DE102015120678A1

DE102015120678A1 - Hochspannungsverriegelung auf basis hochfrequenter injektion

Info

Publication number: DE102015120678A1
Application number: DE102015120678.1A
Authority: DE
Inventors: Wei Xu; Fazal Urrahman Syed
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2016-06-02
Also published as: CN105644371A; US10389280B2; CN105644371B; US20160156290A1

Abstract

Ein Leistungsumrichter zum Ansteuern einer Elektromaschine ist dazu ausgelegt, eine Spannung an die Elektromaschine auf Basis eines hochfrequenten Injektionsstroms anzulegen. Dreiphasige Ströme werden gemessen und in eine Stromsteuerung eingegeben. Ein von der Stromsteuerung ausgegebener Spannungssollwert wird unter Verwendung einer diskreten Fourier-Transformation überwacht, um eine Mitsystem- und eine Gegensystemspannung des Spannungssollwerts zu bestimmen. Die Zeigersystemspannungen werden mit erwarteten Mitsystem- und Gegensystemspannungen verglichen. Eine Verbindungsverlust-Diagnose wird ausgegeben, falls eine Größe der Differenz zwischen den erwarteten und den eigentlichen Zeigersystemspannungen größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.

Description

Diese Anmeldung bezieht sich im Allgemeinen auf das Detektieren von Kabelverbindungen für Elektromaschinen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Hybridelektrofahrzeug oder ein Vollelektrofahrzeug enthält eine oder mehrere Elektromaschinen, die zum Fahrzeugantrieb verwendet werden. Die Elektromaschinen arbeiten im Vergleich zu einem herkömmlichen 12-Volt-Fahrzeug-Leistungssystem mit relativ hohen Spannungen und Strömen. Ein Hochspannungssystem kann den Verbindungszustand der Elektromaschinen überwachen. Eine typische Elektromaschine kann ein dreiphasiger Motor sein und Verbindung von drei Leitern zwischen der Elektromaschine und einem Leistungsumrichter enthalten. Um den Verbindungszustand zu überwachen, ist häufig eine zusätzliche Niederspannungs-Signalleitung zwischen dem Leistungsumrichter und den Elektromaschinen enthalten. Das zusätzliche Niederspannungs-Signal wird überwacht, um den Verbindungszustand zwischen dem Leistungsumrichter und den Elektromaschinen festzustellen.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein Fahrzeug enthält eine Elektromaschine und wenigstens eine Steuerung, die dazu programmiert ist, eine Spannung an die Elektromaschine anzulegen, die einem Injektionsstrom entspricht, und als Reaktion darauf, dass mit der Spannung verknüpfte Zeigersystemspannungen um einen vorbestimmten Betrag größer als vorbestimmte Zeigersystemspannungen sind, die auf Parametern des Injektionsstroms und Parametern der Elektromaschine basieren, eine Verbindungsverlust-Diagnose auszugeben. Die Frequenz des Injektionsstroms kann ein vorbestimmtes Vielfaches einer Schaltfrequenz sein, die einer Rate entspricht, mit der die Spannung geändert wird. Eine Höhe des Injektionsstroms kann eine vorbestimmte Höhe sein. Die wenigstens eine Steuerung kann weiterhin dazu programmiert sein, die Spannung anzulegen, wenn eine Drehzahl der Elektromaschine kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl ist. Die vorbestimmten Zeigersystemspannungen können auf einer Induktanz der Elektromaschine basieren. Die Spannung kann sich als Reaktion darauf erhöhen, dass die Elektromaschine abgekoppelt wird. Die wenigstens eine Steuerung kann weiterhin dazu programmiert sein, einen in der Elektromaschine gemessenen Strom aufzunehmen und die Spannung gemäß einer Differenz zwischen dem gemessenen Strom und dem Injektionsstrom zu steuern.
Ein Verfahren beinhaltet das Ausgeben einer Spannung an die Elektromaschine auf Basis eines Diagnose-Injektionsstrombezugswerts und eines gemessenen Stroms durch die Steuerung. Das Verfahren beinhaltet weiterhin das Ausgeben einer Verbindungsverlust-Diagnose als Reaktion darauf, dass mit der Spannung verknüpfte Zeigersystemspannungen um einen vorbestimmten Betrag größer als vorbestimmte Zeigersystemspannungen sind, durch die Steuerung. Die vorbestimmten Zeigersystemspannungen können auf Parametern des Diagnose-Injektionsstrombezugswerts und Parametern der Elektromaschine basieren. Die Zeigersystemspannungen können auf einer diskreten Fourier-Transformation der Spannung basieren. Die Spannung kann auf einer Differenz zwischen dem Diagnose-Injektionsstrombezugswert und dem gemessenen Strom basieren. Die Frequenz des Diagnose-Injektionsstrombezugswerts kann ein vorbestimmtes Vielfaches einer Schaltfrequenz sein, die einer Rate entspricht, mit der die Spannung geändert wird.
Ein Leistungsumrichter enthält wenigstens eine Steuerung, die dazu programmiert ist, eine Spannung an eine Elektromaschine anzulegen, die einem Injektionsstrom entspricht, und als Reaktion darauf, dass die mit der Spannung verknüpften Zeigersystemspannungen um einen vorbestimmten Betrag größer als vorbestimmte Zeigersystemspannungen sind, die auf Parametern des Injektionsstroms und Parametern der Elektromaschine basieren, eine Verbindungsverlust-Diagnose auszugeben. Die Frequenz des Injektionsstroms kann ein vorbestimmtes Vielfaches einer Schaltfrequenz sein, die einer Rate entspricht, mit der die Spannung geändert wird. Die Höhe des Injektionsstroms kann eine vorbestimmte Höhe sein. Die wenigstens eine Steuerung kann weiterhin dazu programmiert sein, die Spannung anzulegen, wenn eine Drehzahl der Elektromaschine kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl ist. Die vorbestimmten Zeigersystemspannungen können auf einer Induktanz der Elektromaschine basieren. Die Spannung kann sich als Reaktion darauf erhöhen, dass die Elektromaschine abgekoppelt wird. Die wenigstens eine Steuerung kann weiterhin dazu programmiert sein, einen Strom in der Elektromaschine zu messen und die Spannung gemäß einer Differenz zwischen dem Strom und einem gewünschten Injektionsstrom zu steuern. Die Zeigersystemspannungen können auf einer diskreten Fourier-Transformation der Spannung basieren.
Das beschriebene System gestattet, dass eine Verbindung zwischen dem Leistungsumrichter und der Elektromaschine ohne irgendwelche zusätzlichen Verbinder oder Leiter detektiert wird. Der Injektionsstrom kann so ausgewählt werden, dass er eine geringe Höhe aufweist, was die Sicherheitsbedenken, wenn keine Verbindung vorhanden ist, reduziert. Das System erfordert keine umfangreiche Kalibrierung und kann das Vorhandensein oder das Fehlen der Verbindung zuverlässig detektieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine grafische Darstellung eines Hybridfahrzeugs, die typische Triebstrang- und Energiespeicherkomponenten veranschaulicht.
2 ist ein Blockschaltbild einer beispielhaften Steuerungskonfiguration zum Detektieren einer Verbindungsverlust-Diagnose zwischen einer Elektromaschine und einem Leistungsumrichter.
3 ist ein Flussdiagramm einer beispielhaften Abfolge von Operationen zum Injizieren eines Stroms in eine Elektromaschine.
4 ist ein Flussdiagramm einer beispielhaften Abfolge von Operationen zum Detektieren einer Verbindungsverlust-Diagnose.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es werden hier Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich allerdings, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und dass andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details besonderer Komponenten zu zeigen. Daher sind hier offenbarte, spezifische strukturelle und funktionale Details nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als eine typische Grundlage, um einen Fachmann von verschiedenen Anwendungen der vorliegenden Erfindung zu unterrichten. Wie Durchschnittsfachleute verstehen werden, können verschiedene, mit Bezug auf jede der Figuren veranschaulichte und beschriebene Merkmale mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht werden, um Ausführungsformen herzustellen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben werden. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen stellen bezeichnende Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten allerdings für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungsformen erwünscht sein.
1 zeigt ein typisches Plug-in-Hybridelektrofahrzeug (PHEV). Ein typisches Plug-in-Hybridelektrofahrzeug 12 kann eine oder mehrere Elektromaschinen 14 (EM) umfassen, die mechanisch mit einem Hybridgetriebe 16 verbunden sind. Die Elektromaschinen 14 können in der Lage sein, als ein Motor oder als ein Generator zu arbeiten. Zusätzlich ist das Hybridgetriebe 16 mechanisch mit einem Verbrennungsmotor 18 verbunden. Das Hybridgetriebe 16 ist ebenfalls mechanisch mit einer Antriebswelle 20 verbunden, die mechanisch mit den Rädern 22 verbunden ist. Die Elektromaschinen 14 können Antriebs- und Entschleunigungsfähigkeit bereitstellen, wenn der Verbrennungsmotor 18 ein- oder ausgeschaltet ist. Die Elektromaschinen 14 fungieren auch als Generatoren und können Vorteile hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs bereitstellen, indem sie Energie zurückgewinnen, die im Friktionsbremssystem normalerweise als Wärme verloren gehen würde. Die Elektromaschinen 14 können auch die Fahrzeugemissionen reduzieren, indem sie es dem Verbrennungsmotor 18 gestatten, bei effizienteren Geschwindigkeiten zu arbeiten, und indem sie es dem Hybridelektrofahrzeug 12 gestatten, unter gewissen Bedingungen im elektrischen Modus mit ausgeschaltetem Verbrennungsmotor 18 betrieben zu werden.
Eine Traktionsbatterie oder der Batteriesatz 24 speichern Energie, die von den Elektromaschinen 14 verwendet werden kann. Ein Fahrzeugbatteriesatz 24 stellt typischerweise eine Hochspannungs-Gleichstrom-Ausgangsgröße bereit. Die Traktionsbatterie 24 ist mit einem oder mehreren leistungselektronischen Modulen 26 elektrisch verbunden. Das leistungselektronische Modul 26 kann auch als ein Leistungsumrichter bezeichnet werden. Ein oder mehrere Schützkontakte 42 können die Traktionsbatterie 24 von anderen Komponenten entkoppeln, wenn sie geöffnet sind, und die Traktionsbatterie 24 mit anderen Komponenten verbinden, wenn sie geschlossen sind. Das leistungselektronische Modul 26 ist ebenfalls mit den Elektromaschinen 14 elektrisch verbunden und stellt die Fähigkeit zur bidirektionalen Energieübertragung zwischen der Traktionsbatterie 24 und den Elektromaschinen 14 bereit. Zum Beispiel kann eine typische Traktionsbatterie 24 eine Gleichspannung bereitstellen, während die Elektromaschinen 14 unter Verwendung eines dreiphasigen Wechselstroms arbeiten. Das leistungselektronische Modul 26 kann die Gleichspannung in einen dreiphasigen Wechselstrom zur Verwendung durch die Elektromaschinen 14 umwandeln. In einem Energierückgewinnungsmodus kann das leistungselektronische Modul 26 den dreiphasigen Wechselstrom aus den Elektromaschinen 14, die als Generatoren fungieren, in die mit der Traktionsbatterie 24 kompatible Gleichspannung umwandeln. Die Beschreibung hier ist gleichermaßen auf ein reines Elektrofahrzeug anwendbar. Bei einem reinen Elektrofahrzeug kann das Hybridgetriebe 16 ein Getriebe sein, das mit einer Elektromaschine 14 verbunden ist, und der Verbrennungsmotor 18 ist möglicherweise nicht vorhanden.
Zusätzlich dazu, dass die Traktionsbatterie 24 Energie für den Antrieb bereitstellt, kann sie Energie für andere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen. Ein typisches System kann ein Gleichspannungswandlermodul 28 enthalten, das die Hochspannungs-Gleichstrom-Ausgangsgröße der Traktionsbatterie 24 in eine Niederspannungs-Gleichstrom-Versorgung umwandelt, die kompatibel mit anderen Fahrzeuglasten ist. Andere Hochspannungslasten 46, wie zum Beispiel Verdichter und elektrische Heizungen, können direkt mit der Hochspannung verbunden sein, ohne die Verwendung eines Gleichspannungswandlermoduls 28. Die Niederspannungssysteme können elektrisch mit einer Hilfsbatterie 30 (z. B. einer 12-V-Batterie) verbunden sein.
Das Fahrzeug 12 kann ein Elektrofahrzeug oder ein Plug-in-Hybridfahrzeug sein, bei dem die Traktionsbatterie 24 durch eine externe Leistungsquelle 36 wieder aufgeladen werden kann. Die externe Leistungsquelle 36 kann eine Verbindung zu einer Steckdose sein, die Netzleistung aufnimmt. Die externe Leistungsquelle 36 kann elektrisch mit Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) 38 verbunden sein. Das EVSE 38 kann Schaltkreise und Steuerungen bereitstellen, um die Übertragung von Energie zwischen der Leistungsquelle 36 und dem Fahrzeug 12 zu regeln und zu managen. Die externe Leistungsquelle 36 kann dem EVSE 38 elektrische Gleichstrom- oder Wechselstromleistung bereitstellen. Das EVSE 38 kann einen Ladeverbinder 40 zum Einstecken in einen Ladeport 34 des Fahrzeugs 12 aufweisen. Der Ladeport 34 kann irgendeine Portart sein, die dazu ausgelegt ist, Leistung vom EVSE 38 zum Fahrzeug 12 zu übertragen. Der Ladeport 34 kann mit einem Ladegerät oder einem On-Board-Leistungswandlungsmodul 32 elektrisch verbunden sein. Das Leistungswandlungsmodul 32 kann die aus dem EVSE 38 zugeführte Leistung konditionieren, um der Traktionsbatterie 24 die korrekten Spannungs- und Strompegel bereitzustellen. Das Leistungswandlungsmodul 32 kann an das EVSE 38 angekoppelt sein, um die Abgabe von Leistung an das Fahrzeug 12 zu koordinieren. Der EVSE-Verbinder 40 kann Pins aufweisen, die mit entsprechenden Aussparungen am Ladeport 34 ineinandergreifen. Alternativ können verschiedene Komponenten, die als elektrisch verbunden beschrieben werden, Leistung unter Verwendung einer drahtlosen induktiven Kopplung übertragen.
Eine oder mehrere Radbremsen 44 können zur Verlangsamung des Fahrzeugs 12 und zum Verhindern von Bewegung des Fahrzeugs 12 bereitgestellt werden. Die Radbremsen 44 können hydraulisch, elektrisch oder mit einer Kombination daraus betätigt werden. Die Radbremsen 44 können ein Teil eines Bremssystems 50 sein. Das Bremssystem 50 kann andere Komponenten enthalten, um die Radbremsen 44 zu betreiben. Zur Vereinfachung zeigt die Figur eine einzelne Verbindung zwischen dem Bremssystem 50 und einer der Radbremsen 44 auf. Eine Verbindung zwischen dem Bremssystem 50 und den anderen Radbremsen 44 wird impliziert. Das Bremssystem 50 kann eine Steuerung enthalten, um das Bremssystem 50 zu überwachen und zu koordinieren. Das Bremssystem 50 kann die Bremskomponenten überwachen und die Radbremsen 44 zur Fahrzeugverlangsamung steuern. Das Bremssystem 50 kann auf Fahreranweisungen ansprechen, und es kann auch autonom betrieben werden, um Merkmale, wie zum Beispiel Stabilitätskontrolle, umzusetzen. Die Steuerung des Bremssystems 50 kann ein Verfahren zum Aufbringen einer angeforderten Bremskraft umsetzen, wenn es von einer anderen Steuerung oder Unterfunktion angefordert wird.
Eine oder mehrere elektrische Lasten 46 können mit dem Hochspannungs-Bus verbunden sein. Die elektrischen Lasten 46 können eine verknüpfte Steuerung aufweisen, die die elektrischen Lasten 46 betreibt und steuert, wenn es angemessen ist. Beispiele für elektrische Lasten 46 können ein Heizmodul oder ein Klimaanlagenmodul sein.
Die verschiedenen erörterten Komponenten können eine oder mehrere verknüpfte Steuerungen aufweisen, um den Betrieb der Komponenten zu steuern und zu überwachen. Die Steuerungen können über einen seriellen Bus (z. B. Controller Area Network (CAN)) oder über diskrete Leiter in Verbindung stehen. Eine Systemsteuerung 48 kann vorhanden sein, um den Betrieb der verschiedenen Komponenten zu koordinieren.
Die Elektromaschine 14 kann mit dem leistungselektronischen Modul 26 über einen oder mehrere Leiter gekoppelt sein. Die Leiter können Teil eines Kabelstrangs zwischen der Elektromaschine 14 und dem leistungselektronischen Modul 26 sein. Das System kann eine Strategie umsetzen, um zu detektieren, dass die Leiter zwischen der Elektromaschine 14 und dem leistungselektronischen Modul 26 verbunden sind. Verschiedene Strategien können umgesetzt werden, um die Verbindung zwischen der Elektromaschine 14 und dem leistungselektronischen Modul 26 zu detektieren. Einige Strategien können einen separaten Verriegelungsleiter verwenden, der von einer Steuerung überwacht werden kann. Solch ein separater Verriegelungsleiter fügt dem System zusätzliche Kosten und Komplexität hinzu.
Eine Elektromaschine 14 kann über Signale gesteuert werden, die vom leistungselektronischen Modul 26 (auch als der Leistungsumrichter bezeichnet) bereitgestellt werden. Die Drehmomentausgangsgröße der Elektromaschine 14 kann gesteuert werden, indem eine Stromausgangsgröße des leistungselektronischen Moduls 26 gesteuert wird. Das leistungselektronische Modul 26 kann eine Gleichspannungseingabe in dreiphasige Wechselspannung und -strom umwandeln, die zur Elektromaschine 14 ausgegeben werden. Allgemein bekannte Motorsteuerungsstrategien liegen vor, um die dreiphasigen Spannungen in für Steuerungszwecke besser geeignete Signale zu transformieren.
Eine Hochspannungsverriegelungs-(HVIL-, High-Voltage Interlock)Strategie zum Detektieren, dass die Elektromaschine 14 und das leistungselektronische Modul 26 korrekt gekoppelt sind, kann umgesetzt werden. Die HVIL-Strategie kann das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein einer Verbindung ohne einen zusätzlichen Verriegelungsleiter detektieren. Die HVIL-Strategie kann das Injizieren eines hochfrequenten Stroms auf die Elektromaschine 14 beinhalten.
Das leistungselektronische Modul 26 kann so gesteuert werden, dass es sinusförmige Spannungs- und Stromsignale für die Elektromaschine 14 bereitstellt. Wenn die Elektromaschine 14 für den Antrieb gesteuert wird, kann die Frequenz der Signale proportional zur Rotationsgeschwindigkeit der Elektromaschine 14 sein. Wenn die Elektromaschine 14 nicht zum Antrieb verwendet wird, können Signale zum Prüfen der Verdrahtung injiziert werden. Die injizierten Signale können eine Amplitude und Frequenz aufweisen, die nicht bewirkt, dass die Elektromaschine 14 rotiert. Weiterhin kann die Amplitude der injizierten Signale ausreichend klein sein, um so die Risiken von Stromschlägen zu minimieren.
Bevor die Elektromaschine 14 zum Antrieb betrieben wird, kann eine Abfolge von Operationen durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Elektromaschine 14 korrekt mit dem leistungselektronischen Modul 26 gekoppelt ist. Eine Spannung kann an die Anschlüsse der Elektromaschine 14 angelegt werden, um einen Strom in der Elektromaschine 14 zu produzieren. Der Strom kann ein Signal mit relativ hoher Frequenz sein, um das Vorhandensein einer Verbindung korrekt zu detektieren.
Das leistungselektronische Modul 26 kann dazu ausgelegt sein, die Spannungs- und Stromausgangsgrößen auf eine vorbestimmte Schaltfrequenz einzustellen. Die Schaltfrequenz kann die Rate sein, mit der die Zustände der Schaltbauelemente im leistungselektronischen Modul 26 geändert werden. Die Frequenz des Injektionsstroms kann so ausgewählt werden, dass ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen der Schaltfrequenz und der Frequenz des Injektionsstroms vorliegt. Das vorbestimmte Verhältnis kann einen Wert zwischen 10 und 20 haben.
Das System kann dazu ausgelegt sein, der Elektromaschine 14 eine Spannung bereitzustellen, um einen gewünschten Strom bereitzustellen. Der gewünschte Strom kann der hochfrequente Injektionsstrom sein. Das leistungselektronische Modul 26 kann ein feldorientiertes Steuerungsschema zum Steuern der Elektromaschine 14 umsetzen. Die feldorientierte Steuerung von Elektromaschinen 14 ist allgemein im Fachgebiet bekannt, somit werden hier nur begrenzte Aspekte beschrieben.
Die feldorientierte Elektromaschinensteuerung kann ein alternierendes Koordinatensystem zum Steuern von Spannungen und Strömen der Elektromaschine 14 definieren. Das ausgewählte Koordinatensystem ermöglicht eine einfachere Steuerungslogik als das dreiphasige Koordinatensystem der Elektromaschine 14. Das ausgewählte Koordinatensystem kann die dreiphasigen Wechselspannungen und -ströme in ein Koordinatensystem transformieren, in dem Spannungen und Ströme durch Gleichspannungen und -ströme dargestellt werden. Die Transformation in Gleichstromwerte ermöglicht das Umsetzen effektiverer Steuerungen.
Das leistungselektronische Modul 26 kann einen oder mehrere Stromsensoren zum Messen von Strom in einer oder mehreren der Phasenstränge der Elektromaschine 14 enthalten. Typischerweise werden zwei Stromsensoren genutzt, und der dritte Phasenstrom wird anhand der beiden gemessenen Ströme berechnet. Eine mit dem leistungselektronischen Modul 26 verknüpfte Steuerung kann die Stromsensoren mit einer vorbestimmten Abtastrate abtasten. Die Werte jedes Phasenstroms der Elektromaschine 14 können für spätere Berechnungen im Speicher der Steuerung gespeichert werden.
Die dreiphasigen Werte können unter Verwendung einer oder mehrerer Koordinatentransformationen in ein zweiachsiges Koordinatensystem transformiert werden. Die dreiphasigen Werte können gemessene oder berechnete Werte sein. Zum Beispiel sind bei der feldorientierten Elektromaschinensteuerung Koordinatentransformationen, wie zum Beispiel die Park- und Clarke-Koordinatentransformationen, allgemein bekannt. Die Ausgangsgröße einer Koordinatentransformation kann ein Zeiger in einem stationären, zweiachsigen Bezugssystem sein. Eine mögliche Transformation aus den dreiphasigen Größen ist die Clarke-Transformation, die wie folgt ausgedrückt werden kann:
wobei gilt: X_a, X_b und X_c sind die dreiphasigen Werte, die einen Strom oder eine Spannung darstellen können.
Die Clarke-Transformation wandelt ein dreiphasiges System in das stationäre, zweiachsige Bezugssystem um. Zum Steuern kann es erwünscht sein, Berechnungen in Bezug zu einem zweiachsigen Bezugssystem durchzuführen, das in Bezug zum stationären Bezugssystem rotiert. Eine mögliche Transformation ist die Park-Transformation, die wie folgt ausgedrückt werden kann:
wobei gilt: θ ist der Winkel des rotierenden Bezugssystems in Bezug zum stationären Bezugssystem. Das rotierende Bezugssystem erweist sich für Motorsteuerungszwecke als nützlich, weil ein rotierendes Bezugssystem gewählt werden kann, in dem sich die d-Achsen- und q-Achsenwerte als Gleichstromwerte anstatt als alternierende Werte verhalten. Zum Beispiel kann ein Stromzeiger mit einer d-Komponente und einer q-Komponente zum Steuern des Stroms in der Elektromaschine 14 genutzt werden. Die d-Komponente kann eine Flusskomponente darstellen, und die q-Komponente kann eine Drehmomentkomponente darstellen.
Der Fluss und das Drehmoment der Elektromaschine 14 kann durch Einstellen der d-Komponente und der q-Komponente des Injektionsstroms gesteuert werden. Eine Flusssteuerung kann zum Einstellen der d-Komponente umgesetzt werden. Die Flusssteuerung kann eine Abweichung zwischen einem Bezugs-Flussstrom und dem gemessenen Flussstrom (d-Komponente) eingeben. Die Flusssteuerung kann einen d-Komponenten-Spannungssollwert ausgeben, der den Bezugs-Flussstrom erreichen kann. Eine Drehmomentsteuerung kann zum Einstellen der q-Komponente umgesetzt werden. Die Drehmomentsteuerung kann eine Abweichung zwischen einem Bezugs-Drehmomentstrom und dem gemessenen Drehmomentstrom (d-Komponente) eingeben. Die Drehmomentsteuerung kann einen q-Komponenten-Spannungssollwert ausgeben, der den Bezugs-Drehmomentstrom erreichen kann.
Der Vorteil des rotierenden Bezugssystems wird ersichtlich, wenn eine dreiphasige Sinusform mit einer konstanten Amplitude und Frequenz betrachtet wird. Im stationären, zweiachsigen Bezugssystem werden die X_α- und X_β-Komponenten mit der Frequenz des sinusförmigen Signals schwanken. Das gleiche Signal kann in einem rotierenden Bezugssystem dargestellt werden, das mit der gleichen konstanten Frequenz rotiert. Im rotierenden Bezugssystem werden die X_α- und X_β-Komponenten als konstante Werte auftreten.
Die Größen im rotierenden Bezugssystem können an das stationäre Bezugssystem durch Umkehr der Park-Transformation zurückgegeben werden, die wie folgt ausgedrückt werden kann:
Eine Größe im stationären, zweiachsigen Bezugssystem kann an das dreiphasige Bezugssystem unter Verwendung der Umkehr der Clarke-Transformation zurückgegeben werden, die wie folgt ausgedrückt werden kann:
Die Beschreibung oben stellt ein mögliches Koordinatentransformationsschema dar. Andere Transformationen sind möglich. Bei der eigentlichen Umsetzung können die Transformationsmatrizen kombiniert werden, um die Anzahl der erforderlichen Berechnungen zu reduzieren.
Eine Elektromaschine 14 kann einen Stator und einen Rotor enthalten. Das leistungselektronische Modul 26 kann bewirken, dass ein Strom in den Statorwicklungen fließt. Der Statorstrom induziert einen Strom in den Rotorwicklungen. Die resultierende Wechselwirkung zwischen den Stator- und den Rotorströmen kann ein Drehmoment am Rotor bewirken. Das Drehmoment kann bewirken, dass der Rotor die Rotationsgeschwindigkeit erhöht oder verringert. Die Stator- und Rotorströme können unterschiedliche Amplituden und Frequenzen aufweisen.
Ein hochfrequenter, in einem gewählten Bezugssystem definierter Strom kann in die elektrische Maschine 14 injiziert werden. Der hochfrequente Strom kann unter Bedingungen injiziert werden, in denen eine Abtriebswelle der Elektromaschine 14 nicht bereits rotiert und die Elektromaschine 14 nicht anderweitig mit Strom gesteuert wird. Die Steuerung kann ein Signal anhand eines mit der Elektromaschine 14 gekoppelten Stellungssensors überwachen, um zu bestimmen, ob die Abtriebswelle der Elektromaschine 14 rotiert. Die Abtriebswelle der Elektromaschine 14 kann als stationär betrachtet werden, falls die Drehzahl der Elektromaschine 14 kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl ist. Der Injektionsstrom kann verwendet werden, um einen Spannungssollwert im gewählten Bezugssystem zu bestimmen, der an die Elektromaschine 14 angelegt werden soll. Der Spannungssollwert für die Elektromaschine 14 kann abgetastet und zur HVIL-Detektion verarbeitet werden.
2 ist ein Blockschaltbild, das ein beispielhaftes Blockschaltbild für ein Steuerungssystem zeigt, das in einer Steuerung umgesetzt werden kann. Der Injektionsstrom im stationären Bezugssystem kann wie folgt ausgedrückt werden:
wobei gilt: I_c ist eine Amplitude des rotierenden Stromzeigers, und ω_c ist die Frequenz des rotierenden Stromzeigers. Im stationären Bezugssystem kann der Injektionsstrom ein Zeiger der Größe I_c sein, der mit der Frequenz ω_c rotiert. Die I_α-Komponente kann I_ccos(ω_ct) sein, und die I_β-Komponente kann I_csin(ω_ct) sein. Der Injektionsstrom kann durch Block 100 dargestellt werden, der den gewünschten Injektionsstrom ausgibt.
Ein zweiachsiges, rotierendes Bezugssystem mit dq-Koordinaten, das mit der Frequenz des Injektionsstroms rotiert, kann zur Injektionsstromsteuerung gewählt werden. Die gemessenen, dreiphasigen Ströme können in das stationäre Bezugssystem umgewandelt werden. Die Transformation in das stationäre Bezugssystem kann durch den Block 102 dargestellt werden. Der Block 102 kann die Transformation, wie in Gleichung (1) definiert, durchführen.
Das stationäre Bezugssystem kann weiter in ein Bezugssystem transformiert werden, das mit der Frequenz des Injektionsstroms rotiert. Die Transformation in das Injektionssignal-Bezugssystem kann durch den Block 104 dargestellt werden. Die Transformation in das Injektionssignal-Bezugssystem kann auf Basis der folgenden Gleichungen erfolgen (analog zu Gleichung (2)): I_{q HFI} = I_βcos(θ_c) – I_αsin(θ_c) (6) I_{d HFI} = I_βsin(θ_c) + I_αcos(θ_c) (7) wobei gilt: θ_c stellt eine Winkelstellung des Injektionsstroms dar, die aus der Injektionsstromfrequenz und dem Abtastzeitraum abgeleitet werden kann.
Die Gleichungen (6) und (7) können verwendet werden, um den Strom aus dem stationären Bezugssystem in ein Bezugssystem umzuwandeln, das mit dem Injektionsstrom rotiert (auch als das Injektionsstrom-Bezugssystem bezeichnet). Das Injektionsstrom-Bezugssystem kann auf ähnliche Art und Weise in das rotierende Bezugssystem transformiert werden. Im Injektionsstrom-Bezugssystem kann der Injektionsstrom aus Gleichung (5) als ein Zeiger mit einer festen d-Komponente und einer festen q-Komponente erscheinen. Es sei auch angemerkt, dass die dreiphasigen Ströme in das Injektionsstrom-Bezugssystem unter Verwendung einer kombinierten Transformation transformiert werden können (z. B. können die Blöcke 102 und 104 zu einem einzigen Block kombiniert werden).
Um die Größe und Frequenz der hochfrequenten Strominjektion genau zu steuern, kann eine Oberschwingungsstromsteuerung 106 im Injektionssignal-Bezugssystem umgesetzt werden. Die Größe des eigentlichen Stroms kann sich vom Injektionsstrombezugswert aus Gleichung (5) aufgrund der Impedanz der Leitungen und Verbinder unterscheiden.
Eines oder mehrere Abweichungssignale können als die Differenz zwischen dem Injektionsstrombezugswert und dem eigentlichen Strom berechnet werden. Die Abweichung kann sowohl für die d-Komponente als auch für die q-Komponente berechnet werden. Die Abweichungssignale können in eine Stromsteuerung 106 eingegeben werden. Die Stromsteuerung 106 kann eine Proportional-Integral-(PI-)Steuerung sein. Die Stromsteuerung 106 kann sowohl für die d-Komponente als auch für die q-Komponente umgesetzt werden. Die Ausgangsgröße der Stromsteuerung 106 kann ein Spannungssollwert im Injektionsstrom-Bezugssystem sein.
Der d-Komponenten-Spannungs- und der q-Komponenten-Spannungssollwert kann einen V_dq-Spannungssollwertzeiger darstellen. Der Spannungssollwert im Injektionsstrom-Bezugssystem kann unter Verwendung der durch Block 108 dargestellten, umgekehrten Park-Transformation in die stationären Bezugssysteme zurückgewandelt werden.
Die dq-Koordinaten des Stator-Bezugssystems können dann unter Verwendung der durch Block 110 dargestellten, umgekehrten Clarke-Transformation in die dreiphasigen Spannungen transformiert werden. Es sei angemerkt, dass die Transformationsschritte in einem Schritt kombiniert werden können, in dem die Operationen kombiniert werden, um eine Transformation aus dem Injektionsstrom-Bezugssystem in die dreiphasigen Werte zu erzielen.
Die dreiphasigen Spannungssollwerte können dem Wechselrichter 112 bereitgestellt werden. Der Wechselrichter 112 kann ein pulsbreitenmoduliertes(PWM-)Ausgangssignal an verknüpfte Schaltbauelemente steuern, um die Spannung jeder Phase zu steuern. Die resultierende Spannung kann bewirken, dass Strom in den drei Phasen der Elektromaschine 14 fließt. Unter normalen Bedingungen, wenn der Wechselrichter 112 und die Elektromaschine 14 korrekt verbunden sind, wird der durch die Elektromaschine 14 fließende Strom auf den Injektionsstrom-Bezugswert gesteuert werden. Die Stromsteuerung 106 wird den Spannungssollwert einstellen, um die Abweichung zwischen dem Injektionsstrom-Bezugswert und dem eigentlichen Strom auf Null zu steuern. Wenn eine Verbindung zwischen dem leistungselektronischen Modul 26 und der Elektromaschine 14 unterbrochen ist oder teilweise unterbrochen ist, kann die Abweichung möglicherweise nicht auf Null gesteuert werden. Dies kann zu einer Situation führen, in der sich der Spannungssollwert bei dem Versuch erhöht, die Abweichung auf Null zu steuern.
Dreiphasige Spannungen und Ströme können als eine Mitkomponente, eine Gegenkomponente und eine Nullkomponente beschrieben werden. Die Mitsystemspannung oder der Mitsystemstrom wird eine Größe und Frequenz auf Basis der dreiphasigen Spannung oder des dreiphasiges Stroms aufweisen. Ein die Mitkomponente darstellender Zeiger wird in eine erste Richtung rotieren. Die Gegensystemspannung oder der Gegensystemstrom wird eine Größe und Frequenz auf Basis der dreiphasigen Spannung oder des dreiphasiges Stroms aufweisen. Allerdings wird ein die Gegensystemkomponente darstellender Zeiger in einer Richtung rotieren, die entgegengesetzt zur ersten Richtung ist, mit der der Mitsystemzeiger rotiert.
Der Spannungssollwert kann als die Summe der Mitsystemspannung, der Gegensystemspannung und der Nullsystemspannung ausgedrückt werden. Der als die Summe ausgedrückte Spannungssollwert kann in das dq-Koordinatensystem, wie hier beschrieben wird, umgewandelt werden. Ein Spannungssollwert zum Steuern der hochfrequenten Strominjektion weist eingebettete Schenkeligkeitsinformationen (engl. saliency information) auf und kann wie folgt dargestellt werden:
wobei gilt: V_cp und V_cn stellen eine Größe eines Mitsystem- bzw. Gegensystem-Spannungssollwerts dar, und θ_r ist eine Winkelstellung des Rotors.
Das dreiphasige Spannungssollwertsignal kann in das stationäre Bezugssystem transformiert werden, wie durch Block 114 dargestellt wird. Alternativ kann das Spannungssollwertsignal verwendet werden, bevor es in die dreiphasigen Spannungen (Eingang von Block 110) transformiert wird. Die Größe der Mitsystem- und Gegensystem-Spannungssollwertkomponenten kann unter Verwendung einer diskreten Fourier-Transformation (DFT) des durch Block 116 dargestellten Spannungssollwertsignals geschätzt werden. Die geschätzte Größe der Mitsystem- und des Gegensystem-Spannungssollwerte kann mit erwarteten Werten verglichen werden, die aus Induktanzwerten der Elektromaschine abgeleitet werden. Wenn eine Differenz zwischen den geschätzten Werten und den erwarteten Werten größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, kann ein Verlust der physischen Kabelverbindung detektiert werden.
Die Gegensystem- und Mitsystem-Spannungskomponenten können aus der DFT 116 abgeleitet werden. Für den Mitsystem-Spannungssollwert kann die DFT 116 wie folgt ausgedrückt werden:
wobei gilt: N ist die Anzahl von Abtastwerten, die auf Basis von Detektionsanforderungen verwendet werden soll, f_c ist die Frequenz des injizierten Stroms, T_s ist das Abtastintervall, x_n ist der abgetastete Spannungssollwert des komplexen Zeigers V_qds, und X_k ist die Ausgangsgröße der DFT 116. Die Ausgangsgröße X_k kann eine komplexe Zahl sein, aus der eine Amplituden- und eine Phasenkomponente abgeleitet werden kann.
Für den Gegensystem-Spannungssollwert kann die DFT 116 wie folgt ausgedrückt werden:
Die Gleichung unterscheidet sich etwas, weil die Frequenz für die Gegensystemkomponente in der entgegengesetzten Richtung liegt.
Die Ausgangsgröße der DFT 116 kann eine komplexe Zahl sein und in einen Wert umgewandelt werden, der eine Amplitude und eine Phase aufweist. Die Amplitude der DFT-Ausgangsgröße kann wie folgt ausgedrückt werden:
wobei gilt: Re() ist der Realanteil des komplexen Werts, und Im() ist der Imaginärteil des komplexen Werts.
Die Ausgangsgröße jeder DFT 116 kann die angewiesene Amplitude des Mitsystems und des Gegensystems sein. Die angewiesenen Mitsystem- und Gegensystemwerte können prognostiziert werden, wie durch Block 118 dargestellt wird. Die erwarteten Werte der Mitsystem- und Gegensystemkomponenten können wie folgt ausgedrückt werden:
wobei gilt: I_s ist die Größe des hochfrequenten Injektionsstroms, und ω_c ist die Frequenz des hochfrequenten Injektionsstroms, L_d und L_q sind eine dq-Achsen-Induktanz für die Elektromaschine bei einem ungesättigten Betriebszustand, und V_pos und V_neg sind die erwarteten Mitsystem- und Gegensystem-Spannungssollwerte. Wenn die Verbindungen zwischen der Elektromaschine 14 und den leistungselektronischen Modulen 26 korrekt verbunden sind, sollten die prognostizierten Werte und die eigentlichen Werte aus der DFT in der Größe relativ nahe beieinander liegen.
Die Ausgangsgröße der DFT 116 für die Mitsystem- und Gegensystem-Amplituden können mit der zugehörigen erwarteten Amplitude verglichen werden. Der Vergleich und die Detektion können durch Block 120 dargestellt werden. Eine Differenz zwischen dem Spannungssollwert aus der DFT und dem zugehörigen erwarteten Wert kann für jeden der Mitsystem- und Gegensystem-Ausdrücke berechnet werden. Falls die Größe jeder Differenz größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, dann kann eine Verbindungsverlust-Diagnose 122 ausgegeben werden.
Das Detektionssystem kann aus einer Injektionsroutine und einer Detektionsroutine bestehen. 3 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm mit Operationen, die als Teil der Injektionsroutine umgesetzt werden können. Die Injektionsroutine kann den hochfrequenten Injektionsstrom in die Elektromaschine 14 injizieren. Die Steuerung kann die Operation 200 durchführen, um zu bestimmen, ob die HVIL aktiviert ist oder durchgeführt werden darf (HFI, hochfrequente Injektion, engl. High Frequency Injection). Eine Bedingung kann sein, dass die Elektromaschine 14 nicht anderweitig angesteuert wird und sich im Stillstand befindet. Falls bestimmt wird, dass die HVIL nicht aktiviert ist, kann die Operation 204 durchgeführt werden, um den Injektionsstrom auf Null zu setzen.
Falls bestimmt wird, dass die HVIL aktiviert ist, kann die Steuerung dann die Operation 202 durchführen, um den Phasenwinkel des Injektionsstroms zu aktualisieren. Der Phasenwinkel kann um einen auf der Injektionsfrequenz und der Abtastrate basierenden Betrag aktualisiert werden. Die Steuerung kann dann die Operation 206 durchführen, um den injizierten Stromsollwert zu berechnen, wie hier beschrieben wird. Der injizierte Stromsollwert kann sich in den Koordinaten des Injektionssignal-Bezugssystems befinden.
Die Steuerung kann dann die Operation 208 durchführen, um die dreiphasigen Ströme unter Verwendung eines oder mehrerer Stromsensoren zu messen. Die Operation 210 kann durchgeführt werden, um die gemessenen, dreiphasigen Ströme in das Injektionssignal-Bezugssystem zu transformieren, wie hier beschrieben wird. Die Operation 212 kann durchgeführt werden, die die Stromsteuerung 106 umsetzt, in der eine Abweichung zwischen dem injizierten Stromsollwert und dem eigentlichen Strom berechnet werden kann. Die Abweichung kann in eine PI-Steuerung eingegeben werden, um eine Spannungsausgangsgröße zu erzeugen. Die Spannungsausgangsgröße kann die Spannung sein, die erforderlich ist, um den gewünschten Injektionsstrom zu erzeugen. Es sei angemerkt, dass eine Steuerung für die d-Komponente und für die q-Komponente des transformierten Systems umgesetzt werden kann.
Die Operation 214 kann durchgeführt werden, um die Spannungsausgangsgröße in den dq-Koordinaten auf einen dreiphasigen Spannungssollwert zu transformieren, wie hier beschrieben wird. Die Operation 216 kann durchgeführt werden, um den Spannungsausgangssollwert in ein geeignetes Schaltmuster zu übersetzen und das Schaltmuster auf die Elektromaschine 14 anzuwenden. Der Injektionsprozess für die gegebene Iteration kann mit der Operation 218 enden. Der Prozess kann kontinuierlich mit der spezifizierten Abtastrate wiederholt werden.
4 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm einer Abfolge von Operationen, die als Teil der Detektionsroutine durchgeführt werden können. Die Detektionsroutine kann mit einer anderen Abtastrate als die Injektionsroutine durchgeführt werden. Die DFT kann zum Erzeugen einer Ausgangsgröße eine Anzahl von Abtastwerten verwenden. Die Abtastwerte können mit einer schnelleren Abtastrate erfasst werden und dann zu einem späteren Zeitpunkt verarbeitet werden. Die Steuerung kann in der Operation 300 Anweisungen ausführen, um den dreiphasigen Spannungssollwert abzutasten und zu speichern. In der Operation 302 kann der dreiphasige Spannungssollwert in das stationäre Bezugssystem transformiert werden. In der Operation 304 kann die DFT ausgeführt werden, um die Mitsystem- und Gegensystemspannungen des Spannungssollwerts zu bestimmen. In der Operation 306 können die erwarteten Mitsystem- und Gegensystem-Spannungssollwerte berechnet werden. Die Amplitude für den Mitsystem- und den Gegensystem-Spannungssollwert aus der DFT können in der Operation 308 mit dem erwarteten Mitsystem- und dem Gegensystem-Spannungssollwert verglichen werden. Im Entscheidungsblock 310 kann die Größe der Differenzen zwischen den DFT-Zeigersystemspannungen und den erwarteten (EXP) Zeigersystemspannungen mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen werden. Falls die Größe größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, dann kann die Operation 312 durchgeführt werden, um eine Verbindungsverlust-Diagnose auszugeben. Falls die Größe nicht größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, dann kann die Operation 314 durchgeführt werden, um die Verbindungsverlust-Diagnose zu löschen.
Die Verbindungsverlust-Diagnose kann einen Diagnostic Trouble Code (DTC) im nichtflüchtigen Speicher der Steuerung speichern. Die Verbindungsverlust-Diagnose kann bewirken, dass das leistungselektronische Modul 26 Ausgaben an die betroffene Elektromaschine 14 deaktiviert. Das Deaktivieren der Ausgabe kann verhindern, dass Spannung und Strom am Ausgang des leistungselektronischen Moduls 26 für Antriebszwecke angelegt bzw. eingespeist werden. Die Verbindungsverlust-Diagnose kann dem Bediener mittels einer Leuchte oder einer Warnmeldung in einem Display angezeigt werden.
Der Zustand kann weiter überwacht werden. Der hochfrequente Strom kann periodisch injiziert werden, um zu bestimmen, ob die Verbindung hergestellt worden ist. Wenn die Größe der Differenz sowohl für den Mitsystem- als auch den Gegensystem-Spannungssollwert kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist, kann die Verbindungsverlust-Diagnose gelöscht werden. Das Löschen der Verbindungsverlust-Diagnose kann normalen Betrieb des leistungselektronischen Moduls 26 und der Elektromaschine 14 zulassen. Eine Verbindungsverlust-Diagnose kann als historisierte Daten im nichtflüchtigen Speicher der Steuerung gehalten werden.
Die hier offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können zur Ausgabe an ein verarbeitendes Bauelement, an eine Steuerung oder an einen Computer geeignet sein bzw. von diesen umgesetzt werden, wobei diese irgendeine vorhandene programmierbare elektronische Steuerungseinheit oder eine zweckmäßige elektronische Steuerungseinheit enthalten können. Analog können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen gespeichert sein, die von einer Steuerung oder einem Computer in vielen Formen ausführbar sind, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, Informationen, die auf nicht beschreibbaren Speichermedien dauerhaft gespeichert sind, wie zum Beispiel auf ROM-Bauelementen, bzw. Informationen, die auf beschreibbaren Speichermedien veränderlich gespeichert sind, wie zum Beispiel auf Floppydisks, Magnetbändern, CDs, RAM-Bauelementen oder anderen magnetischen und optischen Medien. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem als Software ausführbaren Objekt umgesetzt werden. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen im Ganzen oder in Teilen unter Verwendung von geeigneten Hardware-Komponenten umgesetzt werden, wie zum Beispiel von anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits, ASICs), Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs), Zustandsautomaten, Steuerungen oder anderen Hardware-Komponenten oder -Einrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten.
Obwohl oben Ausführungsbeispiele beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen, durch die Ansprüche erfassten Formen beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe sind eher beschreibende als einschränkende Begriffe, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und vom Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Die Merkmale verschiedener Ausführungsformen können, wie vorher beschrieben wurde, kombiniert werden, so dass sie weitere Ausführungsformen der Erfindung bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder veranschaulicht werden. Obwohl verschiedene Ausführungsformen so beschrieben worden sein können, dass sie Vorteile gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungsformen nach dem Stand der Technik hinsichtlich eines oder mehrerer Soll-Charakteristika bereitstellen bzw. diesen vorzuziehen sind, verstehen Durchschnittsfachleute, dass Kompromisse hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale oder Charakteristika eingegangen werden können, um verlangte Eigenschaften des Gesamtsystems zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Umsetzungsform abhängig sind. Diese Merkmale können Kosten, Festigkeit, Langlebigkeit, Lebensdauerkosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Packaging, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Ausführungsformen, die bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungsformen nach dem Stand der Technik beschrieben werden, liegen somit nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Fahrzeug, das Folgendes umfasst: eine Elektromaschine; und wenigstens eine Steuerung, die dazu programmiert ist, eine Spannung an die Elektromaschine entsprechend einem Injektionsstrom anzulegen und als Reaktion darauf, dass mit der Spannung verknüpfte Zeigersystemspannungen um einen vorbestimmten Betrag größer als vorbestimmte Zeigersystemspannungen sind, die auf Parametern des Injektionsstroms und Parametern der Elektromaschine basieren, eine Verbindungsverlust-Diagnose auszugeben.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei eine Frequenz des Injektionsstroms ein vorbestimmtes Vielfaches einer Schaltfrequenz ist, die einer Rate entspricht, mit der die Spannung geändert wird.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Größe des Injektionsstroms eine vorbestimmte Größe ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die wenigstens eine Steuerung ferner dazu programmiert ist, die Spannung anzulegen, wenn eine Drehzahl der Elektromaschine kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die vorbestimmten Zeigersystemspannungen auf einer Induktanz der Elektromaschine basieren.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei sich die Spannung als Reaktion darauf erhöht, dass eine Verbindung zur Elektromaschine abgekoppelt wird.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die wenigstens eine Steuerung ferner dazu programmiert ist, einen in der Elektromaschine gemessenen Strom aufzunehmen und die Spannung gemäß einer Differenz zwischen dem gemessenen Strom und dem Injektionsstrom zu steuern.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Ausgeben einer Spannung an eine Elektromaschine auf Basis eines Diagnose-Injektionsstrombezugswerts und eines gemessenen Stroms durch eine Steuerung; und Ausgeben einer Verbindungsverlust-Diagnose als Reaktion darauf, dass mit der Spannung verknüpfte Zeigersystemspannungen um einen vorbestimmten Betrag größer als vorbestimmte Zeigersystemspannungen sind, durch die Steuerung.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die vorbestimmten Zeigersystemspannungen auf Parametern des Diagnose-Injektionsstrombezugswerts und Parametern der Elektromaschine basieren.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Zeigersystemspannungen auf einer diskreten Fourier-Transformation der Spannung basieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Spannung auf einer Differenz zwischen dem Diagnose-Injektionsstrombezugswert und dem gemessenen Strom basiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei eine Frequenz des Diagnose-Injektionsstroms ein vorbestimmtes Vielfaches einer Schaltfrequenz ist, die einer Rate entspricht, mit der die Spannung geändert wird.
Leistungsumrichter, der Folgendes umfasst: wenigstens eine Steuerung, die dazu programmiert ist, eine Spannung an eine Elektromaschine anzulegen, die einem Injektionsstrom entspricht, und als Reaktion darauf, dass mit der Spannung verknüpfte Zeigersystemspannungen um einen vorbestimmten Betrag größer als vorbestimmte Zeigersystemspannungen sind, die auf Parametern des Injektionsstroms und Parametern der Elektromaschine basieren, eine Verbindungsverlust-Diagnose auszugeben.
Leistungsumrichter nach Anspruch 13, wobei eine Frequenz des Injektionsstroms ein vorbestimmtes Vielfaches einer Schaltfrequenz ist, die einer Rate entspricht, mit der die Spannung geändert wird.
Leistungsumrichter nach Anspruch 13 oder 14, wobei eine Größe des Injektionsstroms eine vorbestimmte Größe ist.
Leistungsumrichter nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die wenigstens eine Steuerung ferner dazu programmiert ist, die Spannung anzulegen, wenn eine Drehzahl der Elektromaschine kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl ist.
Leistungsumrichter nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die vorbestimmten Zeigersystemspannungen auf einer Induktanz der Elektromaschine basieren.
Leistungsumrichter nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei sich die Spannung als Reaktion darauf erhöht, dass eine Verbindung zur Elektromaschine abgekoppelt wird.
Leistungsumrichter nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei die wenigstens eine Steuerung ferner dazu programmiert ist, einen Strom in der Elektromaschine zu messen und die Spannung gemäß einer Differenz zwischen dem Strom und einem gewünschten Injektionsstrom zu steuern.
Leistungsumrichter nach Anspruch 13, wobei die Zeigersystemspannungen auf einer diskreten Fourier-Transformation der Spannung basieren.