DE102010038770A1 - Abschätzen der Rotor-Winkelposition und -geschwindigkeit und Verifizieren der Genauigkeit der Positionssensor-Ausgangssignale - Google Patents

Abschätzen der Rotor-Winkelposition und -geschwindigkeit und Verifizieren der Genauigkeit der Positionssensor-Ausgangssignale Download PDF

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Abstract

Es werden Verfahren, Systeme und Geräte für das Abschätzen der Rotor-Winkelposition und der Winkelgeschwindigkeit während eines Positionssensorfehlers und für das Verifizieren der Genauigkeit oder Ungenauigkeit von Ausgangssignalen eines Positionssensors geliefert, basierend auf der geschätzten Rotor-Winkelposition und der Winkelgeschwindigkeit des Rotors, welche auf einen Positionssensorfehler folgen.

Description

  • Technischer Bereich
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Leistungssysteme von hybriden und elektrischen Fahrzeugen, und spezieller ausgedrückt bezieht sie sich auf Techniken für das Abschätzen einer Winkelposition und -geschwindigkeit eines Rotors und auf das Verifizieren der Genauigkeit oder Ungenauigkeit einer Ausgangsinformation eines Positionssensors, welche auf einen Positionssensorfehler folgt.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Hybride und elektrische Fahrzeuge (HEVs) beinhalten typischerweise ein elektrisches Fahrantriebssystem, welches einen Wechselstrom-(AC-)elektrischen Motor beinhaltet, welcher durch einen Leistungswandler mit einer Gleichstrom-(DC-)Leistungsquelle betrieben wird, wie z. B. einer Speicherbatterie. Motorwicklungen des elektrischen AC-Motors können an Wandler-Untermodule eines Leistungswandlermoduls (PIM) gekoppelt sein. Jedes Wandler-Untermodul beinhaltet ein Paar von Schaltern, welche in einer komplementären Weise schalten, um eine schnelle Schaltfunktion durchzuführen, um die DC-Leistung in eine AC-Leistung zu wandeln. Diese AC-Leistung treibt den elektrischen AC-Motor, welcher umgekehrt eine Welle eines Fahrantriebs eines HEV antreibt. Herkömmlicherweise sind bei den HEVs zwei Dreiphasen-pulsbreitenmodulierte (PWM-)Wandlermodule und zwei Dreiphasen-AC-Maschinen (z. B. AC-Motore) implementiert, wobei jede durch ein entsprechendes Dreiphasen-PWM-Wandlermodul getrieben wird, welches angekoppelt ist.
  • Viele moderne Hochleistungs-AC-Motorantriebe nutzen das Prinzip der feldorientierten Steuerung (FOC) oder ”Vektor”-Steuerung, um den Betrieb des elektrischen AC-Motors zu steuern. Speziell wird häufig die Vektorsteuerung in Antrieben mit Variabler Frequenz benutzt, um die Ströme zu steuern, welche einem elektrischen Dreiphasen-AC-Motor zugeführt werden, so dass die Winkelgeschwindigkeit des Motorrotors gesteuert werden kann und daher das Drehmoment, welches an einer Welle angelegt ist, gesteuert werden kann. Bei der Vektorsteuerung werden die Statorphasenströme gemessen und in einen entsprechenden komplexen Raumvektor gewandelt. Dieser Stromvektor wird dann in ein Koordinatensystem transformiert, welches sich mit dem Rotor des elektrischen Dreiphasen-AC-Motors dreht. Diese Technik erfordert die Kenntnis der Winkelposition des Rotors (d. h. die mechanische Winkeldrehposition des Rotors relativ zum ”Stator” oder den Motorwicklungen).
  • Die Winkelposition des Rotors kann basierend auf den aktuell gemessenen Größen berechnet werden, wobei eine Art von Geschwindigkeits- oder Positionssensor für die Steuerung der Rückkopplungsmessung benutzt wird. Beispielsweise kann, um die Winkelposition des Rotors zu bestimmen, seine Winkelgeschwindigkeit mit einem Geschwindigkeitssensor gemessen werden, und die Winkelposition kann dann durch Integrieren der Winkelgeschwindigkeitsmessungen erhalten werden.
  • Andere feldorientierte oder vektorgesteuerte Systeme können einen Winkelpositionssensor eines Rotors oder eines Dreh-Transducers bzw. -Messwandlers benutzen, welcher eine absolute Positionsinformation direkt liefert, um Motorsteuertechniken zu implementieren. Ein derartiges Beispiel würde ein Drehgeber und eine Drehgeber-zu-Digital-Wandlerschaltung sein, welche direkt eine Positionsinformation liefert, welche der Winkelposition des Rotors entspricht.
  • Der Positionssensor ist eine wichtige Einrichtung für das Liefern von notwendiger Information bezüglich der Winkelposition des Rotors. Jedoch kann in einigen Fällen ein Positionssensor einem Fehler unterliegen oder versagen, wobei in diesem Fall die Positionsmessungen, welche durch den Positionssensor geliefert werden, gewöhnlicherweise nicht korrekt sein oder vollständig fehlen werden. Beispielsweise kann sich ein Fehler des Verlustes des Mitlaufs (LOT) ergeben, beispielsweise, wenn der Motor in seinem Überdrehzahlbereich arbeitet und die Winkelgeschwindigkeit des Rotors (oder die ”Motorgeschwindigkeit”) eine Mitlauf-Schwellwertgrenze des Positionssensors übersteigt. Alternativ kann sich ein LOT-Fehler auch ergeben, beispielsweise, wenn ein interner Positionsfehler des Positionssensors einen bestimmten vorher eingestellten Schwellwert überschreitet. Wenn ein Positionssensor einen LOT-Fehler erleidet, werden die Winkelpositionsmessungen des Rotors, welche normalerweise durch den Positionssensor geliefert werden, gewöhnlicherweise nicht korrekt oder vollständig fehlen. Wenn dem so ist, wird es notwendig, sofort den elektrischen Motorantrieb abzuschalten, da er auf dieser Information beruht, um einen korrekten Betrieb sicherzustellen.
  • Sobald die Winkelgeschwindigkeit des Rotors innerhalb die Mitlaufgrenzen des Positionssensors zurückkehrt, treten viele elektrische Motorantriebssysteme in einen Wiederhersteilmodus des Positionssensors (PSRM) ein. Vor dem Platzieren des Motorsteuerprozessors zurück in seinen normalen feldorientierten oder Vektorsteuer-Betriebsmodus ist es klug, das Winkelpositions-Ausgangssignal des Positionssensors zu verifizieren, um sicherzustellen, dass der Positionssensor eine gültige Winkelpositionsinformation erzeugt. Anderenfalls ist es wahrscheinlich, dass feldorientierte Vektorsteuertechniken nicht wie beabsichtigt arbeiten werden, da die Rotor-Winkelpositionsinformation von dem Positionssensor, auf die sie sich beziehen, nicht genau sein könnte.
  • Es wäre wünschenswert, verbesserte Verfahren, Systeme und Geräte für das Verifizieren der Genauigkeit oder Ungenauigkeit von Winkelpositions- und Geschwindigkeits-Ausgangssignalen eines Positionssensors zu liefern, welche auf einen Fehler/Ausfall eines Positionssensors folgen. Es wäre auch wünschenswert, wenn es derartige verbesserte Verfahren, Systeme und Geräte simultan gestatten würden, dass die Winkelposition und -geschwindigkeit (oder die ”Motorgeschwindigkeit”) abgeschätzt wird, während der Positionssensor in einem Fehler- oder Ausfallmodus ist. Es wäre auch wünschenswert, wenn derartige verbesserte Verfahren, Systeme und Geräte mit AC-Motoren, wobei Permanentmagnet-Synchronmotore (PMSMs) beinhaltet sind, arbeiten würden. Außerdem werden wünschenswerte Merkmale und Charakteristika der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den angehängten Ansprüchen offensichtlich, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und dem vorausgegangenen technischen Bereich und Hintergrund gegeben werden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf Verfahren, Systeme und Geräte für das Verifizieren der Genauigkeit oder Ungenauigkeit der Winkelpositions- und -geschwindigkeits-Ausgangssignale eines Positionssensors, welche auf einen Fehler/Ausfall eines Positionssensors folgen, wobei auch gestattet ist, die Winkelposition und -geschwindigkeit (oder die ”Motorgeschwindigkeit”) abzuschätzen.
  • Entsprechend einigen Ausführungsformen werden Verfahren, Systeme und Geräte geliefert, um die Winkelinformation abzuschätzen, welche durch einen Motor erzeugt wird, wie z. B. einem Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM), in einem vektorgesteuerten Motorantriebssystem, welches einen Wandler beinhaltet. Der Wandler erzeugt Dreiphasen-Spannungssignale, welche die Statorwicklungen des Motors treiben. Der Motor beinhaltet einen Rotor, welcher sich rings um einen Stator dreht. Das System beinhaltet auch einen Positionssensor, welcher ausgelegt ist, um Positionssensor-Ausgangssignale (PSout) zu erzeugen, welche eine Winkelgeschwindigkeit des Rotors und eine Winkelgeschwindigkeit des Rotors bezüglich des Stators beinhalten, wenn der Rotor sich rings um den Stator dreht.
  • Wenn der Positionssensor in einen Fehlermodus eintritt, beginnt der Wandler in einem symmetrischen Dreiphasen-Kurzschluss(STPSC)-Modus zu arbeiten. Während des STPSC-Modus erzeugt der Motor Rück-EMF-Spannungen in den Statorwicklungen, welche Dreiphasen-Kurzschluss-Stromsignale in den Statorwicklungen induzieren. Die Dreiphasen-Stationär-Referenz-Kurzschlussstromsignale, welche durch den Motor erzeugt werden, werden gemessen und werden benutzt, um eine geschätzte Winkelgeschwindigkeit des Rotors und eine geschätzte Winkelposition des Rotors zu bestimmen. Basierend auf der geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeit und den Dreiphasen-Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignalen, welche von dem Motor gemessen werden, kann eine geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit des Rotors erzeugt werden. In ähnlicher Weise kann die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit integriert werden, um die geschätzte Rotor-Winkelposition zu erzeugen.
  • Entsprechend einer Ausführungsform wird eine Lookup- bzw. Verweistabelle vor einem Systembetrieb über ein experimentelles Testen geschaffen. Die Lookup-Tabelle weist eine Vielzahl von vorher festgelegten Einträgen auf, welche experimentell über ein Offline-Testen vor dem Benutzen des Systems bestimmt werden. Jeder vorher festgelegte Eintrag weist auf: einen speziellen gemessenen Wert einer Rotor-Winkelgeschwindigkeit und einen entsprechend speziellen gemessenen Wert eines Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschlussreferenzstromes.
  • Wenn das System arbeitet, wird die geschätzte Rotor-Winkelposition benutzt, um die Dreiphasen-Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignale in ein Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignal zu wandeln. Jeder spezielle geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeitswert wird benutzt, um einen speziellen, vorher festgelegten Eintrag in der Lookup-Tabelle aufzurufen und spezielle gemessene Werte des Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschlussreferenzstromes zu erzeugen, welcher zu einem speziellen gemessenen Wert der Rotorwinkelgeschwindigkeit gehört. Jeder Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromwert wird von dem Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschlussreferenzstrom (welcher von der Lookup-Tabelle ausgegeben wird) subtrahiert, um einen Dreiphasen-Kurzschlussstrom-Fehler zu erzeugen, welcher benutzt werden kann, um die geschätzte Rotorwinkelgeschwindigkeit zu erzeugen.
  • Entsprechend einigen Ausführungsformen kann dann die geschätzte Rotorwinkelposition und/oder die geschätzte Rotorwinkelgeschwindigkeit während eines Positionssensor-Wiederherstellungsmodus (PSRM) benutzt werden, um die Gültigkeit/Ungültigkeit von Positionssensor-Ausgangssignalen (PSout) zu verifizieren.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • Die vorliegende Erfindung wird hier nachfolgend in Verbindung mit den folgenden bezeichneten Figuren beschrieben, wobei gleiche Ziffern gleiche Elemente kennzeichnen, und
  • 1 ein Blockschaltbild eines Teils eines Motorantriebssystems ist, welches entsprechend den veröffentlichten Ausführungsformen benutzt werden kann;
  • 2 ein Blockschaltbild eines Schatzmoduls ist, um die Winkelgeschwindigkeit und -position eines Rotors entsprechend zu einigen der veröffentlichten Ausführungsformen abzuschätzen; und
  • 3 ein Flussdiagramm ist, welches ein Verfahren darstellt, um die Genauigkeit oder Ungenauigkeit der Winkelpositions- und Winkelgeschwindigkeits-Ausgangssignale eines Positionssensors entsprechend einigen der veröffentlichten Ausführungsformen zu verifizieren.
  • Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform
  • Wie es hier benutzt wird, bedeutet das Wort ”beispielhaft” ”als ein Beispiel, eines Umstandes, oder einer Erläuterung dienend”. Die folgende detaillierte Beschreibung ist ihrer Art nach nur beispielhaft, und es ist nicht beabsichtigt, die Erfindung oder die Anwendung und das Benutzen der Erfindung zu begrenzen. Jegliche Ausführungsform, welche hier als ”beispielhaft” beschrieben ist, ist nicht notwendigerweise so auszulegen, dass sie bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Ausführungsformen ist. Alle Ausführungsformen, welche in dieser detaillierten Beschreibung beschrieben sind, sind beispielhafte Ausführungsformen, welche geliefert werden, um Fachleute in die Lage zu versetzen, die Erfindung auszuführen und sie zu benutzen und nicht, um den Umfang der Erfindung einzugrenzen, welcher durch die Ansprüche definiert ist. Außerdem besteht keine Absicht, durch irgendwelche ausgedrückte oder beinhaltete Theorie gebunden zu sein, welche in dem vorausgegangenen technischen Bereich, Hintergrund, der kurzen Zusammenfassung oder der folgenden detaillierten Beschreibung präsentiert wird.
  • Überblick
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf Verfahren und Geräte, um die Genauigkeit oder Ungenauigkeit eines Winkelpositions-Ausgangssignals eines Positionssensors zu verifizieren, welches auf einen Positionssensorfehler/-ausfall folgt.
  • Im Falle eines Positionssensorfehlers oder -ausfalls liefern die veröffentlichten Ausführungsformen ein Verfahren, ein System und ein Gerät, um die Winkelgeschwindigkeit und die Winkelposition des Rotors aus Stationär-Referenz-Rahmen-Dreiphasen-Statorstrommessungen abzuschätzen und um derartige Messungen zu benutzen, um die Genauigkeit oder Ungenauigkeit von Winkelpositionsinformation zu verifizieren, welche durch einen Positionssensor ausgegeben wird, wobei dies auf einen Positionssensorfehler/-ausfall folgt. Entsprechend den veröffentlichten Ausführungsformen werden während eines Positionssensor-Wiederherstellungsmodus Techniken geliefert, um die Genauigkeit/Ungenauigkeit einer Winkelpositionsinformation zu prüfen, welche durch einen Positionssensor ausgegeben wird. Diese Techniken können benutzt werden, um sicherzustellen, dass das Ausgangssignal des Positionssensors gültig ist, bevor es von einem Motorsteuerprozessor für feldorientierte Vektorsteuerzwecke benutzt wird. Zur gleichen Zeit können diese Techniken gestatten, dass die Winkelgeschwindigkeit (oder die ”Motorgeschwindigkeit”) geschätzt wird, sogar ohne das Vorhandensein des Positionssensors (z. B. aufgrund des Fehlers oder Ausfalls des Positionssensors). Die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit gestattet, dass das System den Strombetriebszustand des Motors überwacht, so dass ein sofortiges Ausschalten initiiert werden kann, wenn die Winkelgeschwindigkeit (oder die ”Motorgeschwindigkeit”) zu hoch ist. Ein Vorteil der veröffentlichten Ausführungsformen besteht darin, dass sie verhältnismäßig leicht zu implementieren sind und dass sie eine sehr kleine Rechenleistung von dem Motorsteuerprozessor erfordern. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sie auch anwendbar sind, wenn der Motor bei verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten arbeitet.
  • In einer Ausführungsform werden Verfahren, Systeme und Geräte geliefert, um die Winkelinformation abzuschätzen, welche durch einen Motor erzeugt wird, wie z. B. einen Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM) in einem vektorgesteuerten Motorantriebssystem, welches einen Wandler beinhaltet. Der Wandler erzeugt Dreiphasen-Spannungssignale, welche die Statorwicklungen des Motors treiben. Der Motor beinhaltet einen Rotor, welcher sich rings um den Stator dreht. Das System beinhaltet auch einen Positionssensor, welcher so gestaltet ist, dass er Positionssensor-Ausgangssignale (PSout) erzeugt, welche eine Winkelgeschwindigkeit des Rotors und eine Winkelposition des Rotors bezüglich zum Stator beinhalten, wenn sich der Rotor rings um den Stator dreht.
  • Wenn der Positionssensor in einen Fehlermodus eintritt, beginnt der Wandler in einem symmetrischen Dreiphasen-Kurzschluss(STPSC)-Modus zu arbeiten. Während des STPSC-Modus erzeugt der Motor Rück-EMF-Spannungen in den Statorwicklungen, welche Dreiphasen-Kurzschlussstromsignale in den Statorwicklungen induzieren. Die Dreiphasen-Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignale, welche durch den Motor erzeugt werden, werden gemessen und werden benutzt, um eine geschätzte Winkelgeschwindigkeit des Rotors und eine geschätzte Winkelposition des Rotors zu bestimmen. Basierend auf der geschätzten Rotor-Winkelposition und den Dreiphasen-Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignalen, welche von dem Motor gemessen werden, kann eine geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit des Rotors erzeugt werden. In ähnlicher Weise kann die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit integriert werden, um die geschätzte Rotor-Winkelposition zu erzeugen.
  • Entsprechend einer Ausführungsform wird eine Lookup-Tabelle vor dem Systembetrieb über ein experimentelles Testen erzeugt. Die Lookup-Tabelle weist eine Vielzahl von vorher festgelegten Einträgen auf, welche experimentell über ein Offline-Testen vor dem Benutzen des Systems bestimmt werden. Jeder vorher festgelegte Eintrag weist auf: einen speziellen gemessenen Wert der Rotor-Winkelgeschwindigkeit und einen entsprechend bestimmten gemessenen Wert eines Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achse-Referenstroms (Iq e*) auf.
  • Wenn das System arbeitet, wird die geschätzte Rotor-Winkelposition benutzt, um die Dreiphasen-Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignale in ein Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignal zu transformieren. Jeder der speziellen geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeitswerte wird benutzt, einen speziellen vorher festgelegten Eintrag in der Lookup-Tabelle aufzurufen und spezielle gemessene Werte des Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Referenzstromes (Iq e*) zu erzeugen, welcher einem speziellen gemessenen Wert der Rotor-Winkelgeschwindigkeit entspricht. Jeder Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Strom-(Iq e-)Wert wird von dem Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Referenzstrom (welcher von der Lookup-Tabelle ausgegeben wird) subtrahiert, um einen Dreiphasen-Kurzschluss-q-Achsen-Stromfehler (Δiq e) zu erzeugen, welcher dann benutzt werden kann, um die geschätzte Rotorwinkelgeschwindigkeit (ωe) zu erzeugen.
  • Entsprechend einigen Ausführungsformen kann dann die geschätzte Rotorwinkelposition und/oder die geschätzte Rotorwinkelgeschwindigkeit während eines Positionssensor-Wiederherstellungsmodus (PSRM) benutzt werden, um die Gültigkeit/Ungültigkeit von Positionssensor-Ausgangssignalen (PSout) zu verifizieren. In einer Implementierung kann das Verifizieren durch das Abtasten eines ersten Winkelpositionswertes eines Positionssensor-Winkelpositions-Ausgangssignales (PSAPout), eines ersten Winkelgeschwindigkeitswertes eines Positionssensor-Winkelgeschwindigkeits-Ausgangssignales (PSAVout), eines geschätzten Rotorwinkel-Positionswertes und eines geschätzten Rotorwinkel-Geschwindigkeitswertes erreicht werden.
  • Danach kann der erste Winkel-Positionswert von dem geschätzten Rotorwinkel-Positionswert subtrahiert werden, um einen Positionssensor-Winkelpositionsfehler (PSAPerror) zu erzeugen. In ähnlicher Weise kann der erste Winkelgeschwindigkeitswert von dem geschätzten Winkelgeschwindigkeitswert subtrahiert werden, um einen Positionssensor-Winkelgeschwindigkeitsfehler (PSAVerror) zu erzeugen. Es wird dann bestimmt, ob das Positionssensor-Fehlersignal (PSAPerror) größer als ein Toleranzschwellwert eines Positionssensor-Winkelpositionsfehlers (PSAPETT) ist und/oder der Positionssensor-Winkelgeschwindigkeitsfehler (PSAVerror) größer als ein Toleranzschwellwert eines Positionssensor-Winkelgeschwindigkeitsfehlers (PSAVETT) ist.
  • Das Positionssensor-Ausgangssignal (PSout) ist ungültig, wenn entweder für das Positionssensor-Winkelpositionsfehlersignal (PSAPerror) bestimmt wird, dass es größer als der PSAPETT ist, oder wenn für das Positionssensor-Winkelgeschwindigkeitsfehlersignal (PSAVerror) bestimmt wird, dass es größer als der PSAVETT ist.
  • Im Gegensatz dazu ist das Positionssensor-Ausgangssignal (PSout) gültig, wenn entweder für das Positionssensor-Winkelpositionsfehlersignal (PSerror) bestimmt wird, dass es kleiner oder gleich dem PSAPETT ist, oder wenn für das Positionssensor-Winkelgeschwindigkeitsfehlersignal (PSAVerror) bestimmt wird, dass es kleiner als oder gleich dem PSAVETT ist.
  • Vor der Beschreibung weiterer Details der veröffentlichten Ausführungsformen mit Bezug auf 2 und 3 wird ein herkömmliches feldorientiertes, vektorgesteuertes Motorantriebssystem mit Bezug auf 1 beschrieben.
  • 1 ist ein Blockschaltbild eines Teils eines feldorientierten Vektor-Steuer-Motorantriebssystems. Das System beinhaltet einen Dreiphasen-Spannungsquellenwandler 110, welcher an einen Dreiphasenmotor 120 angeschlossen ist. Es sollte beachtet werden, dass der Dreiphasen-Spannungsquellenwandler 110 und der Dreiphasenmotor 120 in 1 nicht auf diese Implementierung begrenzt sind; vielmehr dient 1 nur als ein Beispiel, wie der Dreiphasen-Spannungsquellenwandler 110 und der Dreiphasenmotor 120 in 1 in einer Implementierung implementiert werden können.
  • Der spezielle Typ des Dreiphasen-AC-Motors 120, welcher in 1 dargestellt ist, kann als ein sternverbundener (oder Y-verbundener) Dreiphasen-PMSM 120 bezeichnet werden, der spezielle Typ des Dreiphasen-PEM-Wandlermoduls 110 kann als ein Leistungswandlermodul (PIM), und spezieller ausgedrückt als ein Vollwellen-Brückenwandler bezeichnet werden. Diese Terme werden nachfolgend untereinander auswechselbar benutzt. Es sollte gewürdigt werden, dass der Dreiphasen-AC-Motor 120, welcher in 1 dargestellt ist, beispielsweise ein Delta- bzw. im Dreieck angeschlossener Dreiphasenmotor sein könnte.
  • Wie in 1 dargestellt wird, besitzt der Dreiphasen-AC-Motor 120 einen Rotor 121 und drei Stator- oder Motorwicklungen 120a, 120b, 102c, welche in einer Y-Konfiguration zwischen den Motoranschlüssen A, B und C angeschlossen sind. Das Dreiphasen-PWM-Wandlermodul 110 beinhaltet einen Kondensator 180 und drei Wandler-Untermodule 115, 117, 119. In dieser Ausführungsform ist in Phase A das Wandler-Untermodul 115 an die Motorwicklung 120a gekoppelt, in Phase B das Wandler-Untermodul 117 an die Motorwicklung 120b gekoppelt und in Phase C das Wandler-Untermodul 119 an die Motorwicklung 120c gekoppelt. Die Motorwicklungen A, B, C (120a, 120b, 120c) sind zusammen an einem neutralen Punkt (N) 120d gekoppelt. Der Strom in die Motorwicklung A 120a fliegt aus den Motorwicklungen B 120b und C 120c, der Strom in die Motorwicklung B 120b fliegt aus den Motorwicklungen A 120a und C 120c, und der Strom in die Motorwicklung 120c fließt aus den Motorwicklungen A 120a und B 120b.
  • Die Dreiphasen-Statorströme ia, ib, ic 122–124 fließen durch jeweilige Statorwicklungen 120a, 120b und 120c. Die Phase-zu-Neutralspannungen über jede der Statorwicklungen 120a–120c werden jeweils als Van, Vbn, Vcn bezeichnet, wobei die Rück-EMF-Spannungen, welche in jeder der Statorwicklungen 120a–120c jeweils erzeugt werden, als die Spannungen Ea, Eb und Ec gezeigt werden, welche durch Idealspannungsquellen erzeugt werden, welche jeweils in Reihe verbunden mit den Statorwicklungen 120a–120c gezeigt werden. Wie gut bekannt ist, sind diese Rück-EMF-Spannungen Ea, Eb und Ec die Spannungen, welche in den jeweiligen Statorwicklungen 120a–120c durch die Drehung des Permanentmagnetrotors induziert werden. Obwohl nicht gezeigt, ist der Motor 120 an eine Antriebswelle gekoppelt.
  • Das Leistungswandlermodul 110 beinhaltet einen Kondensator 180, ein erstes Wandler-Untermodul 115, welches einen Zweifachschalter 182/183, 184/185, ein zweites Wandler-Untermodul 117, welches einen Zweifachschalter 186/187, 188/189 und einen dritten Wandler-Untermodul 119 aufweist, welcher einen Zweifachschalter 190/191, 192/193 aufweist. Ebenso besitzt das Leistungswandlermodul 110 sechs Festkörper-Schalteinrichtungen 182, 184, 186, 188, 190, 192 und sechs Dioden, 183, 185, 187, 189, 191, 193, um in richtiger Weise die Verbundspannung (VIN) zu schalten und eine Dreiphasen-Energieversorgung der Statorwicklungen 120a, 120b, 120c des Dreiphasen-AC-Motors 120 zu liefern.
  • Wie er gebraucht wird, ist der Term ”Positionssensor” weitgespannt zu interpretieren und bezieht sich auf irgendein herkömmliches Positionssensorgerät, welches eine Winkelpositionsinformation erzeugt, wobei ein physikalischer Positionssensor oder eine virtuelle Software-Implementierung des physikalischen Positionssensors beinhaltet sind, jedoch auf irgendeine Art eines Positionssensors oder eines Dreh-Transducers bzw. -Messfühlers. In der speziellen Implementierung, welche in 1 dargestellt ist, ist der Positionssensor 198 eine Art eines elektrischen Drehübertragungsgliedes, welches für das Messen von Dreh-Graden benutzt wird und so gestaltet ist, dass es die Positionssensor-Ausgangssignale (PSout) erzeugt, wobei eine oder mehrere von Ausgangs-Winkelpositionsinformation (θm) und/oder Winkelgeschwindigkeitsinformation beinhaltet sind, welche in idealer Weise der Winkelposition und/oder der Winkelgeschwindigkeit des Rotors 121 bezüglich einem Stator des Motors entspricht, wenn der Rotor sich rings um den Stator bei einer Winkelgeschwindigkeit dreht. Mit anderen Worten, wenn er korrekt arbeitet, erzeugt der Positionssensor 198 eine absolute Winkelpositionsinformation und/oder Winkelgeschwindigkeitsinformation, welche idealerweise dem mechanischen Winkel (θm) des Rotors 121 und/oder der Winkelgeschwindigkeit des Rotors 121 entspricht. Obwohl nicht dargestellt, ist ein herkömmlicher Typ der Positionssensor-198-Einrichtung ein Drehgeber.
  • Das Motor-Rückkopplungs-Steuerglied 50 kann Motorbefehlssignale 51, welche den Motor 120 treiben, und Motorbetriebssignale 49 von dem Motor 120 empfangen. Basierend auf den Motorbefehlssignalen 51 und den rückgekoppelten Motorbetriebssignalen 49 erzeugt das Motor-Rückkopplungs-Steuerglied 50 Steuersignale (Ga–Gf) 52, welche das Schalten der Festkörper-Schalteinrichtungen 182, 184, 186, 188, 190, 192 innerhalb der Wandler-Untermodule 115, 117, 119 des PIM 110 treiben/steuern. Die Motorbetriebssignale 49 können basierend auf den vom Motor 120 gemessenen oder geschätzten Werten erzeugt werden. Die Motorbetriebssignale 49 können die gemessenen Statorströme (ia, ib, ic) 122–124 und die Winkelpositions-(θm-)Information und/oder die Winkelgeschwindigkeitsinformation beinhalten, welche durch den Positionssensor 198 erzeugt wird.
  • Durch das Liefern geeigneter Steuersignale 52 an die einzelnen Wandler-Untermodule 115, 117, 119 steuert das Motor-Rückkopplungs-Steuerglied 50 das Schalten der Festkörper-Schalteinrichtungen 182, 184, 186, 188, 190, 192 innerhalb der Wandler-Untermodule 115, 117, 119 und steuert dadurch die Ausgangssignale der Wandler-Untermodule 115, 117, 119, welche an die Motorwicklungen 120a, 120b, 120c jeweils geliefert werden. Die Wandler-Untermodule 115, 117, 119 des Dreiphasen-Wandlermoduls 110 veranlassen die Statorströme (ia, ib, ic) 112–124, in die Motorwicklungen 120a, 120b, 120c zu fließen. Die resultierenden Spannungen bei Van, Vbn, Vcn, Ea, Eb und Ec fluktuieren über die Zeit hinweg, abhängig von dem offenen/geschlossenen Zustand der Schalter 182, 184, 186, 188, 190, 192 in den Wandler-Untermodulen 115, 117, 119 des Wandlermoduls 110.
  • Positionssensorfehler oder -ausfall
  • Wie oben beschrieben, erfährt der Positionssensor 198 in einigen Fällen einen Fehler oder einen Ausfall, wobei in diesem Fall die Winkelpositionsinformation (θm) und/oder Winkelgeschwindigkeitsinformation, welche durch den Positionssensor 198 ausgegeben wird, ungenau sein kann. Diesbezüglich wird festgestellt, dass der Positionssensor 198 in einen Fehlermodus oder Ausfall aus einer Reihe von Gründen eintreten kann, und Fehler und Ausfälle des Positionssensors 198 sind nicht auf den LOT-Fehler/Ausfall-Modus beschränkt, welcher in dem Hintergrundabschnitt der vorliegenden Anmeldung diskutiert wird. LOT-Fehler/Ausfälle sind gerade ein Beispiel der Fehlerarten.
  • Kurzschlussmodus
  • Im Falle eines Positionssensorfehlers/-ausfalls wird ein Motorsteuerprozessor (nicht gezeigt) den PMSM 120 veranlassen, sofort aus einem normalen feldorientierten Vektorsteuer-Betriebsmodus in einen symmetrischen Dreiphasen-Kurzschlussmodus überzugehen. Dieser symmetrische Dreiphasen-Kurzschlusszustand wird durch Schließen entweder (1) aller der oberen Schalter 182, 186, 190 in allen drei Phasen A, B, C oder (2) aller der unteren Schalter 184, 188, 192 in allen drei Phasen A, B, C des Leistungswandlermoduls 110 erreicht. Dies verhindert, dass Leistung zu der Batterie (nicht dargestellt) durch Gleichrichtung zurückkehrt, wie z. B. im ungesteuerten Erzeugungsmodus, was ein Batterie-Überladen aufgrund von hohen Motor-Rück-EMFs auslösen kann, welche bei hohen Motorgeschwindigkeiten resultieren, wenn die Winkelgeschwindigkeit des Rotors verhältnismäßig hoch ist.
  • Während dieses symmetrischen Dreiphasen-Kurzschlussmodus werden die Motor-Rück-EMFs Ea, Eb, Ec in den Statorwicklungen 102a, 102b, 102c aufgrund der Magnetflussdichte Statorströme 122–124 (welche fortan als die Dreiphasen-Kurzschlussströme bezeichnet werden) in den Statorwicklungen 120a, 120b, 120c induzieren. Da diese Statorströme 122–124 in diesem symmetrischen Dreiphasen-Kurzschlussmodus erzeugt werden, werden sie nachfolgend als Dreiphasen-Kurzschlussströme bezeichnet werden und werden in 2 dargestellt, wobei die Symbole ia s, ib s, ic s und die Referenzzahlen 222, 223, 224 jeweils benutzt werden.
  • 2 ist ein Blockschaltbild eines Schätzmoduls 200, um die Winkelgeschwindigkeit und -position eines Rotors entsprechend zu einigen der veröffentlichten Ausführungsformen abzuschätzen.
  • Das System 200 beinhaltet ein Rotor-Winkelgeschwindigkeits-Schätzmodul 210, ein Rotor-Winkelpositions-Schätzmodul 280 und ein Wandlermodul 290 der abgeschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeit. Wie er hier benutzt wird, bezieht sich der Term ”Modul” auf eine Einrichtung, eine Schaltung, ein elektrisches Bauteil und/oder ein auf Software basierendes Bauteil für das Ausführen einer Aufgabe. Wie nachfolgend beschrieben wird, liefern die veröffentlichten Ausführungsformen Techniken, welche es gestatten, die Winkelgeschwindigkeit und -position eines Rotors aus den Dreiphasen-Statorstrommessungen in dem Stationär-Referenz-Rahmen abzuschätzen. Diese Schätzungen können dann benutzt werden, um die Genauigkeit eines Winkelpositions-Ausgangssignals eines Positionssensors zu prüfen.
  • In einer Ausführungsform beinhaltet das Rotor-Winkelgeschwindigkeits-Schätzmodul 210 ein Stationär-zu-Synchron-Transformationsmodul 225, eine Lookup-Tabelle (LUT) 230, ein Subtraktionsmodul 232 und einen Proportional-Integrier-(PI-)Regler 240. Als Eingangssignale empfängt das Stationär-zu-Synchron-Transformationsmodul 225 gemessene, Dreiphasen-, Kurzschlussstromsignale (ia s, ib s, ic s) 222–224 in dem Stationär-Referenz-Rahmen von dem PMSM 120 (der 1) und eine geschätzte Rotor-Winkelposition 252. Das Stationär-zu-Synchron-Transformationsmodul 225 benutzt diese Eingangssignale, um die gemessenen, Dreiphasen-, Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussströme (ia s, ib s, ic s) 222–224 in Dreiphasen-Kurzschlussstromsignale (id e, iq e) 226, 228 in dem Synchron-Referenz-Rahmen zu transformieren. Wenn der Motor ein PMSM ist, ist die d-Achse als die Achse definiert, welche auf den Nordmagnetpol des Rotormagneten ausgerichtet ist, wohingegen die q-Achse um 90 elektrische Grad von der d-Achse des Rotormagneten versetzt ist. Das Ausgangssignal des Stationär-zu-Synchron-Transformationsmoduls 225 kann also hier als ein Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-d-Achse-Stromsignal (id e) 226 und ein Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Stromsignal (iq e) 228 bezeichnet werden. Der Prozess der Stationär-zu-Synchron-Wandlung kann unter Benutzung der Clarke-und-Park-Transformationen ausgeführt werden, welche in der Fachwelt sehr gut bekannt sind und der Kürze wegen hier nicht im Detail beschrieben werden. Eine Implementierung der Clarke-und-Park-Transformationen wird in "Clarke&Park Transforms on the TMS320C2xx," Application Report Litersture Number: BPRA048, Texas Instruments, 2007, beschrieben, welcher hier als Referenz in seiner Gesamtheit eingefügt ist.
  • In einer Ausführungsform speichert die LUT 230 die gemessenen Werte der Rotor-Winkelgeschwindigkeit und die entsprechenden gemessenen Werte des Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achse-Referenzstromsignals (iq e*) 231. In einer Implementierung werden die Werte, welche in der LUT 230 gespeichert sind, über Testen, welches offline vor dem Benutzen des Systems 200 stattfindet, experimentell gemessen (d. h. vorher festgelegt). Die LUT 230 beinhaltet eine Vielzahl von Einträgen, wobei jeder Eintrag aufweist: einen speziellen gemessenen Wert der Rotor-Winkelgeschwindigkeit, welche einem speziellen gemessenen Wert eines q-Achsen-Referenzstroms (iq e*) 231 in dem Synchron-Referenz-Rahmen entspricht. Wenn die LUT 230 eine spezielle geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit 270 als ein Eingangssignal empfängt, ruft die LUT 230 einen entsprechenden Eintrag auf und gibt einen einzelnen entsprechenden Wert des gemessenen q-Achsen-Referenzstroms (iq e*) 231 aus, welcher der speziellen gemessenen Rotor-Winkelgeschwindigkeit 270 entspricht. Mit anderen Worten, die LUT 230 erzeugt ein Ausgangsstromsignal 231, welches ein spezieller Wert des q-Achsen-Referenzstromsignals (iq e*) ist, welches offline durch experimentelles Testen erhalten wird. Das Subtraktionsmodul 232 subtrahiert den gemessenen Wert des Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsenstromes (iq e) 228 von dem Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Referenzstrom (iq e*) 231 der Lookup-Tabelle, um ein Dreiphasen-Kurzschluss-q-Achsen-Stromfehlersignal (Δiq e) 234 zu erzeugen. Das Fehlersignal (Δiq e) 234 ist einfach die Differenz zwischen dem Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Stromsignal (iq e) 228 und dem Kurzschluss-q-Achsen-Referenzstromsignal (iq e*) 231.
  • In einer anderen Ausführungsform speichert die LUT 230 die gemessenen Werte der Rotor-Winkelgeschwindigkeit und die entsprechenden gemessenen Werte des Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-d-Achsen-Referenzstromsignals (id e*) 231. Die LUT 230 beinhaltet eine Vielzahl von Einträgen, wobei jeder Eintrag aufweist: einen speziellen gemessenen Wert der Rotor-Winkelgeschwindigkeit, welcher einem speziellen gemessenen Wert eines d-Achsen-Referenzstromes (id e*) 231 in dem Synchron-Referenz-Rahmen entspricht. Wenn die LUT 230 eine spezielle geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit 270 als ein Eingangssignal empfängt, ruft die LUT 230 einen entsprechenden Eintrag auf und gibt einen einzelnen entsprechenden Wert des gemessenen d-Achsen-Referenzstroms (id e*) 231 aus, welcher der speziellen gemessenen Rotor-Winkelgeschwindigkeit 270 entspricht. Mit anderen Worten, die LUT 230 erzeugt ein Ausgangsstromsignal 231, welches ein spezieller Wert des d-Achsen-Referenzstromsignals (id e*) ist, welches offline durch experimentelles Testen erhalten wird. Das Subtraktionsmodul 232 subtrahiert den gemessenen Wert des Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-d-Achsen-Stromes (id e) 226 von dem Ausgangssignal 231, um ein Dreiphasen-Kurzschluss-d-Achsen-Stromfehlersignal (Δid e) 234 zu erzeugen, welches der geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeit in der LUT 230 entspricht. Das Fehlersignal (Δid e) 234 ist einfach die Differenz zwischen dem Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-d-Achsen-Stromsignal (id e) 226 und dem Kurzschluss-d-Achsen-Referenz-Stromsignal (id e*) 231.
  • Die vorherige Ausführungsform wird gegenüber dieser Ausführungsform bevorzugt, aufgrund der geringen Größe des q-Achsen-Stromes (id e) 228 im Vergleich zu dem d-Achsen-Strom (id e) 226. Während des symmetrischen Dreiphasen-Kurzschluss-Modus bei hoher Motorgeschwindigkeit wird die Mehrzahl der Motorströme auf die d-Achse projiziert, und der Rest wird auf die q-Achse projiziert. Folglich ist der d-Achsen-Strom (id e) in seiner Größe viel höher als der q-Achsen-Strom (iq e). Darüber hinaus unterliegen die dq-Stromgrößen der Veränderung der Motortemperatur. Folglich wird eine geringfügige prozentuale Veränderung des d-Achsen-Stromes mit der sich verändernden Motortemperatur von der Größe her größer als die gleiche prozentuale Veränderung in dem q-Achsen-Strom. Entsprechend wird dies zu einem höheren Rotorwinkelpositions-Schätzfehler führen, falls die letztere Ausführungsform angewendet wird.
  • Der Proportional-Integrations-(PI-)Regler 240 empfängt das Dreiphasen-Kurzschluss-a-Achsen-Stromfehlersignal (Δiq e) 234 und benutzt dieses Signal, um eine geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe) 242 in elektrischen Radian pro Sekunde zu erzeugen. Der PI-Regler 240 minimiert den Fehler so, dass der gemessene q-Achsen-Strom sehr nahe mit dem Referenzwert 231 aus der LUT 230 übereinstimmt. Mit diesem Vorgehen wird das Ausgangssignal des PI-Reglers 240 die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe) 242 in elektrischen Radian pro Sekunde sein. Proportional-Integrier-(PI-)Regler sind in der Fachwelt gut bekannt und werden der Kürze wegen nicht detaillierter beschrieben.
  • In einer Ausführungsform beinhaltet das Rotor-Winkel-Positionsschätzmodul 280 ein Integrierglied 244 und eine Modulus-Funktion 250. Das Integrierglied 244 integriert die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe) 242, um eine geschätzte Rotor-Winkelposition (θe) 246 zu erzeugen, welche zwischen 0 bis 2π elektrische Radian liegt. Die geschätzte Rotor-Winkelposition 252 kann dann von dem Stationär-zu-Synchron-Transformationsmodul 225 benutzt werden, um eine Stationär-Referenz-Rahmen-(abc)-zu-Synchron-Referenz-Rahmen-(dq)-Transformation durchzuführen, wie oben beschrieben. Entsprechend den veröffentlichten Ausführungsformen ist zu würdigen, dass nicht beabsichtigt ist, die berechnete geschätzte Rotor-Winkelposition 252 mit den feldorientierten Vektor-Steuertechniken zu benutzen, sondern sie ist zu benutzen, um die Winkelposition und die Winkelgeschwindigkeit des Rotors abzuschätzen.
  • In einer Ausführungsform beinhaltet das Wandlermodul 190 der geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeit ein digitales Tiefpassfilter 260, ein Frequenzwandlermodul 264 und ein Frequenz-zu-Geschwindigkeit-Wandlermodul 268. Das Signal 242 der geschätzten Rotorwinkelgeschwindigkeit (ωe), welches durch den PI-Regler 240 erzeugt wird, wird durch ein digitales Tiefpassfilter 260 gefiltert, um die DC-Komponente 262 zu erhalten, welche die gefilterte Rotor-Winkelgeschwindigkeit in elektrischen Radian pro Sekunde ist. Das Frequenzwandlermodul 264 wandelt die DC-Komponente 262, welche die gefilterte Rotor-Winkelgeschwindigkeit ist, um die Frequenz 266 des Signals zu berechnen. Basierend auf der Frequenz 266 des Signals berechnet dann das Frequenz-zu-Geschwindigkeit-Wandlermodul 268 eine entsprechende geschätzte Rotorwinkelgeschwindigkeit 270 in Umdrehungen pro Minute (UpM).
  • 3 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren 300 darstellt, um die Genauigkeit oder Ungenauigkeit von Winkelpositions- und Winkelgeschwindigkeits-Ausgangssignalen eines Positionssensors entsprechend einigen veröffentlichten Ausführungsformen zu verifizieren. Obwohl das Verfahren 300 das Bestimmen beschreibt, ob das Ausgangssignal eines Positionssensors gültig oder nicht gültig ist, basierend sowohl auf den Winkelpositions- und Winkelgeschwindigkeits-Ausgangssignalen, ist zu würdigen, dass in einigen Ausführungsformen basierend entweder auf dem Winkelpositions-Ausgangssignal oder dem Winkelgeschwindigkeits-Ausgangssignal bestimmt werden kann, ob das Ausgangssignal des Positionssensors gültig oder nicht gültig ist.
  • Das Verfahren 300 beginnt bei Schritt 310, wenn das System in einen Positionssensor-Wiederherstellmodus (PSRM) eintritt. In einer Implementierung tritt das System in einen PSRM ein, wenn es bestimmt, dass der Positionssensor seine Mitlauffähigkeit wiederaufgenommen hat. Das System kann bestimmen, dass der Positionssensor seine Mitlauffähigkeit wiederaufgenommen hat, wenn es beginnt, die Positionssensor-Ausgangssignale (PSout) zu empfangen, welche Information bezüglich der Winkelposition und der Winkelgeschwindigkeit beinhalten, welche durch den Positionssensor gemessen werden.
  • Sobald der Positionssensor 198 seine Mitlauffähigkeit wiederaufnimmt, fährt das Verfahren 300 mit dem Schritt 315 fort, wo die Werte für die Positionssensor-Ausgangssignale (PSout) ausgegeben werden, die geschätzte Rotor-Winkelposition 252 und die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit 270 in UpM abgetastet werden. Das Verfahren 300 fährt mit dem Schritt 320 fort, wo die Positionssensor-Ausgangssignale (Pout) mit den geschätzten Werten verglichen werden. Speziell wird die Winkelposition, welche durch den Positionssensor 198 ausgegeben wird, von der geschätzten Rotor-Winkelposition 252 abgezogen, um einen Positionssensor-Winkelpositionsfehler (PSAPerror) zu erzeugen, und der Winkelgeschwindigkeitswert, welcher durch den Positionssensor 198 ausgegeben wird, wird von der geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeit 270 abgezogen, um einen Positionssensor-Winkelgeschwindigkeitsfehler (PSAVerror) zu erzeugen. Um die Genauigkeit der Winkelpositions- und Winkelgeschwindigkeits-Ausgangssignale des Positionssensors zu prüfen und zu verifizieren, ob der Positionssensor richtig arbeitet, wird im Schritt 330 der Positionssensor-Winkelpositionsfehler (PSAPerror) mit einer Positions-Winkelpositions-Fehlertoleranzschwelle (PSAPETT) verglichen. In ähnlicher Weise wird der Positionssensor-Winkelgeschwindigkeitsfehler (PSAVerror) mit einer Positionssensor-Winkelgeschwindigkeits-Fehlertoleranzschwelle (PSAVETT) verglichen.
  • Falls das Positionssensor-Winkelpositionsfehlersignal (PSAPerror) größer als die Positionssensor-Winkelpositions-Fehlertoleranzschwelle (PSAPETT) ist und/oder wenn das Positionssensor-Winkelgeschwindigkeitsfehlersignal (PSAVerror) größer als die Positionssensor-Winkelgeschwindigkeits-Fehlertoleranzschwelle (PSAVETT) ist (z. B. wenn entweder einer der Fehler außerhalb der Toleranzbandbreite ist), fährt das Verfahren mit dem Schritt 340 fort, wo das Positionssensor-Ausgangssignal (PSout) als ungültig und für den Gebrauch durch einen Motorsteuerprozessor (nicht gezeigt) für die Vektorsteueroperation als inakzeptabel betrachtet wird. Das Verfahren 300 kehrt zum Schritt 315 zurück, wo neue Werte für die Positionssensor-Ausgangssignale (PSout), die geschätzte Rotor-Winkelposition 252 und die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit 270 abgetastet werden. Das Verfahren kehrt zum Schritt 320 zurück, und die Verarbeitung in den Schritten 320 und 330 wiederholt sich für die neuen Werte der Positionssensor-Ausgangssignale (PSout) und der geschätzten Rotor-Winkelposition 252 und der geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeit 270.
  • Falls das Positionssensor-Winkelpositionsfehlersignal (PSAPerror) kleiner als oder gleich der Positionssensor-Winkelpositions-Fehlertoleranzschwelle (PSAPETT) ist und das Positionssensor-Winkelgeschwindigkeitsfehlersignal (PSAVerror) kleiner als oder gleich der Positionssensor-Winkelgeschwindigkeits-Fehlertoleranzschwelle (PSAVETT) ist (z. B. beide der Fehler sind innerhalb ihrer jeweiligen Toleranzbandbreiten), dann fährt das Verfahren 300 mit dem Schritt 350 fort, wo die Positionssensor-Ausgangssignale (PSout) als gültig betrachtet werden, und sie können nun von einem Motor-Steuerprozessor (nicht gezeigt) für eine Vektorsteueroperation benutzt werden.
  • Die veröffentlichten Ausführungsformen, welche oben beschrieben sind, werden beschrieben, wie sie an einem Dreiphasen-Permanentmagnet-Synchron-AC-Motor (PMSM) angewendet werden, und dieser Term ist so zu verstehen, dass er Innen-Permanentmagnet-Synchron-Motore (IPMSM) und Oberflächenmontierte Permanentmagnete-Synchron-Motore (SMPMSM) umfasst. Jedoch können die veröffentlichten Ausführungsformen allgemein an Synchron-AC-Maschinen angewendet werden, welche Permanentmagnet-Maschinen beinhalten können. Permanentmagnet-Maschinen beinhalten Oberflächenmontierte Permanentmagnet-Maschinen (SMPMMs) und Innen-Permanentmagnet-Maschinen (IPMMs). Obwohl eine AC-Maschine ein AC-Motor sein kann (d. h. ein Gerät, welches benutzt wird, um elektrische AC-Energieleistung an seinem Eingang zu wandeln, um mechanische Energie oder Leistung herzustellen), ist eine AC-Maschine nicht darauf begrenzt, ein AC-Motor zu sein, sondern kann auch Generatoren umfassen, welche benutzt werden, um mechanische Energie oder Leistung an ihrem ersten Bewegungsglied in elektrische AC-Energie oder Leistung an ihrem Ausgang zu wandeln. Jede beliebige der Maschinen kann ein AC-Motor oder ein AC-Generator sein.
  • Darüber hinaus, obwohl die veröffentlichten Verfahren, Systeme und Geräte in Betriebsumgebungen, wie z. B. in einem hybriden/elektrischen Fahrzeug (HEV), implementiert werden können, wird von Fachleuten gewürdigt werden, dass die gleichen oder ähnlichen Techniken oder Technologien im Kontext von anderen Systemen angewendet werden können. Diesbezüglich kann jedes der Konzepte, welche hier veröffentlicht werden, allgemein an ”Fahrzeugen” angewendet werden, wobei der Term ”Fahrzeug” sich im breiten Maße auf einen nicht lebenden Transportmechanismus bezieht, welcher einen AC-Motor besitzt. Beispiele derartiger Fahrzeuge beinhalten Automobile, wie z. B. Busse, Autos, Lastwagen, Fahrzeug für Sportgegebenheiten, Vans, Fahrzeuge, welche nicht auf dem Land fahren, wie z. B. mechanische Wasserfahrzeuge, wobei Wasserkraft, Hovercraft, Segelkraft, Boote und Schiffe, mechanische Unterwasserfahrzeuge, welche Unterseeboote beinhalten, mechanische Luftfahrzeuge, wobei Luftkraft und Raumkraft beinhaltet sind, mechanische Schienenfahrzeuge, wie z. B. Züge, Straßenbahnen und Tressinen etc. beinhaltet sind. Zusätzlich ist der Term ”Fahrzeug” nicht durch eine spezielle Antriebstechnologie, wie z. B. Benzin oder Dieselkraftstoff, begrenzt. Vielmehr beinhalten die Fahrzeuge auch Hybridfahrzeuge, batterieelektrische Fahrzeuge, Wasserstofffahrzeuge und Fahrzeuge, welche betrieben werden, wobei verschiedene andere alternative Brennstoffe benutzt werden.
  • Es sollte beobachtet werden, dass die veröffentlichten Ausführungsformen in erster Linie auf Kombinationen von Verfahrensschritten und Gerätebauteilen beruhen, welche sich darauf beziehen, die Genauigkeit oder Ungenauigkeit eines Winkelpositions-Ausgangssignals eines Positionssensors, welche auf einem Positionssensorfehler folgt, zu verifizieren. Fachleute werden ferner würdigen, dass die verschiedenen erläuternden logischen Blöcke, Module, Schaltungen und Algorithmenschritte, welche in Verbindung mit den hier veröffentlichten Ausführungsformen beschrieben werden, als elektronische Hardware, Computer-Software oder Kombinationen von beiden implementiert werden können. Einige der Ausführungsformen und Implementierungen werden oben in Termen der funktionellen und/oder logischen Blockbauteile oder Module und verschiedener Verfahrensschritte beschrieben. Jedoch sollte gewürdigt werden, dass derartige Blockbauteile oder Module durch irgendeine Anzahl von Hardware-, Software- und/oder Firmware-Bauteilen realisiert werden kann, welche konfiguriert sind, die spezifizierten Funktionen auszuführen. Um deutlich diese Austauschbarkeit untereinander von Hardware und Software zu erläutern, wurden verschiedene erläuternde Bauteile, Blöcke, Module, Schaltungen und Schritte oben im Allgemeinen in Termen ihrer Funktionalität beschrieben. Ob eine derartige Funktionalität als Hardware oder Software implementiert ist, hängt von der speziellen Anwendung und den Gestaltungsrichtlinien ab, welche bei dem Gesamtsystem vorliegen. Geschickte Fachleute können die beschriebene Funktionalität auf verschiedene Weise für jede spezielle Anwendung implementieren, jedoch sind derartige Implementierungsentscheidungen nicht dahingehend zu interpretieren, dass sie eine Abweichung vom Umfang der vorliegenden Erfindung verursachen. Beispielsweise kann eine Ausführungsform eines Systems oder ein Bauteil verschiedene integrierte Schaltbauteile anwenden, z. B. Speicherelemente, Digitalsignal-Verarbeitungselemente, logische Elemente, Lookup-Tabellen o. Ä., welche eine Vielfalt von Funktionen unter der Steuerung von einem oder mehreren Mikroprozessoren oder anderen Steuereinrichtungen ausführen können.
  • Die verschiedenen erläuternden logischen Blöcke, Module und Schaltungen, welche in Verbindung mit den hier veröffentlichten Ausführungsformen beschrieben sind, können mit einem allgemein verwendbaren Prozessor, einem Digitalsignalprozessor (DSP), einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einem feldprogrammierbaren Gate-Feld (FPGA) oder einer anderen programmierbaren logischen Einrichtung einer diskreten Gate- oder Transistor-Logik, diskreten Hardware-Bauteilen oder jeglicher Kombination davon ausgeführt werden, welche gestaltet sind, die hier beschriebenen Funktionen auszuführen. Ein Prozessor für allgemeinen Zweck kann ein Mikroprozessor sein, aber in der Alternativ kann der Prozessor irgendein herkömmlicher Prozessor, ein Steuerglied, ein Mikrosteuerglied oder eine Zustandsmaschine sein. Es kann ein Prozessor auch als eine Kombination von Recheneinrichtungen implementiert sein, z. B. eine Kombination eines DSP und eines Mikroprozessors, eine Vielzahl von Mikroprozessoren, einer oder mehrere Mikroprozessoren in Verbindung mit einem DSP-Kern oder irgendeine andere derartige Konfiguration.
  • Die Schritte eines Verfahrens oder eines Algorithmus, welcher in Verbindung mit den Ausführungsformen, welche hier veröffentlicht sind, beschrieben ist, kann direkt in Hardware, in einem Softwaremodul, welcher durch einen Prozessor ausgeführt wird, oder in einer Kombination von den beiden ausgeführt sein. Ein Softwaremodul kann in einem RAM-Speicher, einem Flash-Speicher, einem ROM-Speicher, einem EPROM-Speicher, einem EEPROM-Speicher, Registern, einer Festplatte, einer entfernbaren Platte, einem CD-ROM oder irgendeiner Art von Speichermedium, welches in der Fachwelt bekannt ist, angesiedelt sein. Ein beispielhaftes Speichermedium ist an den Prozessor derart gekoppelt, dass der Prozessor die Information von dem Speichermedium lesen kann und Information auf dieses schreiben kann. In der Alternative kann das Speichermedium in dem Prozessor integriert sein. Der Prozessor und das Speichermedium können in einem ASIC angesiedelt sein.
  • In diesem Dokument können Bezugsterme, wie z. B. erster und zweiter und ähnliche nur benutzt werden, um eine Gesamtheit oder eine Aktion von einer anderen Gesamtheit oder Aktion zu unterscheiden, ohne notwendigerweise eine aktuelle derartige Beziehung oder Reihenfolge zwischen derartigen Einheiten oder Aktionen zu erfordern oder hineinzulegen. Numerische Ordnungszeichen, wie z. B. ”erster”, ”zweiter”, ”dritter”, etc. bezeichnen einfacherweise nur unterschiedliche einzelne oder eine Vielzahl und beinhalten keinerlei Ordnung oder Reihenfolge, es sei denn, dies wird speziell durch die Sprache der Ansprüche definiert. Die Folge des Textes in irgendeinem der Ansprüche beinhaltet nicht, dass Prozessschritte in einer zeitlichen oder logischen Reihenfolge entsprechend einer derartigen Sequenz durchgeführt werden müssen, es sei denn, dies wird speziell durch die Sprache des Anspruchs definiert. Die Prozess- bzw. Verarbeitungsschritte können in irgendeiner Reihenfolge ausgewechselt werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, solange nicht ein derartiger Wechsel der Sprache des Anspruchs entgegensteht und nicht logischerweise ohne Sinn ist.
  • Außerdem, abhängig vom Kontext, beinhalten Wörter, wie z. B. ”verbinden” oder ”gekoppelt an”, welche in der Beschreibung einer Beziehung zwischen unterschiedlichen Elementen benutzt werden, nicht, dass ein direkter physikalischer Zusammenhang zwischen diesen Elementen hergestellt werden muss. Beispielsweise können zwei Elemente miteinander physikalisch, elektronisch, logisch oder in irgendeiner anderen Weise durch eines oder mehrere zusätzliche Elemente angeschlossen sein.
  • Während wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform in der vorausgegangenen detaillierten Beschreibung präsentiert wurde, sollte gewürdigt werden, dass eine grobe Anzahl von Variationen existiert. Es sollte auch gewürdigt werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder beispielhafte Ausführungsformen nur Beispiele sind und dass nicht beabsichtigt ist, den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken. Beispielsweise können die veröffentlichten Ausführungsformen auch während des Wiederstartens in sensorlosen Steueranwendungen benutzt werden, um einen Observer bzw. ein Beobachtungsglied zu initialisieren. Das Initialisieren des Observers ist bei sensorlosen Steueranwendungen extrem kritisch, wo die Rotor-Winkelposition und -Winkelgeschwindigkeit durch den Observer geschätzt werden. Die Schätzgenauigkeit und die Mitlauffähigkeit des Observers hängen in großem Maße vom Anfangszustand des Oberservers ab. Besitzt man einen Anfangszustand (wie z. B. die Rotor-Winkelposition oder -geschwindigkeit), welche näher an dem aktuellen Betriebszustand des Motors eingestellt ist, wird dies dazu helfen, eine schnellere Konvergenz zu garantieren und zu liefern.
  • Demnach wird die vorausgegangene detaillierte Beschreibung Fachleuten eine bequeme Anleitung liefern, um die beispielhafte Ausführungsform oder beispielhafte Ausführungsformen zu implementieren. Es ist davon auszugehen, dass verschiedene Veränderungen in der Funktion und der Anordnung von Elementen durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie sie in den angehängten Ansprüchen und den rechtlichen Äquivalenten davon aufgeführt sind.
  • Weitere Ausführungsformen
    • 1. Verfahren für das Abschätzen von Winkelinformation, welche durch einen Motor erzeugt wird, welches die folgenden Schritte aufweist: Veranlassen eines Wandlers in einem symmetrischen Dreiphasen-Kurzschluss-(STPSC-)Modus zu arbeiten, wenn ein Positionssensor in einen Fehlermodus eintritt, wobei der Positionssensor so gestaltet ist, dass er Positionssensor-Ausgangssignale (PSout) erzeugt, welche aufweisen: eine Winkelgeschwindigkeit eines Rotors des Motors bezüglich einem Stator, wenn sich der Rotor rings um den Stator bei der Winkelgeschwindigkeit dreht, und einer Winkelposition des Rotors bezüglich dem Stator, wenn sich der Rotor rings um den Stator dreht; Messen der Dreiphasen-Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignale, welche durch den Motor erzeugt werden, wenn der Wandler in dem STPCS-Modus in Antwort auf den Positionssensor arbeitet, welcher in den Fehlermodus eintritt; und Erzeugen einer geschätzten Winkelgeschwindigkeit des Rotors und einer geschätzten Winkelposition des Rotors, welche auf den Dreiphasen-Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignalen basieren.
    • 2. Verfahren nach Ausführungsform 1, wobei der Schritt des Erzeugens einer geschätzten Winkelgeschwindigkeit den folgenden Schritt aufweist: Erzeugen der geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeit des Rotors, welche auf der geschätzten Rotor-Winkelposition und den Dreiphasen-Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignalen basiert, welche von dem Motor gemessen werden; und Integrieren der geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeit, um die geschätzte Rotor-Winkelposition zu erzeugen.
    • 3. Verfahren nach Ausführungsform 2, wobei der Schritt des Erzeugens der geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeit des Rotors, welche auf der geschätzten Rotor-Winkelposition und den Dreiphasen-Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignalen basiert, welche von dem Motor gemessen werden, aufweist: Speichern einer Lookup- bzw. Verweistabelle, welche eine Vielzahl von vorher festgelegten Einträgen aufweist, welche experimentell über Offline-Testen vor dem Benutzen des Systems bestimmt werden, wobei jeder vorher festgelegte Eintrag aufweist: einen speziell gemessenen Wert der Rotor-Winkelgeschwindigkeit und einen entsprechenden speziellen gemessenen Wert eines Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Referenzstromes (iq e*); Benutzen der geschätzten Rotor-Winkelposition, um die Dreiphasen-Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignale in ein Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignal umzuwandeln; Verweisen auf einen bzw. Aufrufen eines speziellen vorher festgelegten Eintrags in Antwort auf das Empfangen einer speziellen geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeit; Erzeugen, basierend auf dem speziellen vorher festgelegten Eintrag, eines speziellen gemessenen Wertes des Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Referenzstromes (iq e*), welcher einem speziellen gemessenen Wert der Rotor-Winkelgeschwindigkeit entspricht; Subtrahieren des Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsenstromes (iq e) von dem Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Referenzstrom-Ausgangssignal von der LUT, um einen Dreiphasen-Kurzschluss-q-Achsen-Stromfehler (Δiq e) zu erzeugen; und Erzeugen, basierend auf dem Dreiphasen-Kurzschluss-Stromfehlersignal, der geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe)
    • 4. Verfahren nach Ausführungsform 2, welches ferner aufweist: Benutzen der geschätzten Rotor-Winkelposition, um die Positionssensor-Ausgangssignale (PSout) während eines Positionssensor-Wiederherstellmodus (PSRM) zu verifizieren.
    • 5. Verfahren nach Ausführungsform 4, wobei der Schritt des Benutzens der Rotor-Winkelposition aufweist: Abtasten eines ersten Winkelpositionswertes von einem Positionssensor-Winkelpositions-Ausgangssignal (PSAPout), eines ersten Winkelgeschwindigkeitswertes eines Positionssensor-Winkelgeschwindigkeits-Ausgangssignals (PSAVout), eines geschätzten Rotor-Winkelpositionswertes und eines geschätzten Rotor-Geschwindigkeitswertes; und Subtrahieren des ersten Winkelpositionswertes von dem geschätzten Rotor-Winkelpositionswert, um einen Positionssensor-Winkelpositionsfehler (PSAPerror) zu erzeugen, und Subtrahieren des ersten Winkelgeschwindigkeitswertes von dem geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeitswert, um einen Positionssensor-Winkelgeschwindigkeitsfehler (PSAVerror) zu erzeugen; und Bestimmen, ob das Positionssensor-Fehlersignal (PSAPerror) größer ist als eine Positionssensor-Winkelpositionsfehler-Toleranzschwelle (PSAPETT) und ob der Positionssensor-Winkelgeschwindigkeitsfehler (PSAVerror) größer ist als eine Positionssensor-Winkelgeschwindigkeits-Fehlertoleranzschwelle (PSAVETT).
    • 6. Verfahren nach Ausführungsform 5, wobei das Positionssensor-Ausgangssignal (PSout) ungültig ist, wenn entweder für das Positionssensor-Winkelpositionsfehlersignal (PSAPerror) bestimmt wird, dass es größer als die PSAPETT ist, oder wenn für das Positionssensor-Winkelgeschwindigkeits-Fehlersignal (PSAVerror) bestimmt wird, dass es größer als die PSAVETT ist, und wobei das Positionssensor-Ausgangssignal (PSout) gültig ist, wenn sowohl für das Positionssensor-Winkelpositionsfehlersignal (PSAPerror) bestimmt wird, dass es kleiner als oder gleich der PSAVETT ist, und wenn für das Positionssensor-Winkelgeschwindigkeits-Fehlersignal (PSAVerror) bestimmt wird, dass es kleiner oder gleich der PSAVETT ist.
    • 7. Vektorgesteuertes Motorantriebssystem, welches aufweist: einen Motor, welcher einen Stator und einen Rotor aufweist, welcher so gestaltet ist, dass er sich rings um den Stator und bei einer Winkelgeschwindigkeit dreht, wobei der Rotor eine Winkelposition bezüglich des Stators besitzt; einen Positionssensor, welcher so gestaltet ist, dass er Positionssensor-Ausgangssignale (PSout) erzeugt, wobei die Positionssensor-Ausgangsignale (PSout) der Winkelposition des Rotors und der Winkelgeschwindigkeit des Rotors entsprechen; einen Wandler, welcher an den Motor gekoppelt ist und welcher so gestaltet ist, dass er in einem symmetrischen Dreiphasen-Kurzschluss-(STPSC-)Modus arbeitet, wenn der Positionssensor in einen Fehlermodus eintritt, wobei der Motor so gestaltet ist, dass er Dreiphasen-Kurzschlussstromsignale in einem Stationär-Referenz-Rahmen erzeugt, während der Wandler in dem STPSC-Modus arbeitet; und ein Schätzmodul, welches so gestaltet ist, dass es eine geschätzte Winkelgeschwindigkeit des Rotors und eine geschätzte Winkelposition des Rotors basierend auf den Dreiphasen-Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignalen erzeugt.
    • 8. Vektorgesteuertes Motorantriebssystem nach Ausführungsform 7, wobei das Schätzmodul ferner aufweist: ein Rotorwinkel-Geschwindigkeitsschätzmodul, welches gestaltet ist, um: eine geschätzte Winkelrotorposition und die Dreiphasen-Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignale, welche von dem Motor gemessen werden, zu empfangen; und eine geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe) zu erzeugen.
    • 9. Vektorgesteuertes Motorantriebssystem nach Ausführungsform 8, wobei das Rotor-Winkelgeschwindigkeits-Schätzmodul aufweist: ein Stationär-zu-Synchron-Transformationsmodul, welches so gestaltet ist, dass es die geschätzte Rotor-Winkelposition und die Dreiphasen-Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignale, welche von dem Motor gemessen werden, zu empfangen, und welches so gestaltet ist, dass es ein Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Stromsignal (iq e) erzeugt; eine Lookup- bzw. Verweistabelle (LUT), welche eine Vielzahl von vorher festgelegten Einträgen aufweist, welche experimentell über Offline-Testen vor dem Benutzen des Systems bestimmt werden, wobei jeder vorher festgelegte Eintrag aufweist: einen speziellen gemessenen Wert der Rotor-Winkelgeschwindigkeit und einen entsprechenden speziellen gemessenen Wert eines Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Referenzstromes (iq e*), wobei die Verweistabelle so gestaltet ist, dass sie einen speziellen vorher festgelegten Eintrag aufruft, in Antwort auf das Empfangen einer speziellen geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeit und um einen speziellen gemessenen Wert des Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Referenzstromes (iq e*) auszugeben, welcher einem speziellen gemessenen Wert der Rotor-Winkelgeschwindigkeit entspricht; ein Subtrahiermodul, welches so gestaltet ist, dass es den Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Strom (iq e) von dem Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Referenzstrom (iq e*) subtrahiert, um einen Dreiphasen-Kurzschluss-q-Achsen-Stromfehler (Δiq e) zu erzeugen; und einen Proportional-Integrier-(PI-)Regler, welcher so gestaltet ist, dass er den Dreiphasen-Kurzschluss-q-Achsen-Stromfehler (Δiq e) empfängt und die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe) erzeugt.
    • 10. Vektorgesteuertes Motorantriebssystem nach Ausführungsform 8, wobei das Schätzmodul ferner aufweist: ein Rotorwinkel-Positionsschätzmodul, welches so gestaltet ist, dass es die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe) empfängt und die geschätzte Rotor-Winkelposition erzeugt.
    • 11. Vektorgesteuertes Motorantriebssystem nach Ausführungsform 10, wobei das Rotor-Winkelpositionsschätzmodul ferner aufweist: ein Integrierglied, welches so gestaltet ist, dass es die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe) empfängt und dass es die geschätzte Rotor-Winkelposition (θe) erzeugt; und eine Modulus-Funktion, welche so gestaltet ist, dass sie die geschätzte Rotor-Winkelposition (θe) empfängt und die geschätzte Rotor-Winkelposition erzeugt.
    • 12. Vektorgesteuertes Motorantriebssystem nach Ausführungsform 8, wobei das Schätzmodul ferner aufweist: ein Wandlermodul für die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit, welches so gestaltet ist, dass es die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe) in elektrischen Radian pro Sekunde empfängt und eine geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit in Umdrehungen pro Minute (UpM) erzeugt.
    • 13. Vektorgesteuertes Antriebssystem nach Ausführungsform 12, wobei das Wandlermodul für die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit ferner aufweist: ein digitales Tiefpassfilter, welches so gestaltet ist, dass es die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe) in elektrischen Radian pro Sekunde empfängt und die gefilterte Rotor-Winkelgeschwindigkeit in elektrischen Radian pro Sekunde erzeugt; ein Frequenzwandlermodul, welches so gestaltet ist, dass es die gefilterte Rotor-Winkelgeschwindigkeit empfängt und ein Frequenzsignal entsprechend zu der gefilterten Rotor-Winkelgeschwindigkeit erzeugt; und ein Frequenz-zu-Geschwindigkeit-Wandlermodul, welches so gestaltet ist, dass es das Frequenzsignal empfängt und die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit in Umdrehungen pro Minute (UpM) erzeugt.
    • 14. Vektorgesteuertes Motorantriebssystem nach Ausführungsform 7, welches ferner aufweist: ein Verifiziermodul, welches so gestaltet ist, dass es die Positionssensor-Ausgangssignale (PSout) während eines Positionssensor-Wiederherstellmodus (PSRM) verifiziert.
    • 15. Vektorgesteuertes Motorantriebssystem nach Ausführungsform 14, wobei das Verifiziermodul aufweist: ein Abtastmodul, welches so gestaltet ist, dass es einen ersten Winkelpositionswert eines Positionssensor-Winkelpositionsausgangs (PSAPout), einen ersten Geschwindigkeitswert eines Positionssensor-Winkelgeschwindigkeits-Ausgangs (PSAVout), einen geschätzten Rotorwinkelpositionswert und einen geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeitswert der geschätzten Rotor-Winkelposition abtastet; und ein Vergleichsmodul, welches gestaltet ist, um: den ersten Winkelpositionswert von dem zweiten geschätzten Rotor-Winkelpositionswert abzuziehen, um einen Positionssensor-Winkelpositionsfehler (PSAPerror) zu erzeugen, und Abziehen des ersten Winkelgeschwindigkeitswertes von dem geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeitswert, um einen Positionssensor-Winkelgeschwindigkeitsfehler (PSAVerror) zu erzeugen, und zu bestimmen, ob das Positionssensor-Winkelpositionsfehlersignal (PSAPerror) größer ist als eine Positionssensor-Winkelpositions-Fehlertoleranzschwelle (PSAPETT) und ob der Positionssensor-Winkelgeschwindigkeitsfehler (PSAVerror) größer als eine Positionssensor-Winkelgeschwindigkeits-Fehlertoleranzschwelle (PSAVETT) ist.
    • 16. Vektorgesteuertes Motorantriebssystem nach Ausführungsform 15, wobei das Verifiziermodul bestimmt, dass: das Positionssensor-Ausgangssignal (PSout) ungültig ist, wenn entweder für das Positionssensor-Winkelpositionsfehlersignal (PSAPerror) bestimmt wird, dass es größer als die PSAPETT ist, oder wenn für das Positionssensor-Winkelgeschwindigkeits-Fehlersignal (PSAVerror) bestimmt wird, dass es größer als die PSAVETT ist, und das Positionssensor-Ausgangssignal (PSout) gültig ist, wenn sowohl für das Positionssensor-Winkelpositionsfehlersignal (PSAPerror) bestimmt wird, dass es kleiner oder gleich der PSAPETT ist, und wenn für das Positionssensor-Winkelgschwindigkeits-Fehlersignal (PSAVerror) bestimmt wird, dass es kleiner oder gleich der PSAVETT ist.
    • 17. Vektorgesteuertes Motorantriebssystem nach Ausführungsform 7, wobei der Wandler Dreiphasen-Spannungssignale erzeugt und wobei der Motor einen Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM) aufweist, welcher Statorwicklungen aufweist, welche durch die Dreiphasen-Spannungssignale getrieben werden, und wobei der PMSM Rück-EMF-Spannungen in den Statorwicklungen während des STPSC-Modus erzeugt, welche die Dreiphasen-Kurzschluss-Stromsignale in den Statorwicklungen induzieren.
    • 18. In einem vektorgesteuerten Motorantriebssystem (VCMDS), welches einen Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM) aufweist, welcher aufweist: einen Stator und einen Rotor, welcher so gestaltet ist, dass er sich rings um den Stator bei einer Winkelgeschwindigkeit dreht, ein Verifiziermodul, um zu verifizieren, dass ein Absolut-Positionssensor gültige Positionssensor-Ausgangssignale (PSout) erzeugt, welche die Winkelposition des Rotors bezüglich des Stators und die Winkelgeschwindigkeit des Rotors bezüglich des Stators anzeigen, wobei das Verifiziermodul aufweist: einen Wandler, welcher an den Motor gekoppelt ist und welcher so gestaltet ist, dass er in einem Symmetrischen-Dreiphasen-Kurzschluss-(STPSC-)Modus arbeitet, wenn der Positionssensor in einen Fehlermodus eintritt, wobei der Motor so gestaltet ist, dass er, während der Wandler in dem STPSC-Modus arbeitet, erzeugt; und ein Schätzmodul, welches gestaltet ist, um: Dreiphasen-Kurzschlussstromsignale in einem Stationär-zu-Referenz-Rahmen zu empfangen; eine geschätzte Winkelgeschwindigkeit des Rotors basierend auf den Dreiphasen-Kurzschlussstromsignalen zu erzeugen; und eine geschätzte Winkelposition des Rotors, basierend auf der geschätzten Winkelgeschwindigkeit des Rotors zu erzeugen; und ein Abtastmodul, welches so gestaltet ist, um einen ersten Winkelpositionswert eines Positionssensor-Winkelpositionsausgangs (PSAPout), einen ersten Winkelgeschwindigkeitswert eines Positionssensor-Winkelgeschwindigkeitsausgangs (PSAVout) und einen geschätzten Rotor-Winkelpositionswert und einen geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeitswert der geschätzten Rotor-Winkelposition abzutasten; und ein Vergleichsmodul, welches gestaltet ist, um: den ersten Winkel-Positionswert von dem zweiten geschätzten Rotor-Winkelpositionswert abzuziehen, um einen Positionssensor-Winkelpositionsfehler (PSAPerror) zu erzeugen, und indem ders erste Winkelgeschwindigkeitswert von dem geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeitswert abgezogen wird, einen Positionssensor-Winkelgeschwindigkeitsfehler (PSAVerror) zu erzeugen und zu bestimmen, ob das Positionssensor-Winkelpositionsfehlersignal (PSAPerror) größer ist als eine Positionssensor-Winkelpositions-Fehlertoleranzschwelle (PSAPETT), und ob der Positionssensor-Winkelgeschwindigkeitsfehler (PSAVerror) größer als eine Positionssensor-Winkelgeschwindigkeits-Fehlertoleranzschwelle (PSAVETT) ist, wobei das Verifiziermodul bestimmt, dass: das Positionssensor-Ausgangssignal (PSout) ungültig ist, wenn entweder für das Positionssensor-Winkelpositionsfehlersignal (PSAPerror) bestimmt wird, dass es größer als die PSAPETT ist, oder wenn für das Positionssensor-Winkelgeschwindigkeits-Fehlersignal (PSAVerror) bestimmt wird, dass es größer als die PSAVETT ist, und das Positionssensor-Ausgangssignal (Psout) gültig ist, wenn sowohl für das Positionssensor-Winkelpositions-Fehlersignal (PSAPerror) bestimmt wird, dass es kleiner oder gleich ist als die PSAPETT, und wenn für das Positionssensor-Winkelgeschwindigkeits-Fehlersignal (PSAVerror) bestimmt wird, dass es kleiner oder gleich der PSAVETT ist.
    • 19. Vektorgesteuertes Motorantriebssystem nach Ausführungsform 18, wobei das Schätzmodul aufweist: ein Stationär-zu-Synchron-Transformationsmodul, welches so gestaltet ist, dass es die geschätzte Rotor-Winkelposition und die Dreiphasen-Kurzschlussstromsignale, welche von dem Motor gemessen werden, empfängt, und welches so gestaltet ist, dass es ein Dreiphasen-Kurzschluss-q-Achsen-Stromsignal (iq e) in einem Synchron-Referenz-Rahmen erzeugt; eine Lookup- bzw. Verweistabelle (LUT), welche eine Vielzahl von vorher festgelegten Einträgen aufweist, welche experimentell über Offline-Testen bestimmt werden, vor dem Benutzen des Systems, wobei jeder vorher festgelegte Eintrag aufweist: einen speziellen gemessenen Wert der Rotor-Winkelgeschwindigkeit und einen entsprechenden speziellen gemessenen Wert eines Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Referenzstromes (iq e*), wobei die Lookup-Tabelle so gestaltet ist, um einen speziellen vorher festgelegten Eintrag, in Antwort auf das Empfangen einer speziellen geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeit, aufzurufen und um einen speziellen gemessenen Wert des Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Referenzstromes (iq e*) auszugeben, welcher einem speziellen gemessenen Wert der Rotor-Winkelgeschwindigkeit entspricht; ein Subtrahiermodul, welches so gestaltet ist, um den Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsenstrom (iq e) von dem Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Referenzstrom (iq e*) abzuziehen, um einen Dreiphasen-Kurzschluss-q-Achsen-Stromfehler (Δiq e) zu erzeugen; einen Proportional-Integrier-(PI-)Regler, welcher so gestaltet ist, dass er das Dreiphasen-Kurzschluss-q-Achsen-Stromfehlersignal (Δiq e) empfängt und die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe) erzeugt; und ein Rotor-Winkelpositions-Schätzmodul, welches so gestaltet ist, dass es die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe) empfängt und die geschätzte Rotor-Winkelposition erzeugt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ”Clarke&Park Transforms on the TMS320C2xx,” Application Report Litersture Number: BPRA048, Texas Instruments, 2007 [0044]

Claims (10)

  1. Verfahren für das Abschätzen von Winkelinformation, welche durch einen Motor erzeugt wird, welches die folgenden Schritte aufweist: Veranlassen eines Wandlers in einem symmetrischen Dreiphasen-Kurzschluss-(STPSC-)Modus zu arbeiten, wenn ein Positionssensor in einen Fehlermodus eintritt, wobei der Positionssensor so gestaltet ist, dass er Positionssensor-Ausgangssignale (PSout) erzeugt, welche aufweisen: eine Winkelgeschwindigkeit eines Rotors des Motors bezüglich einem Stator, wenn sich der Rotor rings um den Stator bei der Winkelgeschwindigkeit dreht, und einer Winkelposition des Rotors bezüglich dem Stator, wenn sich der Rotor rings um den Stator dreht; Messen der Dreiphasen-Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignale, welche durch den Motor erzeugt werden, wenn der Wandler in dem STPCS-Modus in Antwort auf den Positionssensor arbeitet, welcher in den Fehlermodus eintritt; und Erzeugen einer geschätzten Winkelgeschwindigkeit des Rotors und einer geschätzten Winkelposition des Rotors, welche auf den Dreiphasen-Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignalen basieren.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Erzeugens einer geschätzten Winkelgeschwindigkeit den folgenden Schritt aufweist: Erzeugen der geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeit des Rotors, welche auf der geschätzten Rotor-Winkelposition und den Dreiphasen-Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignalen basiert, welche von dem Motor gemessen werden; und Integrieren der geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeit, um die geschätzte Rotor-Winkelposition zu erzeugen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, welches ferner aufweist: Benutzen der geschätzten Rotor-Winkelposition, um die Positionssensor-Ausgangssignale (PSout) während eines Positionssensor-Wiederherstellmodus (PSRM) zu verifizieren.
  4. Vektorgesteuertes Motorantriebssystem, welches speziell ein Verfahren nach den Ansprüchen 1–3 anwendet, welches aufweist: einen Motor, welcher einen Stator und einen Rotor aufweist, welcher so gestaltet ist, dass er sich rings um den Stator und bei einer Winkelgeschwindigkeit dreht, wobei der Rotor eine Winkelposition bezüglich des Stators besitzt; einen Positionssensor, welcher so gestaltet ist, dass er Positionssensor-Ausgangssignale (PSout) erzeugt, wobei die Positionssensor-Ausgangsignale (PSout) der Winkelposition des Rotors und der Winkelgeschwindigkeit des Rotors entsprechen; einen Wandler, welcher an den Motor gekoppelt ist und welcher so gestaltet ist, dass er in einem symmetrischen Dreiphasen-Kurzschluss-(STPSC-)Modus arbeitet, wenn der Positionssensor in einen Fehlermodus eintritt, wobei der Motor so gestaltet ist, dass er Dreiphasen-Kurzschlussstromsignale in einem Stationär-Referenz-Rahmen erzeugt, während der Wandler in dem STPSC-Modus arbeitet; und ein Schätzmodul, welches so gestaltet ist, dass es eine geschätzte Winkelgeschwindigkeit des Rotors und eine geschätzte Winkelposition des Rotors basierend auf den Dreiphasen-Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignalen erzeugt.
  5. Vektorgesteuertes Motorantriebssystem nach Anspruch 4, wobei das Schätzmodul ferner aufweist: ein Rotorwinkel-Geschwindigkeitsschätzmodul, welches gestaltet ist, um: eine geschätzte Winkelrotorposition und die Dreiphasen- Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignale, welche von dem Motor gemessen werden, zu empfangen; und eine geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe) zu erzeugen.
  6. Vektorgesteuertes Motorantriebssystem nach Anspruch 5, wobei das Rotor-Winkelgeschwindigkeits-Schätzmodul aufweist: ein Stationär-zu-Synchron-Transformationsmodul, welches so gestaltet ist, dass es die geschätzte Rotor-Winkelposition und die Dreiphasen-Stationär-Referenz-Rahmen-Kurzschlussstromsignale, welche von dem Motor gemessen werden, zu empfangen, und welches so gestaltet ist, dass es ein Dreiphasen- Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Stromsignal (iq e) erzeugt; eine Lookup- bzw. Verweistabelle (LUT), welche eine Vielzahl von vorher festgelegten Einträgen aufweist, welche experimentell über Offline-Testen vor dem Benutzen des Systems bestimmt werden, wobei jeder vorher festgelegte Eintrag aufweist: einen speziellen gemessenen Wert der Rotor-Winkelgeschwindigkeit und einen entsprechenden speziellen gemessenen Wert eines Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Referenzstromes (iq e*), wobei die Verweistabelle so gestaltet ist, dass sie einen speziellen vorher festgelegten Eintrag aufruft, in Antwort auf das Empfangen einer speziellen geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeit und um einen speziellen gemessenen Wert des Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschlussq-Achsen-Referenzstromes (iq e*) auszugeben, welcher einem speziellen gemessenen Wert der Rotor-Winkelgeschwindigkeit entspricht; ein Subtrahiermodul, welches so gestaltet ist, dass es den Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Strom (iq e) von dem Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Referenzstrom (iq e*) subtrahiert, um einen Dreiphasen-Kurzschluss-q-Achsen-Stromfehler (Δiq e) zu erzeugen; und einen Proportional-Integrier-(PI-)Regler, welcher so gestaltet ist, dass er den Dreiphasen-Kurzschluss-q-Achsen-Stromfehler (Δiq e) empfängt und die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe) erzeugt; und/oder ein Integrierglied, welches so gestaltet ist, dass es die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe) empfängt und dass es die geschätzte Rotor-Winkelposition (θe) erzeugt; und eine Modulus-Funktion, welche so gestaltet ist, dass sie die geschätzte Rotor-Winkelposition (θe) empfängt und die geschätzte Rotor-Winkelposition erzeugt. ein digitales Tiefpassfilter, welches so gestaltet ist, dass es die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe) in elektrischen Radian pro Sekunde empfängt und die gefilterte Rotor-Winkelgeschwindigkeit in elektrischen Radian pro Sekunde erzeugt; ein Frequenzwandlermodul, welches so gestaltet ist, dass es die gefilterte Rotor-Winkelgeschwindigkeit empfängt und ein Frequenzsignal entsprechend zu der gefilterten Rotor-Winkelgeschwindigkeit erzeugt; und ein Frequenz-zu-Geschwindigkeit-Wandlermodul, welches so gestaltet ist, dass es das Frequenzsignal empfängt und die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit in Umdrehungen pro Minute (UpM) erzeugt; und/oder ein Rotorwinkel-Positionsschätzmodul, welches so gestaltet ist, dass es die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe) empfängt und die geschätzte Rotor-Winkelposition erzeugt. ein Wandlermodul für die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit, welches so gestaltet ist, dass es die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe) in elektrischen Radian pro Sekunde empfängt und eine geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit in Umdrehungen pro Minute (UpM) erzeugt.
  7. Vektorgesteuertes Motorantriebssystem nach einem der Ansprüche 4–6, welches ferner aufweist: ein Verifiziermodul, welches so gestaltet ist, dass es die Positionssensor-Ausgangssignale (PSout) während eines Positionssensor-Wiederherstellmodus (PSRM) verifiziert.
  8. Vektorgesteuertes Motorantriebssystem nach Anspruch 7, wobei der Wandler Dreiphasen-Spannungssignale erzeugt und wobei der Motor einen Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM) aufweist, welcher Statorwicklungen aufweist, welche durch die Dreiphasen-Spannungssignale getrieben werden, und wobei der PMSM Rück-EMF-Spannungen in den Statorwicklungen während des STPSC-Modus erzeugt, welche die Dreiphasen-Kurzschluss-Stromsignale in den Statorwicklungen induzieren.
  9. In einem vektorgesteuerten Motorantriebssystem (VCMDS), welches einen Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM) aufweist, welcher aufweist: einen Stator und einen Rotor, welcher so gestaltet ist, dass er sich rings um den Stator bei einer Winkelgeschwindigkeit dreht, ein Verifiziermodul, um zu verifizieren, dass ein Absolut-Positionssensor gültige Positionssensor-Ausgangssignale (PSout) erzeugt, welche die Winkelposition des Rotors bezüglich des Stators und die Winkelgeschwindigkeit des Rotors bezüglich des Stators anzeigen, wobei das Verifiziermodul aufweist: einen Wandler, welcher an den Motor gekoppelt ist und welcher so gestaltet ist, dass er in einem Symmetrischen-Dreiphasen-Kurzschluss-(STPSC-)Modus arbeitet, wenn der Positionssensor in einen Fehlermodus eintritt, wobei der Motor so gestaltet ist, dass er, während der Wandler in dem STPSC-Modus arbeitet, erzeugt; und ein Schätzmodul, welches gestaltet ist, um: Dreiphasen-Kurzschlussstromsignale in einem Stationär-zu-Referenz-Rahmen zu empfangen; eine geschätzte Winkelgeschwindigkeit des Rotors basierend auf den Dreiphasen-Kurzschlussstromsignalen zu erzeugen; und eine geschätzte Winkelposition des Rotors, basierend auf der geschätzten Winkelgeschwindigkeit des Rotors zu erzeugen; und ein Abtastmodul, welches so gestaltet ist, um einen ersten Winkelpositionswert (PSAPout) eines Positionssensor-Winkelpositionsausgangs, einen ersten Winkelgeschwindigkeitswert (PSAVout) eines Positionssensor-Winkelgeschwindigkeitsausgangs und einen geschätzten Rotor-Winkelpositionswert und einen geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeitswert der geschätzten Rotor-Winkelposition abzutasten; und ein Vergleichsmodul, welches gestaltet ist, um: den ersten Winkel-Positionswert von dem zweiten geschätzten Rotor-Winkelpositionswert abzuziehen, um einen Positionssensor-Winkelpositionsfehler (PSAPerror) zu erzeugen, und indem ders erste Winkelgeschwindigkeitswert von dem geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeitswert abgezogen wird, einen Positionssensor-Winkelgeschwindigkeitsfehler (PSAVerror) zu erzeugen und zu bestimmen, ob das Positionssensor-Winkelpositionsfehlersignal (PSAPerror) größer ist als eine Positionssensor-Winkelpositions-Fehlertoleranzschwelle (PSAPETT), und ob der Positionssensor-Winkelgeschwindigkeitsfehler (PSAVerror) größer als eine Positionssensor-Winkelgeschwindigkeits-Fehlertoleranzschwelle (PSAVETT) ist, wobei das Verifiziermodul bestimmt, dass: das Positionssensor-Ausgangssignal (PSout) ungültig ist, wenn entweder für das Positionssensor-Winkelpositionsfehlersignal (PSAPerror) bestimmt wird, dass es größer als die PSAPETT ist, oder wenn für das Positionssensor-Winkelgeschwindigkeits-Fehlersignal (PSAVerror) bestimmt wird, dass es größer als die PSAVETT ist, und das Positionssensor-Ausgangssignal (Psout) gültig ist, wenn sowohl für das Positionssensor-Winkelpositions-Fehlersignal (PSAVerror) bestimmt wird, dass es kleiner oder gleich ist als die PSAPETT, und wenn für das Positionssensor-Winkelgeschwindigkeits-Fehlersignal (PSAVerror) bestimmt wird, dass es kleiner oder gleich der PSAVETT ist.
  10. Vektorgesteuertes Motorantriebssystem nach Anspruch 9, wobei das Schätzmodul aufweist: ein Stationär-zu-Synchron-Transformationsmodul, welches so gestaltet ist, dass es die geschätzte Rotor-Winkelposition und die Dreiphasen-Kurzschlussstromsignale, welche von dem Motor gemessen werden, empfängt, und welches so gestaltet ist, dass es ein Dreiphasen-Kurzschluss-q-Achsen-Stromsignal (iq e) in einem Synchron-Referenz-Rahmen erzeugt; eine Lookup- bzw. Verweistabelle (LUT), welche eine Vielzahl von vorher festgelegten Einträgen aufweist, welche experimentell über Offline-Testen bestimmt werden, vor dem Benutzen des Systems, wobei jeder vorher festgelegte Eintrag aufweist: einen speziellen gemessenen Wert der Rotor-Winkelgeschwindigkeit und einen entsprechenden speziellen gemessenen Wert eines Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Referenzstromes (iq e*), wobei die Lookup-Tabelle so gestaltet ist, um einen speziellen vorher festgelegten Eintrag, in Antwort auf das Empfangen einer speziellen geschätzten Rotor-Winkelgeschwindigkeit, aufzurufen und um einen speziellen gemessenen Wert des Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Referenzstromes (iq e*) auszugeben, welcher einem speziellen gemessenen Wert der Rotor-Winkelgeschwindigkeit entspricht; ein Subtrahiermodul, welches so gestaltet ist, um den Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsenstrom (iq e) von dem Dreiphasen-Synchron-Referenz-Rahmen-Kurzschluss-q-Achsen-Referenzstrom (iq e*) abzuziehen, um einen Dreiphasen-Kurzschluss-q-Achsen-Stromfehler (Δiq e) zu erzeugen; einen Proportional-Integrier-(PI-)Regler, welcher so gestaltet ist, dass er das Dreiphasen-Kurzschluss-q-Achsen-Stromfehlersignal (Δiq e) empfängt und die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe) erzeugt; und ein Rotor-Winkelpositions-Schätzmodul, welches so gestaltet ist, dass es die geschätzte Rotor-Winkelgeschwindigkeit (ωe) empfängt und die geschätzte Rotor-Winkelposition erzeugt.
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