WO2012136182A2 - Method for controlling an electronically commutated electric motor - Google Patents
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- WO2012136182A2 WO2012136182A2 PCT/DE2012/000267 DE2012000267W WO2012136182A2 WO 2012136182 A2 WO2012136182 A2 WO 2012136182A2 DE 2012000267 W DE2012000267 W DE 2012000267W WO 2012136182 A2 WO2012136182 A2 WO 2012136182A2
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- H02P2203/03—Determination of the rotor position, e.g. initial rotor position, during standstill or low speed operation
Definitions
- the invention relates to a method for controlling an electronically commutated
- Rotary movement of an electric motor in a linear motion In order to reduce installation space of electric motors and to enable special control of the rotor, brushless DC motors are used, which allow electronic commutation.
- the commutation of several pole pairs is carried out depending on the rotor position as rotation angle relative to the stator of the electric motor by means of a rotor position sensor which determines the rotational angle of the rotor relative to the stator and transmits to the electronics for controlling the commutation.
- German Patent Application DE 10 2010 026 543.8 discloses an electronically commutated electric motor in which the rotational movement of the rotor is determined by means of an absolutely measuring rotor position sensor.
- an angle offset between a position actually measured by the rotor position sensor and an assumed position of the rotor is ascertained at the end of the tape production of the drive system and compensated by the electronics for commutation of the electric motor.
- the phases of the electric motor are supplied with current differently over time, so that a plurality of rotation angles of the rotor corresponding to the energization are established, wherein the actual rotor position is determined on the basis of the rotor position sensor.
- CONFIRMATION COPY their design closed or opened as a forcibly closed or opened friction clutch.
- the achievement of an operation of both types of friction clutches can lead to a safety-critical state.
- the object of the invention is therefore to propose a method for controlling an electronically commutated electric motor, in which a plausibility of the assignment of the rotor position sensor determined rotor position relative to an actual position of the rotor in an operating condition of the motor vehicle is made possible without driving effect of the electric motor.
- the object is achieved by a method for controlling an electronically commutated
- the method with a three-phase electric motor it is possible, for example, to energize one phase with a predetermined current in a first flow direction and the other two phases with currents reduced in the reverse direction relative to this.
- the pole pairs align themselves with the magnetic field generated by the high current phase and are stabilized by the oppositely directed magnetic fields generated by the currents of the other two phases.
- the rotor rotates rend the proposed energization by a maximum of 12 ° to 3 ° and is aligned to approximately ⁇ exactly in the resulting magnetic field.
- the evaluation of a deviation between actual and test position is based on a
- the comparison can be done, for example, by difference or quotient formation and can contain an amount formation. Depending on the comparison, a corresponding limit value is specified. In the normal case, the formed comparison falls below the limit value and no further measures are taken. If the limit value is exceeded, a multilevel confidence measure of the actual position or of the factory-compensated angular offset can be downgraded. Depending on the extent of the exceeded limit value and a correspondingly graduated confidence level, slight deteriorations in the efficiency of the commutation can be tolerated, a check and / or readjustment can be initiated immediately, for example, by issuing a corresponding driver warning and / or an entry in a fault memory or at the next workshop visit.
- shut down in a drive train with dual-clutch transmission and two friction clutches each with a hydraulic actuation system of the two actuation systems as a result of a degraded confidence measure would be operated as a result of this decommissioning the motor vehicle only with the partial transmission with the functional actuation system.
- the plausibility of the actual position takes place in an advantageous manner in an operating state in which the drive system is not active or is not activated in the time of plausibility. For example, this may be at the beginning of an operation of the motor vehicle when For example, an ignition key or start switch the ignition-on position switched, a vehicle door open, a seat sensor activated on the driver's seat or the like is carried out takes place.
- the drive system is substantially load-free during the plausibility check in order not to prevent the rotor from aligning when the corresponding phase currents are applied.
- the drive system can be transferred before the end of the operation in a predetermined load-free state.
- a hydraulic circuit can be transferred to a pressureless state and, at the beginning of operation, the non-pressurized operation be maintained at least during the plausibility check.
- the non-pressurized operation is preferably set by starting a sniffer position, in which a pressure equalization of the hydraulic path is given with a pressure equalization tank.
- Figure 1 is a block diagram of a drive system in the form of a hydraulic actuating system for a friction clutch
- Figure 2 is a schematic diagram of a commutation of an electric motor during the
- the drive system 1 is shown in the form of the hydraulic actuation system 1a for a friction clutch 7, as provided, for example, in duplicate for each one friction clutch of a dual clutch transmission with two partial transmissions in a drive train of a motor vehicle.
- the actuating system 1a includes a housing 2, in which a pressure piston 3 of the rotor 10 of the electronically commutated electric motor 4 with the interposition of a transmission 9 for converting the rotational movement of Rotor 10 is axially displaced in an axial movement, for example, a Planetenskylzgetriebes.
- the electronically commutated electric motor 4 is controlled by the control unit 5, wherein this already contains the electronics 12 as suburb electronics for its commutation due to the rotation angle supplied by the absolute rotor position sensor 11 in the embodiment shown and the control unit controls only the position control of the pressure piston 3.
- the slave cylinder 13 is acted upon by the pressure generated by the pressure piston 3 during its axial displacement in the housing, the piston actuates the pressure plate of the friction clutch 7.
- the friction clutch 7 is opened or preferably closed under pressure build-up by the pressure piston 3. In the retracted position of the pressure piston 3 of this releases the sniffer opening 8, so that a pressure equalization between the pressure chamber formed by the housing 2 and the pressure piston 3 and the pressure line 6 and the slave cylinder 13 and a pressure equalization tank, not shown.
- the electronically commutated electric motor has three coil bodies acted upon by a current in three phases supplying power electronics, which are energized successively by the phases, so that an alternating magnetic field is commutated, which repels the pole pairs on the rotor 10 and thus forces a rotation of the rotor 10.
- an assumed, determined by the phase position position of the rotor 10 is detected with an actual, determined by the rotor position sensor 11 actual position factory and compensates for any existing angular offset of the on-site electronics factory.
- the actual position is plausible, for example, when maladjusted magnet of one or more pole pairs bad efficiencies of commutation or in extreme cases, a rotation of the rotor 10 of the electric motor 4 in to avoid the wrong direction.
- FIG. 2 shows a schematic representation of a plausibility check of the illustrated actual position with a stationary electric motor on the basis of a pole pair 14.
- the phases U, V, W are simultaneously applied to the stationary current coils in the stator, so that a stationary näres magnetic field in the direction of the pointer l_Res adjusts, at which the pole pair 14 aligns and thereby positions the rotor exactly to the predetermined actual position.
- This actual position is compared with a test position, which is detected by the rotor position sensor. Taking into account any angular offset already determined at the factory, the actual position and the test position are compared with each other and checked for exceeding of a limit value.
- phase U can be applied to the bobbins as a negative current in the range of the maximum current or nominal current (-100%) and the phases V, W as proportional positive currents (+50%).
- the simultaneous energization of the phases U, V, W over a predetermined time interval can be maintained, for example, less than 100 ms, preferably in the range of 20 ms. Within this time interval, a sufficient alignment of the rotor can be achieved and a determination of the test position is possible, so that the plausibility check does not cause any noticeable time delay for the driver when starting the motor vehicle.
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Abstract
The invention relates to a method for controlling an electronically commutated electric motor having several phases in a drive system of a motor vehicle, in particular in a hydraulic actuation system of a friction clutch, and having a rotor comprising an absolute rotor position sensor that monitors the angle of rotation of the rotor and electronics for commutating the electric motor on the basis of recorded data of the angle of rotation of the rotor position sensor. In order to maintain a constant efficiency over the service life of a drive system and to prevent safety-critical operating states, a plausibility check is regularly performed over the service life of the electric motor by setting a specified actual position of the rotor position while the rotor is not driving and comparing said actual position with a testing position currently determined by the rotor position sensor with respect to a specified limit, in that the phases of the electric motor are simultaneously supplied with current over a specified time interval and the arising actual position of the rotor is determined by means of the rotor position sensor and compared with the testing position determined by the rotor position sensor.
Description
Verfahren zur Steuerung eines elektronisch kommutierten Elektromotors Method for controlling an electronically commutated electric motor
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines elektronisch kommutierten The invention relates to a method for controlling an electronically commutated
Elektromotors mit mehreren Phasen in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs, insbesondere in einem hydraulischen Betätigungssystem einer Reibungskupplung, mit einem Rotor mit einem dessen Drehwinkel überwachenden absolut messenden Rotorlagesensor und einer Elektronik zur Kommutierung des Elektromotors anhand von erfassten Daten des Drehwinkels des Rotorlagesensors. Electric motor with several phases in a drive system of a motor vehicle, in particular in a hydraulic actuation system of a friction clutch, with a rotor with a rotation angle monitoring absolutely measuring rotor position sensor and electronics for commutation of the electric motor based on acquired data of the rotational angle of the rotor position sensor.
In Kraftfahrzeugen eingesetzte Antriebssysteme setzen hierbei beispielsweise eine For example, drive systems used in motor vehicles use this technology
Drehbewegung eines Elektromotors in eine Linearbewegung um. Um Bauraum von Elektromotoren verringern und spezielle Ansteuerungen des Rotors zu ermöglichen, wird hierbei auf bürstenlose Gleichstrommotoren zurückgegriffen, die eine elektronische Kommutierung erlauben. Die Kommutierung von mehreren Polpaaren erfolgt dabei abhängig von der Rotorstellung wie Drehwinkel gegenüber dem Stator des Elektromotors mittels eines Rotorlagesensors, der den Drehwinkel des Rotors gegenüber dem Stator ermittelt und auf die Elektronik zur Steuerung der Kommutierung überträgt. Rotary movement of an electric motor in a linear motion. In order to reduce installation space of electric motors and to enable special control of the rotor, brushless DC motors are used, which allow electronic commutation. The commutation of several pole pairs is carried out depending on the rotor position as rotation angle relative to the stator of the electric motor by means of a rotor position sensor which determines the rotational angle of the rotor relative to the stator and transmits to the electronics for controlling the commutation.
Aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2010 026 543.8 ist ein elektronisch kommutierter Elektromotor bekannt, bei dem die Drehbewegung des Rotors mittels eines absolut messenden Rotorlagesensors ermittelt wird. Hierbei wird ein zwischen einer tatsächlich von dem Rotorlagensensor gemessenen Position und einer angenommenen Position des Rotors bestehender Winkeloffset am Bandende der Herstellung des Antriebssystems ermittelt und von der Elektronik zur Kommutierung des Elektromotors kompensiert. Hierbei werden die Phasen des Elektromotors über die Zeit unterschiedlich bestromt, so dass sich mehrere, der Bestromung entsprechende Verdrehwinkel des Rotors einstellen, wobei die tatsächliche Rotorlage anhand des Rotorlagesensors bestimmt wird. German Patent Application DE 10 2010 026 543.8, unpublished, discloses an electronically commutated electric motor in which the rotational movement of the rotor is determined by means of an absolutely measuring rotor position sensor. In this case, an angle offset between a position actually measured by the rotor position sensor and an assumed position of the rotor is ascertained at the end of the tape production of the drive system and compensated by the electronics for commutation of the electric motor. In this case, the phases of the electric motor are supplied with current differently over time, so that a plurality of rotation angles of the rotor corresponding to the energization are established, wherein the actual rotor position is determined on the basis of the rotor position sensor.
Eine derartige Vorgehensweise ist bei in das Kraftfahrzeug eingebauten Antriebssystemen zumeist nicht möglich, da hier eine Betätigung der von dem betreffenden Antriebssystem verlagerten Elemente nicht erwünscht ist. Beispielsweise würde bei einem hydraulischen Betätigungssystem einer Reibungskupplung diese in unerwünschter Weise betätigt, als je nach Such an approach is usually not possible with built-in motor vehicle drive systems, since an actuation of the displaced by the respective drive system elements is not desirable. For example, in a hydraulic actuation system of a friction clutch, it would be actuated in an undesired manner than ever
BESTÄTIGUNGSKOPIE
deren Auslegung als zwangsweise geschlossene oder geöffnete Reibungskupplung geschlossen oder geöffnet. Die Herbeiführung einer Betätigung beider Arten von Reibungskupplungen kann dabei zu einem sicherheitskritischen Zustand führen. CONFIRMATION COPY their design closed or opened as a forcibly closed or opened friction clutch. The achievement of an operation of both types of friction clutches can lead to a safety-critical state.
Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren zur Steuerung eines elektronisch kommutier- ten Elektromotors vorzuschlagen, in dem eine Plausibilisierung der Zuordnung der vom Rotorlagesensor ermittelten Rotorposition gegenüber einer tatsächlichen Position des Rotors in einem Betriebszustand des Kraftfahrzeugs ohne Antriebswirkung des Elektromotors ermöglicht wird. The object of the invention is therefore to propose a method for controlling an electronically commutated electric motor, in which a plausibility of the assignment of the rotor position sensor determined rotor position relative to an actual position of the rotor in an operating condition of the motor vehicle is made possible without driving effect of the electric motor.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung eines elektronisch kommutierten The object is achieved by a method for controlling an electronically commutated
Elektromotors mit mehreren Phasen in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs, insbesondere in einem hydraulischen Betätigungssystem einer Reibungskupplung, mit einem Rotor mit einem dessen Drehwinkel überwachenden absolut messenden Rotorlagesensor und einer Elektronik zur Kommutierung des Elektromotors anhand von erfassten Daten des Drehwinkels des Rotorlagesensors gelöst, wobei über Lebensdauer des Elektromotors regelmäßig eine Plausibilisierung durch Einstellung einer vorgegebenen Istposition der Rotorlage bei nicht antreibendem Rotor mittels eines Vergleichs dieser gegenüber einem vorgegebenen Grenzwert erfolgt, indem die Phasen des Elektromotors über ein vorgegebenes Zeitintervall gleichzeitig bestromt werden und die sich einstellende Istposition des Rotors mittels des Rotorlagesensors ermittelt und mit der vom Rotorlagesensor ermittelten Prüfposition verglichen wird. Durch die gleichzeitige, quasi stationäre Bestromung erfolgt die Einstellung des Rotors aufgrund der Ausrichtung der durch die Bestromung der Spulen der Phasen festgelegten Polpaare ohne praktische Verdrehung des Rotors. Vielmehr werden die aktuell im magnetischen Feld angeordneten Polpaare lediglich über einen kleinen Verdrehwinkel, der abhängig von der Anzahl der Polpaare und der Anzahl der Phasen ist, exakt ausgerichtet. Electric motor with multiple phases in a drive system of a motor vehicle, in particular in a hydraulic actuation system of a friction clutch, with a rotor with a rotation angle monitoring absolutely measuring rotor position sensor and electronics for commutation of the electric motor based on acquired data of the rotational angle of the rotor position sensor solved, over the life of the Electric motor regularly a plausibility by setting a predetermined actual position of the rotor position at non-driving rotor by comparing this compared to a predetermined limit by the phases of the electric motor are energized simultaneously over a predetermined time interval and the self-adjusting actual position of the rotor determined by means of the rotor position sensor and the test position determined by the rotor position sensor is compared. Due to the simultaneous, quasi-stationary energization of the setting of the rotor due to the alignment of the set by the energization of the coils of the phases Polpaare done without practical rotation of the rotor. Rather, the pole pairs currently arranged in the magnetic field are precisely aligned only over a small angle of rotation, which is dependent on the number of pole pairs and the number of phases.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens mit einem Elektromotor mit drei Phasen kann beispielsweise eine Phase mit einem vorgegebenen Strom in eine erste Flussrichtung und die anderen beiden Phasen mit gegenüber diesem verringerten Strömen in umgekehrte Stromrichtung bestromt werden. Hierdurch richten sich die Polpaare auf das von der Phase mit hohem Strom erzeugte Magnetfeld aus und werden durch die von den Strömen der anderen beiden Phasen erzeugten, gegengerichteten Magnetfeldern stabilisiert. Beispielsweise verdreht sich bei Verwendung von drei Phasen und 5 Polpaaren der Rotor wäh-
rend der vorgeschlagenen Bestromung um maximal 12° bis 3° und richtet sich auf ca. Γ genau in dem entstehenden Magnetfeld aus. In an advantageous embodiment of the method with a three-phase electric motor, it is possible, for example, to energize one phase with a predetermined current in a first flow direction and the other two phases with currents reduced in the reverse direction relative to this. As a result, the pole pairs align themselves with the magnetic field generated by the high current phase and are stabilized by the oppositely directed magnetic fields generated by the currents of the other two phases. For example, when using three phases and 5 pole pairs, the rotor rotates rend the proposed energization by a maximum of 12 ° to 3 ° and is aligned to approximately Γ exactly in the resulting magnetic field.
Die Bewertung einer Abweichung zwischen Ist- und Prüfposition erfolgt anhand eines The evaluation of a deviation between actual and test position is based on a
Vergleichs dieser. Der Vergleich kann beispielsweise durch Differenz- oder Quotientenbildung erfolgen und kann eine Betragsbildung enthalten. Abhängig von dem Vergleich wird ein entsprechender Grenzwert vorgegeben. Im Normalfall unterschreitet der gebildete Vergleich den Grenzwert und keine weiteren Maßnahmen werden ergriffen. Wird der Grenzwert überschritten kann ein mehrstufiges Vertrauensmaß der Istposition beziehungsweise des werksei- tig kompensierten Winkeloffsets zurückgestuft werden. Abhängig vom Maß des überschrittenen Grenzwerts und einem entsprechend abgestuften Vertrauensmaß können dabei geringfügige Verschlechterungen des Wirkungsgrads der Kommutierung hingenommen werden, eine Überprüfung und/oder Neujustierung beispielsweise durch Ausgabe einer entsprechenden Fahrerwarnung und/oder eines Eintrags in einen Fehlerspeicher sofort oder beim nächsten Werkstattbesuch angestoßen werden. Wird beispielsweise ein Magnet eines Polpaares und/oder des absoluten Rotorlagesensors verlagert, weil sich dieser beispielsweise gelöst o- der sich der die Polpaare aufnehmende Käfig gegenüber dem Rotor gelöst oder verschoben hat, kann die Kommutierung soweit gestört sein, dass der Rotor unter Umständen in die andere Drehrichtung verdreht wird. Dies hat eine entsprechend hohe Abweichung der Prüfposition von der Istposition zur Folge, die zu einer großen Überschreitung des Grenzwerts beziehungsweise zu einer hohen Abstufung des Vertrauensmaßes und daher zur Stilllegung des Antriebssystems führen kann. Wird beispielsweise in einem Antriebsstrang mit Doppelkupplungsgetriebe und zwei Reibungskupplungen mit jeweils einem hydraulischen Betätigungssystem eines der beiden Betätig ungs Systeme infolge eines herabgestuften Vertrauensmaßes stillgelegt, würde infolge dieser Stilllegung das Kraftfahrzeug nur noch mit dem Teilgetriebe mit dem funktionsfähigen Betätigungssystem betrieben. Hierbei könnte über eine entsprechende Signalverbindung das gesamte Teilgetriebe des stillgelegten Betätigungssystems stillgelegt und die Betriebsart, beispielsweise veränderte Schaltpunkte und Schaltstrategien des kompletten Doppelkupplungsgetriebes an die geänderten Bedingungen mit nur einem funktionsfähigen Teilgetriebe angepasst werden. Comparison of this. The comparison can be done, for example, by difference or quotient formation and can contain an amount formation. Depending on the comparison, a corresponding limit value is specified. In the normal case, the formed comparison falls below the limit value and no further measures are taken. If the limit value is exceeded, a multilevel confidence measure of the actual position or of the factory-compensated angular offset can be downgraded. Depending on the extent of the exceeded limit value and a correspondingly graduated confidence level, slight deteriorations in the efficiency of the commutation can be tolerated, a check and / or readjustment can be initiated immediately, for example, by issuing a corresponding driver warning and / or an entry in a fault memory or at the next workshop visit. If, for example, a magnet of a pole pair and / or of the absolute rotor position sensor is displaced because this has been released, for example, or if the cage receiving the pole pairs has detached or shifted relative to the rotor, the commutation can be disturbed to such an extent that under some circumstances the rotor may become lodged in the rotor other direction of rotation is twisted. This results in a correspondingly high deviation of the test position from the actual position, which can lead to a great overshoot of the limit value or to a high gradation of the confidence level and therefore to the decommissioning of the drive system. If, for example, shut down in a drive train with dual-clutch transmission and two friction clutches each with a hydraulic actuation system of the two actuation systems as a result of a degraded confidence measure, would be operated as a result of this decommissioning the motor vehicle only with the partial transmission with the functional actuation system. This could be shut down via an appropriate signal connection, the entire part of the disengaged operating system and the operating mode, such as changing switching points and switching strategies of the complete dual-clutch transmission to the changed conditions with only one functional sub-transmission can be adjusted.
Die Plausibilisierung der Istposition erfolgt in vorteilhafter Weise in einem Betriebszustand, in dem das Antriebssystem nicht aktiv ist beziehungsweise in der Zeit der Plausibilisierung nicht aktiviert wird. Beispielsweise kann diese zu Beginn eines Betriebs des Kraftfahrzeugs, wenn
beispielsweise ein Zündschlüssel oder Startschalter die Zündung-Ein-Position geschaltet, eine Fahrzeugtür geöffnet, ein Sitzsensor am Fahrersitz aktiviert oder dergleichen durchgeführt wird, erfolgt. The plausibility of the actual position takes place in an advantageous manner in an operating state in which the drive system is not active or is not activated in the time of plausibility. For example, this may be at the beginning of an operation of the motor vehicle when For example, an ignition key or start switch the ignition-on position switched, a vehicle door open, a seat sensor activated on the driver's seat or the like is carried out takes place.
Gemäß dem erfinderischen Gedanken ist vorgesehen, dass das Antriebssystem während der Plausibilisierung im Wesentlichen lastfrei ist, um den Rotor bei Anlegen der entsprechenden Phasenströme nicht an einer Ausrichtung zu hindern. Hierzu kann das Antriebssystem vor Beendigung des Betriebs in einen vorgegebenen lastfreien Zustand überführt werden. Beispielsweise kann bei einem hydraulischen Betätigungssystem vor Beendigung des Betriebs ein hydraulischer Kreislauf in einen drucklosen Zustand überführt und bei Beginn des Betriebs der drucklose Betrieb zumindest während der Plausibilisierung beibehalten werden. Der drucklose Betrieb wird dabei bevorzugt durch Anfahren einer Schnüffelposition eingestellt, bei dem ein Druckausgleich der hydraulischen Strecke mit einem Druckausgleichsbehälter gegeben ist. Es hat sich dabei gezeigt, dass eine Drehwinkelveränderung der Rotorwelle bei Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens eine unerhebliche Verlagerung des Druckkolbens des hydraulischen Betätigungssystems bewirkt und die Schnüffelöffnung hierbei nicht vollständig geschlossen wird, so dass abgesehen von Systemreibung keine Last an der Rotorwelle anliegt. According to the inventive concept, it is provided that the drive system is substantially load-free during the plausibility check in order not to prevent the rotor from aligning when the corresponding phase currents are applied. For this purpose, the drive system can be transferred before the end of the operation in a predetermined load-free state. For example, in a hydraulic actuation system before the end of the operation, a hydraulic circuit can be transferred to a pressureless state and, at the beginning of operation, the non-pressurized operation be maintained at least during the plausibility check. The non-pressurized operation is preferably set by starting a sniffer position, in which a pressure equalization of the hydraulic path is given with a pressure equalization tank. It has been shown that a rotation angle change of the rotor shaft when carrying out the proposed method causes an insignificant shift of the pressure piston of the hydraulic actuating system and the sniffer opening is not completely closed, so that apart from system friction no load is applied to the rotor shaft.
Die Erfindung wird anhand der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in Figures 1 and 2. Hereby show:
Figur 1 ein Blockschaltbild eines Antriebssystems in Form eines hydraulischen Betätigungssystems für eine Reibungskupplung Figure 1 is a block diagram of a drive system in the form of a hydraulic actuating system for a friction clutch
und and
Figur 2 eine Prinzipdarstellung einer Kommutierung eines Elektromotors während des Figure 2 is a schematic diagram of a commutation of an electric motor during the
Verfahrens zur Plausibilisierung einer Istposition des Rotors. Method for checking the plausibility of an actual position of the rotor.
In Figur 1 ist das Antriebssystem 1 in Form des hydraulischen Betätigungssystems 1a für eine Reibungskupplung 7 dargestellt, wie es beispielsweise in zweifacher Ausführung für jeweils eine Reibungskupplung eines Doppelkupplungsgetriebes mit zwei Teilgetrieben in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Das Betätigungssystem 1a enthält ein Gehäuse 2, in dem ein Druckkolben 3 von dem Rotor 10 des elektronisch kommutierten Elektromotors 4 unter Zwischenschaltung eines Getriebes 9 zur Wandlung der Drehbewegung des
Rotors 10 in eine Axialbewegung, beispielsweise eines Planetenwälzgetriebes, axial verlagert wird. In Figure 1, the drive system 1 is shown in the form of the hydraulic actuation system 1a for a friction clutch 7, as provided, for example, in duplicate for each one friction clutch of a dual clutch transmission with two partial transmissions in a drive train of a motor vehicle. The actuating system 1a includes a housing 2, in which a pressure piston 3 of the rotor 10 of the electronically commutated electric motor 4 with the interposition of a transmission 9 for converting the rotational movement of Rotor 10 is axially displaced in an axial movement, for example, a Planetenwälzgetriebes.
Der elektronisch kommutierte Elektromotor 4 wird vom Steuergerät 5 gesteuert, wobei dieser in dem gezeigten Ausführungsbeispiel bereits die Elektronik 12 als Vorortelektronik zu dessen Kommutierung aufgrund der von dem absoluten Rotorlagesensor 11 gelieferten Drehwinkel enthält und das Steuergerät lediglich die Lageregelung des Druckkolbens 3 steuert. The electronically commutated electric motor 4 is controlled by the control unit 5, wherein this already contains the electronics 12 as suburb electronics for its commutation due to the rotation angle supplied by the absolute rotor position sensor 11 in the embodiment shown and the control unit controls only the position control of the pressure piston 3.
Über die Druckleitung 6 wird mittels des vom Druckkolben 3 während seiner Axia Verlagerung im Gehäuse erzeugten Drucks der Nehmerzylinder 13 beaufschlagt, dessen Kolben die Anpressplatte der Reibungskupplung 7 betätigt. Abhängig vom Design der Reibungskupplung 7 wird unter Druckaufbau durch den Druckkolben 3 die Reibungskupplung 7 geöffnet oder bevorzugt geschlossen. In der zurückgezogenen Position des Druckkolbens 3 gibt dieser die Schnüffelöffnung 8 frei, so dass ein Druckausgleich zwischen dem durch das Gehäuse 2 und den Druckkolben 3 sowie die Druckleitung 6 und den Nehmerzylinder 13 gebildete Druckraum und einem nicht dargestellten Druckausgleichsbehälter ermöglicht wird. About the pressure line 6, the slave cylinder 13 is acted upon by the pressure generated by the pressure piston 3 during its axial displacement in the housing, the piston actuates the pressure plate of the friction clutch 7. Depending on the design of the friction clutch 7, the friction clutch 7 is opened or preferably closed under pressure build-up by the pressure piston 3. In the retracted position of the pressure piston 3 of this releases the sniffer opening 8, so that a pressure equalization between the pressure chamber formed by the housing 2 and the pressure piston 3 and the pressure line 6 and the slave cylinder 13 and a pressure equalization tank, not shown.
Der elektronisch kommutierte Elektromotor verfügt über drei von einer Strom in drei Phasen bereitstellenden Leistungselektronik beaufschlagte Spulenkörper, die nacheinander mittels der Phasen bestromt werden, so dass ein magnetisches Wechselfeld kommutiert wird, das die Polpaare am Rotor 10 abstößt und damit eine Drehung des Rotors 10 erzwingt. Dabei wird werksseitig eine angenommene, von den Phasenlagen bestimmte Position des Rotors 10 mit einer tatsächlichen, von dem Rotorlagesensor 11 ermittelten Istposition festgestellt und ein gegebenenfalls vorhandener Winkeloffset von der Vorortelektronik kompensiert. The electronically commutated electric motor has three coil bodies acted upon by a current in three phases supplying power electronics, which are energized successively by the phases, so that an alternating magnetic field is commutated, which repels the pole pairs on the rotor 10 and thus forces a rotation of the rotor 10. In this case, an assumed, determined by the phase position position of the rotor 10 is detected with an actual, determined by the rotor position sensor 11 actual position factory and compensates for any existing angular offset of the on-site electronics factory.
Bevorzugt vor jeder Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs mit dem Betätigungssystem 1 a wird beispielsweise bei Aktivierung des Zündung-Ein-Signals die Istposition plausibilisiert, um bei gegebenenfalls dejustierten Magneten eines oder mehrerer Polpaare schlechte Wirkungsgrade der Kommutierung oder im Extremfall ein Drehen des Rotors 10 des Elektromotors 4 in die falsche Richtung zu vermeiden. Preferably before each start of the motor vehicle with the actuation system 1 a, the actual position is plausible, for example, when maladjusted magnet of one or more pole pairs bad efficiencies of commutation or in extreme cases, a rotation of the rotor 10 of the electric motor 4 in to avoid the wrong direction.
Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung anhand eines Polpaars 14 die Plausibilisierung der dargestellten Istposition bei stehendem Elektromotor. Hierbei werden an die ortsfest im Stator angeordneten Stromspulen gleichzeitig die Phasen U, V, W angelegt, so dass sich ein statio-
näres Magnetfeld in Richtung des Zeigers l_Res einstellt, an dem sich das Polpaar 14 ausrichtet und dadurch den Rotor exakt auf die vorgegebene Istposition positioniert. Diese Istposition wird mit einer Prüfposition verglichen, die durch den Rotorlagesensor erfasst wird. Unter Berücksichtigung eines gegebenenfalls bereits werkseitig ermittelten Winkeloffsets werden Istposition und Prüfposition miteinander verglichen und auf Überschreiten eines Grenzwerts überprüft. Ist der Grenzwert überschritten, kann von einer Verlagerung eines der Magneten des Polpaars 14 ausgegangen werden. Entsprechend kann die schematische Darstellung auf mehrere Polpaare des Rotors angewendet werden. Beispielsweise können an den Spulenkörpern die Phase U als negativer Strom im Bereich des Maximalstroms oder Nennstroms (- 100%) und die Phasen V, W als anteilige positive Ströme (+50%) angelegt werden. Die gleichzeitige Bestromung der Phasen U, V, W über ein vorgegebenes Zeitintervall kann beispielsweise kleiner als 100 ms, bevorzugt im Bereich von 20 ms aufrechterhalten werden. Innerhalb dieses Zeitintervalls ist eine ausreichende Ausrichtung des Rotors erzielbar und eine Ermittlung der Prüfposition möglich, so dass die Plausibilisierung praktisch keinen für den Fahrer spürbaren Zeitverzug beim Start des Kraftfahrzeugs nach sich zieht.
FIG. 2 shows a schematic representation of a plausibility check of the illustrated actual position with a stationary electric motor on the basis of a pole pair 14. In this case, the phases U, V, W are simultaneously applied to the stationary current coils in the stator, so that a stationary näres magnetic field in the direction of the pointer l_Res adjusts, at which the pole pair 14 aligns and thereby positions the rotor exactly to the predetermined actual position. This actual position is compared with a test position, which is detected by the rotor position sensor. Taking into account any angular offset already determined at the factory, the actual position and the test position are compared with each other and checked for exceeding of a limit value. If the limit value is exceeded, a shift of one of the magnets of the pole pair 14 can be assumed. Accordingly, the schematic representation can be applied to several pole pairs of the rotor. For example, phase U can be applied to the bobbins as a negative current in the range of the maximum current or nominal current (-100%) and the phases V, W as proportional positive currents (+50%). The simultaneous energization of the phases U, V, W over a predetermined time interval can be maintained, for example, less than 100 ms, preferably in the range of 20 ms. Within this time interval, a sufficient alignment of the rotor can be achieved and a determination of the test position is possible, so that the plausibility check does not cause any noticeable time delay for the driver when starting the motor vehicle.
Bezuqszeichenliste LIST OF REFERENCES
Antriebssystemdrive system
a Betätigungssystem a actuation system
Gehäuse casing
Druckkolben pressure piston
Elektromotor electric motor
Steuergerät control unit
6 Druckleitung 6 pressure line
7 Reibungskupplung 7 friction clutch
8 Schnüffelöffnung 8 sniff opening
9 Getriebe 9 gears
10 Rotor 10 rotor
11 Rotorlagesensor 11 rotor position sensor
12 Elektronik 12 electronics
13 Nehmerzylinder 13 slave cylinders
14 Polpaar 14 pairs of poles
l_Res Zeiger l_Res pointer
U Phase U phase
V Phase V phase
W Phase
W phase
Claims
1. Verfahren zur Steuerung eines elektronisch kommutierten Elektromotors (4) mit mehreren Phasen (U, V, W) in einem Antriebssystem (1) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere in einem hydraulischen Betätigungssystem (1a) einer Reibungskupplung (7), mit einem Rotor (10) mit einem dessen Drehwinkel überwachenden absolut messenden Rotorlagesensor (11) und einer Elektronik (12) zur Kommutierung des Elektromotors (4) anhand von erfassten Daten des Drehwinkels des Rotorlagesensors (1 1 ), dadurch gekennzeichnet, dass über Lebensdauer des Elektromotors (4) regelmäßig eine Plausibilisierung durch Einstellung einer vorgegebenen Istposition der Rotorlage bei nicht antreibendem Rotor (10) und Vergleich dieser mit einer von dem Rotorlagesensor (1 1) aktuell ermittelten Prüfposition und ein dieser mit einem vorgegebenen Grenzwert erfolgt, indem die Phasen (U, V, W) des Elektromotors (4) über ein vorgegebenes Zeitintervall gleichzeitig bestromt werden und die sich einstellende Istposition des Rotors (10) mittels des Rotorlagesensors (11) ermittelt und mit der vom Rotorlagesensor (11 ) ermittelten Prüfposition verglichen wird. Method for controlling an electronically commutated electric motor (4) having a plurality of phases (U, V, W) in a drive system (1) of a motor vehicle, in particular in a hydraulic actuation system (1a) of a friction clutch (7), having a rotor (10 ) with an angle of rotation monitoring absolutely measuring rotor position sensor (11) and electronics (12) for commutation of the electric motor (4) based on acquired data of the rotation angle of the rotor position sensor (1 1), characterized in that over the life of the electric motor (4) regularly a plausibility check by setting a predetermined actual position of the rotor position with non-driving rotor (10) and comparison of this with one of the rotor position sensor (1 1) currently determined test position and one of these with a predetermined limit by the phases (U, V, W) the electric motor (4) are energized simultaneously over a predetermined time interval and the self-adjusting actual position of the Roto rs (10) is determined by means of the rotor position sensor (11) and compared with the test position determined by the rotor position sensor (11).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in einem dreiphasigen E- lektromotor (4) eine Phase (U) mit einem vorgegebenen Strom in eine erste Flussrichtung und die anderen beiden Phasen (V, W) mit gegenüber diesem verringerten Strömen in umgekehrte Stromrichtung bestromt werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that in a three-phase electric motor (4) a phase (U) with a predetermined current in a first flow direction and the other two phases (V, W) with respect to this reduced currents in reverse Current direction are energized.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von einer Höhe eines überschrittenen Grenzwerts ein Vertrauensmaß für die Istposition zurückgestuft wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that, depending on a height of an exceeded limit value, a confidence measure for the actual position is downgraded.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei geringer Überschreitung des Grenzwerts das Antriebssystem (1) einer Überprüfung unterzogen wird. 4. The method according to claim 3, characterized in that at low exceeding of the limit, the drive system (1) is subjected to a review.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei großer Überschreitung das Antriebssystem (1) stillgelegt wird. 5. The method according to any one of claims 3 or 4, characterized in that at great overrun the drive system (1) is shut down.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Plausibilisierung zu Beginn eines Betriebs des Kraftfahrzeugs erfolgt. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the plausibility check is carried out at the beginning of an operation of the motor vehicle.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem hydraulischen Betätigungssystem (1a) vor Beendigung des Betriebs ein hydraulischer Druckraum in einen drucklosen Zustand überführt und bei Beginn des Betriebs der drucklose Zustand zumindest während der Plausibilisierung beibehalten wird. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that in a hydraulic actuation system (1a) before the end of the operation, a hydraulic pressure chamber is transferred to a non-pressurized state and maintained at the beginning of operation of the non-pressurized state, at least during the plausibility.
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