[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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Inverter）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 A1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。

发明内容

在根据本发明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。

按照根据本发明的方法，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。

根据本发明的实施形式，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。

根据本发明的实施形式，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。