特許 7233541 発電機として動作する電気回転機械を制御する方法、および遮断の場合にネットワーク内の電圧を低下させるための対応する制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-24

(45)【発行日】2023-03-06

(54)【発明の名称】発電機として動作する電気回転機械を制御する方法、および遮断の場合にネットワーク内の電圧を低下させるための対応する制御システム

(51)【国際特許分類】

   H02P 29/024 20160101AFI20230227BHJP

   H02P 27/06 20060101ALI20230227BHJP

【ＦＩ】

H02P29/024

H02P27/06

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021535629

(86)(22)【出願日】2019-12-20

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-17

(86)【国際出願番号】 EP2019086768

(87)【国際公開番号】W WO2020128024

(87)【国際公開日】2020-06-25

【審査請求日】2021-08-13

(31)【優先権主張番号】1873609

(32)【優先日】2018-12-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】508075579

【氏名又は名称】ヴァレオ エキプマン エレクトリク モトゥール

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100202429

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 信人

(72)【発明者】

【氏名】ローラン、カーブ

(72)【発明者】

【氏名】ラファエル、フィリペ

(72)【発明者】

【氏名】ミカエル、シュマン

【審査官】池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２４４８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５１３５１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０７８２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２８１４４６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ２９／０２４

Ｈ０２Ｐ ２７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多相回転電機を制御する方法であって、
そのステータは、並列に実装された複数のスイッチングアームを備える制御ブリッジによって制御され、各アームはセンタータップで一緒に接続されたハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを備え、これは前記回転電機の相に接続されており、前記回転電機は発電機として動作し、車両に搭載されたネットワークに接続されており、
前記方法は、
前記ネットワークの電圧の測定値が第１の所定値を超えたときに前記ステータの少なくとも１つの相巻線を短絡する、短絡ステップと、
前記センタータップが前記少なくとも１つの短絡相巻線に接続されているスイッチングアームを作動する、作動ステップと、
を備え、
前記作動ステップは、
前記短絡巻線を循環する電流が測定されるステップと、
前記測定された電流が正である場合、前記作動されたスイッチングアームの前記ハイサイドスイッチが閉位置に移動し、前記ローサイドスイッチが開位置に移動するステップと、
前記測定された電流が負である場合、前記作動されたスイッチングアームの前記ハイサイドスイッチが開位置に移動し、前記ローサイドスイッチが閉位置に移動するステップと、
を含み、
前記短絡ステップは、
前記ステータの全ての相巻線が短絡され、
前記短絡ステップに続いて、全てのスイッチングアームに対して前記作動ステップが実行される、
ことを特徴とする方法。

【請求項2】

前記ネットワークの前記電圧の測定値は、所定の時定数で前記ネットワークの前記電圧をフィルタリングすることによって得られる、請求項１に記載の制御方法。

【請求項3】

前記作動ステップは、少なくとも測定された前記電圧が第２の所定値（ＶＳ２）未満になるまで繰り返される、請求項１または２に記載の制御方法。

【請求項4】

前記作動ステップが所定の期間にわたって繰り返される、請求項１から３のいずれか一項に記載の制御方法。

【請求項5】

発電機として動作し、第１および第２の電源端子によって電気ネットワークに接続された多相回転電機のための制御システムであって、前記電気ネットワークは、具体的には自動車に搭載されたネットワークであり、
前記制御システムは、
並列に実装された複数のスイッチングアームを備える制御ブリッジであって、各アームはセンタータップで一緒に接続されたハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを備え、これは前記回転電機の相巻線に接続されており、
前記電気ネットワークに電圧を供給することができる、制御ブリッジと、
前記制御ブリッジの前記スイッチを開閉することが可能な制御回路と、
前記第１および第２の電源端子間の電圧を測定する装置と、
を備え、
前記制御システムは、所定のスイッチングアームに接続された少なくとも１つの所定の相巻線について、前記制御システムが、前記所定の相巻線を通る電流を測定する装置をさらに備え、前記電圧測定装置によって測定された電圧が第１の値を超えると、
前記制御回路は全ての前記相巻線を短絡し、
前記制御回路は前記所定のスイッチングアームの前記ローサイドスイッチを閉じ、
前記電流測定装置は前記所定の相を通る電流を測定し、
前記測定電流が正である場合、前記制御回路は前記所定のスイッチングアームの前記ハイサイドスイッチを閉じ、前記ローサイドスイッチを開き、
前記測定電流が０又は負である場合、前記制御回路は前記所定のスイッチングアームの前記ハイサイドスイッチを開き、前記ローサイドスイッチを閉じる、
ことを特徴とする、制御システム。

【請求項6】

前記電圧測定装置によって測定された前記電圧が第１の所定値を超え、所定の期間にわたって、または前記電圧測定装置によって測定された電圧が第２の所定値を超える限り反復的にそうすることを示す検出に続いて、
前記制御回路は前記所定のスイッチングアームの前記ローサイドスイッチを閉じ、
前記電流測定装置は前記所定の相を通る電流を測定し、
前記測定電流の強度が正である場合、前記制御回路は前記所定のスイッチングアームの前記ハイサイドスイッチを閉じ、前記ローサイドスイッチを開き、
前記測定電流が０又は負である場合、前記制御回路は前記所定のスイッチングアームの前記ハイサイドスイッチを開き、前記ローサイドスイッチを閉じる、請求項５に記載の制御システム。

【請求項7】

相ごとに、この相を通る電流を測定する装置（をさらに備えること、ならびに相ごとに、
前記制御回路は、そのセンタータップによってこの相に接続された前記スイッチングアームの前記ローサイドスイッチを閉じ、
前記電流測定装置は、この相を通る電流を測定し、
この相で測定された電流が正である場合、前記制御回路（は、そのセンタータップによってこの相に接続された前記スイッチングアームの前記ハイサイドスイッチを閉じ、前記ローサイドスイッチを開き、
前記測定された電流が０又は負である場合、前記制御回路は、そのセンタータップによってこの相に接続された前記スイッチングアームの前記ハイサイドスイッチを開き、前記ローサイドスイッチを閉じる、
ことを特徴とする、請求項５または６に記載の制御システム。

【請求項8】

請求項５から７のいずれか一項に記載の制御システムと、前記制御システムによって制御される多相コイル式ロータ回転電機とを備える電気システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロードダンプの場合に、電気ネットワーク、具体的には自動車に搭載されたネットワークに接続された多相回転電機を制御する方法、ならびにこの方法を実施するのに適した制御システムに関する。

【0002】

本発明はまた、この制御システムと、この制御システムによって制御される多相回転電機とを備える電気システムにも関する。

【背景技術】

【0003】

自動車では、車両に取り付けられた電気機器の様々なアイテムに電力供給するために、車載ネットワークが使用される。電力は、少なくとも１つのバッテリによって供給される。これは、車両の熱機関の回転によって供給されるエネルギーに基づいて、回転電機によって再充電される。回転電機は一般に、車載ネットワークに供給する直流出力電流を精製するために使用される任意の多相回転電機であると理解される。具体的には、これはオルタネータ、またはスタータオルタネータさえも含むことができる。

【0004】

車載ネットワークから、バッテリから、または両方からの充電が突然切断された場合、車載ネットワークの過電圧をもたらす「ロードダンプ」現象が発生する。実際、機械はロードダンプに瞬時に反応しないため、これは同じ出力電流を送達し続け、その一方で車載ネットワーク上の消費電流が低下する。その結果、車載ネットワークに接続された全てのコンデンサが充電され、車載ネットワーク上の直流電圧が著しく上昇する。

【0005】

このような過電圧は、回転電機そのもののみならず、車載ネットワークに接続されたあらゆる電気器具の信頼性も損なうかまたは低下させる可能性がある。

【0006】

したがって、このような高振幅過電圧を検出し、妥当であれば回転電機を保護することは、価値がある。

【0007】

この目的のために、多相回転電機を制御する方法が従来技術から知られており、前記制御方法は、ロードダンプの場合にステータの少なくとも１つの巻線を短絡することを含むタイプであり、前記方法は、前記ネットワークの電圧が第１の所定値を超えたときにステータの前記少なくとも１つの相巻線を短絡するステップを備える。

【0008】

従来技術のこの簡単な方法は、この電圧が許容可能なレベルに戻っていない間にステータの少なくとも１つの相を短絡させたままにすることにより、車載ネットワークの電圧を低下させる。

【0009】

しかしながら、車載ネットワークの電圧が許容可能なレベルに戻るまでに、かなりの時間が経過する可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明の目的は、この欠点を少なくとも部分的に克服することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

この目的のために、本発明は、第１の態様によれば、多相回転電機を制御する方法であって、そのステータは、並列に実装された複数のスイッチングアームを備える制御ブリッジによって制御され、各アームはセンタータップで一緒に接続されたハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを備え、これは前記回転電機の相に接続されており、前記回転電機は発電機として動作し、電気ネットワーク、具体的には車両に搭載されたネットワークに接続されており、前記方法は、前記ネットワークの電圧の測定値が第１の所定値を超えたときにステータの少なくとも１つの相巻線を短絡するステップを備え、
前記方法は、短絡ステップに続いて、スイッチングアームを作動するステップをさらに備え、そのセンタータップは前記少なくとも１つの短絡相巻線に接続されており、このステップの間、
１．短絡巻線の強度が測定され、
２．測定された強度が正である場合、前記作動されたスイッチングアームのハイサイドスイッチが閉位置に移動し、
３．そうでなければ、前記作動されたスイッチングアームのハイサイドスイッチが開位置に移動する
ことを特徴とする方法に関する。

【0012】

本発明の意味の範囲内で、強度は、電流が前記少なくとも１つの短絡巻線に接続された前記センタータップから前記少なくとも１つの短絡巻線に流入または戻るときに正であることに留意すべきである。

【0013】

このため、本発明による制御方法は、ロードダンプの場合にステータの少なくとも１つの相巻線を短絡することを含むタイプのものである。

【0014】

本発明による制御方法はまた、個別にまたは全ての技術的に可能な組合せにしたがって考慮される、以下の特長のうちの１つ以上も有することができる。

【0015】

この方法は、車載ネットワークの電圧を低下させるために、ステータの少なくとも１つの相巻線が短絡されたときに、車載ネットワークから生じる電流を以前に短絡されたステータの相巻線に導入するようにステータの制御ブリッジが制御されるという点で、注目に値する。

【0016】

本発明の特定の実施形態では、測定された強度が正である場合、前記作動されたスイッチングアームのローサイドスイッチは開位置に移動する。

【0017】

本発明の特定の実施形態では、測定された強度が正ではない場合、前記作動されたスイッチングアームのローサイドスイッチは閉位置に移動する。

【0018】

本発明の特定の実施形態では、ステータの少なくとも１つの相巻線を短絡するステップの間、前記作動されたスイッチングアームのハイサイドスイッチは開位置に移動する。

【0019】

本発明の特定の実施形態では、ステータの少なくとも１つの相巻線を短絡するステップの間、前記作動されたスイッチングアームのハイサイドスイッチは、前記作動されたスイッチングアームのローサイドスイッチが閉位置に移動する前に、開位置に移動する。

【0020】

本発明の特定の実施形態では、ステータの少なくとも１つの相巻線を短絡するステップの間、前記ステータの全ての相巻線が短絡され、全てのスイッチングアームの全てのハイサイドスイッチが開位置に移動する。

【0021】

本発明の特定の実施形態では、前記ネットワークの電圧の測定値は、所定の時定数で前記ネットワークの電圧をフィルタリングすることによって得られる。

【0022】

本発明の特定の実施形態では、作動ステップは、少なくとも電圧測定装置によって測定された電圧が第２の所定値未満になるまで繰り返される。

【0023】

本発明の特定の実施形態では、前記作動ステップは、所定の期間にわたって繰り返される。

【0024】

本発明の特定の実施形態では、短絡ステップの間、ステータの全ての相巻線が短絡され、短絡ステップに続いて、全てのスイッチングアームに対して作動ステップが実行される。

【0025】

相応に、第２の態様によれば、本発明の目的は、発電機として動作し、第１および第２の電源端子によって電気ネットワークに接続された多相回転電機のための制御システムであって、前記電気ネットワークは、具体的には自動車に搭載されたネットワークであり、前記制御システムは、
－並列に実装された複数のスイッチングアームを備える制御ブリッジであって、各アームはセンタータップで一緒に接続されたハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを備え、これは前記回転電機の相巻線に接続されており、前記制御ブリッジは前記電気ネットワークに電圧を供給することができる、制御ブリッジと、
－制御ブリッジのスイッチを開閉することが可能な制御回路と、
－第１および第２の電源端子間の電圧を測定する装置と
を備え、
制御システムは、やはり所定のスイッチングアームに接続された少なくとも１つの所定の相巻線について、制御システムが、所定の相巻線を通る電流を測定する装置をさらに備え、電圧測定装置によって測定された電圧が第１の値を超えると、
－制御回路は所定のスイッチングアームのローサイドスイッチを閉じ、
－電流測定装置は所定の相を通る電流を測定し、
－測定電流の強度が正である場合、制御回路は所定のスイッチングアームのハイサイドスイッチを閉じ、
－そうでなければ、制御回路は所定のスイッチングアームのハイサイドスイッチを開く
ことを特徴とする、制御システムである。

【0026】

本発明の特定の実施形態では、測定電流の強度が正である場合、制御回路は前記所定のスイッチングアームのローサイドスイッチを開く。

【0027】

本発明の特定の実施形態では、測定電流の強度が正ではない場合、制御回路は前記所定のスイッチングアームのローサイドスイッチを閉じる。

【0028】

本発明の特定の実施形態では、制御回路は、所定のスイッチングアームのローサイドスイッチを閉じ、所定のスイッチングアームのハイサイドスイッチを開く。

【0029】

本発明の特定の実施形態では、制御回路は、所定のスイッチングアームのローサイドスイッチを閉じ、ステータの前記少なくとも１つの所定の相巻線を短絡する。

【0030】

本発明の特定の実施形態では、制御回路は、所定のスイッチングアームのローサイドスイッチを閉じ、ステータの前記少なくとも１つの所定の相巻線を短絡し、前記所定のスイッチングアームのハイサイドスイッチは、前記所定のスイッチングアームのローサイドスイッチが閉位置に移動する前に、開位置に移動する。

【0031】

本発明の特定の実施形態では、制御回路は、所定のスイッチングアームのローサイドスイッチを閉じ、ステータの全ての相巻線を短絡し、制御ブリッジの全てのスイッチングアームの全てのハイサイドスイッチは、全てのスイッチングアームの全てのローサイドスイッチが閉位置に移動する前に、開位置に移動する。

【0032】

本発明の特定の実施形態では、電圧測定装置によって測定された電圧が第１の所定値を超え、所定の期間にわたって、または電圧測定装置によって測定された電圧が第２の所定値を超える限り反復的にそうすることを示す検出に続いて、
－制御回路は所定のスイッチングアームのローサイドスイッチを閉じ、
－電流測定装置は所定の相を通る電流を測定し、
－測定電流の強度が正である場合、制御回路は所定のスイッチングアームのハイサイドスイッチを閉じ、
－そうでなければ、制御回路は所定のスイッチングアームのハイサイドスイッチを開く。

【0033】

本発明の特定の実施形態では、電圧測定装置によって測定された電圧が第１の所定値を超えることを示す検出に続いて、および所定の相巻線を短絡するステップに続いて、制御システムは、所定の期間にわたって、または電圧測定装置によって測定された電圧が第２の所定値を超える限り、反復的に
－電流測定装置は所定の相を通る電流を測定し、
－測定電流の強度が正である場合、制御回路は、所定のスイッチングアームのローサイドスイッチを開き、所定のスイッチングアームのハイサイドスイッチを閉じ、
－そうでなければ、制御回路は、所定のスイッチングアームのハイサイドスイッチを開き、所定のスイッチングアームのローサイドスイッチを閉じる。

【0034】

本発明の特定の実施形態では、電圧測定装置によって測定された電圧が第１の所定値を超え、所定の期間にわたって、または電圧測定装置によって測定された電圧が第２の所定値を超える限り繰り返しそうすることを示す検出に続いて、
－電流測定装置は所定の相を通る電流を測定し、
－測定電流の強度が正である場合、制御回路は、所定のスイッチングアームのローサイドスイッチを開き、所定のスイッチングアームのハイサイドスイッチを閉じ、
－そうでなければ、制御回路は、所定のスイッチングアームのハイサイドスイッチを開き、所定のスイッチングアームのローサイドスイッチを閉じる。

【0035】

本発明の特定の実施形態では、制御システムは、相ごとに、この層を通る電流を測定する装置をさらに備えること、ならびに層ごとに、
－制御回路は、そのセンタータップによってこの層に接続されたスイッチングアームのローサイドスイッチを閉じ、
－電流測定装置はこの相を通る電流を測定し、
－この相で測定された電流の強度が正である場合、制御回路は、そのセンタータップによってこの層に接続されたスイッチングアームのハイサイドスイッチを閉じ、
－そうでなければ、制御回路は、そのセンタータップによってこの相に接続されたスイッチングアームのハイサイドスイッチを開く
ことを特徴とする。

【0036】

制御システムは、制御方法と同じ、先に述べられた利点の恩恵を受ける。

【0037】

本発明のさらなる目的は、第３の態様によれば、本発明の第２の態様による制御システムと、前記制御システムによって制御される多相コイル式ロータ回転電機とを備える電気システムである。

【0038】

電気システムは、制御方法および制御システムと同じ、先に述べられた利点の恩恵を受ける。

【0039】

第４の態様によれば、本発明のさらなる目的は、発電機として動作し、第１および第２の電源端子によって電気ネットワークに接続された多相回転電機のための制御システムであって、前記電気ネットワークは、具体的には自動車に搭載されたネットワークであり、前記制御システムは、
－並列に実装された複数のスイッチングアームを備える制御ブリッジであって、各アームはセンタータップで一緒に接続されたハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを備え、これは前記回転電機の相巻線に接続されており、前記制御ブリッジは前記電気ネットワークに電圧を供給することができる、制御ブリッジと、
－制御ブリッジのスイッチを開閉することが可能な制御回路と、
－第１および第２の電源端子間の電圧を測定する装置と
を備え、
制御システムは、やはり所定のスイッチングアームに接続された少なくとも１つの所定の相巻線について、制御システムが、所定の相巻線を通る電流を測定する装置をさらに備え、電圧測定装置によって測定された電圧が第１の値を超えると、
－制御回路は所定のスイッチングアームのハイサイドスイッチを開き、前記少なくとも１つの所定の相巻線を短絡し、次いで
－電流測定装置は所定の相を通る電流を測定し、
－測定電流の強度が正である場合、制御回路は、所定のスイッチングアームのローサイドスイッチを開き、所定のスイッチングアームのハイサイドスイッチを閉じ、
－そうでなければ、制御回路は、所定のスイッチングアームのハイサイドスイッチを開き、所定のスイッチングアームのローサイドスイッチを閉じる
ことを特徴とする制御システムである。

【0040】

本発明の特定の実施形態では、前記少なくとも１つの所定の相巻線の短絡に続いて、および電圧測定装置によって測定された電圧が第１の所定値を超え、所定の期間にわたって、または電圧測定装置によって測定された電圧が第２の所定値を超える限り反復的にそうすることを示す検出に続いて、
－電流測定装置は所定の相を通る電流を測定し、
－測定電流の強度が正である場合、制御回路は所定のスイッチングアームのハイサイドスイッチを閉じ、
－そうでなければ、制御回路は所定のスイッチングアームのハイサイドスイッチを開く。

【0041】

本発明の特定の実施形態では、前記少なくとも１つの所定の相巻線の短絡に続いて、および電圧測定装置によって測定された電圧が第１の所定値を超え、所定の期間にわたって、または電圧測定装置によって測定された電圧が第２の所定値を超える限り反復的にそうすることを示す検出に続いて、
－電流測定装置は所定の相を通る電流を測定し、
－測定電流の強度が正である場合、制御回路は、所定のスイッチングアームのローサイドスイッチを開き、所定のスイッチングアームのハイサイドスイッチを閉じ、
－そうでなければ、制御回路は、所定のスイッチングアームのハイサイドスイッチを開き、所定のスイッチングアームのローサイドスイッチを閉じる。

【0042】

本発明のさらなる目的は、第５の態様によれば、本発明の第２の態様による制御システムと、前記制御システムによって制御される多相コイル式ロータ回転電機とを備える電気システムである。

【0043】

他の実施形態では、本発明による制御方法、制御システム、および電気システムが、前述の特徴の全てまたは一部を組み合わせて有すると想定することも可能である。

【0044】

【図面の簡単な説明】

【0045】

本発明の特定の特徴および利点は、以下の図面を参照して提供される詳細な説明から明らかになるだろう。

【0046】

【図1】本発明による電気システムの第１の実施形態を示す。

【0047】

【図2】本発明の特定の実施形態による制御方法を、フローチャートとして示す。

【0048】

【図3】短絡相で測定された電流と、この相に関連するスイッチングアームのハイサイドスイッチの状態との関係を、グラフ形式で示す。

【発明を実施するための形態】

【0049】

［図１］は、本発明による電気システム１００の第１の実施形態を示す。この電気システムは、例えば、自動車で使用されるように意図される。

【0050】

電気システム１００は、少なくとも１つの直流電圧源１０２を備える自動車の車載ネットワーク１に接続される。直流電圧源１０２は、正端子および負端子を備え、前記負端子は一般に、自動車のシャーシなどの電気グランドＧＮＤに接続される。直流電圧源１０２は、これらの端子間に直流入力電圧Ｅを供給するように設計される。

【0051】

電気システム１００は、第一に、多相回転電機１０６を備える。本明細書に記載される例では、多相回転電機１０６は、記載される例では中性点Ｎに接続された第１のそれぞれの端部を含む、ステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗを備える。記載される例では、電気機械１０６は三相電気機械である。電気機械１０６は、例えば、モータとして駆動するときにベルトを駆動するため、および発電機として動作するときにこのベルトによって駆動されるために、スタータオルタネータベルトに結合された同期電気機械である。

【0052】

電気システム１００は、本発明による制御システム１０１をさらに備え、このシステムは、以下を備える。
ａ）直流電圧源１０２から電気機械１０６のステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗに供給するために、一方では直流電圧源１０２の端子に、他方では電気機械１０６に接続された、制御ブリッジ１０８。このため制御ブリッジ１０８は、直流電圧源１０２の正端子および負端子にそれぞれ接続された、高端子ＢＨ_ＯＳおよび低端子ＢＢ_ＯＳを備える。制御ブリッジ１０８は、高端子ＢＨ_ＯＳからステータ電流ｉ_Ｅを受け取るかまたは供給するように意図される。
ｂ）電子制御回路１２０。
ｃ）高端子ＢＨ_ＯＳと低端子ＢＢ_ＯＳとの間の電圧を測定するための装置１３０。
ｄ）ステータ相Ｕ内を循環する電流Ｉ_ｕの強度を測定するための測定装置１４０_Ｕ。
ｅ）ステータ相Ｖ内を循環する電流Ｉ_ｖの強度を測定するための測定装置１４０_Ｖ。
ｆ）ステータ相Ｗ内を循環する電流Ｉ_ｗの強度を測定するための測定装置１４０_ｗ。

【0053】

制御ブリッジ１０８は、ステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗにそれぞれ関連付けられたアームをさらに備える。各アームは、高端子ＢＨ_ＯＳに接続されたハイサイドスイッチと、低端子ＢＢ_ＯＳに接続されたローサイドスイッチとを備える。ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチはまた、関連するステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗに接続されたセンタータップ（Ｐ_Ｕ、Ｐ_Ｖ、Ｐ_Ｗ）で一緒に接続される。各アームは、２つの構成間で切り替わるように制御されるように意図される。ハイサイド構成と呼ばれる第１の構成では、関連するステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗの第２の端部に入力電圧Ｅが印加されるように、ハイサイドスイッチは閉じて、ローサイドスイッチは開いている。ローサイド構成と呼ばれる第２の構成では、関連するステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗの第２の端部にゼロ電圧が印加されるように、ハイサイドスイッチは開いて、ローサイドスイッチは閉じている。制御ブリッジ１０８は、ステータ相Ｕ、Ｖ、Ｗを通る電流を調整するように、これら２つの構成の間で各アームを切り換えるように電子制御回路１２０によって制御される。

【0054】

本明細書に記載される実施形態では、制御ブリッジ１０８のハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチは、より一般的にはＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）として知られる、絶縁ゲート電界効果トランジスタである。

【0055】

電気機械１０６のステータ相Ｕ内を循環する電流を測定する装置１４０_Ｕは、センタータップＰ_Ｕから中性点Ｎに循環する電流を測定する。慣例により、この電流は、電流がセンタータップＰ_Ｕからステータ相Ｕに入るときには正であり、そうでなければ負である。

【0056】

同様に、電気機械１０６のステータ相Ｖ内を循環する電流を測定する装置１４０_Ｖは、センタータップＰ_Ｖから中性点Ｎに循環する電流を測定する。慣例により、この電流は、電流がセンタータップＰ_Ｖからステータ相Ｖに入るときには正であり、そうでなければ負である。

【0057】

同様に、電気機械１０６のステータ相Ｗ内を循環する電流を測定する装置１４０_Ｗは、センタータップＰ_Ｗから中性点Ｎに循環する電流を測定する。慣例により、この電流は、電流がセンタータップＰ_Ｗからステータ相Ｗに入るときには正であり、そうでなければ負である。

【0058】

電気システム１００は、制御ブリッジ１０８の端子ＢＨ_ＯＳ、ＢＢ_ＯＳの間に接続されたコンデンサ１０４をさらに備える。コンデンサ１０４は、例えば１つ以上のコンデンサ、例えば化学コンデンサを備える。

【0059】

［図２］を参照して、回転電機１０６がその発電機動作モードにあるときに制御システム１０１によって実施される、本発明による制御方法の主なステップについてここで説明する。

【0060】

最初に（ステップＤ）、回転電機１０６は発電機モードにある。

【0061】

電子制御回路１２０は、ステップＥ１００の間、同期整流器モードとして知られる動作モードで制御ブリッジ１０８のローサイドスイッチおよびハイサイドスイッチの開閉を交互に制御する。

【0062】

同時に、ステップＥ２００の間、電圧測定装置１３０は、高端子ＢＨ_ＯＳと低端子ＢＨ_ＯＳとの間の電圧Ｖ＊を測定し、この測定された電圧を制御回路１２０に送信する。電圧Ｖ＊は、例えば、整流から生じるあらゆる電流リップルを回避するため、および負荷損失の誤検出を回避するために、高端子ＢＨ_ＯＳと低端子ＢＨ_ＯＳとの間の電圧をフィルタリングすることによって得られる。

【0063】

ステップＥ３００の間、測定電圧Ｖ＊は、制御回路１２０によって第１の所定値ＶＳ１、例えば５８Ｖと比較される。

【0064】

測定電圧Ｖ＊が第１の所定値ＶＳ１よりも低い場合、負荷損失は検出されず、制御システムは並列ステップＥ１００およびＥ２００を繰り返す。

【0065】

測定電圧Ｖ＊が第１の所定値ＶＳ１を上回る場合、例えば直流電圧源１０２の切断に起因する車載ネットワーク１の過電圧が検出され、電子制御回路１２０は、ステップＥ４００の間、回転電機１０６のステータ相Ｕ、Ｖ、およびＷを短絡する。

【0066】

短絡は、制御ブリッジ１０８のスイッチングアームの全てのローサイドスイッチの閉鎖を命令することによって実施される。言い換えると、制御ブリッジ１０８の全てのスイッチングアームは、これらのロー構成にある。

【0067】

次いで、ステップＥ５００の間、測定装置１４０_Ｕは、ステータ相Ｕ内を循環する電流Ｉ_ｕを測定する。

【0068】

ステップＥ６００の間、測定電流Ｉ_ｕは、制御回路１２０によってゼロ値と比較される。

【0069】

電流Ｉ_ｕが正である場合、ステップＥ８００の間、電子制御回路は、ステータ相Ｕに関連付けられたスイッチングアームのハイサイドスイッチの閉鎖およびローサイドスイッチの開放を命令する。

【0070】

そうでなければ（Ｉ_ｕが負またはゼロ）、ステップＥ７００の間、電子制御回路は、ステータ相Ｕに関連付けられたスイッチングアームのハイサイドスイッチの開放およびローサイドスイッチの閉鎖を命令する。

【0071】

ステップＥ５００、Ｅ６００、Ｅ７００、Ｅ８００と同時に、方法は、本明細書に記載される実施形態において、ステップＥ５１０、Ｅ６１０、Ｅ７１０、Ｅ８１０、Ｅ９１０を実行する。

【0072】

ステップＥ５１０の間、測定装置１４０_Ｖは、ステータ相Ｖ内を循環する電流Ｉ_Ｖを測定する。

【0073】

ステップＥ６１０の間、測定電流Ｉ_Ｖは、制御回路１２０によってゼロ値と比較される。

【0074】

電流Ｉ_Ｖが正である場合、ステップＥ８１０の間、電子制御回路は、ステータ相Ｖに関連付けられたスイッチングアームのハイサイドスイッチの閉鎖およびローサイドスイッチの開放を命令する。

【0075】

そうでなければ（Ｉ_Ｖが負またはゼロ）、ステップＥ７１０の間、電子制御回路は、ステータ相Ｖに関連付けられたスイッチングアームのハイサイドスイッチの開放およびローサイドスイッチの閉鎖を命令する。

【0076】

ステップＥ５００、Ｅ６００、Ｅ７００、Ｅ８００、およびＥ５１０、Ｅ６１０、Ｅ７１０、Ｅ８１０と同時に、方法は、本明細書に記載される実施形態において、ステップＥ５２０、Ｅ６２０、Ｅ７２０、Ｅ８２０、Ｅ９２０を実行する。

【0077】

ステップＥ５２０の間、測定装置１４０_Ｗは、ステータ相Ｗ内を循環する電流Ｉ_Ｗを測定する。

【0078】

ステップＥ６２０の間、測定電流Ｉ_Ｗは、制御回路１２０によってゼロ値と比較される。

【0079】

電流Ｉ_Ｗが正である場合、ステップＥ８２０の間、電子制御回路は、ステータ相Ｗに関連付けられたスイッチングアームのハイサイドスイッチの閉鎖およびローサイドスイッチの開放を命令する。

【0080】

そうでなければ（Ｉ_Ｗが負またはゼロ）、ステップＥ７２０の間、電子制御回路は、ステータ相Ｗに関連付けられたスイッチングアームのハイサイドスイッチの開放およびローサイドスイッチの閉鎖を命令する。

【0081】

ステップＥ７００、Ｅ７１０、Ｅ７２０またはステップＥ８００、Ｅ８１０、Ｅ８２０の後、電圧測定装置１３０は、ステップＥ９００の間、高端子ＢＨ_ＯＳと低端子ＢＨ_ＯＳとの間の電圧Ｖ＊を測定し、この測定された電圧を制御回路１２０に送信する。

【0082】

ステップＥ１０００の間、測定電圧Ｖ＊は、制御回路１２０によって第２の所定値ＶＳ２、例えば５４Ｖと比較される。

【0083】

測定電圧Ｖ＊が第２の所定値ＶＳ２を上回る場合、制御システムは、並列ステップＥ５００～Ｅ８００、Ｅ５１０～Ｅ８１０、Ｅ５２０～Ｅ８２０、およびＥ９００を繰り返す。

【0084】

測定電圧Ｖ＊が第２の所定値ＶＳ２を下回る場合、制御方法は停止する（ステップＦ）。

【0085】

［図３］は、相Ｕの巻線内で測定された電流Ｉ_ｕの変化のグラフを示し、ステータ相Ｕに関連付けられたスイッチングアームのハイサイドスイッチが閉じている期間を示している。

【0086】

本発明による制御方法の前述の実施形態では、測定電圧Ｖ＊が第２の所定値ＶＳ２を上回る限り、ステップＥ５００～Ｅ８００、Ｅ５１０～Ｅ８１０、Ｅ５２０～Ｅ８２０、およびＥ９００は定期的に実行される。代替実施形態では、ステップＥ５００～Ｅ８００、Ｅ５１０～Ｅ８１０、Ｅ５２０～Ｅ８２０、およびＥ９００は、例えば４０ｍｓの所定の時間間隔ＤＴの間、定期的に実行される。

【0087】

本発明による制御方法の前述の実施形態では、ステップＥ５００～Ｅ８００、Ｅ５１０～Ｅ８１０、Ｅ５２０～Ｅ８２０は、ステータの全ての相で同時に実行される。代替実施形態として、ステップＥ５００～Ｅ８００のみが実行される。言い換えると、この代替実施形態では、相Ｕの巻線内で測定された電流Ｉ_ｕの強度だけが制御方法によって考慮される。

【0088】

当然ながら、本発明は、図面を参照して記載された実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく代替の実施形態が想定され得る。

【0089】

例えば、上述の実施形態では、トランジスタは全てＭＯＳＦＥＴトランジスタである。代替実施形態として、これらのトランジスタは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）であってもよい。

【図1】

【図2】

【図3】