CN109275352A - 确定利用飞轮被耦合到内燃机的电机的空转阶段 - Google Patents

Abstract

发明涉及一种用于确定利用飞轮(111)耦合到内燃机(112)的电机(114)的空转阶段(Ph_Fl)的方法，具有以下步骤：检测电机(114)的相位信号(121)的时间变化曲线，从相位信号(121)确定至少一个转速(n)的时间变化曲线，并且使用第一标准(K1)和第二标准(K2)从转速(n)确定电机(114)的至少一个空转阶段(Ph_Fl)。此外，本发明涉及被设置成执行该方法的相应的计算单元(118)，以及相应的计算机程序。

Description

确定利用飞轮被耦合到内燃机的电机的空转阶段

技术领域

本发明涉及用于确定利用飞轮耦合到内燃机处的电机的空转阶段的方法，以及涉及计算单元，优选用于电机的调节器，以及涉及用于执行该方法的计算机程序。

背景技术

为了调节车辆中的车载电网电压，可以使用电机，特别是外部激励的电机。

这些电机具有调节器，该调节器根据车载电网电压来调节电机的励磁电流。电机通过耦合元件、通常是皮带传动装置与内燃机耦合，其中，耦合元件被内燃机和电机(取决于相应的运行状态)以不同的扭矩加载。为了保护皮带，电机能够具有飞轮元件，以减少通过向电机或内燃机施加扭矩而导致的皮带传动装置的磨损。

电机因此能够具有空转阶段，其中飞轮元件是激活的并且因此电机与内燃机解耦。尤其当电机的转速大于内燃机的转速时，飞轮元件是激活的。关于空转阶段的确切了解具有各种意义。然而，仅根据对电机和内燃机的测量值的详细确定和评估，才能根据已知方法确定这些空转阶段。

如果在下文通常提及电机，那么电机也可以是能够作为发电机和/或马达运行的电机。

因此有利的是，能够以简单的途径确定电机的空转阶段。

发明内容

提出了具有独立权利要求的特征的用于确定利用飞轮与内燃机耦合的电机的空转阶段的方法以及计算单元以及用于执行该方法的计算机程序。有利的构造方案是从属权利要求以及以下描述的主题。

本发明的优点

该方法可以用于确定利用飞轮与内燃机耦合的电机的空转阶段。所确定的空转阶段尤其可以被考虑用于确定利用飞轮与内燃机耦合的电机的减速扭矩。然而显然的是，也可以通过该方法来确定电机的当前恰好没有空转阶段的运行状态。

电机可以通过内燃机驱动，其中，电机与内燃机通过飞轮元件和作用在该飞轮元件处的皮带传动装置彼此耦合。由于电机和内燃机之间的耦合，根据电机的运行状态，扭矩可以从内燃机传递到电机。在电机方面，减速扭矩相反于内燃机的扭矩，特别是在内燃机的怠速状态下应该克服该减速扭矩，以便不损害内燃机的运行。

对通过电机所承受的扭矩的尽可能准确的了解通常具有一般意义，特别是为了相应调节驱动电机的内燃机的控制部。然而，对电机的这种扭矩承受的了解也具有特别的意义，特别是当内燃机处于在调节技术上看关键的运行状态中，例如怠速状态中时。

在怠速状态中，由电机承受的扭矩可以在峰值中具有非常高的值，其中内燃机的功率输出或与之相关联的扭矩相当低或波动，这可能导致内燃机的显著的转速不稳定性。在极端情况下，这甚至可能导致发电机利用该发电机的扭矩将内燃机“熄火”，即内燃机的旋转停止。这是因为内燃发动机只能脉冲状地即分别在内燃机的做功冲程中输出该内燃发动机的扭矩。在中间阶段中，内燃发动机不能够控制该内燃发动机的扭矩。

可见的是，然而为了准确确定电机的减速扭矩，需要相应地分离内燃机的扭矩贡献。这尤其在飞轮元件被激活的空转阶段中被给出。然后考虑到电机与内燃机之间的传动比，当电机的转速超过内燃机的曲轴转速时，飞轮是被激活的。

为了确定飞轮元件的空转阶段，检测电机的相位信号的时间变化曲线。在另外的步骤中，从相位信号中确定转速的时间变化曲线，该转速尤其具有振荡的转速波动。

所确定的转速可以是内燃机的转速和/或电机的转速，该转速例如在电机与内燃机之间的强制耦合的情况下基本相同。此外也可以将两个转速信号，即电机的转速信号和内燃机的转速信号，相应组合，其中，也可以从外部源，例如马达控制部，获得内燃机的转速信号。

在这里，电机的转速的时间变化曲线通常具有振荡的转速波动，该转速波动由内燃机的做功冲程造成并且经由耦合元件的耦合而相应地耦合到电机中。进一步优选地，基于可供电机使用的测量值(尤其是相位信号)来确定内燃机的转速。

在这种情况下，电机的相位信号尤其包括电机的相电压中的至少一个相电压和/或相电流中的至少一个相电流。考虑相位信号以确定电机的转速是有利的，这是因为可以直接从已经在电机中可供使用的测量参量中确定转速，而对此不需要附加的传感器，例如转速传感器，该传感器确定电机的转速。

此外，从多个相位信号中确定转速能够有利于提高转速检测的准确性并且提高转速信号的可靠提供。还可以借助于安装在相应机器处的转速传感器、例如电感式或电容式传感器和/或基于存在于控制器例如马达控制器中的数据来确定电机和/或内燃机的转速。

随后，通过采用第一标准和第二标准来确定电机的空转阶段，其中第一标准用于识别转速的时间变化曲线中的振荡的转速波动，以及第二标准用于识别表征空转阶段的转速的时间变化。

由于单个气缸的做功冲程，内燃机将该内燃机的相应扭矩脉冲状地输出到曲轴处。扭矩输出的频率基本上通过内燃机、特别是内燃发动机的当前的转速和气缸数确定。通过例如借助于皮带驱动装置将电机和飞轮耦合到内燃机的轴处，脉冲状的扭矩输出的频率被耦合到电机中，使得该频率可以被反映为与平均的转速信号叠加的振荡。在内燃机的怠速状态下可以特别好地检测到这种振荡。

然而，仅当内燃机不是由耦合质量，例如闭合传动系中的车辆的质量，缓冲时，这种振动才显著发生。这种效果尤其发生在内燃机的所谓的空档运行中，其中内燃机耦合到车辆的传动系，并且内燃机的转速增加(例如在下坡行驶期间)由使车辆加速的重力实现。

由于在这种状态下基于上述振荡的小幅度而不会期望电机的空转阶段，因此存在具有相应大幅度的振荡速度波动是存在空转阶段的必要条件，因而可以借助第一标准而确定这种振荡。因此对于确定空转阶段基本上排除空档运行仅有利的是，例如有时具有以类似的方式落到空转阶段的转速变化曲线的空档运行不会被错误地解释为空转阶段。

基本上，转速的振荡通过飞轮的起动而衰减。这在以下时间范围中被给出：在该时间范围中，电机的转速变化曲线具有带有下降斜率的转速沿。因此，可以借助于用于识别转速(特别是转速的在时间上单调、优选严格单调的下降沿)的表征空转阶段的时间变化的第二标准来确定空转阶段。

通过使用第一标准作为空转阶段存在的必要标准以及使用第二标准作为空转阶段的充分标准，可以安全且非常容易识别这样的空转阶段。

在优选的实施方式中规定，转速仅在相位信号具有上升沿和/或下降沿的时刻被确定。仅在相位信号的边沿的时刻确定转速是特别有利的，因为以测量技术的方式可以特别容易地检测到边沿。通过将尽可能多的边沿包括到转速测量中，可以相应地提高转速的分辨率。

在这种情况下，进一步优选地，不能在相位信号的每个脉冲处确定转速，这大大减少了在确定空转阶段时产生的数据量。然而，应始终考虑相位信号的这么多脉冲，使得转速中的相应振荡足够好地能够分辨，并且因此可以可靠地识别空转阶段。特别是当借助于转速的现有的测量点能够可靠地确定第一标准和第二标准或者可以很好地分辨转速的下降沿而能够可靠地推断出空转阶段时，情况便尤其是如此。相位信号的为此所需脉冲的数量或转速的测量时刻(时间戳)的数量被从奈奎斯特定理得到。转速测量的相应时刻(时间戳)优选通过相位信号的被确定的电位值得到。这是一种确定转速测量时刻的非常简单且可重复的可行方式。从相邻时间戳的差异可以确定瞬时转速。

在这里还尤其优选的是，借助转速的最小值和最大值确定第一标准，其中优选地，最小值与最大值的差的量大于阈值。特别容易测量转速的最小值或最大值。通过将转速振荡的最小值的量与最大值的量相减，可以确定转速振荡的幅值。

如果现在最小值和最大值的差的幅度或量低于某个阈值，则可以认为不再存在振荡或振荡太小以至于不存在空转阶段。可以根据幅值的大小来选择阈值，阈值基本上取决于内燃机或电机的系统参数。用于内燃机和电机的典型配置的最大和最小转速之间的差的数量级在发电机的转速在用于振动的转速谱的中部区域中时为约100转/分钟。由于阈值取决于转速，因此根据电机的平均转速来设定阈值也是尤其优选的。因此可以安全且可重复地推导出第一标准。

在本发明的另一个优选的实施方式中，根据转速的时间变化(尤其是转速的时间单调递减变化)与内燃机的振动周期之间的关系来确定第二标准。

本发明所基于的知识是，由内燃机引起的转速的振荡随着时间的推移具有近似对称的变化曲线，即，在振动周期内，转速波动的下降沿与转速波动的上升沿持续大致相同的长度。

在空转阶段存在的情况下，电机的转速变化曲线原则上与此的不同在于，转速波动的下降沿显著比上升沿持续得更长。根据电机的转速波动的时间下降与内燃机的整体振动周期之间的关系，可以可靠且特别容易地确定这种偏差。然而显然的是，即使在先前不对称的转速波动的过程的情况下，也可以相应地调整检测空转阶段所需的所述关系。

在这种情况下可能优选的是，借助于商或差形成来确定所述关系，其中，所述转速的时间单调变化和振动周期的商大于阈值和/或转速的时间单调变化和振动周期的差的量大于另一个阈值。在考虑转速的时间单调变化与内燃机的振动周期的商或其量方面的差时，可以特别简单且可靠地确定这种不对称性。内燃机的振动周期可以根据外部转速数据或根据已经存在于电机中的数据进行确定。电机的转速的时间单调变化与内燃机的振动周期之间的商或差基本上可以具有多个值。商的阈值的典型值约为>50％，这意味着，下降沿的持续时间长于上升沿。

在这里尤其优选地，内燃机的振动周期从电机的转速，特别是通过转速的两个直接相邻的极大值之间的时间间距被确定。在电机与内燃机之间强制耦合的情况下，在非激活的飞轮中或在没有飞轮元件时，电机的转速与内燃机的转速基本相同。因此可以基于肯定不存在空转阶段的时间范围来确定转速波动的周期。这特别是在转速的极大值范围内，特别是在转速的上升沿和极大值之间的过渡中，被给定。

基本可以理解的是，可以可靠地排除空转阶段的转速所有范围都可用于确定转速波动的周期。因此，可以基于数据有利地确保空转阶段的确定，可以在电机中直接访问该数据，而对此不需要提供外部数据，例如将内燃机的转速值提供给马达控制器。

在存储在机器可读存储介质上的计算机程序的使用中得到了进一步的优点，计算机程序促使计算单元在计算机程序在该计算单元上被实施时执行根据前述实施方案中的任一项所述的方法。

本发明的另一有利的实施方式在尤其用于电机的调节器的计算单元中表现出来，计算单元由计算单元上(特别是在计算单元的存储介质上)所提供的计算机程序被设置成执行根据上述实施方案所述的方法。由此产生了协同作用，因为计算单元，特别是调节器，不仅用于调节电机，而且还被设置成执行根据本发明的方法。

从说明书以及所附的附图中得出本发明的其它优点和构造方案。

附图说明

图1a以示意图示出利用飞轮元件被耦合到内燃机处的电机；

图1b示出了用于确定电机的空转阶段的方法的示意图；

图2示出了相电压的时间变化曲线、电机的由此在某些时刻所推导出的转速以及皮带盘的转速的时间变化曲线；

图3示出了类似于图2的表示，其中另外示出了确定空转阶段所需的标准；

图4示出了在固定的第一转速时在放大图中的转速的类似于图2和图3的图示；和

图5示出了在固定的其它速度时在放大图中的转速的类似于图4的图示。

具体实施方式

图1示出了用于借助于在图1a中所示的利用飞轮元件111耦合到内燃机112的电机114来确定电机114的空转阶段Ph_Fl的方法(参见图1b)，电机借助于作用在电机114的皮带盘RS处的耦合元件116由内燃机112驱动。

耦合元件116在马达侧与内燃机112的曲轴117有效连接。由于内燃机112的相应气缸的做功冲程，内燃机112以脉冲状方式向曲轴117输出扭矩。

随着内燃机112的脉冲状的扭矩输出产生了耦合元件116的磨损，该磨损通过被设置在电机114上的飞轮元件111来减轻。为了调节车载电网110中的电压，设置了以调节器120为形式的计算单元118，该调节器根据车载电网100的电压相应地调节电机114的励磁电流I_Err。

为了例如能够基于物理状态参量来确定电机114的减速扭矩，能够有利的是，将电机114与内燃机112解耦。特别是当飞轮元件111_Fl时就是这种情况。因此空转阶段Ph_Fl的确切了解对于确定减速扭矩是至关重要的，因为由此特别容易确定减速扭矩。在图2和3中更详细地描述了所述空转阶段Ph_Fl的根据本发明的确定。与确定电机114的减速扭矩无关，对于许多其他应用例如确定通过内燃机112向电机114传输的功率，确切了解空转阶段Ph_Fl是令人感兴趣的。

为了利用马达控制单元122检测和传输数据，还可以设置通信连接124(以虚线示出)。调节器120此外还可以被规定成执行下面描述的用于确定电机的空转阶段Ph_Fl或电机114的减速扭矩M的方法。

图1b)在流程图中示意示出了用于确定空转阶段Ph_Fl的方法。在步骤E1中，检测电机114的相位信号121的时间变化曲线。在步骤E2中，在多个时刻T₀-T₆(参见图2)从电机114的相位信号121确定转速n的时间变化曲线。只要相位脉冲的数量足够大到相应地反映相应的转速变化，就可以从相位信号121确定电机114的转速n_Gen。

为此所需的相位脉冲P的数量取决于奈奎斯特定理(见下文)。

也可以在电机114不具有空转阶段ph_Fl的阶段中确定内燃机112的转速n_BKM，因为在这些阶段中，在考虑到内燃机112和电机114之间可能的传动比的情况下，电机114和内燃机112被强制耦合并且它们的转速相同。如果现在确定了转速n，则在另一步骤Dz中该转速被提供用于通过使用第一标准K1和第二标准K2来检测是否存在空转阶段Ph_Fl。

第一标准K1用于识别转速n的时间变化曲线中的振荡的转速波动，以及第二标准K2用于识别表征空转阶段Ph_Fl的转速n的时间变化。

由于单个气缸的做功冲程，内燃机112将该内燃机的相应扭矩脉冲状地输出到曲轴117处。扭矩输出的频率基本上通过内燃机112、特别是内燃发动机的当前的转速和气缸数确定。通过例如借助于皮带驱动装置116将电机114和飞轮111耦合到内燃机112的轴117处，脉冲状的扭矩输出的频率被耦合到电机114中，使得这些被反映为与平均转速信号123a、b(见图2)叠加的振荡。在内燃机112的怠速状态下可以特别好地检测到这种振荡。

然而，仅当内燃机112不是由耦合质量，例如车辆的质量，缓冲时，这种振荡才显著发生。这种效果尤其发生在内燃机112的所谓的空档运行中，其中内燃机112耦合到车辆的传动系(未示出)，并且内燃机112的转速增加可以基本上由使得车辆加速的重力实现。因此当内燃机112的制动效果大于与制动效果相反的重力或车辆在惯性运行中时，它还可以导致转速降低。

由于在这种状态下基于上述振荡的小幅度而不会期望电机的空转阶段Ph_Fl，存在具有相应大幅度的振荡转速波动是空转阶段Ph_Fl存在的必要条件，因此根据第一标准K1检查是否存在具有足够大幅度的这种振荡。因此在确定空转阶段Ph_Fl时仅排除空档运行有利于不会将有时具有以类似的方式落到空转阶段Ph_Fl的转速变化曲线的空档运行错误地解释为空转阶段。

可以特别容易地借助转速n的最小值n_min和最大值n_max确定第一标准K1，其中最小值n_min与最大值n_max的差的量大于阈值n_Grenz。以测量技术的方式特别容易检测转速n的最小值n_min和最大值n_max。通过将转速振荡的最小值n_min的量与最大值n_max的量相减，可以确定转速振荡的幅值。

如果最小值n_min和最大值n_max之间的差的幅度或量低于阈值n_Grenz，则可以认为，要么没有振荡，要么振荡太小，以至于没有空转阶段Ph_Fl。可以根据幅值的大小来选择阈值n_Grenz，阈值基本上取决于内燃机112或电机114的系统参数。对于振动，用于内燃机112和电机114的典型配置的最大和最小转速(阈值n_Grenz)之间的差的数量级在发电机侧在转速n_Rs的中部区域中计为约100转/分钟。由于阈值n_Grenz取决于转速，因此相应根据电机114的平均转速123a来确定该阈值(对此参见图4和图5)。

基本上，转速的振荡通过飞轮111的起动而衰减。这在以下时间范围T_Abfall中被给出：在该时间范围中，电机的转速变化曲线具有带有下降斜率的转速沿。因此，可以借助于用于识别转速n(例如是转速n的在时间上单调或严格单调的下降沿)的表征空转阶段Ph_Fl的时间变化的第二标准K2，来确定空转阶段Ph_Fl。

根据转速n的时间变化T_Abfall(优选转速n的时间单调递减变化)和内燃机112的振动周期T_Br之间的关系来确定第二标准K2。在进一步的描述中，还一般参考图2和图3。本发明所基于的知识是，由内燃机112引起的转速n_Rs的振荡随着时间的推移具有近似对称的变化曲线，即，转速n_Rs的转速波动的下降沿126b与转速波动的上升沿124b持续大致相同的长度。在空转阶段Ph_Fl存在的情况下，电机114的转速变化曲线n_Gen原则上与此的不同在于，转速波动的下降沿126a显著比上升沿124a持续更长。相应的情况适用于分配给边沿的时间T_Abfall和T_Anstieg。

根据电机114的转速波动的时间下降T_Abfall与内燃机112的整体振动周期T_Br之间的关系，可以可靠且特别容易地确定这种偏差。然而显然的是，即使在转速波动的先前不对称和/或以其它方式不均匀的过程的情况下，也可以相应地调整检测空转阶段所需的所述关系。

在这种情况下可能优选的是，借助于商或差形成来确定所述关系，其中，所述转速n的时间单调变化和振动周期T_Br的商大于阈值和/或转速的时间单调变化和振动周期的差的量大于另一个阈值T_Grenz。

在考虑转速n的时间单调变化与内燃机112的振动周期T_Br或其量差的商时，可以特别简单且可靠地确定这种不对称性。内燃机112的振动的周期T_Br可以借助外部转速数据114(例如来自马达控制部122)或借助在电机中已经存在的数据被确定。电机114的转速n的时间单调变化与内燃机114的振动周期T_Br之间的商或差基本上可以具有多个值。商的阈值T_Grenz的典型值约为>50％，这意味着，下降沿126a持续时间长于上升沿124a。

在这里尤其有利的是，内燃机112的振动周期T_Br由电机114的转速确定，特别是由转速n_Gen的两个直接相邻的极大值之间的时间间隔确定。

在电机114和内燃机112之间的强制耦合的情况下，对于不活动的飞轮111或在没有飞轮元件件111时，电机114的转速n_Gen基本上与内燃机112的转速n_BKM乘以传动比相同。无论飞轮元件111是否是活动的，皮带盘RS的转速n(参见图1)是通过n_RS＝n_BKM*b给出的。因此可以根据肯定不存在空转阶段Ph_Fl的时间范围来确定转速波动的周期T_Br。这特别是在转速n的极大值范围内，特别是在转速n的上升沿124和极大值之间的过渡中，被给定。

基本可以理解的是，可以可靠地排除空转阶段Ph_Fl的转速n的所有范围都可用于确定转速波动的周期T_Br。因此，可以有利地基于在电机114中可直接访问的数据来确保空转阶段Ph_Fl的确定，而对此不必提供外部数据，例如将内燃机112的转速值n提供给马达控制器122。

此外，在步骤E2或Dz中可以规定，转速n仅在相位信号121具有上升沿和/或下降沿的时刻T₀-T₆被确定。以测量技术的方式特别容易能够实现仅在相位信号121的边沿的时刻中确定转速n。通过将尽可能多的边沿包括到转速测量中，可以相应地提高转速n的分辨率。

为了显著减少在确定空转阶段Ph_Fl时产生的数据量，而不需要在相位信号121的每个脉冲处确定转速。然而，应始终考虑相位信号121的这么多脉冲，使得能够足够好地分辨转速n中的相应振荡，并且因此可以可靠地识别空转阶段Ph_Fl。

特别是当借助于转速n的现有的测量点能够可靠地确定第一标准K1和第二标准K2或者可以很好地分辨转速n的下降沿126而能够可靠地推断出空转阶段Ph_Fl时，情况便尤其是如此。相位信号121的为此所需脉冲P的数量或转速n的测量时刻(时间戳T₀-T₆)的数量从奈奎斯特定理得到。转速测量的相应时刻(时间戳T₀-T₆)优选通过相位信号121的被确定的电位值U_ZS在相电压的情况下或使用相电流用于转速检测情况下(未示出)的相电流Izs得到。这是一种确定转速测量时刻的非常简单且可重复的可行方式。从相邻时间戳T₀-T₆的差异可以确定瞬时转速n。

确定空转阶段Ph_Fl所需的时间戳T₀-T_n的数量来自奈奎斯特定理。为了说明发电机114的采样速率足以相应地触发转速n并且尤其与转速叠加的振荡，在下文中考虑相应的频率的比值并且与奈奎斯特准则进行比较。奈奎斯特准则要求，f_el/f_moment>＝2。基于内燃机112的转速得到了在飞轮111非激活时，即在电机114与内燃机112刚性耦合时的发电机频率或电机114的频率，

其中，n_KW是内燃机112的转速，PPZ是电机114的极对数，并且是内燃机112和电机114之间的传动比。

结合f_moment＝n_KW/60*气缸数/2的公式，得到了

由此例如对于PPZ＝6，气缸数＝4得到了商f_el/f_moment＝9。即使对于具有大量气缸的非常大的马达，例如12气缸马达，比例f_el/f_moment＝3，其中，在这里也始终满足奈奎斯特采样准则。

通过使用第一标准K1作为空转阶段Ph_Fl存在的必要标准以及使用第二标准K2作为空转阶段Ph_Fl的充分标准，在方法的最后步骤能够可靠且容易地识别这样的空转阶段Ph_Fl。

在图2和图3中的上部区域中示出了借助于皮带116被驱动的皮带盘RS(虚线)的转速变化曲线n_RS，具有飞轮元件111的电机114的转速变化曲线n_Gen(实线)，电机114的平均转速123a(水平延伸的实线)和由内燃机112驱动的皮带盘RS的平均转速123b(水平延伸的虚线)。皮带盘的转速变化曲线n_RS具有由借助皮带116至内燃机112的强制耦合的表征的由内燃机112的气缸的做功冲程所造成的振荡的转速变化曲线。皮带盘RS的转速n_RS，如前所述，作为内燃机112的转速和内燃机112与电机114之间的皮带传动装置的传动比的乘积被得到。

由于电机114的飞轮元件111，电机114在空转阶段Ph_Fl中具有与皮带盘RS的转速n_RS相比在相同的时间间隔中更高的转速n_Gen。因此，电机114的相关联的平均转速123a略高于皮带盘RS的平均转速123b。

只要如果假设传动比是已知的，计算单元118基本上就可以确定电机114的转速n_Gen以及内燃机112的曲轴117的转速n_Bkm。可以从电机114的相位信号121确定电机114的转速n_Gen。然而基本上可以理解的是，电机114和/或内燃机112的转速n_Gen、n_Bkm备选地和/或累积地也能够以其他方式例如借助于转速传感器确定(未示出)。

在下文更详细地描述了从电机114的相位信号121确定转速信号n_Gen。在当前情况下，相位信号121是电机114的相电压121中的一个相电压。显然，对此原则上可以使用电机114的一个或多个相的每个任何的相电压以及相应的相电流，以便由此确定电机114的转速信号n_Gen。

在使用一个以上的相电压时，可以实现转速信号122的相应更高的时间分辨率(未示出)。

相电压121在具有电流输出的发电机中在一次近似中矩形地分布。相电压121的信号具有相位脉冲P，相位脉冲分别具有平均相位时间或脉冲宽度T_Phase。这对应于一对相邻时间戳T₀-T₆之间的差异，其中，这根据总脉冲的数量和待分解的转速n的分辨率不必是紧邻的相脉冲P。电机114的实时转速n_Gen可以简单地借助于脉冲P的脉冲宽度T_Phase来确定，其中，优选在相电压121的陡峭边沿处能够确定该脉冲宽度T_Phase。发电机转速据此从以下公式得到：

n_Gen＝60/(T_PHASE＊PPZ)，

其中，n_Gen是单位为转/分钟的电机114的转速，并且PPZ是电机114的极对数。

在非激活的飞轮或不存在飞轮(电机114通过内燃机112驱动)时从以下公式得出曲轴转速n_KW：

其中，n_KW是单位为转/分钟的曲轴转速(对应于当前的n_Bkm)，是曲轴117和发电机轴之间的传动比，并且PPZ是发电机的极对数。

作为实线还示出了施加到电机114处的总扭矩M_G，其中可见的是，在空转阶段Ph_Fl中电机114与内燃机112解耦时，这降至最小水平，并且在内燃机112重新接合时相应突然升高。

优选可以借助相应2个相边沿之间的平均值确定转速。如已经描述的那样，借助于对电机114的相位信号121中的幅值的时间间隔T_Phase的测量，也可以在飞轮非激活或不存在时确定瞬时转速n_KW。只要在检测到的时间段内已知诸如电机114的气缸数、传动比和极对数的参数，调节器118可以例如将固定数量的转速值存储在存储器中，例如存储在移位寄存器(未示出)中，并且至少在一个振荡周期内分别确定最大和最小的瞬时转速。最大的和最小的瞬时速度优选是在分别所检测到的时间范围内的峰值转速(局部最小值和/或最大值)。

这些转速n之间的差异是通过内燃机112输出的扭矩M的量度。为了准确确定T_Phase，有利的是，确保在T_Phase平均值周围的高时间分辨率。在这种情况下，只要必要，对于更好的分辨率，可以基于相电压121的上升沿126和下降沿124(参见图2或3)来确定转速。然而为了减少确定空转阶段Ph_Fl时产生的数据量，考虑到奈奎斯特准则(见上文)，可以省去单个相脉冲的确定以减载存储器。原则上，可以在存储器中检测任何数量的转速值，然而其中，对于评估应该检测振动的整个周期。如上所述，可以检测转速波动的多个循环以进行更准确的转速确定。

如果借助于前面描述的方法才证明了空转阶段Ph_Fl的基本存在，那么空转阶段Ph_Fl的具体时间范围可以定位在转速n的下降沿126的时间范围内。基本可以理解的是，在图中所说明的物理参量主要用于本发明的定性描述，并且相对于分别使用的内燃机112或电机114可相应地缩放。

在图4和5中，示例地对于皮带盘RS的不同转速n_Rs(图4在1800rpm中并且图5在18000rpm中)，在50ms的时间段上展示了皮带盘RS和具有飞轮111的电机114的转速变化曲线n_RS和n_Gen。在这里可以明显看出，最小值n_min和最大值n_max的差的量以及因此阈值n_Grenz强烈地取决于电机114的平均转速123a。由于时间T_Br(参见图2)线性地取决于电机114的平均转速123a，因此频率1/T_Br也随着发电机转速n_Gen而增加。由此得到了，空转阶段Ph_Fl的持续时间缩短，并且因此实现空转阶段Ph_Fl所需的绝对值n_max-n_min的量减少。

图4示出了在低转速时的条件。为了产生空转阶段Ph_Fl，最大出现的坡度的绝对值，即在皮带盘RS的转速变化曲线n_RS中的下降边沿126b的梯度的绝对值，必须大于空转阶段Ph_Fl的时间范围中的发电机转速n_Gen的坡度。相似的情况适用于图5。在振动频率f_moment由于转速差而变化了10倍之后，皮带盘RS的转速变化曲线n_Rs中的下降沿126b的最大出现的负坡度也变化10倍。此外，被激活的飞轮的时间在高转速时比低转速时显著更短。因此，差值n_max-n_min不能具有与低转速时的值相似的值(参见图4)。因此规定，第一标准(绝对值n_max-n_min的量的确定)取决于电机114的平均转速123a。

Claims (11)

1.一种用于确定利用飞轮(111)被耦合到内燃机(112)的电机(114)的空转阶段(Ph_Fl)的方法，具有以下步骤：

a)检测所述电机(114)的相位信号(121)的时间变化曲线；

b)从所述相位信号(121)确定至少一个转速(n)的时间变化曲线；

c)使用第一标准(K1)和第二标准(K2)从所述转速(n)确定所述电机(114)的至少一个空转阶段(Ph_Fl)，其中所述第一标准(K1)用于识别所述转速(n)的所述时间变化曲线中的振荡的转速波动，以及所述第二标准(K2)用于识别表征空转阶段(Ph_Fl)的转速(n)的时间变化(T_Abfall)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述电机(114)的转速(n_Gen)和/或所述内燃机(112)的转速(n_Bkm)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述转速(n)仅在所述相位信号(121)具有上升沿和/或下降沿的时刻(T₀-T_n)被确定，其中相应的所述时刻(T₀-T_n)优选由所述相位信号(121)的设定的电位值(U_ZS)或电流值(I_ZS)给出。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，借助所述转速(n)的最小值(n_min)和最大值(n_max)确定所述第一标准(K1)，其中优选地，所述最小值(n_min)与所述最大值(n_max)的差的量大于阈值(n_Grenz)。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，与转速有关地设定所述阈值(n_Grenz)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述转速(n)的所述时间变化(T_Abfall)与所述内燃机(112)的振动周期(T_Br)之间的关系来确定所述第二标准(K2)。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述转速(n)的时间单调变化(T_Abfall)与振动周期(T_Br)的商大于阈值(Q_Grenz)和/或所述转速(n)的所述时间单调变化(T_Abfall)与振动周期(T_Br)的差的量大于另一个阈值(T_Grenz)。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，从所述电机(114)的所述转速(n)，特别是通过所述转速(n)的两个直接相邻的极大值的时间间距确定所述内燃机(112)的所述振动周期(T_Br)。

9.一种计算单元(118)，尤其是用于电机(114)的调节器(120)，所述计算单元通过被存储在存储器上的计算机程序设置成执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

10.一种计算机程序，当在计算单元(118)上执行所述计算机程序时，所述计算机程序使得所述计算单元(118)执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

11.一种计算机可读的存储介质，具有存储在所述存储介质上的根据权利要求10所述的计算机程序。