[发明专利]用于确定机动车辆中电机的转子角的方法

说明书

本发明涉及一种用于确定电机（30）的转子角（）的方法，所述电机具有转子（32）和带有至少一个相绕组（U，V，W）的定子（33），其中所述电机（30）与开关式充电调节器（LR）关联，所述开关式充电调节器被设计为调节所述电机（30）并向电存储器（S）施加电能，其中所述充电调节器（LR）具有第一开关状态（S1）和其他开关状态（S2），在所述第一开关状态中向所述电存储器（S）施加电能，在所述其他开关状态中至少部分地禁止向所述电存储器（S）施加电能，其中在所述第一开关状态（S1）中借助于第一确定规则（K1）来确定所述转子角（），并且在所述其他开关状态（S2）中借助于其他确定规则（K2）来确定所述转子角（）。本发明还涉及被设计为执行所述方法的相应计算单元，以及用于执行所述方法的计算机程序。

技术领域

本发明涉及一种用于确定电机的转子角的方法，所述电机包括转子和具有至少一个相绕组的定子，其中所述电机与开关式充电调节器关联，所述充电调节器被设计为调节所述电机并且向电存储器施加电能。

背景技术

内燃机曲轴的旋转角位置和转速是电子发动机控制装置的许多功能的重要输入变量。为了确定所述旋转角位置和所述转速，可以在与所述内燃机的曲轴一起旋转的主体上以相同的角度间隔设置标记。由于曲轴旋转而导致的标记通过可以通过传感器检测到并作为电信号转发到分析电子装置。

该电子装置针对所述曲轴的相应旋转角位置确定分别为旋转角位置存放的用于所述标记的信号或测量两个标记之间的时间差，并且可以基于两个标记彼此间的已知角度间隔确定角速度，并从中确定转速。在机动车辆的情况下，特别是在摩托车、轻便摩托车或限制摩托车的情况下，所述标记可以例如通过金属齿轮的齿来提供，该金属齿轮即所谓的传感轮，所述齿通过它们的运动在传感器中引起磁场的变化。一些齿的空缺可以用作识别绝对位置的参考标记。

尽管在乘用车的情况下大多使用60-2齿（均匀分配60个齿，其中两个齿留空），但在摩托车或限制摩托车的情况下例如也使用36-2、24-2齿或12-3齿。在所述曲轴的转速确定或旋转角位置确定的这种间接原理中，通过齿的数量并且通过对所述参考标记的可靠识别来确定转速信号的分辨率或旋转角位置的绝对检测。

在每台具有内燃机的现代车辆中都安装有发电机，所述发电机由所述曲轴的旋转驱动并且提供电信号，所述电信号用于为所述车辆供应电能和对车辆电池充电。如果没有所述发电机，车辆就不可能按规定运行，或者只能按规定运行短的时间。为了调节电池电压使用调节器。由于对于许多摩托车或限制摩托车来说将所述发电机实施为永久励磁的，因此其用于调节所述电池电压的励磁不能像在乘用车中常见的那样改变。取而代之的是，所述调节器例如通过使所述电机的相短路来将所述电池电压调节到额定值。上述发电机典型地与上述传感器累加地用于检测转速或用于检测曲轴的旋转角位置。

可以直接从未负载电机的空转电压中读取所述电机的转子的精确旋转角方位，因为所述空转电压的相对相位与所述转子的旋转角方位一致。在带负载的机器的情况下，只能通过附加考虑转子角来确定所述转子的精确旋转角方位。因此，仅当同样能够以足够的精度确定所述转子角，才有可能从所述电机的信号中精确地确定所述曲轴的旋转角位置。对于带负载的电机来说，这是不容易实现的。此外，相应的电压调节，特别是其中将至少一个相短路的开关式电压调节，可能额外使得所述转子角的确定更加困难。

此外，还从EP 0664887 B1已知将经由曲轴驱动的电机的电输出变量用于确定转速。为此，提供所述发电机的一相作为参考，在该相上施加脉动式直流电压。这种布置还可以被考虑用于也基于相应的相信号确定所述电机的转子的旋转角位置的估计以及由此还确定所述内燃机的曲轴的旋转角位置，所述电机和所述内燃机分别直接地或经传动地彼此耦合。

至少在所述电压调节器的开关阶段期间影响所述电机的电输出变量的相应的电压调节（所述电压调节例如在限制摩托车的情况下在短路调节的范围内是常见的）在此是不合适的，因为由此用于确定轴的转速或旋转角位置的特征性信号不能可靠地用于确定所述转子的转速或旋转角方位。此外，在此未实现对所述电机的曲轴或转子的转速的高分辨率确定或旋转角位置的高分辨率确定。