用于对电机的转子的位置进行检查的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于借助于在定子的绕组中的电流脉冲来对于电机的转子的、相 对于定子的位置进行检查的方法以及一种用于借助于在定子的绕组中的电流脉冲来查明 电机的转子的、相对于定子的位置的方法。
【背景技术】
[0002] 电机、尤其是发电机可以用于在机动车中将机械能转换为电能。通常为此使用爪 极发电机，所述爪极发电机通常配备了电激励机构。因为爪极发电机通常产生三相的交流 电，所以对于普通的机动车-直流电-车用电路来说需要整流。为此可以使用基于半导体 二极管的整流器。
[0003] 发电机也可以用于起动内燃机。这样的发电机也被称为起动机发电机。通常这样 的起动机发电机仅仅在转速很小时按电动机方式来运行，因为能够产生的转矩在转速方面 较快地减小。
[0004] 为了借助于整流器按电动机方式来运行电机，必须随时了解所述转子的角度位 置。在这里经常使用成本低廉的、各向异性的磁阻的传感器(所谓的AMR传感器)，所述传感 器对于被安装在转子的、以机械的转速旋转的轴上的磁体的磁场进行探测，并且将其转换 为模拟的电压。因为所述磁体可以被安装在任意的位置中，所以必须在第一次运行之前深 入了解（einlernen)转子位置的零位。
[0005] 为此可以向所述相绕组加载所定义的相位置的DC电流。所述转子随后在定位位 置中定向，而后可以在所述定位位置中确定一种零-偏移。但是，这样的方法具有以下缺 点：所述驱动装置在进行所述深入了解时也必须自由旋转，也就是说不得被连接到其它机 组上。因此所述方法尤其不能作为所谓的随车诊断来实施。
[0006] 也可以给定子绕组通以电流，并且从由此在所述转子绕组里通过感应引起的电流 中推断出所述转子的位置。但是，在这里总是必须先后给两个或者更多个相位通以电流。
[0007] 此外，在将电动的驱动装置用作机动车中的混合驱动装置时，有必要在连续的运 行中对正确的转子位置进行监控，因为否则存在以下危险：所述驱动装置产生了错误的转 矩，在极端情况中甚至不是起驱动作用而是起制动作用，或者相反。
[0008] 因此，值得追求的是，说明一种可行方案：即使对于固定地与内燃机相连接的电机 来说，也可以对所述电机的转子的位置进行检查。
【发明内容】
[0009] 按照本发明，建议具有独立权利要求的特征的方法。有利的设计方案是从属权利 要求及接下来的说明的主题。
[0010] 按本发明的第一种方法用于检查尤其与内燃机相耦合的电机的转子的、相对于定 子的位置。为此，在所述定子的绕组中关于所述转子的几何角度产生三种电流脉冲，其中所 述三种电流脉冲包括一种第一电流脉冲、一种相对于所述第一电流脉冲以预先给定的正的 相位角偏置的电流脉冲和一种相对于所述第一电流脉冲以预先给定的负的相位角偏置的 电流脉冲。所述电流脉冲在此涉及所述电机的、一种抗扭转的笛卡尔d-p-坐标系。由这三 种电流脉冲在所述转子的绕组中产生三种通过感应引起的电流，随后对于所述电流进行检 测。这些通过感应引起的电流由于转子及定子的绕组的、磁性的相互作用所引起。现在根 据所述三种通过感应引起的电流的幅度来检查所述转子的位置。
[0011] 本发明的优点： 因为所述第一种电流脉冲在所述转子的绕组中引起与其它两种电流脉冲不同的磁性 的相互作用（因为所述三种电流脉冲具有不同的d份额及q份额)，所以可以通过对于所述 通过感应引起的电流的幅度比较来推断出所述转子的当前的几何位置。所述三种电流脉冲 仅仅根据在所述d-q_坐标系中的相位角来产生，由此也同时给多个实际的相位通以电流， 并且因此不必有针对性地给各个实际的相位通以电流。
[0012] 优选将所述转子的位置识别为"正确"，如果由所述第一种电流脉冲通过感应所引 起的电流在数值方面大于其它两种通过感应所引起的电流的幅度的话。如果所述第一种电 流脉冲在d-q坐标系中沿着d方向具有一种比其它两种电流脉冲大的分量，那么所述与转 子中的绕组的磁性的相互作用就更大，使得通过所述第一种电流脉冲引起一种由感应所引 起的电流，该由感应引起的电流比通过其它的电流脉冲经过感应所引起的电流大。在此就 是这种情况，如果所述第一种电流脉冲在实际上相应于一种d电流脉冲、也就是仅仅相应 于具有d分量的电流脉冲的话，这是因为，所述关于所述相位向前或者向后偏移的电流脉 冲因此必定具有一种较小的d分量。
[0013] 所述预先给定的负的相位角的量和/或所述预先给定的正的相位角的量有利地 在Γ与10°之间，尤其是在3°与7°之间。尤其所述预先给定的正的相位角和所述预先 给定的负的相位角具有相同的量。根据可能的测量精度和所述位置检查的所期望的精度， 可以如此选择所述相位角，使得所述通过感应引起的电流一方面还可以足够精确地区分开 来，另一方面但是所述电流脉冲关于所述相位也还贴靠得足够地近，从而可以识别精确的 位置。
[0014] 有利的是，直接地、也就是作为电流信号来检测所述通过感应引起的电流。由此可 以在较短的时间里检测所述通过感应引起的电流。
[0015] 作为替代方案，作为在时间上的积分来检测所述通过感应引起的电流。由此可以 在检测时获得一种较大的精度，如果比如必要的扫描速率由于可供使用的机构而对于直接 的检测来说太小的话。
[0016] 优选在所述电机不产生力矩时产生所述三种电流脉冲。由此即使可以在转子旋转 时、比如在内燃机空转时也对于所述位置进行检查，其中所述电机被耦合到所述内燃机上。
[0017] 有利地将所述转子的、属于在所述定子的绕组中的d电流脉冲的几何角度确定为 用于所述第一种电流脉冲的参考。这一点可以特别有利地借助于按本发明的第二种方法来 进行。由此可以定义并且比如保存所述转子的几何位置的零位。而后在检查所述位置时可 以检测，当前的零位是否还与所保存的零位相一致。对于所述零位的定义来说，一种d电流 脉冲是特别合适的，因为在这里一种通过感应所引起的电流是最大的，并且可以特别容易 地与相偏移的电流进行比较。
[0018] 有利的是，借助于至少一个传感器、尤其是借助于各向异性的磁阻的传感器和/ 或霍耳传感器来检测所述转子的几何角度。由此可以通过传统的方式来检测所述几何位 置，但是按照本发明，所述传统的方式由此不能对所述零位进行可能的检查。
[0019] 按本发明的第二种方法用于查明电机的转子的、相对于定子的位置。在此检测所 述转子的、属于在定子中的q电流脉冲的一种几何角度。这能够使得快速并且容易地确定 所述电机的转子的零偏移。因为所述q电流脉冲相对于d电流脉冲处于固定的相位关系中， 所以也可以通过这种方式来使用属于d电流脉冲的几何角度，尤其是为了有利地与按本发 明的第一方法一起使用。
[0020] 有利的是，为了检测所述q电流脉冲，重复地在所述定子中用不同的相位角来产 生电流脉冲，其中对于属于由所述电流脉冲在转子中通过感应引起的电流的幅度进行检 测，并且其中从在所述幅度的水平与所属的电流脉冲的相位角之间的关联中求得所述q电 流脉冲。尤其地，在此尤其是以预先给定的间隔首先产生两种以180°的相位角偏移的电流 脉冲，并且随后仅仅产生具有处于所述两种偏移了 180°的电流脉冲之间的相位角的电流 脉冲。利用这样的迭代的方法，尤其可以快速并且有效地找到所述幅度的过零点、也就是刚 好所述q电流脉冲。
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