确定耦合到内燃机处的电机的运行状态制造技术

本发明专利技术涉及一种用于确定耦合到内燃机(112)的电机(114)的运行状态的方法，该方法包括步骤：检测电机的相位信号(121)的随时间的变化曲线(114)；确定电机(114)的转速(122)的随时间的变化曲线，所述转速具有振荡的转速波动；以及通过将所述曲线与所述电机(114)的所述相位信号(121)的随时间的变化曲线和转速(n)的随时间的变化曲线进行比较来确定所述电机(114)的运行状态。此外，本发明专利技术涉及被设置成执行该方法的相应的计算单元(118)，以及相应的计算机程序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定耦合到内燃机处的电机的运行状态
本专利技术涉及用于确定耦合到内燃机处的电机的运行状态的方法，以及涉及计算单元，优选用于电机的调节器，以及涉及用于执行该方法的计算机程序。
技术介绍
为了调节车辆中的车载电网电压，可以使用电机，特别是外部激励的电机。这些电机具有调节器，该调节器根据车载电网电压调节电机的励磁电流。电机通过耦合元件、通常是皮带传动装置与内燃机耦合，其中，耦合元件被内燃机和电机(取决于相应的运行状态)以不同的扭矩加载。为了保护皮带，电机能够具有飞轮元件，以减少通过向电机或内燃机施加扭矩而导致的皮带传动装置的磨损。电机因此具有空转阶段，其中飞轮元件是激活的并且因此电机与内燃机解耦。尤其当电机的转速大于内燃机的转速时，飞轮元件是激活的。对空转阶段的准确了解具有多方面的意义，并且对这种空转阶段的确定常常非常不准确并且还与显著的成本相联系。此外，问题是出现皮带打滑，即耦合元件打滑到被设置用于与内燃机和/或电机耦合的配合件处，始终要避免该问题，以便确保从内燃机到电机的可靠的扭矩传输。因此，皮带打滑的可靠识别同样一般具有的意义是，实现相应的对策，例如张紧皮带或通过减少作用在皮带处的载荷来减载皮带。在DE102009045880A1中已知一种用于确定皮带打滑的方法。在这里，将内燃机的曲轴的转速与发电机的转速进行比较。这种方法具有的缺点是，发电机的转速和内燃机的转速必须彼此分离检测，并且相应所得到的数据必须通过快速的数据连接传送到外部评估单元，以便在那里将这些数据彼此比较来识别皮带打滑。如果在下文通常提及电机，那么电机也可以是能够作为发电机和/或马达运行的电机，例如是所谓的起动发电机。因此有利的是，能够以简单的途径并且以更高的精度确定电机的空转阶段。此外有利的是，能够以简单的途径并且以更高的精度确定与电机耦合的耦合元件的滑动。
技术实现思路
提出了具有独立权利要求的特征的一种用于确定与内燃机耦合的电机的运行状态的方法以及一种计算单元以及一种用于执行该方法的计算机程序。有利的构造方案是从属权利要求以及以下描述的主题。本专利技术的优点在这里作为可能运行状态的尤其是激活的或非激活的飞轮元件的状态和/或存在皮带打滑，即耦合元件在被设置用于与内燃机和/或电机耦合的配合件处的打滑。该方法可以用于确定利用飞轮与内燃机耦合的电机的具有空转阶段的运行状态。所确定的空转阶段尤其可以被考虑用于确定利用飞轮元件与内燃机耦合的电机的减速扭矩。另外，所述方法用于确定耦合元件的皮带打滑，耦合元件将电机和内燃机彼此连接以传递扭矩。电机可以通过内燃机驱动，其中，电机与内燃机通过飞轮元件和作用在该飞轮元件处的皮带传动装置彼此耦合。由于电机和内燃机之间的耦合，根据电机的运行状态，扭矩可以从内燃机传递到电机。在电机方面，减速扭矩相反于内燃机的扭矩，特别是在怠速状态下应该克服该减速扭矩，以便不损害内燃机的运行。对通过电机所承受的扭矩的尽可能准确的了解通常具有一般意义，特别是为了相应调节驱动电机的内燃机的控制部。然而，对电机的这种扭矩接收的了解也具有特别的意义，特别是当内燃机处于在调节技术上看关键的运行状态中，例如怠速状态中时。在怠速状态中，通过电机所承受的扭矩可以在峰值中具有非常高的值，其中，内燃机的功率输出或与之相关联的扭矩相当低或波动，这可能导致内燃机的显著的转速不稳定性。在极端情况下，这甚至可能导致发电机利用该发电机的扭矩将内燃机“扼杀”，即内燃机的旋转停止。这是因为内燃机只能脉冲状地即分别在做功冲程中输出该内燃机的扭矩。在中间阶段中，内燃机不能够控制该内燃机的扭矩。可见的是，为了准确确定电机的减速扭矩，然而需要相应地分离内燃机的扭矩贡献。这尤其在飞轮元件被激活的空转阶段中被给出。考虑到电机与内燃机之间的传动比，然后当电机的转速超过内燃机的曲轴转速时，飞轮是被激活的。此外，有必要始终避免出现皮带打滑，即避免出现耦合元件在被设置用于与内燃机和/或电机耦合的配合件处打滑，以便确保从内燃机到电机的可靠的扭矩传输并且避免耦合元件的摩擦。这既适用于具有飞轮元件的电机，也适用于在没有飞轮元件时直接通过耦合元件耦合到内燃机处的电机。因此，皮带打滑的识别一般是有意义的，以便实现相应的对策，例如张紧皮带或通过减少作用在皮带处的载荷来减载皮带。提出了一种优选基于发电机内部的评估来检测滑动的方法。为了确定飞轮元件的空转阶段和/或耦合元件、通常是皮带的滑动，检测电机的相位信号的随时间的变化曲线。在另外的步骤中，确定转速的随时间的变化曲线，该转速尤其具有摆动的转速波动。所确定的转速可以是内燃机的转速和/或电机的转速，该转速例如在电机与内燃机之间的强制耦合的情况下基本相同。此外也可以将两个转速信号，即电机的转速信号和内燃机的转速信号相应组合。在这里，电机的转速的随时间的变化曲线通常具有振荡的转速波动，该转速波动由内燃机的做功冲程造成并且经由耦合元件的耦合而相应地耦合到电机中。进一步优选地，基于可供电机使用的测量值来确定内燃机的转速。在这种情况下，电机的相位信号尤其包括电机的相电压中的至少一个相电压和/或相电流中的至少一个相电流。考虑相位信号以确定电机的转速是有利的，这是因为可以直接从已经在电机中可供使用的测量参量中确定转速，而对此不需要附加的传感器，例如转速传感器，该传感器确定电机的转速。此外，从多个相位信号中确定转速能够是有利的，以便提高转速检测的准确性并且提高转速信号的可靠提供。还可以借助于安装在相应机器处的转速传感器、例如电感式或电容式传感器和/或基于存在于控制器例如马达控制器中的数据来确定电机和/或内燃机的转速。紧接着，通过比较电机的相位信号的随时间的变化曲线和特别是电机和/或内燃机的转速的随时间的变化曲线，确定电机的至少一个运行状态。在这种情况下，被考虑作为可能运行状态的尤其是激活或非激活的飞轮元件的状态和/或皮带打滑的存在。由于单个缸筒的做功冲程，内燃机将该内燃机的相应扭矩脉冲状地输出到曲轴处。扭矩输出的频率基本上通过内燃机、特别是内燃发动机的当前的转速和缸数确定。通过例如借助于皮带驱动装置将电机和必要时飞轮耦合到内燃机的轴处，脉冲状的扭矩输出的频率被耦合到电机中，使得该频率可以被反映为与平均的转速信号叠加的振荡。这些振荡在激活的飞轮中相应通过使用飞轮被中断。这尤其在时间范围中被给出，在该时间范围中，电机的转速变化曲线具有带有下降斜率的转速沿。在电机与内燃机之间强制耦合的情况下，在非激活的飞轮中或在没有飞轮元件时，电机的转速与内燃机的转速基本相同。在优选的实施方式中规定，通过检测转速的时间间隔并且检测相位信号的相位脉冲来确定电机的运行状态，其中，借助于在转速的至少一个时间间隔中的相位脉冲的数量推断出电机的运行状态。上述的方法步骤实现起来特别简单，因为相位脉冲的数量要么可以直接在电机中测量，要么可以由直接存在于电机中的测量值确定。时间间隔可以在当前被几乎任意地选择。基于任意但固定选择的时间间隔内的相位脉冲的当前数量，能够在考虑经验值的情况下推断出电机的相应的运行状态的存在。在这里还尤其优选的是，在转速的时间间隔中的相位脉冲的所确定的数量与在相同时间间隔内的相位脉冲的对于内燃机和电机之间的刚性耦合预期的数量进行比较。该方法特别容易实现，因为在电机和内燃机之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定与内燃机(112)耦合的电机(114)的运行状态的方法，具有步骤：a)检测所述电机(114)的相位信号(121)的随时间的变化曲线；b)确定具有振荡的转速波动的转速(n)的随时间的变化曲线；c)通过比较所述电机(114)的相位信号(121)的随时间的变化曲线和所述转速(n)的随时间的变化曲线来确定所述电机(114)的运行状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.10 DE 102016201960.01.一种用于确定与内燃机(112)耦合的电机(114)的运行状态的方法，具有步骤：a)检测所述电机(114)的相位信号(121)的随时间的变化曲线；b)确定具有振荡的转速波动的转速(n)的随时间的变化曲线；c)通过比较所述电机(114)的相位信号(121)的随时间的变化曲线和所述转速(n)的随时间的变化曲线来确定所述电机(114)的运行状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述电机(114)的转速(nGen)和/或所述内燃机(112)的转速(nBkm)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过检测所述转速(n)的时间间隔(TI)和检测所述相位信号(121)的相位脉冲(P)来确定所述电机(114)的运行状态，其中，借助于在所述转速(n)的所述时间间隔(TI)中的相位脉冲(P)的数量推断出所述电机(114)的运行状态。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过检测所述振荡的转速波动的极端值的时间差、优选所述转速(n)的两个直接相邻的最小值(min)或最大值的时间差，确定所述转速(n)的所述时间间隔(TI)。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，借助于所述相位脉冲(P)的时间脉冲宽度(TPhase)确定所述电机(114)的转速(nGen)并且借助于至少一个时间间隔(TI)确定所述内燃机(112)的转速(nBkm)。6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述转速(n)的所述时间间隔(TI)中的所述相位脉冲的所确定的数量(PIst)与在相同时间间隔(TI)内针对所述内燃机(112)和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·梅林格，J·马斯，W·费舍，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE