用于基于電的旋轉角求出轉子的機械的旋轉角的方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種權利要求1所述的用于求出旋轉角的方法、一種按權利要求8所 述的評估線路和一種按權利要求14所述的電動機。
【背景技術】
[0002] 由現有技術公知不同類型的角度感知原理，它們在大多數情況下都與系統的主要 功能相匹配W及被優化。在電驅動器中，主要功能就是電動機的電的換向。因此多個驅動 系統具有若干角度感知原理，它們僅檢測單次電轉動的角度范圍。為此例如使用霍爾傳感 器。
【發明內容】
[0003] 本發明所要解決的技術問題是，提供一種評估線路和一種方法，在該方法中借助 對電的旋轉角的測量可W求出轉子的機械的旋轉角。
[0004] 該技術問題用按權利要求1所述的方法W及用按權利要求8所述的評估線路和按 權利要求14所述的電動機解決。 陽0化]其它的實施形式在從屬權利要求中說明。
[0006] 所述方法和所述評估線路的優勢在于，根據電的旋轉角用簡單的器件計算出轉子 的機械的旋轉角。尤其可W求出轉子的機械的旋轉角的變化曲線。在此，借助另外的具有 關于轉子的轉動確定的相位的測量信號W及借助電的旋轉角確定了轉子的確定的機械的 旋轉角。
[0007] 因此獲得了一個擴展的和同步化的測量范圍，其中，其它的功能可W被轉換。可W 使用其它的功能來優化驅動系統。例如可W補償誤差級別，W便減少力矩波動或噪音產生。 此外，可W尤其在位置調節的范圍內提供其它的或新的功能。
[0008] 在一種實施形式中，使用逆變器單元的直流電的頻譜成分或使用電動機的a -0 電流的一個值作為另外的測量信號。因此能簡單地求出測量信號。
[0009] 在另一種實施方案中，設至少兩個極對W及對轉子的多次電的轉動計數，W及其 中，由電的轉動的數量和機械的初始旋轉角計算出轉子的實時的機械的旋轉角。因此可W 用簡單的器件確定機械的旋轉角。
[0010] 在另一種實施方案中，設至少兩個極對，其中，在轉子的一次機械的轉動期間存在 轉子的至少兩次電的轉動，其中，使用計數器來對電的轉動的數量計數，其中，計數器在轉 子的一次完整的機械的轉動后被設置到一個預定的值，特別是零值并且接下來計數器重新 開始對電的轉動的數量計數。因此可WW簡單的方式借助計數器求出轉子的機械的旋轉 角。
[0011] 在另一種實施方案中，使用實時的機械的旋轉角來控制電動機。
[0012] 在另一種實施形式中，使用一個干擾信號作為另外的測量信號，該干擾信號具有 關于轉子的機械的轉動的固定的相位。尤其可W使用干擾信號的一個分量，其具有關于轉 子的機械的轉動的一個固定的相位。
[0013] 在另一種實施形式中，通過減少干擾信號，特別是干擾信號的分量的方式根據實 時的機械的旋轉角來控制電動機。
【附圖說明】
[0014] 接下來借助附圖詳細闡釋本發明。附圖中： 圖1示意性示出了帶有控制線路的電動機； 圖2是兩張疊置的圖表，其中，上面的圖表表示轉子的機械的旋轉角，下面的圖表表示 電動機的電的旋轉角； 圖3示意性示出了計算單元的部分剖面。
【具體實施方式】
[0015] 圖1在示意圖中示出了帶有電動機1、控制線路2、換向器線路3、第一傳感器裝置 5、第二傳感器裝置4和評估線路6的一種布置。電動機1可W例如在電動車中用作驅動馬 達。電動機1例如被構造成S相的或S線的EC電機。在電動機1中示出了僅一個定子，其 帶有=個電氣地錯開各120°的繞組相。一個相關的永磁的轉子未被示出。在所示的例子 中，繞組相W星形線路連接，不過其中，繞組相的一種=角形線路也是可行的。繞組相通過 相接頭與構造成半導體橋的換向器線路3連接。換向器線路3由六個功率半導體構成，運 六個功率半導體由控制線路2,更確切地說根據轉動位置，也就是根據轉子的機械的或電的 旋轉角提供控制信號。此外，將一個扭矩信號7輸送給控制線路2,扭矩信號考慮到了用于 影響電動機力矩的控制線路2。
[0016] 為了產生磁性的定子旋轉場，通過控制線路2由此在分別循環交替的組合中控制 換向器線路3的功率半導體，即，使繞組接頭與直流電源8的正的或負的接頭連接，或者高 阻抗地與直流電源8分離。為了求出轉子的電的旋轉角，設第一傳感器裝置5。第一傳感器 裝置5如在圖2的下面的圖表中所示的那樣求出了一個電的旋轉角。此外，直流電源8的 一個接頭通過傳感器線路17與第二傳感器裝置連接。第二傳感器裝置4通過第二傳感器 線路17檢測換向器線路3的直流電成分legt。
[0017] 在圖2的上面的圖表中示出了轉子的一個從0°至360°的機械的旋轉角。在 圖2的下面的圖表中，時間同步地繪出了與轉子的機械的旋轉角相關的電動機1的電 的旋轉角。運個例子適用于極對數20。運意味著，電動機1具有二十個極對。因此在 轉子的惟一一次機械的轉動期間，產生且測得了電的轉動的數量是20。第一傳感器裝 置5現在被設置用于檢測電的旋轉角W及因此檢測電的轉動。在所說明的例子中，由此 從機械的轉動，也就是說轉子的轉動的數量求出電的轉動的數量，即，將轉子的轉動的數 量與極對的數量相乘。因此可W在電的旋轉角和轉子的旋轉角之間建立起下列關系： 興二皿!站Ip?銷I，其中，用Z表示電動機1的極對的數量W及用;隸示轉子的機械的旋 轉角。此外，巧鎮表示電的旋轉角。借助第一傳感器裝置5僅測量電的旋轉角。但在此還 不能直接推斷出轉子的機械的旋轉角。
[0018] 補救措施是設法獲得一種借助評估線路6實施的擴展的角度檢測。在評估線路6 中實現了一種計數器，其檢測第一傳感器裝置5的電的轉動或電的旋轉角W及對電的轉動 的數量計數。因此能產生一個擴展的角度值： 繼=鮮舞:襄報蠻，其中，無是擴展的角度值，Z是電動機1的極對數，巧是電的旋 轉角W及k是計數器的計數器值，計數器值由評估線路6或塊14實現。計數器對由第一傳 感器裝置5檢測的電的旋轉角的交零的數量計數。值k可W采用在0和Z-I之間的值范圍 內的值。在計數器超過值Z-I時，又重新從值0開始計數。極對的數量是公知的。
[0019] 針對進一步的考慮，為了更簡單的理解而W此為出發點，即，擴展的角度值^正 好具有轉子的機械的轉動的周期性。但也可W設想若干系統，在運些系統中，擴展的角度值 B具有轉子的機械的轉動的好幾倍的周期性。若在另一種考慮下，人們W-種特殊情形為 出發點，在運種特殊情形中，轉子的零點不是公知的，那么借助第一傳感器裝置5和評估線 路6求出的擴展的角和轉子的絕對的旋轉角的區別僅在于恒定不變的角偏移。角偏移 由此完成，即，電動機1的接入W及因此計數器在評估線路6中的接入發生在任意一個發動 機位置中。在接入計數器時，運個計數器通常被評估線路6用零值初始化。運就是說，計數 器水平不反映關于轉子的真實的絕對的機械的旋轉角的信息，而是一個形式為相對測量信 號的相位的機械的旋轉角的輔助參數。
[0020] 若不僅轉子的旋轉角變化走向，而且轉子的絕對的旋轉角也應當很重要，那么可 W借助適配的同步將電的旋轉角轉成轉子的絕對的旋轉角。為此，評估線路6具有一個在 圖3中示意性示出的結構。評估線路具有擴展的角度測量裝置10。角度測量裝置10包括 一個轉動計數器14和一個計算塊15。由第一傳感器裝置5將一個電的旋轉角A輸送給角 度測量裝置10。借助轉動計數器14檢測電的旋轉角的交零的數量W及將其作為值k移交 給計算塊15。計算塊15在考慮到值k和實時的電的旋轉角的情況下按上述公式計算擴展 的旋轉角辯。與此平行的是將另外的測量信號9輸送給評估線路6。
[0021] 另外的測量信號9由第二傳感器裝置4檢測。另外的測量信號9具有關于轉子的 機械的轉動的