DE102015214596A1 - Verfahren zum Ermitteln einer Position eines Rotors einer elektrischen Maschine - Google Patents

Verfahren zum Ermitteln einer Position eines Rotors einer elektrischen Maschine Download PDF

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    • H02P9/009—Circuit arrangements for detecting rotor position

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Position eines Rotors (120) in Bezug zu einem Stator (110) einer elektrischen Maschine (100) mit permanent erregtem Rotor (120) und mehreren Wicklungen (111, 112, 113) für den Stator (110) oder umgekehrt, wobei mittels einer Bestromung wenigstens einer der Wicklungen (111) eine Änderung einer Induktivität der Wicklung (111) ermittelt wird, und wobei anhand der Änderung der Induktivität der Wicklung (111) die Position des Rotors (120) in Bezug zu dem Stator (110) ermittelt wird

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Position eines Rotors einer elektrischen Maschine sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
  • Stand der Technik
  • Elektrische Maschinen mit permanent erregtem Rotor und einer Wicklung für den Stator, insbesondere sog. bürstenlose Gleichstrommotoren, können bspw. über einen Mikrocontroller angesteuert werden. Die Rotorposition der elektrischen Maschine kann sich nach einem Abschalten beliebig einstellen. Insbesondere gibt es hier in der Regel auch keine Vorzugsposition.
  • Da bei einem Einschalten der elektrischen Maschine immer eine initiale Kommutierung verwendet werden muss, kann es daher dazu kommen, dass sich der Rotor anfangs kurzzeitig in die falsche Richtung bewegt, wenn die genaue Position des Rotors nicht bekannt ist und somit nicht bekannt ist, welche Kommutierung verwendet werden muss.
  • Insbesondere bei der Verwendung solcher elektrischen Maschine bei Kraftstofffördersystemen, bspw. in einem Kraftfahrzeug, kann dies dazu führen, dass Kraftstoff zunächst in die falsche Richtung gefördert wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Ermitteln einer Position eines Rotors einer elektrischen Maschine sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Vorteile der Erfindung
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Ermitteln einer Position eines Rotors in Bezug zu einem Stator einer elektrischen Maschine mit permanent erregtem Rotor und mehreren Wicklungen für den Stator oder umgekehrt, d.h. mit permanent erregtem Stator und mehreren Wicklung für den Rotor. Bei der elektrischen Maschine kann es sich insbesondere um einen bürstenlosen Gleichstrommotor handeln. Dabei wird mittels einer Bestromung wenigstens einer der Wicklungen eine Änderung einer Induktivität der wenigstens einen Wicklung erzeugt, diese ermittelt und anhand der Änderung der Induktivität der wenigstens einen Wicklung wird die Position des Rotors in Bezug zu dem Stator ermittelt. Insbesondere kann die Änderung der Induktivität der wenigstens einen Wicklung ermittelt werden, indem eine durch die Bestromung, welche insbesondere mehrere Strompulse umfasst, hervorgerufene Änderung der magnetischen Flussdichte ermittelt wird. Weiter insbesondere können auch mehrere oder alle der Wicklungen entsprechend bestromt und deren Änderung der Induktivität ermittelt werden.
  • Die Erfindung macht sich dabei zunutze, dass die Induktivität der Wicklung von der relativen Permeabilität eines Materials im Bereich der Wicklung abhängt. Die relative Permeabilität wiederum ist, insbesondere für ferromagnetische Materialien, insbesondere Eisen, keine lineare Funktion. Vielmehr ist die magnetische Flussdichte, deren Verhältnis zur zugrundeliegenden magnetischen Feldstärke die relative Permeabilität bestimmt, eine nicht-lineare Funktion dieser magnetischen Feldstärke. Insbesondere für hohe magnetische Felder nimmt die magnetische Flussdichte mit zunehmender magnetischer Feldstärke nur noch gering zu. Dies ist bspw. sehr deutlich anhand der sog. Magnetisierungskurve von bspw. Eisen zu sehen.
  • Bei einer elektrischen Maschine, wie sie beschrieben wurde, ist nun die an der Stelle der Wicklung, bzw. einer von mehreren Wicklungen, vorherrschende magnetische Feldstärke eine Überlagerung einer von einem oder mehreren Permanentmagneten des Rotors bzw. des Stators erzeugten magnetischen Feldstärke und einer von einer Bestromung der Wicklung hervorgerufenen magnetischen Feldstärke. Wird nun ein bspw. vorbestimmter Strombetrag auf die Wicklung gegeben, so hängt die dadurch hervorgerufene magnetische Flussdichte von der gesamten magnetischen Feldstärke, d.h. der durch die Bestromung hervorgerufenen und der durch den bzw. die Permanentmagnete hervorgerufenen magnetischen Feldstärke ab. Aufgrund der Nichtlinearität der genannten Funktion hängt somit aber die Änderung der magnetischen Flussdichte und somit der Induktivität von dem Anteil der durch den bzw. die Permanentmagnete hervorgerufenen magnetischen Feldstärke ab. Dieser Anteil wiederum hängt nun von der Position des Rotors (bzw. des Stators) in Bezug zu der Wicklung und somit des Stators (bzw. des Rotors) ab. Für eine Veranschaulichung dieses Effektes sei an dieser Stelle auf die Figuren bzw. die zugehörige Beschreibung verwiesen.
  • Die Ermittlung der Änderung der Induktivität bzw. der magnetischen Flussdichte kann dabei auf verschiedene Arten erfolgen. Insbesondere ist das vorliegend beschriebene Verfahren zur Ermittlung der Position des Rotors nicht abhängig von der gewählten Art zur Ermittlung der Änderung der Induktivität bzw. der magnetischen Flussdichte. So können bspw. durch Anlegen eines Spannungsimpulses und Aufzeichnung eines Stromimpulses die Induktivität und deren Änderung ermittelt werden.
  • Vorzugsweise ist eine Höhe des Stroms bei der Bestromung der Wicklung so gering, dass sich der Rotor der elektrischen Maschine nicht dreht. Der Strom kann hierzu bspw. im Bereich von wenigen mA, bspw. 0,5 mA bis 20,0 mA, liegen. Die durch diesen Strom hervorgerufene magnetische Feldstärke reicht aus, um die Änderung der Induktivität zu ermitteln, jedoch nicht, um den Rotor gegen die Reibungskraft zu bewegen. Somit kann auf einfache Weise eine Position des stehenden Rotors ermittelt werden.
  • Vorteilhafterweise wird die Änderung der Induktivität unter Berücksichtigung eines bekannten Magnetisierungsverhaltens eines die Induktivität der Wicklung beeinflussenden Materials ermittelt. Das Magnetisierungsverhalten des Materials kann insbesondere anhand eines Modells und/oder eines Kennfeldes berücksichtigt werden. Hierbei kann ausgenutzt werden, dass das Magnetisierungsverhalten bzw. die damit einhergehende Magnetisierungs- bzw. Entmagnetisierungskurve des Materials in der Regel bekannt ist. Andernfalls kann diese Kurve auch bspw. im Rahmen von Messungen ermittelt werden. Somit kann eine sehr genaue und einfache Ermittlung der Position des Rotors erfolgen.
  • Zweckmäßigerweise wird als Material ein ferromagnetisches Material, insbesondere Eisen, verwendet. Hier tritt eine sehr starke Nichtlinearität der relativen Permeabilität zutage, was eine sehr einfache Ermittlung der Änderung der Induktivität ermöglicht. Davon abgesehen wird oftmals ohnehin Eisen als Halterung und/oder Kern für die Wicklung verwendet.
  • Es ist von Vorteil, wenn bei der Ermittlung der Position des Rotors in Bezug zu dem Stator eine magnetische Feldstärke, die von einem oder mehreren Permanentmagneten des Rotors bzw. des Stators im Bereich der wenigstens einen Wicklung hervorgerufen wird, berücksichtigt wird. Die magnetische Feldstärke des bzw. der Permanentmagneten im Bereich der Wicklung hängt dabei bspw. vom Abstand von Permanentmagneten untereinander und zur Wicklung ab. Die genaue Anordnung ist für eine elektrische Maschine jedoch bekannt, womit die magnetische Feldstärke im Bereich der Wicklung bspw. berechnet werden kann. Es ist jedoch bspw. auch denkbar, die magnetische Feldstärke im Bereich der Wicklung anhand von Testmessungen zu ermitteln. Auf diese Weise kann somit sehr genau über die Änderung der Induktivität auf die Position des Rotors rückgeschlossen werden.
  • Vorzugsweise wird die ermittelte Position des Rotors in Bezug zu dem Stator für einen initialen Kommutierungsvorgang bei einem Betrieb der elektrischen Maschine verwendet. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass beim Einschalten der elektrischen Maschine der Rotor möglicherweise kurzzeitig in die falsche Richtung dreht.
  • Vorteilhafterweise wird die elektrische Maschine zum Betrieb einer elektrisch betriebenen Kraftstoffpumpe, insbesondere in einem Kraftstoffsystem eines Kraftfahrzeugs, verwendet. Bei der Kraftstoffpumpe kann es sich bspw. um eine elektrisch betriebene Zahnradpumpe handeln. Gerade bei Kraftstoffpumpen in Kraftfahrzeugen ist eine Drehung des Rotors in die falsche Richtung nachteilig, da damit Kraftstoff in die falsche Richtung, d.h. von einer Brennkraftmaschine weg anstatt zur Brennkraftmaschine hin, gefördert würde. Dadurch könnten bspw. Aussetzer beim Betrieb der Brennkraftmaschine hervorgerufen werden.
  • Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, insbesondere ein Motor- oder Pumpensteuergerät, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
  • Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt schematisch und vereinfacht eine elektrische Maschine, bei der ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann.
  • 2 bis 4 zeigen Magnetisierungskurven eines ferromagnetischen Materials.
  • 5 zeigt schematisch einen Teil eines Kraftstoffversorgungssystems mit einer elektrischen Kraftstoffpumpe mit einer elektrischen Maschine, bei der ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • In 1 ist schematisch und vereinfacht eine elektrische Maschine 100 gezeigt, bei der ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann. Bei der elektrischen Maschine 100 handelt es sich vorliegend um einen bürstenlosen Gleichstrommotor.
  • Die elektrische Maschine 100 weist einen Stator 110 auf, welcher beispielhaft wiederum drei Wicklungen 111, 112, 113 aufweist. Weiterhin weist die elektrische Maschine 100 einen Rotor 120 auf, welcher einen Permanentmagneten aufweist, was durch die Bezeichnungen N und S für Nord- bzw. Südpol ersichtlich ist.
  • Weiterhin ist eine Schaltungsanordnung 130 gezeigt, an die drei Wicklungen 111, 112, 113 angeschlossen sind. Die Schaltungsanordnung weist sechs Schalter auf, mittels welcher die die drei Wicklungen bspw. abwechselnd mit positiver und negativer Spannung verbunden werden können. Die Schaltungsanordnung 130 und insbesondere die Schalter können hierzu bspw. mittels der Recheneinheit 180 angesteuert werden. Die Funktionsweise einer solchen elektrischen Maschine ist im Übrigen an sich bekannt und soll daher hier nicht weiter erläutert werden.
  • In 2 ist beispielhaft eine Magnetisierungskurve 200 für ein ferromagnetisches Material, bspw. Eisen, gezeigt. Dazu ist eine magnetische Flussdichte B gegenüber einer magnetischen Feldstärke H aufgetragen.
  • Die Magnetisierungskurve 200 beschreibt den Zusammenhang zwischen der magnetischen Flussdichte und der im Bereich des Materials vorherrschenden magnetischen Feldstärke. Ohne vorherige Magnetisierung entspricht der Verlauf der Kurve B(H) dem gezeigten Abschnitt 201, d.h. zunächst nimmt die magnetische Flussdichte B mit zunehmender magnetischer Feldstärke H stark zu, läuft jedoch in eine Sättigung.
  • Bei einer anschließenden Umkehr der magnetischen Feldstärke H erreicht die magnetische Flussdichte bei H = 0 den Wert B = BR, die sog. Remanenz. Erst bei dem Wert H = –HC, der sog. Koerzitivfeldstärke, erreicht die magnetische Flussdichte den Wert B = 0. Im weiteren Verlauf geht die magnetische Flussdichte wieder in Sättigung. Bei erneuter Umkehr der magnetischen Feldstärke geht die magnetische Flussdichte wieder über den Wert B = 0 und erreicht die Sättigung.
  • An dem Verlauf der Magnetisierungskurve 200 ist deutlich zu erkennen, dass die magnetische Flussdichte B als Funktion der magnetischen Feldstärke H, also B(H), stark nichtlinear ist.
  • In 3 ist nun erneut die Magnetisierungskurve 200 aus 2 gezeigt. Weiterhin ist ein Wert H0 der magnetischen Feldstärke H gezeigt, welcher einen Wert B0 der magnetischen Flussdichte B entsprechend der Magnetisierungskurve 200 hervorruft.
  • Bei diesem Wert H0 kann es sich nun um den Wert der magnetischen Feldstärke handeln, wie er durch einen oder mehrere Permanentmagneten des Rotors einer elektrischen Maschine im Bereich einer Wicklung bei einer bestimmten Position des Rotors zum Stator bzw. zur Wicklung hervorgerufen wird.
  • Weiterhin ist ein Wert ∆H1 einer magnetischen Feldstärke gezeigt, wie er bspw. durch eine Bestromung, bspw. einen Strompuls, durch die Wicklung im Bereich der Wicklung hervorgerufen werden kann. Die resultierende magnetische Feldstärke im Bereich der Wicklung entspricht somit H = H0 + ∆H1. Die dadurch hervorgerufene magnetischen Flussdichte weist entsprechend der Magnetisierungskurve 200 einen Wert B = B0 + ∆B1 auf, wobei der Anteil ∆B1 dem durch den Anteil ∆H1 durch die Bestromung der Wicklung hervorgerufenen Anteil an der magnetischen Flussdichte entspricht.
  • Während die magnetische Feldstärke, die durch eine Bestomung der Wicklung hervorgerufen wird, durch
    Figure DE102015214596A1_0002
    mit I dem Strom in der Wicklung, N der Anzahl der Windungen der Wicklung und lW der Länge der Wicklung berechnet werden kann, kann die magnetische Flussdichte durch
    Figure DE102015214596A1_0003
    mit µ0 der Permeabilität des Vakuums und µr der relativen Permeabilität des Materials im Bereich der Wicklung, insbesondere eines Kerns der Wicklung, angegeben werden.
  • Da µ0 konstant ist, wird die Nichtlinearität der Funktion B(H) somit nur durch µr beschrieben. Weiterhin ist bekannt, dass die Induktivität der Wicklung durch
    Figure DE102015214596A1_0004
    mit A der Querschnittsfläche der Wicklung berechnet werden kann. Dies bedeutet, dass die Induktivität L in der Regel direkt proportional zur relativen Permeabilität µr ist.
  • Unter Berücksichtigung der obigen Formeln ergibt sich somit, dass die durch die Bestromung der Wicklung bewirkte magnetische Feldstärke ∆H1 eine Änderung der Induktivität, oder auch eine sog. differentielle Induktivität, hervorruft, die durch ∆B1 und ∆H1 ermittelbar ist.
  • Hierfür können bspw. zwei unterschiedliche, vorteilhafterweise entgegengesetzte Stromimpulse verwendet und deren zeitlicher Verlauf gemessen werden. Auch unterschiedliche Gleichströme mit einem überlagerten Wechselstromanteil können zur Induktivitätsmessung verwendet werden. Für die in Betrag und/oder Richtung unterschiedlichen Ströme ergeben sich charakteristische Messsignale, die jeweils einem veränderten Induktivitätswert entsprechen (siehe Formel oben). Durch die Unterschiede der Induktivitätswerte ergibt sich die differentielle Induktivität, welche sich systematisch über die Nichtlinearität im ferromagnetischen Material und das Magnetfeld der Permanentmagneten verändert.
  • Insbesondere ist dabei auch zu sehen, dass die ermittelte differentielle Induktivität von dem Wert H0 und somit von der Position des Rotors in Bezug zum Stator abhängt. Über eine Zuordnung der ermittelten differentiellen Induktivität zur Magnetisierungskurve kann somit der Wert H0 ermittelt werden. Die der elektrischen Maschine entsprechende Magnetisierungskurve kann dabei bspw. in einem Steuergerät hinterlegt sein und für eine Berechnung verwendet werden. Über eine geeignete Zuordnung des Wertes H0 (oder auch B0) zur Position des Rotors kann somit durch Ermittlung der differentiellen Induktivität die Position des Rotors ermittelt werden.
  • In 4 ist erneut die Magnetisierungskurve 200 aus 2 bzw. 3 gezeigt. Auch hier sind die Werte H0 der magnetischen Feldstärke H bzw. B0 der magnetischen Flussdichte B gezeigt, wie sie in Bezug auf 3 erläutert wurden.
  • Weiterhin ist ein Wert ∆H2 einer magnetischen Feldstärke gezeigt, wie er bspw. durch eine Bestromung, bspw. einen Strompuls, durch die Wicklung im Bereich der Wicklung hervorgerufen werden kann. Die resultierende magnetische Feldstärke im Bereich der Wicklung entspricht somit H = H0 – ∆H2. In diesem Fall weist der Strompuls bei der Bestromung zwar bspw. denselben Betrag wie im Fall von 3 auf, jedoch das entgegengesetzte Vorzeichen.
  • Die dadurch hervorgerufene magnetische Flussdichte weist entsprechend der Magnetisierungskurve 200 einen Wert B = B0 – ∆B2 auf, wobei der Anteil ∆B2 dem durch den Anteil ∆H2 durch die Bestromung der Wicklung hervorgerufenen Anteil an der magnetischen Flussdichte entspricht.
  • Unter Berücksichtigung der obigen Formeln ergibt sich auch hier, dass die durch die Bestromung der Wicklung bewirkte magnetische Feldstärke ∆H2 eine Änderung der Induktivität hervorruft, die durch ∆B2 und ∆H2 ermittelbar ist.
  • Im Vergleich zu 3 ist hier zu sehen, dass die Bestromung zwar mit demselben Strombetrag durchgeführt wird, jedoch die differentielle Induktivität deutlich abweicht.
  • Insbesondere können im Rahmen der Bestromung der Wicklung bspw. auch zwei Strompulse mit gleichem Betrag aber entgegengesetzter Polung abgegeben werden, wie dies bspw. anhand der 3 und 4 zu sehen ist. Damit ist eine noch genauere Ermittlung des Wertes H0 durch Zuordnung der beiden ermittelten differentiellen Induktivitäten zur Magnetisierungskurve möglich.
  • Es versteht sich, dass das Verfahren auch für weitere oder auch alle Wicklungen der elektrischen Maschine entsprechend durchgeführt werden kann, wodurch eine noch genauere Ermittlung der Position des Rotors möglich ist.
  • In 5 ist schematisch und beispielhaft ein Teil eines Kraftstoffversorgungssystems 500 einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einer elektrischen Kraftstoffpumpe 520 gezeigt. Dabei wird Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 110 mittels der Kraftstoffpumpe 120 über zwei Filter 111 und 112 zu einer Hochdruckpumpe 130 gefördert.
  • In der von einem als Hochdruckkraftstoffkreislauf 545 ausgebildeten weiteren Kraftstoffkreislauf umfassten Hochdruckpumpe 530 wird der Kraftstoff über einen Mengensteller 531 und zwei Einlassventile 536 zwei in einem Triebwerksraum 532 angeordneten Kolben 135 zugeführt. Die beiden Kolben 535 sind an die Brennkraftmaschine 550 gekoppelt und werden über diese angetrieben. Über Auslassventile 537 kann der Kraftstoff bspw. einem (hier nicht dargestellten) Hochdruckspeicher zugeführt werden.
  • Weiterhin sind ein Überströmventil 533 sowie beispielhaft zwei Lagerleckagen 534 und 538 gezeigt, über welche Kraftstoff in den Kraftstofftank 510 zurückfließt. Über das Überströmventil 533 kann der Kraftstoff zum einen dauerhaft über einen kleinen Ablaufkanal mit geringem Volumenstrom, bspw. zur Kühlung der Hochdruckpumpe 530, sowie in geöffnetem Zustand mit großem Volumenstrom fließen.
  • Bei der elektrischen Kraftstoffpumpe 520 kann es sich bspw. um eine von einer elektrischen Maschine 100, wie sie in 1 gezeigt ist, angetriebenen Kraftstoffpumpe handeln. Somit kann auch bei der elektrischen Kraftstoffpumpe 520 ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden. Die Kraftstoffpumpe 520 wird hier als Vorförderpumpe verwendet, die sich in einem Niederdruckkraftstoffkreislauf 540 des Kraftstoffversorgungssystems 500 befindet.
  • Der Niederdruckkraftstoffkreislauf 540 umfasst dabei den Kraftstofftank 510, die Filter 511, 512, die Kraftstoffpumpe 520 sowie das Überströmventil 533. Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass der Niederdruckkraftstoffkreislauf 540 auch teilweise durch das Gehäuse der Hochdruckpumpe 530, bspw. zu deren Kühlung, führen kann. Bei der Kraftstoffpumpe 520 kann es sich bspw. um eine elektrisch betriebene Zahnradpumpe handeln.
  • Der Kraftstoffpumpe 520 ist ein Pumpensteuergerät 180 zugeordnet, welches zur Steuerung und/oder Regelung der Kraftstoffpumpe 520 vorgesehen ist und dazu über eine entsprechende Ausstattung wie bspw. einen Mikrocontroller, Messtechnik und eine geeignete Software verfügt. Mittels der Messtechnik kann insbesondere ein während des Betriebs der Kraftstoffpumpe 520 anliegender bzw. fließender Strom erfasst werden. Bei dem Pumpensteuergerät 180 kann es sich insbesondere auch um eine Recheneinheit handeln, die zur Steuerung der elektrischen Maschine 100 dient, wie in 1 gezeigt.
  • Weiterhin ist ein Motorsteuergerät 580 vorgesehen, an welches das Pumpensteuergerät 180 datenübertragend angebunden ist. Das Motorsteuergerät 580 gibt im Zuge der Steuerung der Brennkraftmaschine, die über das Kraftstoffversorgungssystem 500 mit Kraftstoff versorgt wird, entsprechende Befehle wie bspw. eine Drehzahl oder einen Volumenstrom an das Pumpensteuergerät 180, so dass die Kraftstoffpumpe 520 wie gewünscht angesteuert wird.
  • Durch die Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann in dem gezeigten Kraftstoffkreislauf verhindert werden, dass beim Einschalten der Kraftstoffpumpe Kraftstoff zunächst in die falsche Richtung gefördert wird.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Ermitteln einer Position eines Rotors (120) in Bezug zu einem Stator (110) einer elektrischen Maschine (100) mit permanent erregtem Rotor (120) und mehreren Wicklungen (111, 112, 113) für den Stator (110) oder umgekehrt, wobei mittels einer Bestromung wenigstens einer der Wicklungen (111) eine Änderung einer Induktivität der Wicklung (111) verursacht wird, die Änderung der Induktivität der Wicklung ermittelt wird, und anhand der Änderung der Induktivität der Wicklung (111) die Position des Rotors (120) in Bezug zu dem Stator (110) ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Änderung der Induktivität der wenigstens einen Wicklung (111) ermittelt wird, indem eine durch die Bestromung, welche insbesondere mehrere Strompulse umfasst, hervorgerufene Änderung der magnetischen Flussdichte (B) ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Höhe des Stroms bei der Bestromung der Wicklung (111) so gering ist, dass sich der Rotor (120) der elektrischen Maschine (100) nicht dreht.
  4. Verfahren einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Änderung der Induktivität unter Berücksichtigung eines Magnetisierungsverhaltens eines die Induktivität der wenigstens einen Wicklung (111) beeinflussenden Materials ermittelt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Magnetisierungsverhalten des Materials anhand eines Modells und/oder eines Kennfeldes berücksichtigt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei als Material ein ferromagnetisches Material, insbesondere Eisen, verwendet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei bei der Ermittlung der Position des Rotors (120) in Bezug zu dem Stator (110) eine magnetische Feldstärke (H0), die von einem oder mehreren Permanentmagneten des Rotors (120) bzw. des Stators im Bereich der wenigstens einen Wicklung (111) hervorgerufen wird, berücksichtigt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die ermittelte Position des Rotors (20) in Bezug zu dem Stator (110) für einen initialen Kommutierungsvorgang bei einem Betrieb der elektrischen Maschine (100) verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die elektrische Maschine (100) zum Betrieb einer elektrisch betriebenen Kraftstoffpumpe (520) verwendet wird.
  10. Recheneinheit (180), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
  11. Computerprogramm, das eine Recheneinheit (180) dazu veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (180) ausgeführt wird.
  12. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 11.
DE102015214596.4A 2015-07-31 2015-07-31 Verfahren zum Ermitteln einer Position eines Rotors einer elektrischen Maschine Withdrawn DE102015214596A1 (de)

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