DE102010040433B4

DE102010040433B4 - Verfahren und System zum Überwachen von Leistungselektronik-Steuerungen in elektrischen Systemen für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102010040433B4
Application number: DE102010040433.0A
Authority: DE
Inventors: Brian A. Welchko; Silva Hiti; Abbas Raftari; Jeong J. Park; Hanne Buur
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2023-07-13
Anticipated expiration: 2030-09-09
Also published as: CN102033542A; DE102010040433A1; CN102033542B; US20110068727A1; US8278933B2

Abstract

Verfahren zum Überwachen eines elektrischen Systems eines Kraftfahrzeugs (10), umfassend einen Wechselrichter (24) mit wenigstens einer Schaltvorrichtung (52, 54, 56, 58, 60, 62), wobei das Verfahren umfasst:Empfangen von ersten und zweiten Spannungsbefehlen (dd*, dq*) entsprechend jeweiligen ersten und zweiten Komponenten eines vorgegebenen Spannungsvektors auf einem Synchronrahmen eines Bezugskoordinatensystems;Berechnen einer Mehrzahl von von PWM-Betriebszyklen (da, db, dc) zum Betreiben der wenigstens einen Schaltvorrichtung (52, 54, 56, 58, 60, 62) auf Grundlage der ersten und zweiten Spannungsbefehle (dd*, dq*) ;Berechnen von ersten und zweiten Momentanspannungen (dd, dq) auf Grundlage der Mehrzahl von PWM-Betriebszyklen (da, db, dc), wobei die ersten und zweiten Momentanspannungen (dd, dq) jeweiligen ersten und zweiten Komponenten eines Momentanspannung-Vektors auf dem Synchronrahmen des Referenzkoordinatensystems entsprechen, undErzeugen eines Hinweises auf einen Fehler auf Grundlage der Differenz zwischen der ersten Komponente (da*) des vorgegebenen Spannungsvektors und der ersten Komponente (dd) des Momentanspannung-Vektors und der Differenz zwischen der zweiten Komponente (dq*) des vorgegebenen Spannungsvektors und der zweiten Komponente (dq) des Momentanspannung-Vektors.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein elektrische Systeme für Kraftfahrzeuge, und insbesondere ein Verfahren und System zum Überwachen von Leistungselektronik-Steuersystemen in elektrischen Systemen für Kraftfahrzeuge.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In früheren Jahren haben sowohl technologische Fortschritte als auch sich immer weiter entwickelnde Geschmacksrichtungen zu grundlegenden Änderungen im Design von Automobilen geführt. Eine der Änderungen umfasst die Komplexität von elektrischen und Antriebs-Systemen in Automobilen, insbesondere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoffen, wie zum Beispiel Hybrid-, mit Batterien betriebener Elektro- sowie Brennstoffzellen-Fahrzeuge. Solche mit alternativen Kraftstoffen betriebene Fahrzeuge verwenden typischerweise einen oder mehrere Elektromotoren, möglicherweise in Kombination mit einem weiteren Antrieb, um die Räder anzutreiben.
Solche Fahrzeuge verwenden oftmals zwei separate Spannungsquellen, wie zum Beispiel eine Batterie und eine Brennstoffzelle, um die Elektromotoren mit Energie zu versorgen, welche die Räder antreiben. Leistungselektroniken, wie zum Beispiel Gleichstrom-zu-Gleichstrom (DC/DC)-Umwandler, werden typischerweise verwendet, um die DC-Energie zu steuern und von einer der Spannungsquellen zu übertragen und in eine höhere oder niedrigere Spannung umzuwandeln. Außerdem werden, und zwar aufgrund der Tatsache, dass Fahrzeuge mit alternativem Antrieb typischerweise Gleichstrom (DC)-Energieversorgungen umfassen, Gleichstrom-zu-Wechselstrom (DC/AC)-Wechselrichter (oder Energiewechselrichter) auch bereitgestellt, um die DC-Energie in Wechselstrom (AC)-Energie umzuwandeln, welcher im Allgemeinen für die Motoren erforderlich ist.
Die Leistungselektronik-Einheiten führen typischerweise ihre entsprechende Funktion aus, und zwar wenigstens teilweise unter Verwendung einer oder mehrerer LeistungsSchaltvorrichtungen oder -Transistoren, welche durch das Fahrzeug-Steuerungssystem gesteuert werden. Um die betriebliche Zuverlässigkeit des elektrischen Antriebssystems sicherzustellen, kann ein vielschichtiges Überwachungssystem verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Ausgabe des elektrischen Antriebs (Drehmoment, Geschwindigkeit usw.) der Forderung entspricht, oder, im Fall einer möglichen Fehlersituation, den Erwartungen entspricht.
Ein herkömmlich verwendetes Überwachungssystem mit einer ersten Schicht oder Ebene führt an allen Sensoreingaben eine Diagnose aus. Eine solche Diagnose auf niedriger Ebene kann ein Überprüfen umfassen, ob ein Sensor zum Kommunizieren in der Lage ist, oder ein Überprüfen, um zu sehen, ob eine Sensoranzeige innerhalb eines erwarteten oder zulässigen Betriebsbereiches ist. Solche Sensoren (zum Beispiel ein physischer oder virtueller Software-Ersatz) können Stromsensoren, Spannungssensoren, Positionssensoren, Temperatursensoren und dergleichen umfassen.
Oftmals überwacht eine zweite Ebene das Steuerungssystem, um sicherzustellen, dass es die beabsichtigten Ausgaben erzeugt, wie zum Beispiel die Leistungsschaltvorrichtung-Betriebszyklen, welche von dem Pulsbreitenmodulations-(PWM) System erzeugt werden. Ein herkömmliches Verfahren zum Überprüfen der Betriebszyklen besteht im Wesentlichen darin, eine vollständige redundante Berechnung durchzuführen. Jedoch erfordert eine solche Berechnung beträchtliche Rechenkapazität und Speicher.
Die DE 40 02 389 A1 zeigt eine Regelung für einen Verbrennungsmotor, mit einer ersten und einer zweiten Recheneinrichtung, bei welcher die zweite Recheneinrichtungen die Steuerung des Verbrennungsmotors übernimmt, wenn ein von der ersten Recheneinrichtung ausgegebener Sollwert von einem Istwert um mehr als eine vorgegebene Schwelle abweicht.
Die DE 100 59 172 A1 zeigt eine Geschwindigkeitsüberwachung für geberlose Drehstromantriebe mit zwei redundanten Recheneinrichtungen, die im Wesentlichen die gleichen Berechnungen ausführen.
Die US 2009 / 0 206 780 A1 zeigt ein Verfahren zum Betreiben einer Synchronmaschine bei welchem Phasenströme der Synchronmaschine überwacht werden.
Dementsprechend ist es wünschenswert, ein Verfahren und ein System zum Ausführen einer Überwachung mit einer zweiten Schicht oder Ebene der Betriebszyklen, welches verwendet wird, um Leistungselektronik in elektrischen Systemen für Kraftfahrzeuge zu steuern. Weiterhin werden andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und dem vorangegangenen technischen Gebiet und Hintergrund ersichtlich.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es wird ein Verfahren zum Überwachen eines elektrischen Systems für ein Kraftfahrzeug einschließlich eines Wechselrichters mit wenigstens einer Schaltvorrichtung bereitgestellt. Erste und zweite Spannungsbefehle entsprechend jeweiliger erster und zweiter Komponenten eines vorbestimmten Stromvektors auf einem Synchronrahmen eines Bezugskoordinatensystems werden empfangen. Eine Mehrzahl von PWM-Betriebszyklen zum Betreiben der wenigstens einen Schaltvorrichtung werden auf Grundlage der ersten und zweiten Spannungsbefehle berechnet. Erste und zweite Momentanspannungen werden auf Grundlage der Mehrzahl von PWM-Betriebszyklen berechnet. Die ersten und zweiten Momentanspannungen entsprechen jeweiligen ersten und zweiten Komponenten eines Momentanspannung-Vektors auf dem Synchronrahmen des Bezugskoordinatensystems. Es wird ein Hinweis auf einen Fehler auf Grundlage der Differenz zwischen der ersten Komponente des vorbestimmten Spannungsvektors und der ersten Komponente des Momentanspannung-Vektors und der Differenz zwischen der zweiten Komponente des vorbestimmten Spannungsvektors und der zweiten Komponente des Momentanspannung-Vektors erzeugt.
Es wird ein Verfahren zum Überwachen eines elektrischen Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug einschließlich eines Wechselrichters mit wenigstens einer Schaltvorrichtung bereitgestellt. Es werden erste und zweite Spannungsbefehle empfangen. Die ersten und zweiten Spannungsbefehle entsprechend jeweiligen d- und q-Komponenten eines vorbestimmten Stromvektors auf einem d-q-Koordinatensystem werden empfangen. Eine Mehrzahl von PWM-Betriebszyklen zum Betreiben der wenigstens einen Schaltvorrichtung wird auf Grundlage der ersten und zweiten Spannungsbefehle berechnet. Erste und zweite tatsächliche bzw. Momentanspannungen werden auf Grundlage der Mehrzahl von PWM-Betriebszyklen berechnet. Die ersten und zweiten Momentanspannungen entsprechen jeweiligen d- und q-Komponenten eines Momentanspannung-Vektors auf dem d-q-Koordinatensystem. Ein Hinweis auf einen Fehler wird auf Grundlage der Differenz zwischen der d-Komponente des vorbestimmten Spannungsvektors und d-Komponente des Momentanspannung-Vektors und der Differenz zwischen der q-Komponente des vorbestimmten Spannungsvektors und der q-Komponente des Momentanspannung-Vektors erzeugt.
Es wird ein elektrisches System für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Das elektrische System für ein Kraftfahrzeug umfasst einen Elektromotor, einen mit dem Elektromotor gekoppelten Wechselrichter, wobei der Wechselrichter wenigstens eine Schaltvorrichtung umfasst, einen mit dem Wechselrichter gekoppelten Pulsbreitenmodulations-(PWM)Modulator, sowie ein Bearbeitungssystem in betrieblicher Verbindung mit dem Elektromotor, dem Wechselrichter und dem PWM-Modulator. Das Bearbeitungssystem ist dazu eingerichtet, um erste und zweite Spannungsbefehle entsprechend jeweiliger erster und zweiter Komponenten eines vorbestimmten Spannungsvektors auf einem Synchronrahmen eines Bezugskoordinatensystems zu empfangen, eine Mehrzahl von PWM-Betriebszyklen zum Betreiben der wenigstens einen Schaltvorrichtung auf Grundlage der ersten und zweiten Spannungsbefehle zu berechnen, erste und zweite Momentanspannungen auf Grundlage der Mehrzahl von PWM-Betriebszyklen zu berechnen, die ersten und zweiten Momentanspannungen entsprechend jeweiliger erster und zweiter Komponenten eines Momentanspannung-Vektors auf dem Synchronrahmen des Bezugskoordinatensystems, und einen Hinweis auf einen Fehler auf Grundlage der Differenz zwischen der ersten Komponente des vorbestimmten Spannungsvektors und der ersten Komponente des Momentanspannung-Vektors und der Differenz zwischen der zweiten Komponente des vorbestimmten Spannungsvektors und der zweiten Komponente des Momentanspannung-Vektors zu erzeugen.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird hiernach in Verbindung mit den folgenden Figuren beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und

1 eine schematische Ansicht eines beispielhaften Kraftfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 ein Blockdiagramm eines Spannungsquellen-Wechselrichtersystems innerhalb des Kraftfahrzeugs aus 1 ist;
3 eine schematische Ansicht einer Spannungsquelle, eines Wechselrichters, sowie eines Elektromotors innerhalb des Kraftfahrzeugs aus 1 ist;
4 ein Flussdiagramm eines Beispiels eines Verfahrens zum Berechnen von Betriebszyklen zur Steuerung des Wechselrichters aus 3 ist; und
5 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Überwachen der Berechnung der Betriebszyklen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.

BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die folgende detaillierte Beschreibung hat lediglich beispielhaften Charakter und soll die Erfindung oder die Anwendung und Verwendungen der Erfindung nicht beschränken. Weiterhin soll es keine Einschränkung durch irgendeine ausdrücklich oder implizit in dem vorangegangenen technischen Gebiet, Hintergrund und der kurzen Zusammenfassung oder der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellten Theorie stattfinden.
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Elemente oder Merkmale, welche miteinander „verbunden“ oder „gekoppelt“ sind. Wie hierin verwendet, kann sich „verbunden“ auf ein Element/Merkmal beziehen, welches mechanisch verbunden ist mit (oder direkt in Verbindung stehend ist mit) einem anderen Element/Merkmal, und zwar nicht notwendiger Weise direkt. Entsprechend kann sich „gekoppelt“ beziehen auf ein Element/Merkmal, welches direkt oder indirekt verbunden ist mit (oder direkt oder indirekt in Verbindung stehend ist mit) einem anderen Element/Merkmal, und zwar nicht notwendigerweise mechanisch. Jedoch können, obwohl zwei Elemente in einer Ausführungsform unten als „verbunden“ beschrieben werden können, in alternativen Ausführungsformen ähnliche Elemente miteinander „gekoppelt“ sein, und umgekehrt. Daher können, obwohl die hierin gezeigten schematischen Diagramme beispielhafte Anordnungen von Elementen zeigen, zusätzliche wechselwirkende Elemente, Vorrichtungen, Merkmale oder Komponenten in einer tatsächlichen Ausführungsform vorhanden sein.
Weiterhin können sich verschiedene hierin beschriebene Komponenten und Merkmale auf bestimmte numerische Bezeichnungen beziehen, wie zum Beispiel erster, zweiter, dritter usw., sowie auf Positions- und/oder Winkel-Angaben, wie zum Beispiel horizontal und vertikal. Jedoch werden solche Bezeichnungen lediglich zum Zwecke der Beschreibung verwendet, und zwar in Bezug auf die Figuren, und sollen nicht beschränkend sein, da die verschiedenen Komponenten in anderen Ausführungsformen in anderer Weise angeordnet sein können. Außerdem sollen die 1-5 lediglich darstellenden Charakter haben und nicht maßgeblich sind.
1 bis 5 zeigen ein Verfahren und/oder ein System zum Überwachen eines elektrischen Systems für ein Kraftfahrzeug. Das elektrische System umfasst eine Leistungselektronik-Einheit (zum Beispiel einen Gleichstrom-zu-Wechselstrom(DC/AC)-Wechselrichter oder einen Gleichstrom-zu-Gleichstrom(DC/DC)-Umwandler) mit einer oder mehreren Leistungsschaltvorrichtungen oder Transistoren. Erste und zweite Spannungsbefehle entsprechend jeweiliger erster und zweiter Komponenten eines vorbestimmten Spannungsvektors auf einem Synchronrahmen eines Bezugskoordinatensystems werden empfangen. Eine Mehrzahl von Betriebszyklen zum Betreiben der wenigstens einen Schaltvorrichtung wird auf Grundlage der ersten und zweiten Spannungsbefehle berechnet. Erste und zweite Momentanspannungen werden auf Grundlage der Mehrzahl von Betriebszyklen berechnet. Die ersten und zweiten Momentanspannungen entsprechen jeweiligen ersten und zweiten Komponenten eines Momentanspannung-Vektors auf dem Synchronrahmen des Bezugskoordinatensystems. Ein Hinweis auf einen Fehler wird auf Grundlage der Differenz zwischen der ersten Komponente des vorbestimmten Spannung-Vektors und der ersten Komponente des Momentanspannung-Vektors und der Differenz zwischen der zweiten Komponente des vorbestimmten Spannung-Vektors und der zweiten Komponente des Momentanspannung-Vektors erzeugt.
1 zeigt ein Fahrzeug (oder „Automobil“) 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Automobil 10 umfasst ein Fahrwerk 12, eine Karosserie 14, vier Räder 16 sowie ein elektronisches Steuerungssystem 18. Die Karosserie 14 ist auf dem Fahrwerk 12 angeordnet und umfasst im Wesentlichen die weiteren Komponenten des Automobils 10. Die Karosserie 14 und das Fahrwerk 12 können zusammen einen Rahmen bilden. Die Räder 16 sind jeweils in rotierender Weise mit dem Fahrwerk 12 in der Nähe einer entsprechenden Ecke der Karosserie 14 gekoppelt.
Das Automobil 10 kann eines aus einer Reihe von verschiedenen Arten von Automobilen sein, wie zum Beispiel eine Limousine, ein Kombi, ein Laster oder ein Sports Utility Vehicle (SUV), und kann zweiradgetrieben (2WD) (das heißt Heckantrieb oder Frontantrieb), vierradgetrieben (4WD), oder allradgetrieben (AWD) sein. Das Automobil 10 kann auch eine oder eine Kombination von verschiedenen Arten von Motoren umfassen, wie zum Beispiel einen mit Benzin oder Diesel-Kraftstoff betriebenen Verbrennungsmotor, einen „Gemischt-Kraftstoff-Fahrzeug"(FFV)-Motor (das heißt mit einer Mischung aus Benzin und Alkohol), einen mit einem Gasgemisch-(zum Beispiel Wasserstoff- und Erdgas)-Kraftstoff betriebenen Motor, einen Hybridmotor aus Verbrennungsmotor und Elektromotor (das heißt, wie zum Beispiel in einem Hybrid-Elektro-Fahrzeug (HEV)), sowie einen Elektromotor.
In der in 1 gezeigten beispielhaften Ausführungsform ist das Automobil ein HEV und umfasst weiterhin eine Antriebsanordnung 20, eine Batterie (oder eine DC-Energieversorgung) 22, eine Energieumwandleranordnung (zum Beispiel einen Wechselrichter oder eine Wechselrichteranordnung) 24, sowie einen Kühler 26. Die Antriebsanordnung 20 umfasst eine Verbrennungskraftmaschine 28 und einen Elektromotor/Generator (oder Motor) 30.
Weiterhin mit Bezug auf 1 sind die Verbrennungskraftmaschine 28 und/oder der Elektromotor 30 in der Weise integriert, dass einer oder beide mechanisch mit wenigstens einigen der Räder 16 über eine oder mehrere Antriebswellen 32 gekoppelt ist bzw. sind. In einer Ausführungsform ist das Automobil 10 ein „Serien-HEV“, in welchem die Verbrennungskraftmaschine 28 nicht direkt mit dem Antrieb gekoppelt ist, sondern mit einem Generator (nicht dargestellt), welcher verwendet wird, um den Elektromotor 30 anzutreiben. In einer anderen Ausführungsform ist das Automobil 10 ein „Parallel-HEV“, in welchem die Verbrennungskraftmaschine 28 direkt mit dem Antrieb gekoppelt ist, indem beispielsweise der Rotor des Elektromotors 30 in rotierender Weise mit der Antriebswelle der Verbrennungskraftmaschine 28 gekoppelt ist.
Der Kühler 26 ist mit dem Rahmen an einem äußeren Abschnitt davon befestigt und umfasst, obwohl im Detail nicht dargestellt, mehrere Kühlkanäle darin, welche ein Kühlfluid (das heißt Kühlmittel) enthalten, wie zum Beispiel Wasser und/oder Ethylenglycol (das heißt „Antifrost“) und ist mit Maschine 28 und Wechselrichter 24 gekoppelt.
Wiederum mit Bezug auf 1 empfängt der Wechselrichter 24 in der dargestellten Ausführungsform und teilt Kühlmittel mit dem Elektromotor 30. Jedoch können andere Ausführungsformen getrennte Kühlmittel für den Wechselrichter 24 und den Elektromotor 30 verwenden. Der Kühler 26 kann in ähnlicher Weise mit dem Wechselrichter 24 und/oder dem Elektromotor 30 verbunden sein.
Das elektronische Steuerungssystem 18 ist in betrieblicher Verbindung mit der Antriebsanordnung 20, der Hochspannungsbatterie 22 sowie dem Wechselrichter 24. Obwohl im Detail nicht dargestellt, umfasst das elektronische Steuerungssystem 18 verschiedene Sensoren und Fahrzeugsteuerungsmodule, oder elektronische Steuerungseinheiten (ECUs), wie zum Beispiel ein Wechselrichtersteuerungsmodul, eine Motorsteuerung, sowie eine Fahrzeugsteuerung, und wenigstens einen Prozessor und/oder einen Speicher, welcher darin gespeicherte (oder in einem anderen computerlesbaren Medium) Anweisungen enthält, um die unten beschriebenen Prozesse und Verfahren auszuführen.
Mit Bezug auf 2 wird ein Wechselrichtersteuerungssystem (oder elektrisches Antriebssystem) 34 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Spannungsquellen-Wechselrichtersystem 34 umfasst eine Steuerung 36 in betrieblicher Verbindung mit einem Pulsbreitenmodulations(PWM)-Modulator 38 (oder einem Pulsbreitenmodulator) und mit dem Wechselrichter 24 (an einem Ausgang davon). Der PWM-Modulator 38 ist mit einem Gate-Treiber 39 gekoppelt, welcher wiederum einen mit einem Eingang des Wechselrichters 24 gekoppelten Eingang aufweist. Der Wechselrichter 24 weist einen zweiten mit dem Motor 30 gekoppelten Ausgang auf. Die Steuerung 36 und der PWM-Modulator 38 können integral mit dem elektronischen Steuerungssystem 18 ausgebildet sein, wie in 1 dargestellt.
3 zeigt schematisch die Batterie 22, den Wechselrichter 24 (oder Energieumwandler), sowie den Motor 30 aus 1 und 2 in detaillierterer Weise. Der Wechselrichter 24 umfasst einen mit dem Motor 30 gekoppelten dreiphasigen Schaltkreis. Insbesondere umfasst der Wechselrichter 24 ein Schaltungsnetzwerk mit einem ersten mit der Batterie 22 (das heißt einer Spannungsquelle (V_DC) gekoppelten Eingang und einen mit dem Motor 30 gekoppelten Ausgang. Obwohl eine einzelne Spannungsquelle gezeigt ist, kann auch ein verzweigter DC-Link mit zwei Quellen in Reihe verwendet werden.
Wie vom Fachmann bevorzugt umfasst der Elektromotor 30 in einer Ausführungsform eine Statoranordnung 40 (einschließlich leitfähiger Spulen oder Wicklungen) und eine Rotoranordnung 42 (einschließlich eines ferromagnetischen Kernes und/oder Magnete), als auch ein Getriebe und ein Kühlfluid (nicht dargestellt). Die Statoranordnung 40 umfasst eine Mehrzahl (zum Beispiel drei) leitfähige Spulen oder Wicklungen 44, 46 und 48, welche jeweils einer der drei Phasen des Elektromotors 30 zugeordnet ist, wie allgemein bekannt ist. Die Rotoranordnung 42 umfasst eine Mehrzahl von Magneten 50 und ist in rotierender Weise mit der Statoranordnung 40 gekoppelt, wie allgemein bekannt. Die Magnete 50 können mehrfache elektromagnetische Pole (zum Beispiel sechzehn Pole) umfassen, wie ebenfalls bekannt ist. Es wird darauf hingewiesen, dass die obige Beschreibung als ein Beispiel einer Art von Elektromotor dienen soll, welcher verwendet werden kann. Dem Fachmann wird jedoch bekannt sein, dass die unten beschriebenen Techniken für jede Art von Elektromotor angewendet werden können.
Das Schaltungsnetzwerk umfasst drei Paare (a, b und c) von Reihenschaltvorrichtungen mit antiparallelen Dioden (das heißt antiparallel zu jeder Schaltungsvorrichtung), entsprechend jeder Phase des Motors 30. Jedes der Paare von Reihenschaltvorrichtungen umfasst eine erste Schaltvorrichtung oder Transistor (das heißt „Hoch“-Schaltvorrichtung) 52, 54 sowie 56 mit einem ersten Anschluss, welcher mit einer positiven Elektrode der Spannungsquelle 22 gekoppelt ist, und eine zweite Schaltvorrichtung (das heißt eine „Niedrig“-Schaltvorrichtung) 58, 60 und 62 mit einem zweiten Anschluss, welcher mit einer negativen Elektrode der Spannungsquelle 22 gekoppelt ist, und einem ersten Anschluss, welcher mit einem zweiten Anschluss der jeweiligen ersten Schaltvorrichtungen 52, 54 und 56 gekoppelt ist.
Wie allgemein bekannt ist, kann jede der Schaltvorrichtungen 52-62 in der Form einer individuellen Halbleitervorrichtung ausgebildet sein, wie zum Beispiel ein Bipolartransistor mit isolierter Gateelektrode (IGBT) innerhalb von integrierten Schaltkreisen, welche auf Halbleiter (zum Beispiel Silizium)-Substraten (zum Beispiel ein Rohchip) gebildet sein kann. Wie dargestellt, ist eine Diode 64 in einer antiparallelen Anordnung (das heißt mit „Flyback“ oder „Freewheeling“-Dioden) mit jeder der Schaltvorrichtungen 52-62 verbunden. Als solche kann jede der Schaltvorrichtungen 52-62 und die entsprechende Diode 64 angesehen werden, um ein Schaltvorrichtung-Diode-Paar oder -Satz zu bilden, von denen sechs in der gezeigten Ausführungsform umfasst sind.
Weiterhin mit Bezug auf 3 umfasst der Wechselrichter 24 und/oder der Motor 30 eine Mehrzahl von Stromsensoren 66, von denen jeder dazu eingerichtet ist, um den Stromfluss durch eine jeweilige Wicklung 44, 46 und 48 des Motors 30 (und/oder durch die jeweiligen Schaltvorrichtungen 52-62 oder Dioden 64) zu detektieren.
Während Normalbetriebs (das heißt Fahren), siehe 1, wird das Automobil 10 betrieben, indem eine Kraft an die Räder 16 mittels der Verbrennungskraftmaschine 28 und des Elektromotors 30 in abwechselnder Weise und/oder mittels Verbrennungskraftmaschine 28 und Elektromotor 30 in gleichzeitigem Betrieb gegeben wird. Um den Elektromotor 30 anzutreiben, wird DC-Energie von der Batterie 22 (und, im Fall eines Brennstoffzellenautomobils, eine Brennstoffzelle) für den Wechselrichter 24 bereitgestellt, welcher die DC-Energie in AC-Energie umwandelt, bevor die Energie bzw. Kraft an den Elektromotor 30 gegeben wird. Wie dem Fachmann bekannt ist, wird die Umwandlung von DC-Energie in AC-Energie im Wesentlichen durch Betreiben (das heißt wiederholtes Schalten) der Transistoren in dem Wechselrichter 24 bei einer „Schaltfrequenz“, wie zum Beispiel 12 Kilohertz (kHz), ausgeführt.
Mit Bezug auf 2 erzeugt die Steuerung allgemein ein Pulsbreitenmodulations(PWM)-Signal zum Steuern des Schaltvorgangs des Wechselrichters 24. Der Wechselrichter 24 wandelt dann das PWM-Signal in eine modulierte Spannungswellenform zum Betreiben des Motors 30 um. Das Wechselrichtersteuerungssystem 34 aus 2 umfasst mehrere Betriebszustände während normalen, oder Vorwärts-, Betriebs, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, Empfangen eines Drehmomentbefehls, Umwandeln des Drehmomentbefehls in Strombefehle auf Grundlage einer momentanen Geschwindigkeit und verfügbarer Spannung, sowie Ausführen einer Regelung dieser Strombefehle. Die Ausgabe des Stromregulierers (nicht dargestellt) ist die Ausgabespannung, welche benötigt wird, um die erforderlichen Ströme zu erzeugen. Der PWM-Modulator 38 und der Gate-Treiber 39 erzeugen die notwendigen Gate-Pulse (oder Betriebszyklen), welche an den Wechselrichter 24 übermittelt werden, um den Elektromotor auf die gewünschte Geschwindigkeit und/oder Drehmoment zu steuern. Zusätzliche Überlegungen können hinsichtlich des Vorwärts-Steuerungspfades angestellt werden, wie zum Beispiel System-Temperaturen, Beschränkungen, sowie zusätzliche Informationen oder Rückkopplungen an die Gesamtsystemsteuerung hinsichtlich Betriebszustand und Verfügbarkeit.
4 zeigt ein Beispiel eines PWM-Verfahrens (und/oder - Systems) 100 zum Erzeugen von Betriebszyklen, wobei das Verfahren durch das in 2 gezeigte System 34 ausgeführt werden kann. Wie dargestellt ist, kann das Verfahren 100 mehrere PWM-Steuerungsalgorithmen verwenden, welche beispielsweise auf Grundlage der Optimierung von Verlusten (gering oder hoch), Steuerungs-Frequenzen, Steuerung von hörbaren Eigenschaften, Steuerungs-Verzerrungen oder Steuerung von Mess-Eigenschaften ausgewählt werden.
Wie dargestellt, startet das PWM-Verfahren 100 durch Empfangen von Spannungsbefehlen in dem d-q-Synchron-Bezugsrahmen als d_d* und d_q*. Zum Zwecke der Darstellung sind die Spannungsbefehle in der Form von Betriebszyklen im Gegensatz zu Momentanspannungen dargestellt. Wie allgemein bekannt ist, kann die Differenz zwischen Spannungen und Betriebszyklen lediglich die Frage betreffen, worauf die DC-Link-Spannung bezogen wird (das heißt Betriebszyklen können als normalisierte Spannungsbefehle angesehen werden). Es wird bevorzugt, dass die Spannungsbefehle durch das Stromreguliermodul begrenzt wurden, um erzielbar zu sein (das heißt innerhalb des Einheitskreises entsprechend dem Sechsschritte-Betrieb, welcher über das PWM-Spannungsraum-Hexagon gelegt ist, wie allgemein bekannt ist). Bei Schritt 102 werden die Spannungsbefehle umgeformt, falls das System im Übermodulierungsbereich betrieben wird, wie allgemein im Stand der Technik bekannt ist. Falls das System nicht in der Übermodulierung ist, bleiben die Spannungsbefehle unverändert. Bei Schritt 104 wird der Betriebssektor (zum Beispiel I-VI) auf Grundlage der Synchronrahmen-Befehle und der vorliegenden oder vorbestimmten Winkelposition von Rotor 42 (3) bestimmt. Bei Schritt 106 wird ein PWM-Algorithmus ausgewählt und angewendet. Mehrfache PWM-Algorithmen sind für das PWM-System anwendbar, wobei der Algorithmus, welcher ausgewählt wird, typischerweise auf einem sekundären Kriterium basiert. Beispielsweise kann ein diskontinuierliches PWM (DPWM)-Verfahren ausgewählt werden, um Verluste zu minimieren, oder ein kontinuierliches PWM (CPWM)-Verfahren kann gewählt werden, um eine Frequenzverzerrung zu minimieren. Weiterhin gibt es oft mehrere Möglichkeiten innerhalb der DPWM- oder CPWM-Unterkategorien.
Sowie die ausgewählten PWM-Verfahrensberechnungen ausgeführt sind, kann das PWM-System 100 ein nicht lineares Kompensationsverfahren bei Schritt 108 auswählen. Das ausgewählte nicht lineare Kompensationsverfahren kann auf dem ausgewählten PWM-Verfahren basieren, und zwar in Hinsicht auf mögliche existierende Hardware-Begrenzungen, was dazu führen würde, dass die Ausgabespannung des Wechselrichters 24 von der vorbestimmten Ausgabespannung abweicht. Bei Schritt 110 können Totzeit-Kompensationsverfahren ausgeführt werden, um der innewohnenden Wechselrichter-Totzeit Rechnung zu tragen, wie allgemein bekannt ist. Bei Schritt 112 kann das PWM-System 100 unter mehrfachen Pulssequenzen auswählen, wie zum Beispiel Center Active Vector, Center Null Vector oder Positive oder Negative Logik, wie es dem Fachmann geläufig ist. Schließlich kann bei Schritt 114 das PWM-Verfahren Begrenzungsfunktionen verwenden, um sicherzustellen, dass die Betriebszyklen, welche an den Wechselrichter 24 übertragen werden, erzielbar sind, und die Betriebszyklusbefehle (d_a, d_b, d_c) an die jeweiligen Phasenzweige des Wechselrichters 24 geschickt werden.
Idealerweise bearbeitet eine zweite Überwachungsstufe alle Eingaben und führt alle Rechnungen unabhängig aus, wobei Separatspeicher- und Datenspeicherungs-Bereiche verwendet werden. Sodann würden zwei Berechnungen miteinander verglichen, und im Falle von Identität können die Berechnungen als korrekt bzw. sicher betrachtet werden. Jedoch verdoppelt ein solches Vorgehen im Wesentlichen die erforderliche Rechenkapazität und den Speicher, was nicht immer möglich sein könnte. Im Ergebnis kann die zweite Stufe mit einer geringeren Rate als der normale Vorwärts-Steuerungspfad betrieben werden. Ein Verwenden einer Vielfach-Rate-Strategie ist besonders wirkungsvoll, wenn das überwachte Subsystem sehr schnell ausgeführt wird, im Vergleich mit den physikalischen Eigenschaften des Systems. Beispielsweise lässt, bei Ausführen der PWM-Funktion alle 50-100 Mikrosekunden (pS), wenn die Drehmomentantwort des Motors in der Größenordnung von 20-50 Millisekunden (mS) ist, eine Fehlererkennung vor einer signifikanten Systemausgabe (zum Beispiel Drehmoment-)-Änderung zu. Als solches, um eine zweite Überwachung auf dem PWM-System durchzuführen, beinhaltet das Erzeugen eines doppelten Pfades, selbst bei einer geringeren Rate, ein Koordinieren einer großen Menge von Daten und Berechnungen, wie in 4 angedeutet ist.
Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine vereinfachte Berechnungsstrategie bereitgestellt, welche noch eine Bestimmung einer gesicherten Berechnung auf Basis der Eingaben und Ausgaben des PWM-Systems zulässt.
5 zeigt ein Verfahren (oder System) 200 für eine zweistufige Überwachung der PWM-Leistung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 200 startet bei Schritt 202 durch Abtasten aller Eingaben von dem primären Berechnungspfad für eine Verwendung in der Überwachung. Die Details, welche benötigt werden, um sicherzustellen, dass alle Eingaben dem gleichen Zeitrahmen entsprechen, werden hier nicht erläutert, jedoch ist erforderlich und es wird angenommen, dass allen diesen Eingaben der gleiche Zeitschritt und/oder der entsprechende Teil des Zeitschrittes (zum Beispiel Beginn, Ende usw.) zugeordnet ist.
Bei Schritt 204 werden die dreiphasigen Betriebszyklen (d_a, d_b, d_c) in zweiphasige Quantitäten (d_a und d_β) umgewandelt. Die Umwandlungen sind wie folgt $[d_{a}, d_{b}] = k [\begin{array}{l} 1 & - \frac{1}{2} & - \frac{1}{2} \\ 0 & \frac{\sqrt{3}}{2} & - \frac{\sqrt{3}}{2} \end{array}] [d_{a}, d_{b}, d_{c}]$
Der Skalierfaktor k in Gleichung 1 ist eine Konstante, welche von der Vereinbarung für die verwendete zweiphasige Transformation abhängt. Beispielsweise kann die Transformation Energie-Invariant, Amplituden-Invariant sein, oder eine andere Normalisierungs-Quantität verwenden. Die stationären Zwei-Rahmen-Betriebszyklen vom PWM-System werden dann in Synchronrahmen-Quantitäten (d_d und d_q) umgewandelt, oder in Momentanspannungen, bei Schritt 206, wie: $[d_{d}, d_{q}] = [] [d_{a}, d_{b}]$
wobei θ der Phasenwinkel der vorbestimmten Spannungen ist. Der Modulationsindex des PWM-Systems wird bei Schritt 208 berechnet, wie: $M_{i} = \sqrt{d_{d}^{2} + d_{q}^{2}}$
Der Modulationsindex der Spannungsbefehle (d_d* und d_q*) wird bei Schritt 210 berechnet, wie: $M_{i}, * = \sqrt{d_{d}^{* 2} + d_{q}^{* 2}}$
Ein Performance-Index (PerfIndex) wird bei Schritt 212 berechnet, wie: $PerfIndex = \sqrt{{(d_{d} * - d_{d})}^{2} + {(d_{d} * - d_{q})}^{2}}$
Wie dem Fachmann bekannt ist, können die Spannungsbefehle (d_d* und d_q*) und die Momentanspannungen (d_d und d_q) d- und q-Komponenten von entsprechenden Spannungsvektoren (vorbestimmt und tatsächlich) auf einem synchronen Rahmen des Bezugs (d-q)-Koordinatensystem entsprechen. Daher kann die in Gleichung 5 ausgeführte Berechnung dem Bestimmen eines „Abstands“, oder „Differenz“ zwischen den vorbestimmten und Momentanspannung-Vektoren entsprechen (das heißt, die Quadratwurzel aus den summierten Differenzen zwischen den d-Achsen-Komponenten und den q-Achsen-Komponenten ist gleich der Differenz zwischen den zwei Vektoren).
In alternativen Ausführungsformen kann das Quadrat des Modulationsindexes für beide Gleichungen (3) und (4) und/oder das Quadrat von Gleichung (5) berechnet und im Folgenden für die Bearbeitung der sekundären PWM-Überwachung verwendet werden. Bei Schritt 214 bestimmt das Verfahren, ob entweder M_i oder M_i* größer als eine vorbestimmte Schwelle sind, wobei darauf hingewiesen wird, dass das PWM-System als in dem Übermodulierungsbereich betrieben angesehen werden kann. Bei Schritt 216 berechnet das System den Absolutwert der Differenz in den Modulationsindexen, und zwar wie: $M_{i} Diff = | M_{i} - M_{i}, * |$
Falls das Verfahren bestimmt, dass das System bei Schritt 214 in dem Übermodulierungsbereich betrieben wird, fährt das Verfahren fort zu Schritt 218, wo der Performance-Index verglichen wird mit einer vorbestimmten Schwelle (PerfIndexThreshOvermod). Falls die Schwelle überschritten ist, fährt das Verfahren fort zu Schritt 220, wo ein Performance-Index-Fehler als aktiv bestimmt worden ist. Falls die Schwelle nicht überschritten ist, wird ein Fehlerzustand nicht detektiert, und das Verfahren fährt fort mit Schritt 222. Falls das System bei Schritt 214 in Übermodulierung betrieben wird, wird die Modulationsindex-Differenz verglichen mit einer vorbestimmten Schwelle (ModIndexThreshOvermod) bei Schritt 224. Falls die Schwelle überschritten ist, fährt das Verfahren fort bei Schritt 226, wo ein Modulationsindex-Fehler aktiv ist. Falls die Schwelle nicht überschritten ist, ist ein Fehlerzustand nicht aktiv und das Verfahren fährt fort mit Schritt 222.
Falls das Verfahren bestimmt, dass das System bei Schritt 214 nicht in Übermodulierung ist, werden die Modulationsindex-Differenz und der Performance-Index mit entsprechenden vorbestimmten Schwellen (ModIndexThreshNormal und PerfIndexThreshNormal) bei Schritten 228 und 230 verglichen. Falls einer von beiden die entsprechende Schwelle überschreitet, fährt das Verfahren fort, um darauf hinzuweisen, dass der entsprechende Fehler bei Schritten 220 und/oder 226 aktiv ist. Falls die Schwellen nicht überschritten sind, fährt das Verfahren bei Schritt 222 fort. Falls ein Fehler bei Schritt 220 und/oder Schritt 226 als aktiv bestimmt ist, fährt das Verfahren mit Schritt 232 fort, wo der Fehler einer Supervisor-Systemsteuerung kommuniziert wird. In einer Ausführungsform fährt das System fort, mit Schritt 234 und stoppt das Steuerungssystem.
Andere Ausführungsformen lassen zu, dass die Supervisor-Systemsteuerung zusätzliche Anweisungen an die sekundäre Überwachung übermittelt, zum Beispiel, um ihre Überwachungsfunktion fortzusetzen, während die Supervisor-Systemsteuerung den von der sekundären PWM-Überwachung detektierten Fehler korrigiert. Falls ein Fehler nicht wie bei Schritt 222 angedeutet detektiert wurde, fährt das Verfahren mit seiner Überwachungsfunktion durch Zurückkehren zu Schritt 202 fort.
Ein Vorteil ist, dass ein vereinfachtes Verfahren (und/oder System) zum Ausführen einer Zweitestufe-Überwachung des PWM-Systems bereitgestellt wird. Als ein Ergebnis sind die erforderliche Bearbeitungskapazität und der Speicher zum Ausführen der Überwachung reduziert, was Herstellungskosten senken kann und/oder ermöglicht, dass Ressourcen für andere Zwecke verwendet werden können.

Claims

Verfahren zum Überwachen eines elektrischen Systems eines Kraftfahrzeugs (10), umfassend einen Wechselrichter (24) mit wenigstens einer Schaltvorrichtung (52, 54, 56, 58, 60, 62), wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von ersten und zweiten Spannungsbefehlen (d_d*, d_q*) entsprechend jeweiligen ersten und zweiten Komponenten eines vorgegebenen Spannungsvektors auf einem Synchronrahmen eines Bezugskoordinatensystems; Berechnen einer Mehrzahl von von PWM-Betriebszyklen (d_a, d_b, d_c) zum Betreiben der wenigstens einen Schaltvorrichtung (52, 54, 56, 58, 60, 62) auf Grundlage der ersten und zweiten Spannungsbefehle (d_d*, d_q*) ; Berechnen von ersten und zweiten Momentanspannungen (d_d, d_q) auf Grundlage der Mehrzahl von PWM-Betriebszyklen (d_a, d_b, d_c), wobei die ersten und zweiten Momentanspannungen (d_d, d_q) jeweiligen ersten und zweiten Komponenten eines Momentanspannung-Vektors auf dem Synchronrahmen des Referenzkoordinatensystems entsprechen, und Erzeugen eines Hinweises auf einen Fehler auf Grundlage der Differenz zwischen der ersten Komponente (d_a*) des vorgegebenen Spannungsvektors und der ersten Komponente (d_d) des Momentanspannung-Vektors und der Differenz zwischen der zweiten Komponente (d_q*) des vorgegebenen Spannungsvektors und der zweiten Komponente (d_q) des Momentanspannung-Vektors.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen des Hinweises auf den Fehler weiterhin erfolgt auf Grundlage des Quadrats der Differenz der ersten Komponenten (d_d*, d_a) und des Quadrats der Differenz der zweiten Komponenten (d_q*, d_q).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Synchronrahmen des Bezugskoordinatensystems ein d-q-Koordinatensystem ist, die ersten Komponenten (d_d*, d_d) des vorgegebenen Spannungsvektors und des Momentanspannung-Vektors d-Komponenten sind, und die zweiten Komponenten (d_q*, d_q) des vorgegebenen Spannungsvektors und des Momentanspannung-Vektors q-Komponenten sind.
Verfahren zum Überwachen eines elektrischen Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug (10), umfassend einen Wechselrichter (24) mit wenigstens einer Schaltvorrichtung (52, 54, 56, 58, 60, 62), wobei das Verfahren umfasst: Empfangen von ersten und zweiten Spannungsbefehlen (d_d*, d_q*), wobei die ersten und zweiten Spannungsbefehle (d_d*, d_q*) jeweiligen d- und q-Komponenten (d_d*, d_q*) eines vorgegebenen Spannungsvektors auf einem d-q-Koordinatensystem entsprechen; Berechnen einer Mehrzahl von PWM-Betriebszyklen (d_a, d_b, d_c) zum Betreiben der wenigstens einen Schaltvorrichtung (52, 54, 56, 58, 60, 62) auf Grundlage der ersten und zweiten Spannungsbefehle (d_d*, d_q*). Berechnen von ersten und zweiten Momentanspannungen (d_d, d_q) auf Grundlage der Mehrzahl von PWM-Betriebszyklen (d_a, d_b, d_c), wobei die ersten und zweiten Momentanspannungen (d_d, d_q) jeweiligen d- und q-Komponenten (d_d, d_q) eines Momentanspannung-Vektors auf dem d-q-Koordinatensystem entsprechen; und Erzeugen eines Hinweises auf einen Fehler auf Grundlage der Differenz zwischen der d-Komponente (d_d*) des vorgegebenen Spannungsvektors und der d-Komponente (d_d) des Momentanspannung-Vektors und der Differenz zwischen der q-Komponente (d_q*) des vorgegebenen Spannungsvektors und der q-Komponente (d_q) des Momentanspannung-Vektors.
Verfahren nach einem vorangegangenen Ansprüche, wobei das Erzeugen des Hinweises auf den Fehler weiterhin auf Grundlage eines Leistungsindexes entsprechend $\sqrt{, {(d_{d} * - d_{d})}^{2} + {(d_{q} * - d_{q})}^{2}},$
wobei d_d* die d-Komponente des vorgegebenen Spannungsvektors ist, d_q* die q-Komponente des vorgegebenen Spannungsvektors ist, d_d die d-Komponente des Momentanspannung-Vektors ist, und d_q die q-Komponente des Momentanspannung-Vektors ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Erzeugen des Hinweises auf den Fehler weiterhin auf Grundlage eines vorgegebenen Modulationsindexes entsprechend $\sqrt{, d_{d}^{* 2} + d_{q}^{* 2}}$
erfolgt, ein Momentan-Modulationsindex entsprechend $\sqrt{, d_{d}^{2} + d_{q}^{2}}$
erfolgt, und ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem vorgegebenen Modulationsindex und dem Momentan-Modulationsindex erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erzeugen des Hinweises auf den Fehler weiterhin ein Bestimmen umfasst, falls wenigstens der vorgegebene Modulationsindex oder der Momentan-Modulationsindex sich oberhalb einer Modulationsindex-Schwelle befindet.
Elektrisches System für ein Fahrzeug, umfassend: Einen Elektromotor; einen mit dem Elektromotor gekoppelten Wechselrichter (24), wobei der Wechselrichter (24) wenigstens eine Schaltvorrichtung (52, 54, 56, 58, 60, 62) umfasst; einen mit dem Wechselrichter (24) gekoppelten Pulsbreitenmodulations-(PWM)Modulator; und ein Bearbeitungssystem, welches in betrieblicher Verbindung mit dem Elektromotor, dem Wechselrichter (24) und dem PWM-Modulator steht, wobei das Bearbeitungssystem eingerichtet ist, um: erste und zweite Spannungsbefehle (d_d*, d_q*) entsprechend jeweiliger erster und zweiter Komponenten eines vorgegebenen Spannungsvektors auf einem Synchronrahmen des Bezugskoordinatensystems zu empfangen; eine Mehrzahl von PWM-Betriebszyklen (d_a, d_b, d_c) zum Betreiben der wenigstens einen Schaltvorrichtung (52, 54, 56, 58, 60, 62) auf Grundlage der ersten und zweiten Spannungsbefehle (d_d*, d_q*) zu berechnen; erste und zweite Momentanspannungen (d_d, d_q) auf Grundlage der Mehrzahl von PWM-Betriebszyklen (d_a, d_b, d_c) zu berechnen, wobei die ersten und zweiten Momentanspannungen (d_a, d_q) jeweiligen ersten und zweiten Komponenten eines Momentanspannung-Vektors auf dem Synchronrahmen des Bezugskoordinatensystems entsprechen; und einen Hinweis auf einen Fehler auf Grundlage der Differenz zwischen der ersten Komponente (d_d*) des vorgegebenen Spannungsvektors und der ersten Komponente (d_d) des Momentanspannung-Vektors und der Differenz zwischen der zweiten Komponente (d_q*) des vorgegebenen Spannungsvektors und der zweiten Komponente (d_q) des Momentanspannung-Vektors zu erzeugen.
System nach Anspruch 8, wobei der Synchronrahmen des Bezugskoordinatensystems ein d-q-Koordinatensystem ist, die ersten Komponenten (d_a*, d_d) des vorgegebenen Spannungsvektors und des Momentanspannung-Vektors d-Komponenten sind, und die zweiten Komponenten (d_q*, d_q) des vorgegebenen Spannungsvektors und des Momentanspannung-Vektors q-Komponenten sind.
System nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Erzeugen des Hinweises auf den Fehler weiterhin auf Grundlage eines Leistungsindexes entsprechend $\sqrt{, {(d_{d}^{*} - d_{d})}^{2} + {(d_{q}^{*} - d_{q})}^{2}}$
erfolgt, wobei d_d* die d-Komponente des vorgegebenen Spannungsvektors ist, d_q* die q-Komponente des vorgegebenen Spannungsvektors ist, d_d die d-Komponente des Momentanspannung-Vektors ist, und d_q die q-Komponente des Momentanspannung-Vektors ist.