[发明专利]方法、角度确定装置和控制装置

说明书

本发明涉及一种用于确定电机的转子的转子角的方法，具有以下步骤：产生取决于转矩的测试信号，所述测试信号取决于所述电机的转矩并且具有比用于所述电机的供给信号高的频率；用所述供给信号以及与所述供给信号叠加的测试信号来操控所述电机；检测所述电机的相电流；并且在所述测试信号对所述相电流的影响的基础上确定所述电机的转子的转子角。此外，本发明涉及一种角度确定装置以及一种相应的控制装置。

技术领域

本发明涉及用于确定电机的转子的转子角的方法和角度确定装置。此外，本发明涉及相应的控制装置。

背景技术

在现代的车辆中，燃烧马达经常通过电动马达来补充或者取代。作为用在这样的电动车和混合动力车中的电驱动机，目前永磁同步电机（PMSM）由于其高效率及其小的结构形式或者高的功率密度而经常得到使用。

对于PMSM的调节通常通过所谓的场导向的调节来进行。在此，有必要随时以足够的精度知道所述PMSM的当前的绝对的转子角。对于这个转子角的检测通常用位置传感器（像比如分解器、增量式编码器等等）来进行。作为替代方案，也能够在无传感器的情况下检测所述转子角，其中在不同的转速范围内能够使用不同的方法。在具有中等的和高的转速的范围内，能够利用所谓的Back-EMF（反电动势）。在此，将定子电压和定子电流的固有振荡参量用作用于所述方法的输入参量并且从中计算出转子位置，而不影响操控信号。比如，US4 893 067 A说明了一种方法，其中利用Back-EMF，以用于确定马达位置。

在停止状态和具有低转速的范围内，基于Back-EMF的方法由于小的电压参量而不能加以利用。更确切地说需要一种方法，该方法能够在不取决于转速的情况下获取所述转子角。

发明内容

本发明公开了一种用于确定电机的转子的转子角的方法、一种角度确定装置和一种控制装置。

因此设置了：

一种用于确定电机的转子的转子角的方法，具有以下步骤：产生取决于转矩的测试信号，所述测试信号取决于所述电机的转矩并且具有比用于所述电机的供给信号高的频率；用供给信号以及与所述供给信号叠加的测试信号来操控所述电机；检测所述电机的相电流；并且在所述测试信号对所述相电流的影响的基础上确定所述电机的转子的转子角。

此外设置了：

一种用于用根据本发明的用于确定电机的转子的转子角的方法来确定电机的转子的角度的角度确定装置，具有信号发生器，所述信号发生器产生取决于转矩的测试信号，所述测试信号取决于所述电机的转矩并且具有比用于所述电机的供给信号高的频率并且与所述电机的供给信号叠加，并且具有调节器，所述调节器构造用于：在所述测试信号对所述电机的相电流的影响的基础上确定所述电机的转子的转子角。

最后设置了：

一种用于电机的控制装置，具有按本发明的角度确定装置并且具有控制机构，所述控制机构构造用于：在预先给定的目标转矩的基础上基于矢量地操控所述电机。

发明优点

传统的方法借助于正弦状的或者矩形的电压测试信号或者电流测试信号来获取关于转子位置的信息，所述传统的方法交替地沿着所估计的d-方向馈入测试信号。

本发明所基于的认知在于，在这样的传统的方法中高频的电流响应或者高频的测试电流导致大的转矩波动性和声学上的干扰。此外，从中产生的大的DC电流波动性增加驱动系统中的薄膜电容器的负荷。

为了避免这样的干扰，所述按本发明的方法设置了交替的高频的（HF）取决于转矩的测试信号，所述测试信号比如能够构造为正弦状或者矩形。但是，与上面所提到的方法相比，不是沿着所估计的d-轴馈入或者调节所述测试信号。更确切地说，根据所述电机的当前的转矩来如此选择所述测试信号的方向，使得马达电流矢量的所产生的高频的振荡仅仅最小程度地影响所述电机的转矩。