Die Erfindung betrifft ein computer-implementiertes Verfahren zum Bestimmen eines Steuerbefehls zum Steuern einer Synchronmaschine, ein computer-implementiertes Verfahren zum Erstellen einer Datenbank mit Minimal-Stromwertepaaren und eine Steuerungseinheit.

Typischerweise werden elektrische Maschinen, sogenannte E-Maschinen, insbesondere Permanentmagnet-Synchronmaschinen zur Bestimmung optimaler Sollgrößen vermessen, derart dass aus den Messdaten Wertetabellen generiert werden können, die in ein entsprechendes Steuergerät als Teil eines Algorithmus implementiert werden müssen. Ein Vorteil dieses Vorgehens ist, dass Nichtlinearitäten, wie z.B. der Einfluss von magnetischer Sättigung, intrinsisch berücksichtigt werden. Ein Nachteil ist der Vermessungsaufwand, der nötige Speicherbedarf im Steuergerät für die Wertetabellen sowie das Fehlen physikalisch deutbarer, parametrischer Zusammenhänge im Algorithmus.

Ein weiterer Nachteil ist ein hoher Speicherbedarf zum Speichern des Algorithmus. Die Algorithmen sind nicht zugleich physikalisch deutbar und bilden nicht die nichtlineare Dynamik ab. Ebenfalls ist nicht der gesamte Arbeitsbereich der E-Maschine nutzbar. Schließlich können die Verfahren bzw. die resultierenden Werte im Flussschwächebereich nicht optimal sein, insbesondere wird das Drehmoment nur durch einen sehr hohen Strom erreicht.

US 2016/352,276 A1 beschreibt ein System mit einem Energieabsorber, einer zu dem Energieabsorber gekoppelten elektrischen Maschine, einem zu der elektrischen Maschine gekoppelten Antrieb und einer Steuerung. Die Steuerung variiert eine an der Maschine angelegte Spannung, wobei das Drehmoment beibehalten wird, und ermittelt basierend auf der variierenden Spannung einen minimalen Strom zum Beibehalten des Drehmoments. US 2017/141 ,711 A1 beschreibt ein Verfahren zur Optimierung der Effizienz eines Induktionsmotors, wobei für das Verfahren mittels eines Algorithmus ein Belastungsfaktor bestimmt wird. Zu diesem Zweck werden verschiedene Eingangsgrößen bestimmt, wie ein Drehmoment eines Motors, ein mittels eines weiteren Algorithmus zu bestimmender Leistungsfaktor, eine anliegende Drehmom entström kom ponente und eine Magnetfeld-Strom-Komponente.

Insbesondere für den Bereich hoher Drehzahlen (konstanter Leistungsbereich/Be- reich oberhalb der Basisdrehzahl) werden häufig sogenannte Flusschwäche-Regler eingesetzt. Diese können tabellenbasiert oder als überlagerte Spannungsregler realisiert werden. Dabei wird jeweils für ein Solldrehmoment T* der Sollstrom (i*d; i*q) aus einem Schnittpunkt der Spannungsellipse bei der aktuellen Drehzahl w mit dem maximalen Stromkreis bestimmt. Die reglerbasierten Verfahren basieren häufig auf der Annahme, dass der D-Achsen-Anteil des Stroms null ist. Daher sind diese Verfahren nicht energieoptimal.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein computer-implementiertes Verfahren zum Bestimmen eines Steuerbefehls eines elektrischen Antriebs, ein computer-implementiertes Verfahren zum Erstellen einer Datenbank mit Minimal-Stromwer- tepaaren und eine Steuerungseinheit bereitzustellen, die einen oder mehrere der zuvor genannten Nachteile beheben und/oder verbessern. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Ströme zum Betreiben des Antriebs derart zu bestimmen, dass diese minimal, für den Flussschwächebereich zulässig und/oder verlustoptimiert sind.

Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt durch ein computer-implementiertes Verfahren zum Steuern eines elektrischen Antriebs gelöst. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen einer Drehmoment-Hyperbel für vorbestimmte Drehmomente eines elektrischen Antriebs in einem d-q-Koordinatensystem basierend auf einem Flusskennfeld des Antriebs, wobei sich das d-q-Koordinatensystem mit einem Stator des Antriebs dreht und wobei die q-Achse des Koordinatensystems ein Drehmoment und die d-Achse des Koordinatensystems eine magnetische Flussdichte angeben. Das Verfahren umfasst weiter ein Bestimmen einer Spannungsellipse für ein oder mehrere Drehmomente der vorbestimmten Drehmomente, insbesondere für jedes der vorbestimmten Drehmomente basierend auf einer Spannungsgleichung, wobei die Spannungsgleichung auf magnetischen Flüssen des Flusskennfelds, maximaler Ströme zum Betreiben des Antriebs in dem d-q-Koordinatensystem und Drehzahlen basiert, wobei die Drehzahlen auf dem einen oder den mehreren Drehmomenten basieren. Weiter umfasst das Verfahren ein Bestimmen einer Schnittmenge in dem d-q- Koordinatensystem basierend auf den maximalen Strömen, der Drehmoment-Hyperbel und der Spannungsellipse und ein Bestimmen jeweils zumindest eines Minimal- Stromwertepaars in der Schnittmenge für die Drehzahlen. Das jeweilige zumindest eine Minimal-Stromwertepaar ist ein Stromwertepaar der Schnittmenge, das unterhalb eines vorbestimmten beitragsmäßigen Statorstromschwellenwerts liegt und einen Statorstrom des Stators zum Betreiben des Antriebs für die jeweilige Drehzahl charakterisiert. Alternativ ist das jeweilige zumindest eine Minimal-Stromwertepaar ein Stromwertepaar der Schnittmenge, das einen beitragsmäßigen minimalen Statorstrom des Stators zum Betreiben des Antriebs für die jeweilige Drehzahl charakterisiert. Weiter umfasst das Verfahren ein Ausgeben eines Steuerbefehls zum Steuern des Antriebs zumindest teilweise basierend auf den bestimmten minimalen Stromwertepaaren und einem Solldrehmoment des Antriebs.

Mittels des vorgeschlagenen Verfahrens kann auf besonders Computer-Ressourcen schonende Weise zumindest ein Minimal-Stromwertepaar aus einer Vielzahl von möglichen Stromwertepaaren bestimmt werden, wobei dieses Minimal-Stromwertepaar einen möglichst geringen, insbesondere einen minimalen Strom zum Betreiben des Antriebs charakterisiert. Folglich wird ein (Strom-) effizientes Betreiben des Antriebs ermöglicht. Insbesondere können mittels des Verfahrens bezüglich Kupferverlusten energieoptimale Minimal-Stromwertepaare zur verlustminimierten Regelung des Antriebs im Flussschwächebereich bestimmt werden. Weiter können nichtlineare Eigenschaften der Maschinendynamik des Antriebs bei der Bestimmung von bezüglich Kupferverlusten energieoptimalen Minimal-Stromwertepaaren zur verlustminimierten Regelung von Synchronmotoren im Flussschwächebereich berücksichtigt werden. Der Antrieb kann eine elektrische Maschine, eine sogenannte E-Maschine sein. Der Antrieb kann eine rotierende elektrische Maschine sein, in der ein Rotor des Antriebs synchron mit einem Drehfeld des Stators des Antriebs läuft. Der Antrieb kann ein Synchronmotor, ein Asynchronmotor, ein Stellantrieb und/oder ein Achsantrieb sein. Insbesondere kann der Antrieb ein Permanent-magnetischer Synchronmotor sein. Der Antrieb kann zum Antreiben eines Fahrzeug- und/oder Windkraftgetriebes und/oder Lenksystems ausgebildet sein. Das d-q-Koordinatensystem kann mittels einer d/q-Transformation, der sogenannten Park-Transformation bestimmt werden. Dabei können dreiphasige Größen wie bei einer Drehstrommaschine mit den Achsen U, V, W in ein zweiachsiges Koordinatensystem mit den Achsen d und q überführt werden.

Die Regelung und/oder Steuerung des Antriebs kann auf einen Arbeitspunkt erfolgen, der in dem d-q-Koordinatensystem eine q-Komponente und eine d-Komponente des durch den Antrieb fließenden Stroms, insbesondere des Minimal-Stromwerte- paars aufweist. Die Minimal-Stromwerte-Paare können einen Strom l_q und einen Strom l_d aufweisen, wobei die jeweiligen Ströme die Komponenten in dem d-q-Ko- ordinatensystem sind. Der Arbeitspunkt kann bezüglich des Soll-Drehmoments bestimmt werden.

Das Flusskennfeld kann linear, affin oder nichtlinear sein. Insbesondere kann das Flusskennfeld linear, affin oder nichtlinear verkettet sein. Das Flusskennfeld kann einen magnetischen Fluss des Antriebs in dem Koordinatensystem charakterisieren. Das Flusskennfeld kann verkettete magnetische Flüsse und dem d-q-Koordinatensystem aufweisen. Das Flusskennfeld kann aus einem Flusskennfeld in der q- und ein Flusskennfeld in der d-Richtung des d-q-Koordinatensys- tems aufweisen. Weiter kann das Flusskennfeld durch eine Vermessung des elektrischen Antriebs, aus einer Finite-Elemente-Simulation und/oder einer Modellierung bestimmt werden. Die Modellierung kann eine phänomenologische Modellierung sein.

Die Drehmoment-Hyperbel kann basierend auf dem Flusskennfeld, insbesondere den verketteten magnetischen Flüssen bestimmt werden durch: wobei die Konstante k auf einer Anzahl der Phasen, einer Anzahl der Pole, einer Verschaltung des elektrischen Antriebs und aus einem Typ der d-q-Transformation ergibt. Die Verschaltung der Maschine kann eine Stern-Verschaltung oder eine Dreieck-Verschaltung sein. Die d-q-Transformation kann eine Park-Transformation sein. Die Anzahl der Phasen kann drei sein.

Die maximalen Ströme können maximale Stromwertepaare sein. Der maximale Strom kann vorbestimmt sein. Die maximalen Ströme können zumindest auf einem von einer maximalen thermischen Belastbarkeit des Antriebs und einem den Antrieb speisenden Umrichter, insbesondere dessen maximal zur Verfügung stellbaren Strömen basieren.

Das d-q-Koordinatensystem dreht sich mit dem Stator des Antriebs. Das Koordinatensystem kann drehfest mit dem Stator sein.

Die Schnittmenge kann durch die Drehmoment-Hyperbel, die Spannungsellipse, den maximalen Strömen und die Schnittpunkte dieser begrenzt sein.

Das Verfahren kann weiter ein Ermitteln des Flusskennfelds des Antriebs und/oder ein Bereitstellen des Flusskennfelds des Antriebs umfassen.

Die Drehmomente und/oder die Drehzahlen können auf einem vorbestimmten Arbeitsbereich des Antriebs basieren.

Die Spannungsellipse kann für jedes Drehmoment der vorbestimmten Drehmomente basierend auf der Spannungsgleichung oder kann für eine oder mehrere der vorbestimmten Drehmomente basierend auf der Spannungsgleichung bestimmt werden. Die einen oder mehreren für die Spannungsellipse verwendeten Drehmomente können eine Untermenge der vorbestimmten Drehmomente bilden. Insbesondere kann nur jedes zweite, dritte, vierte oder fünfte Drehmoment der vorbestimmten Drehmomente verwendet werden, wobei sich die Nummerierung der Drehmomente auf eine Anordnung der Drehmomente mit aufsteigender oder reduzierender Drehzahl bezieht. Die Spannungsellipse kann durch ein Verbinden der Ergebnisse der Spannungsgleichung der einen oder die mehreren Drehmomente bestimmt werden. Zum Verbinden der Ergebnisse können die Ergebnisse interpoliert, linear und/oder nichtlinear verbunden werden.

Der Statorstromschwellenwert kann eine Untermenge der Schnittmenge charakterisiert, die beitragsmäßige Statorströme aufweist, die kleiner gleich oder kleiner als 30 %, 20%, 10% oder 5% eines beitragsmäßigen maximalen Statorstroms der Schnittmenge sind. Das Minimal-Stromwertepaar bzw. die Minimal-Stromwertepaare können aus dieser Untermenge bestimmt sein.

Der Steuerbefehl kann zumindest einen Strombefehl für das Solldrehmoment umfassen, der ein minimales Stromwertepaar zum Betreiben des Antriebs aufweist, derart, dass das zugehörige Drehmoment dem Solldrehmoment entspricht. Folglich kann mittels des Steuerbefehls ein aktuelles Drehmoment des Antriebs derart geregelt werden, dass dieser sich dem Solldrehmoment annähert und/oder diesem entspricht.

Das Verfahren kann weiter ein Empfangen einer Solldrehmomenteingabe, die den Solldrehmoment charakterisiert, ein Erfassen des aktuellen Drehmoments, und ein Bestimmen des Steuerbefehls zum Steuern des Antriebs basierend auf dem aktuellen Drehmoment und dem Solldrehmoment umfassen, insbesondere derart, dass sich das aktuelle Drehmoment an das Solldrehmoment basierend auf dem Steuerbefehl annähert und/oder dem Solldrehmoment entspricht.

Die Aufgabe wird weiter gemäß einem zweiten Aspekt durch ein computer-implemen- tiertes Verfahren zum Erstellen einer Datenbank mit Minimal-Stromwertepaaren zum Betreiben eines elektrischen Antriebs gelöst. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen einer Drehmoment-Hyperbel für vorbestimmte Drehmomente eines elektrischen Antriebs in einem d-q-Koordinatensystem basierend auf einem Flusskennfeld des Antriebs, wobei sich das d-q-Koordinatensystem mit einem Stator des Antriebs dreht und wobei die q-Achse des Koordinatensystems ein Drehmoment und die d-Achse des Koordinatensystems eine magnetische Flussdichte angibt. Weiter umfasst das Verfahren ein Bestimmen einer Spannungsellipse für ein oder mehrere Drehmomente der vorbestimmten Drehmomente basierend auf einer Spannungsgleichung, wobei die Spannungsgleichung auf magnetischen Flüssen des Flusskennfelds, maximaler Ströme zum Betreiben des Antriebs in dem d-q-Koordinatensystem und Drehzahlen basiert und wobei die Drehzahlen auf dem einen oder den mehreren Drehmomenten basieren. Das Verfahren umfasst weiter ein Bestimmen einer Schnittmenge in dem d-q-Koordinatensystem basierend auf den maximalen Strömen, der Drehmoment-Hyperbel und der Spannungsellipse und ein Bestimmen jeweils zumindest eines Minimal-Stromwertepaars in der Schnittmenge für die Drehzahlen. Das jeweilige zumindest eine Minimal-Stromwertepaar ist ein Stromwertepaar der Schnittmenge, das unterhalb eines vorbestimmten beitragsmäßigen Statorstromschwellenwerts liegt und einen Statorstrom des Stators zum Betreiben des Antriebs für die jeweilige Drehzahl charakterisiert. Alternativ ist das jeweilige zumindest eine Minimal-Stromwerte- paar ein Stromwertepaar der Schnittmenge, das einen beitragsmäßigen minimalen Statorstrom des Stators zum Betreiben des Antriebs für die jeweilige Drehzahl charakterisiert. Das Verfahren umfasst weiter ein Erstellen einer Datenbank und Speichern der Minimal-Stromwertepaare in der Datenbank.

Merkmale des ersten Aspekts können als Merkmale des zweiten Aspekts und umgekehrt ausgebildet sein und werden an dieser Stelle nicht wiederholt.

Die Aufgabe wird gemäß einem dritten Aspekt durch eine Datenbank gelöst, die durch ein Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt erstellt wurde.

Die Aufgabe wird gemäß einem vierten Aspekt durch ein Computerprogrammprodukt gelöst, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Prozessor diesen veranlassen, das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt und/oder dem zweiten Aspekt auszuführen.

Die Aufgabe wird gemäß einem fünften Aspekt durch eine Steuerungseinheit zum Steuern eines elektrischen Antriebs gelöst, umfassend einen Prozessor, ausgebildet zum Ausführen eines Computerprogrammprodukts gemäß dem vierten Aspekt. Die Steuereinheit kann einen Speicher umfassen, eingerichtet zum Speichern zumindest eines von zumindest einer der Drehmomenthyperbeln, zumindest eines der vorbestimmten Drehmomente, des Flusskennfelds, zumindest einer der Spannungsellipsen, der magnetischen Flüsse, der maximalen Ströme, den Drehzahlen, zumindest einer der Schnittmengen, zumindest eines der minimalen Stromwertepaare und zumindest eines der Steuerbefehle.

Der Prozessor kann weiter dazu ausgebildet sein, den Steuerbefehl an einen Regelungsalgorithmus des Antriebs auszugeben.

Der Prozessor kann dazu ausgebildet sein, die Schritte des Bestimmens der Drehmoment Hyperbel, des Bestimmens der Spannungsellipse, des Bestimmens der Schnittmenge und des Bestimmens des jeweils zumindest einen Minimal-Stromwer- tepaars auszuführen und anschließend den Steuerbefehl und/oder das oder die ermittelten Minimal-Stromwertepaare an den Regelungsalgorithmus auszugeben. Der Regelungsalgorithmus kann dazu ausgebildet sein, den elektrischen Antrieb zu steuern.

Die Aufgabe wird weiter gemäß einem sechsten Aspekt durch ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb gelöst, umfassend einen Prozessor zum Ausführen eines Computerprogrammprodukts gemäß dem vierten Aspekt und/oder eine Steuerungseinheit gemäß dem fünften Aspekt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden exemplarisch anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines computer-implementierten Verfahrens zum Steuern eines Fahrzeugs mit einem elektrischen Antrieb gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines computer-implementierten Verfahrens zum Erstellen einer Datenbank gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Steuerungseinheit zum Steuern eines elektrischen Antriebs gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel; und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem elektrischen Antrieb gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.

In den Figuren sind gleiche oder im Wesentlichen funktionsgleiche beziehungsweise -ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines computer-implementierten Verfahrens zum Steuern eines elektrischen Antriebs eines Fahrzeugs. Der elektrische Antrieb kann eine Synchronmaschine oder eine Asynchronmaschine sein. Weiter umfasst der Antrieb einen Stator und einen Rotor, wobei der Rotor Permanentmagneten aufweist. Durch eine Versorgung des Stators mit Strom wird der Rotor in Drehung versetzt und ein Antrieb erzeugt, wobei sich der Rotor um eine Drehachse dreht. Der Stator kann Spulen aufweisen, insbesondere drei Spulen, die gleichmäßig versetzt entlang eines Umfangs des Stators angeordnet sind. Es können drei Phasen U, V und W vorgesehen sein, wobei jede Phase U, V, W mit gleich vielen Spulen verbunden ist und die Spulen äquidistant auf dem Umfang verteilt sind. Werden die Phasen U, V, W mit phasenverschobenen Wechselströmen angesteuert, so wird ein Drehmoment generiert, das den Rotor um die Drehachse bezüglich des Stators dreht.

Da die Ströme der Phasen U, V, W in Summe Null ergeben, kann ein Stromzeiger bzw. Stromvektor aufweisen Stromwertepaare in einem statorfesten, zweidimensionalen a/ß-Koordinatensystem dargestellt werden. Nachfolgend wird ein statorfestes d/q-Koordinatensystem verwendet, wobei sich das d-q-Koordinatensystem mit einem Stator des Antriebs dreht. Die q-Achse des Koordinatensystems gibt ein Drehmoment und die d-Achse des Koordinatensystems gibt eine magnetische Flussdichte an.

Die nachfolgend beschriebenen Schritte des Verfahrens 100 sind lediglich in beispielhafter Reihenfolge angegeben, wobei die Erfindung nicht auf diese eingeschränkt ist. Insbesondere können die Schritte 110, 120, 130 in beliebiger Reihenfolge und/oder gleichzeitig ausgeführt werden. In einem ersten Schritt 110 wird eine Drehmoment-Hyperbel für vorbestimmte Drehmomente des elektrischen Antriebs in dem d-q-Koordinatensystem basierend auf einem Flusskennfeld des Antriebs bestimmt. Das Flusskennfeld kann vorab bestimmt oder erhalten werden. Insbesondere kann das Flusskennfeld durch eine Vermessung des Antriebs bestimmt werden.

In einem weiteren Schritt 120 wird eine Spannungsellipse für ein oder mehrere Drehmomente der vorbestimmten Drehmomente basierend auf einer Spannungsgleichung bestimmt. Insbesondere werden für jeden der vorbestimmten Drehmomente die Spannungsellipse bestimmt. Die Spannungsgleichung basiert auf magnetischen Flüssen des Antriebs in dem Flusskennfeld, maximalen Strömen zum Betreiben des Antriebs in dem d-q-Koordinatensystem und Drehzahlen, wobei die Drehzahlen auf dem einen oder den mehreren Drehmomenten basieren.

Die dem Antrieb zuführbaren maximalen Ströme ergeben sich zumindest teilweise basierend auf einem von einer maximalen thermischen Belastbarkeit des Antriebs und einem den Antrieb speisenden Umrichter, insbesondere dessen maximal zur Verfügung stellbaren Ströme. In dem d-q-Koordinatensystem kann sich für die maximalen Ströme ein Kreis ergeben.

Weiter wird in Schritt 130 eine Schnittmenge in dem d-q-Koordinatensystem basierend auf den maximalen Strömen, der Drehmoment-Hyperbel und der Spannungsellipse bestimmt. In einem weiteren Schritt 140 wird jeweils zumindest eines Minimal- Stromwertepaars in der Schnittmenge für die Drehzahlen bestimmt. Die Schnittmenge umfasst eine Vielzahl an unterschiedlichen Stromwertepaaren für eine Drehzahl, die verwendet werden könnten, um den Antrieb anzutreiben, derart, dass die Drehzahl bzw. ein entsprechendes Drehmoment erreicht wird. Mittels des vorgeschlagenen Verfahrens ist es möglich, auf einfache Art und Weise ein Stromwertepaar zu bestimmen, dass beitragsmäßig einen geringsten Statorstrom darstellt. Mittels dieses Minimal-Stromwertepaars kann der Antrieb derart betrieben werden, dass das Drehmoment von dem Antrieb effizient erreicht wird. Folglich kann mit einem minimalen Strom ein maximales Drehmoment erzeugt werden. Alternativ kann das jeweilige zumindest eine Minimal-Stromwertepaar ein Stromwertepaar der Schnittmenge sein, das unterhalb eines vorbestimmten beitragsmäßigen Statorstromschwellenwerts liegt und einen Statorstrom des Stators zum Betreiben des Antriebs für die jeweilige Drehzahl charakterisiert. Es können zwei, drei oder mehr Minimal-Stromwertepaare für die jeweilige Drehzahl bestimmt werden. Beispielsweise kann eine Unterschnittmenge der Schnittmenge, bestimmt durch den Statorstromschwellenwert, bestimmt werden. Beispielsweise können die unteren 5% der Schnittmenge als Untermenge betrachtet werden. Aus dieser Untermenge können ein, zwei oder mehr Minimal-Stromwertepaare bestimmt werden.

In einem weiteren Schritt 150 wird ein Steuerbefehl zum Steuern des Antriebs zumindest teilweise basierend auf den bestimmten minimalen Stromwertepaaren und einem Solldrehmoment des Antriebs ausgegeben. Der Solldrehmoment kann durch eine Solldrehmomenteingabe empfangen werden, die den Solldrehmoment charakterisiert. Es kann weiter ein aktuelles Drehmoment erfasst werden, um zu überprüfen, ob das aktuelle Drehmoment mit dem Solldrehmoment übereinstimmt. Der Steuerbefehl kann derart bestimmt werden, dass sich das aktuelle Drehmoment an das Solldrehmoment basierend auf dem Steuerbefehl annähert und/oder dem Solldrehmoment entspricht.

Fig. 2 zeigt ein schematisches Verfahren 200 zum Erstellen einer Datenbank mit Mi- nimal-Stromwertepaaren.

Die Schritte 210 bis 240 sind dabei den Schritten 110 bis 140 ähnlich, insbesondere identisch. Das Verfahren 200 unterscheidet sich von dem Verfahren 100 dadurch, dass in Schritt 250 eine Datenbank erstellt wird und die Minimal-Stromwertepaare in der Datenbank gespeichert werden. Insbesondere werden die Minimal-Stromwertepaare in Zusammenhang mit einem zugehörigen Drehmoment und/oder einer zugehörigen Drehzahl gespeichert. Folglich kann eine Datenbank bereitgestellt werden, welche beispielsweise in Form einer Tabelle die Drehmomente und die zugehörigen Minimal-Stromwertepaare angibt. Entsprechend kann ein Speicherbedarf reduziert werden. Ebenfalls kann die Datenbank einfach ausgelesen werden und Computer- Ressourcen werden gespart.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Steuerungseinheit 300 zum Steuern eines elektrischen Antriebs eines Fahrzeugs 400 mit einem Prozessor 310 und einem Speicher 320, wobei der Speicher 320 optional ist. Die zuvor beschriebenen Verfahren 100, 200 können als Computerprogrammprodukt auf dem Speicher gespeichert, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch den Prozessor 310 diesen veranlassen, das Verfahren 100 und/oder 200 auszuführen. Die Steuerungseinheit 300 kann Teil des Fahrzeugs 400 sein. Das Computerprogrammprodukt kann auf dem Speicher 320 gespeichert sein.

Nachfolgend werden zumindest teilweise die in dem Verfahren 100 und/oder 200 erläuterten Schritte anhand eines Ausführungsbeispiels eines Algorithmus beschrieben.

\begin{lstlisting}

// Initialisierung:

W // Drehzahlvektor

T // Drehmomentvektor l_max // Maximaler Statorstrom

U_max //Maximale Spannung

Psi_d, Psi_q // magnetisch verkettete Flusskennfelder

M // Drehmomentkennfeld

// Bestimmung zulässiger Ströme l_d und l_q für Werte in T: for k = 1 :length(T) // Für jedes T(k) l=0;

// Initialisierung Startwert H ;

// Initialisierung Stromschritte

Deltal;

// Initialisierung Winkelschritte

DeltaGamma;

// Durchlauf für jeden Statorstrombetrag Itotal von 11 bis l_max in Schritten Deltal for Itotal = 11 : Deltal: l_max

1=1+1 ;

Gamma = 0:DeltaGamma:pi/2 H Definition eines Winkelvektors Gamma l_d = -Itotal *sin(Gamma) H Berechung von Id für Itotal l_q = Itotal *cos(Gamma) // Berechung von Iq für Itotal

Ttotal = Interpolation von M mit l_d und l_q

H Bestimmung des Index bezüglich T, d.h. I_d und l_q, die T(k) erzeugen

[Wert, Index] = min((Ttotal-T(k)) ^A 2) id_FW(l,k) = l_d(lndex) iq_FW(l,k) = l_q(index) end end

// Bestimmung der optimalen Paare ld_OptFW, Iq DptFW bezüglich

H betragsmäßig minimalem Statorstrom ||(l_d, l_q)||

H in Abhängigkeit der Drehzahl: for k = 1 :length(T) // Für jedes T(k) for n = 1 :length(W) // Für jedes W(k) for I = 1 :length(id_FW) // Für alle id_FW und iq_FW

H Bestimmung des magnetischen Flusses psid

Psid(l) = Interpolation von Psi_d mit id_FW und iq_FW // Bestimmung des magnetischen Flusses psiq

Psiq(l) = Interpolation von Psi_q mit id_FW und iq_FW

H Falls id_FW und iq_FW innerhalb der Spannungsellipse if (W(n) ^A 2*( Psid(l) ^A 2+ Psiq(l) ^A 2 )<=U_max ^A 2)

H Speicherung der zulässigen Werte l(l,k) = sqrt(id_FW(l,k) ^A 2 + iq_FW(l,k) ^A 2) eise l(l,k) = inf; // Berücksichtigung nicht zulässiger Werte end end end

// Ermittlung des Index des minimalen zulässigen Werts

[Wert, Index] = min(l(:,k))

H Speicherung des minimalen zulässigen Werts ld_OptFW(k, n) = id_FW(lndex,k);

H Speicherung des minimalen zulässigen Werts lq_OptFW(k, n) = iq_FW(lndex,k); end end

\end{lstlisting}

Fig. 4 zeigt schematisch ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb und einer Steuerungseinheit 300 gemäß Fig. 3. Mittels der Steuerungseinheit 300 kann der elektrische Antrieb energieeffizient betrieben werden. Bezugszeichen

Computer-implementiertes Verfahren zum Steuern eines elektrischen Antriebs

Bestimmen einer Drehmoment-Hyperbel

Bestimmen einer Spannungsellipse

Bestimmen einer Schnittmenge

Bestimmen von Minimal-Stromwertepaaren

Ausgeben eines Steuerbefehls zum Steuern des Antriebs

Computer-implementiertes Verfahren zum Erstellen einer Datenbank

Bestimmen einer Drehmoment-Hyperbel

Bestimmen einer Spannungsellipse

Bestimmen einer Schnittmenge

Bestimmen von Minimal-Stromwertepaaren

Erstellen einer Datenbank und Speichern der Minimal-Stromwertepaare in der Datenbank

Steuerungseinheit

Prozessor

Speicher

Fahrzeug