DE102011075238A1 - Method and device for monitoring an angular position of a rotor in an electric machine - Google Patents

Method and device for monitoring an angular position of a rotor in an electric machine Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen einer Winkellage eines Rotors in einer Elektromaschine (1) beschrieben. Eine mit dem Rotor gekoppelte Winkellagedetektionsvorrichtung (3), beispielsweise in Form eines Resolvers, kann dazu dienen, eine detektierte Winkellage wiederholt zu ermitteln. Nach jedem Ermitteln wird ein Differenzwert zwischen der aktuell detektierten Winkellage und einer zuvor detektierten Winkellage bestimmt. Für den Fall, dass dieser Differenzwert größer ist als ein voreingestellter Schwellenwert, wird ein Fehlersignal ausgegeben. Das Fehlersignal gibt dabei an, dass bei der Detektion der Winkellage des Rotors ein nichtplausibler Winkellagewert ermittelt wurde und kann somit dazu dienen, Fehlansteuerungen der Elektromaschine (1) durch ein Steuergerät (9) zu verhindern.A method and a device for monitoring an angular position of a rotor in an electrical machine (1) are described. An angular position detection device (3) coupled to the rotor, for example in the form of a resolver, can serve to repeatedly determine a detected angular position. After each determination, a difference value between the currently detected angular position and a previously detected angular position is determined. In the event that this difference value is greater than a preset threshold value, an error signal is output. The error signal indicates that an implausible angular position value was determined when the angular position of the rotor was detected and can thus serve to prevent incorrect activation of the electric machine (1) by a control unit (9).

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft die Überwachung einer Winkellage eines Rotors in einer Elektromaschine.The present invention relates to the monitoring of an angular position of a rotor in an electric machine.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Elektromaschinen, wie zum Beispiel Synchronmaschinen, werden häufig in Elektro- oder Hybridfahrzeugen eingesetzt. Die Elektromaschine kann dabei häufig sowohl als Motor, um das Fahrzeug anzutreiben, als auch als Generator, um beim Abbremsen des Fahrzeugs kinetische Energie in Elektrizität umzuwandeln, dienen. Die Elektromaschine weist hierbei im Allgemeinen einen Stator auf, in dem sich ein Rotor drehen kann.Electric machines, such as synchronous machines, are often used in electric or hybrid vehicles. The electric machine can often be used both as a motor to drive the vehicle, as well as a generator to convert kinetic energy into electricity when the vehicle slows down. The electric machine generally has a stator in which a rotor can rotate.

Um die Elektromaschine mit Hilfe eines Steuergerätes korrekt für einen Motorbetrieb oder einen Generatorbetrieb ansteuern zu können, ist es im Allgemeinen nötig, dass dem Steuergerät eine Information über die augenblickliche Winkellage des Rotors bereitgestellt wird.In order to be able to control the electric machine with the aid of a control unit correctly for a motor operation or a generator operation, it is generally necessary for the control unit to be provided with information about the instantaneous angular position of the rotor.

Aus der DE 10 2009 029 396 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine bekannt, bei dem eine Winkellage mittels eines von mindestens einer Rotorwicklung des Rotors und mindestens einer Statorwicklung des Stators gebildeten Resolvers bestimmt wird.From the DE 10 2009 029 396 A1 a method for operating an electrical machine is known, in which an angular position is determined by means of a resolver formed by at least one rotor winding of the rotor and at least one stator winding of the stator.

Es wurde beobachtet, dass bei dem Ermitteln einer Winkellage Fehler auftreten können, die zu einer Fehlansteuerung der Elektromaschine führen können.It has been observed that errors can occur when determining an angular position, which can lead to a faulty activation of the electric machine.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Demgegenüber ermöglicht das hier vorgestellte Verfahren bzw. eine entsprechend betriebene Überwachungsvorrichtung bzw. Elektromaschine, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen definiert sind, ein zuverlässiges Überwachen einer Winkellage eines Rotors in einer Elektromaschine. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.In contrast, the method presented here or a correspondingly operated monitoring device or electric machine, as defined in the independent claims, enables a reliable monitoring of an angular position of a rotor in an electric machine. Advantageous embodiments are defined in the dependent claims.

Das vorgeschlagene Überwachungsverfahren weist die folgenden Schritte auf: Ein Winkellagesignal, das eine detektierte Winkellage des Rotors angibt, wird wiederholt ermittelt. Nachdem ein Winkellagesignal aktuell ermittelt wurde, wird ein Differenzwert zwischen zwei aufeinanderfolgend ermittelten Winkellagesignalen, das heißt eine Differenz zwischen dem Wert des aktuell ermittelten Winkellagesignals und einem Wert des direkt zuvor ermittelten Winkellagesignals, ermittelt. Für den Fall, dass dieser Differenzwert größer ist als ein voreingestellter Schwellenwert, wird ein Fehlersignal ausgegeben.The proposed monitoring method comprises the following steps: An angular position signal, which indicates a detected angular position of the rotor, is determined repeatedly. After an angular position signal has actually been determined, a difference value between two successively determined angular position signals, that is to say a difference between the value of the currently determined angular position signal and a value of the angular position signal determined directly beforehand, is determined. In the event that this difference value is greater than a preset threshold, an error signal is output.

Das erfindungsgemäße Überwachungsverfahren beruht unter anderem auf den folgenden Erkenntnissen und Ideen. Es sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt, um eine aktuelle Winkellage eines Rotors in einer Elektromaschine zu detektieren. Beispielsweise kann der Rotor mit einer Winkellagedetektionsvorrichtung beispielsweise in Form eines Resolvers zusammenwirken. Ein Resolver ist hierbei ein elektromagnetischer Messumformer, der dazu in der Lage ist, eine Winkellage des Rotors in eine elektrische Größe umzuwandeln. Alternativ können auch andere Winkellagedetektionsvorrichtungen, wie zum Beispiel Potentiometergeber, Inkrementalgeber und Absolutwertgeber eingesetzt werden. Als weitere Alternative kann auf einen separaten Winkellagesensor verzichtet werden und stattdessen die Winkellage mit Hilfe von Rotorwicklungen und Statorwicklungen der Elektromaschine und daran ausgeführten Messungen detektiert werden.The monitoring method according to the invention is based inter alia on the following findings and ideas. Various methods and devices are known for detecting a current angular position of a rotor in an electric machine. For example, the rotor can cooperate with an angular position detection device, for example in the form of a resolver. A resolver here is an electromagnetic transducer, which is capable of converting an angular position of the rotor into an electrical variable. Alternatively, other angular position detection devices, such as potentiometer, incremental and absolute encoders can be used. As a further alternative, it is possible to dispense with a separate angular position sensor and, instead, to detect the angular position with the aid of rotor windings and stator windings of the electric machine and measurements carried out thereon.

Es wurde beobachtet, dass ein von einer solchen Winkellagedetektionsvorrichtung detektiertes Winkellagesignal mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit fehlerhaft sein kann. Dies kann zum Beispiel darauf zurückzuführen sein, dass das Winkellagesignal aus detektierten Stromstärken und/oder detektierten Phasenverschiebungen beispielsweise innerhalb von Wicklungen des Resolvers bzw. der Elektromaschine selbst ermittelt wird und es bei einer solchen Ermittlung zu Fehlern kommen kann. Insbesondere kann es passieren, dass die Winkellage um 180° falsch ermittelt wird.It has been observed that an angular position signal detected by such an angular position detection device may be erroneous with a certain probability. This can be attributed, for example, to the fact that the angular position signal is detected from detected current strengths and / or detected phase shifts, for example, within windings of the resolver or the electric machine itself, and errors may occur in such a determination. In particular, it can happen that the angular position is determined incorrectly by 180 °.

Da das detektierte Winkellagesignal herkömmlich dazu verwendet wird, die Elektromaschine anzusteuern, kann es durch Fehler bei der Ermittlung der Winkellage zu einer Fehlansteuerung der Elektromaschine kommen. Insbesondere für den Fall, dass die Elektromaschine und der Resolver eine gleiche Polpaarzahl aufweisen, kann zum Beispiel eine um 180° falsch ermittelte Winkellage des Rotors dazu führen, dass die Elektromaschine fälschlicherweise rückwärts anstelle von vorwärts angesteuert wird.Since the detected angular position signal is conventionally used to control the electric machine, errors in the determination of the angular position can lead to a faulty activation of the electric machine. In particular, in the event that the electric machine and the resolver have the same number of pole pairs, for example, determined by 180 ° incorrect angular position of the rotor can cause the electric machine is erroneously driven backwards instead of forward.

Um eine solche Fehlansteuerung zuverlässig zu vermeiden, wird nun vorgeschlagen, ein von einer Winkellagedetektionsvorrichtung detektiertes Winkellagesignal fortwährend auf Fehler hin zu überwachen.In order to reliably avoid such a false control, it is now proposed to continuously monitor an angular position signal detected by an angular position detection device for errors.

Hierzu kann das Winkellagesignal in kurzen Zeitabständen ermittelt und mit einem vorangehenden Winkellagesignal verglichen werden. Vorzugsweise wird das Winkellagesignal periodisch ermittelt, das heißt, die Winkellage des Rotors wird in gleichen Zeitabständen bestimmt.For this purpose, the angular position signal can be determined at short intervals and compared with a preceding angular position signal. Preferably, the angular position signal is determined periodically, that is, the angular position of the rotor is determined at equal intervals.

Um die von der Winkellagedetektionsvorrichtung detektierte Winkellage zu plausibilisieren, wird anschließend für jede detektierte Winkellage ein Vergleich mit der im vorangehenden Ermittlungsschritt detektierten Winkellage durchgeführt. Hierzu wird ein Wert der vorangehend detektierten Winkellage von dem Wert der aktuell detektierten Winkellage subtrahiert und überprüft, ob der sich ergebende Differenzwert größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert. Sollte dies der Fall sein, wird davon ausgegangen, dass beim aktuellen Detektieren der Winkellage ein Fehler aufgetreten ist und es wird ein Fehlersignal ausgegeben. In order to make the angular position detected by the angular position detection device plausible, a comparison with the angular position detected in the preceding determination step is then carried out for each detected angular position. For this purpose, a value of the previously detected angular position is subtracted from the value of the currently detected angular position and it is checked whether the resulting difference value is greater than a predefined threshold value. If this is the case, it is assumed that an error has occurred during the current detection of the angular position and an error signal is output.

Das Fehlersignal kann zum Beispiel innerhalb einer Überwachungsvorrichtung dazu dienen, das aktuell detektierte Winkellagesignal auszusortieren. Dabei kann die Überwachungsvorrichtung normalerweise das Winkelsignal an ein Steuergerät weiterleiten, so dass das Steuergerät die Elektromaschine auf Basis des von der Überwachungsvorrichtung ausgegebenen, überwachten Winkellagesignals steuern kann. Wenn allerdings zwischen zwei aufeinanderfolgend ermittelten Winkellagesignalen ein übermäßig großer Differenzwert ermittelt wird und somit ein Fehlersignal ausgegeben wird, kann dies dazu führen, dass das zuletzt detektierte Winkellagesignal nicht an das Steuergerät weitergeleitet wird, so dass das Steuergerät nicht versucht, die Elektromaschine basierend auf dem fehlerbehafteten Winkellagesignal zu steuern.The error signal can, for example, within a monitoring device serve to sort out the currently detected angular position signal. In this case, the monitoring device can normally forward the angle signal to a control unit, so that the control unit can control the electric machine on the basis of the monitored angular position signal output by the monitoring device. If, however, an excessively large difference value is determined between two consecutively determined angular position signals and an error signal is output, this can lead to the last detected angular position signal not being forwarded to the control unit, so that the control unit does not attempt to operate the electric machine based on the faulty one Control angular position signal.

Der voreingestellte Schwellenwert kann insbesondere so gewählt werden, dass ein Fehlersignal ausgegeben wird, wenn der Differenzwert zwischen aufeinanderfolgend ermittelten Winkellagesignalen größer ist als das Sechsfache des Produkts aus der Maschinenpolzahl p der Elektromaschine mal der maximal zulässigen Maschinendrehzahl nmax (gemessen in Umdrehungen pro Minute) mal dem Zeitabstand Δt (gemessen in Sekunden) zwischen aufeinanderfolgenden Ermittlungen von Winkellagesignalen. Mit anderen Worten sollte der vorgegebene Schwellenwert αmax der folgenden Ungleichung genügen: αmax ≤ nmax·p·Δt· 360 / 60 In particular, the preset threshold value can be chosen such that an error signal is output if the difference value between successively determined angular position signals is greater than six times the product of the machine pole number p of the electric machine times the maximum permissible machine speed n max (measured in revolutions per minute) times the time interval Δt (measured in seconds) between successive determinations of angular position signals. In other words, the predetermined threshold α max should satisfy the following inequality: α max ≤ n max · p · Δt · 360/60

Mit anderen Worten kann der Schwellenwert αmax so gewählt werden, dass er einen Winkel angibt, um den sich der Rotor bei maximal zulässiger Maschinendrehzahl innerhalb des Zeitraums zwischen zwei aufeinanderfolgenden Winkellagesignalermittlungen weiter dreht. Die maximal zulässige Maschinendrehzahl kann hierbei beispielsweise um einen Toleranzwert größer sein als die Nenn-Maschinendrehzahl, so dass davon ausgegangen werden kann, dass die Elektromaschine im normalen Betrieb diese maximal zulässige Maschinendrehzahl nie übersteigen wird. Somit kann davon ausgegangen werden, dass für den Fall, dass bei einem Differenzwert zwischen aufeinanderfolgend ermittelten Winkellagesignalen, der größer ist als ein solcher Schwellenwert αmax, von einem Fehler bei der Detektion der Winkellage ausgegangen werden kann.In other words, the threshold α max may be selected to indicate an angle by which the rotor continues to rotate at the maximum allowable engine speed within the time period between two consecutive angular position signal determinations. In this case, the maximum permissible engine rotational speed may be greater than the rated engine rotational speed by a tolerance value, for example, so that it can be assumed that the electric motor will never exceed this maximum permissible engine rotational speed during normal operation. Thus, it can be assumed that in the event that a difference in value between successively determined angular position signals which is greater than such a threshold value α max , an error in the detection of the angular position can be assumed.

Unter der Annahme, dass insbesondere ein Fehler von 180° bei der Detektion der Winkellage zuverlässig erkannt werden soll, kann die obige Gleichung auch dazu dienen, eine Obergrenze für den Zeitabstand Δt zwischen aufeinanderfolgenden Ermittlungen von Winkelsignalen anzugeben. Hierbei sollte

Figure 00050001
sein. Mit anderen Worten sollte der Zeitabstand Δt kleiner sein als 30 geteilt durch die maximal zulässige Maschinendrehzahl mal die Maschinenpolpaarzahl.Assuming, in particular, that an error of 180 ° should be reliably detected in the detection of the angular position, the above equation can also be used to specify an upper limit for the time interval Δt between successive determinations of angle signals. This should be
Figure 00050001
be. In other words, the time interval Δt should be less than 30 divided by the maximum allowable engine speed times the machine pole pair number.

Um bei der Überwachung der Winkellage des Rotors einen Übergang des Rotorwinkels von 360° zu 0° berücksichtigen zu können, kann bei dem vorgeschlagenen Überwachungsverfahren vorgesehen sein, dass negative Differenzwerte ignoriert werden. Alternativ kann zu den entsprechenden Zeitpunkten eine Überwachung kurzzeitig ausgesetzt bzw. das Ausgeben eines Fehlersignals unterdrückt werden.In order to be able to take into account a transition of the rotor angle from 360 ° to 0 ° when monitoring the angular position of the rotor, it can be provided in the proposed monitoring method that negative difference values are ignored. Alternatively, a monitoring can be suspended for a short time or the outputting of an error signal can be suppressed at the respective times.

Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung sind hierin teilweise in Bezug auf das vorgeschlagene Überwachungsverfahren und teilweise in Bezug auf die vorgeschlagene Überwachungsvorrichtung bzw. eine mit einer solchen Überwachungsvorrichtung ausgestattete Elektromaschine beschrieben. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale miteinander kombiniert bzw. analog übertragen werden können, um auf diese Weise weitere Ausführungsformen und damit verbunden Synergieeffekte erreichen zu können.Features and advantages of embodiments of the invention are described herein in part with respect to the proposed monitoring method, and in part with respect to the proposed monitoring device or electrical machine equipped with such a monitoring device. A person skilled in the art recognizes that the features can be combined with one another or transmitted analogously in order to be able to achieve further embodiments and associated synergy effects in this way.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Beschreibung noch die Zeichnungen den Umfang der Erfindung beschränken sollen.Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which neither the description nor the drawings are intended to limit the scope of the invention.

1 zeigt eine Elektromaschine mit einer Überwachungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 shows an electric machine with a monitoring device according to an embodiment of the present invention.

2 veranschaulicht ein Überwachungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 illustrates a monitoring method according to an embodiment of the present invention.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. The figures are only schematic and not to scale.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNGEMBODIMENTS OF THE INVENTION

1 zeigt eine Elektromaschine 1, wie sie beispielsweise als Synchronmaschine in Elektrofahrzeugen eingesetzt werden kann. Ein innerhalb eines Stators drehbarer Rotor der Elektromaschine treibt eine Welle 5 an. 1 shows an electric machine 1 , as it can be used for example as a synchronous machine in electric vehicles. A rotatable within a stator rotor of the electric machine drives a shaft 5 at.

Um eine aktuelle Winkellage des Rotors detektieren zu können, ist an der Elektromaschine 1 eine Winkellagedetektionsvorrichtung 3 in Form eines Resolvers vorgesehen. Dieser Resolver kann zum Beispiel in einem zylindrischen Gehäuse zwei um 90° versetzte Statorwicklungen aufweisen, die einen in dem Gehäuse gelagerten Rotor, der mit dem Rotor der Elektromaschine 1 gekoppelt ist, mit Rotorwicklungen umschließen. Beim Rotieren des Rotors wird in den beiden Statorwicklungen jeweils eine Wechselspannung, vorzugsweise sinusförmig, erregt, wobei die Wechselspannung der beiden zueinander versetzt angeordneten Statorwicklungen um beispielsweise 90° verschoben erregt wird. Die Phasenlage der in der Rotorwicklung induzierten Spannung hängt dann von der Stellung des Rotors bzw. der Rotorwicklung ab. Während einer Umdrehung des Rotors liefert der Resolver daher eine Wechselspannung, deren Phasenlage sich von 0° bis 360° dreht. Die Phasenlage der Ausgangsspannung des Rotors in Bezug auf die Erregerspannung an den Statorwicklungen kann dabei als Maß für die Winkellage des Rotors dienen.In order to detect a current angular position of the rotor is on the electric machine 1 an angular position detection device 3 provided in the form of a resolver. This resolver can, for example, in a cylindrical housing two offset by 90 ° stator windings having a rotor mounted in the housing, which is connected to the rotor of the electric machine 1 coupled, enclose with rotor windings. When the rotor rotates, an alternating voltage, preferably sinusoidally, is excited in the two stator windings, with the alternating voltage of the two staggered stator windings being excited by, for example, 90 °. The phase position of the voltage induced in the rotor winding then depends on the position of the rotor or the rotor winding. During one revolution of the rotor, the resolver therefore supplies an alternating voltage whose phase angle rotates from 0 ° to 360 °. The phase position of the output voltage of the rotor with respect to the excitation voltage at the stator windings can serve as a measure of the angular position of the rotor.

Ein auf diese Weise erzeugtes Winkellagesignal 21 kann von der Winkellagedetektionsvorrichtung 3 in periodischen Zeitabständen Δt über eine Schnittstelle 11 an eine Überwachungsvorrichtung 7 übermittelt werden bzw. von der Überwachungsvorrichtung 7 ausgelesen werden. Ergänzend können Informationen über eine Schnittstelle 15 von der Elektromaschine 1 an die Überwachungsvorrichtung 7 übermittelt werden.An angular position signal generated in this way 21 can from the angular position detection device 3 at periodic intervals Δt via an interface 11 to a monitoring device 7 be transmitted or from the monitoring device 7 be read out. In addition, information can be provided via an interface 15 from the electric machine 1 to the monitoring device 7 be transmitted.

In der Überwachungsvorrichtung 7 wird dabei nach jeder Übermittlung eines Winkellagesignals 21 mit Hilfe einer Berechnungsvorrichtung 25 ein Differenzwert zwischen dessen Wert und dem Wert des bei der letzten Übermittlung übermittelten Winkellagesignals gebildet. Mit anderen Worten wird bestimmt, um welchen Wert sich die detektierte Winkellage des Rotors seit der letzten Messung verändert hat.In the monitoring device 7 is doing after every transmission of an angular position signal 21 with the help of a calculation device 25 a difference value between its value and the value of the transmitted during the last transmission angle signal is formed. In other words, it is determined by what value the detected angular position of the rotor has changed since the last measurement.

Wie in 2 dargestellt, verändern sich die Messwerte der Winkelsignale 21 dabei linear mit der Zeit t. Ein Übergang von 360° zu 0° wird hierbei ignoriert.As in 2 shown, the measured values of the angle signals change 21 doing linear with time t. A transition from 360 ° to 0 ° is ignored.

Sofern der von der Überwachungsvorrichtung 7 ermittelte Differenzwert Δα kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert αmax bleibt, wird von einer korrekten Detektion der Winkellage des Rotors ausgegangen und das überwachte Winkellagesignal 17 an ein Steuergerät 9 weitergeleitet. Das Steuergerät 9 kann basierend auf dem derart überwachten Winkellagesignal 17 dann ein geeignetes Signal 13 zur Steuerung der Elektromaschine 1 übertragen.Unless that of the monitoring device 7 determined difference value Δα smaller than a predetermined threshold value α max remains, is assumed by a correct detection of the angular position of the rotor and the monitored angular position signal 17 to a control unit 9 forwarded. The control unit 9 can based on the thus monitored angular position signal 17 then a suitable signal 13 for controlling the electric machine 1 transfer.

Wie in 2 dargestellt, kann es jedoch in seltenen Fällen zur Detektion eines fehlerhaften Winkellagesignals 23 kommen. Ein solches fehlerhaftes Winkellagesignal 23 führt dazu, dass der Differenzwert Δα zu dem vorangehend detektierten Winkellagesignal größer ist als der Schwellenwert αmax. Dies wird von der Überwachungsvorrichtung 7 erkannt und über eine Ausgabevorrichtung 27 wird ein entsprechendes Fehlersignal 29 ausgegeben. Das Fehlersignal 29 kann entweder innerhalb der Überwachungsvorrichtung 7 dazu verwendet werden, die Übermittlung des fehlerhaften Winkellagesignals 23 an das Steuergerät 9 zu unterdrücken. Alternativ kann das Fehlersignal 29 an das Steuergerät 9 oder eine andere Vorrichtung übermittelt werden, um geeignete Gegenmaßnahmen gegen eine Fehlansteuerung der Elektromaschine 1 auszulösen.As in 2 However, in rare cases, it can detect a faulty angular position signal 23 come. Such a faulty angular position signal 23 causes the difference value Δα to the previously detected angular position signal is greater than the threshold value α max . This is done by the monitoring device 7 detected and via an output device 27 will be a corresponding error signal 29 output. The error signal 29 can either be within the monitoring device 7 used to transmit the erroneous angular position signal 23 to the control unit 9 to suppress. Alternatively, the error signal 29 to the control unit 9 or any other device to appropriate countermeasures against a faulty control of the electric machine 1 trigger.

Mit dem beschriebenen Überwachungsverfahren bzw. der beschriebenen Überwachungsvorrichtung kann das von einer Winkellagedetektionsvorrichtung 3 ermittelte Winkellagesignal 21 kontinuierlich auf Plausibilität hin überprüft werden und somit Fehldetektionen der Winkellage erkannt werden, so dass eine Fehlansteuerung der Elektromaschine 1 zuverlässig verhindert werden kann.With the described monitoring method or the described monitoring device, this can be done by an angular position detection device 3 determined angular position signal 21 be continuously checked for plausibility and thus misdetections of the angular position are detected, so that a faulty control of the electric machine 1 can be reliably prevented.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009029396 A1 [0004] DE 102009029396 A1 [0004]

Claims (11)

Verfahren zum Überwachen einer Winkellage eines Rotors in einer Elektromaschine (1), wobei das Verfahren aufweist: wiederholtes Ermitteln eines Winkellagesignals (21), dass eine detektierte Winkellage des Rotors angibt; Ermitteln eines Differenzwertes Δα zwischen Werten zweier aufeinanderfolgender ermittelter Winkellagesignale (21); und Ausgeben eines Fehlersignals (29), wenn der Differenzwert Δα größer ist als ein voreingestellter Schwellenwert Δαmax.Method for monitoring an angular position of a rotor in an electric machine ( 1 ), the method comprising: repeatedly determining an angular position signal ( 21 ) indicating a detected angular position of the rotor; Determining a difference value Δα between values of two successive determined angular position signals ( 21 ); and outputting an error signal ( 29 ), when the difference value Δα is greater than a preset threshold Δα max . Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Fehlersignal (29) ausgegeben wird, wenn der Differenzwert Δα größer ist als das Sechsfache des Produkts aus der Maschinenpolzahl p der Elektromaschine mal der maximal zulässigen Maschinendrehzahl nmax mal dem Zeitabstand Δt zwischen aufeinanderfolgenden Ermittlungen von Winkellagesignalen (21).Method according to claim 1, wherein an error signal ( 29 ) is output when the difference value Δα is greater than six times the product of the machine pole number p of the electric machine times the maximum allowable engine speed n max times the interval Δt between successive determinations of angular position signals ( 21 ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Winkellagesignal (21) periodisch ermittelt wird.Method according to claim 1 or 2, wherein the angular position signal ( 21 ) is determined periodically. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei negative Differenzwerte ignoriert werden.Method according to one of claims 1 to 3, wherein negative difference values are ignored. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: Weiterleiten des überwachten Winkellagesignals (17) an ein Steuergerät (9), sofern kein Fehlersignal ausgegeben wird.Method according to one of claims 1 to 4, further comprising: forwarding the monitored angular position signal ( 17 ) to a control unit ( 9 ), provided no error signal is output. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Zeitabstand Δt zwischen aufeinanderfolgenden Ermittlungen von Winkellagesignalen (21) kleiner ist als das 30ig-fache des Umkehrwertes der Maschinenpolzahl p der Elektromaschine und der maximal zulässigen Maschinendrehzahl nmax.Method according to one of claims 1 to 5, wherein the time interval Δt between successive determinations of angular position signals ( 21 ) is less than 30 times the inverse of the number of machine poles p of the electric machine and the maximum allowable engine speed n max . Überwachungsvorrichtung (7) für eine Elektromaschine (1) zum Überwachen einer Winkellage eines Rotors in der Elektromaschine (1), wobei die Überwachungseinrichtung (7) dazu ausgelegt ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.Monitoring device ( 7 ) for an electric machine ( 1 ) for monitoring an angular position of a rotor in the electric machine ( 1 ), the monitoring device ( 7 ) is designed to carry out a method according to one of claims 1 to 6. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 7, aufweisend eine Schnittstelle (11) zum Übermitteln eines von einer Winkellagedetektionsvorrichtung (3) ermittelten Winkellagesignals (21); eine Berechnungsvorrichtung (25) zum Berechnen eines Differenzwertes Δα zwischen Werten zweier aufeinanderfolgender ermittelter Winkellagesignale (21); und eine Ausgabevorrichtung (27) zum Ausgeben eines Fehlersignals, wenn der Differenzwert Δα größer ist als ein voreingestellter Schwellenwert αmax.Monitoring device according to claim 7, comprising an interface ( 11 ) for transmitting one of an angular position detection device ( 3 ) determined angular position signal ( 21 ); a calculation device ( 25 ) for calculating a difference value Δα between values of two consecutively determined angular position signals ( 21 ); and an output device ( 27 ) for outputting an error signal when the difference value Δα is greater than a preset threshold α max . Elektromaschine (1) mit einem Stator, einem Rotor und einer Überwachungsvorrichtung (7) gemäß Anspruch 7 oder 8.Electric machine ( 1 ) with a stator, a rotor and a monitoring device ( 7 ) according to claim 7 or 8. Elektromaschine nach Anspruch 9, ferner aufweisend eine mit dem Rotor zusammenwirkenden Winkellagedetektionsvorrichtung (3).Electric machine according to claim 9, further comprising an angular position detecting device cooperating with the rotor ( 3 ). Elektromaschine nach Anspruch 9 oder 10, ferner aufweisend ein Steuergerät (9), wobei das Steuergerät dazu ausgelegt ist, die Elektromaschine (1) auf Basis eines von der Überwachungsvorrichtung (7) ausgegebenen, überwachten Winkellagesignals (17) zu steuern.Electric machine according to claim 9 or 10, further comprising a control device ( 9 ), wherein the controller is adapted to the electric machine ( 1 ) based on one of the monitoring device ( 7 ), monitored angular position signal ( 17 ) to control.
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