DE102013211041A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges Download PDF

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges, bei welchem ein Positionssignal eines Rotors des Elektromotors von einer, außerhalb einer Drehachse des Elektromotors an einem Stator des Elektromotors angeordneten Sensorik abgenommen wird und von einer Auswerteeinheit hinsichtlich der Position des Elektromotors ausgewertet wird, wobei nach einer Erkennung einer Änderung des Positionssignals eine Kommutierung einer Ansteuerung des Elektromotors ausgelöst wird. Bei einem Verfahren, bei welchem die Genauigkeit der Positionserkennung erhöht wird, nach der Erkennung der Änderung des Positionssignals eine Bestimmung der aktuellen Position des Rotors ausgeführt wird, wobei die Kommutierung des Elektromotors in Abhängigkeit von der detektierten aktuellen Position des Rotors ausgelöst wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges, bei welchem ein Positionssignal eines Rotors des Elektromotors von einer, außerhalb einer Drehachse des Elektromotors an einem Stator des Elektromotors angeordneten Sensorik abgenommen wird und von einer Auswerteeinheit hinsichtlich der Position des Elektromotors ausgewertet wird, wobei nach einer Erkennung einer Änderung des Positionssignals eine Kommutierung einer Ansteuerung des Elektromotors ausgelöst wird.
  • In modernen Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, werden zunehmend automatisierte Kupplungen eingesetzt, wie sie in der DE 10 2011 014 936 A1 beschrieben sind. Der Einsatz solcher Kupplungen hat den Vorteil des verbesserten Fahrkomforts und führt dazu, dass häufiger in Gängen mit langer Übersetzung gefahren werden kann. Die dabei verwendeten Kupplungen sind in hydraulischen Kupplungssystemen eingesetzt, bei welchen ein elektrohydraulischer Aktor, der von einem elektrisch kommutierten Elektromotor angetrieben wird, über eine Hydraulikleitung mit der Kupplung verbunden ist.
  • Zur korrekten Kommutierung weist der Elektromotor einen Sensor auf, welcher die Position des Elektromotors während des Betriebes des Aktors detektiert. Die DE 20 2006 008 962 U1 offenbart ein System zum Erfassen der Lage des Rotors mit einer Geberstruktur, die an dem Rotor angebracht und mit diesem bewegbar ist.
  • Insbesondere bei Elektromotoren, bei welchen die Sensoren außerhalb der Drehachse des Elektromotors angeordnet sind, ist eine hohe Positionsauflösung notwendig. Der Rotor des Elektromotors weist aber nur eine begrenzte Anzahl von Polpaaren auf, aus welchen eine vorgegebene Anzahl von Flanken der Sensorik zur Positionsbestimmung genutzt werden können (6). Ein Magnetgeberring ist drehfest mit einer Rotorhohlwelle, beispielsweise an einem Wellenende verbunden, weshalb der Hauptmagnetring on-axis befestigt ist. Die Sensorik, die ein von dem Hauptmagnetring aufgespanntes Magnetfeld detektiert, ist beispielsweise am Stator des Motors (off-axis) befestigt und dreht sich somit nicht mit der Motorhohlwelle mit.
  • Zur Positionsbestimmung können verschiedene Sensoren benutzt werden, wie beispielsweise Hall-Sensoren, Linear-Sensoren oder Inkremental-Sensoren. So besteht bei Hall-Sensoren der Nachteil, dass der Elektromotor nicht beliebig positioniert werden kann und eine Auflösung der Sensorsignale nur begrenzt ist, da die Anzahl der Magnetpole des Hauptmagnetringes des Rotors gleich der Anzahl der Magnetpole in einem Sensorring der Sensorik ist. Dies bedingt eine maximal vorgegebene Auflösung.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Position eines Elektromotors anzugeben, bei welchem die Auflösung des Positionssignals beliebig vergrößert werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass nach der Erkennung der Änderung des Positionssignals eine Bestimmung der aktuellen Position des Rotors ausgeführt wird, wobei die Kommutierung des Elektromotors in Abhängigkeit von der detektierten aktuellen Position des Rotors ausgelöst wird. Da die tatsächliche Position des Rotors nach einem Flankenwechsel der Sensorik jedes Mal neu bestimmt wird, kann sichergestellt werden, dass immer eine korrekte Kommutierung des Elektromotors erfolgt und dieser infolge der Kommutierung immer in die gewünschte Drehrichtung betrieben wird.
  • Vorteilhafterweise wird im Ergebnis der Positionsbestimmung des Rotors ein Kommutierungsmuster für den Elektromotor bestimmt. Somit liegt der Erkennung der tatsächlichen Position des Rotors die Festlegung der entsprechenden Drehrichtung des Rotors zugrunde, welche durch das anzulegende Kommutierungsmuster bestimmt wird.
  • In einer Ausgestaltung wird das digitale Positionssignal hinsichtlich seiner Flanken ausgewertet, wobei bei jeder n-ten-Flanke eine Kommutierung ausgelöst wird. Die Auslösung der Kommutierung der n-ten-Flanke entspricht dabei dem Verhältnis der Anzahl der Polpaare eines Hauptmagneten des Rotors zur Anzahl der Polpaare eines Sensorringes. Dadurch wird eine hochgenaue Auflösung des Positionssignals realisiert.
  • In einer Variante wird eine Position des Rotors des Elektromotors mit dem anliegenden Kommutierungsmuster angesteuert, wobei eine Drehrichtung des Elektromotors mittels der auftretenden Flanke des Positionssignals ausgewertet wird, um ein Kommutierungsmuster für eine vorgegebene Drehrichtung des Elektromotors zu bestimmen. Durch die, durch die Kommutierung initiierte Bewegungsrichtung des Rotors kann festgestellt werden, ob der Rotor sich in die gewünschte Richtung dreht. Ist dies nicht der Fall, so muss auf ein anderes Kommutierungsmuster zurückgegriffen werden. Somit lässt sich auf einfache Art und Weise und sehr schnell das richtige Kommutierungsmuster und die Position des Rotors feststellen.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird beim Starten des Elektromotors eine Startlage des Rotors bestimmt. Somit lässt sich schon beim Start des Elektromotors das auszuwählende Kommutierungsmuster einfach bestimmen, um sicher zu stellen, dass der Elektromotor auch in die gewünschte Richtung betrieben wird.
  • Ferner wird die Kommutierung als Blockkommutierung ausgeführt, wobei die durch die Erhöhung der Auflösung erhaltenen Zwischenpositionen durch ein anderes Kommutierungsverfahren angefahren werden. Bei der Blockkommutierung handelt es sich um eine geläufige Kommutierung, bei welcher immer zwei Phasen des Elektromotors bestromt werden, wobei die dritte Phase unbestromt bleibt. Weitere Kommutierungsverfahren, mittels welchen die Zwischenpositionen angefahren werden, können beispielsweise eine Sinuskommutierung oder eine Trapezkommutierung sein.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges, bei welcher ein Rotor des Elektromotors eine fest vorgegebene Anzahl von Polen aufweist, die abwechselnd in zueinander entgegengesetzte Richtung magnetisiert sind und mit einem Stator über einen Luftspalt zusammenwirken, wobei am Stator ein Positionssignal mittels einer außerhalb der Drehachse des Elektromotors angeordneten Sensorik abgenommen wird, welche einen Sensorring mit einer Anzahl von alternierend angeordneten Polen aufweist. Bei einer Vorrichtung, welche eine hohe Auflösung bei der Bestimmung der Position des Elektromotors erlaubt, weist der Sensorring mindestens die doppelte Anzahl von Polen auf als der Rotor des Elektromotors. Durch die veränderte Anzahl der Pole am Geberring gegenüber den Polen am Hauptmagnetring des Rotors ist eine Vergrößerung der Auflösung und somit eine höhere Genauigkeit bei der Positionsbestimmung des Rotors des Elektromotors möglich. Für noch größere Auflösungen kann eine Interpolationssensorik durch die Verdopplung der Anzahl der Pole des Sensorringes vereinfacht werden. Mittels dieser Ausgestaltung und mit Hilfe der beschriebenen Verfahrensschritte kann auf jede Hall-Flanke eines Hallsensors kommutiert werden. Die Erhöhung der Genauigkeit der Positionsbestimmung des Elektromotors wird insbesondere durch die verbesserte Auflösung infolge der einfachen Vergrößerung der Anzahl der Magnetpole am Geberring realisiert.
  • Vorteilhafterweise weist die Sensorik zur Bestimmung der Position des Rotors drei Magnetfeldschalter auf. Die Magnetfeldschalter stellen durch ihre Flanken die entsprechende Positionsinformation bereit. Der Elektromotor kann somit hochdynamisch betrieben werden und erreicht trotzdem eine sehr hohe Positionsauflösung.
  • Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
  • Es zeigen:
  • 1: eine vereinfachte Darstellung eines Kupplungsbetätigungssystems zur Betätigung einer automatisierten Reibkupplung,
  • 2: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sensorringes des Elektromotors gemäß 1,
  • 3: ein Ausführungsbeispiel der Zuordnung eines Inkrementalsignals zur Kommutierung,
  • 4: ein Ausführungsbeispiel zur Erläuterung des Zusammenhangs des Bitmusters, wenn der Sensorring gegenüber den Hauptmagneten des Rotors die doppelte Polzahl aufweist,
  • 5: ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren,
  • 6: Zuordnung von Sensorring zu den Hauptmagneten des Rotors nach dem Stand der Technik.
  • Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • In 1 ist ein Kupplungsbetätigungssystem 1 für eine automatisierte Kupplung vereinfacht dargestellt. Das Kupplungsbetätigungssystem 1 ist in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges einer Reibkupplung 2 zugeordnet und umfasst einen Geberzylinder 3, der über eine, auch als Druckleitung bezeichnete Hydraulikleitung 4 mit einem Nehmerzylinder 5 verbunden ist. In dem Nehmerzylinder 5 ist ein Nehmerkolben 6 hin und her bewegt, der über ein Betätigungsorgan 7 und unter Zwischenschaltung eines Lagers 8 die Reibungskupplung 2 betätigt.
  • Der Geberzylinder 3 ist über eine Verbindungsöffnung mit einem Ausgleichsbehälter 9 verbindbar. In dem Geberzylinder 3 ist ein Geberkolben 10 bewegbar. Von dem Geberkolben 10 geht eine Kolbenstange 11 aus, die in Längserstreckung des Geberzylinders 3 zusammen mit dem Geberkolben 10 translatorisch bewegbar ist. Die Kolbenstange 11 des Geberzylinders 3 ist über eine Gewindespindel 12 mit einem elektromotorischen Stellantrieb 13 gekoppelt. Der elektromotorische Stellantrieb 13 umfasst einen als kommutierten Gleichstrommotor ausgebildeten Elektromotor 14 und eine Auswerteeinheit 15. Die Gewindespindel 12 setzt eine Drehbewegung des Elektromotors 14 in eine Längsbewegung der Kolbenstange 11 bzw. des Geberzylinderkolbens 10 um. Die Reibungskupplung 2 wird somit durch den Elektromotor 14, die Gewindespindel 12, den Geberzylinder 3 und den Nehmerzylinder 5 automatisiert betätigt. In dem elektromotorischen Antrieb 13 ist eine Sensorik 16 integriert, welche die Aufgabe hat, die Position des Elektromotors 14 für eine korrekte Ansteuerung durch die Auswerteeinheit 15 zu sensieren.
  • 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Rotor 17 des Elektromotors 14, welcher an seinem inneren Umfang Hauptmagnete 18 aufweist. Gegenüber seinem Außenumfang ist ein Sensorring 19 der Sensorik 16 feststehend angeordnet, welcher aber die doppelte Anzahl von Magnetpolen aufweist. Dieser Sensorring 19 ist an einem nicht dargestellten Stator des Elektromotors 14 befestigt, welcher die Sensorik 16 trägt, die außerhalb der Drehachse des Elektromotors 14 angeordnet ist. Die Sensorik 16 umfasst drei nicht weiter dargestellte Hall-Sensoren, welche für die Positionserfassung des Rotors 17 genutzt werden. Die Hall-Sensoren tasten das sich durch den Geberring 19 ändernde Magnetfeld ab und geben dabei Sensorsignale aus. Die Ausgangssignale der in der Sensorik 16 enthaltenden Hall-Sensoren werden dabei direkt in die Interrupt-Eingänge eines Mikroprozessors eingelesen, welcher in der Auswerteeinheit 15 positioniert ist und der die, von den Hall-Sensoren abgegebenen Flanken der Sensorsignale zählt. Bei jeder Flanke wird ein Interrupt ausgelöst.
  • Um auf jede Flanke der Hall-Sensoren kommutieren zu können, wird beim Start des Elektromotors 14 dessen Startlage detektiert. Im vorliegenden Fall treten aufgrund der verdoppelten Anzahl der Magnetpole des Sensorringes 19 die doppelte Anzahl von Kommutierungsmustern pro elektrischer Umdrehung des Elektromotors 14 auf. Die Kommutierungsmuster sind dabei um genau 180° gedreht. Um festzustellen, in welche Richtung die Kommutierung erfolgen muss und somit das korrekte Kommutierungsmuster auszuwählen, wird zunächst beim Start des Elektromotors 14 mit einem anliegenden Kommutierungsmuster, wie es in 3 dargestellt ist, kommutiert. In 3 entspricht das dargestellt Bitdesign der darüber angeordneten Dezimalzahl.
  • Wird nun der Elektromotor 14 mit dem anliegenden Kommutierungsmuster angesteuert und dabei der richtige Sektor bestromt, bewegt sich der Rotor 17 in die gewünschte Richtung. Es kann aber auch vorkommen, dass das Kommutierungsmuster eine Bewegung des Elektromotors 14 entgegen der Wunschrichtung auslöst. Sobald es jedoch zu einer Bewegung des Rotors 17 des Elektromotors 14 und damit zu einer neuen Flanke eines der Hall-Sensoren kommt, kann detektiert werden, in welche Richtung der Elektromotor 14 dreht. Dies wird innerhalb sehr kurzer Zeit ausgewertet und kann damit ohne Probleme in der Hochstartphase des Elektromotors 14 vollzogen werden, um während des Betriebes des Elektromotors 14 immer das richtige Kommutierungsmuster angehen zu können.
  • Nach der Feststellung der Position des Elektromotors 14 wird wie bereits beschrieben die Kommutierung ausgelöst. 3 zeigt eine Standard-Blockkommutierung, wobei in Abbildung a eine Bewegungsrichtung des Elektromotors 14 im Uhrzeigersinn abgebildet ist, während Abbildung b die Bewegung des Elektromotors 14 entgegen dem Uhrzeigersinn darstellt. Die drei zu bestromenden Phasen U, V, W des Elektromotors 14 werden dabei von den drei Hall-Sensoren Hall1, Hall2, Hall3 überwacht, wobei die Hall-Sensoren Hall1, Hall2, Hall3 innerhalb der Sensorik 16 nebeneinander mit einem Abstand einer Polbreite n eines Hauptmagneten 18 des Rotors 17 angeordnet sind. Bei der Blockkommutierung wird der Elektromotor 14 so angesteuert, dass immer eine Phase U, V, W stromlos ist, während die anderen beiden Phasen U, V, W bestromt werden.
  • Aufgrund des noch zu beschreibenden Ablaufes wird die Position des Rotors 17 der idealen Kommutierungsposition zugeordnet. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für das Verfahren zur Bestimmung der Position des Rotors 17. Die obere Zeile stellt die durch jeweils eine Dezimalzahl dargestellt Kommutierungsumschaltung des Sensorringes 19 dar. Die darunter stehende Zeile entspricht der Dezimalzahl der Kommutierungsumschaltung der Hauptmagnete 18 des Rotors 17. Mit Hilfe dieser Darstellung soll nun der Schritt der Bestimmung des richtigen Kommutierungsmusters näher erläutert werden. Es wird angenommen, dass die Sensorik 16 einen Flankenwechsel detektiert, der durch den Sensorringes 19 ausgelöst wurde und welcher der Dezimalzahl 4 entspricht. Dabei stellt die Auswerteelektronik 15 fest, dass dieser Flankenwechsel 4 in der Kommutierungsperiode mehrfach auftritt. Ausgehend von dem letzten Flankenwechsel 4 des Sensorringes 19 wird dem Hauptmagneten 18 des Rotors 17 der Flankenwechsel 5 oder 4 zugeordnet. Da der Flankenwechsel 4 des Sensorringes 19 in der vorliegenden Tabelle dem Flankewechsel 5 des Hauptmagneten 18 gegenüberliegt, wird davon ausgegangen, dass die richtige Kommutierung dem Flankenwechsel 5 entspricht.
  • Wird aber festgestellt, dass der Flankenwechsel 4 des Geberringes 19 nicht von den Flankenwechseln 5 bzw. 4 des Hauptmagneten 18 ausgelöst wurde, wird auf den vorhergehenden Flankenwechsel 4 des Sensorringes 19 zurück gegriffen, wo ein Flankenwechsel 2 bzw. 3 der Hauptmagnete 18 möglich war. Da beim vorhergehenden Flankenwechsel 4 des Sensorringes 19 gemäß 4 ein Flankenwechsel 2 des Hauptmagneten 18 auftrat, wird davon ausgegangen, dass dieser Position das Kommutierungsmuster 0110 entspricht, was durch die Dezimalzahl 2 charakterisiert ist. Bei diesem Kommutierungsmuster erfolgt eine Bestromung der Phasen V und U des Elektromotors 14, während die Phase W unbestromt bleibt. Wird auch hierbei keine Übereinstimmung festgestellt, so wird eine Fehlerreaktion ausgeführt.
  • 5 zeigt ein vollständiges Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der richtigen Position des Rotors 17 des Elektromotors 14, um die Doppeldeutigkeit der vorhandenen Kommutierungsmuster zu isolieren.
  • Es wird davon ausgegangen, dass in einer ersten Position des Rotors 17 die Hall-Sensoren Hall1, Hall2, Hall3 den Flankenwechsel mit der Dezimalzahl u = 5 des Sensorringes 19 detektieren. Dabei wird festgestellt, dass dieser Flankenwechsel 5 dem Flankenwechsel 1 oder 5 des Hauptmagneten 18 des Rotors 17 gegenüberliegen kann. Wird festgestellt, dass der Flankenwechsel 5 des Hauptmagneten 18 dem Flankenwechsel 5 des Sensorringes 19 gegenüberliegt, wird eine, dem Flankenwechsel 4 entsprechende Kommutierungsposition ausgelöst. Führt dieser Vergleich zu keinem Ergebnis, so wird der vorhergehende Flankenwechsel 5 des Sensorringes 19 ausgewertet, bei welchem die Flankenwechsel 6 oder 2 des Hauptmagneten 18 des Rotors 17 auftraten. Wurde beim Flankenwechsel 5 des Sensorringes 19 der Flankenwechsel 2 des Hauptmagneten 18 ausgeführt, wird dafür der entsprechende Kommutierungsschritt 010 ausgelöst. Führt der Vergleich zu keinem Ergebnis, wird eine Fehlerreaktion ausgelöst.
  • Nach der Untersuchung des Flankenwechsels 5 wird der Flankenwechsel 4 des Sensorringes 19 untersucht. Auch hier wird die aktuelle Position des Rotors 17 festgestellt, indem überprüft wird, ob der Flankenwechsel 4 des Sensorringes 19 den Flankenwechsel 5 oder 4 des Hauptmagneten 18 gegenüberliegen. Bei der Feststellung, dass der Flankenwechsel 5 des Hauptmagneten 18 dem Flankenwechsel 4 des Sensorringes 19 entspricht, wird der entsprechende Kommutierungsschritt 100 ausgelöst. Ist dies nicht der Fall, so wird der vorhergehende Flankenwechsel 4 des Sensorringes 19 ausgewertet, welcher entweder dem Flankenwechsel 2 oder dem Flankenwechsel 3 des Hauptmagneten 18 gegenüber liegen konnte. Wird festgestellt, dass der Flankenwechsel 2 des Hauptmagneten 18 wirksam war, wird das entsprechende Kommutierungmuster 010 initiiert. Liegt keine Übereinstimmung vor, wird entsprechend eine Fehlerreaktion ausgelöst.
  • Nach der Überprüfung des Flankenwechsels 4 des Sensorringes 19 wird der Flankenwechsel 6 des Sensorringes 19 untersucht. Der Flankenwechsel 6 des Geberringes 19 kann dabei den Flankenwechseln 5 oder 4 des Hauptmagneten 18 entsprechen. Trifft der Flankenwechsel 4 des Hauptmagneten zu, erfolgt der Kommutierungsschritt 100. Bei negativem Vergleich wird der vorhergehende Flankenwechsel 6, der durch die Sensorik detektiert wurde, ausgewertet, wobei der Flankenwechsel 2 oder 3 des Hauptmagneten 18 möglich war. Wird festgestellt, dass der Flankenwechsel 3 aktiv war, wird auch hier das entsprechende Kommutierungsmuster 011 ausgelöst. Bei fehlender Übereinstimmung erfolgt eine Fehlerreaktion.
  • Anschließend wird der Flankenwechsel 2 des Sensorringes 19 betrachtet und detektiert, dass diesem ein Flankenwechsel 4 oder 6 des Hauptmagneten 18 entsprechen konnte. Gemäß der vorliegenden Tabelle in 4 wurde der Flankenwechsel 4 des Hauptmagneten 18 ausgeführt. Ist dies nicht der Fall, wird die vorhergehende Flankewechsel 2 ausgewertet, welchem die Flankenwechsel 3 oder 1 des Hauptmagneten 18 entsprachen. In diesem Fall war der Flankenwechsel 3 aktiv, so dass sich daraus das Kommutierungsmuster 011 ergibt. Auch hier schließt sich eine Fehlerreaktion bei nicht vorhandener Übereinstimmung an.
  • Nach dem Flankenwechsel 2 des Sensorringes 19 wird der Flankenwechsel 3 des Sensorringes 19 in analoger Weise betrachtet, wobei zunächst festgestellt wird, ob dieser den Flankenwechseln 4 oder 6 des Hauptmagneten 18 entsprach. Wie der Tabelle in 4 zu entnehmen ist, traten in diesem Fall die Flankenwechsel 4 bzw. 6 des Hauptmagneten 18 auf, wobei der Flankenwechsel 6 aktiv auftrat. Trat keiner der beiden Flankenwechsel 4 bzw. 6 des Hauptmagneten 18 auf, wird der vorhergehende Flankenwechsel 3 des Sensorringes 19 betrachtet, wo der Flankenwechsel 3 den Flankenwechseln 3 bzw. 1 des Hauptmagneten 18 entsprach. Wird hier detektiert, dass Flankenwechsel 1 des Hauptmagneten 18 auftrat, wird aus dieser Lageposition das entsprechende Kommutierungmuster 001 veranlasst.
  • Beim Flankenwechsel 1 des Sensorringes 19 wird geprüft, ob dieser dem Flankenwechsel 6 oder dem Flankenwechsel 2 des Hauptmagneten 18 entsprach. Wird festgestellt, dass der Flankenwechsel 6 des Hauptmagneten 18 aufgetreten ist, wird das Kommutierungsmuster 110 ausgelöst. Ist dies nicht der Fall, wird geprüft, ob der vorhergehende Flankenwechsel 1 den Flankenwechseln 1 oder 5 des Hauptmagneten 18 entsprach. Wurde festgestellt, dass der Flankenwechsel 1 des Sensorringes 19 dem Flankenwechsel 1 des Hauptmagneten 18 entsprach, wird auch hier das entsprechende Kommutierungsmuster 001 zur Ansteuerung des Elektromotors 14 ausgewählt.
  • Das erläuterte Verfahren und die erläuterte Vorrichtung umfassen einen Sensorring 19 für eine Rotorlagesensorik eines Elektromotors 14 mit mindestens einer doppelten Anzahl von Geberpolen als Hauptpole des Elektromotors 14. Dies führt zu einer Verdoppelung der Auflösung und somit zu einer Erhöhung der Genauigkeit der Positionsbestimmung des Elektromotors 14. Aus dieser Verdoppelung der Geberpole ergibt sich ein spezielles Verfahren zur Kommutierung, um trotz der doppelten Anzahl von Flankenwechseln der Hallsensoren das richtige Kommutierungsmuster für die Ansteuerung des Elektromotors 14 zu erkennen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kupplungsbetätigungssystem
    2
    Reibkupplung
    3
    Geberzylinder
    4
    Hydraulikleitung
    5
    Nehmerzylinder
    6
    Nehmerkolben
    7
    Betätigungsorgan
    8
    Lager
    9
    Ausgleichsbehälter
    10
    Geberkolben
    11
    Kolbenstange
    12
    Gewindespindel
    13
    Stellantrieb
    14
    Elektromotor
    15
    Auswerteeinheit
    16
    Sensorik
    17
    Rotor
    18
    Hauptmagnete
    19
    Sensorring
    u
    Flankenwechsel des Sensorringes
    y
    Flankenwechsel des Hauptmagneten
  • 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 Patentliteratur
    • DE 102011014936 A1 [0002]
    • DE 202006008962 U1 [0003]

Claims (8)

  1. Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges, bei welchem ein Positionssignal eines Rotors (17) des Elektromotors (14) von einer, außerhalb einer Drehachse des Elektromotors (14) an einem Stator des Elektromotors (14) angeordneten Sensorik (16) abgenommen wird und von einer Auswerteeinheit (15) hinsichtlich der Position des Elektromotors (14) ausgewertet wird, wobei nach einer Erkennung einer Änderung des Positionssignals eine Kommutierung einer Ansteuerung des Elektromotors (14) ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Erkennung der Änderung des Positionssignals eine Bestimmung der aktuellen Position des Rotors (17) ausgeführt wird, wobei die Kommutierung des Elektromotors (14) in Abhängigkeit von der detektierten aktuellen Position des Rotors (17) ausgelöst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Ergebnis der Positionsbestimmung des Rotors (17) ein Kommutierungsmuster für den Elektromotor (14) bestimmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das digitale Positionssignal hinsichtlich seiner Flanken ausgewertet wird, wobei bei jeder n-ten-Flanke eine Kommutierung ausgelöst wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Position des Rotors (17) des Elektromotors (14) mit dem anliegenden Kommutierungsmuster angesteuert wird, wobei eine Drehrichtung des Elektromotors (14) mittels der auftretenden Flanke des Positionssignals ausgewertet wird, um ein Kommutierungsmuster für eine vorgegebene Drehrichtung des Elektromotors (14) zu bestimmen.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Start des Elektromotors (14) eine Startlage des Rotors (17) bestimmt wird.
  6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommutierung als Blockkommutierung ausgeführt wird, wobei die durch die Erhöhung der Auflösung erhaltenen Zwischenpositionen durch ein anderes Kommutierungsverfahren angefahren werden.
  7. Vorrichtung zur Bestimmung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges, bei welcher ein Rotor (17) des Elektromotors (14) eine fest vorgegebene Anzahl von Polen aufweist, die abwechselnd in zueinander entgegengesetzter Richtung magnetisiert sind und mit einem Stator über einen Luftspalt zusammenwirken, wobei am Stator ein Positionssignal mittels einer außerhalb der Drehachse des Elektromotors (14) angeordneten Sensorik (16) abgenommen wird, welche einen Sensorring (19) mit einer Anzahl von alternierend angeordneten Polen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorring (19) mindestens die doppelte Anzahl von Polen aufweist als der Rotor (17) des Elektromotors (14).
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik zur Bestimmung der Position des Rotors (17) drei Magnetfeldschalter aufweist.
DE102013211041.3A 2013-06-13 2013-06-13 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Position eines Elektromotors, insbesondere in einem Kupplungsbetätigungssystem eines Kraftfahrzeuges Ceased DE102013211041A1 (de)

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