用于容错地检测旋转角的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种按权利要求1所述的方法、一种按权利要求11所述的评估线路和一种按权利要求12所述的电动机。
【背景技术】
[0002]由现有技术公知若干成本低廉的角度感知原理，它们仅由霍尔开关构成。例如在电动车中在电动机中安装三个相移位的霍尔开关，以便实现针对电驱动器的换向的控制信号。若三个霍尔传感器中的一个发生故障，那就很难用公知的方式实现电动机的可靠的换向。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于针对电动机的换向容错地检测旋转角的方法。
[0004]本发明的这个技术问题通过按权利要求1所述的方法、按权利要求11所述的评估线路和按权利要求12所述的电动机解决。扩展设计在从属权利要求中说明。
[0005]所说明的方法的一个优势在于，在传感器故障时还能实现电动机的足够好的换向。这一点由此达到，即，在传感器故障时，基于传感器的信号状态的顺序对转子的旋转角进行估计。
[0006]为此设至少三个传感器，其中，传感器检测电动机的转子的角位置，其中，根据借助传感器检测到的转子的角位置执行电动机的换向，其中，针对三个传感器的信号的已确定的状态保存转子的角位置，其中，也保存具有发生故障的传感器的状态，其中，检测状态的顺序，其中，将检测到的状态与保存的状态相比较，以及其中，借助该比较来识别出发生故障的传感器。
[0007]在一种实施形式中，在识别出发生故障的传感器后，将所检测的状态的顺序与储存的状态的顺序相比较，以及其中，基于该比较来确定哪个传感器发生了故障。由此实现了对发生故障的传感器的一种安全且简单的检测。
[0008]在一种实施形式中，将所检测的状态的顺序与储存的针对有发生故障的传感器的电动机的已确定的运行工况的状态的顺序相比较，以及其中，通过该比较获取发生故障的传感器。由此达到快速获取发生故障的传感器。
[0009]在另一种实施方案中，在识别到发生故障的传感器时，为至少一个状态储存一个相对无故障的情形加以修正的角度值，以及其中，经修正的角度值被用于该状态。由此进一步精确化角度检测。
[0010]在另一种实施方案中，将所检测的状态的顺序与储存的状态的顺序相比较，其中，借助比较识别到了多种可能的故障情况中的一种，其中，为可能的故障情况设置各一分配表格，其中，在分配表格中为若干状态储存角，以及其中，使用为识别出的故障情况所储存的分配表格来为识别到的状态使用储存在分配表格中的角。所述方法因此变得更为精确和简单。
[0011]在另一种实施方案中，在识别到一个传感器发生故障的状态时，修正用于先前的状态的角度值和/或用于后续的状态的角度值，其中，角度值尤其以特别通过转子的电的转动最小化角误差的方式被修正。
[0012]在另一种实施方案中，哪个传感器失效的信息被移交给子系统。子系统可以是转速检测装置。
[0013]在一种实施方案中，为了启动电驱动器，至少在电动机的第一次转动期间就经控制地执行换向。
[0014]在一种实施方案中，设带有状态获取机构的评估线路，其中，状态获取机构被构造用于获取一个状态，其中，一个状态包括三个用于获取转子的角位置的传感器的信号，其中，设故障定位机构，其中，故障定位机构被构造用于基于状态的顺序识别出故障情况，其中，设选择单元，其中，选择单元被构造用于根据识别到的故障情况将已确定的角分配给状态，以及其中，设一个分配单元，其中，分配单元被构造用于根据状态为该状态发出由选择单元确定的角。
[0015]该方法和评估线路可以使用在电动机中，尤其可以使用在电动车的电动机中。
【附图说明】
[0016]下文中借助附图详细阐释本发明。附图中:
图1是带有控制线路的电动机的示意图；
图2是电动机的控制线路的三个传感器的信号变化曲线的示意图；
图3是带有针对正常运行的信号状态的一表格；
图4是针对第三传感器有故障的信号状态的第一故障表格，传感器被保持在低的信号水平上；
图5是针对第三传感器有故障的信号状态的第二张故障表格，传感器被保持在高的信号水平上；以及
图6是用于容错地识别转子的旋转角的评估线路。
【具体实施方式】
[0017]图1在示意图中示出了一种布置，其带有电动机1、控制线路2、换向器线路3、传感器装置4和评估线路6。电动机I可以例如用作电动车中的驱动马达。电的电动机I例如被构造成三相的或三线的EC马达。在电动机I中示出了仅一个定子，其带有三个电错开各120°的绕组相。一个相关的永磁的转子未被示出。在所示的例子中，绕组相以星形线路连接，不过其中，绕组相的一种三角形线路也是可行的。绕组相通过相接头与构造成半导体桥的换向器线路3连接。换向器线路3由六个功率半导体构成，这六个功率半导体由控制线路2，更确切地说根据转动位置，也就是说根据转子的机械的旋转角提供控制信号。此外，将一个扭矩信号7输送给控制线路2，扭矩信号考虑到了用于影响电动机力矩的控制线路2。
[0018]为了产生磁性的定子旋转场，通过控制线路2由此在分别循环交替的组合中控制换向器线路3的功率半导体，S卩，使绕组接头与直流电源8的正的或负的接头连接，或者高阻抗地与直流电源8分离。为了求出转子的电的旋转角，设传感器装置4。传感器装置4具有第一、第二和第三传感器9、10、11。第一、第二和第三传感器9、10、11可以例如构造成霍尔传感器的形式。三个传感器9、10、11错开120°地围绕转子的电的转动轴布置。在霍尔传感器的情形下，每一个传感器都可以确定转子的至少两个旋转角，一个通过上升的边沿以及一个通过下降的边沿。因此可以借助三个传感器9、10、11分别检测转子的至少一个确定的 60。、120。、180。、240。、300。和 360。的旋转角。
[0019]图2在示意图中示出了第一传感器9的第一信号变化曲线12、第二传感器10的第二信号变化曲线13和第三传感器11第三信号变化曲线14。信号变化曲线12、13、14与转子的电的旋转角相关地绘出。在旋转角为0°时，第一传感器9具有从高水平到低水平的转化，也就是说具有下降的边沿。第二传感器10的第二信号变化曲线13处于高水平。第三传感器11的第三信号变化曲线14处于低水平。在角为60°时，第三信号变化曲线14随上升的边沿从低水平上升到高水平。在旋转角为120°时，第二信号变化曲线13随下降的边沿从高水平下降到低水平。在角为180°时，第一信号变化曲线12随上升的边沿从低水平上升到高水平。在角为240°时，第三信号变化曲线14随下降的边沿从高水平下降到低水平。在角为300°时，第二信号变化曲线13随上升的边沿从低水平上升到高水平。在360°时，同时也是转子的新的一次电转动的0°时，第一信号变化曲线12随下降的边沿从高水平下降到低水平。因此可以借助信号变化曲线12、13、14的上升的和下降的边沿检测转子的六个限定的电的旋转角位置。
[0020]图3在表格22中示出了传感器9、10、11的信号变化曲线12、13、14的信号状态的时间走向。在对应转子的旋转角的在0°到60°之间的角范围的零状态下，第一信号变化曲线12具有低水平，其用数字O表示。第二信号变化曲线13具有高水平，其用数字I表示。第三信号变化曲线14具有低水平，其用数字O表示。此外，在表格中还示出了信号变化曲线12、13、14针对第一、第二、第三、第四和第五种状态的信号状态。第一种状态涉及转子的电的旋转角的在60°到120°之间的角范围，第二种状态涉及在120°和180°之间的角范围，第三种状态涉及在180°和240°之间的角范围，第四种状态涉及在240°和300°之间的角范围以及第五种状态涉及在300°和360°之间的角范围。在零状态O下，为转子采用30°的角。在第一种状态I下，为转子采用90°的角。在第二种状态2下，为转子采用150°的角。在第三种状态3下，为转子采用210°的角。在第四种状态4下，为转子采用270°的角。在第五种状态5下，为转子采用330°的角。
[0021]在传感器故障时出现了一些在正常运行中不会出现的信号状态。这些故障状态是:每一个传感器都有高的电平或每一个传感器都有低的电平。第一种故障状态20对应全部三个传感器都具有低的信号水平的情形。第二种故障状态21对应所有的传感器都具有高的信号水平的状态。可以独立于其它信息地不将转子的角度值分配给这两种故障状态
20、21。
[0022]图4以第二张表格23的形式示出了传感器的信号状态的顺序。信号状态从上到下按时间相继。在检测信号状态时，电动机的转动方向也可能发生变化。在第二张表格23中，在第一栏31中示出了传感器在电动机正常运行时应当的额定状态。在此，信号状态的过程如下:0、1、2、3、4、5、0、1、2等。除了第一栏31外，在其它栏中示出了针对信号变化曲线12、13、14的局部受到干扰的信号的值。用O表示低水平以及用I表示高水平。此外，在最后一栏32中示出了传感器的由此得出的实际状态。通过识别到是正常时不会出现的信号状态的第一种故障状态20，由控制线路2识别出发生故障的传感器。
[0023]图5示出了针对状态的过程的第三张表格24。在第三张表格24中，在第一栏31中又示出了针对电动机的正