄｒｅｆおよびｕｑｒｅｆのベクトル和ｕｓならびに前記最大電圧ｕｍａｘから差分量を処理できる、制御構造（６）。
【請求項８】
請求項７に記載の制御構造（６）であって、前記制御構造（６）はＰＩトルク制御器（５）を備え、前記ＰＩトルク制御器（５）において、出力変数Δｉｑを得るために、達成トルク（４）ならびに前記要求トルクＴｒｅｆから差分量を処理できる、制御構造（６）。
【請求項９】
リラクタンストルクを用いた永久励磁型同期機（１）を駆動ユニットとして有する自動車（７）であって、前記同期機（１）は請求項７または８に記載の制御構造（６）によって作動可能である、自動車（７）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車の推進のために使用される、リラクタンストルクを用いた永久励磁型同期機の磁界方向制御のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両における電気機械として、永久磁石励磁型同期機（ＰＭＳＭ：ｐｅｒｍａｎｅｎｔ−ｍａｇｎｅｔ  ｅｘｃｉｔｅｄ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｍａｃｈｉｎｅ）を使用できる。非同期機に比べ、永久磁石励磁型同期機はより高い効率および優れた出力密度をもたらす。永久磁石励磁型同期機の一設計として、磁石が回転子に組み込まれた変形例が好適である（「埋込磁石型同期機」、すなわちＩＰＭＳＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｍａｃｈｉｎｅ））。表面実装磁石を使用した設計に比べ、埋込磁石型同期機は、トラクションドライブユニットとしての用途に関してさまざまな利点を提供する。埋込磁石を有する同期機においては、永久磁石に対して長手方向に向いた軸線（ｄ軸）に比べ、横軸（ｑ軸）における磁気伝導率がより高い結果として、同期トルクに加え、リラクタンストルクを利用できる。リラクタンストルクは、磁界弱化範囲において特に効果を発揮する。この追加のリラクタンストルクの結果として、比較的少量の磁気材料で機械を構成できるので、材料コストが低減される。更に、永久磁石が発生させる磁束がより小さいので、その結果として、引き摺り損失に加え、無負荷電圧および短絡トルクの両方が低減され、これにより、本質的安全性の向上が示される。
【０００３】
リラクタンストルクは、磁界方向のインダクタンスと磁界方向に垂直な向きのインダクタンスとの間に差がある場合に発生する。ｑインダクタンスとｄインダクタンスとが相互に異なる同期機において、回転子は回転対称ではない。埋込磁石を有する同期機では、ｑインダクタンスとｄインダクタンスとが異なる。更に、埋込磁石の結果として、回転子は回転対称ではない。
【０００４】
顕著なリラクタンスを有する永久磁石励磁型同期機において、何れか所望のトルクのための目標電流値ｉｄおよびｉｑの組み合わせ候補から、最適動作を保証する組み合わせが選択されるべきである。この目的のために可能な基準として、発生する全ての損失の和の最小化を採用できる。抵抗損（のみ）が最小化される、最小固定子電流におけるトルク発生のための基準によって簡素化が構成される。一般に、これは良好な近似を表す。その理由は、総損失の最小化に比べ、効率の差が小さく成り得るからである。より高い回転速度においてトルクが必要とされる場合、損失低減のための上記基準によると、この場合、電流変換器出力電圧および固定子電流振幅に関して動作限界を考慮する必要性という理由で、電流成分のための目標値を最早自由には選択できない。
【０００５】
要求トルクのための事前に規定された適切な目標電流値が、自動車の制御器に保存されている特性図に入力される／入力可能である。したがって、多次元特性図を参照できる。多次元特性図には、例えば、要求トルクに応じて、および電圧対速度比（二次元）に応じて、目標電流値が入力される。同期機の回転子の温度変化も考慮する必要がある場合は、これは更なる次元、この場合は第三次元、を生じさせる。ただし、これら特性図の評価は、第１には、かなりのコンピューティング能力、第２には、要求される目標電流値の確立のための或る時間量、を必要とし得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、従来技術に伴う既存の諸問題を少なくとも部分的に解決することである。特に、要求トルク（達成可能、および速度に非依存、の少なくとも一方である限り）が可能最小の機械電流で実現される方法を提供することを目的とする。特に、目標電流値の決定のために、多次元特性図に入力されたデータを取り出す必要がないことを目的とする。
【０００７】
これら目的は、請求項１の諸特徴による一方法によって達成される。本方法の、および本発明の、更なる有利な実施形態が更なる請求項に示されている。ここに示されているのは、特許請求の範囲に記載されている個々の特徴は、技術的に適切な方法で相互に組み合わせ可能であり、これにより、本発明の更なる実施形態が規定され得ることである。更に、特許請求の範囲に示されている諸特徴は、本発明の更なる好適な実施形態が示されている明細書本文に更に詳細に解明および説明されている。
【０００８】
これへの寄与は、リラクタンストルクを用いた永久励磁型同期機の磁界方向制御のための方法によって構成される。本方法は、
ａ）要求トルクＴｒｅｆに応じて、注入される磁束発生電流成分ｉｄ，ＭＴＰＣおよびトルク発生電流成分ｉｑ，ＭＴＰＣをそれぞれ決定するステップと、
ｂ）電流成分ｉｄ，ＭＴＰＣおよびｉｑ，ＭＴＰＣに応じて、磁束方向の電圧成分ｕｄｒｅｆおよび磁束方向に垂直な電圧成分ｕｑｒｅｆをそれぞれ決定するステップと、
ｃ）電圧成分ｕｄｒｅｆおよびｕｑｒｅｆのベクトル和ｕｓと最大電圧ｕｍａｘとから差分量を構成し、ＰＩ電圧制御器において差分量を処理するステップであって、第１の差分値Δｉｄが出力変数として得られる、ステップと、
ｄ）磁束発生電流成分ｉｄ，ＭＴＰＣと第１の差分値Δｉｄとを加算し、同期機に注入するための電圧成分ｕｄを決定するステップと、
を少なくとも含む。
【０００９】
ステップａ）における電流成分ｉｄ，ＭＴＰＣおよびｉｑ，ＭＴＰＣは、第１の特性図から読み出し可能であり、第１の特性図は一次元であり、特に、ｉ＝ｆ（Ｔｒｅｆ）である。特に、これが意味するのは、第１の特性図に入力される電流成分ｉｄ，ＭＴＰＣおよびｉｑ，ＭＴＰＣは、要求トルクの関数としてのみ存在することである。したがって、この場合、限られた数の値を有する第１の特性図が提供される。この読み出しは、短時間および限られたコンピューティング能力の少なくとも一方で行うことができる。第１の特性図は、何れの場合も、例えば多項式を使用して、計算することも可能である。ここでも、限られた数の値のみが提供される。
【００１０】
電流成分ｉｄ，ＭＴＰＣおよびｉｑ，ＭＴＰＣは、（例えば、自動車の運転手が、または自動車の制御器が）要求するトルクに応じて決定される。これに基づき、電圧成分ｕｄｒｅｆおよびｕｑｒｅｆが決定される。
【００１１】
ステップｃ）において、電圧成分のベクトル和ｕｓ（すなわち、ベクトル加算の結果）が同期機の最大電圧（すなわち、最大許容または最大印加可能電圧）と比較される、または差分量が決定される。ここで、ベクトル和ｕｓは、量として（すなわち、方向とは独立に）最大電圧と比較される。ＰＩ制御器（比例積分制御器）の出力変数は、第１の差分値Δｉｄ（正または負）であり、ステップｄ）において、電流成分ｉｄ，ＭＴＰＣに加算される。
【００１２】
最大電圧ｕｍａｘは、制御リザーブを包含することもできる。これは、特に、ここで印加される最大電圧量ｕｍａｘの最大１０％を超えない。
【００１３】
ステップｄ）により得られた電流成分ｉｄｒｅｆのための新しい値は、次に、注入される電圧成分ｕｄを決定するために使用される。注入される電圧成分ｕｄの決定において、同期機の飽和挙動を考慮できる。
【００１４】
注入される電流成分ｉｄは、同期機への電圧成分の印加に加え、注入される電圧成分ｕｄからもたらされる。
【００１５】
特に、電圧成分ｕｄは、パルス幅変調器（ＰＷＭ：ｐｕｌｓｅ−ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）によって、インバータの制御回路を介して、同期機に印加される。その結果、特に、三相電流が生成され、そのうちの好ましくは（少なくとも）２つが測定される。ｄ／ｑ成分は、測定された電流から、同期機の同様に算出された回転角度の適用によって、逆算可能である。
【００１６】
測定によって求められた電流成分ｉｄを制御構造によってフィードバックし、電流成分ｉｄｒｅｆから減算できる。こうして得られた差分を第１のＰＩ電流制御器によって処理できる。この場合、出力変数として、および同期機の回転子の角周波数ωを考慮して、または鎖交磁束ｐｓｉｑを考慮して、電圧成分ｕｄｒｅｆが決定される。最大電流変換器出力電圧を考慮して、注入される電圧成分ｕｄが電圧成分ｕｄｒｅｆから決定される。
【００１７】
ステップｂ）に続き、更なるステップｃ１）において、（測定された）電流成分ｉｄおよびｉｑ、および対応付けられた鎖交磁束を参照して、達成トルク（すなわち、同期機において生成されるトルク）を決定できる（すなわち、評価または算出できる）。
【００１８】
更なるステップｄ１）において、達成トルクと要求トルクとから差分量を構成でき、ＰＩトルク制御器において処理できる。ＰＩトルク制御器の出力変数として、第２の差分値Δｉｑが得られる。
【００１９】
ステップｅ１）において、電流成分ｉｑ，ＭＴＰＣと差分値Δｉｑとを加算でき、同期機に注入される電圧成分ｕｑを決定できる。
【００２０】
ステップｅ１）により電流成分ｉｑｒｅｆのために得られた新しい値は、注入される電圧成分ｕｑを決定するために使用可能である。
【００２１】
ステップｃ１）、ｄ１）、およびｅ１）は、共通の一プロセスにおいて実行されることが好ましい。
【００２２】
達成トルク（または算出されたまたは評価された現在のトルク）は、同期機によって現在有効な電圧成分および電流成分で送達されるトルクである。
【００２３】
ステップｃ１）、ｄ１）、およびｅ１）は、特に、ステップｃ）およびｄ）と一時的に並列に実行される。ステップｃ）およびｄ）、およびステップｃ１）、ｄ１）、およびｅ１）は、特に、順番に複数回実行される。これにより、特に、同期機に注入される電圧成分ｕｄおよびｕｑおよび電流成分ｉｄおよびｉｑのためのますます精確な値が決定される。これは、静止動作点に当てはまる。動作点の変化、例えば、要求トルクの変動および速度の変化の少なくとも一方、が発生した場合、この制御の再調整が必要であろう。この計算は、機械制御のコンテキストにおいて、周期的に、例えば１００μｓ（１０ｋＨｚに対応）毎に、開始できる。
【００２４】
以下の式の適用によって、（現在の）達成トルクを決定（算出または評価）できる。
Ｔ＝３／２＊ｐ＊（ｐｓｉｄ（ｉｄ，ｉｑ）＊ｉｑ−ｐｓｉｑ（ｉｄ，ｉｑ）＊ｉｄ）
式中、
Ｔ：達成トルクであり、
ｐ：同期機の極対数であり、
ｐｓｉ：鎖交磁束である。
【００２５】
同期機の飽和挙動に基づく、鎖交磁束（コイル磁束とも記載。コイルに実際に存在する物理磁束とそのコイルの巻き数Ｎとの積によって構成されるオペランド）のための値ｐｓｉｄ（ｉｄ，ｉｑ）およびｐｓｉｑ（ｉｄ，ｉｑ）は、電流成分ｉｄおよびｉｑに依存する。鎖交磁束のための値は、特に第２の特性図に入力可能である、または計算によって決定可能である。同期機の作動および制御の少なくとも一方のために、特に誘起逆起電圧の決定のために、提案の方法とは独立に、鎖交磁束が必要とされる。
【００２６】
特に、入力変数として、本方法は、要求トルクおよび最大電圧または最大電流変換器出力電圧のみを使用する。最大電圧は、現在のＤＣ電圧（バッテリ電圧）によって制限可能であり、その後、変換器における変調によって、機械に印加可能な最大電圧を決定できる。
【００２７】
要求トルクＴｒｅｆが（所与の期間にわたって）変化しない（すなわち一定である）場合、注入される電圧成分ｕｄおよびｕｑと電流成分ｉｄｒｅｆおよびｉｑｒｅｆとを繰り返し決定するために、ステップｃ）およびｄ）を、ｃ１）、ｄ１）、およびｅ１）と共に、繰り返し実行可能である。
【００２８】
所要コンピューティング能力が限られる結果として、本方法を高速で実施可能であるので、注入される電圧成分ｕｄおよびｕｑおよび電流成分ｉｄおよびｉｑの精確な制御をより短時間で実行できる。その結果、不変トルクが存在するはずの、反復決定のために必要な時間は、数ミリ秒のオーダー、特に０．１秒未満、好ましくは０．０１秒未満、に過ぎない。
【００２９】
特に、この示された時間は、制御の再調整のためのプロセス、すなわち、電圧限界における安定した、基本的に最適な、動作点の達成のために必要な時間またはパス数、に（のみ）関連する。
【００３０】
本方法の高速性は、特に、アルゴリズム内の短いコンピューティング所要時間からもたらされる。アルゴリズム全体が、例えば、１００μｓ毎に開始される場合、コンピューティング時間を、ここで、例えば最大６０μｓに制限できる。更に、複雑なコンピューティングプロセスおよび保存要求の少なくとも一方の節約によって、より簡素でより費用効果の高い制御器を採用できる。
【００３１】
ステップｅ１）により得られた電流成分ｉｑｒｅｆのための新しい値は、次に、注入される電圧成分ｕｑを決定するために使用される。注入される電圧成分ｕｑの決定において、同期機の飽和挙動を考慮できる。
【００３２】
同期機において、電流成分ｉｑは、注入される電圧成分ｕｑからもたらされる。この電流成分は、測定または変換可能である。
【００３３】
同調された電流成分ｉｑは、制御構造を介してフィードバック可能であり、電流成分ｉｑｒｅｆから減算可能である。こうして得られた差分は、第２のＰＩ電流制御器によって処理可能である。この場合、出力変数として、および同期機械の回転子の角周波数ωを考慮して、または鎖交磁束ｐｓｉｄを考慮して、電圧成分ｕｑｒｅｆが決定される。最大電流変換器出力電圧を考慮して、注入される電圧成分ｕｑが電圧成分ｕｑｒｅｆから決定される。
【００３４】
リラクタンストルクを用いた永久励磁型同期機の磁界方向制御のための制御構造が更に提案される。この場合、同期機の制御は、上記方法により実行される。または、制御構造は、記載の方法の実行のために構成される。
【００３５】
入力変数として、制御構造は、要求トルクＴｒｅｆと最大電圧ｕｍａｘとを少なくとも（または専ら）使用する。この場合、制御構造は、ＰＩ電圧制御器を備える。ＰＩ電圧制御器においては、出力変数Δｉｄを得るために、電圧成分ｕｄｒｅｆおよびｕｑｒｅｆのベクトル和ｕｓならびに最大電圧から差分量を処理できる。
【００３６】
制御構造は、ＰＩトルク制御器を備えることができる。ＰＩトルク制御器においては、出力変数Δｉｑを得るために、（現在の）達成トルクならびに要求トルクから差分量を処理できる。
【００３７】
リラクタンストルクを用いた永久励磁型同期機を駆動ユニットとして有する自動車が提案される。この場合、同期機は、上記の制御構造によって、または記載の方法によって、作動可能である。
【００３８】
本方法に関する記述は、制御構造および自動車に、およびこの逆に、相応に該当する。
【００３９】
念のため、本願明細書で使用されている数詞（「第１」、「第２」、「第３」、等々）の主な（唯一の）目的は、複数の等価な物体、変数、またはプロセスを区別することであり、したがって、特に、前記物体、変数、またはプロセスの如何なる相互依存性および順番の少なくとも一方を必ずしも暗示するものではないことに留意されるべきである。このような依存性および順番の少なくとも一方が万一必要とされる場合、これは本願明細書に明示されるものとする、または記載の特定の実施形態の検討から当業者には明らかになるはずである。
【００４０】
以下においては、図を参照して、本発明およびその技術的範囲をより詳細に説明する。表されている例示的実施形態は本発明を制限するものではないことに留意されるべきである。特に、別様に明記されていない限り、図に示されている主題の部分的側面を抽出して本願明細書からの他の要素および知見と組み合わせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】同期機１と本願明細書に記載の方法の実行のために特に構成された制御構造とを有する自動車の概略表現を示している。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
同期機１と制御構造６とを有する自動車７が示されている。同期機１および制御構造６は、電圧供給部９およびインバータ１５に接続されている。
【００４３】
制御構造６の機能は、リラクタンストルクを用いた永久励磁型同期機１の磁界方向制御である。制御構造６は、入力変数として、要求トルクＴｒｅｆと最大電圧ｕｍａｘとを必要とする。制御構造６は、ＰＩ電圧制御器２を備える。ＰＩ電圧制御器２においては、出力変数Δｉｄを得るために、電圧成分のベクトル和ｕｓと最大電圧ｕｍａｘとからの差分量を処理できる。
【００４４】
制御構造６は、ＰＩトルク制御器５を更に備える。ＰＩトルク制御器５においては、出力変数Δｉｑを得るために、達成トルク４と要求トルクＴｒｅｆとからの差分量を処理できる。
【００４５】
リラクタンストルクを用いた永久励磁型同期機１の磁界方向制御のための方法は、ステップａ）によると、要求トルクＴｒｅｆに応じて磁束発生およびトルク発生電流成分（ｉｄ，ＭＴＰＣ、ｉｑ，ＭＴＰＣ）をそれぞれ決定するステップを含む。ステップｂ）によると、本方法は、電流成分（ｉｄ，ＭＴＰＣ、ｉｑ，ＭＴＰＣ）に応じて磁束方向の、および磁束方向に垂直な、電圧成分（ｕｄｒｅｆ、ｕｑｒｅｆ）をそれぞれ決定するステップを含む。ステップｃ）において、電圧成分のベクトル和ｕｓと最大電圧ｕｍａｘとから差分量が構成され、ＰＩ電圧制御器において処理される。第１の差分値Δｉｄは、出力変数として得られる。ステップｄ）によると、電流成分ｉｄ，ＭＴＰＣと第１の差分値Δｉｄとが加算され、同期機１に注入される電圧成分ｕｄが決定される。電流成分ｉｄ，ＭＴＰＣと第１の差分値Δｉｄとの加算によって、電流成分ｉｄｒｅｆが算出される。
【００４６】
電流成分ｉｄ，ＭＴＰＣおよびｉｑ，ＭＴＰＣは、ステップａ）において、第１の特性図３からそれぞれ読み出される。第１の特性図３（または第１のそれぞれの特性図３）は一次元である（ｉ＝ｆ（Ｔｒｅｆ））。これが意味するのは、第１の特性図３に入力されている電流成分ｉｄ，ＭＴＰＣおよびｉｑ，ＭＴＰＣは要求トルクＴｒｅｆの関数としてのみ存在することである。したがって、この場合、限られた数の値を有する第１の特性図３が提供される。この読み出しは、短時間で、且つ少ないコンピューティング能力で、可能である。
【００４７】
電流成分ｉｄ，ＭＴＰＣおよびｉｑ，ＭＴＰＣは、（例えば、自動車７の運転手または自動車７の制御器が）要求するトルクＴｒｅｆに応じて決定される。これに基づき、電圧成分ｕｄｒｅｆおよびｕｑｒｅｆが決定される。
【００４８】
ステップｄ）により得られた電流成分ｉｄｒｅｆのための新しい値は、注入される電圧成分ｕｄの決定のために使用される。注入される電圧成分ｕｄの決定において、最大電流変換器出力電圧１６を（例えば、第２の制御構造区画１３によって）考慮できる。
【００４９】
同期機上の電流成分ｉｄは、注入される電圧成分ｕｄからもたらされる。
【００５０】
電流成分ｉｄは、制御構造６によってフィードバック可能であり、電流成分ｉｄｒｅｆから減算可能である。こうして得られた差分は、第１のＰＩ電流制御器１１によって処理可能である。この場合、出力変数として、および同期機１の回転子の角周波数ωを考慮して、または鎖交磁束ｐｓｉｑを考慮して、電圧成分ｕｄｒｅｆが決定される。同期機１の飽和挙動を考慮して、注入される電圧成分ｕｄが電圧成分ｕｄｒｅｆから決定される。
【００５１】
ステップｂ）に続く、更なるステップｃ１）において、注入される電圧成分（ｕｄ、ｕｑ）と同調された電流成分（ｉｄ、ｉｑ）とを参照して、現在のトルク設定４が決定される。更なるステップｄ１）において、達成トルク４と要求トルクＴｒｅｆとから差分量が構成され、ＰＩトルク制御器５において処理される。ＰＩトルク制御器５の出力変数として、第２の差分値Δｉｑが得られる。ステップｅ１）において、電流成分ｉｑ，ＭＴＰＣと差分値Δｉｑとが加算され、同期機に注入される電圧成分ｕｑが決定される。
【００５２】
ステップｅ１）により電流成分ｉｑのために得られた新しい値は、注入される電圧成分ｕｑを決定するために使用される。注入される電圧成分ｕｑの決定において、最大電流変換器出力電圧１６を（例えば、第２の制御構造区画１３によって）考慮できる。
【００５３】
同期機１上の電流成分ｉｑは、注入される電圧成分ｕｑからもたらされる。
【００５４】
同調された電流成分ｉｑは、制御構造６を介してフィードバック可能であり、電流成分ｉｑｒｅｆから減算可能である。こうして得られた差分を第２のＰＩ電流制御器１２によって処理できる。この場合、出力変数として、および同期機１の回転子の角周波数ωを考慮して、または鎖交磁束ｐｓｉｄを考慮して、電圧成分ｕｑｒｅｆが決定される。最大電流変換器出力電圧１６を考慮して、注入される電圧成分ｕｑが電圧成分ｕｑｒｅｆから決定される。
【００５５】
ステップｃ１）、ｄ１）、およびｅ１）は、ステップｃ）およびｄ）と並列に実行可能である。同期機に注入される電圧成分（ｕｄ、ｕｑ）および同調された電流成分（ｉｄ、ｉｑ）のより精確な値が決定されるように、ステップｃ）およびｄ）、およびステップｃ１）、ｄ１）、およびｅ１）は、順番に複数回実行される。
【００５６】
達成トルク４は、鎖交磁束のための入力変数ｐｓｉｄ（ｉｄ，ｉｑ）およびｐｓｉｑ（ｉｄ，ｉｑ）および同期機１上で有効な電流成分（ｉｄ、ｉｑ）を考慮して、第１の制御構造区画１０において決定される。
【００５７】
同期機１の飽和挙動の結果として、値は電流成分（ｉｄ、ｉｑ）に依存する。鎖交磁束ｐｓｉｄ（ｉｄ，ｉｑ）およびｐｓｉｑ（ｉｄ，ｉｑ）のための値を第２の特性図８に入力できる。
【００５８】
回転子と共に回転する成分（記号ｄまたはｑ。回転座標系）から静止成分（記号αおよびβ。静止座標系）への、およびこの逆への、公知の変換のために、制御構造６の更なる要素が使用される。更に、上記変換に加え、決定された電圧成分ｕｄおよびｕｑの注入は、第３の制御構造区画１４（パルス幅変調器）によるパルス幅変調（ＰＷＭ）によって、実行される。
【符号の説明】
【００５９】
１  同期機
２  ＰＩ電圧制御器
３  第１の特性図
４  達成トルク
５  ＰＩトルク制御器
６  制御構造
７  自動車
８  第２の特性図
９  電圧供給部
１０  第１の制御構造区画
１１  第１のＰＩ電流制御器
１２  第２のＰＩ電流制御器
１３  第２の制御構造区画
１４  第３の制御構造区画
１５  インバータ
１６  最大電流変換器出力電圧
ｉｄ，ＭＴＰＣ  電流成分
ｉｑ，ＭＴＰＣ  電流成分
Ｔｒｅｆ  要求トルク
ｕｄｒｅｆ  電圧成分
ｕｑｒｅｆ  電圧成分
ｉｄｒｅｆ  電流成分
ｉｑｒｅｆ  電流成分
ｕｓ  ベクトル和
ｕｍａｘ  最大電圧
Δｉｄ  第１の差分値
ｕｄ  電圧成分
ｕｑ  電圧成分
ｉｄ  電流成分
ｉｑ  電流成分
Δｉｑ  第２の差分値
ω  角周波数
【図１】
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【国際調査報告】
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