用于确定电机的转子的位置数据的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明普遍涉及电机、尤其是具有基于传感器的位置检测功能的、电子换向的电 机。此外，本发明涉及用于提高用于所述电机的转子的位置的、位置数据的分辨率的措施。
【背景技术】
[0002] 为了最佳地操控电子换向的电机，一般来说需要关于所述电机的转子的位置的位 置数据的形式的位置信息。这种位置数据可以借助于位置传感器来提供。这样的位置传感 器比如可以构造为光学的传感器或者磁性传感器、尤其是霍耳传感器。
[0003] 原则上知道不同种类的位置传感器，所述位置传感器能够为复杂的、用于所述电 机的操控方法实现所述位置数据的、足够高的分辨率。但是，这样的高分辨的位置传感器比 较昂贵，并且/或者由于机械方面的情况无法以简单的方式集成到驱动系统中。
[0004] 作为替代方案，知道成本低廉的并且能够以简单的方式集成的、用于检测所述位 置数据的解决方案。比如对于电动双轮滑车（Elektroroller)来说，将三个尤其数字的霍 耳传感器装入在三相的驱动电动机的内部，用于借助于块换向来实现电动机的换向。不过， 利用这样的位置传感器系统，所述分辨率在没有附加的、用于信号处理的开销的情况下被 局限到60° (电的位置角）。因此，不能将其它的换向方法用作所述块换向。但是，借助于 所述块换向对电动机进行的操控不太有效力，并且引起明显的噪声生成以及提高了的力矩 波动性。
[0005] 此外，知道位置传感器系统，所述位置传感器系统在较低分辨的位置数据的基础 上借助于预测算法来提供具有更高分辨率的位置数据，并且为了进行操控而将其它的换向 方法用作所述块换向。尤其对于所提供的位置数据的更高的分辨率来说，借助于正弦换向 而对于电动机进行的操控在效率和噪声生成方面是有意义的。
【发明内容】
[0006] 本发明的任务是，提供一种方法和一种装置，借助于所述方法和装置可以提供具 有比用传感器检测到的位置数据的分辨率高的分辨率的位置数据。
[0007] 按照本发明，设置了一种按权利要求1所述的、用于确定用来对电机进行操控的 位置数据的方法以及按并列权利要求所述的、一种相应的控制单元和一种电机系统。
[0008] 其它的设计方案在从属权利要求中得到了说明。
[0009] 按照第一方面，设置了一种为了用于对电子换向的电机进行操控而用于从所提供 的、低分辨的位置数据中求得高分辨的位置数据的方法。该方法包括以下步骤： -在所述电机的转速的基础上求得所估计的位置数据；并且 -在误差值的基础上通过用校正值加载的方式来对所估计的位置数据进行校正，用于 得到所述高分辨的位置数据，其中所述误差值表明在所述低分辨的位置数据与所估计的位 置数据之间的偏差。
[0010] 上述方法提供了一种可行方案，用于提供从低分辨的位置数据中求得的高分辨的 位置数据。为此通过位置差的累积来求得一种所估计的位置数据，其中从所述电机的转速 中确定或者推导出所述位置差。在此在所述低分辨的位置数据的基础上求得所推导出来的 转速。借助于校正函数来对所估计的位置数据进行校正。通过这种方式，可以确定高分辨 的位置数据，通过所述低分辨的位置数据对所述高分辨的位置数据进行校正。
[0011] 由此可以以更为精确的方式来提供一种高分辨的位置数据，可以用一种相对于所 述块换向要求更高的换向方法将所述高分辨的位置数据比如用于运行所述电机系统。
[0012] 尤其可以在所述高分辨的位置数据的基础上设置所述电机系统的、电机的正弦换 向，所述正弦换向相对于所述电机的块换向明显地更有效率并且具有更低的噪声生成以及 力矩波动性。
[0013] 此外可以规定，通过对于表明所述电机的转速的转速数据的积分来求得所估计的 位置数据。
[0014] 按照一种实施方式，可以从所述低分辨的位置数据中确定所述转速数据，并且对 其进行滤波、尤其是低通滤波，并且随后可以通过积分来求得位置差，所述位置差与所述电 机的转子的、在一个计算周期中的、所估计的运动相对应。
[0015] 此外，可以借助于PT1环节对所述转速数据进行低通滤波。
[0016] 可以规定，借助于P环节在预先给定的校正因数k的基础上从所述误差值中确定 所述校正值。
[0017] 此外，可以借助于PI环节在预先给定的校正因数k和积分常数i的基础上从所述 误差值中确定所述校正值。原则上还可以有其它的用于确定所述校正值的可行方案。
[0018] 尤其可以将所述高分辨的位置数据用于操控电机。
[0019] 作为替代方案，可以根据电机的转速、用于所述误差值的误差风险或者所述误差 值的误差大小，将所述高分辨的位置数据或者所述低分辨的位置数据用于操控电机。这一 点尤其可以借助于一种转换来实现。
[0020] 按照另一方面，设置了一种控制单元，该控制单元用于从所提供的、低分辨的位置 数据中求得高分辨的位置数据，并且用于在所述高分辨的位置数据的基础上用一种换向模 式来操控电子换向的电机，其中所述控制单元构造用于： -在所述电机的转速的基础上求得所估计的位置数据；并且 -在误差值的基础上通过用校正值加载的方式来对所估计的位置数据进行校正，用于 得到所述高分辨的位置数据，其中所述误差值表明在所述低分辨的位置数据与所估计的位 置数据之间的偏差。
[0021 ] 所述控制单元可以构造用于借助于正弦换向来操控所述电机。
[0022] 按照另一方面，设置了一种具有电机和上述控制单元的电机系统。
【附图说明】
[0023] 下面借助于附图对实施方式进行详细解释。附图示出： 图1是具有用控制单元来运行的电机的、电机系统的示意图； 图2是用于对一种算法的功能进行说明的方框图，所述算法用于在由位置传感器提供 的、低分辨的位置数据的基础上求得高分辨的位置数据；并且 图3是用于描绘图2的精细角度确定框的功能的方框图。
【具体实施方式】
[0024] 图1示出了具有电机2的电机系统1的示意图。所述电机2构造为电子换向的电 机、比如同步电机、异步电机或者类似电机。所述电机2可以作为电动机或者发电机来运 行。下面以所述电机2的、按电动机方式的运行为出发点。
[0025] 借助于驱动线路3来操控所述电机2。所述操控通过多条相导线4来进行，通过所 述相导线相应地将相电压或者相电流加载到所述电机2上。所述驱动线路通常具有功率半 导体开关、比如功率MOSFETs、晶闸管、IGCTs、IGBTs和类似开关。这些功率半导体开关可以 以已知的方式被连接成桥接电路，用于将从较高的或者较低的供电电位VH、'中产生的电 压脉冲通过所述相导线