DE102011084299A1 - Method for testing drive circuit of brushless direct current motor utilized in motor car driven by heat engine, involves measuring current flowing through phase windings according to predetermined time - Google Patents

Method for testing drive circuit of brushless direct current motor utilized in motor car driven by heat engine, involves measuring current flowing through phase windings according to predetermined time Download PDF

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Abstract

The method involves comparing current with an expected current value based on applied voltage and a resistor of a set of phase windings. Tension or current vector is created in direction of a rotor layer of a rotor. The current flowing through the phase windings is measured according to predetermined time, where the predetermined time is selected in dependence of electrical and mechanical time constant of an electronic commutated synchronous machine (1). Averaging of the current value is performed by sequential measurements of the current. An independent claim is also included for an electronic control device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 und ein elektronisches Steuergerät gemäß Oberbegriff von Anspruch 8.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and an electronic control unit according to the preamble of claim 8.

Elektronisch kommutierte Synchronmaschinen mit einem permanent erregten Rotor und einem mit Phasenwicklungen versehenen Stator, auch als bürstenloser Gleichstrommotor bekannt, werden zunehmend auch in der Kraftfahrzeugindustrie eingesetzt. Eine Bestromung der typischerweise 3 Statorwicklungen erzeugt ein Magnetfeld, in dem der permanent erregte Rotor sich ausrichtet. Durch geeignetes Kommutieren der die Statorwicklungen durchfließenden Ströme entsteht eine Drehbewegung. In einer weit verbreiteten Anordnung wird die Kommutierung anhand einer mit drei statorfest montierten Hall-Sensoren ermittelten Rotorposition durchgeführt. Bei Kraftfahrzeuganwendungen gelten wegen der möglichen Personenschäden strenge Sicherheitsrichtlinien, die auch von der Ansteuerung eines beispielsweise als Aktuator in einer Reibbremse eingesetzten Elektromotors erfüllt werden müssen.Electronically commutated synchronous machines with a permanently excited rotor and a stator provided with phase windings, also known as a brushless DC motor, are increasingly being used in the automotive industry. An energization of the typically 3 stator windings generates a magnetic field in which the permanently excited rotor aligns itself. By suitable commutation of the currents flowing through the stator windings creates a rotational movement. In a widespread arrangement, the commutation is carried out using a determined with three stator-mounted Hall sensors rotor position. In automotive applications apply due to the possible personal injury strict safety guidelines that must be met by the control of an electric motor used for example as an actuator in a friction brake.

Die EP 1683263 B1 beschreibt ein Verfahren zum Betrieb einer Synchronmaschine mit einem permanent erregten Rotor und einem mit Phasenwicklungen versehenen Stator, bei dem eine Ermittlung der Rotorlage durchgeführt wird. Zur Eliminierung von Winkelfehlern bei der Ermittlung der Rotorlage wird bei lastloser Synchronmaschine mindestens ein Strom- und/oder Spannungsvektor mit definierter Zeitdauer in Richtung der ermittelten Rotorlage eingespeist, wodurch eine Ausrichtung des Rotors in die entsprechende Lage erzwungen wird.The EP 1683263 B1 describes a method for operating a synchronous machine with a permanent magnet rotor and a stator provided with phase windings, in which a determination of the rotor position is performed. To eliminate angular errors in determining the rotor position, at least one current and / or voltage vector with a defined time duration is fed in the direction of the determined rotor position in a load-less synchronous machine, whereby an orientation of the rotor is forced into the corresponding position.

Für die Regelung des Motors ist es erforderlich, die durch die Phasenwicklungen fließenden Ströme zu kennen. Ungenaue oder komplett falsche Messwerte des Stroms beeinträchtigen die Regelung und können zu weiteren Fehlern bzw. einer Beschädigung des Motors oder der angetriebenen Vorrichtung führen.For controlling the motor, it is necessary to know the currents flowing through the phase windings. Inaccurate or completely incorrect readings of the current affect the control and may lead to further errors or damage to the motor or the driven device.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überprüfung der Funktion der Strommesseinrichtungen der Phasenwicklungen zu ermöglichen.It is therefore an object of the present invention to enable a check of the function of the current measuring devices of the phase windings.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 und das elektronische Steuergerät gemäß Anspruch 8 gelöst.This object is achieved by the method according to claim 1 and the electronic control device according to claim 8.

Es wird also ein Verfahren bereitgestellt, bei dem die Ansteuerschaltung einer elektronisch kommutierten Synchronmaschine überprüft wird, wobei der gemessene Strom mit dem anhand angelegter Spannung und Widerstand der Phasenwicklung erwarteten verglichen wird. Erfindungsgemäß wird bei ruhendem Rotor ein Spannungs- oder Stromvektor in Richtung der Rotorlage angelegt wird, und nach einer vorgegebenen Zeit der Strom durch mindestens eine Phasenwicklung gemessen. Thus, a method is provided in which the drive circuit of an electronically commutated synchronous machine is checked, wherein the measured current is compared with the expected based on the applied voltage and resistance of the phase winding. According to the invention, when the rotor is stationary, a voltage or current vector is applied in the direction of the rotor position, and after a predetermined time the current is measured through at least one phase winding.

Insbesondere werden die Ströme durch alle Phasenwicklungen gemessen.In particular, the currents are measured through all phase windings.

Dies ermöglicht eine direkte Plausibilisierung des Zusammenhangs zwischen angelegter Spannung und gemessenem Strom durch die Phasenwicklungen. Zweckmäßigerweise wird ein rechteckförmiger Spannungsvektor für eine vorgegebene Zeit angelegt. Indem ein direkter Vergleich zwischen an die Phasenwicklung angelegter Spannung und durch die Phasenwicklung fließendem Strom durchgeführt wird, resultieren Ungenauigkeiten der Rotorposition nicht zwangsläufig in Fehlern bei der Überprüfung. Weiterhin ist es nicht erforderlich, dass der Rotor lastlos ist. Dadurch, dass das erfindungsgemäße Verfahren bei ruhendem Motor durchgeführt wird, fallen alle auf dynamischen Effekten beruhenden Fehler weg.This allows a direct plausibility of the relationship between the applied voltage and the measured current through the phase windings. Conveniently, a rectangular voltage vector is applied for a predetermined time. By making a direct comparison between current applied to the phase winding and current flowing through the phase winding, rotor position inaccuracies do not necessarily result in errors in the test. Furthermore, it is not necessary that the rotor is without load. The fact that the method according to the invention is carried out when the engine is at rest eliminates all errors based on dynamic effects.

Es ist vorteilhaft, wenn die vorgegebene Zeit in Abhängigkeit von elektrischer und mechanischer Zeitkonstante der Synchronmaschine gewählt wird.It is advantageous if the predetermined time is selected as a function of the electrical and mechanical time constant of the synchronous machine.

Zweckmäßigerweise werden mehrere aufeinander folgende Messungen des Stroms durchgeführt, woraufhin eine Mittelwertbildung erfolgt.It is expedient to carry out a plurality of successive measurements of the current, whereupon averaging takes place.

Bevorzugt erfolgt eine Begrenzung der Ströme durch die Statorwicklungen, insbesondere indem der anliegende Spannungsvektor durch eine Pulsweitenmodulation in der Ansteuerschaltung begrenzt wird. Eine pulsweitenmodulierte Ansteuerung der Phasenwicklungen ist einfach und kostengünstig durchführbar. Durch eine geeignete Wahl des Messzeitpunkts und/oder eine Mittelwertbildung kann eine Verfälschung des Ergebnisses vermeiden.Preferably, a limitation of the currents through the stator windings, in particular by the applied voltage vector is limited by a pulse width modulation in the drive circuit. A pulse width modulated control of the phase windings is simple and inexpensive to carry out. By a suitable choice of the time of measurement and / or an averaging, a falsification of the result can be avoided.

Bevorzugt liegt die Amplitude des Spannungsvektors zwischen 1/6 und 2/3, der Versorgungsspannung. Somit ist auch bei einer z.B. durch eine nahezu entladene Batterie geringen Versorgungsspannung noch ein hinreichender Spannungshub vorhanden, wobei gleichzeitig eine Beschädigung des Motors oder der angetriebenen Vorrichtung durch eine Begrenzung des maximal abgegebenen Drehmoments verhindert wird.The amplitude of the voltage vector is preferably between 1/6 and 2/3 of the supply voltage. Thus, even at a e.g. by a nearly discharged battery low supply voltage nor a sufficient voltage swing available, at the same time damage to the motor or the driven device is prevented by limiting the maximum torque output.

Es ist vorteilhaft, wenn anhand des gemessenen Stroms eine Temperatur der Phasenwicklung geschätzt wird, sobald der gemessene Strom innerhalb eines vorgegebenen Intervalls liegt. Somit kann die nur ungenau messbare Motortemperatur anhand eines Modells aus den gemessenen Strömen berechnet werden.It is advantageous if, based on the measured current, a temperature of the phase winding is estimated as soon as the measured current lies within a predetermined interval. Thus, the only imprecisely measurable engine temperature can be calculated based on a model of the measured currents.

Zweckmäßigerweise wird eine Fehlermeldung ausgegeben wird und/oder die Ansteuerschaltung deaktiviert, wenn der gemessene Strom außerhalb eines vorgegebenen Intervalls liegt. Somit erfolgt ein Betrieb des Motors unter Last erst nach fehlerfreier Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, da dann die Strommessung plausibilisiert wurde. Appropriately, an error message is output and / or the drive circuit is deactivated when the measured current is outside a predetermined interval. Thus, an operation of the engine under load takes place only after error-free implementation of a method according to the invention, since then the current measurement was plausibility.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Intervall in Abhängigkeit von Daten eines Temperatursensors gewählt wird. Falls ein Temperatursensor vorhanden ist, kann das Intervall daher anhand der erwarteten Widerstandsänderung der Phasenwicklung und/oder einer erwarteten Änderung der Eigenschaften anderer elektronischer Bauteile gewählt werden. Die Ansteuerschaltung sollte möglichst in einem Temperaturbereich von –40°C bis +150°C korrekt funktionieren.It is particularly expedient if the interval is selected as a function of data of a temperature sensor. Therefore, if a temperature sensor is present, the interval may be selected based on the expected resistance change of the phase winding and / or an expected change in the properties of other electronic components. The control circuit should work as well as possible in a temperature range of -40 ° C to + 150 ° C.

Die Erfindung betrifft auch eine Elektronisches Steuergerät, welches eine Ansteuerschaltung für eine elektronisch kommutierten Synchronmaschine umfasst und einen Mikroprozessor aufweist, der ein Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche durchführt, und insbesondere mit einem oder mehreren Analog-Digital-Wandlern verbunden ist.The invention also relates to an electronic control unit, which comprises a drive circuit for an electronically commutated synchronous machine and has a microprocessor, which performs a method according to at least one of the preceding claims, and in particular is connected to one or more analog-to-digital converters.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das elektronische Steuergerät Mittel zur Ansteuerung mindestens eines Magnetventils auf. Somit kann das Steuergerät sowohl einen oder mehrere Motoren als auch eine hydraulische Anlage ansteuern.According to a preferred embodiment of the invention, the electronic control unit has means for controlling at least one solenoid valve. Thus, the controller can control both one or more engines and a hydraulic system.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das elektronische Steuergerät Mittel zur Durchführung einer Schlupfregelung und/oder einer Fahrdynamikregelung eines Kraftfahrzeugs.According to a further preferred embodiment of the invention, the electronic control unit comprises means for performing a slip control and / or a vehicle dynamics control of a motor vehicle.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Steuergerät weiterhin Mittel zur Steuerung oder Regelung der Bremsen eines Kraftfahrzeugs auf, insbesondere steuert es eine oder mehrere elektromechanische Radbremse/n an.According to a preferred embodiment of the invention, the control device further comprises means for controlling or regulating the brakes of a motor vehicle, in particular it controls one or more electromechanical wheel brake (s).

Es ist vorteilhaft, wenn das elektronische Steuergerät einen Temperatursensor enthält oder mit einem Temperatursensor verbunden ist. Somit kann das Intervall erwarteter Ströme geeignet gewählt werden.It is advantageous if the electronic control unit contains a temperature sensor or is connected to a temperature sensor. Thus, the interval of expected currents can be suitably selected.

Zweckmäßigerweise enthält das elektronische Steuergerät mindestens einen Sense-FET, d.h. einen Feldeffekttransistor, der ein zum Nutzstrom proportionales Signal abgeben kann, oder einen Shunt oder einen Hall-Sensor oder einen magnetoresistiven Sensor zur Strommessung. Beispielsweise kann der Sense-FET bzw. das strommessende Bauteil mit einem Analog-Digital-Wandler eines Mikrocontrollers verbunden sein.Conveniently, the electronic control unit includes at least one sense FET, i. a field effect transistor that can deliver a signal proportional to the useful current, or a shunt or a Hall sensor or a magnetoresistive sensor for current measurement. For example, the sense FET or the current-measuring component can be connected to an analog-to-digital converter of a microcontroller.

Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines erfindungsgemäßen Steuergeräts in einem von einer Wärmekraftmaschine und/oder einer elektrischen Maschine angetriebenen Kraftfahrzeug.The invention further relates to the use of a control device according to the invention in a motor vehicle driven by a heat engine and / or an electric machine.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand von Figuren.Further preferred embodiments will become apparent from the subclaims and the following description of an embodiment with reference to figures.

Es zeigenShow it

1 eine schematische Übersicht einer elektronisch kommutierten Synchronmaschine, und 1 a schematic overview of an electronically commutated synchronous machine, and

2 eine Darstellung der Geometrie des Motors. 2 a representation of the geometry of the engine.

Wie in 1 dargestellt, umfasst eine elektronisch kommutierte Synchronmaschine 1 einen elektromechanischen Energiewandler 2, eine elektronische Steuereinrichtung 3 und ein Rotorlagengebersystem 4. Neben der Nutzung als Antrieb ist auch eine Verwendung als Generator möglich, wobei folglich mechanische Bewegung in elektrische Energie gewandelt wird. Der Stator besteht typischerweise aus 3 Phasenwicklungen, die mit U, V und W bezeichnet werden und sich in einem Sternpunkt S treffen. Prinzipiell wäre auch eine Dreieckschaltung der Phasenwicklungen möglich. Der permanent erregte Rotor ist über eine gelagerte Rotorwelle R mit einem magnetischen Encoderrad 7 verbunden. Das Magnetfeld des Encoderrads wird von digitalen Hallsensoren 6 abgetastet. Diese schalten z.B. durch, wenn sie sich im Feld eines magnetischen Nordpols befinden, und leiten keinen Strom, wenn ein magnetischer Südpol direkt benachbart ist. Die Informationen H1, H2, H3 der typischerweise 3 Hallsensoren werden von einer Schaltung 8 zur Ermittlung der Rotorlage verarbeitet. Anhand des elektrischen Winkels, welcher als Rotorlage ermittelt wurde, bestimmt eine Ansteuerschaltung 9 den an die Stränge U, V, W des Stators anzulegenden Spannungsvektor und steuert die Halbleiterschalter der Wechselrichterbrücke 5 entsprechend an. Die Wechselrichterbrücke 5 ist mit Strommesseinrichtungen ausgestattet, welche ihre Informationen an die Ansteuerschaltung 9 senden. Eine Strommesseinrichtung kann z.B. dadurch realisiert werden, dass ein Halbleiterschalter der Wechselrichterbrücke als Sense-FET ausgebildet und mit einem Analog-Digital-Wandler verbunden ist. Auch die Messung mit einem Shunt oder eine induktive Messung des Stroms mit Hall-Sensor oder magnetoresistivem Sensor ist möglich. Die elektronische Steuereinrichtung kann auch ganz oder teilweise als von einem Mikroprozessor bzw. Mikrocontroller ausgeführtes Programm implementiert sein. Die drei statorfesten Hallsensoren sind so montiert, dass bei einer Rotordrehung im Abstand von je 60° elektrischen Winkels je ein Sensor seinen Ausgangszustand wechselt, d.h. man erhält absolute elektrische Winkel, die auf 60° genau sind.As in 1 includes an electronically commutated synchronous machine 1 an electromechanical energy converter 2 , an electronic control device 3 and a rotor position encoder system 4 , In addition to use as a drive and use as a generator is possible, and thus mechanical motion is converted into electrical energy. The stator typically consists of 3 Phase windings, which are designated by U, V and W and meet in a neutral point S. In principle, a delta connection of the phase windings would also be possible. The permanently excited rotor is via a mounted rotor shaft R with a magnetic encoder wheel 7 connected. The magnetic field of the encoder wheel is from digital Hall sensors 6 sampled. These switch, for example, when they are in the field of a magnetic north pole, and do not conduct electricity when a magnetic south pole is directly adjacent. The information H1, H2, H3 typically 3 Hall sensors are powered by a circuit 8th processed to determine the rotor position. Based on the electrical angle, which was determined as the rotor position, determines a drive circuit 9 the to be applied to the strands U, V, W of the stator voltage vector and controls the semiconductor switches of the inverter bridge 5 accordingly. The inverter bridge 5 is equipped with current measuring devices which send their information to the drive circuit 9 send. A current measuring device can be realized, for example, in that a semiconductor switch of the inverter bridge is designed as a sense FET and connected to an analog-to-digital converter. The measurement with a shunt or an inductive measurement of the current with Hall sensor or magnetoresistive sensor is possible. The electronic control device can also be wholly or partially as by a microprocessor or Microcontroller executed program implemented. The three stator-fixed Hall sensors are mounted in such a way that, when the rotor rotates at a distance of 60 ° electrical angle, one sensor each changes its initial state, ie absolute electrical angles of 60 ° are obtained.

2 zeigt eine schematische Darstellung der Geometrie des Motors, bei der das statorfeste (α, β)-Koordinatensystem und das rotorfeste (d, q)-Koordinatensystem eingezeichnet ist. Der magnetische Fluss des Rotors zeigt in Richtung der d-Achse, und die Drehachse geht senkrecht durch die Nullpunkte der beiden Koordinatensysteme. 2 shows a schematic representation of the geometry of the motor, in which the stator fixed (α, β) coordinate system and the rotor fixed (d, q) coordinate system is located. The magnetic flux of the rotor points in the direction of the d-axis, and the axis of rotation passes vertically through the zero points of the two coordinate systems.

Im (d, q)-Koordinatensystem lauten die klassischen elektrodynamischen Gleichungen usd = Rs·isd + d / dtΨrd – ωe·Ψrq usq = Rs·isq + d / dtΨrq – ωe·Ψrd mit:

usd:
in d-Richtung angelegter Spannungsvektor
usq:
in q-Richtung angelegter Spannungsvektor
Rs:
Widerstand der Phasenwicklung
ωe:
elektrische Drehgeschwindigkeit des Stators
Ψrd:
magnetischer Fluss des Rotors in d-Richtung
Ψrq:
magnetischer Fluss des Rotors in q-Richtung (nahezu 0)
In the (d, q) coordinate system are the classical electrodynamic equations u sd = R s * i sd + d / dtΨ rd - ω e · Ψ rq u sq = R s * i sq + d / dtΨ rq - ω e · Ψ rd With:
u sd :
in the d-direction applied voltage vector
u sq :
in the q-direction applied voltage vector
R s:
Resistance of the phase winding
ω e :
electrical rotation speed of the stator
Ψ rd :
magnetic flux of the rotor in d-direction
Q rq :
magnetic flux of the rotor in q-direction (almost 0)

Bei ruhendem Motors gilt ωe = 0, weiterhin sind d / dt Ψrd= 0 und d / dt Ψrq = 0.When the engine is stationary, ω e = 0, and furthermore d / dt Ψ rd = 0 and d / dt Ψ rq = 0.

Dann sind die Gleichungen usd = Rs·isd usq = Rs·isq d.h. eine in d-Richtung, also entlang des magnetischen Flusses des Rotors angelegte Spannung verursacht nur einen Strom mit derselben Ausrichtung, der somit kein Drehmoment erzeugt. Da der Strom direkt proportional zur angelegten Spannung ist, kann die korrekte Funktion der Phasenwicklung inklusive Anschlüsse und der Motorlagesensorik überprüft werden.Then the equations u sd = R s i i sd u sq = R s * i sq ie a voltage applied in the d-direction, ie along the magnetic flux of the rotor, causes only a current with the same orientation, thus producing no torque. Since the current is directly proportional to the applied voltage, the correct function of the phase winding including connections and the motor position sensor can be checked.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst also vorzugsweise die folgenden Schritte:

  • 1. Prüfen, ob der Rotor in Ruhe ist
  • 2. Anlegen einer Spannung in Richtung des magnetischen Flusses des Rotors (d-Richtung)
  • 3. Prüfen, ob der Rotor (im Rahmen der vorliegenden Win kelauflösung) ruhend in seiner Lage geblieben ist
  • 4. Messen des Stroms durch die Phasenwicklung(en)
  • 5. Prüfen, ob der gemessene Strom innerhalb vorgegebener Grenzen liegt
The method according to the invention therefore preferably comprises the following steps:
  • 1. Check if the rotor is at rest
  • 2. Applying a voltage in the direction of the magnetic flux of the rotor (d-direction)
  • 3. Check whether the rotor (in the context of the present win kelauflösung) has remained dormant in its position
  • 4. Measuring the current through the phase winding (s)
  • 5. Check that the measured current is within preset limits

Zwischen dem Anlegen des Spannungsvektors und dem Überprüfen der Rotorposition wird für eine von der mechanischen (Ausrichten des Rotors) und elektrischen (Einschwingen des Stromes) Zeitkonstante abhängige Zeitdauer gewartet.Between the application of the voltage vector and the checking of the rotor position, one waits for a time period dependent on the mechanical (alignment of the rotor) and electrical (transient of the current) time constant.

Die elektrische Zeitkonstante τ errechnet sich im Wesentlichen aus der Induktivität L und dem Widerstand RS der Phasenwicklung:

Figure 00100001
Zur elektrischen Zeitkonstanten wird die mechanische Zeitkonstante addiert, welche z.B. von dem Trägheitsmoment des Rotors abhängig ist. Vorzugsweise wird die Summe mit einem vorgegebenen Faktor multipliziert, der insbesondere zwischen 3 und 5 liegt. Somit hat das aus Ansteuerschaltung und Phasenwicklung(en) bestehende System ausreichend Zeit, um sich einzuschwingen und eine statische Ruhelage zu erreichen. The electrical time constant τ is essentially calculated from the inductance L and the resistance R S of the phase winding:
Figure 00100001
For the electrical time constant, the mechanical time constant is added, which depends, for example, on the moment of inertia of the rotor. Preferably, the sum is multiplied by a predetermined factor, which is in particular between 3 and 5. Thus, the drive circuit and phase winding (s) system has sufficient time to settle and reach a static rest position.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Spannungsvektor für eine Zeitdauer von 25ms +–5ms angelegt, bevor eine Strommessung erfolgt.According to a preferred embodiment of the invention, the voltage vector is applied for a period of 25ms + -5ms before current measurement.

Es ist vorteilhaft, wenn die Amplitude des Spannungsvektors derart gewählt wird, dass eine effektive Spannung zwischen 2,0 V und 5,0 V, insbesondere 3,0 V +–0,5 V, an der Phasenwicklung anliegt. Somit sind genügend Stellreserven vorhanden, damit Schwankungen der Betriebsspannung (bei Automobilanwendungen also 12 V) die Messung nicht beeinträchtigen.It is advantageous if the amplitude of the voltage vector is selected such that an effective voltage between 2.0 V and 5.0 V, in particular 3.0 V + -0.5 V, is applied to the phase winding. Thus, sufficient parking reserves are available so that fluctuations in the operating voltage (in automotive applications so 12 V) does not affect the measurement.

Der Bereich möglicher bzw. plausibler Ströme ist abhängig von der Stellgenauigkeit des Spannungs- bzw. Stromvektors. Kennt man die durch die begrenzte Auflösung und Toleranzen von elektronischen Bauteilen bestimmte Ungenauigkeit der Pulsweitenmodulations-Schaltung, sowie die möglichen Schwankungen der Versorgungsspannung bzw. des Versorgungsstroms, so kann der temperaturabhängige Strombereich ermittelt werden. Somit wird eine defekte Schaltung und/oder Phasenwicklung erkannt, wenn der gemessene Strom außerhalb eines anhand der konstruktiven Parameter der Ansteuerschaltung und/oder elektrischen Maschine berechneten Intervalls liegt.The range of possible or plausible currents depends on the positioning accuracy of the voltage or current vector. If one knows the inaccuracy of the pulse width modulation circuit determined by the limited resolution and tolerances of electronic components, as well as the possible fluctuations of the supply voltage or of the supply current, then the temperature-dependent current range can be determined. Thus, a defective circuit and / or phase winding is detected when the measured current is outside of an calculated based on the design parameters of the drive circuit and / or electrical machine interval.

Da der gemessene Strom im Wesentlichen von dem Widerstand der Phasenwicklung abhängt, und der Zusammenhang zwischen Temperaturzunahme und Widerstandszunahme z.B. für Kupfer sehr genau bekannt ist, kann auch eine Temperaturschätzung vorgenommen werden. Wird der Zusammenhang während der Fertigung unter kontrollierten Bedingungen kalibriert und entsprechende Werte in einem nichtflüchtigen Speicher hinterlegt, ist eine hohe Genauigkeit erreichbar.Since the measured current depends essentially on the resistance of the phase winding, and the relationship between Temperature increase and resistance increase, for example, is very well known for copper, a temperature estimate can be made. If the connection is calibrated during production under controlled conditions and corresponding values stored in a non-volatile memory, a high degree of accuracy can be achieved.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1683263 B1 [0003] EP 1683263 B1 [0003]

Claims (12)

Verfahren, bei dem die Ansteuerschaltung einer elektronisch kommutierten Synchronmaschine überprüft wird, wobei der gemessene Strom mit dem anhand angelegter Spannung und Widerstand der Phasenwicklung erwarteten verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei ruhendem Rotor ein Spannungs- oder Stromvektor in Richtung der Rotorlage angelegt wird, und nach einer vorgegebenen Zeit der Strom durch mindestens eine Phasenwicklung, insbesondere alle Phasenwicklungen, gemessen wird.Method in which the drive circuit of an electronically commutated synchronous machine is checked, wherein the measured current is compared with the expected based on applied voltage and resistance of the phase winding, characterized in that when the rotor is stationary, a voltage or current vector is applied in the rotor position, and after a predetermined time the current through at least one phase winding, in particular all phase windings, is measured. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Zeit in Abhängigkeit von elektrischer und mechanischer Zeitkonstante der Synchronmaschine gewählt wird.A method according to claim 1, characterized in that the predetermined time is selected in dependence on electrical and mechanical time constant of the synchronous machine. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere aufeinander folgende Messungen des Stroms durchgeführt werden, woraufhin eine Mittelwertbildung erfolgt.A method according to claim 1 or 2, characterized in that a plurality of successive measurements of the current are carried out, whereupon an averaging takes place. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude des Spannungsvektors zwischen 1/6 und 2/3 der Versorgungsspannung liegt. Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the amplitude of the voltage vector is between 1/6 and 2/3 of the supply voltage. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des gemessenen Stroms eine Temperatur der Phasenwicklung geschätzt wird, sobald der gemessene Strom innerhalb eines vorgegebenen Intervalls liegt.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that, based on the measured current, a temperature of the phase winding is estimated as soon as the measured current is within a predetermined interval. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fehlermeldung ausgegeben wird und/oder die Ansteuerschaltung deaktiviert wird, wenn der gemessene Strom außerhalb eines vorgegebenen Intervalls liegt.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that an error message is output and / or the drive circuit is deactivated when the measured current is outside a predetermined interval. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Intervall in Abhängigkeit von Daten eines Temperatursensors gewählt wird.A method according to claim 6, characterized in that the interval is selected in dependence on data of a temperature sensor. Elektronisches Steuergerät, welches eine Ansteuerschaltung für eine elektronisch kommutierte Synchronmaschine umfasst, gekennzeichnet durch einen Mikroprozessor, der ein Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche durchführt, und insbesondere mit einem oder mehreren Analog-Digital-Wandlern verbunden ist.Electronic control device comprising a drive circuit for an electronically commutated synchronous machine, characterized by a microprocessor, which performs a method according to at least one of the preceding claims, and in particular with one or more analog-to-digital converters is connected. Elektronisches Steuergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Mittel zur Steuerung oder Regelung der Bremsen eines Kraftfahrzeugs aufweist, insbesondere eine oder mehrere elektromechanische Radbremse/n ansteuert. Electronic control unit according to claim 8, characterized in that this means for controlling or regulating the brakes of a motor vehicle, in particular one or more electromechanical wheel brake / n drives. Elektronisches Steuergerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen Temperatursensor enthält oder mit diesem verbunden ist.Electronic control unit according to claim 8 or 9, characterized in that it contains a temperature sensor or is connected thereto. Elektronisches Steuergerät nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mindestens einen Sense-FET oder Shunt oder Hall-Sensor oder magnetoresistiven Sensor zur Strommessung enthält.Electronic control unit according to at least one of claims 8 to 10, characterized in that it contains at least one sense FET or shunt or Hall sensor or magnetoresistive sensor for current measurement. Verwendung eines Steuergeräts nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 11 in einem von einer Wärmekraftmaschine und/oder einer elektrischen Maschine angetriebenen Kraftfahrzeug.Use of a control device according to at least one of claims 8 to 11 in a motor vehicle driven by a heat engine and / or an electric machine.
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