用于控制电动马达的操作的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于控制电动马达（1）的操作的方法，其中基于电动马达（1）的转子位置、基于用速度控制器（5）在控制回路中针对电动马达（1）的速度执行的设定点/实际比较，以及基于在从属于速度控制器（5）的电流调节器（6）中针对在电动马达（1）的电动力供应单元上测得的总电流（IDC_actual）执行的设定点/实际比较，在调制中以受控的方式生成和输出被应用于电动马达（1）的电相位的电压，其中通过用于调制的当前占空因数（T）乘以被应用于速度控制器（5）的输出的第一操纵变量（IAC）来形成电流调节器的输入处的设定点值（IDC），其中借助于乘以当前占空因数（T），速度控制器（5）的第一操纵变量（IAC）在从属的电流调节器（6）中成为电动马达（1）的等效相电流RMS值。本发明专利技术还涉及用于控制电动马达（1）的操作的设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于控制电动马达的操作的方法和装置，具体地在车辆传动装置的领域或应用中。
技术介绍
机电操作或液压操作的车辆传动装置包括用于泵操作的或者直接驱动系统的一个或多个电动马达，其中选择器或者切换装置与联接和制动装置一起借助于所述至少一个电动马达被控制。从现有技术中已知用于控制车辆传动装置中的这种电动马达的各种方法。根据成本，借助于“块整流换向（blockcommutation）”和“B6桥电路”控制对电动马达的各个马达绕组的动力供应。通过这种设置，在整流换向步骤中，致动桥电路的半桥中的“高侧开关”和半桥的“低侧开关”。参考电动马达的转子位置控制整流换向步骤，其中例如在电动马达中提供霍尔传感器以便检测转子位置。霍尔传感器被设置成使得借助于高-低逻辑电平，能够实现60°的电角分辨率。为了增加该角分辨率，已知采用高分辨率角传感器。这容许电动马达的电相位上的电压输出优异地适应相应的转子位置。因此实现的“正弦整流换向”容许更有效地利用电动马达的效率，并且同时安静地运转。通过这种设置，借助于空间矢量调制，参考关于转子角度的信息生成电压，使得所得的电压是正弦的。为了进一步用正弦整流换向提高电动马达的效率，公知的是马达绕组中的最大电流能够与转子磁体的位置同步，使得实现90°的固定偏移。为此，采用“磁场定向控制”，其中电动马达的相电流与关于转子位置的信息结合被用于控制输出相电压。
技术实现思路
本专利技术的目标是公开关于现有技术的用于操作电动马达的改进的方法和改进的装置，具体地在车辆传动装置的领域或应用中。根据本专利技术，关于方法的目标由权利要求1中限定的特性满足，并且关于装置的目标由权利要求8中限定的特性满足。本专利技术的有利构造在从属权利要求中描述。在根据本专利技术的用于控制电动马达的（具体地在车辆传动装置的领域中或应用中）的方法中，基于电动马达的转子位置、基于由速度控制器在控制回路中执行的电动马达速度的设定点/实际比较，以及基于由电流调节器（其从属于速度控制器）在电动马达的电动力供应单元上测量的总电流的设定点/实际比较，在调制中以受控方式生成和输出应用于电动马达的电相位的电压，其中通过用于调制的当前占空因数乘以被应用于速度控制器输出的第一操纵变量形成在电流调节器输入处的设定点值，其中借助于乘以当前占空因数，速度控制器的第一操纵变量成为在从属电流调节器中的电动马达的等效相电流值。等效相电流值是相电流的RMS值。根据本专利技术的技术方案容许在用于控制电动马达的控制装置的DC极限下、在电动马达或电子控制单元的相电流极限下或者在其中设置有电动马达的电力系统（特别地车载车辆系统）的电流极限下的电动马达的操作。因此，在不需要特别考虑工作点的情况下，能够从更高的水平在电动马达上设定任意速度需求。该方法容许根据可用的电流简单地控制电动马达的最大可能速度，并且借助于简单的总电流测量容许独立的马达相电流和/或DC限制。而且，以特定方式，通过使用总电流作为电流调节器的输入处的设定值，可能采用通过对动力供应单元的特别简单且可靠的测量所确定的总电流作为控制变量。利用因此获得的相电流信息，在不需要高成本的相电流反馈测量的情况下，能够实现针对电动马达的效率的优化的依赖于工作点的预控制角度的最佳调节。在本专利技术的进一步发展中，由电流调节器控制回路的输出处的第二操纵变量除以动力供应单元上的最大可用中间电路电压形成占空因数。这种确定能够以特别直接的方式实现，并且其特征在于电压供应变化的补偿从而具有高度的可靠性。在本方法的另一潜在构造中，电动马达上的等效电压幅值由电流调节器生成为第二操纵变量，并且因此以简单的方式通过等效马达电压除以中间电路电压来生成占空因数。根据另一发展，在与用于调制的占空因数相乘之前限制第一操纵变量。因此能够以简单的方式限制马达相电流的等效RMS值。在另一潜在的进一步发展中，限制总电流。具体地，通过将总电流极限除以用于调制的当前占空因数将其转换成等效相电流极限，实现了在使用于调制的当前占空因数乘以存在于速度控制器输出上的第一操纵变量之前对总电流设定点值的限制。因此，能够以简单的方式限制电动马达的电动力供应单元接收的总电流。在该方法的可能构造中，为了实现非常高的角分辨率并且因此以高的马达效率利用因数格外安静的运行，在空间矢量调制中参考转子位置角度确定电压，该转子位置角度表征电动马达的转子位置。根据本专利技术的用于控制电动马达的操作的装置包括用于电动马达的电相位上的电压的受控输出的动力供应单元，其中动力供应单元被联接到用于检测电动马达转子位置的至少一个检测单元，以及被设置在控制回路中以便执行电动马达速度的设定点/实际比较的至少一个速度控制器。电流调节器从属于用于执行在供应单元上测得的总电流的设定点/实际比较的速度控制器，其中乘法器被设置在速度控制器输出上，借助于该乘法器，通过使用于调制的当前占空因数与速度控制器输出上的第一操纵变量相乘来获得电流调节器的设定点输入值，使得借助于与从属的电流调节器中的当前占空因数相乘，速度控制器的第一操纵变量成为等效RMS相电流值。借助于根据本专利技术的装置，能够参考可用电流简单地设定最大可能电动马达速度。因此，装置容许在动力供应单元中（例如在构造成B6桥的输出级）借助于简单的总电流测量实现独立的马达相电流和/或DC限制，并且该装置的特征在于格外简单且成本有效的结构，以及格外低的计算能力需求。相比于从现有技术已知的磁场定向控制装置，也能够在没有耗费空间且成本密集的反馈电流测量部件的情况下简单地且成本有效地构造该装置。而且，以特定方式，通过使用总电流作为电流调节器上的设定点输入值，可能采用通过对动力供应单元的格外简单且可靠的测量所确定的总电流作为控制变量。利用因此获得的相电流信息，能够在不需要成本密集的相电流反馈测量的情况下实现针对电动马达的效率的优化对依赖于工作点的预控制角度的最佳调节。在本专利技术的潜在的进一步发展中，除法器被设置在电流调节器的输出上，借助于该除法器，通过在电流调节器输出上存在的第二操纵变量除以动力供应单元上可用的最大中间电路电压来获得占空因数。除法器容许能够格外容易地实现占空因数的生成，并且其特征在于高度的可靠性，其中在电动马达的调节期间能够补偿电压供应的变化。在潜在构造中，第二操纵变量是电动马达的等效电压幅值。因此，能够借助于等效马达电压除以中间电路电压来容易地生成占空因数。在该装置的另一潜在构造中，供应单元含有桥电路，例如B6桥电路，借助于该桥电路，能够以非常简单且可靠的方式实现电动马达的块整流换向。附图说明参考附图在下文中更详细地描述了本专利技术的示例性实施例。附图中:图1示出用于控制电动马达的控制回路的第一示例性实施例的示意性框图，图2示出用于控制电动马达的控制回路的第二示例性实施例的示意性框图，图3示出根据本专利技术的方法的示意性流程图，并且其详细地呈现了在根据图1或图2的控制回路的速度控制器上的第一操纵变量的限制，图4示出根据本专利技术的方法的示意性流程图，并且其详细地呈现了在根据图1或图2的控制回路的速度控制器上的第一操纵变量的限制和控制回路上的总电流设定点值的限制，以及图5示出根据本专利技术的方法的示意性流程图，并且其详细地呈现了用于调制的占空因数的生成。在所有附图中，用相同的附图标记标示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于控制电动马达（1）的操作的方法，其中，基于以下特征在调制中以受控方式生成和输出应用于所述电动马达（1）的电相位的电压：‑基于所述电动马达（1）的转子位置，‑基于由速度控制器（5）在控制回路中执行的所述电动马达（1）的速度的设定点/实际比较，‑基于由从属于所述速度控制器（5）的电流调节器（6）在所述电动马达（1）的电动力供应单元上测得的总电流（IDC_ist）的设定点/实际比较，‑其中，通过用于调制的当前占空因数（T）乘以被应用于所述速度控制器（5）的输出的第一操纵变量（IAC）形成所述电流调节器（6）的输入处的设定点值（IDC），‑其中，借助于乘以所述当前占空因数（T），所述速度控制器（5）的所述第一操纵变量（IAC）在从属的所述电流调节器（6）中变成所述电动马达（1）的等效相电流RMS值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.08 DE 102014213199.51.用于控制电动马达（1）的操作的方法，其中，基于以下特征在调制中以受控方式生成和输出应用于所述电动马达（1）的电相位的电压：-基于所述电动马达（1）的转子位置，-基于由速度控制器（5）在控制回路中执行的所述电动马达（1）的速度的设定点/实际比较，-基于由从属于所述速度控制器（5）的电流调节器（6）在所述电动马达（1）的电动力供应单元上测得的总电流（IDC_ist）的设定点/实际比较，-其中，通过用于调制的当前占空因数（T）乘以被应用于所述速度控制器（5）的输出的第一操纵变量（IAC）形成所述电流调节器（6）的输入处的设定点值（IDC），-其中，借助于乘以所述当前占空因数（T），所述速度控制器（5）的所述第一操纵变量（IAC）在从属的所述电流调节器（6）中变成所述电动马达（1）的等效相电流RMS值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述电流调节器（6）的输出处的第二操纵变量（Uout）除以所述动力供应单元上的最大可用中间电路电压（UZK）来构成所述占空因数（T）。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述电动马达（1）上的等效电压幅值由所述电流调节器（6）生成为第二操纵变量（Uout）。4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，在与用于调制的所述占空因数（T）相乘之前限制所述第一操纵变量（IAC）。5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，限制所述设定点值（IDC）。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在使用于调制的所述当前占空因数（T）与所述速度控制器（5）的输出上的所述第一操纵变量（IAC）相乘之前，通过总电流极限（IDC_grenz）除以所述当前占空因数（T）将...

【专利技术属性】
技术研发人员：P欣策，A舒尔策，M波伊克特，
申请(专利权)人：大陆泰密克微电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE