用于確定電機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置數(shù)據(jù)的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明普遍涉及電機(jī)、尤其是具有基于傳感器的位置檢測(cè)功能的、電子換向的電 機(jī)。此外，本發(fā)明涉及用于提高用于所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置的、位置數(shù)據(jù)的分辨率的措施。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了最佳地操控電子換向的電機(jī)，一般來(lái)說(shuō)需要關(guān)于所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置的位 置數(shù)據(jù)的形式的位置信息。這種位置數(shù)據(jù)可以借助于位置傳感器來(lái)提供。這樣的位置傳感 器比如可以構(gòu)造為光學(xué)的傳感器或者磁性傳感器、尤其是霍耳傳感器。
[0003] 原則上知道不同種類(lèi)的位置傳感器，所述位置傳感器能夠?yàn)閺?fù)雜的、用于所述電 機(jī)的操控方法實(shí)現(xiàn)所述位置數(shù)據(jù)的、足夠高的分辨率。但是，這樣的高分辨的位置傳感器比 較昂貴，并且/或者由于機(jī)械方面的情況無(wú)法以簡(jiǎn)單的方式集成到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。
[0004] 作為替代方案，知道成本低廉的并且能夠以簡(jiǎn)單的方式集成的、用于檢測(cè)所述位 置數(shù)據(jù)的解決方案。比如對(duì)于電動(dòng)雙輪滑車(chē)（Elektroroller)來(lái)說(shuō)，將三個(gè)尤其數(shù)字的霍 耳傳感器裝入在三相的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部，用于借助于塊換向來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的換向。不過(guò)， 利用這樣的位置傳感器系統(tǒng)，所述分辨率在沒(méi)有附加的、用于信號(hào)處理的開(kāi)銷(xiāo)的情況下被 局限到60° (電的位置角）。因此，不能將其它的換向方法用作所述塊換向。但是，借助于 所述塊換向?qū)﹄妱?dòng)機(jī)進(jìn)行的操控不太有效力，并且引起明顯的噪聲生成以及提高了的力矩 波動(dòng)性。
[0005] 此外，知道位置傳感器系統(tǒng)，所述位置傳感器系統(tǒng)在較低分辨的位置數(shù)據(jù)的基礎(chǔ) 上借助于預(yù)測(cè)算法來(lái)提供具有更高分辨率的位置數(shù)據(jù)，并且為了進(jìn)行操控而將其它的換向 方法用作所述塊換向。尤其對(duì)于所提供的位置數(shù)據(jù)的更高的分辨率來(lái)說(shuō)，借助于正弦換向 而對(duì)于電動(dòng)機(jī)進(jìn)行的操控在效率和噪聲生成方面是有意義的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種方法和一種裝置，借助于所述方法和裝置可以提供具 有比用傳感器檢測(cè)到的位置數(shù)據(jù)的分辨率高的分辨率的位置數(shù)據(jù)。
[0007] 按照本發(fā)明，設(shè)置了一種按權(quán)利要求1所述的、用于確定用來(lái)對(duì)電機(jī)進(jìn)行操控的 位置數(shù)據(jù)的方法以及按并列權(quán)利要求所述的、一種相應(yīng)的控制單元和一種電機(jī)系統(tǒng)。
[0008] 其它的設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求中得到了說(shuō)明。
[0009] 按照第一方面，設(shè)置了一種為了用于對(duì)電子換向的電機(jī)進(jìn)行操控而用于從所提供 的、低分辨的位置數(shù)據(jù)中求得高分辨的位置數(shù)據(jù)的方法。該方法包括以下步驟： -在所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上求得所估計(jì)的位置數(shù)據(jù)；并且 -在誤差值的基礎(chǔ)上通過(guò)用校正值加載的方式來(lái)對(duì)所估計(jì)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，用于 得到所述高分辨的位置數(shù)據(jù)，其中所述誤差值表明在所述低分辨的位置數(shù)據(jù)與所估計(jì)的位 置數(shù)據(jù)之間的偏差。
[0010] 上述方法提供了一種可行方案，用于提供從低分辨的位置數(shù)據(jù)中求得的高分辨的 位置數(shù)據(jù)。為此通過(guò)位置差的累積來(lái)求得一種所估計(jì)的位置數(shù)據(jù)，其中從所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速 中確定或者推導(dǎo)出所述位置差。在此在所述低分辨的位置數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上求得所推導(dǎo)出來(lái)的 轉(zhuǎn)速。借助于校正函數(shù)來(lái)對(duì)所估計(jì)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。通過(guò)這種方式，可以確定高分辨 的位置數(shù)據(jù)，通過(guò)所述低分辨的位置數(shù)據(jù)對(duì)所述高分辨的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。
[0011] 由此可以以更為精確的方式來(lái)提供一種高分辨的位置數(shù)據(jù)，可以用一種相對(duì)于所 述塊換向要求更高的換向方法將所述高分辨的位置數(shù)據(jù)比如用于運(yùn)行所述電機(jī)系統(tǒng)。
[0012] 尤其可以在所述高分辨的位置數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上設(shè)置所述電機(jī)系統(tǒng)的、電機(jī)的正弦換 向，所述正弦換向相對(duì)于所述電機(jī)的塊換向明顯地更有效率并且具有更低的噪聲生成以及 力矩波動(dòng)性。
[0013] 此外可以規(guī)定，通過(guò)對(duì)于表明所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的積分來(lái)求得所估計(jì)的 位置數(shù)據(jù)。
[0014] 按照一種實(shí)施方式，可以從所述低分辨的位置數(shù)據(jù)中確定所述轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，并且對(duì) 其進(jìn)行濾波、尤其是低通濾波，并且隨后可以通過(guò)積分來(lái)求得位置差，所述位置差與所述電 機(jī)的轉(zhuǎn)子的、在一個(gè)計(jì)算周期中的、所估計(jì)的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。
[0015] 此外，可以借助于PT1環(huán)節(jié)對(duì)所述轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波。
[0016] 可以規(guī)定，借助于P環(huán)節(jié)在預(yù)先給定的校正因數(shù)k的基礎(chǔ)上從所述誤差值中確定 所述校正值。
[0017] 此外，可以借助于PI環(huán)節(jié)在預(yù)先給定的校正因數(shù)k和積分常數(shù)i的基礎(chǔ)上從所述 誤差值中確定所述校正值。原則上還可以有其它的用于確定所述校正值的可行方案。
[0018] 尤其可以將所述高分辨的位置數(shù)據(jù)用于操控電機(jī)。
[0019] 作為替代方案，可以根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、用于所述誤差值的誤差風(fēng)險(xiǎn)或者所述誤差 值的誤差大小，將所述高分辨的位置數(shù)據(jù)或者所述低分辨的位置數(shù)據(jù)用于操控電機(jī)。這一 點(diǎn)尤其可以借助于一種轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0020] 按照另一方面，設(shè)置了一種控制單元，該控制單元用于從所提供的、低分辨的位置 數(shù)據(jù)中求得高分辨的位置數(shù)據(jù)，并且用于在所述高分辨的位置數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上用一種換向模 式來(lái)操控電子換向的電機(jī)，其中所述控制單元構(gòu)造用于： -在所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上求得所估計(jì)的位置數(shù)據(jù)；并且 -在誤差值的基礎(chǔ)上通過(guò)用校正值加載的方式來(lái)對(duì)所估計(jì)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，用于 得到所述高分辨的位置數(shù)據(jù)，其中所述誤差值表明在所述低分辨的位置數(shù)據(jù)與所估計(jì)的位 置數(shù)據(jù)之間的偏差。
[0021 ] 所述控制單元可以構(gòu)造用于借助于正弦換向來(lái)操控所述電機(jī)。
[0022] 按照另一方面，設(shè)置了一種具有電機(jī)和上述控制單元的電機(jī)系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 下面借助于附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)解釋。附圖示出： 圖1是具有用控制單元來(lái)運(yùn)行的電機(jī)的、電機(jī)系統(tǒng)的示意圖； 圖2是用于對(duì)一種算法的功能進(jìn)行說(shuō)明的方框圖，所述算法用于在由位置傳感器提供 的、低分辨的位置數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上求得高分辨的位置數(shù)據(jù)；并且 圖3是用于描繪圖2的精細(xì)角度確定框的功能的方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 圖1示出了具有電機(jī)2的電機(jī)系統(tǒng)1的示意圖。所述電機(jī)2構(gòu)造為電子換向的電 機(jī)、比如同步電機(jī)、異步電機(jī)或者類(lèi)似電機(jī)。所述電機(jī)2可以作為電動(dòng)機(jī)或者發(fā)電機(jī)來(lái)運(yùn) 行。下面以所述電機(jī)2的、按電動(dòng)機(jī)方式的運(yùn)行為出發(fā)點(diǎn)。
[0025] 借助于驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路3來(lái)操控所述電機(jī)2。所述操控通過(guò)多條相導(dǎo)線(xiàn)4來(lái)進(jìn)行，通過(guò)所 述相導(dǎo)線(xiàn)相應(yīng)地將相電壓或者相電流加載到所述電機(jī)2上。所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路通常具有功率半 導(dǎo)體開(kāi)關(guān)、比如功率MOSFETs、晶閘管、IGCTs、IGBTs和類(lèi)似開(kāi)關(guān)。這些功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)可以 以已知的方式被連接成橋接電路，用于將從較高的或者較低的供電電位VH、'中產(chǎn)生的電 壓脈沖通過(guò)所述相導(dǎo)線(xiàn)