用于控制机动车的电机的运行的方法与流程

本发明涉及用于控制机动车的电机的运行的方法。

背景技术：

1、用于控制机动车的电机的运行的方法通常是由现有技术已知的，其中尤其可以检测电机的故障状态或用于控制电机的控制装置的故障状态。如果检测到这样的故障状态，则已知如下例程，通过该例程应将电机或机动车带入安全状态中。在这样的安全状态下，应该不存在来自电机的危险，也就是说，特别是由电机产生的扭矩受到限制。

2、换言之，由此可以防止在出现故障状态时由电机产生不受控的扭矩并且将其传递到机动车的传动系，这可能导致潜在地不安全的行驶状况。为了能够在安全状态下运行电机，已知有多种方法。例如，可以使用主动的短路状态或空转状态来确保在检测到故障状态时电机保持在安全状态中。

3、然而，各个已知的方法具有取决于电机的当前运行点的优点和缺点，从而在电机的整个运行范围上使用一种方法是效率低下的或者或会导致电机中的不舒服的副效应或者可能损坏电机或控制装置中的部件、尤其是逆变器中的电子构件。

技术实现思路

1、本发明基于的目的是，给出一种用于控制机动车的电机的运行的经改进的方法。

2、该目的通过具有权利要求1的特征的方法来实现。有利的设计方案是从属权利要求的主题。

3、如所描述的，本发明涉及一种用于控制机动车的电机的运行的方法。本发明基于以下认知，即所述方法包括检测故障状态以及将电机转换到至少两种故障运行模式中的一种故障运行模式。在故障运行模式中，电机产生低于最大扭矩的扭矩，其中，特别地可以将电机设定成无扭矩、即该电机不产生扭矩以及不传递至变速器设备的输出端。有利地根据检测到的电流值通过配属于电机的电气构件或电子构件来选择故障运行模式。

4、换言之，可以为故障运行模式限定最大扭矩，该最大扭矩为在检测到故障状态并且将电机转换到至少两种故障运行模式中的一种故障运行模式后该电机还可以发出的最大扭矩。在此可以特别地设定或确定，使电机不产生和传递任何扭矩，在此，可以维持一定的波动范围或安全范围，使得电机仍然可以产生相对较小的、尤其是小于5nm的扭矩。

5、根据检测到的电流值来确定在检测到故障状态之后或者在检测到故障状态之后机动车的进一步运行进程中选择至少两种故障运行模式中的哪一种故障运行模式。为此例如可以借助合适的传感器或通过为电机分配的控制装置导出的方式通过电机的电气构件或电子构件或配属于电机的装置、尤其是逆变器的构件来检测电流值。电气构件或电子构件在此可以是电机的直接组成部分或者可以属于配属于电机的部件或装置。作为示例，电气构件或电子构件可以是控制装置、尤其是逆变器的组成部分。

6、换言之，本发明提出通过电气构件或电子构件来检测电流值，并且根据当前检测到的是哪种电流值可以在至少两种故障运行模式之间做选择。尤其可以为第一电流值或第一区间内的电流值选择第一故障运行模式，并且可以为第二电流值或第二区间内的电流值选择第二故障运行模式。因此，所述方法提出了故障运行模式的初始选择，即可以在检测到故障状态时根据电流值来选择故障运行模式。此外，在机动车的进一步运行期间，可以连续地或者以预定的时间间隔或者基于事件来检查切换故障运行模式是否是有利的。为此，可以相应地检测电流值并且可以根据检测到的电流值来评估到其他故障运行模式的潜在切换。

7、所述方法可以进一步改进为，限定电流极限值并且将检测到的电流值与限定的电流极限值做比较，其中，根据电流值相对于电流极限值的状况来执行故障运行模式的选择。换言之，可以基于电流极限值来限定极限，该极限将电机的运行范围彼此界定。因此，限定的电流极限值将电机的更适合于各个故障运行模式的运行范围彼此界定。因此可以为每种故障运行模式设置电机的特定的运行范围，该运行范围可以基于电流值来选择。

8、换言之，检测到的电流值可用于检查电机当前在何运行范围中运行，并因此选择至少两种所述故障运行模式中的哪一种故障运行模式更适合在故障状态期间运行电机。电流值相对于电流极限值的状况原则上可以通过任意方式来确定，例如通过做差或检查电流值是否超过或低于电流极限值。电流值取到电流极限值，即当电流值等于电流极限值时，则既可以归为超过也可以归为低于，这取决于运行策略或各故障运行模式要求什么。

9、在所述方法中还可以规定，当检测到的电流值低于限定的电流极限值时执行第一故障运行模式，并且当检测到的电流值高于限定的电流极限值时，执行第二故障运行模式。因此，在低于电流极限值、即当检测到的电流值小于限定的电流极限值时，可以选择第一故障运行模式，并且高于电流极限值、即当检测到的电流值大于限定的电流极限值时，可以选择第二故障运行模式。如上所述，可以将电流值与电流极限值精确一致的特殊情况任意地关联第一故障运行模式或第二故障运行模式。

10、如已经描述的，电流极限值基本上可以任意地限定。作为示例，电流极限值可以就在0a的范围内，这意味着当有电流流经电气构件或电子构件时选择第二故障运行模式，而当没有电流流经电气构件或电子构件时选择第一故障运行模式。

11、在此，限定的电流极限值可以考虑尤其是直至最少1a的安全范围。因此可以考虑到检测电流值时的波动，例如测量信号中的噪声等。此外可以规定，在选择第二故障运行模式之前，电流值要超过限定的电流极限值达最小持续时间，例如高于限定的电流极限值至少100ms。这样，一方面可以防止由于对电流值的有误检测而选择第二故障运行模式。此外还可以减少或防止不必要地切换故障运行模式。

12、如所描述的那样，适于将电机转换到安全状态中或者使电机在这样的安全状态中运行的所有合适的方法或方法步骤基本上都可以作为故障运行模式来执行。根据所述方法的设计方案，可以执行空转来作为第一故障运行模式和/或可以执行主动的短路模式来作为第二故障运行模式。换言之，若检测到的电流值低于限定的电流极限值，则选择空转来作为故障运行模式。空转也可称为逆变器阻禁或“6开关断开”或“6so”。在空转中，控制配属于电机的控制装置、例如逆变器，使得逆变器的开关装置全部断开。

13、所描述的第二故障运行模式可以作为主动的短路模式来执行，即，在配属于控制装置的电机处，例如在连接到逆变器的电机处，以如下方式闭合开关装置，使得在电机处发生短路，并放弃由电机的运行而感应的电压。对于主动的短路模式，作为示例，可以闭合所谓“b6桥”的通常六个开关装置中的三个开关装置。在此，作为示例可以闭合所谓“高侧(high-side)”开关装置或“低侧(low-side)”开关装置。

14、通过以所描述的方式选择故障运行模式，即低于限定的电流极限值时选择空转以及高于电流极限值时选择主动的短路模式，确保通过相应合适的故障运行模式实现电机的安全状态。因此，只要电机在当前的行驶状况下允许，控制装置、尤其是逆变器就可以在空转中运行。

15、如果电机的运行导致电流、尤其是高于电流极限值的电流流经电气构件或电子构件，则可以从空转切换到主动的短路模式。该电流尤其是由感应电压引起的，该感应电压取决于电机的其他参数，尤其取决于电机的转子的转速。通过检测电流值，尽可能准确地确定运行点，可以有利地利用空转直到到达该运行点。如果确定电流超过限定的电流极限值，则可以切换到主动的短路模式中，以防止损坏控制装置或其他电气部件或电子部件。

16、在此可以有利地利用以下事实，即可以连续地进行空转，尤其是在电机的相对低转速的范围内。如果电机切换到空转具有负面副效应的运行范围中，则可以将其切换到主动的短路模式中。在此，同时利用如下事实，即主动的短路模式恰好在如下运行范围中具有其缺点，所述运行范围在本发明的范畴中可以由空转覆盖。

17、换言之，恰好在空转会导致不利的副效应时使用主动的短路模式，其中，主动的短路模式在与其相关联的运行范围内具有其优点。因为可以将检测到的电流值确定为运行范围过渡的指示器，即通过任意地限定所限定的电流极限值，可以防止主动的短路模式用在不利的运行范围中，例如用在转速相对较低时。由此可以在主动的短路模式中在很大程度上防止不舒服的状态，例如相对较强的制动扭矩。在限定的电流极限值之上，即在使用主动的短路模式时，因此产生相对较低的扭矩，从而在电机的安全运行状态下也不会损害一个或多个用户的舒适感。此外，电机在安全状态中也不会热过载，因为空转是在相对较低的转速下进行的，所以电机上的热负荷相对较低。必要时，这可以有助于降低电机的设计的复杂性，从而可以实现节约成本。

18、如已经描述的那样，可以在配属于电机的任何合适的电气构件或电子构件上检测电流值。可以有利地在逆变器的至少一个功率二极管上检测电流值。如已经描述的那样，可以通过一个功率二极管或多个功率二极管来监测电流，其中，当电流开始出现时，可以用第二故障运行模式来代替第一故障运行模式。换言之，如果可靠地检测到指示流经功率二极管的电流的电流值，则可以从空转切换到主动的短路模式中。如果随后出现流经功率二极管的电流消逝的运行模式，则可以切换回第一故障运行模式。如已经描述的那样，可以限定安全范围或者使电流极限值考虑安全范围，使得仅在超过特定的电流值或超过限定的电流极限值或超过一定的最小持续时间时才检测流经功率二极管的电流。

19、根据所述方法的另一设计方案可以规定，在电流值的检测出现故障时选择第二故障运行模式。例如，如果检测电流值所需的传感器存在故障或失效，则可以指定在这种故障情况中始终选择第二故障运行模式。换言之，如果电流值的检测失效，则可以优选主动的短路模式，因为这可以在整个运行范围上确保电机的安全运行，而不必以明显损坏各部件为代价。

20、此外，本发明涉及用于控制机动车的电机的运行的控制装置，其中，所述控制装置被构造用于执行所描述的方法。本发明还涉及包括这种控制装置的机动车。已经关于所述方法描述了的所有优点、细节和特征可以完全转用到所述控制装置和所述机动车。