用于确定电机的磁极转子角的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于确定包括转子和定子的电机的磁极转子角的方法，该电机直接或变速地与内燃机的曲轴耦联，其中所述电机之后是整流器和电压调节器电路以及电池，其中所述电机的至少一个信号分别具有一个或多个特征值，所述特征值分别在转子的每转中出现至少一次，其中，参考特征曲线（214）在电池电压的参考电压值的情况下根据至少一个信号的两个特征值之间的时间差来描述参考磁极转子角的变化曲线，根据参考特征曲线（214），根据电池电压的当前电压值，并且根据至少一个信号的两个特征值之间的当前时间差来确定所述磁极转子角的当前值。

A method for determining the pole rotor angle of a motor

【技术实现步骤摘要】
用于确定电机的磁极转子角的方法
本专利技术涉及一种用于确定电机的磁极转子角（Polradwinkel）的方法以及用于执行所述方法的计算单元和计算机程序。
技术介绍
内燃机的曲轴的旋转角度位置和转速是用于电子发动机控制器的多种功能的主要的输入参量。为了对其进行求取，能够在主体上以相同的角度间距设置标记，所述主体与内燃机的曲轴一起旋转。可以通过传感器检测由于曲轴旋转所扫过的标记并作为电信号传递到分析电子器件。电子器件针对曲轴的、相应的旋转角度位置确定用于标记的分别为此而存储的信号或者测量两个标记之间的时间差，并且能够基于两个标记之间的已知的角度间距来求取角速度并且由此求取转速。就机动车而言，尤其是就ATV（英语：全地形车辆）、摩托车、轻便摩托车或者机动脚踏车而言，标记能够例如通过所谓的传感器轮（Geberrad）的、金属的齿轮的齿来提供，所述齿通过其运动在传感器中引起磁场的变化。一些齿的齿隙可以作为用于识别绝对位置的基准标记。在乘用车中最多使用60-2的齿（60个齿均匀分布，其中，2个齿保持留空），而在摩托车或者机动脚踏车中例如也使用36-2、24-2或者12-3的齿。就曲轴的这种旋转速度确定或者旋转角度位置确定的间接原理而言，转速信号的分辨率或者旋转角度位置的绝对检测通过齿的数量以及通过对于基准标记的可靠的识别来确定。在各种现代化的具有内燃机的车辆中安装如下发电机，该发电机通过曲轴的旋转驱动并且提供电信号，它们用于为车辆供电并且给车辆电池充电。在没有这种发电机的情况下，车辆的规定的运行是不可能的或者仅在非常短的时间内是可能的。例如在DE102014206173A1中，通过曲轴来驱动的电机（发电机）的电输出参量的使用被用于转速确定。为此目的，分析电机的一个或多个信号，所述信号分别具有一个或多个值，其分别在电机的转子每转中出现至少一次。通过计算所述值的两个出现时间点之间的时间差，可以计算出转速。此外，在DE102016221459A1中公开了使用这种电输出参量来确定内燃机的曲轴的旋转角度位置。为此目的，将电机的相位信号的至少一个值的出现时间点用于确定转子的旋转角度位置，该出现时间点分别在转子的每转中出现至少一次。由旋转角度位置和角度偏移来计算曲轴的旋转角度位置。
技术实现思路
在该背景下，提出了具有独立权利要求所述的特征的、一种用于确定电机的磁极转子角的方法以及用于执行所述方法的一种计算单元和一种计算机程序。有利的设计方案是从属权利要求以及随后的说明的主题。电机直接或变速地与内燃机的曲轴耦联，并且进一步包括转子和定子。电机之后是整流器和电压调节器电路以及电池。借助于整流器和电压调节器电路，可以对电机的多相输出电压进行整流并且予以提供和调节，从而给电池供电或充电。适宜地，也设置有用于调节车载电网电压、即整流器的输出电压的电压调节器。电机的至少一个信号分别具有一个或多个特征值，所述特征值分别在转子的每转中出现至少一次。特别地，这种信号可以是电机的转速信号或电机的输出端上的输出电压。这样的特征值尤其可以是相应的信号的边沿（Flanke）或过零点（Nulldurchgang）。参考特征曲线在电池电压的参考电压值的情况下根据至少一个信号的两个特征值之间的时间差来描述参考磁极转子角的变化曲线。根据参考特征曲线，根据电池电压的当前电压值，尤其是根据当前电压值与参考电压值之差，并且根据至少一个信号的两个特征值之间的当前时间差来确定磁极转子角的当前值。尤其所谓的边沿时间，即相应的信号的两个边沿或过零点之间的时间差，尤其是电机的输出电压的两个边沿或过零点之间的时间差能够被确定为时间差Δt。由于空载电压的相对的相位位置与转子的旋转角度位置一致，因此可以在电机未受负荷时直接从电机的空载电压读取转子的精确的旋转角度位置。但是，这种关系不适用于受负荷的电机，因为由于电流的作用会发生相位位置的移动，并且相应地，电机的输出电压（对应于电机的至少一个相位的相电压）不再与转子的旋转角度位置一致。电机的输出电压与电机的转子的实际的角度位置之间的角度位置的这种偏移通常被称为磁极转子角。磁极转子角通常取决于电池电压的值，即在不同的电池电压值下，相应的磁极转子角和时间差之间会产生不同的关系。如果电池电压具有恒定值或至少基本上恒定的值，则可以使用单条特征曲线来确定磁极转子角，该特征曲线针对恒定的电池电压根据信号的两个特征值之间的时间差来描述磁极转子角的变化曲线。借助这种特征曲线，可以在恒定的电池电压下读取磁极转子角。相反，如果电池电压变化并且不是恒定的，则不再能够借助于单条特征曲线来容易地读取磁极转子角。尽管可以针对电池电压的每个不同的值分别预先给定一条特征曲线，但是当电池电压取相应的值时，该特征曲线能够相应地被考虑用于读取磁极转子角。但是，为此需要高的存储容量，以便将多条特征曲线例如作为特征曲线族存储在控制器中。现在，本方法提供了一种可行方案，以便即使在非恒定的变化的电池电压的情况下，也可以毫不费力地并且精确地借助于参考特征曲线来确定当前磁极转子角。如果电池电压偏离参考电压值，则适宜地从参考特征曲线的参考磁极转子角推导或反向计算出当前电池电压下的当前磁极转子角。因此，本方法提出了一种可行方案，以便根据变化的电池电压来校正参考特征曲线并且能够借助于经校正的参考特征曲线特别是在电池的充电状态下也确定磁极转子角。为了校正参考特征曲线，将当前电池电压适宜地用作参考参量，该参考参量特别是通常本来就已经得到确定并且例如对于控制器中的其他功能而言已经存在，从而根据本专利技术的方法来确定磁极转子角特别是能够在没有另外的传感器、相关的信号线和硬件耗费的情况下实现。有利地，在当前时间差Δt的情况下根据参考磁极转子角的参考值来确定磁极转子角的当前值。适宜地，从参考特征曲线中读取该参考值作为与当前时间差关联的值。适宜地，该参考值通过取决于当前电池电压值的校正项来予以校正，以便从对于参考电压值有效的参考值推导出到对于当前电池电压值有效的磁极转子角的当前值。这样的校正项可以如下描述地那样优选地借助于校正值和/或校正常数来得到确定。优选地，根据校正值mUBat来确定磁极转子角的当前值，该校正值又取决于电池电压的当前电压值UBat与参考电压值之差。该校正值优选地乘以当前时间差Δt。可以适宜地从参考磁极转子角的参考值中减去该乘积。因此，优选针对磁极转子角的当前值得出以下计算规则：。有利地，该校正值mUBat在电池电压的当前电压值的情况下对应于参考特征曲线与磁极转子角的当前特征曲线之差的梯度。因此特别地，不必针对每个可能的电池电压值都存储相应的特征曲线，而置这样的特征曲线和参考特征曲线的差的斜率就适宜地足够，从而可以节省大量的存储空间。借助于参考特征曲线和斜率，尤其可以从电压值差推导出磁极转子角的当前值。根据一种特别有利的实施方式，磁极转子角的当前值根据校正常数m与电池电压的当前电压值UBat与参考电压值的差的乘积来确定。此外，该乘积适宜地乘以当前时间差Δt。适宜地，又从参考磁极转子角的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于确定包括转子和定子的电机（110）的磁极转子角的方法，该电机直接或变速地与内燃机的曲轴耦联，其中所述电机（110）之后是整流器和电压调节器电路（120）以及电池（140），其中所述电机（110）的至少一个信号分别具有一个或多个特征值，所述特征值分别在转子的每转中出现至少一次，/n其特征在于，/n参考特征曲线（214）在电池电压的参考电压值的情况下根据至少一个信号的两个特征值之间的时间差来描述参考磁极转子角的变化曲线，/n根据参考特征曲线（214），根据电池电压的当前电压值，并且根据至少一个信号的两个特征值之间的当前时间差来确定所述磁极转子角的当前值。/n

【技术特征摘要】
20181005 DE 102018217107.61.用于确定包括转子和定子的电机（110）的磁极转子角的方法，该电机直接或变速地与内燃机的曲轴耦联，其中所述电机（110）之后是整流器和电压调节器电路（120）以及电池（140），其中所述电机（110）的至少一个信号分别具有一个或多个特征值，所述特征值分别在转子的每转中出现至少一次，
其特征在于，
参考特征曲线（214）在电池电压的参考电压值的情况下根据至少一个信号的两个特征值之间的时间差来描述参考磁极转子角的变化曲线，
根据参考特征曲线（214），根据电池电压的当前电压值，并且根据至少一个信号的两个特征值之间的当前时间差来确定所述磁极转子角的当前值。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，在当前时间差的情况下根据所述参考磁极转子角的参考值来确定所述磁极转子角的当前值。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，根据校正值，根据所述电池电压的当前电压值与所述电池电压的参考电压值之差，尤其在乘以所述当前时间差的情况下来确定所述磁极转子角的当前值。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述校正值在所述电池电压的当前电压值的情况下对应于所述磁极转子角的参考特征曲线与当前特征曲线之差的梯度。


5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述校正值通过以下方式确定：
针对所述电池电压的不同电压值，确定所述磁极转子角的多条特征曲线（202、204、206、208、210、212、214、216），
针对多条特征曲线（202、204、206、208、210、212、214、216），分别将差特征曲线（302、304、306、308、310、312、316）确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：J米勒，W菲舍尔，
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