[发明专利]与内燃机耦连的电机的运行状态的确定

说明书

本发明涉及一种用于确定利用自由轮(11)与内燃机(112)耦连的电机(114)的空载阶段(Ph_Fl)的方法，包括以下步骤：检测电机(114)的相信号(121)的时间曲线；由相信号(121)确定电机(114)的转速(122)的时间曲线；通过至少在电机(114)的振荡转速波动的下降沿(124)的时间范围内评估电机(114)的转速(122)的时间变化来确定至少一个空载阶段(Ph_Fl)。此外，本发明还涉及相应的适于执行该方法的运算单元(118)以及相应的计算机程序。

技术领域

本发明涉及一种用于确定利用自由轮与内燃机耦连的电机的空载阶段的方法和一种运算单元、优选为用于电机的控制器，以及一种用于执行该方法的计算机程序。

背景技术

为了调节车辆中的车载电网电压，可使用电机，特别是他励电机。该电机具有根据车载电网电压来调节电机励磁电流的调节器。电机利用耦连元件、通常利用皮带传动与内燃机耦连，其中耦连元件不仅由内燃机而且由电机根据相应的运行条件而施加不同的扭矩。为了保护皮带，电机通常具有自由轮元件，以减少由于电机或内燃机施加扭矩而引起的皮带传动的磨损。

由此，电机可具有空载阶段，其中自由轮元件生效从而电机与内燃机解耦。特别是当电机的转速大于内燃机的转速时，自由轮元件生效。对空载阶段的确切认知是在多方面有利的，而这些空载阶段的确定通常很不准确并且还伴随有相当大的工作量。

如果下文中一般性地提到电机，则其在此也可以是可作为发电机和/或电动机运行的电机，例如可以是所谓的起动发电机。

因此，能够以简单的方式并且以更高的精度确定电机的空载阶段是有利的。

发明内容

提出了一种用于确定利用自由轮与内燃机耦连的电机的具有空载阶段的运行状态的方法以及一种运算单元和一种用于执行该方法的计算机程序，其具有独立权利要求的特征。从属权利要求以及以下说明的对象为有利的设计方案。

该方法用于确定利用自由轮与内燃机耦连的电机的空载阶段。所确定的空载阶段特别是可用于确定利用自由轮与内燃机耦连的电机的减速扭矩。然而应理解的是，其中不存在空载阶段的电机运行状态也可借助于该方法来确定。

电机可由内燃机驱动，其中电机与内燃机通过自由轮和接合在其上的传动皮带彼此耦连。通过在电机和内燃机之间的耦连，根据电机的运行状态，可将扭矩从内燃机传递到电机。

在电机侧，内燃机的扭矩受到减速力矩的反作用，该减速力矩特别是在空载状态下应被克服，以便不影响内燃机的运行。

因此，对由电机吸收的扭矩的尽可能确切的认知基本上一般是有利的，特别是以便相应地调节对驱动电机的内燃机的控制。然而，对电机的这种扭矩吸收的认知也是特别有利的，特别是当内燃机处于从控制工程上来看的临界运行状态时，例如怠速状态。在怠速状态中，电机吸收的扭矩在峰值时可具有很高的值，其中内燃机的功率输出或与此相关联的扭矩相当低或者是波动的，这可能导致内燃机有明显的转速不稳定性。在极端情况下，这甚至可能导致发电机以其扭矩使内燃机“停止”，也就是说使内燃机停止旋转。这是由于内燃机仅以脉冲方式输出其扭矩，即在每个做功冲程中输出其扭矩。在中间阶段，内燃机不能控制其扭矩。

然而，已认识到的是，为了精确地确定电机的减速扭矩，必须相应地分离出内燃机的扭矩分量。这特别是在自由轮生效的空载阶段尤其如此。考虑到电机和内燃机之间的传动比，当电机的转速超过内燃机的曲轴转速时，自由轮生效。

为了确定自由轮的空载阶段，检测电机的相信号的时间曲线，并且基于该相信号确定电机转速的时间曲线。在此，电机的相信号特别是包括电机的至少一个相电压和/或至少一个相电流。使用相信号来确定转速是有利的，因为转速可直接由已在电机中可用的测量变量来确定，而为此不需要另外的传感器，例如不需要确定电机转速的转速传感器。