本发明专利技术涉及一种用于确定具有奇数个极对数的电驱动装置(10)中的可旋转的磁性元件的当前的角度位置的方法以及所属的用于确定具有奇数个极对数的电驱动装置(10)中的可旋转的磁性元件的当前的角度位置的装置(20)，其中借助于角度传感装置(28)测量可旋转的元件的当前的角度测量值角度传感装置仅在预先给定的受限制的角度范围内单值地测量当前的角度测量值依据本发明专利技术，在使用可旋转的磁性元件的磁场的方向和符号的情况下将在受限制的角度范围内单值地测量的当前的角度测量值换算成在未受限制的角度范围内的单值的当前的角度位置，其中通过将第一测试脉冲(Ua，Ub，Uc)施加至电驱动装置(10)并通过对所引起的在电驱动装置(10)中响应于所施加的第一测试脉冲(Ua，Ub，Uc)而生成的第二测试脉冲(I1，I2，Ia，Ib，Ic)的分析确定可旋转的磁性元件(12)的磁场的方向和符号。
【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根据独立权利要求I的类型的用于确定电驱动装置中的可旋转的磁性元件的当前的角度位置的方法和一种根据独立权利要求7的类型的用于确定电驱动装置中的可旋转的磁性元件的当前的角度位置的装置。
技术介绍
基于同步电机的变速驱动装置是现有技术。为了能够准确地操控同步电机，必须具备关于当前转子角度的信息。此时，所必须的单值性范围取决于电机的极对数Zp。必须仅在360° /Zp的大小的范围内单值地已知转子角度。该角度为X°还是X° +(360° /Zp)并不重要。·该转子角度通常借助于角度传感器来测量。使用探测磁铁和AMR角度传感器(即利用各向异性磁阻效应的角度传感器)是已知的方式。然而，由此并不能在O至360°的未受限制的角度范围内测量单值的转子角度，而只能在O至180°的受限制的角度范围内测量单值的转子角度。由此来区分X°和X° +180°的转子角度是不可能的。因此，该类的角度传感装置仅可用于具有偶数极对数的同步电机。为了获得在O至360°的未受限制的角度范围内的单值的角度信号，能够将AMR角度传感器与两个霍尔传感器结合起来。在专利申请文件DE 102 48 060 Al中描述了例如用于角度传感器的此类的磁场传感装置和运行该类传感装置的方法。所描述的磁场传感装置包括角度传感器，通过其能够在预先给定的角度范围内测量可旋转的磁性元件的当前的角度位置。该角度传感器与至少两个传感器元件相关联，通过其能够测量磁性元件的当前的磁场方向，其中该传感器元件彼此以如下方式安置，即它们与标识主测量方向的轴呈一角度。然而，在所描述的磁场传感装置中还需要以传感器元件为形式的额外的元件。此外，能够通过测量电学量来估计转子角度也是已知的，为此能够使用两种已知的效应。例如，同步电机的定子线圈中的感应电压与转子角度有关。另一个便是根据同步电机构造形式的不同，其定子线圈的电感取决于转子角度。例如，在专利申请文件DE 10 2006 004 166 Al中描述了一种用于在静止状态下估计同步电机的转子角度的方法和电路装置。根据所描述的方法，将在该同步电机的定子线圈的三个不同的方向上施加三个短的电压脉冲。然后，根据所测量的电流上升确定转子角度。例如，在专利文献AT 397 727B中描述了一种用于无传感器地获取同步电机的转子的旋转角度的方法和电路装置。所描述的方法借助于电压脉冲确定转子角度，其中采用了同步电机的定子线圈的电感与转子角度的关系近似为正弦形式这一原理。原则上，不用角度传感器估计转子角度是可能的。但是相对于使用角度传感装置，该角度估计方法需要大量的计算、引起了噪声输出且具有差的精度。
技术实现思路
相对而言，依据本专利技术的用于确定电驱动装置中的可旋转的磁性元件的当前的角度位置的具有独立权利要求I的特征的方法具有以下优点，即在使用所述可旋转的磁性元件的磁场的方向和符号的情况下将借助于用于受限制的角度范围内的角度传感装置单值地测量的当前的角度测量值换算成在未受限制的角度范围内的单值的当前的角度位置。在此，通过将第一测试脉冲施加至电驱动装置并通过对所引起的在所述电驱动装置中响应于所施加的第一测试脉冲而生成的第二测试脉冲的分析确定所述可旋转的磁性元件的磁场的方向和符号。相对而言，依据本专利技术的用于确定电驱动装置中的可旋转的磁性元件的当前的角度位置的具有独立权利要求7的特征的装置具有以下优点，即具有分析和/或控制单元，其接收通过接口单元接收关于在预先给定的受限制的角度范围内单值地测量的当前的角度测量值的信息，其中所述分析和/或控制单元在使用所述可旋转的磁性元件的磁场的方向和符号的情况下将所述在受限制的角度范围内单值地测量的当前的角度测量值换算成在未受限制的角度范围内的单值的当前的角度位置。在此，分析和/或控制单元通过分析施 加至电驱动装置的第一测试脉冲和在所述电驱动装置中响应于所施加的第一测试脉冲而生成的第二测试脉冲来确定针对一初始配置的可旋转的磁性元件的磁场的方向和符号。本专利技术的实施形式以有利的方式实现了在没有附加的诸如霍尔元件的元件的情况下将仅能在受限制的角度范围(例如0°至180° )内单值地测量角度测量值的角度传感装置用于具有奇数个极对数的电驱动装置，其优选地包括具有奇数个极对数的同步电机。因为在使用所述可旋转的磁性元件的磁场的方向和符号的情况下，由角度传感装置所测量的角度测量值将被换算成在未受限制的角度范围(例如0°至360° )内的单值的角度位置，在不用附加的元件和无需大量的计算的情况下，能够以有利的方式借助于仅在预先给定的受限制的角度范围内测量当前的角度测量值的角度传感装置，非常精确地确定当前的角度位置。因为仅需一次性地确定针对各初始配置的所述可旋转的磁性元件的磁场的方向和符号，且能够简单且快速地实施后续的当前的角度位置的计算，所以相较于
技术介绍
中已知的未使用角度传感装置的估计方法来说，有利地，本专利技术的实施形式的计算量是非常小的。该角度传感装置包括例如利用各向异性磁阻效应的AMR角度传感器。因为该类的AMR角度传感器在大批量制造时成本低廉，所以简单且成本低廉地实现依据本专利技术的方法以及依据本专利技术的装置是可能的。此外，本专利技术的该实施形式通过省去额外的元件，使得其相对于
技术介绍
中已知的用于角度传感装置的磁场传感装置具有在结构空间和成本方面的优点。为了生成并测量测试脉冲，能够以有利的方式采用现有的用于控制电驱动装置元件，该现有的元件能够是依据本专利技术的装置的一部分和/或通过相应的接口单元与依据本专利技术的装置相耦合的。本专利技术的实施形式能够借助于角度传感装置在0°至180°角度范围内单值地测量例如电驱动装置的转子的角度测量值。由此能够确定转子磁场的方向(但是在奇数个极对数的情况下不能确定磁场的符号)即确定转子磁场的d轴。转子具有例如一个极对,其中转子磁场的位置通过转子固定的磁轴给定，磁轴也被标注为d轴以及q轴。在应用于仅具有一个极对的情况下刚好具有一个d轴和一个q轴。在转子具有多个极对时，相应地具有多个d轴和q轴。转子磁场能够例如由永磁体和/或通过线圈电气地生成。现在能够通过生成具有与转子磁场相同的方向的定子磁场来为电驱动装置的定子供电。因为由角度传感装置所测量的当前的角度测量值仅在180°内是单值的，所以在该时刻还未知，转子磁场和定子磁场的符号是否一样。该两个磁场应该相加还是相减也是未知的。当该些磁场相加时，那么总磁场将相当大且电驱动装置的软磁材料(铁)的饱和度相当高。当该些磁场相减时，那么总磁场将相当小且铁的几乎不饱和。由于铁的饱和度不同，所以定子线圈在两种情况下具有不同的电感。如果场相加，那么饱和度较高且由此电感较小并因此电流上升更陡。如果相继地将在d轴上正的和负的电压脉冲施加至定子线圈，那么在该两种电压脉冲的情况下的定子电流的上升速度是不同的。然后，根据电流的上升速度能够得出电感，且由此能够得出转子磁场的符号。由此能够确定哪个是转子磁场的d方向的正向和哪个是负向。在具有较陡的电流上升的方向上电感较小，磁场也相加。这是示出转子的北极的正的d方向。在相反的方向上电感较大，磁场相减。这是示出转子的南极的负的d方向。仅在表示电驱动装置的静止状态的初始配置的情况下一次性地实施该分析。因此在每个安装有电驱动装置的系统启动时，即例如在每次车本文档来自技高网...
【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：U·福尔默，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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