DE102019111398A1

DE102019111398A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern eines geschalteten reluktanz-elektromotors

Info

Publication number: DE102019111398A1
Application number: DE102019111398.9A
Authority: DE
Inventors: Suresh Gopalakrishnan; Avoki M. Omekanda; Thomas W. Nehl; Chandra S. Namuduri; Lei Hao
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2018-05-16
Filing date: 2019-05-02
Publication date: 2019-11-21
Also published as: US20190356257A1; CN110504894A

Abstract

Ein mehrphasiger geschalteten Reluktanzmotor beinhaltet einen Rotor und einen Stator, eine elektronische Kommutator-Unteranordnung und eine Steuerung. Die elektronische Kommutator-Unteranordnung beinhaltet ein elektronisches Motorsteuergerät, einen Leistungsumrichter und einen Drehpositionssensor, wobei der Leistungsumrichter elektrisch mit dem Stator des geschalteten Reluktanzmotors verbunden ist. Die Steuerung ist in Kommunikation mit dem elektronischen Motorsteuergerät, dem Wechselrichter und dem Drehpositionssensor. Die Steuerung beinhaltet einen Befehlssatz, der ausführbar ist, um den Betrieb des geschalteten Reluktanzmotors zu charakterisieren, die Induktivität des geschalteten Reluktanzmotors basierend auf dem charakterisierten Betrieb dynamisch zu bestimmen und eine Drehmoment-Steuerungsroutine im geschlossenen Regelkreis auszuführen, um den geschalteten Reluktanzmotor basierend auf der dynamisch bestimmten Induktivität des geschalteten Reluktanzmotors zu steuern. Die Drehmoment-Steuerungsroutine im geschlossenen Regelkreis bestimmt dynamisch die Drehmomentabgabe des geschalteten Reluktanzmotors basierend auf der dynamisch bestimmten Induktivität.

Description

EINLEITUNG
Geschaltete Reluktanz-Elektromotoren können in elektrischen Anlassern eingesetzt werden, die in Verbrennungsmotoren eingebaut sind.
KURZDARSTELLUNG
Es wird ein Elektromotor beschrieben, der einen mehrphasig geschalteten Reluktanzmotor mit einem Rotor und einem Stator, eine elektronische Kommutator-Unteranordnung und eine Steuerung beinhaltet. Die elektronische Kommutator-Unteranordnung beinhaltet ein elektronisches Motorsteuergerät, einen Leistungsumrichter und einen Drehpositionssensor, wobei der Leistungsumrichter elektrisch mit dem Stator des geschalteten Reluktanzmotors verbunden ist. Die Steuerung ist in Kommunikation mit dem elektronischen Motorsteuergerät, dem Wechselrichter und dem Drehpositionssensor. Die Steuerung beinhaltet einen Befehlssatz, der ausführbar ist, um den Betrieb des geschalteten Reluktanzmotors zu charakterisieren, die Induktivität des geschalteten Reluktanzmotors basierend auf dem charakterisierten Betrieb dynamisch zu bestimmen und eine Drehmoment-Steuerungsroutine im geschlossenen Regelkreis auszuführen, um den geschalteten Reluktanzmotor basierend auf der dynamisch bestimmten Induktivität des geschalteten Reluktanzmotors zu steuern. Die Drehmoment-Steuerungsroutine im geschlossenen Regelkreis bestimmt dynamisch die Drehmomentabgabe des geschalteten Reluktanzmotors basierend auf der dynamisch bestimmten Induktivität.
Ein Aspekt der Offenbarung beinhaltet den Befehlssatz, der ausführbar ist, um die Drehposition des Rotors sowie den Strom und die Spannung, die dem geschalteten Reluktanzmotor zugeführt werden, dynamisch zu überwachen und die Induktivität des geschalteten Reluktanzmotors basierend auf dem charakterisierten Betrieb, der Drehposition des Rotors, dem Strom und der Spannung, die dem geschalteten Reluktanzmotor zugeführt werden, dynamisch zu bestimmen.
Ein Aspekt der Offenbarung beinhaltet den Befehlssatz, der ausführbar ist, um dynamisch eine Drehmomentabgabe des geschalteten Reluktanzmotors basierend auf der Induktivität des geschalteten Reluktanzmotors zu bestimmen und einen Drehmomentbefehl für den geschalteten Reluktanzmotor zu bestimmen, worin die Drehmoment-Steuerungsroutine im geschlossenen Regelkreis ausführbar ist, um den geschalteten Reluktanzmotor basierend auf der dynamisch bestimmten Drehmomentabgabe des geschalteten Reluktanzmotors und dem Drehmomentbefehl zu steuern.
Ein Aspekt der Offenbarung beinhaltet den Befehlssatz, der ausführbar ist, um den Betrieb des geschalteten Reluktanzmotors zu charakterisieren, einschließlich der Ausrichtung eines der Rotorpole mit einem entsprechenden der Statorpole, die einer der elektrischen Phasen des geschalteten Reluktanzmotors zugeordnet sind, und des Anlegens eines vorbestimmten Spannungsimpulses an die eine der elektrischen Phasen, wobei der Rotorpol mit dem Statorpol, der mit der einen der elektrischen Phasen verbunden ist, ausgerichtet ist, und des gleichzeitigen Überwachens des elektrischen Stroms in der zugehörigen elektrischen Phase. Basierend darauf wird eine Beziehung zwischen der Induktivität am ausgerichteten Rotorpol und dem überwachten elektrischen Strom bestimmt.
Ein Aspekt der Offenbarung beinhaltet das Anlegen eines vorbestimmten Spannungsimpulses an eine der elektrischen Phasen mit einem Rotorpol, der nicht mit dem Statorpol für die eine der elektrischen Phasen ausgerichtet ist, und das gleichzeitige Überwachen des elektrischen Stroms in der zugehörigen elektrischen Phase und das Bestimmen einer Beziehung zwischen der Induktivität am nicht ausgerichteten Rotorpol und dem darauf basierenden überwachten elektrischen Strom.
Die genannten Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren, gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von einigen der besten Arten und anderen Ausführungsformen zur Ausführung der vorliegenden Lehren, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen deutlich hervor.
Figurenliste
Im Folgenden werden exemplarisch eine oder mehrere Ausführungsformen mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in welchen:

1 eine seitliche Schnittansicht einer Ausführungsform eines Anlassers gemäß der Offenbarung ist;
2 eine isometrische Explosionsansicht einer Motor-Unteranordnung für einen geschalteten Reluktanz-Elektromotor ist, der gemäß der Offenbarung im Anlasser angeordnet sein kann;
3-1 ist eine seitliche Schnittansicht des geschalteten Reluktanz-Elektromotors gemäß der Offenbarung;
3-2 ist eine Schnitt-Endansicht des geschalteten Reluktanz-Elektromotors gemäß der Offenbarung;
3-3 ist ein seitlicher Querschnitt eines Rotors für den geschalteten Reluktanzelektromotor gemäß der Offenbarung;
3-4 ist ein seitlicher Querschnitt eines Stators für den geschalteten Reluktanzelektromotor gemäß der Offenbarung;
4 ist eine schematische Darstellung einer elektronischen Kommutator-Unteranordnung zum Steuern des geschalteten Reluktanzelektromotors gemäß der Offenbarung;
5-1 stellt grafisch eine erste Perspektive der Induktivität in Bezug auf den elektrischen Strom dar, die dem Betrieb einer Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors gemäß der Offenbarung zugeordnet ist;
5-2 stellt grafisch eine zweite Perspektive der Induktivität in Bezug auf den elektrischen Strom dar, die dem Betrieb einer hierin beschriebenen Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors gemäß der Offenbarung zugeordnet ist;
6 stellt schematisch eine Motorcharakterisierungsroutine dar, die eine Kalibrierungsmethodik beinhaltet, um in Echtzeit selbstlernend eine Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors gemäß der Offenbarung zu realisieren;
Die 7-1 und 7-2 veranschaulichen schematisch ein Motorsteuerungsschema und das zugehörige Flussdiagramm, die sich auf den dynamischen Steuerbetrieb einer Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors beziehen, um das Drehmoment gemäß der Offenbarung auf eine Vorrichtung zu übertragen, die einen Leistungswechselrichter und eine Steuerung nutzt;
Die 8-1 und 8-2 stellen grafisch einen aktuellen Befehl bzw. ein entsprechendes Motordrehmoment für eine einzelne Betriebsphase einer Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors dar, worin der aktuelle Befehl ein PWM-Signal ist, das gemäß der Offenbarung zwischen einem Soll-Maximalpunkt und einem Nulldrehmoment variiert; und
Die 9-1 und 9-2 stellen grafisch einen aktuellen Befehl bzw. ein entsprechendes Motordrehmoment für eine einzelne Betriebsphase einer Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors dar, worin der aktuelle Befehl unter Verwendung des mit Bezug auf die 7-1 und 7-2 beschriebenen Motorsteuerungsschemas gemäß der Offenbarung bestimmt wird.

Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter Merkmale der vorliegenden Offenbarung, wie hierin offenbart, einschließlich beispielsweise spezifischer Dimensionen, Orientierungen, Orte und Formen, darstellen. Details, die zu solchen Merkmalen gehören, werden teilweise durch die bestimmte beabsichtigte Anwendungs- und Verwendungsumgebung ermittelt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Komponenten der offenbarten Ausführungsformen, die hierin beschrieben und veranschaulicht sind, können in einer Vielfalt von verschiedenen Konfigurationen angeordnet und konstruiert sein. Daher ist die folgende ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen nicht dazu gedacht, den Umfang der Offenbarung, wie beansprucht, einzuschränken, sondern sie ist lediglich repräsentativ für mögliche Ausführungsformen davon. Obwohl zahlreiche spezielle Einzelheiten in der folgenden Beschreibung dargelegt werden, um ein gründliches Verständnis der hierin offenbarten Ausführungsformen bereitzustellen, können zudem einige Ausführungsformen ohne einige dieser Details in die Praxis umgesetzt werden. Darüber hinaus wurde zum Zwecke der Klarheit bestimmtes technisches Material, das im entsprechenden Stand der Technik verstanden wird, nicht ausführlich beschrieben, um ein unnötiges Verschleiern der Offenbarung zu vermeiden. Des Weiteren sind die Zeichnungen vereinfacht und nicht im exakten Maßstab dargestellt. Darüber hinaus kann die Offenbarung, wie hierin veranschaulicht und beschrieben, in Abwesenheit eines Elements ausgeführt werden, das hierin nicht ausdrücklich offenbart ist.
Unter Bezugnahme auf die Illustrationen, in denen gleiche Bezugszahlen gleichen oder ähnlichen Komponenten in den verschiedenen Figuren entsprechen, veranschaulichen die 1 und 2 in Übereinstimmung mit hierin offenbarten Ausführungsformen einen Anlasser 100, der an einem Verbrennungsmotor (Motor) angeordnet sein kann, um ein Motoranlassdrehmoment als Teil einer Motoranlassroutine bereitzustellen, einschließlich der Verwendung in einer Motorstopp-Routine. Der Verbrennungsmotor kann in einer Ausführungsform in einem Fahrzeug, das, ohne darauf beschränkt zu sein, eine mobile Plattform in Form eines Nutzfahrzeugs, eines Industriefahrzeugs, eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs, eines Personenkraftwagens, eines Flugzeugs, eines Wasserfahrzeugs, eines Zuges, eines Geländefahrzeugs, einer persönlichen Bewegungsvorrichtung, Roboters und dergleichen, angeordnet sein, um die Zwecke dieser Offenbarung zu erfüllen. Alternativ kann der Anlasser 100 an einem Motor angeordnet sein, der an einer stationären Energiequelle eingesetzt wird.
Der Anlasser 100 kann entweder über ein Kabel oder einen Spannungsbus elektrisch mit einer Gleichspannungsquelle 104 verbunden sein und kann mit einem Anlasserschalter direkt und/oder über eine Steuerung 170 kommunizieren. Der Anlasser 100 umfasst einen geschalteten Reluktanzelektromotor (geschalteter Reluktanzmotor) 125, der zum Erzeugen des Motoranlassdrehmoments als Reaktion auf einen Befehl zum Drehen des Motors vorgesehen ist.
Der Anlasser 100 ist vorteilhafterweise als eine Vielzahl von Unteranordnungen konfiguriert, einschließlich einer Getriebe-/Montage-Unteranordnung 155 mit einem einzigen schaltmagnetbetätigten Ritzelantrieb und einer Planetengetriebe-Anordnung, einer Motor-Unteranordnung 135 mit dem geschalteten Reluktanzmotor 125 und einer elektronische Kommutator-Unteranordnung 115. Die Getriebe-/Montage-Unteranordnung 155, die Motor-Unteranordnung 135 und die elektronische Kommutator-Unteranordnung 115 sind in einer einheitlichen Vorrichtung unter Verwendung eines oder mehrerer Befestigungselemente 105 zusammengebaut. Diese Konfiguration erleichtert den Zusammenbau und das Testen und bietet eine Packung mit hoher Dichte von elektronischen Leistungselementen, Rauschfiltern, Steuerungen und Verbindungen, um die EMS zu reduzieren. Die Gleichspannungsquelle 104 ist elektrisch mit dem geschalteten Reluktanzmotor 125 verbunden, um den erforderlichen Gleichstrom bereitzustellen. Die Gleichspannungsquelle 104 kann einen 12 V-Gleichspannungspegel, einen 48 V-Gleichspannungspegel oder einen anderen Gleichspannungspegel besitzen.
Die Getriebe-/Montage-Unteranordnung 155 umfasst ein Gehäuse 152, eine Wellenverlängerung 150, Planetenradsatz 134, Zahnradgetriebe 138, Freilaufkupplung 136, Ritzelsteuerung-Schaltmagnet 142 und einen Ritzelhebel-Steuerarm 146. Der Ritzelhebel-Steuerarm 146 ist zwischen dem Ritzelsteuerung-Schaltmagnet 142 und dem Ritzel 138 angeordnet und ist schwenkbar über einen Drehpunkt 148 an dem Gehäuse 152 befestigt. Der Planetenradsatz 134 ist mit einer Motorantriebswelle 124 des geschalteten Reluktanzmotors 125 gekoppelt.
Die Drehmomentausgabe, die durch den geschalteten Reluktanzmotor 125 erzeugt wird, wird durch die Motorantriebswelle 124 auf den Planetenradsatz 134 übertragen, der einen Getriebeuntersetzungsmechanismus bereitstellt, um das Drehmoment mit einer reduzierten Geschwindigkeit zum Anlassen des Motors zu verstärken. In einigen Beispielen kann das Reduktionsverhältnis zwischen 25:1 und 55:1 liegen. Das durch den Planetenradsatz 134 übertragene Drehmoment wird durch die Freilaufkupplung 136 geleitet. Die Freilaufkupplung 136 ist konfiguriert, um ein Drehmoment in einer ersten Richtung, die dem Anlassen des Motors zugehörig ist, zu blockieren und durchzulassen und einen Drehschlupf in einer zweiten entgegengesetzten Richtung zuzulassen, wie es in einem Überdrehungszustand der Fall sein kann, der durch das Zünden eines oder mehrerer Motorzylinder während des Startvorgangs ausgelöst werden kann. Auf diese Weise wird kein negatives Drehmoment zu dem geschalteten Reluktanzmotor 125 zurückgeführt. Zusätzlich können Motorhöchstdrehzahlen an der Freilaufkupplung 136 absorbiert werden, um Drehzahlschwankungen zu kompensieren und zu ermöglichen, dass die Motordrehzahl die Anlassermotordrehzahl überschreitet.
Das durch den geschalteten Reluktanzmotor 125 erzeugte Antriebsdrehmoment wird durch ein Ritzel 138 auf ein drehbares Motorkurbelantriebselement 140 übertragen. In einer Ausführungsform ist das Motorkurbelantriebselement 140 eine Kurbelwelle des Motors. In einer Ausführungsform ist das Motorkurbelantriebselement 140 ein Schwungrad, ein Riemenantrieb oder ein Kettenantrieb, das/der mit der Kurbelwelle des Motors gekoppelt ist. Das Ritzel 138 ist ferner ausgebildet, um zwischen einer ersten ausgerückten Position und einer zweiten Eingriffsposition zu übersetzen und zu indexieren. Der Ritzelsteuerungs-Schaltmagnet 142 umfasst einen elektrisch aktivierten Kolben mit zwei Positionen, d. h., ausgefahrenen und eingefahrenen Positionen. Die Steuerung 170 kann ein Ritzelsteuersignal 144 übertragen, um den Schaltmagneten 142 zu erregen oder stromlos zu schalten. In einigen Beispielen wird das Ritzelsteuersignal 144 mit den Motorbetriebssignalen koordiniert. In alternativen Beispielen kann das Ritzelsteuersignal 144 von einer anderen Antriebssystemsteuerung außerhalb der Anlassermotor-Unteranordnung 108 bereitgestellt werden. Ein Ritzelhebel-Steuerarm 146 ist zwischen dem Ritzelsteuerungs-Schaltmagneten 142 und dem Ritzel 138 angeordnet. Wenn der Ritzelsteuerungs-Schaltmagnet 142 stromlos ist, befindet sich der Kolben in der eingefahrenen Position und das Ritzel 138 wird zurückgezogen und ausgerückt. Wenn der Ritzelsteuerung-Schaltmagnet 142 erregt wird, wird der Kolben in die ausgefahrene Position bewegt und das Ritzel 138 ausgefahren und eingerückt. Das Erregen des Ritzelsteuerungs-Schaltmagneten 142 betätigt ein erstes Ende des Hebelsteuerarms 146, der sich um den Drehpunkt 148 dreht, und ein gegenüberliegendes Ende des Hebelsteuerarms 146 bewegt das Ritzel 138 in die zweite Eingriffsposition. In einem Beispiel ist das Ritzel 138 ausgebildet, um entlang der Wellenverlängerung 150 zu gleiten, um zwischen der ersten ausgerückten Position und der zweiten Eingriffsposition zu indexieren. Das Gehäuse 152 umfasst eine Öffnung 158, die es dem Ritzel 138 ermöglicht, mit dem Motorkurbelantriebselement 140 in Eingriff zu kommen, um ein Kurbeldrehmoment bereitzustellen.
Die elektronische Kommutator-Unteranordnung 115 beinhaltet eine elektronische Motorsteuereinheit (MCU - Motor Control Unit) 128, einen Leistungsumrichter 110 und einen oder eine Vielzahl von Drehpositionssensor(en) 120, die als eine einzelne Einheit integriert sind, die auf der Motor-Unteranordnung 135 montiert werden kann. Die elektronische Kommutator-Unteranordnung 115 ist als koaxial zu einer zentralen Drehachse 133 befindlich dargestellt. Alternativ können ein oder mehrere Abschnitte der elektronischen Kommutator-Unteranordnung 115 ausgebildet sein, um sich außeraxial relativ zur zentralen Drehachse 133 des geschalteten Reluktanzmotors 125 zu befinden. In anderen alternativen Ausführungsformen ist die elektronische Kommutator-Unteranordnung 115 so konfiguriert, dass diese als eigenständige Steuerung ausgebildet ist, die physikalisch von der Motor-Unteranordnung 135 getrennt ist. Alternativ können die Elemente der elektronischen Kommutator-Unteranordnung 115 in die Steuerung 170 integriert werden, die eine Motorsteuereinheit (ECU - Engine Control Unit) sein kann. Die elektronische Kommutator-Unteranordnung 115 beinhaltet einen Energieverwaltungsabschnitt, der den Leistungsumrichter 110 beinhaltet, um Gleichstrom in dreiphasigen Wechselstrom umzuwandeln und um den geschalteten Reluktanzmotor 125 anzutreiben. Der Leistungsumrichter 110 kann als Teil einer Leiterplatte (PCB - Printed Circuit Board) 112 integriert werden, die zur Verwaltung eines Leistungsteils der elektronischen Kommutator-Unteranordnung 115 bereitgestellt wird.
Die PCB 112 ist mit den Statorwicklungen 119 des geschalteten Reluktanzmotors 125 verbunden, um pulsbreitenmodulierten Dreiphasenwechselstrom über elektrische Anschlüsse zu leiten. Der geschaltete Reluktanzmotor 125 kann ebenfalls einen oder mehrere Positionssensoren 120 aufweisen, um die Drehung und Position des Rotors 126 zu erfassen. In einigen Beispielen ist der Positionssensor 120 ein Hall-Effekt-Sensor, die auf der PCB 112 angeordnet ist, um das Vorhandensein eines Positionsziels aufzunehmen, das in der Form eines oder mehrerer Positionsmagnete 122 vorliegen kann, die an einem Abschnitt der Motorabtriebswelle 124 des Rotors 126 angeordnet sind. Der Positionsmagnet 122 kann konzentrisch zur Drehachse 133 der Motorabtriebswelle 124 angeordnet sein. Das Magnetfeld des Positionsmagneten 122 dreht sich zusammen mit dem Rotor 126 (und der Abtriebswelle 124), wodurch die Polaritätsrichtung geändert wird und dadurch dem Positionssensor 120 eine Eingabe bereitgestellt wird, um eine Änderung der Drehposition des Rotors 126 anzuzeigen. Der Positionssensor 120 ist in einem vorbestimmten axialen Abstand von dem Magneten, basierend auf der Art des Magneten und der Stärke des Magnetfeldes, angeordnet. In einer Ausführungsform und wie dargestellt, kann der Positionsmagnet 122 als ein diametral magnetisierter Magnet angeordnet sein, der an einem Ende der Motorabtriebswelle 124 angeordnet ist, und der Positionssensor 120 ist axial auf der PCB 112 angeordnet. Alternativ kann der Positionsmagnet 122 als ein radial magnetisierter Magnet (nicht dargestellt) ausgebildet sein, der an einem Ende der Motorabtriebswelle 124 angeordnet ist, und der Positionssensor 120 ist in einer außeraxialen Anordnung in einem vorbestimmten radialen Abstand von dem Magneten angeordnet, der auf der PCB 112 angeordnet ist.
Ausführungsformen des Positionssensors 120 beinhalten Roh-Winkelpositionssensoren, die ein Ziel überwachen, um ein inkrementelles oder absolutes Positionssignal bereitzustellen. Ein Positionssignal von einem absoluten Positionssensor verhält sich proportional zu einer tatsächlichen Position, unabhängig davon, ob die Motorantriebswelle 124 stationär ist oder sich bewegt. Ein inkrementeller Positionssensor erfasst Positionsänderungen. In einer Ausführungsform beinhaltet der/die Positionssensor(en) 120 den/die multiplizierenden Drehgeber oder digitale Hall-Sensoren, z. B. mit polymergebundenen, mehrpoligen Magneten, bei denen als Signalausgänge Drehgeber/Hallimpulse und Kommutierungsimpulse erzeugt werden. Der Positionssensor 120 kann auch einen intelligenten mikroprozessorbasierten Chip beinhalten, um die Positionssignale zu extrahieren und zu übertragen. Eine andere Ausführungsform eines Positionssensors ist ein analoger Hall-Effekt-Sensor, z. B. einer, der aus Neodym-Magneten gebildete Ziele verwendet, oder andere feldbasierte Sensoren, die zum Erzeugen von Sinus- und Cosinussignalen als Sensorausgaben betreibbar sind. Andere Positionssensortypen, die ähnliche Sinus- und Cosinus-Ausgaben erzeugen, umfassen Positionssensoren vom induktiven Typ und vom Reluktanztyp. In einer Ausführungsform ist der Positionssensor 120 eine Halleffekt-Sensoranordnung, die erste und zweite Halleffekt-Sensorelemente beinhaltet, die auf einer Endkappe des geschalteten Reluktanzmotors montiert und in der Nähe einer Rotormagnetanordnung angeordnet werden können, die eine ringförmige Vorrichtung sein kann, die an einem Ende des Rotors 126 angeordnet und mit diesem gekoppelt ist.
Die elektronische Kommutator-Unteranordnung 115 umfasst ebenfalls mindestens einen Prozessor, wie etwa eine Motorsteuereinheit (MCU) 128, der Gate-Treiber beinhaltet, um Niederspannungs-Motorsteuersignale von einer externen Steuerung zu empfangen, um den geschalteten Reluktanzmotor 125 zu aktivieren. MCU 128 regelt auch Hochstrom-Antriebseingaben von der Leistungsquelle 104, um den Leistungsumrichter 110 zu betreiben. MCU 128 steht mit der Gleichspannungsquelle 104 in Verbindung und kann Signale empfangen, die die Leistung der Gleichspannungsquelle anzeigen, wie etwa Ladezustand der Batterie, Spannungsrückkopplung, Stromrückkopplung oder andere Parameter. MCU 128 kann Signale übertragen, die den Zeitpunkt eines Motorneustarts angeben, um als Eingabe für andere Funktionen eines Fahrzeugantriebssystems verwendet zu werden, wie beispielsweise Getriebeschaltplanung, Hybridfahrzeug-Antriebsmodusauswahl und Leistungsregeneration.
In einigen Beispielen ist die MCU 128 ein Prozessor, der auf einer Steuerplatine 132 angeordnet ist, die vom Energieverwaltungsabschnitt beabstandet ist. MCU 128 kann beispielsweise einen digitalen Signalprozessor(DSP - Digital Signal Processor)-Mikrocontroller oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC - Application-Specific Integrated Circuit) umfassen. Der Abstand zwischen dem Steuerabschnitt und dem Leistungsabschnitt ist so angeordnet, dass dieser das Wärmemanagement der Steuerplatine 132 unterstützt, indem zugelassen wird, dass die von dem Energieverwaltungsabschnitt erzeugte Wärme ausreichend abgeführt wird, ohne den Betrieb der MCU 128 zu beeinträchtigen. Der Abstand verringert ebenfalls die Interferenz an der MCU 128 in Bezug auf elektrisches Rauschen, das von den Schaltern des Leistungsumrichters 110 erzeugt werden kann. Signale, die den Betrieb des Anlassersystems anzeigen, werden an die Steuerplatine 132 übertragen. Befehle werden von der MCU 128 an Schalter des Leistungsumrichters 110 gesendet. Der Betrieb der Wechselrichterschalter kann auf einer Kombination von Rotorposition, Temperatur, Motorrückkopplungsstrom, Batterierückkopplungsstrom, Batteriespannung, ECU-Signalen oder anderen Parametern basieren. Der Energieverwaltungsabschnitt kann ebenfalls einen oder mehrere Kondensatoren 154 umfassen, die als Filter arbeiten, um die PWM-Stromausgabe der Schalter zu glätten. In einigen alternativen Beispielen können Stromfilterabschnitte der Elektronik außerhalb des Gehäuses der elektronischen Kommutator-Unteranordnung 115 angeordnet sein.
2 zeigt eine isometrische Explosionsansicht der Motor-Unteranordnung 135, um die damit verbundenen Details zu veranschaulichen, einschließlich des geschalteten Reluktanzmotors 125 der einen ringförmigen Stator 118 und Rotor 126 aufweist, die an der Motorabtriebswelle 124 montiert sind, die eine Drehachse 133, eine Vielzahl von Statorwicklungen 119 und ein Lager definiert, die alle innerhalb eines Gehäuses 137 und einer zugehörigen Endkappe 139 eingeschlossen sind. Der geschaltete Reluktanzmotor 125 weist keine Form eines Kommutators, Permanentmagneten, eines Rotorkäfigläufers oder anderer Rotorwicklungen auf. Der Rotor 126 ist aus mehreren gestapelten Laminaten gebildet, die aus ferromagnetischem Material gebildet sind und mehrere nach außen ragende Rotorpole 127 umfassen. Der Stator 118 wird durch eine Vielzahl von gestapelten Laminaten gebildet, die aus ferromagnetischem Material gebildet sind und eine Vielzahl von nach innen ragenden Statorpolen 117 umfassen, wobei zwischen benachbarten Statorpolen 117 leere Bereiche 116 vorhanden sind. Die Statorwicklungen 119 sind in die Lückenbereiche 116 eingefügt. MCU 128 sendet Befehle an die Schalter des Leistungsumrichters 110, die die Statorwicklungen 119 des geschalteten Reluktanzmotors 125 sequentiell erregen, um ein rotierendes elektromagnetisches Feld zu erzeugen, um den Rotor 126 zur Drehung zu zwingen. Der geschaltete Reluktanzmotor 125 erzeugt ein Drehmoment unter Verwendung einer magnetischen Anziehungskraft, die an den Statorpolen 117 und den ausgeprägten Rotorpolen 127, die an dem Rotor 126 ausgebildet sind, induziert wird, wie hierin beschrieben.
Die 3-1 bis 3-4 veranschaulichen Aspekte des geschalteten Reluktanzmotors 125, einschließlich Stator 118, Rotor 126, Rotorwelle 124 und Drehachse 133, einschließlich einer Vielzahl von kritischen Konstruktionsabmessungen. Der Stator 118 weist eine Vielzahl von radial ausgegerichteten nach innen hervorragenden Statorpolen 117 mit dazwischen liegenden Statorhohlräumen 116 auf, in die die Statorspulenwicklungen 119 eingesetzt sind. Der Rotor 126 umfasst eine Vielzahl von radial ausgerichteten, nach außen hervorragenden Rotorpolen 127, die von der Rotorwelle 124 hervorragen. Kritische Abmessungen beinhalten Folgendes:

eine aktive Länge 161, die eine axiale Länge der Überlappung zwischen dem Stator 118 und dem Rotor 126 ist,
eine Luftspaltlänge 162, die eine radiale Länge eines Luftspalts zwischen den nach innen hervorragenden Statorpolen 117 und den nach außen hervorragenden Rotorpolen 127 ist;
einen Außendurchmesser 167 des Stators 118;
eine Rotorpollänge 164, die eine radiale Länge jedes der Rotorpole 127 ist, die von der Rotorwelle 124 hervorragen;
eine Statorpollänge 165, die eine radiale Länge von jedem der Statorpole 117 ist, die von einer Innenfläche des Stators 118 hervorragen;
einen Statorpolbogen 166, As, der ein Winkel ist, der zwischen zwei radialen Linien gemessen wird, die von der Drehachse 133 hervorragen, wobei die beiden radialen Linien sich mit den jeweiligen gegenüberliegenden Eckpunkten eines der nach innen hervorragenden Statorpole 117 schneiden, und
einen Rotorpolbogen 163, As, der ein Winkel ist, der zwischen zwei radialen Linien gemessen wird, die von der Drehachse 133 hervorragen, worin sich die beiden radialen Linien mit den jeweiligen gegenüberliegenden Eckpunkten eines der nach außen vorragenden Rotorpole 127 schneiden.

Der geschaltete Reluktanzmotor 125 ist als eine 3-Phasen-Vorrichtung konfiguriert, die eine erste Menge Ns der Statorpole 117 und eine zweite Menge N_R der Rotorpole 127 aufweist, die eine Anzahl von Winkelschritten erzeugen. Ein Winkelschritt ist gleich der Differenz zwischen der Rotorpolteilung und der Statorpolteilung. Nach diesen geometrischen Definitionen wird die Beziehung zwischen den Mengen der Stator-/Rotorpole (N)_S/N_R) für den dreiphasigen geschalteten Reluktanzmotor 125 bestimmt, gemäß der Beziehung: $N_{R} = \frac{2}{3} N_{S}$

Ns : Anzahl der Statorpole und N_R : Anzahl der Rotorpole;
Für den dreiphasigen geschalteten Reluktanzmotor 125 ist Ns ein Vielfaches von 3 und N_R ist eine ganze Zahl.
Vorteilhafterweise hat der geschaltete Reluktanzmotor 125 eine Anzahl von Statorpolen 117, die zwischen 8 und 24 liegt, und eine Anzahl von Rotorpolen 127, die zwischen 6 und 16 liegt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Anzahl von 18 Statorpolen 117 und eine Anzahl von 12 Rotorpolen 127, die als eine Kombination von 18/12 bezeichnet werden, vorhanden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Anzahl von 24 Statorpolen 117 und eine Anzahl von 16 Rotorpolen 127, die als eine Kombination von 24/16 bezeichnet werden, vorhanden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der geschaltete Reluktanzmotor 125 wie folgt konfiguriert:

ein Motoraußendurchmesser 167, der kleiner als 85 mm ist,
eine aktive Länge 161, die kleiner als 50 mm ist;
eine Luftspaltlänge 162, die zwischen 0,1-0,5 mm liegt;
ein Verhältnis von Rotorpolbogen 163 A_R und Statorpolbogen 166 As, das größer oder gleich 1,0 ist. Vorteilhafterweise liegt das Verhältnis A_R/A_S zwischen 1,0 und 1,2;
ein Verhältnis von Statordurchmesser 167 ds und Rotordurchmesser 168 d_R, das mindestens 2,0:1 beträgt. Vorteilhafterweise liegt das Verhältnis d_S/d_R zwischen 1,8 und 2,5, und
ein Verhältnis von Statorpollänge 165 hs und Rotorpollänge 164 h_R, das gleich oder größer als 2,5 ist. Vorteilhafterweise liegt das Verhältnis h_S/h_R zwischen 2,1 und 2,5.

Der Begriff „Steuerung“ und verwandte Begriffe wie Steuermodul, Modul, Steuerung, Steuereinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe beziehen sich auf eine oder verschiedene Kombinationen von anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC), elektronische Schaltung(en), Zentralrechnereinheit(en), z. B. Mikroprozessor(en) und zugehörige nichttransitorische Speicherkomponente(n) in Form von Speicher und Speichergeräten (Lesespeicher, programmierbarer Lesespeicher, Direktzugriff, Festplatte usw.). Die nichttransitorische Speicherkomponente ist in der Lage, maschinenlesbare Befehle in der Form einer oder mehrerer Software- oder Firmware-Programme oder -Routinen, kombinatorischen Logikschaltung(en), Eingabe-/Ausgabeschaltung(en) und -vorrichtungen, Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen und anderen Komponenten zu speichern, auf die durch einen oder mehrere Prozessoren zugegriffen werden kann, um eine beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Eingangs-/Ausgangsschaltung(en) und Vorrichtungen beinhalten Analog-/Digitalwandler und verwandte Geräte, die Sensoreingaben mit einer vorgegebenen Abruffrequenz oder in Reaktion auf ein Auslöseereignis überwachen. Software, Firmware, Programme, Befehle, Steuerroutinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe beziehen sich auf von einer Steuereinheit ausführbare Befehlssätze, wie z. B. Kalibrierungen und Wertetabellen. Jede Steuerung führt eine oder mehrere Steuerroutinen aus, um gewünschte Funktionen bereitzustellen. Die Routinen können in regelmäßigen Intervallen, wie z. B. während des laufenden Betriebs alle 100 Mikrosekunden, ausgeführt werden. Alternativ dazu können Routinen in Reaktion auf ein Auslöseereignis ausgeführt werden. Die Kommunikation zwischen den Steuerungen und die Kommunikation zwischen Steuerungen und Stellgliedern und/oder Sensoren können über eine direkte Drahtverbindung, einen vernetzten Kommunikationsbus, eine drahtlose Verbindung oder eine andere geeignete Kommunikationsverbindung erfolgen. Die Kommunikation beinhaltet den Austausch von Datensignalen auf eine geeignete Art, darunter auch z. B. elektrische Signale über ein leitfähiges Medium, elektromagnetische Signale durch die Luft, optische Signale über Lichtwellenleiter und dergleichen. Datensignale können diskrete, analoge oder digitalisierte analoge Signale beinhalten, die Eingaben von Sensoren und Stellgliedbefehle sowie Kommunikationssignale zwischen Steuereinheiten darstellen. Der Begriff „Signal“ bezieht sich auf eine physisch wahrnehmbare Anzeige, die Informationen übermittelt und kann eine geeignete Wellenform (z. B. elektrische, optische, magnetische, mechanische oder elektromagnetische) umfassen, wie beispielsweise Gleichstrom, Wechselspannung, Sinuswellen, Dreieckswelle, Rechteckwelle, Vibration und dergleichen, die durch ein Medium laufen können. Der Begriff ,Modell‘ bezeichnet einen prozessorbasierten oder einen über einen Prozessor ausführbaren Code und die zugehörige Kalibrierung, die die physische Existenz einer Vorrichtung oder eines physischen Prozesses simuliert. Wie hier verwendet, beschreiben die Begriffe ,dynamisch‘ und ,in dynamischer Weise‘ Schritte oder Prozesse, die in Echtzeit ausgeführt werden und gekennzeichnet sind durch das Überwachen oder sonstiges Bestimmen der Parameterzustände und dem regelmäßigen oder periodischen Aktualisieren von Parameterzuständen beim Ausführen einer Routine oder zwischen Iterationen beim Ausführen der Routine. Die Begriffe „Kalibrierung“, „Kalibrieren“ und verwandte Begriffe beziehen sich auf ein Ergebnis oder ein Verfahren, das eine tatsächliche oder Standardmessung, die mit einer Vorrichtung verbunden ist, mit einer wahrgenommenen oder beobachteten Messung oder einer befohlenen Position vergleicht. Eine hierin beschriebene Kalibrierung kann auf eine speicherbare parametrische Tabelle, mehrere ausführbare Gleichungen oder eine andere geeignete Form reduziert werden. Ein Parameter ist definiert als eine messbare Größe, die eine physikalische Eigenschaft einer Vorrichtung oder eines anderen Elements darstellt, die durch einen oder mehrere Sensoren und/oder ein physikalisches Modell erkennbar ist. Ein Parameter kann einen diskreten Wert aufweisen, z. B. entweder „1“ oder „0“, oder er kann in seinem Wert stufenlos variabel sein.
4 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer Schaltung 400 für den Leistungsumrichter 110, der ein Element der elektronischen Kommutator-Unteranordnung 115 zur Steuerung des Betriebs einer Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors 125 des Anlassers 100 ist. Der geschaltete Reluktanzmotor 125 ist in einer Ausführungsform als Dreiphasenvorrichtung konfiguriert. Andere mehrphasige Elektromotorkonfigurationen können mit den hierin beschriebenen Konzepten vorteilhaft konfiguriert und betrieben werden und fallen somit in den Anwendungsbereich dieser Offenbarung. Die Schaltung 400 ist konfiguriert, um die Statorwicklungen 119 des geschalteten Reluktanzmotors 125, die als erste, zweite und dritte Statorwicklung 422, 432, 442 dargestellt sind, mit pulsbreitenmodulierter elektrischer Leistung, die von der Gleichspannungsquelle 104 bezogen wird, zu versorgen. Ein beispielhaftes pulsbreitenmoduliertes Steuerschema wird durch ein Steuerdiagramm dargestellt, einschließlich Q1 entsprechend einem Steuersignal für die erste Statorwicklung 422, Q2 entsprechend einem Steuersignal für die zweite Statorwicklung 432 und Q3 entsprechend einem Steuersignal für die dritte Statorwicklung 442, die alle gegen elektrische Drehgrade aufgetragen sind, die auf der horizontalen Achse angegeben sind. Jede der ersten, zweiten und dritten Statorwicklung 422, 432, 442 ist in Reihe mit einem entsprechenden ersten, zweiten und dritten Leistungsschalter 424, 434, 444 zwischen einem ersten Hochspannungsbus 412 und einem Niederspannungsbus 414, die elektrisch mit der Gleichspannungsquelle 104 verbunden sind, angeordnet.
Der erste Hochspannungsbus 412 ist über einen dazwischenliegenden Leistungssteuerschalter 415 elektrisch mit der Gleichspannungsquelle 104 verbunden. Jede Verbindungsstelle der ersten, zweiten und dritten Statorwicklung 422, 432, 442 und des entsprechenden Schalters 424, 434, 444 ist elektrisch mit einem zweiten Hochspannungsbus 413 über eine entsprechende erste, zweite und dritte Diode 426, 436, 446 verbunden. Eine vierte Diode 456 stellt einen Shunt/Ableitung zwischen dem ersten Hochspannungsbus 412 und dem Niederspannungsbus 414 bereit.
Aktivierungen und Deaktivierungen des ersten, zweiten und dritten Leistungsschalters 424, 434, 444 und des Leistungssteuerschalters 415 werden durch Gate-Treiber gesteuert, die in der MCU 128 angeordnet sind. Der erste, zweite und dritte Leistungsschalter 424, 434, 444 wird operativ gesteuert, um elektrische Energie von der Gleichspannungsquelle 104 zu den entsprechenden Wicklungen des Stators 118 zu übertragen und um den geschalteten Reluktanzmotor 125 anzutreiben. Bei einer Ausführungsform sind der erste, zweite und dritte Leistungsschalter 424, 434, 444 MOSFET-Vorrichtungen. Alternativ können der erste, der zweite und der dritte Leistungsschalter 424, 434, 444 unter Verwendung eines oder mehrerer paralleler MOSFETs, GaN-FETs, SiC-FETs, IGBTs oder eines anderen Typs von Halbleiterschaltern gebildet werden. Die Leiterplattenstruktur kann eine mehrschichtige FR4-Platine mit Kupferzwischenschichten mit geeigneten Dicken umfassen. In anderen alternativen Beispielen kann der Energieverwaltungsabschnitt anstelle einer Leiterplatte eine Leistungsmodulanordnung umfassen, bei der Mikrochips direkt an einem direktgebundenen Kupfersubstrat (DBC- Direct Bonded Copper Substrate) angebracht sind. Eine Platte aus Kupfer oder Aluminium kann mit einer oder beiden Seiten eines isolierten Substrats (z. B. Aluminiumoxid oder Siliziumnitrid) mit Kupferbahnen verbunden sein. Die Platte kann vor dem Brennen oder der chemischen Ätzung unter Verwendung der Leiterplattentechnik vorgeformt werden, um eine elektrische Schaltung zu bilden, während eine Bodenplatte einfach gehalten werden kann. In weiteren Beispielen können Mikrochips mit Kupfersammelschienen oder auf einem Leiterrahmen verbunden sein, die ebenfalls eine Isolierung aufweist, die für das elektrische Schalten förderlich ist. Im Allgemeinen umfasst ein Energieverwaltungsabschnitt eine Vielzahl von Schaltern, die konfiguriert sind, um Leistung von der Energiequelle zu verwalten und um eine Pulsweitenmodulation (PWM) anzuwenden, wie im Folgenden näher erläutert wird. Diese Schalter können mit für die Montage auf der Leiterplatte fertig montierten Leitungen gepackt oder „in Form“ geformt und auf einem Kupferleiterrahmen montiert und drahtgebondet werden, um die elektrischen Verbindungen herzustellen.
Die Schaltung 400 für den Leistungsumrichter 110 ist als modifizierter (n+1) Schaltwandler konfiguriert, der betreibbar ist, um eine Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotor 125 des Anlassers 100 zu steuern. Alternativ kann die Schaltung 400 zum Steuern einer Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors 125 als ein elektrischer Wandler mit asymmetrischen elektrischen Halbbrückenwandlern, ein elektrischer Wandler mit bifilarer Wicklung, ein elektrischer C-Dump-Wandler oder ein anderer geeigneter elektrischer Wandler zum Umwandeln von elektrischer Gleichstromleistung auf eine elektrische Wechselstromleistung konfiguriert sein, die zum Steuern des Betriebs einer Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors 125 verwendet werden kann.
Der Betrieb des Anlassers 100 kann durch die Steuerung 170 gesteuert werden, die mit der elektronischen Kommutator-Unteranordnung 115 kommuniziert, welche die MCU 128, den Leistungsumrichter 110 und den/die Drehpositionssensor(en) 120 beinhaltet. Die Steuerung 170 beinhaltet einen Befehlssatz, wobei der Befehlssatz ausführbar ist, um den Betrieb des geschalteten Reluktanzmotors 125 dynamisch zu charakterisieren, die Induktivität des geschalteten Reluktanzmotors 125 basierend auf seinem charakterisierten Betrieb dynamisch zu bestimmen und eine Drehmoment-Steuerungsroutine im geschlossenen Regelkreis auszuführen, um den geschalteten Reluktanzmotor 125 basierend auf der dynamisch bestimmten Induktivität des geschalteten Reluktanzmotors zu steuern. Die Drehmoment-Steuerungsroutine im geschlossenen Regelkreis bestimmt dynamisch die Drehmomentabgabe des geschalteten Reluktanzmotors 125 basierend auf der dynamisch bestimmten Induktivität. Dieser Vorgang ist unter Bezugnahme auf die 5-1, 5-2, 6, 7-1 und 7-2 beschrieben.
Der geschaltete Reluktanzmotor 125 arbeitet durch sequentielles Anlegen elektrischer Energie an die Statorwicklungen 119 unter Verwendung von pulsbreitenmoduliertem Mehrphasenstrom, der von der elektronischen Kommutator-Unteranordnung 115 geliefert wird. Die an die Statorwicklungen 119 angelegte elektrische Energie induziert Magnetfelder, welche die Rotorpole 127 zur mechanischen Ausrichtung mit den angeregten Statorpolen 117 zwingen.
5-1 stellt grafisch die Induktivität in Bezug auf den elektrischen Strom dar, der dem Betrieb einer Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors 125 zugeordnet ist, die hierin beschrieben ist. Die Größenordnung der Induktivität wird auf der vertikalen Achse 510 in Bezug auf die Rotorposition angegeben, die auf der horizontalen Achse 520 dargestellt ist. Die Rotorposition wird über einen Bereich von einer elektrischen Gradzahl von 0 bis 360 Grad angezeigt. Der elektrische Strom beinhaltet Stromwerte einschließlich eines Mindeststroms 514 und eines Maximalstroms 512 sowie einen Bereich von Zwischenstromwerten. Für jeden der Stromwerte zwischen dem Mindeststrom 514 und dem Maximalstrom 512 tritt eine maximale Induktivität auf, wenn die Rotorposition eine elektrische Gradzahl von 180 aufweist, die als ausgerichtete Induktivität La(i) 526 bezeichnet wird. Für jeden der Stromwerte zwischen dem Mindeststrom 514 und dem Maximalstrom 512 tritt eine minimale Induktivität auf, wenn die Rotorposition bei einer elektrischen Gradzahl von 0 oder 360 liegt, die als nicht ausgerichtete Induktivität Lu(i) 522 bezeichnet wird. Für jeden der Stromwerte zwischen dem Mindeststrom 514 und dem Maximalstrom 512 tritt eine Mittelpunktinduktivität zwischen den Rotorpositionen einer elektrischen Gradzahl von 0 und 180 elektrischen Grad auf, die als Mittelpunktinduktivität Lm(i) 524 bezeichnet wird.
5-2 stellt grafisch die Induktivität in Bezug auf den elektrischen Strom dar, der dem Betrieb einer Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors 125, unter Verwendung der Daten von 5-1 zugeordnet ist. Hier wird die Induktivitätsgröße auf der vertikalen Achse 510 in Bezug auf den Strom angegeben, die auf der horizontalen Achse 515 in einem Bereich zwischen 0 Strom 511 und dem Maximalstrom 514 für die grafisch mit Bezug auf 5-1 dargestellten Daten dargestellt ist. Die Ergebnisse deuten daraufhin, dass die ausgerichtete Induktivität La(i) 526 größer ist als die mittlere Induktivität Lm(i) 524 und die nicht ausgerichtete Induktivität Lu(i) 522, und mit zunehmendem Strom auf den Maximalstrom 514 abnimmt, während die nicht ausgerichtete Induktivität Lu(i) 522 durch den Anstieg des Stroms auf den Maximalstrom 514 minimal beeinflusst wird.
Die Beziehung zwischen elektrischem Strom und Induktivität im geschalteten Reluktanzmotor 125 kann wie folgt charakterisiert werden: $L (θ, i) = L_{0} (i) + \sum_{x = 1}^{n} (L_{x} (i) * (cos (x N r θ + ϕ x)))$

worin
L₀(i) = f(L_a(i), L_m(i), L_u(i)), und
L_x(i) = g (L_a(i), L_m(i), L_u(i))
und worin:

L(θ, i) die Induktivität bei einem gegebenen elektrischen Winkel θ und den Strom i darstellt;
La(i) ist die ausgerichtete Induktivität;
Lm(i) ist die Mittelpunktinduktivität;
Lu(i) ist die nicht ausgerichtete Induktivität;
Nr ist die Anzahl oder Menge der Rotorpole; und
ϕx ist ein Phasenwinkel.

Die Induktivitätsterme La(i), Lm(i) und Lu(i) können wie folgt als Polynomgleichungen in Bezug auf den Strom i dargestellt werden: $La (i) = a_{01} + a_{11} (i) + a_{21} {(i)}^{2} + a_{31} {(i)}^{3} + \dots$
$Lm (i) = a_{02} + a_{12} (i) + a_{22} {(i)}^{2} + a_{32} {(i)}^{3} + \dots$
$Lu (i) = a_{03} + a_{13} (i) + a_{23} {(i)}^{2} + a_{33} {(i)}^{3} + \dots$
Die Beziehung zwischen elektrischem Strom und Induktivität im geschalteten Reluktanzmotor 125 kann angewendet werden, um den Betrieb des geschalteten Reluktanzmotors 125 dynamisch zu charakterisieren. Jede der Phasen des geschalteten Reluktanzmotors ist unabhängig, d. h. die Induktivität in einer der Phasen hat keinen Einfluss auf die Induktivität der anderen Phasen.

6 stellt schematisch eine Motorcharakterisierungsroutine 600 dar, die eine Kalibrierungsmethodik beinhaltet, um ein Selbstlernen in Echtzeit einer Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors 125 unter Verwendung einer Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Systems zu bewirken. Tabelle 1 stellt eine Aufschlüsselung bereit, in der die numerisch gekennzeichneten Blöcke und die entsprechenden Funktionen wie folgt und entsprechend der Motorcharakterisierungsroutine 600 aufgeführt sind. Die Lehren hierin in Bezug auf die funktionalen bzw. logischen Blockkomponenten bzw. verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben sein. Die Blockkomponenten können aus Hardware, Software- und/oder Firmware-Komponenten aufgebaut sein, die konfiguriert wurden, um die spezifizierten Funktionen auszuführen. Tabelle 1

BLOCK	BLOCKINHALTE
602	Start
604	Ausrichten auf Phase A
606	Anlegen eines Spannungsimpulses an Phase A
608	Überwachen und Aufzeichnen des Stroms von 0 bis Imax
610	Berechnen von Polynomkoeffizienten für die Induktivität an der ausgerichteten Position
612	Anlegen eines Spannungsimpulses an die Phasen B und C; Überwachen und Aufzeichnen des Stroms von 0 bis Imax
614	Berechnen von Polynomkoeffizienten für die Induktivität an Zwischenpositionen
616	Ende

Die Ausführung der Motorcharakterisierungsroutine 600 kann wie folgt fortschreiten. Die Schritte der Motorcharakterisierungsroutine 600 können in einer geeigneten Reihenfolge ausgeführt werden und sind nicht auf die Reihenfolge, die mit Bezug auf 6 beschrieben ist, beschränkt. Wie hierin angewendet, bezeichnet der Begriff „1“ eine positive Antwort oder „JA“, und der Begriff „0“ eine negative Antwort oder „NEIN“.
Die Motorcharakterisierungsroutine 600 wird ausgeführt, um eine Kalibrierung zu entwickeln, mit der ein einzelner der geschalteten Reluktanzmotoren 125 dynamisch gesteuert werden kann. Nach Beendigung der Motorcharakterisierungsroutine 600 kann die Motorinduktivität dynamisch basierend auf dem Strom i und dem Phasenwinkel ϕx unter Verwendung der Gl. 1 bestimmt werden. Die Motorcharakterisierungsroutine 600 wird unter Bezugnahme auf einen dreiphasig geschalteten Reluktanzmotor 125 beschrieben, einschließlich der Phasen, die nominal als A, B und C bezeichnet werden.
Nach dem Einleiten (602) erfolgt die Motorcharakterisierungsroutine 600 durch Bestimmen der vollständigen Ausrichtung des einen der Rotorpole und des entsprechenden der Statorpole, die der Phase A (604) zugeordnet sind, wobei zu diesem Zeitpunkt ein primärer Spannungsimpuls an Phase A (606) angelegt wird. Der primäre Spannungsimpuls kann eine Spannungsgröße aufweisen, die gleich oder größer als die Systemspannung für den Anlasser 100 ist, und eine Dauer von 1-2 ms aufweisen. Während des Anlegens des primären Spannungsimpulses an Phase A wird der durch Phase A fließende Phasenstrom bis zum Erreichen eines Maximalstroms, Imax (608), überwacht und aufgezeichnet. Der überwachte Strom, der durch Phase A fließt, wird unter Verwendung einer Kurvenanpassungsroutine zum Berechnen von Polynomkoeffizienten für die Gl. 1 für die Induktivität an der ausgerichteten Position (610) verwendet. Eine Kurvenanpassungsroutine kann die Regressionsanalyse verwenden, um die Polynomkoeffizienten für GL. 1 einzusetzen, worin die Polynomkoeffizienten folgendes beinhalten: a₀₁, a₀₂, a₀₃, ... a₁₁, a₀₂, a₁₂, a₂₂, a₃₂, ... a₀₃, a₁₃, a23, a33 ...
Wenn sich der geschaltete Reluktanzmotor 125 noch in der ausgerichteten Position gegenüber Phase A befindet, werden sekundäre Spannungsimpulse nacheinander an die Phasen B und C angelegt, worin jeder der sekundären Spannungsimpulse dem primären Spannungsimpuls ähnlich ist, der an Phase A angelegt wird. Auch hier werden entsprechende Phasenströme von 0 bis zum Maximalstrom, Imax (612), überwacht und aufgezeichnet. Der überwachte Strom, der durch die Phasen B und C fließt, wird unter Verwendung einer Kurvenanpassungsroutine zum Berechnen von Polynomkoeffizienten für die Gl. 1 für die Induktivität an den Zwischenpositionen (614) verwendet. Nach Beendigung der Kurvenanpassungsroutine ist die Charakterisierung abgeschlossen (616) und die resultierenden Koeffizienten werden erfasst und in der Steuerung 170 gespeichert. Das Ergebnis der Motorcharakterisierungsroutine 600 kann in einer anderen Routine verwendet werden, um die Motorinduktivität basierend auf dem Strom i und dem Phasenwinkel ϕx unter Verwendung von Gl. 1 dynamisch zu bestimmen.
7-1 veranschaulicht schematisch ein Motorsteuerungsschema 700 zum dynamischen Steuern des Betriebs einer Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors 125 zur Drehmomentübertragung auf eine Vorrichtung, z. B. auf das Motorschwungrad 140, unter Verwendung von Ausführungsformen des Leistungsumrichters 110 und der MCU 128. Die detaillierte Funktionsweise des Steuerschemas 700, das die Bedienung zum Minimieren der Drehmomentwelligkeit beinhaltet, wird mit Bezug auf eine Drehmomentwellensteuerungsroutine 760 beschrieben, die mit Bezug auf 7-2 beschrieben wird. Die hierin beschriebenen Steuerkonzepte können auf verschiedene Ausführungsformen des geschalteten Reluktanzmotors 125 angewendet werden und beschränken sich nicht auf die Anwendung des geschalteten Reluktanzmotors 125 im Anlasser 100 zum Starten des Motors.
Das Steuerschema 700 verwendet eine Drehmomentschätzroutine 730, die dynamisch ein Gesamtmotordrehmoment 702 in Echtzeit basierend auf überwachten Parametern schätzt, wie beispielsweise dem elektrischen Strom 706, der Spannung 708 und der Rotorposition 707 aus dem geschalteten Reluktanzmotor 125. Die dynamische Schätzung kann mit einer Auflösung von 1 elektrischen Grad in einer Ausführungsform berechnet werden. Vorzugsweise wird der elektrische Strom 706 für jede der Motorphasen gemessen.
Die Drehmomentschätzroutine 730 schätzt das Drehmoment für jede der Phasen gemäß der folgenden Gleichung: $T_{e, p h a s e} = 0.5 * \frac{\partial L_{p h a s e} (θ, i)}{\partial θ} i^{2}_{p h a s e}$

worin:

T_e,Phase das geschätzte Drehmoment für die Phase, d. h. eine der Phasen A, B oder C ist,
∂L_phase(θ,i)die Änderung der Induktivität für die Phase darstellt und mittels der Gl. 1 vorstehend bestimmt wird;
i_Phase ist der Strom für die Phase; und
θ ist der Phasenwinkel.

Das geschätzte Motordrehmoment 702, T_e kann durch die arithmetische Summierung der geschätzten Drehmomentwerte für jede der Phasen, angegeben durch x, bestimmt werden, wie mittels der Gl. 2 wie folgt verwendet: $T_{e} = \sum_{x = 1}^{N} (T_{e} (x))$
Das Motorsteuerungsschema 700 funktioniert durch Bestimmen einer arithmetischen Differenz zwischen einem Motordrehmomentbefehl 701 und dem geschätzten Motordrehmoment 702, das in eine PI-Steuerung 710 (proportional-integral) eingegeben wird, die basierend darauf einen Strombefehl 703 bestimmt. Der Strombefehl 703 wird zusammen mit der Spannung 704 von der Gleichstromquelle 104 und den PWM-Steuersignalen 709, die von der MCU 128 erzeugt werden, in den Wechselrichter 110 eingegeben. Der Wechselrichter 110 überträgt die elektrische Leistung 705 auf den geschalteten Reluktanzmotor 125, der als Reaktion auf das Drehen des Motorschwungrades 140 arbeitet.

Der Betrieb des Motorsteuerungsschemas 700, einschließlich des selektiven Betriebs zum Minimieren der Drehmomentwelligkeit, wird unter Verwendung einer Drehmomentwellensteuerungsroutine 760 beschrieben, die unter Bezugnahme auf 7-2 dargestellt ist. Tabelle 2 sieht eine Aufschlüsselung vor, in der die numerisch gekennzeichneten Blocks und die entsprechenden Funktionen wie folgt und entsprechend der Drehmomentwellensteuerungsroutine 760 aufgeführt sind. Die Lehren hierin in Bezug auf die funktionalen bzw. logischen Blockkomponenten bzw. verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben sein. Die Blockkomponenten können aus Hardware, Software- und/oder Firmware-Komponenten aufgebaut sein, die konfiguriert wurden, um die spezifizierten Funktionen auszuführen. Tabelle 2

BLOCK	BLOCKINHALTE
762	Routine einleiten
764	Überwachen des Motordrehmomentbefehls
766	Liegt die Motordrehzahl unter der Grunddrehzahl ?
768	Ist der Drehmomentwell ensteuerungsmodus aktiviert?
770	Te, err = Tcmd - Te, geschätzt
772	Icmd = kp * Te, err + ki* intg(Te,err) dt
773	Bestimmen des gewünschten Strombezugs aus der Nachschlagetabelle über den Drehmomentbefehl
774	Ende

Der Betrieb der Drehmomentwellensteuerungsroutine 760 arbeitet zum Minimieren der Drehmomentwelligkeit und geht wie folgt vor. Die Schritte können in einer geeigneten Reihenfolge ausgeführt werden und sind nicht auf die Reihenfolge, die mit Bezug auf 7-2 beschrieben ist, beschränkt. Wie hierin angewendet, bezeichnet der Begriff „1“ eine positive Antwort oder „JA“, und der Begriff „0“ eine negative Antwort oder „NEIN“.
Der Motordrehmomentbefehl wird zusammen mit der Überwachung der Motordrehzahl (764) überwacht. Wenn die Motordrehzahl kleiner als eine Grunddrehzahl (766)(0) ist, wird ein gewünschter Motorstrom aus einer vorkalibrierten Beziehung zwischen Motordrehzahl, Motordrehmoment und Betriebseigenschaften des geschalteten Reluktanzmotors 125 (773) ausgewählt und zum Steuern seines Betriebs implementiert, und diese Iteration endet (774).
Wenn die Motordrehzahl größer als die Grunddrehzahl (766)(1) ist, bestimmt die Routine, ob ein Drehmomentwellensteuerungsmodus aktiviert wurde (768), und wenn nicht (768)(0), wird der gewünschte Motorstrom aus der vorkalibrierten Beziehung zwischen Motordrehzahl, Motordrehmoment und Betriebseigenschaften des geschalteten Reluktanzmotors 125 (773) ausgewählt und zum Steuern seines Betriebs implementiert, und diese Iteration endet (774). Der Drehmomentwellensteuerungsmodus wird vorteilhaft bei niedrigen Motordrehzahlen aktiviert, z. B. wenn die Motordrehzahl in einer Ausführungsform weniger als 1000 U/min beträgt.
Wenn der Drehmomentwellensteuerungsmodus aktiviert wurde (768)(1), wird ein Drehmomentfehlerterm basierend auf einer Differenz zwischen dem Drehmomentbefehl und dem geschätzten Drehmoment, wie in Bezug auf die Gl. 2 und 3 von FIG. 7-1 (770) beschrieben. Der Drehmomentfehlerterm wird einer proportional-integralen Steuerung unterzogen, d. h. PI-Regler 710 zum Bestimmen des aktuellen Befehls 703 (774), wie in Bezug auf 7.1 dargestellt. Der Strombefehl 703 wird zusammen mit der Spannung 704 von der Gleichstromquelle 104 und den PWM-Steuersignalen 709, die von der MCU 128 erzeugt werden, in den Wechselrichter 110 eingegeben. Der Wechselrichter 110 arbeitet als Reaktion auf den Strombefehl 703, der Spannung 704 und den PWM-Steuersignalen 709 zum Übertragen von elektrischer Energie 705 zum Steuern des Betriebs des geschalteten Reluktanzmotors 125, und diese Iteration endet (774).
8-1 stellt grafisch einen aktuellen Befehl 815 für eine einzelne Betriebsphase einer Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors 125 dar, worin der aktuelle Befehl 815 ein PWM-Signal ist, das als Strom auf der vertikalen Achse 810 dargestellt wird, der in Bezug auf die Zeit auf der horizontalen Achse 820 dargestellt ist. Wie zu sehen ist, variiert die Größe des aktuellen Befehls 815 zwischen einem Soll-Maximalpunkt und einem Minimalpunkt. 8-2 stellt grafisch ein entsprechendes Drehmoment 825 dar, das dem Betrieb der Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors 125 zugeordnet ist, worin das Drehmoment auf der vertikalen Achse 830 dargestellt ist, die in Bezug auf die Zeit auf der horizontalen Achse 820 dargestellt ist. Das Drehmoment 825 beinhaltet einen erheblichen Schwung in der Größenordnung während des Aktivierungsabschnitts, der sich in hörbaren Geräuschen und/oder Systemschwingungen manifestieren kann.
9-1 stellt grafisch einen aktuellen Befehl 915 für eine einzelne Betriebsphase einer Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors 125 dar, worin der aktuelle Befehl 915 unter Verwendung des Motorsteuerungsschemas 700 bestimmt wird, das in Bezug auf die 7-1 und 7-2 beschrieben ist, einschließlich des aktuellen Befehls 915 auf der vertikalen Achse 910, der in Bezug auf die Zeit auf der horizontalen Achse 920 dargestellt ist. Wie zu sehen ist, variiert die Größenordnung des aktuellen Befehls 915 als Reaktion auf das geschätzte Drehmoment und die PI-Steuerroutine. 9-2 stellt grafisch ein entsprechendes Drehmoment 925 dar, das dem Betrieb der Ausführungsform des geschalteten Reluktanzmotors 125 zugeordnet ist, worin das Drehmoment auf der vertikalen Achse 930 dargestellt ist, die in Bezug auf die Zeit auf der horizontalen Achse 920 dargestellt ist. Das Drehmoment 925 weist während des Aktivierungsabschnitts eine minimale Abweichung von de minimis auf. Diese Auswirkung auf die Drehmomentabgabe 925 führt wie dargestellt zu geringen oder keinen erkennbaren Drehmomentschwankungen, was zu minimalen oder keinen negativen Auswirkungen auf die NVH-(Geräusch-Schwingungsfestigkeits)-Werte während des Betriebs des geschalteten Reluktanzmotors 125 führt.
Die hierin beschriebenen Konzepte sehen eine Konfiguration mit adaptiven, selbstlernenden Steuerungen für einen geschalteten Reluktanzmotor vor, der für eine Anwendung wie beispielsweise einen Anlasser geeignet ist. Das Charakterisieren des geschalteten Reluktanzmotors in Echtzeit ist nützlich, um den Motor über seinen gesamten Drehzahl-/Drehmomentbereich zu steuern, was die dynamische Drehmomentsteuerung zur Minimierung der Drehmomentwelligkeit und damit zur Verbesserung der NVH erleichtert.
Zu den mit dem geschalteten Reluktanzmotor (SRM - Switched Reluctance Machine) 125 verbundenen Merkmalen gehören die Robustheit, die Einfachheit der Motorkonstruktion, eine wünschenswerte Ausfallsicherheit und die quasi-Unempfindlichkeit gegenüber der Motortemperatur. Im Gegensatz zu anderen Elektromotoren verfügt SRM über keinen gebürsteten Kommutator, keine Permanentmagneten, keine Rotorwicklung und keinen Käfigläufer, sodass der Betrieb mit hoher Geschwindigkeit und schnellem Ansprechen aufgrund geringer Trägheit möglich ist. Die Leistung ist während des stromgesteuerten Betriebs unabhängig von der Umgebungstemperatur. Die Maschinenleistung hängt vom ohmschen Widerstand des Stators in einem Einzelimpulsmodus-Betrieb ab. Dieser ohmsche Widerstand des Stators basiert auf der Wicklungstemperatur. Erwünschte Kombinationen von Polzahlen und -phasen, damit der SRM selbststartend, symmetrisch, umkehrbar und für eine schnelle Anlasseranwendung kostengünstig ist, sind vorhanden.
Während die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren die vorliegenden Lehren unterstützen und beschreiben, wird der Umfang der vorliegenden Lehren jedoch einzig und allein durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Ausführungsformen und anderen Arten zur Ausführung der vorliegenden Lehren ausführlich beschrieben wurden, sind verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Umsetzung der vorliegenden Lehren, die in den hinzugefügten Ansprüchen definiert sind, möglich.

Claims

Anlasser für einen Verbrennungsmotor, Folgendes umfassend: einen mehrphasigen geschalteten Reluktanzelektromotor mit einem Rotor und einem Stator; eine elektronische Kommutator-Unteranordnung mit einem elektronischen Motorsteuergerät, einem Leistungswechselrichter und einem Drehpositionssensor, wobei der Leistungswechselrichter elektrisch mit dem Stator des geschalteten Reluktanzmotors verbunden ist, und eine Steuerung in Kommunikation mit dem elektronischen Motorsteuergerät, dem Leistungsumrichter und dem Drehpositionssensor, wobei die Steuerung einen Befehlssatz beinhaltet, wobei der Befehlssatz ausführbar ist zum: charakterisieren des Betriebs des geschalteten Reluktanzmotors, dynamisches Bestimmen der Induktivität des geschalteten Reluktanzmotors basierend auf dem charakterisierten Betrieb, und Ausführen einer Drehmoment-Steuerungsroutine mit geschlossenem Regelkreis, um den geschalteten Reluktanzmotor basierend auf der dynamisch bestimmten Induktivität des geschalteten Reluktanzmotors zu steuern; worin die Drehmoment-Steuerungsroutine im geschlossenen Regelkreis dynamisch die Drehmomentabgabe des geschalteten Reluktanzmotors basierend auf der dynamisch bestimmten Induktivität bestimmt.
Anlasser nach Anspruch 1, ferner umfassend den Befehlssatz, der ausführbar ist zum: dynamisches Überwachen der Drehposition des Rotors und des Stroms und der Spannung, die dem geschalteten Reluktanzmotor zugeführt werden, und dynamisches Bestimmen der Induktivität des geschalteten Reluktanzmotors basierend auf dem charakterisierten Betrieb, der Drehposition des Rotors, dem Strom und der Spannung, die dem geschalteten Reluktanzmotor zugeführt werden.
Anlasser nach Anspruch 1, ferner umfassend den Befehlssatz, der ausführbar ist zum: dynamisches Bestimmen der Drehmomentabgabe des geschalteten Reluktanzmotors basierend auf der Induktivität des geschalteten Reluktanzmotors, Bestimmen eines Drehmomentbefehls für den geschalteten Reluktanzmotor und Ausführen der Drehmomentsteuerungsroutine im geschlossenen Regelkreis, um den geschalteten Reluktanzmotor basierend auf dem dynamisch bestimmten Drehmoment des geschalteten Reluktanzmotors und dem Drehmomentbefehl zu steuern.
Anlasser nach Anspruch 1, worin der Rotor eine erste Vielzahl von Rotorpolen beinhaltet und worin der Stator eine zweite Vielzahl von Statorpolen beinhaltet; und worin der Befehlssatz, der ausführbar ist, um den Betrieb des geschalteten Reluktanzmotors zu charakterisieren, den Befehlssatz umfasst, der ausführbar ist zum: Ausrichten eines der Rotorpole mit einem entsprechenden der Statorpole, die einer ersten elektrischen Phase des geschalteten Reluktanzmotors zugeordnet sind, Anlegen eines ersten Spannungsimpulses an die eine der elektrischen Phasen, wobei der eine der Rotorpole mit dem anderen der Statorpole ausgerichtet ist, die der ersten der elektrischen Phasen zugeordnet sind, und gleichzeitiges Überwachen des elektrischen Stroms in der ersten der elektrischen Phasen, und Bestimmen einer Beziehung zwischen der Induktivität am ausgerichteten Rotorpol und dem darauf basierenden überwachten elektrischen Strom.
Anlasser nach Anspruch 4, worin die Beziehung zwischen der Induktivität an dem ausgerichteten der Rotorpole und dem überwachten elektrischen Strom wie folgt ausgedrückt wird: $L (θ, i) = L_{0} (i) + \sum_{x = 1}^{n} (L_{x} (i) * (c o s (x N r θ + ϕ x)))$
worin L₀(i) = f(L_a(i) , L_m(i), L_u(i)), und L_x(i) = g (L_a(i), L_m(i), L_u(i)) und worin: L(θ,i) die Induktivität bei einem gegebenen elektrischen Winkel θ und den Strom i darstellt; La(i) ist eine ausgerichtete Induktivität; Lm(i) ist eine Mittelpunktinduktivität; Lu(i) ist eine nicht ausgerichtete Induktivität; Nr ist eine Menge der Rotorpole des geschalteten Reluktanzmotors; und ϕx ist ein Phasenwinkel.
Anlasser nach Anspruch 4, ferner umfassend den Befehlssatz, der ausführbar ist zum: Anlegen eines zweiten Spannungsimpulses an eine zweite der elektrischen Phasen, wobei einer der Rotorpole nicht mit dem Statorpol für die erste der elektrischen Phasen ausgerichtet ist, und gleichzeitiges Überwachen des elektrischen Stroms in der zweiten der elektrischen Phasen, und Bestimmen einer Beziehung zwischen der Induktivität am nicht ausgerichteten Rotorpol und dem darauf basierenden überwachten elektrischen Strom.
Anlasser nach Anspruch 6, ferner umfassend den Befehlssatz, der ausführbar ist zum: Anlegen eines dritten Spannungsimpulses an eine dritte der elektrischen Phasen, wobei ein anderer des einen der Rotorpole nicht mit dem Statorpol für die erste der elektrischen Phasen ausgerichtet ist, und gleichzeitiges Überwachen des elektrischen Stroms in der dritten der elektrischen Phasen, und Bestimmen einer Beziehung zwischen der Induktivität an den nicht ausgerichteten Rotorpolen und dem überwachten elektrischen Strom basierend auf dem elektrischen Strom in der zweiten der elektrischen Phasen und dem elektrischen Strom in der dritten der elektrischen Phasen.
Verfahren zum Steuern eines mehrphasigen geschalteten Reluktanzmotors, der einen Rotor und einen Stator beinhaltet, einer elektronischen Kommutator-Unteranordnung, die ein elektronisches Motorsteuergerät, einen Leistungsumrichter und einen Drehpositionssensor beinhaltet, worin der Leistungsumrichter elektrisch mit dem Stator des geschalteten Reluktanzmotors verbunden ist und worin der Rotor eine erste Vielzahl von Rotorpolen beinhaltet und worin der Stator eine zweite Vielzahl von Statorpolen beinhaltet, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Charakterisieren des Betriebs des geschalteten Reluktanzmotors; dynamisches Bestimmen der Induktivität des geschalteten Reluktanzmotors basierend auf dem charakterisierten Betrieb; dynamisches Bestimmen einer Drehmomentabgabe vom geschalteten Reluktanzmotor basierend auf der dynamisch bestimmten Induktivität; und Steuern des geschalteten Reluktanzmotors basierend auf der dynamisch bestimmten Induktivität des geschalteten Reluktanzmotors und der Drehmomentabgabe vom geschalteten Reluktanzmotor.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend: dynamisches Überwachen der Drehposition des Rotors und des Stroms und der Spannung, die dem geschalteten Reluktanzmotor zugeführt werden, und dynamisches Bestimmen der Induktivität des geschalteten Reluktanzmotors basierend auf dem charakterisierten Betrieb, der Drehposition des Rotors, dem Strom und der Spannung, die dem geschalteten Reluktanzmotor zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, worin das dynamische Bestimmen eines Drehmoments, das vom geschalteten Reluktanzmotor abgegeben wird, basierend auf der Induktivität des geschalteten Reluktanzmotors, Folgendes umfasst: Bestimmen eines Drehmomentbefehls für den geschalteten Reluktanzmotor; und Steuern des geschalteten Reluktanzmotors basierend auf der dynamisch bestimmten Drehmomentabgabe des geschalteten Reluktanzmotors und des Drehmomentbefehls.