CN105846725A - 用于电机的停车保护的操控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电机的停车保护的操控方法，具体而言，涉及一种用于操控逆变器(2、5)的方法，逆变器设计成给电机(1)、尤其在车辆的传动系中的电机(1)通电，该方法包括如下步骤：a)探测用于电机(1)的至少一个停车信号，以及b)将第一操控信号和第二操控信号输出给逆变器(2、5)，其中－第一操控信号包括用于不给电机(1)通电的信号，尤其包括用于产生逆变器断开(WRS)和/或电机(1)的主动式短路(AKS)的信号，以及－第二操控信号包括用于产生电压矢量(U合成)和/或脉宽调制(PWM)的信号。

Description

用于电机的停车保护的操控方法
技术领域
本发明涉及一种用于在要求和/或识别到电机、尤其在车辆的传动系中的电机停车的情况下操控逆变器的方法，其中，逆变器设计成给电机通电。
背景技术
为了给电机通电，通常使用逆变器，尤其变流器或六脉冲桥式整流电路。在此，逆变器开关单元(借助于其将电压施加在电机处)数字式运行并且将运行电压以正向和负向交替施加在电机的供电接线端处。为了可施加与运行电压不同的电压，这样操控逆变器开关单元，使得平均地将期望的电压施加在电机处。与该电压相应地得到的电流由电机的电感限制。在此，在这种方法中，电机中的电流相应于逆变器的开关位置在平均电流左右开始来回波动。电流的该波动通常称为逆变器的谐波振荡，其在要求车辆停车的情况下可导致问题。
在要求车辆停车的情况下必须防止通过电机进行众所周知的不期望的力传递，尤其防止产生高于预定的安全阈限的转矩。为了该目的，在现有技术中，作为监测手段，探测流过电机的电流并且将该电流与一阈限(低于该阈限，转矩认为是安全的)进行比较。当然，在以上说明的逆变器运行中存在已知的问题，即测量装置(其在预定的随机定义的时刻探测电机中的电流)探测的是与平均电流不同的、由于谐波振荡而失真的电流，而不是所要求的平均电流。这又可导致，在要求或识别到由电机运行的车辆停车的情况下也发生所不期望的开动。
然而，这种所不期望的车辆从停车状态的开动可使得逗留在车辆周围的人有危险。例如，如果电力驱动的巴士停在停靠站并且司机未拉住驻车制动器，在传动链处很小的转矩(例如仅10Nm)已足够使得巴士缓慢并且对于司机来说毫无觉察地运动起来。
因此，在对停着的车辆的电机进行监测电流时必须考虑，一方面，对功能的安全性进行风险分析可得出相对低的电流限值，例如8A，这已相应于危险的状态。另一方面，可能的测量误差可导致超过该电流限值，然而并未存在电机的对于停车来说有危险的状态。这种测量误差尤其可由于逆变器的谐波振荡，由于电流传感器的公差、例如由于在一个温度区间中和/或在使用寿命期间高达5A的电流漂移，或由于调节到零转矩M＝0Nm的影响出现。在没有其他预防措施的情况下，这种冲突仅可导致或不利于系统的安全性或不利于系统的可用性，即，在提供更好的系统可用性的情况下权衡克服可能的错误诊断可靠地识别有危险的状态。
从现有技术(例如文件DE 10 2010 053 624A1)中已知一种车辆和一种用于运行具有由逆变器操控的电动马达的车辆的方法，其中，在识别到有危险的状态时或为了松开离合或在换挡时，逆变器从控制部获得切断信号。该切断信号引起，电动马达的由逆变器供电的定子绕组无电流流过。控制部根据由车辆的状态传感器探测和/或经由输入件输入的值产生切断信号。为了提高安全性，在该文件中附加地提出，在获得切断信号的情况下也不再输出其他的经脉宽调制的操控信号。
在文件EP 1 036 936A1中公开了一种用于监测机动车中的起动装置的设备，该起动装置具有用作起动机和发电机的电机、用于转换在电机中产生的或需要的电流的逆变器和用于根据输入信号控制由电机和逆变器组成的单元的运行的控制单元，其中，控制单元在车辆不运行的情况下也可以时间间隔激活。为了防止由于这种激活不经意地开动车辆，在该文件中提出，使用附加的控制部，该控制部根据车辆的运行信息(例如马达的转速信号和离合器操纵信号或自动传动器的P/N信号)激活逆变器或使其不工作。
然而，对于尽管要求车辆停车、但例如由于为此负责的电子器件的故障使逆变器不工作或中断对电机供电可能并不成功的情况，在由现有技术的已知的设备中也可能出现不期望地开动电机。
发明内容
因此，本发明的目的在于，给出一种用于操控给电机提供电流的逆变器的方法，该方法在识别到和/或需要由电机驱动的车辆停车时可靠地防止所不期望地开动电机。
该目的通过根据权利要求1所述的用于操控逆变器的方法来实现。
即使接下来为了阐明根据本发明的方法而参考车辆对本发明进行了说明，该方法相应地可应用于可通过电机置于运动中的任意设备中。
根据本发明提供了一种方法，利用该方法操控逆变器，其中逆变器设计成给电机、尤其车辆的电机通电。在此，根据本发明的方法尤其包括根据本发明的停车识别的步骤，其中，识别用于电机的至少一个停车信号。为了确保电机的可靠的停车，在另一步骤中将第一操控信号和第二操控信号输出给逆变器，其中，第一操控信号包括用于不给电机通电的信号，尤其用于引起逆变器断开和/或电机的主动式电气短路的信号。而第二操控信号附加地包括用于在电机处产生电压矢量(Spannungszeiger)和/或脉宽调制(即，一定的电压脉冲模式)的信号，将其发送给设置的逆变器开关单元，尤其开关、半导体或功率半导体。
在此，第一操控信号例如引起逆变器断开，即，所有的逆变器开关单元断开、迅速中断给电机供电。因此，第一操控信号可在停车识别时通过逆变器简单地切断电机的通电，而不用将转矩调节到等于0Nm或将电流调节到等于0A。通过由此产生地消除逆变器的同步，也消除了开始时提及的谐波振荡，从而现在可不受失真干扰地探测电流。结果，在此用于电流监测的界限可明显更窄，由此至少部分地减少开始时提及的在电机的安全性和可用性之间的冲突。
根据本发明，附加地并且与第一操控信号无关地输出的第二操控信号使得在第一操控信号消失或有问题的情况下进行逆变器的自动操控，以产生脉宽调制或电压矢量，该脉宽调制/电压矢量又引起电机的切断。
在此，第二操控信号例如可如此设计，即，脉宽调制或电压矢量引起在一个方向上施加合成电压，该合成电压不会引起电机的有效转矩。
备选地，可借助于脉宽调制或电压矢量在电机处产生如此高的电压，使得该电压明显与期望的停车信号不一致，这又引起电机的紧急切断。为此尤其可设置安全单元，其通过存在于电机处的可探测到的高电压激活。在此甚至可为足够的是，仅输出用于将恒定的运行电压施加在逆变器开关单元副处的信号。脉宽调制在该情况下不是必需的。接下来给出合适的脉宽调制或合适的电压矢量的另外的可能性。
因此，根据本发明的方法有利地在存在停车信号的情况下可靠地防止不期望地开动电机，具体而言，即使特意为此设置的用于使电机不通电的第一操控信号由于任一原因消失、有问题或不可识别或不可由逆变器转换，电机此时也没有不期望地开动。
在另一有利的设计方案中，为两个操控信号设有用于逆变器的两个并行的(即，彼此不相关的)操控线路。因为在该设计方案中第一操控信号和第二操控信号分别借助于自己的操控线路被传输给逆变器，所以获得根据本发明的逆变器操控的提高的稳健性和灵活性。也可设置多于或少于两个用来输出根据本发明的操控信号的操控线路。
优选地，第一操控信号和第二操控信号彼此并行地(即，至少部分在时间上重叠地、然而优选同时地)输出给逆变器，从而在存在至少一个停车信号的情况下在逆变器处存在两个操控信号。有利的是，在根据本发明的停车识别的总的持续时间内，不仅第一操控信号而且第二操控信号可供逆变器使用。在此，尤其在功能故障的情况下可结合操控信号随时自动地转换成逆变器的相应其他的操控信号，使得逆变器决不滞后地确保根据本发明识别的停车。
备选地，也可将两个操控信号依次(例如直接相继地、尤其交替地)输出给逆变器。在这种情况下，对于两个操控信号尤其也可使用相同的操控线路。
在优选的设计方案中，逆变器具有选择单元，该选择单元监测根据本发明的两个操控信号，并且设计成使得该选择单元或仅传输第一操控信号或仅传输第二操控信号以用于操控逆变器，并且因此在逆变器中引起操控信号的实际上的转换。有利的是，两个不同的操控信号可优选地在停车识别的总持续时间内同时存在，而不会导致矛盾地操控逆变器开关单元。选择单元尤其可将由其选择的操控信号直接传输给逆变器开关单元或可选地存在的设置成用于电机的安全切断的附加的安全单元。
两个操控信号中的哪一个被选择单元选择和相应的优先规则与哪些条件相关可根据相应的应用情况的在设备上和功能性上的设计而不同。因为不仅第一操控信号而且第二操控信号适用于停车保护的目的，所以两个操控信号当在逆变器中实际转换时在原则上可相互替代。换言之，选择单元也可设计成，在通常情况下，即，当未出现功能故障并且因此两个操控信号可供使用时，传输第二操控信号用于实际上的转换并且忽略第一操控信号。关于选择单元，下面继续说明其他的示例和优选的实施方式。
根据一种优选的实施方式，包含在第二操控信号中的用于产生脉宽调制的信号包括用于将合成电压U合成施加在电机处的信号。这表示，脉宽调制引起在电机的供电接线端处的电压的时间上的平均值U合成，在多个逆变器开关单元副的情况下，该平均值由在各个逆变器开关单元副处的平均输出电压的矢量和得出。通过这种脉宽调制，给电机施加合适的电压矢量或电流矢量，除了根据第一操控信号的不通电之外，这示出了技术上不同并且因此独立的用于停车保护的措施。脉宽调制矢量U合成尤其可具有期望的、优选尽可能高的调制水平(Aussteuerung)。合成电压U合成可在其方向上和/或数值上根据时间改变，或与时间无关。
备选于施加合成电压U合成，也可产生引起电机的供电接线端的短路的脉宽调制。
在上述实施方式的一种有利的改进方案中，用于施加合成电压U合成的信号是用于在电机的磁场方向上施加合成电压U合成的信号。在此，其通常为电机的转子磁通的方向，即，形成场的方向，该方向接下来被称作d方向。由于在电机的d轴线上的合成电压U合成，在电机中出现可识别的电流，而没有有效的转矩。在此，在转动的转子中可行的是，电压矢量U合成相应地可一起转动。
此外，该方法具有这种优点，对电机供给并非消失的合成电压，而不会使由电机的驱动的车辆运动。在此，尤其合成电压U合成的数值在原则上可是任意大的。
此外，不仅在该实施例中而且在具有产生电压矢量的其他实施方式中可为有利的是，合成电压U合成高得足以利用独立的、对于技术人员来说已知的器件激活电机的附加的安全切断，该器件例如对于预定的电压阈值U阈限作出反应。
此外，电机的磁场的方向(尤其d方向)例如可借助于磁场传感器、转子位置传感器和/或模型计算来确定。这些技术或其他技术中的两种或甚至三种的组合使得根据本发明的方法的准确性和可靠性更高。
根据另一有利的实施例，用于产生脉宽调制和/或电压矢量的信号尤其也可包括用于在电机中产生合成电流I合成的信号。在脉宽调制的情况下，以上关于合成电压U合成的产生和方向的说法相应地对于合成电流I合成也有效。优选地，在此这样选择合成电流I合成的数值，即，该数值不低于预定的电流阈值I阈限。如已提及的那样，这可利用附加的对电流阈值I阈限起反应的器件来进行电机的安全切断。
优选地，在根据本发明的方法中，借助于一个或多个电流传感器监测在电机中流动的电流I，其中，在到达或超过预定的安全电流阈值I阈限时，利用对于技术人员来说已知的器件进行电机的安全切断。这是与根据第一操控信号的不通电在技术上不相关的用于停车保护的措施。优选地，安全切断借助于附加的独立的(例如在空间上与其他单元分开的)安全单元进行，该安全单元监测一个或多个电流传感器。
备选于或附加于监测在电机中流动的电流I，可借助于至少一个电流传感器和/或电压传感器监测在逆变器中、尤其在一个或多个逆变器开关单元中流动的电流I和/或在逆变器中、尤其存在于一个或多个逆变器开关单元处的电压U。因此，在到达或超过预定的安全电流阈值I阈限或预定的安全电压阈值U阈限时可进行电机的安全切断。
优选地，在根据本发明的方法中，至少一个停车信号还可包括传输使电机停止的请求的信号。该停止请求信号例如可通过在车辆中松开离合、通过读取停止信号输入装置和/或通过在混合动力协调器的零转矩请求(M＝0)产生。在根据本发明的停车识别中探测这种信号具有的优点是，该信号不由或至少不仅仅由电机或车辆的实际的运行状态确定。由此尤其防止：尽管期望开动电机，仍执行停车保护。
备选地或附加地，根据本发明的停车识别可包括由于读取运动状态传感器而产生的信号，运动状态传感器探测电机和/或由电机驱动的车辆的当前的运动状态。由此提供实际的运动状态作为停车识别的与停止请求不相关的组成部分。尤其可由此引起，仅在电机或车辆实际上停车或至少几乎停车的情况下执行用于停车保护的电机切断。尤其可通过探测这种信号防止，在运行中或在行驶期间切断电机。当在松开离合的情况下电机应继续保持运行时，在没有所说明的措施的情况下，此时例如出现这种含糊的请求
作为运动状态传感器，尤其在此可使用用于电机、传动器输出轴和/或车轮的转速n的转速传感器，和/或使用用于车辆的速度v的速度传感器。在这种情况下，出于上述原因特别有利的是，只有在转速n到达或低于预定的阈值n阈限和/或速度v到达或低于预定的阈值v阈限时才产生相应的与运动相关的停车信号。
通常，在根据本发明的方法中，在电机和/或由电机驱动的车辆的参数x到达或低于、到达或高于预定的阈值x阈限时可产生一个和/或另一个停车信号。由此提供以参数x为特征的状态作为停车识别的与停止请求不相关的组成部分。此外，对于根据本发明的停车保护来说，可使用在参数x的在需要时不为零的区间中的状态。
在一种优选的实施方式中，一旦不再探测到停车信号或在不再探测到停车信号之后，结束两个操控信号的根据本发明的输出。因此又自动地开始对电机供电，并且电机又立即可投入使用。
在该实施方式的一种有利的改进方案中，在参数x到达或超过预定的阈值x阈限时产生至少一个停车信号。然而，仅当参数x低于以预定的滞后值x滞后减小的阈值(x阈限－x滞后)时，此时才又取消停车信号。相反地，相同的情况相应地适用于在到达或低于参数x时产生停车信号的情况。例如，仅当转速n或速度v超过相应以预定的滞后值提高的阈值(n阈限+n滞后)或(v阈限+v滞后)时，此时才又取消在转速n到达或低于阈值n阈限和/或速度v到达或低于阈值v阈限时产生的停车信号。这种参数滞后的设置防止，当对此决定性的参数x围绕其阈值x阈限波动时不合预期地切断和接通电机。
优选地，在根据本发明的方法中，探测至少一个第一停车信号和与该第一停车信号无关的第二停车信号。这意味着根据本发明的这种停车识别的前提条件相比于本发明同样涵盖的情况(在该情况中仅探测唯一的停车信号)更加严格。因此，探测至少两个不相关的停车信号实现了在具有安全需求的停车状态与在其中不需要停车保护的状态之间的更准确的区分。例如，以上提及的停止请求信号可用作第一停车信号，而第二停车信号通过读取运动传感器产生。为了提高停车识别的准确性，例如当在已提及的示例中使用不同的停止请求信号或不同的运动传感器时，也可探测三个或更多个不相关的停车信号。
优选地，可这样设计以上提及的选择单元，即，该选择单元在存在/识别到根据本发明的第一操控信号的情况下仅传输第一操控信号以用于操控逆变器，而忽略根据本发明的第二操控信号。因此，在该实施方式中，在停车识别时在通常情况下(即，在存在第一操控信号的情况下)直接中断电机的供电。在此，未将包含在第二操控信号中的用于产生脉宽调制和/或电压矢量的信号传输给逆变器开关单元并且因此该信号未生效。这种优先规则具有该优点：通过立即中断电机的供电无需另外的中间步骤实现在通常情况下简单且迅速的停车保护。
在该实施方式的一种有利的改进方案中，这样设计选择单元，即，该选择单元在第一操控信号消失、有问题或其他功能故障时，取而代之传输第二操控信号以用于操控逆变器。由此借助于第二操控信号在第一操控信号消失的情况下也确保停车保护。
备选于以上说明的逆变器断开，第一操控信号也可包括用于引起电机主动式电气短路的信号。电机的主动式短路例如可通过两个或更多个逆变器开关单元的短路引起，由此使电机的相关的供电线路短路。结果，不仅中断电机的供电，而且附加地可消除在电机的供电线路之间的内电流和内电压，由此可将电机迅速带入停车。
根据另一优选的实施方式，逆变器具有六个逆变器开关单元，三个逆变器开关单元副分别由用于产生三相电流的外导体/相导体和内导体/中性导体形成。在此，电机的主动式短路优选地可通过三个外导体/相导体或三个内导体/中性导体的短路和相应其余的三个逆变器开关单元的断开引起。利用该技术特别高效地消除在电机中的内电流和内电压，这又实现了电机迅速且彻底的停车。
在从属权利要求、说明和附图中说明了另外的优点和有利的实施方式。
附图说明
接下来根据在附图中示出的实施例详细说明本发明。在此，实施例仅是示例性的并且不确定本专利申请的保护范围。保护范围仅通过所附的权利要求限定。接下来根据实施例说明的特征也可在本发明的范围中以并未明确提及的组合使用。
其中：
图1示出了用于根据本发明通过逆变器借助于逆变器断开来操控电机的示意性的电路图；
图2a示出了用于根据本发明通过逆变器借助于合适的脉宽调制来操控电机的示意性的电路图；
图2b示出了在根据图2a的根据本发明的操控方案中逆变器开关单元的电气的开关状态的示意性的图示；
图2c示出了在根据图2a和图2b的根据本发明的操控方案中存在于电机处的合成电压U合成的示意性的矢量图；
图3a示出了根据本发明的方法的第一实施例的流程图，以及
图3b示出了根据本发明的方法的第二实施例的流程图。
下文中，相同或作用相同的元件利用相同的附图标记来表示。
具体实施方式
图1以示例性的示意性的线路图示出了系统100，该系统具有电机1和给电机1通电的逆变器2，其中系统100设计成实施根据本发明的操控方法。在示出的实施例中，以位于车辆、尤其电动车或混合动力汽车的传动系中的具有相关车载电子器件的电机1为起点，其中，系统100也可用于电机1的其他用途。电机1尤其可设计成以直流或交流电运行的任意的机电转换器。
如在图1中示出的那样，电机1是具有供电线路11、12和13的旋转磁场电机(Drehfeldmaschine)，该供电线路经由供电接线端14、15和16与逆变器2电气连接，其中，供电接线端示意性地示出为结点。
此外，逆变器2具有用于给电机1通电的六个逆变器开关单元21至26，该六个逆变器开关单元形成三个逆变器开关单元副21－22、23－24和25－26。逆变器开关单元21至26尤其可构造成开关、半导体或功率半导体。电机1的供电源20输出运行电压Uzk，从而将供电电压U、V和W相应于逆变器开关单元副21－22、23－24和25－26的相应的开关位置施加在供电接线端14、15和16处。
此外，图1示出了计算单元4，其设计成实施停车识别。为此目的，计算单元4经由第一信号线路41与操控单元(未示出)、尤其车载电脑相连接，并且经由第二信号线路42与电机1的运动状态传感器6、尤其旋转编码器相连接。根据本发明，计算单元4借助于信号线路41和42探测至少一个停车信号。在本示例中可将零转矩请求信号M＝0(即，基于停止请求的停车信号)从车载电子器件、尤其从混合动力协调器经由信号线路41传输给计算单元4。为了确定是否存在电机1的运动，还可经由信号线路42将电机1的转速n传输给计算单元4。为此，例如可获取旋转编码器6的信号。优选地，计算单元4对获得的转速值n与预设的阈值n阈限(其定义转速n的停车区间)执行比较并且在低于该阈值时产生/探测到停车信号。接下来参考图3说明对此的一个示例。备选于转速n或除了转速n之外，电机1或车辆的其他状态参数x也可传输给计算单元4。
计算单元4还设计成，在停车识别的情况下输出根据本发明的用于逆变器2的操控信号。为此，在图1中示例性地设置有两个并行的不相关的操控线路51和52。借助于操控线路51输出第一操控信号，该第一操控信号在本示例中为用于产生逆变器断开(WRS)的信号。借助于操控线路52输出第二操控信号，该第二操控信号当前为用于产生具有调制水平的合适的脉宽调制(PWM)的信号。
此外，图1示出了选择单元5，其读取两个操控信号WRS、PWM并且对此作出优先决定，即，是否应在逆变器2中真正转换第一操控信号WRS或第二操控信号PWM。在此，如在图1中示出的那样，选择单元5可构造成分离的单元，然而选择单元5普遍也在功能方面构造成逆变器2的一部分。
此外，选择单元5可具有电子逻辑模块，电子逻辑模块实施两个操控信号WRS、PWM的逻辑与操作(Verundung)，并且在存在两个操控信号WRS、PWM的情况下仅将其中一个传输给逆变器2。在此，通常选择第一操控信号WRS作为主信号，而第二操控信号PWM仅用作后备。
在示出的示例中，选择单元5将WRS信号借助于控制线路3传输给用于转换的逆变器开关单元21至26。在此，在图1中同时存在于选择单元5的入口处的PWM信号未传输给控制线路3并且由此PWM信号未生效。
而如果选择单元5在WRS信号中发现功能故障，则将PWM信号传输给逆变器开关单元21至26并且因此PWM信号生效。在图2a至图2c中示出对此的示例并且下面对其进一步进行说明。
在图1中示出的示例中，经由控制线路3传输的WRS信号通过断开所有六个逆变器开关单元21至26引起逆变器断开，即，逆变器2的数字式分离。备选地或附加地，第一操控信号可包括用于产生电机1的主动式电气短路(AKS)的信号或用于切断电机1的供电的其他信号。在示出的系统100中，AKS例如可在下部的逆变器开关单元22、24和26断开的情况下通过闭合上部的逆变器开关单元21、23和25引起，或相反地引起。
此外，在图1中示出了安全单元8，在高于与安全相关的参数的情况下、尤其当在电机1中和/或在电机侧在逆变器2中存在流动的相电流I(该相电流可借助于一个或多个电流传感器7来探测)时安全单元可开始电机的切断。尤其参考另外的附图详细说明安全单元8和与安全相关的参数的工作方式。
优选地，附加的安全单元8在设备中布置成与其余的电子单元、尤其与计算单元4和选择单元5分开，以便例如在其余电子单元中的一个过热时没有受到牵连。此外，安全单元8优选地还关于功能故障监测控制线路3，并且在此在紧急情况下也可引起电机1的安全切断。
图2a示意性地示出了图1的系统100的一部分，其中，在示出的操控示例中实现了根据第二操控信号的合适的脉宽调制PWM以进行根据本发明的停车保护。然而，如以上所说明的那样，当第一操控信号有效时，在计算单元4的出口处输出的PWM信号未生效。
然而，如果第一操控信号WRS由于功能失常或错误而失灵时，则将第二操控信号PWM自动地传输给逆变器2。然后，在图2中示出的PWM操控引起示例性地在图2b中示出的在逆变器开关单元21至26处的电气开关状态。在此，在图2a中施加在上部的逆变器开关单元21、23和25处的电压相应地标示为UH、VH或WH，而施加在下部的逆变器开关单元22、24和26处的电压标示为UL、VL和WL。图2b示出了在一个PWM周期Tpwm期间的所提及的开关状态，PWM周期在产生PWM的总持续时间内作为脉冲序列不断重复。结果，该脉宽调制相应地以在中间电路电容处相应的电压U、V和W引起在电机1的相应的供电接线端14、15和16处的平均电压Uu、Uv和Uw。
平均电压Uu、Uv和Uw的矢量总和又得出在d方向(其相应于电机1的转子磁通，即，在电机1的磁场的方向上)上的合成电压U合成，如图2中表示的那样。结果有可容易识别的电流I合成流动，该电流又可由安全单元8或电流传感器7探测，但是该电流不产生有效的转矩。而为了产生转矩，需要在相对于磁场方向垂直的q方向上的电压分量。在存在电机1残余旋转并且在由此存在电机1的旋转磁场的情况下，U合成矢量也可被引导向d方向。在此，磁场的方向例如可借助于对准转子场的位置传感器或模型计算来确定。
此外规定，如果设定的电流I合成高于预定的安全电流阈值I阈限，由计算单元4和/或安全单元8实施电机1的主动式短路AKS或引起切断电机1的其他安全功能。这在需要时尽可能快地完成，因为借助于在图2c中示出的PWM矢量，在电机1中的电流I合成实际上立即增加。
备选于示出的PWM矢量，也可通过以下方式借助于根据本发明的第二操控信号实施脉宽调制(该脉宽调制引起电机1的电气短路)，即，例如交替地闭合/断开所有上部的开关单元21、23和25和断开/闭合所有下部的开关单元22、24和26。
此外，备选于PWM信号，第二操控信号也可为用于在没有脉宽调制的情况下在电机1处产生可识别的电压矢量U合成的信号，例如通过在其余逆变器开关单元副23－24和25－26断开时与时间无关地将运行电压Uzk施加在逆变器开关单元副21－22处。这同样引起可探测到的电压/电流，其在要求停车状态的情况下引起电机的紧急切断。
接下来根据在图3a和3b中的示例性的流程图详细阐述根据本发明的操控方法。
在图3a中的流程图描述了用于根据本发明的停车保护的示例，其中，在通常情况下产生逆变器断开WRS，而当在WRS-产生中存在功能故障时产生合适的脉宽调制PWM。该方法例如可由图1和图2a的系统100执行，其中，在此也相应地使用相关的说明。
如由图3a得悉的那样，停车识别通过探测两个独立的停车信号来定义。第一停车信号“请求停止”可尤其基于转矩等于0Nm的要求通过混合动力汽车的混合动力协调器产生。第二停车信号在低于用于电机的探测到的转速n的阈限(例如n阈限＝300转/分)时产生。如果在该示例中探测到两个停车信号，则产生逆变器断开WRS。并行于信号“接通WRS”，根据本发明存在信号“接通PWM”，并且当“WRS是否有效？”的检查导致在WRS信号中或在WRS-产生中发现功能故障时，此时由选择单元5进行转换。如果略去了停车信号中的一个，则取消了停车保护，即，逆变器断开或停车保护PWM。该方法自动执行并且如在图3a中示出的那样循环运行。
在图3b中，对图3a的示例补充了关于取消WRS或停车保护PWM的另一条件。在此，该条件还要求转速n超过以滞后值n滞后值＝100转/分提高的阈值。由此，避免转速n在阈值n阈限＝300转/分左右波动的情况下来回切换根据本发明的操控信号。
总之，在对通过逆变器通电的电机进行停车识别时，输出直接针对电机的不通电的第一操控信号和针对产生合适的脉宽调制和/或合适的电压矢量的第二操控信号为在技术上不同且彼此独立的用于停车保护的两个措施。由于两个操控信号在可能的功能故障的情况下的相互的可替代性，由此保证了可靠的停车保护以防不期望的电机运转。
附图标记
100实施根据本发明的方法的系统
1 电机
2 逆变器
3 逆变器开关单元的控制线路
4 计算单元
5 选择单元
6 旋转编码器
7 电流传感器或电压传感器(一个或多个)
8 附加的独立的安全单元
11至13 电机的供电线路
14至16 电机的供电接线端
20 电机的供电源
21至26 逆变器开关单元
41、42 停车信号线路
51 用于第一操控信号的操控线路
52 用于第二操控信号的操控线路

Claims (20)

1.一种用于操控逆变器(2、5)的方法，该逆变器设计成给电机(1)、尤其在车辆的传动系中的电机(1)通电，该方法包括如下步骤：
a)探测用于所述电机(1)的至少一个停车信号，以及
b)将第一操控信号和第二操控信号输出给所述逆变器(2、5)，其中
－所述第一操控信号包括用于不给所述电机(1)的通电的信号，尤其包括用于产生逆变器断开(WRS)和/或所述电机(1)的主动式短路(AKS)的信号，以及
－所述第二操控信号包括用于产生电压矢量(U合成)和/或脉宽调制(PWM)的信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将两个操控信号彼此并行地、优选同时地输出给所述逆变器(2、5)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，用于产生脉宽调制(PWM)的信号包括用于施加合成电压(U合成)的信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述电机(1)的磁场方向(d方向)上施加合成电压(U合成)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电机(1)的磁场方向(d方向)借助于磁场传感器、转子位置传感器和/或模型计算来确定。
6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，电压矢量(U合成)或脉宽调制(PWM)的产生包括在所述电机(1)中的合成电流(I合成)的产生，其中，所述合成电流(I合成)的数值优选地不低于预定的电流阈值(I阈限)。
7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于至少一个电流传感器(7)监测在所述电机(1)中流动的电流(I)，并且在到达或超过预定的安全电流阈值(I阈限)时，优选地借助于附加的独立的安全单元(8)进行所述电机(1)的安全切断。
8.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于至少一个电流传感器和/或电压传感器(7)监测在所述逆变器(2、5)中、尤其在设置成用于给所述电机(1)通电的一个或多个逆变器开关单元(21－26)中流动的电流(I)和/或在所述逆变器(2、5)中、尤其在设置成用于给所述电机(1)通电的一个或多个逆变器开关单元(21－26)中存在的电压(U)，并且在到达或超过预定的安全电流阈值(I阈限)或预定的安全电压阈值(U阈限)时优选地借助于附加的独立的安全单元(8)进行所述电机(1)的安全切断。
9.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个停车信号包括用于使所述电机(1)停止的请求/命令，其中，该请求/命令尤其通过在车辆中松开离合、停止信号输入装置的读取和/或混合动力协调器的零转矩请求(M＝0)产生。
10.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个停车信号和/或另一个停车信号包括读取运动状态传感器(6)的步骤，该运动状态传感器探测所述电机(1)和/或车辆的当前的运动状态，其中，所述运动状态传感器(6)尤其构造成用于所述电机(1)、传动器输出轴和/或车辆的车轮的转速(n)的转速传感器和/或构造成探测车辆的速度(v)的速度传感器。
11.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在用于所述电机(1)和/或车辆的参数x到达或低于/超过预定的阈值(x阈限)时、尤其在转速(n)到达或低于预定的阈值(x阈限)和/或在速度(v)到达或低于预定的阈值(v阈限)时产生至少一个停车信号和/或另一个停车信号。
12.根据以上权利要求中任一项所述的方法，还包括步骤：
c)当又取消在步骤a)中探测的停车信号中的至少一个时，取消在步骤b)中输出的操控信号。
13.根据权利要求11和12所述的方法，其特征在于，通过以下条件或在以下条件时在步骤c)中取消至少一个和/或另一个停车信号：参数x超过/低于以预定的滞后值(x滞后)提高/减小的阈值(x阈限+x滞后)或(x阈限－x滞后)，尤其是转速(n)和/或速度(v)超过相应以预定的滞后值(x滞后)提高的阈值(n阈限+n滞后)或(v阈限+v滞后)。
14.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤a)中探测至少一个第一停车信号和与所述第一停车信号无关的第二停车信号。
15.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述逆变器(2、5)还具有选择单元(5)，该选择单元监测所述第一操控信号和所述第二操控信号并且设计成使得该选择单元仅传输用于操控所述逆变器(2)的两个操控信号中的一个，尤其传输给一个或多个设置成用于给所述电机(1)通电的逆变器开关单元(21－26)和/或设置成用于所述电机(1)的安全切断的附加的独立的安全单元(8)。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述选择单元(5)设计成，该选择单元在存在/识别到所述第一操控信号的情况下传输该第一操控信号以用于操控所述逆变器(2)，而忽略所述第二操控信号。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述选择单元(5)设计成，该选择单元在所述第一操控信号消失的情况下传输所述第二操控信号以用于操控所述逆变器(2)。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其特征在于，为了给所述电机(1)通电，设置有至少一个、优选两个或更多个逆变器开关单元(21－26)，并且通过断开至少一个、必要时所有存在的逆变器开关单元(21－26)引起逆变器断开(WRS)。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，其特征在于，所述逆变器(2)具有至少两个逆变器开关单元(21－26)以用于给所述电机(1)通电，并且通过所述至少两个逆变器开关单元(21－26)的短路引起所述电机(1)的主动式短路(AKS)。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述逆变器(2)具有六个逆变器开关单元(21－26)，三个逆变器开关单元副(21－22、23－24、25－26)分别由用于产生三相电流的外导体/相导体和内导体/中性导体形成，并且通过所述三个外导体/相导体(21、23、25)或所述三个内导体/中性导体(22、24、26)的短路和其余的三个逆变器开关单元(22、24、26；21、23、25)的断开引起所述电机(1)的主动式短路(AKS)。
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