方法、驱动系统和车辆与流程

背景技术：

电动机当今应用在许多用途中。尤其，电动机例如应用在汽车工业中，以便结合内燃机或作为单独的驱动马达来减小车辆的燃料消耗。

如果车辆由来自内燃机和电动马达的组合来驱动，则说的是所谓的混合动力车辆。依赖于是否内燃机与电动马达串联或并联地布置，则说的是串联式混合动力车辆或并联式混合动力车辆。不同地，电动车辆仅具有电动马达作为驱动马达。

基于汽车工业的追求：始终进一步降低车辆的燃料消耗，在未来会越来越多地采用带有电的驱动装置的这样的车辆。在此，在电动车辆中，电动马达例如具有50 kW或更大的功率。在混合动力车辆中，通常采用带有大约15 kW - 35 kW的功率的电动马达。

为了操控电动马达，设置了功率电子装置，该功率电子装置调节电动马达的扭矩和功率。在此，这种调节基于至少一个转速信号，在电动马达中测定该转速信号。

调节品质在此很强地依赖于所述转速测定的准确性。因此，尤其在并联式混合动力车辆和电动车辆中昂贵的传感器系统例如沃格特传感器（Vogt-Sensor）或分解器被采用用于测定所述电动机的转速。

技术实现要素：

本发明公开了一种带有专利权利要求1的特征的方法、带有带有专利权利要求9的特征的驱动系统和带有专利权利要求10的特征的车辆。

相应于此而设置的是：

用于利用发送器轮控制电动机的方法，该发送器轮具有多个齿和至少一个基准标识，该方法带有步骤：测定所述电动机的动态，当电动机具有小的动态时，测定在发送器轮上的齿相对于所述至少一个基准标识的位置，至少基于所测定的位置来计算所述电动机的转速，并且至少基于所计算的转速来控制所述电动机。

此外设置的是：

驱动系统，其带有：电动机；至少一个发送器轮，该发送器轮与电动机机械地耦合并且具有多个齿和至少一个基准标识；至少一个传感器，该传感器布置在所述发送器轮的附近并且被构造用于：测定所述发送器轮的齿和所述至少一个基准标识并且发出传感器信号，该传感器信号表征所述齿的运动和所述至少一个基准标识的运动；以及控制设备，该控制设备与所述至少一个传感器耦合并且被构造用于：基于所述传感器信号，当所述电动机具有小的动态时参照所述至少一个基准标识来测定在所述发送器轮上的齿的位置，并且至少在至少基于所测定的位置而计算的电动机的转速的基础上控制所述电动机。

最后设置的是：

带有根据本发明的驱动系统的车辆，该驱动系统构造用于执行根据本发明的方法。

发明优势

本发明所基于的认知在于，能够不仅使用昂贵的传感器测定电动机的转速，其实还能够例如采用发送器轮和相应的较简单的传感器，以便计算电动机的转速。但是必要的是，测定发送器轮的公差，以便确保转速计算的足够的品质。

另外，本发明设置了根据本发明的方法。

相应于此设置的是，测定电动机的动态并且等待一个瞬间，在该瞬间中，电动机仅具有小的动态。

在此，将概念“动态”理解为：马达转速的改变的速度。例如，马达的动态能够通过马达速度的一阶导数来表征。为了测定所述动态，能够因此例如形成来自相应的马达的两个彼此相继地记录的转速值的差。但是，马达的动态能够也例如借助马达电流来估计，因为高的马达电流表征了高的扭矩，这通常导致转速的提高。

本发明在此基于的假设是，电动机的转速在小的动态时几乎为恒定的。因此，小的动态的瞬间也通过以下方式被定义，即电动机的转速在该瞬间几乎恒定。

如果侦测到这样的瞬间，则所述方法设置的是，参照所述至少一个基准标识来测定在发送器轮的周部上的单个的齿的位置。

因为所述转速在此瞬间或在此阶段近似恒定，则单个的齿的位置应均匀地分布在发送器轮的周部上。

接下来，能够基于所计算的位置来计算所述电动机的转速，该转速能够被用于控制所述电动机。

如果所述齿的位置的计算得到：这些位置不均匀地分布在所述周部上，则所述单个的齿的位置能够例如通过用于计算所述转速的修正因数来修正。

有利的实施方式和改型方案从从属权利要求中以及从参照附图的说明中得出。

在一个实施方式中，在测定在发送器轮上的相应的齿的位置时，测定这样的时间：在相应的齿达到所述至少一个基准标识的初始的位置之前该时间流逝。这实现了单个的齿相对于基准标识的位置的很简单的计算，因为是以电动机的恒定的转速为出发点。

在一个实施方式中，测定在发送器轮上的相应的齿的位置还包括基于所述相应的所测定的时间来计算相应的齿的位置。因为已知发送器轮的周部，则能够借助于所测定的时间很简单地计算在发送器轮的周部上的单个的齿的位置。

在一个实施方式中，在发送器轮上的齿的位置多次地、尤其两次地或三次地和尤其参照在发送器轮的周部上的不同的位置被测定。如果齿的位置在不同的位置处例如通过不同的传感器被测定，则能够提高转速测定的准确性。如果单独地测定用于每个传感器的位置，则同样能够平衡所述传感器公差。

在一个实施方式中，当电动机具有小的动态时，在发送器轮上的齿的位置参照所述至少一个基准标识所进行的测定具有对齿的位置的测定，当电动机不施加驱动力矩和/或不施加减速力矩时。由此，能够确保电动机的近似恒定的转速。

在一个实施方式中，当电动机具有小的动态时，在发送器轮上的齿的位置参照所述至少一个基准标识所进行的测定具有在电动机和与该动机耦合的组件之间的至少一个离合器的打开。在此，将该离合器打开，在测定在发送器轮上的齿的位置之前。这促成的是，没有力能够从外部作用至马达。这样的力能够例如是作用至车辆的制动力矩或加速力矩，当车辆不在平整的路段上运动时。如果所述离合器不在测定所述位置前打开，则这些力促成的是：马达或马达的转子被加速或被制动。这会增大马达的动态。

作为对此的附加方案或备选方案，当所述电动机具有小的动态时，能够在在发送器轮上的齿参照所述至少一个基准标识所进行的位置的测定时，进行激励的断开，当所述电动机是带有电的激励的同步电机或异步电机时。作为对此的附加方案或备选方案，当所述电动机具有小的动态时，能够在对在发送器轮上的齿相对于所述至少一个基准标识的位置所进行的测定中，设定主动的短路，当所述电动机是永励的同步电机时。由此，能够确保电动机的近似恒定的转速。

在一个实施方式中，此外，参照所述至少一个基准标识还测定了在发送器轮上的齿的所述位置，当电动机处于负荷下时。这实现了：发现并且在转速计算时考虑例如通过扭转振动所产生的在转速计算时的不准确性。

在一个实施方式中，还基于在没有传感器情况下的转速测定的数据（尤其基于由电动机所感应的电压）来计算电动机的转速。由此能够改善转速计算的准确性。

只要有意义，则上述的设计方案和改型方案可以任意互相结合。本发明的其它的可能的设计方案、改型方案和施行方案也包括未明确提到的、之前或者此后在实施例方面被描述的本发明的特征的组合。尤其，在这种情况中，本领域技术人员也将单个方面作为对本发明的相应的基本形式的改进方案或者补充方案而进行附加。

例如，在一个实施方式中，能够将多个齿相应地联合为一个齿节段并且对于单个的节段执行所述计算。

附图说明

在下文根据在附图的示意图中说明的实施例具体地阐释本发明。在此示出的是：

图1是根据本发明的方法的一个实施方式的流程图；

图2是根据本发明的驱动系统的一个实施方式的框图；

图3是根据本发明的车辆的一个实施方式的框图；

图4是根据本发明的方法的另一个实施方式的流程图；

图5是发送器轮的一个实施方式的示意图。

在所有的附图中，只要没有另外说明，相同的或者说功能相同的元件和装置就设有同样的附图标记。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的方法的一个实施方式的流程图。

所述方法具有四个步骤S1-S4：

在第一步骤S1中，测定电动机1的动态。接着，在第二步骤S2中，测定在发送器轮2上的齿3-1 - 3-n的位置。在此，这尤其参照所述至少一个基准标识4来进行，并且当电动机1具有小的动态时。

电动机1的小的动态的阶段能够例如是这样的阶段：在该阶段中，电动机1不施加驱动力矩和/或不施加减速力矩。

这样的阶段能够例如被主动地导入。例如，在电动机1和与电动机1耦合的组件17-1、17-2之间的至少一个离合器16能够被打开。

作为附加方案或备选方案，能够关闭所述激励，当电动机1是带有电的激励的同步电机1或异步电机1时。

此外，能够设定主动的短路，当电动机1是永励的同步电机1时。

在第三步骤S3中，接着，至少基于所测定的位置来计算电动机1的转速，并且在第四步骤S4中将该转速用于基于所计算的转速来控制所述电动机。

在一个实施方式中能够设置的是，参照所述至少一个基准标识4，测定在发送器轮2上的齿3-1 - 3-n的位置，当电动机1处于负荷下时，从而能够减小在计算转速时的例如通过扭转振动所产生的不准确性。

根据本发明的方法能够在传动系10中单次地也或者多次地被执行。

因为所述发送器轮在其被生产后通常不改变，则能够例如在生产传动系10或例如车辆15后，执行学习过程，在该学习过程中，测定和储存在发送器轮上的单个的齿3-1 - 3-n的位置。然后在传动系10或车辆15的运行中，这些值能够用于控制所述电动机1。

在传动系10或车辆15的运行期间，能够例如循环地检查所述齿3-1 - 3-n的位置。这能够例如对于车辆的每个点火循环一次地进行。

图2示出了根据本发明的驱动系统10的一个实施方式的框图。

图2的驱动系统10具有电动机1，该电动机经过其轴与发送器轮2耦合，该发送器轮具有多个齿3-1 - 3-n和一个基准标识4。

在发送器轮2的附近布置有传感器11，该传感器构造用于：测定齿3-1 - 3-n的位置。

在此，所述位置测定能够例如间接地进行。例如，所述传感器11能够是霍尔传感器11，该传感器测定：何时所述齿3-1 - 3-n之一或所述基准标识处于所述传感器11前或运行通过所述传感器。传感器11发出传感器信号12，该传感器信号具有此信息，例如模拟的电压或数字的信号，该信号表征了在霍尔传感器11中的霍尔电压。

与传感器11耦合的控制设备13评估此信号，以便从中计算所述齿的位置。如果所述电动机1处于较小的动态的状态中，则能够从中得到的是，所述转速近似恒定。如果基准标识4被传感器11识别，则控制设备13能够很简单地计算单个的齿3-1 - 3-n的位置。另外，所述控制设备13能够例如确定周转的持续时间，办法是：该控制设备测量在基准标识4的第一识别和第二识别之间的时间段。

对于不带有公差的理想的发送器轮2，单个的齿平均分配地位于发送器轮2的周部上。将所述周转的持续时间除以所述齿的数量因而得到了在单个的齿3-1 - 3-n的周转期间的额定位置或额定时间。然后，与该额定时间的偏差能够被控制设备13修正或在从传感器信号12中计算电动机1的转速时被考虑（eibezogen）。

参照图2，结合根据本发明的方法的一个实施方式来说明所述控制设备12。但是，也能够利用根据本发明的方法的所有的其它的实施方式来应用所述控制设备12。

图3示出了根据本发明的车辆15的一个实施方式的框图。

车辆15具有驱动系统10，该驱动系统与车辆15的轮17-1和17-2耦合。

驱动系统10基于图2的驱动系统10并且具有电动机1，该电动机经过其轴与发送器轮2耦合，该发送器轮具有多个齿3-1 - 3-n和一个基准标识4。

电动机1还与离合器16耦合，该离合器将电动机1与车辆的轮17-1、17-2相连。

为了产生带有小的动态的电动机1的一个阶段，能够例如打开所述离合器16，并且如此地操控所述电动机1，使得该电动机既不产生驱动力矩也不产生制动力矩。

图3的车辆15构造为纯的电动车辆15，该电动车辆除了电动机1不具有另外的驱动马达。

在另外的实施方式中，所述车辆15当然也能够构造为混合动力车辆15，该混合动力车辆除了电动机1具有另外的驱动马达，例如内燃机。

图4示出了根据本发明的方法的一个另外的实施方式的流程图。

图4的方法基于图1的方法并且与该方法的区别是如此程度地，即步骤S2两次地被实施。在此，对于两个不同的传感器11，实施步骤S2。在另外的实施方式中，所述步骤S2也能够对于三个不同的传感器11三次地或更频繁地实施。

此外，步骤S2具有各两个子步骤S21和S22。

在步骤S21中，测定这样的时刻：在该时刻，相应的齿3-1 - 3-n达到这样的位置，初始地、也即在测量开始时所述基准标识4已经位于该位置处。例如，所述位置能够被传感器11预先设定，因为所述测量通常开始，当基准标识4位于传感器11前时。

因而相应地测量这样的时间：该时间流逝，直到发送器轮如此程度地转动，使得接下来的齿3-1 - 3-n处于所述传感器11前。

接着在步骤S22中，基于对于每个齿3-1 - 3-n所测定的时间，参照所述基准标识2，计算在发送器轮2的周部上的齿的位置。

所测定的或所计算的齿3-1 - 3-n的位置与已知的额定位置的偏差能够接着被计算和储存。

然后在计算转速时，能够始终使用这些偏差，以便修正转速计算的结果。

图5示出了发送器轮2的一个实施方式的示意图。

图5的发送器轮2是这样的发送器轮，该发送器轮具有环20，所述齿3-1 - 3-8均匀分布地布置在该环的内侧上。

在所述齿3-2和3-3之间还布置有构造为经缩短的齿的基准标识4。

在环20中还布置有三个传感器11-1 - 11-3。在此，所述传感器11-3准确地中部地布置在所述齿3-8的下方。所述传感器11-1如此地布置，使得该传感器正好布置在所述齿3-7的离开所述齿3-8的端部处。所述传感器11-2如此地布置，使得该传感器正好布置在所述齿3-1的离开所述齿3-8的端部处。

因而，传感器11-1 - 11-3的间距大于单个的齿彼此的间距。

发送器轮2的另外的实施方式是同样可行的。

例如，所述基准标识4也能够构造为齿隙、构造为带有经改变的齿形的齿、构造为额外地经磁化的齿、构造为经改变的齿间距等。

此外，所述齿3-1 - 3-n的数量能够变化。例如，能够使用带有60个齿的发送器轮2。这样的发送器轮2能够例如也具有2个基准标识4。

在一个实施方式中，所述发送器轮2能够例如是盘，其中，齿3-1 - 3-n布置在盘的周部上或盘的上侧或下侧上。

虽然本发明借助于优选的实施例在前文得以描述，但是本发明不局限于此，而是能够变化到多种形式和方式上。尤其，本发明可以按多种方式改变或变化，而不偏离于本发明的核心。