本發(fā)明專利技術(shù)涉及對電動馬達(dá)(10)的轉(zhuǎn)子位置(γ<subgt;EM</subgt;)的檢測(42)，所述電動馬達(dá)包括至少一個定子(12)、能夠相對于所述定子旋轉(zhuǎn)從而改變轉(zhuǎn)子位置(γ<subgt;EM</subgt;)的至少一個轉(zhuǎn)子(14)以及至少兩個馬達(dá)相(16)。所述轉(zhuǎn)子位置(γ<subgt;EM</subgt;)基于轉(zhuǎn)子位置參考值(ψ<subgt;b</subgt;)來檢測，所述轉(zhuǎn)子位置參考值根據(jù)所述至少兩個馬達(dá)相(16)的電操作變量(30)來計算，其中，所述電操作變量(30)被應(yīng)用于相對所述定子固定的參考系(22)，以計算所述轉(zhuǎn)子位置參考值(ψ<subgt;b</subgt;)。本發(fā)明專利技術(shù)還涉及分析裝置(34)和驅(qū)動裝置(26)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的轉(zhuǎn)子位置檢測。此外，本專利技術(shù)涉及分析裝置和驅(qū)動裝置。
技術(shù)介紹
1、de?10?2013?004?954?a1描述了一種用于操作具有轉(zhuǎn)子和操作性地連接至轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)編碼器的多相電機(jī)的方法。根據(jù)借助于旋轉(zhuǎn)編碼器確定的測量的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)角度偏移量來確定轉(zhuǎn)子的實際旋轉(zhuǎn)角度。在這種情況下，設(shè)置的是，為了確定旋轉(zhuǎn)角度偏移量，使轉(zhuǎn)子達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速，并且然后啟動電機(jī)的主動短路，其中，根據(jù)在電機(jī)的相中的至少兩個相中流動的電流的電流強(qiáng)度以及借助于旋轉(zhuǎn)角度傳感器使用dq變換確定的測量旋轉(zhuǎn)角度確定實際電流矢量，并且根據(jù)實際電流矢量和參考電流矢量計算旋轉(zhuǎn)角度偏移量。
2、ep?3?473?346?a1描述了一種用于確定分配給電機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子位置傳感器的測量偏移量的方法，該方法包括下述步驟：對電機(jī)的定子繞組施加短路，檢測處于短路狀態(tài)的定子繞組的電流，并且根據(jù)dq參考系中的電流矢量角度確定測量偏移量。電流矢量角度通過鎖相環(huán)計算。
3、本專利技術(shù)的目的是更加準(zhǔn)確且快速地檢測轉(zhuǎn)子位置。應(yīng)當(dāng)減少計算工作量，并且計算應(yīng)當(dāng)不易受到波動和中斷的影響。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、這些目的中的至少一個目的通過具有根據(jù)權(quán)利要求1的特征的轉(zhuǎn)子位置檢測來實現(xiàn)。這可以提高轉(zhuǎn)子位置檢測對電操作變量的波動的穩(wěn)定性。此外，在輸入信號中存在誤差的情況下可以減少頻率過沖和相位過沖。此外，可以更精確地確定轉(zhuǎn)子位置。轉(zhuǎn)子位置可以更加獨立于電動馬達(dá)和馬達(dá)控制中的不對稱性以及測量技術(shù)來確定。</p>2、檢測轉(zhuǎn)子位置可以導(dǎo)致電動馬達(dá)的更高效且更方便的操作。轉(zhuǎn)子位置優(yōu)選地是轉(zhuǎn)子的可以相對于定子繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)位置。
3、轉(zhuǎn)子位置檢測可以在電動馬達(dá)安裝之后和/或電動馬達(dá)投入操作之前進(jìn)行。轉(zhuǎn)子位置檢測可以在電動馬達(dá)的操作期間定期或不定期地進(jìn)行。
4、轉(zhuǎn)子位置檢測可以是對由轉(zhuǎn)子位置傳感器測量的轉(zhuǎn)子位置的檢查?？梢酝ㄟ^轉(zhuǎn)子位置檢測來校正測量的轉(zhuǎn)子位置。由于制造公差，可能會出現(xiàn)測量的轉(zhuǎn)子位置與實際轉(zhuǎn)子位置的偏差?？梢酝ㄟ^轉(zhuǎn)子位置檢測來識別和/或補(bǔ)償偏差。
5、電動馬達(dá)可以通過馬達(dá)控制器控制。馬達(dá)控制器可以包括電力電子器件。馬達(dá)控制器可以具有逆變器電路，該逆變器電路帶有用于控制電動馬達(dá)的半導(dǎo)體開關(guān)元件。半導(dǎo)體開關(guān)元件可以主動地切換。電動馬達(dá)可以具有至少三個馬達(dá)相。馬達(dá)控制器可以具有總共三個半橋。馬達(dá)控制器可以包括六個半導(dǎo)體開關(guān)元件。
6、在本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方式中，有利的是，轉(zhuǎn)子至少在檢測電操作變量中的至少一個電操作變量期間相對于定子旋轉(zhuǎn)。這允許直接測量電操作變量。
7、在本專利技術(shù)的特定實施方式中，有利的是，在檢測電操作變量中的至少一個電操作變量期間，電動馬達(dá)至少暫時地以主動短路操作或續(xù)流操作的方式操作。短路操作或續(xù)流操作可以通過馬達(dá)控制器切換。短路操作可能由于所有馬達(dá)相的電氣短路發(fā)生。在短路操作中，一半的半導(dǎo)體開關(guān)元件可以主動切換并因此閉合。在續(xù)流操作中，所有半導(dǎo)體開關(guān)元件都可以不切換并因此打開。
8、在本專利技術(shù)的特定實施方式中，有利的是，通過短路操作中的短路電流和/或續(xù)流操作中的開路電壓來檢測電操作變量中的至少一個電操作變量。開路電壓可以由馬達(dá)相中的至少一個馬達(dá)相的相電壓形成。
9、轉(zhuǎn)子位置參考值可以是相對定子固定的參考系中的短路電流的電流矢量的角度和/或開路電壓的電壓矢量的角度。轉(zhuǎn)子位置參考值可以是短路電流的電流矢量與測量的轉(zhuǎn)子位置之間的差角。
10、轉(zhuǎn)子位置可以通過相對定子固定的參考系(dq參考系)中的與d軸對應(yīng)的視場角度來指定。例如，基于開路電壓，開路電壓的電壓矢量可以相對于視場角度偏移90°。在由短路電流形成的電操作變量的情況下，在短路操作期間，短路電流的電流矢量與180°的視場角度之間可能存在偏移。替代性地，可以通過與參考系、特別是包括參考馬達(dá)的參考系進(jìn)行比較來檢測短路電流的電流矢量與視場角度之間的偏移。
11、在本專利技術(shù)的有利的實施方式中，設(shè)置的是，通過包括反饋變量由鎖相環(huán)來計算轉(zhuǎn)子位置。這允許轉(zhuǎn)子位置更準(zhǔn)確地且獨立于波動和干擾被計算。反饋變量可以直接或間接地基于測量的轉(zhuǎn)子位置。反饋變量可以直接或間接地基于轉(zhuǎn)子位置參考值。
12、替代性地或附加地，可以根據(jù)電操作變量的至少一個特征值來計算轉(zhuǎn)子位置。特征值可以是最大值、最小值和/或零點。在轉(zhuǎn)子位置檢測期間，可以使用特征值與實際轉(zhuǎn)子位置之間的已知關(guān)系。已知關(guān)系可以以可檢索的方式存儲，以用于轉(zhuǎn)子位置檢測。轉(zhuǎn)子位置可以通過將其與已知關(guān)系進(jìn)行比較來計算。該關(guān)系可以將實際轉(zhuǎn)子位置與針對時間序列中的不同時間點的特征值聯(lián)系起來。在轉(zhuǎn)子位置檢測期間的調(diào)整過程中，可以針對時間序列中的不同時間點來測量測量的轉(zhuǎn)子位置，并且將該轉(zhuǎn)子位置與已知關(guān)系的時間序列的多個參考值進(jìn)行比較。
13、鎖相環(huán)可以包括執(zhí)行控制的至少一個p元件、i元件和/或d元件。
14、在本專利技術(shù)的特定實施方式中，有利的是，位置測量裝置布置成檢測測量的轉(zhuǎn)子位置。位置測量裝置可以包括至少一個轉(zhuǎn)子位置傳感器。
15、可以基于位置測量裝置的測量的轉(zhuǎn)子位置來計算轉(zhuǎn)子位置。
16、在本專利技術(shù)的有利的實施方式中，設(shè)置的是，基于轉(zhuǎn)子位置參考值來計算轉(zhuǎn)子位置與測量的轉(zhuǎn)子位置之間的偏移角度。
17、在本專利技術(shù)的有利的實施方式中，設(shè)置的是，基于測量的轉(zhuǎn)子位置和偏移角度來計算轉(zhuǎn)子位置。優(yōu)選地，用于計算轉(zhuǎn)子位置的偏移角度在電動馬達(dá)的操作期間以可檢索的方式存儲。轉(zhuǎn)子位置可以根據(jù)測量的轉(zhuǎn)子位置與偏移角度之和或之差來計算。在計算期間，可以使用測量的轉(zhuǎn)子位置的濾波值、特別是平均值來形成差值或和值，并且/或者可以在若干值上對差值或和值進(jìn)行濾波、特別地進(jìn)行平均。還可以在不同的操作條件下計算轉(zhuǎn)子位置。可以基于操作條件形成偏移角度。
18、此外，通過分析裝置來實現(xiàn)先前指定的目的中的至少一個目的，該分析裝置具有接收測量的轉(zhuǎn)子位置的第一接收單元、接收至少一個電操作變量的第二接收單元以及執(zhí)行具有先前描述的特征中的至少一個特征的方法的計算單元。單元被理解為物理上存在的設(shè)備側(cè)實現(xiàn)方案。不同單元可以在結(jié)構(gòu)上彼此分離或在結(jié)構(gòu)上組合。
19、此外，通過驅(qū)動裝置來實現(xiàn)上述目的中的至少一個目的，該驅(qū)動裝置具有電動馬達(dá)和如上所述的分析裝置，電動馬達(dá)包括至少一個定子和可以相對于定子旋轉(zhuǎn)從而改變轉(zhuǎn)子位置的至少一個轉(zhuǎn)子以及至少兩個馬達(dá)相。驅(qū)動裝置可以布置在車輛中。電動馬達(dá)可以提供驅(qū)動扭矩以推動車輛。
20、本專利技術(shù)的其他優(yōu)點和有利的實施方式從對各圖和附圖的描述中得出。
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【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種電動馬達(dá)(10)的轉(zhuǎn)子位置(γEM)的轉(zhuǎn)子位置檢測(42)，所述電動馬達(dá)包括至少一個定子(12)和至少一個轉(zhuǎn)子(14)以及至少兩個馬達(dá)相(16)，所述轉(zhuǎn)子能夠相對于所述定子旋轉(zhuǎn)，從而改變所述轉(zhuǎn)子位置(γEM)，其中，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子位置檢測(42)，其特征在于，至少在檢測所述電操作變量(30)中的至少一個電操作變量期間，所述轉(zhuǎn)子(14)相對于所述定子(12)旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)子位置檢測(42)，其特征在于，在檢測所述電操作變量(30)中的至少一個電操作變量期間，所述電動馬達(dá)(10)至少暫時地以主動短路操作或續(xù)流操作的方式操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)子位置檢測(42)，其特征在于，所述電操作變量(30)中的至少一個電操作變量通過短路操作中的短路電流和/或續(xù)流操作中的開路電壓來檢測。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的轉(zhuǎn)子位置檢測(42)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子位置(γEM)基于位置測量裝置(31)的測量的轉(zhuǎn)子位置(γm)來計算。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)子位置檢測(42)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子位置(γEM)與所述測量的轉(zhuǎn)子位置(γm)之間的偏移角度(Θ偏移)基于所述轉(zhuǎn)子位置參考值(ψb)來計算。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)子位置檢測(42)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子位置(γEM)基于所述測量的轉(zhuǎn)子位置(γm)和所述偏移角度(Θ偏移)來計算。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的轉(zhuǎn)子位置檢測(42)，其特征在于，用于在所述電動馬達(dá)(10)的操作期間計算所述轉(zhuǎn)子位置(γEM)的所述偏移角度(Θ偏移)以可檢索的方式存儲。
9.一種分析裝置(34)，所述分析裝置具有接收測量的轉(zhuǎn)子位置(γm)的第一接收單元(36)、接收至少一個電操作變量(30)的第二接收單元(38)以及執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的轉(zhuǎn)子位置檢測(42)的計算單元(40)。
10.一種驅(qū)動裝置(26)，所述驅(qū)動裝置具有電動馬達(dá)(10)以及根據(jù)權(quán)利要求9所述的分析裝置(34)，所述電動馬達(dá)包括至少一個定子(12)和至少一個轉(zhuǎn)子(14)以及至少兩個馬達(dá)相(16)，所述轉(zhuǎn)子能夠相對于所述定子旋轉(zhuǎn)，從而改變轉(zhuǎn)子位置(γEM)。
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【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
1.一種電動馬達(dá)(10)的轉(zhuǎn)子位置(γem)的轉(zhuǎn)子位置檢測(42)，所述電動馬達(dá)包括至少一個定子(12)和至少一個轉(zhuǎn)子(14)以及至少兩個馬達(dá)相(16)，所述轉(zhuǎn)子能夠相對于所述定子旋轉(zhuǎn)，從而改變所述轉(zhuǎn)子位置(γem)，其中，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子位置檢測(42)，其特征在于，至少在檢測所述電操作變量(30)中的至少一個電操作變量期間，所述轉(zhuǎn)子(14)相對于所述定子(12)旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)子位置檢測(42)，其特征在于，在檢測所述電操作變量(30)中的至少一個電操作變量期間，所述電動馬達(dá)(10)至少暫時地以主動短路操作或續(xù)流操作的方式操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)子位置檢測(42)，其特征在于，所述電操作變量(30)中的至少一個電操作變量通過短路操作中的短路電流和/或續(xù)流操作中的開路電壓來檢測。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的轉(zhuǎn)子位置檢測(42)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子位置(γem)基于位置測量裝置(31)的測量的轉(zhuǎn)子位置(γm)來計算。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)子位...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：約亨·里斯，馬可·本德爾，克里斯托夫·施納爾，馬庫斯·古滕昆斯特，
申請(專利權(quán))人：舍弗勒技術(shù)股份兩合公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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