用于對電機的轉(zhuǎn)子的位置進行檢查的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于借助于在定子的繞組中的電流脈沖來對于電機的轉(zhuǎn)子的、相 對于定子的位置進行檢查的方法以及一種用于借助于在定子的繞組中的電流脈沖來查明 電機的轉(zhuǎn)子的、相對于定子的位置的方法。
【背景技術】
[0002] 電機、尤其是發(fā)電機可以用于在機動車中將機械能轉(zhuǎn)換為電能。通常為此使用爪 極發(fā)電機，所述爪極發(fā)電機通常配備了電激勵機構。因為爪極發(fā)電機通常產(chǎn)生三相的交流 電，所以對于普通的機動車-直流電-車用電路來說需要整流。為此可以使用基于半導體 二極管的整流器。
[0003] 發(fā)電機也可以用于起動內(nèi)燃機。這樣的發(fā)電機也被稱為起動機發(fā)電機。通常這樣 的起動機發(fā)電機僅僅在轉(zhuǎn)速很小時按電動機方式來運行，因為能夠產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)速方面 較快地減小。
[0004] 為了借助于整流器按電動機方式來運行電機，必須隨時了解所述轉(zhuǎn)子的角度位 置。在這里經(jīng)常使用成本低廉的、各向異性的磁阻的傳感器(所謂的AMR傳感器)，所述傳感 器對于被安裝在轉(zhuǎn)子的、以機械的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的軸上的磁體的磁場進行探測，并且將其轉(zhuǎn)換 為模擬的電壓。因為所述磁體可以被安裝在任意的位置中，所以必須在第一次運行之前深 入了解（einlernen)轉(zhuǎn)子位置的零位。
[0005] 為此可以向所述相繞組加載所定義的相位置的DC電流。所述轉(zhuǎn)子隨后在定位位 置中定向，而后可以在所述定位位置中確定一種零-偏移。但是，這樣的方法具有以下缺 點：所述驅(qū)動裝置在進行所述深入了解時也必須自由旋轉(zhuǎn)，也就是說不得被連接到其它機 組上。因此所述方法尤其不能作為所謂的隨車診斷來實施。
[0006] 也可以給定子繞組通以電流，并且從由此在所述轉(zhuǎn)子繞組里通過感應引起的電流 中推斷出所述轉(zhuǎn)子的位置。但是，在這里總是必須先后給兩個或者更多個相位通以電流。
[0007] 此外，在將電動的驅(qū)動裝置用作機動車中的混合驅(qū)動裝置時，有必要在連續(xù)的運 行中對正確的轉(zhuǎn)子位置進行監(jiān)控，因為否則存在以下危險：所述驅(qū)動裝置產(chǎn)生了錯誤的轉(zhuǎn) 矩，在極端情況中甚至不是起驅(qū)動作用而是起制動作用，或者相反。
[0008] 因此，值得追求的是，說明一種可行方案：即使對于固定地與內(nèi)燃機相連接的電機 來說，也可以對所述電機的轉(zhuǎn)子的位置進行檢查。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 按照本發(fā)明，建議具有獨立權利要求的特征的方法。有利的設計方案是從屬權利 要求及接下來的說明的主題。
[0010] 按本發(fā)明的第一種方法用于檢查尤其與內(nèi)燃機相耦合的電機的轉(zhuǎn)子的、相對于定 子的位置。為此，在所述定子的繞組中關于所述轉(zhuǎn)子的幾何角度產(chǎn)生三種電流脈沖，其中所 述三種電流脈沖包括一種第一電流脈沖、一種相對于所述第一電流脈沖以預先給定的正的 相位角偏置的電流脈沖和一種相對于所述第一電流脈沖以預先給定的負的相位角偏置的 電流脈沖。所述電流脈沖在此涉及所述電機的、一種抗扭轉(zhuǎn)的笛卡爾d-p-坐標系。由這三 種電流脈沖在所述轉(zhuǎn)子的繞組中產(chǎn)生三種通過感應引起的電流，隨后對于所述電流進行檢 測。這些通過感應引起的電流由于轉(zhuǎn)子及定子的繞組的、磁性的相互作用所引起?，F(xiàn)在根 據(jù)所述三種通過感應引起的電流的幅度來檢查所述轉(zhuǎn)子的位置。
[0011] 本發(fā)明的優(yōu)點： 因為所述第一種電流脈沖在所述轉(zhuǎn)子的繞組中引起與其它兩種電流脈沖不同的磁性 的相互作用（因為所述三種電流脈沖具有不同的d份額及q份額)，所以可以通過對于所述 通過感應引起的電流的幅度比較來推斷出所述轉(zhuǎn)子的當前的幾何位置。所述三種電流脈沖 僅僅根據(jù)在所述d-q_坐標系中的相位角來產(chǎn)生，由此也同時給多個實際的相位通以電流， 并且因此不必有針對性地給各個實際的相位通以電流。
[0012] 優(yōu)選將所述轉(zhuǎn)子的位置識別為"正確"，如果由所述第一種電流脈沖通過感應所引 起的電流在數(shù)值方面大于其它兩種通過感應所引起的電流的幅度的話。如果所述第一種電 流脈沖在d-q坐標系中沿著d方向具有一種比其它兩種電流脈沖大的分量，那么所述與轉(zhuǎn) 子中的繞組的磁性的相互作用就更大，使得通過所述第一種電流脈沖引起一種由感應所引 起的電流，該由感應引起的電流比通過其它的電流脈沖經(jīng)過感應所引起的電流大。在此就 是這種情況，如果所述第一種電流脈沖在實際上相應于一種d電流脈沖、也就是僅僅相應 于具有d分量的電流脈沖的話，這是因為，所述關于所述相位向前或者向后偏移的電流脈 沖因此必定具有一種較小的d分量。
[0013] 所述預先給定的負的相位角的量和/或所述預先給定的正的相位角的量有利地 在Γ與10°之間，尤其是在3°與7°之間。尤其所述預先給定的正的相位角和所述預先 給定的負的相位角具有相同的量。根據(jù)可能的測量精度和所述位置檢查的所期望的精度， 可以如此選擇所述相位角，使得所述通過感應引起的電流一方面還可以足夠精確地區(qū)分開 來，另一方面但是所述電流脈沖關于所述相位也還貼靠得足夠地近，從而可以識別精確的 位置。
[0014] 有利的是，直接地、也就是作為電流信號來檢測所述通過感應引起的電流。由此可 以在較短的時間里檢測所述通過感應引起的電流。
[0015] 作為替代方案，作為在時間上的積分來檢測所述通過感應引起的電流。由此可以 在檢測時獲得一種較大的精度，如果比如必要的掃描速率由于可供使用的機構而對于直接 的檢測來說太小的話。
[0016] 優(yōu)選在所述電機不產(chǎn)生力矩時產(chǎn)生所述三種電流脈沖。由此即使可以在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 時、比如在內(nèi)燃機空轉(zhuǎn)時也對于所述位置進行檢查，其中所述電機被耦合到所述內(nèi)燃機上。
[0017] 有利地將所述轉(zhuǎn)子的、屬于在所述定子的繞組中的d電流脈沖的幾何角度確定為 用于所述第一種電流脈沖的參考。這一點可以特別有利地借助于按本發(fā)明的第二種方法來 進行。由此可以定義并且比如保存所述轉(zhuǎn)子的幾何位置的零位。而后在檢查所述位置時可 以檢測，當前的零位是否還與所保存的零位相一致。對于所述零位的定義來說，一種d電流 脈沖是特別合適的，因為在這里一種通過感應所引起的電流是最大的，并且可以特別容易 地與相偏移的電流進行比較。
[0018] 有利的是，借助于至少一個傳感器、尤其是借助于各向異性的磁阻的傳感器和/ 或霍耳傳感器來檢測所述轉(zhuǎn)子的幾何角度。由此可以通過傳統(tǒng)的方式來檢測所述幾何位 置，但是按照本發(fā)明，所述傳統(tǒng)的方式由此不能對所述零位進行可能的檢查。
[0019] 按本發(fā)明的第二種方法用于查明電機的轉(zhuǎn)子的、相對于定子的位置。在此檢測所 述轉(zhuǎn)子的、屬于在定子中的q電流脈沖的一種幾何角度。這能夠使得快速并且容易地確定 所述電機的轉(zhuǎn)子的零偏移。因為所述q電流脈沖相對于d電流脈沖處于固定的相位關系中， 所以也可以通過這種方式來使用屬于d電流脈沖的幾何角度，尤其是為了有利地與按本發(fā) 明的第一方法一起使用。
[0020] 有利的是，為了檢測所述q電流脈沖，重復地在所述定子中用不同的相位角來產(chǎn) 生電流脈沖，其中對于屬于由所述電流脈沖在轉(zhuǎn)子中通過感應引起的電流的幅度進行檢 測，并且其中從在所述幅度的水平與所屬的電流脈沖的相位角之間的關聯(lián)中求得所述q電 流脈沖。尤其地，在此尤其是以預先給定的間隔首先產(chǎn)生兩種以180°的相位角偏移的電流 脈沖，并且隨后僅僅產(chǎn)生具有處于所述兩種偏移了 180°的電流脈沖之間的相位角的電流 脈沖。利用這樣的迭代的方法，尤其可以快速并且有效地找到所述幅度的過零點、也就是剛 好所述q電流脈沖。
[0