[发明专利]用于确定机动车辆的电动机器的转子与定子之间的角偏差的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动机器的技术领域，并且更具体地讲涉及对此类机器的控制。

背景技术

同步机器、也被称为同步交流电动机的原理是基于两个磁场的相互作用产生驱动或阻抗扭矩。这些场中的一个场被称作转子励磁场，因为该场与转子(该机器的旋转部分)相关联。另一个场被称作定子场，因为该场与定子(该机器的静止部分)相关联。定子场是由流过该机器的相位交变的电流产生的磁通量所导致的。这些电流被控制成产生相对于该转子同步的、也就是与该转子以相同的速度旋转的一个通量。因此，该定子磁场是正交地控制的，也就是被控制成与该转子场偏移固定的90°相位。这样一种构型根据该相移是正的还是负的而产生一个驱动或制动用机械扭矩。在高速下，可能有必要通过该定子来对该转子去磁通量，并且为此目的将相移设定成一个大于90°的角度。

在所有的情况下，为了控制这些场的相移，用于控制定子电流的系统需要关于该机器的转子的位置的信息。这些信息是通过一种用于测量转子相对于定子的绝对角位置的装置获得的。这样一种测量装置安排在该转子的旋转中心上，该旋转中心也是图2展示出的参考坐标(Xa，Xb，Xc)和(d，q，f)的原点。

在大多数情况下，这种测量装置不是足够精确地定位的以致不能直接提供绝对角位置、而只是提供相对角位置。该相对角位置相对于该绝对角位置偏离一个恒定的角偏差。因此有必要给该系统提供角偏差值，从而使得该系统能够计算出该绝对角位置。这是在一个确定或学习程序中完成的。一旦用于控制这些定子电流的系统已经确定和存储这个偏差，该角度测量装置是可运行的，并且可以用相对于该机器的转子以一个适当的相位产生这些定子电流。

现有技术包括用于学习角偏差、也称为位置测量偏差的程序，要点在于通过使该定子磁场和转子磁场对准来在该定子上对该转子定向。因此，这些程序要求在该转子上没有机械负荷地使得该转子旋转过一转或多转。

同步机器的大多数工业应用是速度控制应用，其中初始启动阶段容忍一定扭矩应用延迟。在这些情况下，可以设想一种不带有传感器而带有位置估算器的装置。

以下文献是从现有技术中已知的。

文件DE 1020 100 174 11 A1和WO 20 1203 825 A2披露了一种用于通过使用机器的电动势和检测过0V来补偿位置测量的角偏差的方法。

文件EP 10 145 54 A2披露了一种用于检测位置测量误差并且通过在同步帕克平面中电流与电压之间的相关性来自适应校正的方法。

文件JP 2006 136 123 A披露了在没有传感器的情况下对具有绕线转子的同步机器的控制。将一个交流电压发生器添加到该转子的供电电路中使得有可能创造励磁振荡，从而在该定子中产生感应电压并且使得有可能获得该转子的位置的估算值。

在应用到汽车动力系的情况下，该转子无负荷的旋转涉及使该转子从变速器脱离连接或者抬升该车辆以使车轮自由转动。

在第一次使用新的动力系的情况下、或者在更换电动机器、角度位置传感器或用于控制电流的系统之后，有必要实施对位置测量偏差的确定。如果省略或者不正确实施这种确定，电动机就不能产生任何的驱动转矩或可能甚至产生与期望的方向相反的一个转矩，这可能会导致不希望的和潜在危险的效果。

因此对于一种用于确定转子与定子之间的角偏差的易于实施的方法存在一种需求。

发明内容

本发明涉及一种用于确定给汽车提供动力的电动机器的转子与定子之间的角偏差的方法，该转子被供应有一个转子励磁电流和电压，该定子的三相供应有多个定子相电流和电压。该方法包括以下步骤：验证该电动机器正在处于停机，持续一段能够导致该转子部分磁化的时间段地施用一个转子励磁信号，施用能够导致该转子激活并快速去磁的一个转子去励磁信号，同时在该去磁过程中测量这些定子相电流，并且同时在该定子的这些相之间维持零电压。然后对应于通过采用帕克-克拉克变换来测量出的这些定子相电流并且随该转子的电气位置的测量值而变地确定多个正向定子电流和多个正交定子电流，确定这些正向定子电流之间的和这些正交定子电流之间的最大值，如果该正交定子电流的最大值的绝对值大于一个阈值则发送一个角设定错误信号，并且通过计算该正交定子电流的最大值与该正向定子电流的最大值的比的反正切值来确定一个单位为弧度的角偏差校正值。

该转子的部分磁化可以是通过致使出现大于一个磁化阈值电流的一个转子励磁电流来实现的。

该转子的去磁可以是通过致使该转子励磁电流减小至低于一个去磁阈值来实现的。