检查电机转矩的似然性的方法及调节电机和执行该方法的机器调节器技术

本发明专利技术涉及一种用于检查电机（1）的依据机器模型所计算的转矩（TrqEmMdl）的似然性的方法，其中根据电机（1）的所计算的转矩（TrqEmMdl）和转速（n）确定电机（1）的电磁功率的第一值（PwrEmMdl）。根据定子电流（IsU，IsV，IsW）和定子相电压（UsU，UsV，UsW）计算关于定子固定的参考系的定子电流分量（IsA，IsB）和定子相电压分量（UsA，UsB）。根据定子电流分量（IsA，IsB）和定子相电压分量（UsA，UsB）确定电机（1）的电磁功率的第二值（PwrEmSens）。如果电机（1）的电磁功率的第一值（PwrEmMdl）与电机（1）的电磁功率的第二值（PwrEmSens）的偏差超过预给定的功率阈值（PwrErrLim），则电机（1）的依据机器模型所计算的转矩（TrqEmMdl）被归入为难以置信的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于检查电机的依据机器模型所计算的转矩的似然性 (Plausibilisierung)的方法和一种用于调节电机和用于执行该方法的机器调节器。
技术介绍
通常，针对混合动力车辆或者电动车辆中的驱动装置(Antrieb)采用旋转场机器形式的电机，所述电机与逆变器(常常也被称为hverter)结合来运行。电机在此可选地以发动机工作方式或者发电机工作方式来运行。在发动机工作方式中，电机产生驱动力矩，所述驱动力矩在用在混合动力车辆中时辅助内燃机，例如在加速阶段辅助内燃机。在发电机工作方式中，电机产生存储在蓄能器(譬如电池或者超级电容器(Super-Cap))中的电能。电机的运行方式和功率借助调节单元(常常被称作机器调节器)经由逆变器来调整。公知的是，执行连续力矩监控来发现电机的机器调节器中的误动作。这尤其是用于保护车辆乘客以及外部交通参与方。要防止力矩超高并且防止车辆的由此引起的不期望的加速或者延迟。连续力矩监控的核心在此是将由电机所提供的实际转矩与允许的转矩进行比较。在一般情况下，实际转矩小于允许的转矩。如果实际转矩超过允许的转矩，则在电机的机器调节器中存在故障，并且导致安全的车辆状态的故障响应(Fehlerreaktion)开始。在常规车辆中，电机的转矩通常依据数学机器模型来计算。力矩监控的任务因此是检查由机器调节器基于模型所计算的电磁转矩的似然性。由WO 2007/025839 Al公知一种用于控制带有至少两个单个发动机的车辆驱动单元的方法，其中总实际力矩连续地与允许的总力矩进行比较。在此，总实际转矩由至少两个单个发动机的单个实际力矩值来计算，而允许的总力矩由所述至少两个单个发动机的允许的单个力矩值来计算。当比较得到总实际力矩大于允许的总力矩时，那么故障响应开始。
技术实现思路
在根据本专利技术的用于检查依据电机的数学机器模型所计算的转矩的似然性的方法中，根据电机的所计算的转矩和转速确定电机的电磁功率的第一值。此外，在电机的相中的定子相电压(常常也称作定子电压或者相电压)和定子电流(常常也称作相电流)被确定。 根据定子电流和定子相电压计算关于定子固定的参考系的定子电流分量和定子相电压分量。根据定子电流分量和定子相电压分量确定电机的电磁功率的第二值，所述电机的电磁功率的第二值紧接着与电机的电磁功率的第一值进行比较。如果在此得到的是电机的电磁功率的第二值与电机的电磁功率的第一值偏差多于预给定的阈值，则依据电机的机器模型所计算的转矩被归入为难以置信的(unplausibel)并且因此检测到机器调节器的误动作。 作为故障检测的结果，电机可以被转移到安全的运行状态中或者也可以完全被关断。对依据机器模型所计算的电磁转矩的似然性检查因此核心地基于在基于机器模型所确定的功率(电磁功率的第一值)与基于传感器所确定的比较功率之间的功率平衡。在此，电磁功率的用作比较功率的第二值基于电机、尤其是同步电机、异步电机、磁阻电机或者无刷直流电机的定子电流和定子相电压来计算。为了确定比较功率而无需测量中间回路电流并且因此无需相对应的电流传感器装置(Stromsensorik)，这节省了成本。按照根据本专利技术的方法，通量角(Flusswinkel)也未进入比较功率的计算中。这提供了借助所计算的基于传感器所确定的比较功率来检查通量角的似然性的附加可能性。根据本专利技术的实施形式，机器模型预给定了电机的极对数、纵向电流、横向电流、 励磁通量以及纵向电感和横向电感，由这些量计算电机的转矩。电机的纵向电流和横向电流在此标识在场定向的参考系的两个正交方向上的定子电流分量，并且代表与电机的类型和状态有关的定子电流额定值。纵向电感和横向电感标识在场定向的参考系的两个方向上的机器特定的定子电感。根据本专利技术的实施形式，定子电流中的至少一个被测量，并且所有未被测量的定子电流都在利用定子电流的对称特性的情况下基于模型地被计算。如果所有定子电流都借助电流传感器来测量，则可能通过分析定子电流来检测电流传感器装置中的故障。在此利用的是，定子电流的总和在理想的系统中必须为零，使得如果定子电流的总和超过预给定的第一定子电流阈值，则可以检测到故障。以这种方式在没有附加的电路技术开销的情况下实现针对电流传感器装置的故障识别。根据本专利技术的另一实施形式，定子相电压通过计算算出地被确定。连接在电机上游的逆变器通常对于电机的每个相都具有功率输出级，所述功率输出级也包括功率开关元件。所述功率开关元件由机器调节器以常见的方式通过脉宽调制的控制信号来激励 (ansteuern)。根据控制信号能直接确定针对电机的各个相的占空比。借助可以以测量技术方式来确定的中间回路电压和占空比可以计算定子相电压。以这种方式可以省去原则上也可能的对定子相电压的测量。在确定定子相电压时，也可以考虑故障电压，该故障电压有利地从与定子电流和中间回路电压有关的故障电压特性曲线族来读取。根据本专利技术的另一实施形式，在确定电机的电磁功率的第二值时考虑电机的当前损耗功率，其中该当前损耗功率有利地从与电机的转速和定子电流有关的损耗功率特性曲线族来读取。在低转速的情况下，由于与此联系的小功率有意义的是，通过附加的故障路径 (Fehlerpfad)来使不期望的力矩超高的临界(kritisch)运行状态得到保障。在电机的基本转速范围中，最大有效转矩的数值可以直接由定子电流的数值来确定。在无故障运行时， 所调整的额定转矩最大对应于最大值。偏差根据电机及其转子的温度而是可能的。因此，在电机的基本转速范围中，根据额定转矩的数值来确定额定定子电流的数值。根据本专利技术的实施形式，额定定子电流的以这种方式确定的数值与实际定子电流的数值进行比较，并且当额定定子电流的数值与实际定子电流的数值的偏差超过预给定的第二定子电流阈值时， 那么电机的依据机器模型所计算的转矩被归入为难以置信的。额定定子电流的数值在此有利地从与额定转矩有关的定子电流特性曲线族来读取。此外，根据电机的转速和根据电机的电磁功率的第二值可以确定有效转矩的符号。如果有效转矩的符号不同于额定转矩的符号，则依据机器模型所计算的转矩同样可以被归入为难以置信的。通过利用在基本转速范围中的转矩数值与定子电流数值的相关性，在该范围中以简单的方式提供附加的故障路径，所述附加的故障路径进一步提高了电机的运行安全性。根据本专利技术的用于调节电机和用于执行根据本专利技术的方法的机器调节器包括用于根据电机的依据机器模型所计算的转矩和根据电机的转速来确定电机的电磁功率的第一值的装置，用于由定子电流和定子相电压来计算关于定子固定的参考系的定子电流分量和定子相电压分量的装置，用于由定子电流分量和定子相电压分量来确定电机的电磁功率的第二值的装置，用于将电机的电磁功率的第一值与电机的电磁功率的第二值进行比较的装置和用于依据电机的电磁功率的第一值和电机的电磁功率的第二值的偏差来识别故障的装置。附图说明根据以下参考所附的附图的描述得到本专利技术的实施形式的其他特征和优点，该附图是具有根据本专利技术的发动机调节器的电机以及逆变器的示意性方框电路图。具体实施例方式图1示出了具有连接在其上的脉冲逆变器2的三相电机1的示意图，该三相电机1 例如可以被实施为同步电机、异步电机、磁阻电机或者无刷直流电机。该脉冲逆变器2包括功率开关3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R施勒泽尔，D赖希勒，T海德里希，D米库莱克，G格廷，S哈内尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：