WO2024022752A1 - Verfahren und vorrichtung zur überwachung eines elektrischen antriebs eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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Roman Nestlinger
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Definitions

  • the invention relates to a method and a corresponding device which are designed to monitor the operation of an electric drive machine of a motor vehicle.
  • An at least partially electrically driven vehicle comprises an electric drive machine for driving the vehicle, for example a current-excited or permanently excited synchronous machine.
  • the drive machine can be controlled by a control arrangement in order to ensure that a specific drive torque is provided by the drive machine.
  • the present document deals with the technical task of providing a method and a corresponding device through which efficient and reliable monitoring and/or diagnosis of an electric drive machine of a vehicle is made possible, in particular in order to ensure long-term high performance of the drive machine.
  • a device for monitoring an electric drive of a motor vehicle includes an electric drive machine and a control arrangement for controlling the drive machine.
  • the control arrangement (which is arranged, for example, in a control unit of the vehicle) has a pilot control and a regulation.
  • the control arrangement can include a pilot control unit for determining a pilot control component of a value of a manipulated variable (in particular the stator voltage) for the stator of the drive machine.
  • the pilot control unit can use a model of the drive with one or more model parameters to determine the pilot control share.
  • the parameter values of the one or more model parameters can be determined in advance of the Useful operation of the drive must have been determined and stored (e.g. during an end-of-line test as part of the assembly of the motor vehicle).
  • the one or more model parameters may include: an angular offset 6 0 ff of an angular position sensor of the rotor of the prime mover; a magnetic flux caused by the rotor and/or a gain factor of a current sensor for detecting the actual value of the stator current of the drive machine (where the stator current represents the control variable of the control arrangement).
  • the model used by the pilot control unit may include a model in the dq coordinate system.
  • the angle offset 0 O ff of the angular position sensor of the Rotor of the drive machine can be used. An incorrect angle offset 0 Off can therefore lead to an incorrect pre-control component.
  • An exemplary model for determining the pre-control portion of the value of the manipulated variable is:
  • R is the ohmic resistance of the stator windings.
  • the control arrangement can further comprise a controller (in particular a PI controller) which is set up on the basis of a control error between the actual value of the control variable (in particular the stator current of the stator of the drive machine) (measured by the current sensor) and the setpoint of the control variable (in particular the stator current) to determine the controller portion of the value of the manipulated variable (in particular the stator voltage) for the stator of the drive machine.
  • the setpoint can be specified, for example, by the driver or by an automated driving function of the vehicle.
  • the pre-control component and the controller component can be added to determine the value of the manipulated variable.
  • the drive machine can then be operated with the determined value of the manipulated variable.
  • the device is set up to determine (during the useful operation of the vehicle) on the basis of the controller portion for controlling the drive machine determined by the control arrangement that a pilot control error situation is present in the control (in particular in the pilot control) of the drive machine. It can therefore be recognized during useful operation of the vehicle on the basis of the controller share that there is an error situation in the pre-control of the drive machine.
  • the device can be set up to determine that the drive machine was (continuously) operated in stationary operation during an observation period.
  • the observation period can, for example, have a duration of one second or more, in particular 5 seconds or more. An observation period can therefore be recognized in which the drive machine is operated in stationary operation (so that the controller share should at least be zero on average over time if the model used by the feedforward control is correct).
  • the device can also be set up to recognize that the controller share, particularly on average over time, was greater than a predefined controller threshold value during the observation period. It can then be determined in an efficient and reliable manner based on the fact that a pilot control error situation is present when controlling the drive machine.
  • the device is furthermore set up, in response to the detected pilot control error situation, to effect at least one measure in relation to the recognized pilot control error situation and/or in relation to the electric drive.
  • a measure for example, a message can be issued (via the user interface of the vehicle) to the user of the vehicle to the effect that the vehicle should be serviced.
  • a number of tests can then be carried out to check the electric drive.
  • measures can be taken to directly carry out a set, in particular a sequence or sequence, of tests to check the electric drive, in particular to check the model used by the pilot control unit (directly from the vehicle).
  • the set of tests can be designed to check and, if necessary, update parameter values of one or more model parameters of the model used by the pilot control unit.
  • the set of tests can be carried out in an efficient and convenient manner during the useful operation of the vehicle.
  • the device can be set up to inform the user of the vehicle via a
  • the vehicle is in a state that is suitable for carrying out the set of tests (without the user being requested to do so). In this way, the number of tests can be carried out in a particularly reliable manner.
  • the device can be set up to determine, based on a result of the set of tests, that a maintenance situation of the drive of the vehicle exists (e.g. if it is recognized that the pilot control error situation can also be caused by updating the parameter values of the one or more model parameters cannot be fixed). The user of the vehicle can then be informed via the user interface that there is a maintenance situation for the vehicle's drive.
  • a maintenance situation of the drive of the vehicle e.g. if it is recognized that the pilot control error situation can also be caused by updating the parameter values of the one or more model parameters cannot be fixed.
  • a device is thus described which is designed to detect a faulty situation of the drive (in particular the pre-control of the drive) during the useful operation of the vehicle, and in response to this to carry out a set of tests to check the drive, the amount being Tests may make it possible to resolve the error situation automatically. This makes particularly comfortable and reliable operation of an electric drive of a motor vehicle possible.
  • the device can be set up to check and/or, if necessary, update parameter values for the one or more model parameters based on the set of tests.
  • the pilot control unit can then subsequently be operated with the one or more updated parameter values. In this way, the reliability of the electric drive can be further increased become.
  • the set of tests can include a defined sequence of tests.
  • the set of tests can include, for example, a High Frequency Signal Injection, HFSI, test.
  • HFSI High Frequency Signal Injection
  • the set of tests can include a flow test, which is carried out in particular (directly) following the HFSI test.
  • the set of tests can include a sensor test, which is carried out in particular (directly) following the flow test.
  • the device can be set up to cause a stator current with a (relatively high) measurement frequency as part of the HFSI test, and to determine (and if necessary update) a value of the angular offset 6 0 ff of the angular position sensor of the rotor of the drive machine based on the injected stator current ).
  • the HFSI test can optionally be carried out when the vehicle is stationary (e.g. when the vehicle is at a red light).
  • the measurement frequency may be a factor of 2 or more, or 5 or more, or 10 or more above the operating frequency of the stator current used to operate the prime mover.
  • the operating frequency of the stator current can depend on the desired driving speed of the vehicle and/or on the desired speed of the drive machine.
  • the device can be set up, as part of the flow test, to set the stator current through the stator of the drive machine to zero while the drive machine has a speed that deviates from zero.
  • a value of the stator voltage on the stator of the drive machine can then be detected, and based on the value of the stator voltage, the value of the magnetic flux PM caused by the rotor of the drive machine can be determined and, if necessary, updated.
  • the device can be set up, as part of the sensor test, to set the stator current through the stator of the drive machine to a defined level to set a (constant) value other than zero.
  • a value of the stator voltage on the stator of the drive machine can then be recorded.
  • the value of a gain factor of the current sensor for detecting the actual value of the stator current can then be determined and, if necessary, updated.
  • the parameter values of one or more model parameters of the drive model can be checked and, if necessary, updated in an efficient and precise manner in order to automatically correct the identified pilot control error situation.
  • a (road) motor vehicle in particular a passenger car or a truck or a bus or a motorcycle
  • vehicle in particular a passenger car or a truck or a bus or a motorcycle
  • a method for monitoring an electric drive of a motor vehicle includes an electric drive machine and a control arrangement for controlling the drive machine.
  • the control arrangement has a pilot control and a regulation (for setting a manipulated variable, such as the stator voltage).
  • the method includes determining, on the basis of the controller share determined by the control arrangement for controlling the drive machine, that a pilot control error situation is present in the control (in particular in the pilot control) of the drive machine.
  • the method further includes effecting, in response to the detected pilot control error situation, at least one measure, in particular a set of tests, for checking the electric drive.
  • one or more measures can then be implemented, in particular to reduce the input tax to resolve the error situation.
  • the parameter values of one or more model parameters of the model used in the feedforward control may be updated based on the result of the set of tests to resolve the feedforward error situation.
  • SW software program
  • the SW program can be set up to run on a processor (e.g. on a vehicle control unit) and thereby carry out the method described in this document.
  • the storage medium may include a SW program configured to be executed on a processor and thereby carry out the method described in this document.
  • Figure 1 exemplary components of a vehicle
  • Figure 2 shows an exemplary control arrangement for controlling and/or regulating an electric drive machine
  • FIG. 1 shows an exemplary vehicle 100 with an electric drive machine 103 that is set up to drive the vehicle 100.
  • the vehicle 100 further comprises a (control) device 101, which is set up to control the drive machine 103, for example to cause the drive machine 103 to respond to a request requested by the driver of the vehicle 100 via the accelerator pedal (not shown) of the vehicle 100 Drive torque is provided.
  • the vehicle 100 further includes one or more sensors 102, which are set up to record sensor data in relation to the electric drive machine 103, in particular in relation to the stator current of the stator of the drive machine 103. Furthermore, the vehicle 100 may include a user interface 104 for interaction with the driver of the vehicle 100.
  • Fig. 2 shows an exemplary control arrangement 200 for controlling the drive machine 103 (which can be part of the control device 101, for example).
  • the control arrangement 200 includes a control loop with a controller 203 and a pilot control unit 210.
  • Setpoints 201 can be specified for one or more control variables.
  • the driver of the vehicle 100 can specify a specific value of the drive torque to be set, and based on this, setpoints 201 for the one or more control variables (e.g. for the stator current through the one or more windings of the stator of the drive machine 103) can be determined .
  • the pilot control unit 210 can be set up to determine pilot control values 209 for one or more manipulated variables (eg for the stator voltage on the one or more stator windings of the stator) based on the setpoint values 201 for the one or more control variables.
  • the Pilot control unit 210 a model of the drive machine 103 can be used, the model having one or more model parameters.
  • the parameter values of one or more model parameters can be determined in advance (e.g. as part of an end-of-line (EOL) test).
  • the drive machine 103 can be controlled in the dq coordinate system using the following model:
  • L q and L d are the inductances of the stator windings in the dq coordinate system
  • the current control of the drive machine 103 can be composed of a controller component 204 and a pilot control component 209, so that the following applies to the stator voltages u d and u q : ud - u d_PP + u d_PI
  • Uq Uq_ FF + q pi where u d _ FF and u q _ FF are the pre-control components 209 of the stator voltages; and u d PI and u q PI are the controller components 204 of the stator voltages.
  • the pilot control unit 210 can be set up to determine the pilot control components 209 of the stator voltages based on the setpoint values 201 for the stator currents i q and i d .
  • the above model can be used for the drive machine 103, for example 'irf)
  • the controller components 204 can be determined from the control error 202 using a controller 203, for example using a PI controller, the control error 202 being the difference between the setpoint 201 of the one or more control variables and the actual value 208 of the one or more control variables (e.g. the stator currents).
  • the sum of the respective controller component 204 and the respective pilot control component 209 then results in the values 206 of the one or more manipulated variables (e.g. the stator voltages). These are converted into the actual values 208 of the one or more control variables by the system 207 to be controlled (i.e. by the drive machine 103).
  • the controller share 204 In stationary operation of the drive machine 103, i.e. with a constant setpoint 201 of the one or more control variables, the controller share 204 should be zero, at least on a time average over an observation period. On the other hand, if in stationary operation there is a controller component 204 that systematically deviates from zero, this may be an indication of an impairment of the electric drive machine 103 and/or the control arrangement 200. Examples of impairments are:
  • an impairment of the current sensors 102 for detecting the stator currents e.g. a deviation in relation to a gain factor used by a current sensor 102).
  • the (control) device 101 can thus be set up to detect a pre-control error situation based on the controller component 204 of the control arrangement 200, in which the pre-control component 209 of the control arrangement 200 has a systematic error (which may be compensated for by the controller component 204). In response to this, a number of tests can be carried out to check the engine 103 and, if necessary, to correct the pilot control error situation.
  • the set of tests may include a so-called HFSI (High Frequency Signal Injection) test, in which a current with a relatively high (measuring) frequency is injected into one or both axes of the dq coordinate system.
  • HFSI High Frequency Signal Injection
  • the correct value of the angular offset a> e of the rotor's angular position sensor can be determined.
  • the HFSI test can be carried out when the engine 103 is in a stationary operating state, in particular when the vehicle 100 is at a standstill. For this purpose, for example, to carry out the HFSI test, one can wait for the vehicle 100 to come to a standstill (e.g. at a red traffic light).
  • the correct value of the angular offset 0 O ff of the angular position sensor of the rotor can therefore be determined in a first test. This value can then be adopted into the model for the drive machine 103.
  • the transformation of one or more model parameters and/or one or more (voltage and/or current) signals (such as the Stator voltage and/or the stator current) into the dq coordinate system based on the correct value of the angle offset 6 0 ff.
  • the magnetic flux pM of the rotor can be determined.
  • the stator currents i q and i d can be set to zero and/or interrupted. This can be achieved by converting the inverter to a so-called “freewheeling” state to generate the stator currents.
  • the resulting stator voltages can then be measured based on: TO determine the magnetic flux PM . If there is a deviation from the stored value of the magnetic flux, the corrected value of the magnetic flux can be included in the model of the drive machine 103.
  • stator currents can each be set to a defined value (at a standstill or at a specific driving speed).
  • the values of the stator voltages can then be determined, in particular measured or estimated based on a model. At constant currents this results
  • the set of tests can thus be used to update the calibration of the parameter values of one or more model parameters of the model for the pilot control of the electric machine 103. In this way, the quality of the control of the electrical machine 103 can be increased.
  • a message can possibly be issued to the driver of the vehicle 100 via the user interface 104 in order to prompt the driver to drive the vehicle 100 to a repair shop .
  • the set of tests may be performed during operation of the vehicle 100.
  • the driver can, if necessary, be informed via the user interface 104 that a number of tests are being carried out. If necessary, the driver can be requested to transfer the vehicle 100 to a defined state (e.g. standstill) in order to carry out the set of tests. This makes it possible to conveniently and safely check the control of the electric drive machine 103.
  • Fig. 3 shows a flowchart of a (possibly computer-implemented) method 300 for monitoring an electric drive of a motor vehicle 100.
  • the drive comprises an electric drive machine 103 and a control arrangement 200 for controlling the drive machine 200.
  • the control arrangement 200 a pilot control and a regulation.
  • the control arrangement 200 can include a pilot control unit 210, which is set up to determine (based on the setpoint 201 of a control variable, such as the stator current) a pilot control component 209 of the value 206 of the manipulated variable (such as the stator voltage).
  • the control arrangement 200 can include a controller 203, which is set up based on the Setpoint 201 and based on the measured actual value 208 of the control variable to determine a controller share 204 of the value 206 of the manipulated variable.
  • the method 300 includes determining 301, based on the controller portion 204 determined by the control arrangement 200 for controlling the drive machine 200, that a pilot control error situation is present in the control (in particular in the pilot control) of the drive machine 200.
  • the controller portion 204 can be analyzed to detect that the feedforward control of the prime mover 200 is faulty.
  • the (possibly cumulative) controller share 204 can be determined during an observation period in which the drive machine 200 was (continuously) in a stationary state. If the feedforward control is error-free, the control component 204 should be zero during the observation period (at least on average over time).
  • a controller share 204 that deviates from zero is an indication of faulty pre-control, i.e. a pre-control error situation.
  • the method 300 further includes effecting 302, in response to the detected pilot control error situation, at least one measure for checking the electric drive.
  • a number of tests can be carried out to check the electric drive.
  • a sequence of tests such as an HSFI test, followed by a flow test and possibly followed by a sensor test, can be carried out.
  • the parameter values of one or more model parameters of the input control unit 210 can be checked and, if necessary, updated in order to resolve the input control error situation. If the pilot control error situation can be remedied, the electric drive can continue to be operated directly.
  • the driver of the vehicle 100 may be requested to have the vehicle 100 serviced.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Überwachung eines elektrischen Antriebs eines Kraftfahrzeugs beschrieben, wobei der Antrieb eine elektrische Antriebsmaschine und eine Ansteuer-Anordnung zur Ansteuerung der Antriebsmaschine umfasst, und wobei die Ansteuer-Anordnung eine Vorsteuerung und eine Regelung aufweist. Die Vorrichtung ist eingerichtet, auf Basis eines von der Ansteuer- Anordnung ermittelten Regler-Anteils zur Ansteuerung der Antriebsmaschine zu bestimmen, dass eine Vorsteuer-Fehlersituation bei der Ansteuerung der Antriebsmaschine vorliegt. Die Vorrichtung ist ferner eingerichtet, in Reaktion auf die erkannte Vorsteuer-Fehlersituation zumindest eine Maßnahme in Bezug auf die erkannte Vorsteuer-Fehlersituation zu bewirken.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines elektrischen Antriebs eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung, die darauf ausgerichtet sind, den Betrieb einer elektrischen Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs zu überwachen.
Ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug umfasst eine elektrische Antriebsmaschine zum Antrieb des Fahrzeugs, z.B. eine stromerregte oder permanenterregte Synchronmaschine. Die Antriebsmaschine kann durch eine Ansteuer- Anordnung angesteuert werden, um zu bewirken, dass von der Antriebsmaschine ein bestimmtes Antriebsmoment bereitgestellt wird.
Während des Betriebs der Antriebsmaschine kann es zu Fehlern und/oder Veränderungen der Antriebsmaschine kommen, durch die die Leistungsfähigkeit der Antriebsmaschine beeinträchtigt werden kann. Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung bereitzustellen, durch die eine effiziente und zuverlässige Überwachung und/oder Diagnose einer elektrischen Antriebsmaschine eines Fahrzeugs ermöglicht wird, insbesondere um eine dauerhaft hohe Leistungsfähigkeit der Antriebsmaschine zu gewährleisten.
Die Aufgabe wird durch jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung zur Überwachung eines elektrischen Antriebs eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Der Antrieb umfasst eine elektrische Antriebsmaschine und eine Ansteuer-Anordnung zur Ansteuerung der Antriebsmaschine. Die Ansteuer-Anordnung (die z.B. in einem Steuergerät des Fahrzeugs angeordnet ist) weist eine Vorsteuerung und eine Regelung auf.
Die Ansteuer-Anordnung kann eine Vorsteuereinheit zur Ermittlung eines Vor steuer- Anteils eines Wertes einer Stellgröße (insbesondere der Statorspannung) für den Stator der Antriebsmaschine umfassen. Die Vorsteuereinheit kann zur Ermittlung des Vorsteuer- Anteils ein Modell des Antriebs mit ein oder mehreren Modellparametern verwenden. Die Parameterwerte der ein oder mehreren Modellparameter können im Vorfeld des Nutzbetriebs des Antriebs ermittelt und gespeichert worden sein (etwa bei einem End-of-Line Test im Rahmen der Montage des Kraftfahrzeugs).
Die ein oder mehreren Modellparameter können umfassen: einen Winkeloffset 60ff eines Winkelpositionssensors des Rotors der Antriebsmaschine; einen von dem Rotor bewirkten magnetischen Fluss
Figure imgf000004_0001
und/oder einen Verstärkungsfaktor eines Stromsensors zur Erfassung des Istwertes des Statorstroms der Antriebsmaschine (wobei der Statorstrom die Steuergröße der Ansteuer- Anordnung darstellt).
Das von der Vorsteuereinheit verwendete Modell kann ein Modell im d-q Koordinatensystem umfassen. Dabei kann bei der Transformation von ein oder mehreren Modellparametern und/oder von ein oder mehreren (Spannungs- und/oder Strom-) Signalen (etwa der Statorspannung und/oder des Statorstroms) in das d-q Koordinatensystem der Winkel offset 0Off des Winkelpositionssensors des Rotors der Antriebsmaschine verwendet werden. Somit kann ein fehlerhafter Winkeloffset 0Off zu einem fehlerhaften Vorsteu er- Anteil führen.
Ein beispielhaftes Modell zur Ermittlung des Vorsteuer- Anteils des Wertes der Stellgröße (insbesondere der Statorspannung) ist,
Figure imgf000004_0002
Dabei sind
• ud_FF und uq pp die Vorsteuer- Anteile der Statorspannungen im d-q- Koordinatensystem (als Stellgrößen);
• iq und id die Werte der Statorströme im d-q-Koordinatensystem (als Steuergrößen);
• a>e die Winkelgeschwindigkeit des Rotors; Lq und Ld die Induktivitäten der Statorwicklungen im d-q-
Koordinatensystem; und
R der ohmsche Widerstand der Statorwicklungen.
Die Ansteuer- Anordnung kann ferner einen Regler (insbesondere einen PI-Regler) umfassen, der eingerichtet ist, auf Basis eines Regelfehlers zwischen dem (durch den Stromsensor gemessenen) Istwert der Steuergröße (insbesondere des Statorstroms des Stators der Antriebsmaschine) und dem Sollwert der Steuergröße (insbesondere des Statorstroms) den Regler-Anteil des Wertes der Stellgröße (insbesondere der Statorspannung) für den Stator der Antriebsmaschine zu ermitteln. Der Sollwert kann z.B. von dem Fahrer oder von einer automatisierten Fahrfunktion des Fahrzeugs vorgegeben werden.
Der Vorsteuer- Anteil und der Regler-Anteil können addiert werden, um den Wert der Stellgröße zu ermitteln. Die Antriebsmaschine kann dann mit dem ermittelten Wert der Stellgröße betrieben werden.
Die Vorrichtung ist eingerichtet, (während des Nutzbetriebs des Fahrzeugs) auf Basis des von der Ansteuer-Anordnung ermittelten Regler-Anteils zur Ansteuerung der Antriebsmaschine zu bestimmen, dass eine Vorsteuer- Fehlersituation bei der Ansteuerung (insbesondere bei der Vorsteuerung) der Antriebsmaschine vorliegt. Es kann somit während des Nutzbetriebs des Fahrzeugs auf Basis des Regler-Anteils erkannt werden, dass eine Fehlersituation bei der Vorsteuerung der Antriebsmaschine vorliegt.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, zu bestimmen, dass die Antriebsmaschine während eines Beobachtungszeitraums (durchgehend) in einem stationären Betrieb betrieben wurde. Der Beobachtungszeitraum kann z.B. eine Dauer von einer Sekunde oder mehr, insbesondere von 5 Sekunden oder mehr, aufweisen. Es kann somit ein Beobachtungszeitraum erkannt werden, in dem die Antriebsmaschine im stationären Betrieb betrieben wird (sodass der Regler-Anteil zumindest im zeitlichen Mittel Null sein sollte, wenn das von der Vorsteuerung verwendete Modell korrekt ist).
Die Vorrichtung kann ferner eingerichtet sein, zu erkennen, dass der Regler- Anteil, insbesondere im zeitlichen Mittel, während des Beobachtungszeitraums betraglich größer als ein vordefinierter Regler-Schwellenwert war. Es kann dann in effizienter und zuverlässiger Weise basierend darauf bestimmt werden, dass eine Vorsteuer-Fehlersituation bei der Ansteuerung der Antriebsmaschine vorliegt.
Die Vorrichtung ist ferner eingerichtet, in Reaktion auf die erkannte Vorsteuer- Fehlersituation zumindest eine Maßnahme in Bezug auf die erkannte Vorsteuer- Fehlersituation und/oder in Bezug auf den elektrischen Antrieb zu bewirken. Als Maßnahme kann z.B. bewirkt werden, dass (über die Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs) ein Hinweis an den Nutzer des Fahrzeugs dahingehend ausgegeben wird, dass das Fahrzeug gewartet werden sollte. Im Rahmen der Wartung kann dann eine Menge von Tests zur Überprüfung des elektrischen Antriebs durchgeführt werden.
Alternativ oder ergänzend kann als Maßnahmen bewirkt werden, dass direkt eine Menge, insbesondere eine Abfolge bzw. Sequenz, von Tests zur Überprüfung des elektrischen Antriebs, insbesondere zur Überprüfung des von der Vorsteuereinheit verwendeten Modells, durchgeführt werden (direkt von dem Fahrzeug). Die Menge von Tests kann darauf ausgelegt sein, Parameterwerte von ein oder mehreren Modellparametern des von der Vorsteuereinheit verwendeten Modells zu überprüfen und ggf. zu aktualisieren. Die Menge von Tests kann in effizienter und komfortabler Weise während des Nutzbetriebs des Fahrzeugs durchgeführt werden.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, den Nutzer des Fahrzeugs über eine
Benutzerschnittstelle (des Fahrzeugs) darüber zu informieren, dass (während des Nutzbetriebs des Fahrzeugs) die Menge von Tests bewirkt wird. Ggf. kann der Nutzer aufgef ordert werden, das Fahrzeug für die Durchführung der Menge von Tests in einen definierten Zustand, z.B. in den Stillstand, zu überführen.
Alternativ oder ergänzend kann während des Nutzbetriebs des Fahrzeugs erkannt werden, dass sich das Fahrzeug in einem Zustand befindet, der für die Durchführung der Menge von Tests geeignet ist (ohne, dass der Nutzer dazu aufgefordert wurde). So kann die Menge von Tests in besonders zuverlässiger Weise durchgeführt werden.
Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, auf Basis eines Ergebnisses der Menge von Tests zu bestimmen, dass eine Wartungssituation des Antriebs des Fahrzeugs vorliegt (z.B., wenn erkannt wird, dass die Vorsteuer- Fehlersituation auch durch eine Aktualisierung der Parameterwerte der ein oder mehreren Modellparameter nicht behoben werden kann). Der Nutzer des Fahrzeugs kann dann über die Benutzerschnittstelle darüber informiert werden, dass eine Wartungssituation des Antriebs des Fahrzeugs vorliegt.
Es wird somit eine Vorrichtung beschrieben, die ausgebildet ist, während des Nutzbetriebs des Fahrzeugs eine Fehl er situation des Antriebs (insbesondere der Vorsteuerung des Antriebs) zu erkennen, und in Reaktion darauf eine Menge von Tests zur Überprüfung des Antriebs durchzuführen, wobei es die Menge von Tests ggf. ermöglicht, die Fehlersituation in automatischer Weise zu beheben. So kann ein besonders komfortabler und zuverlässiger Betrieb eines elektrischen Antriebs eines Kraftfahrzeugs ermöglicht werden.
Wie bereits weiter oben dargelegt, kann die Vorrichtung eingerichtet sein, anhand der Menge von Tests Parameterwerte für die ein oder mehreren Modellparameter zu überprüfen und/oder ggf. zu aktualisieren. Die Vorsteuereinheit kann dann anschließend mit den ein oder mehreren aktualisierten Parameterwerten betrieben werden. So kann die Zuverlässigkeit des elektrischen Antriebs weiter erhöht werden.
Die Menge von Tests kann eine definierte Abfolge von Tests umfassen. Die Menge von Tests kann z.B. einen High Frequency Signal Injection, HFSI, Test umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die Menge von Tests einen Fluss-Test umfassen, der insbesondere (direkt) nachfolgend zu dem HFSI Test bewirkt wird. Alternativ oder ergänzend kann die Menge von Tests einen Sensor-Test umfassen, der insbesondere (direkt) nachfolgend zu dem Fluss-Test bewirkt wird.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, im Rahmen des HFSI Tests einen Statorstrom mit einer (relativ hohen) Messfrequenz zu bewirken, und basierend auf dem injizierten Statorstrom einen Wert des Winkeloffsets 60ff des Winkelpositionssensors des Rotors der Antriebsmaschine zu ermitteln (und ggf. zu aktualisieren). Der HFSI Test kann optional im Stillstand des Fahrzeugs durchgeführt werden (z.B., wenn das Fahrzeug an einer roten Ampel steht). Die Messfrequenz kann um einen Faktor 2 oder mehr, oder 5 oder mehr, oder 10 oder mehr über der Betriebsfrequenz des Statorstroms liegen, die für den Betrieb der Antriebsmaschine verwendet wird. Die Betriebsfrequenz des Statorstroms kann dabei von der gewünschten Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder von der gewünschten Drehzahl der Antriebsmaschine abhängen.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, im Rahmen des Fluss-Tests, den Statorstrom durch den Stator der Antriebsmaschine auf Null zu setzen, während die Antriebsmaschine eine von Null abweichende Drehzahl aufweist. Es kann dann ein Wert der Statorspannung an dem Stator der Antriebsmaschine erfasst werden, und es kann basierend auf dem Wert der Statorspannung der Wert des von dem Rotor der Antriebsmaschine bewirkten magnetischen Flusses PM ermittelt und ggf. aktualisiert werden.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, im Rahmen des Sensor-Tests, den Statorstrom durch den Stator der Antriebsmaschine auf einen definierten (konstanten) Wert ungleich Null zu setzen. Es kann dann ein Wert der Statorspannung an dem Stator der Antriebsmaschine erfasst werden. Basierend auf dem Wert der Statorspannung und basierend auf dem definierten Wert des Statorstroms kann dann der Wert eines Verstärkungsfaktors des Stromsensors zur Erfassung des Istwertes des Statorstroms ermittelt und ggf. aktualisiert werden.
Durch die o.g. Tests können die Parameterwerte von ein oder mehreren Modellparametern des Modells des Antriebs in effizienter und präziser Weise überprüft und ggf. aktualisiert werden, um die erkannte Vorsteuer-Fehl er situation automatisch zu beheben.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-) Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Überwachung eines elektrischen Antriebs eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Der Antrieb umfasst eine elektrische Antriebsmaschine und eine Ansteuer-Anordnung zur Ansteuerung der Antriebsmaschine. Die Ansteuer-Anordnung weist eine Vorsteuerung und eine Regelung (zur Einstellung einer Stellgröße, etwa der Statorspannung) auf.
Das Verfahren umfasst das Bestimmen, auf Basis des von der Ansteuer- Anordnung ermittelten Regler-Anteils zur Ansteuerung der Antriebsmaschine, dass eine Vorsteuer-Fehlersituation bei der Ansteuerung (insbesondere bei der Vorsteuerung) der Antriebsmaschine vorliegt. Das Verfahren umfasst ferner das Bewirken, in Reaktion auf die erkannte Vorsteuer-Fehl ersituati on, zumindest einer Maßnahme, insbesondere einer Menge von Tests, zur Überprüfung des elektrischen Antriebs.
In Abhängigkeit von einem Ergebnis der Menge von Tests können dann ein oder mehrere Maßnahmen bewirkt werden, insbesondere um die Vorsteuer- Fehlersituation zu beheben. Beispielsweise können die Parameterwerte von ein oder mehreren Modellparametern des bei der Vorsteuerung verwendeten Modells auf Basis des Ergebnisses der Menge von Tests aktualisiert werden, um die Vorsteuer-Fehlersituation zu beheben.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Ferner sind in Klammern aufgeführte Merkmale als optionale Merkmale zu verstehen.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
Figur 1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs;
Figur 2 eine beispielhafte Ansteuer- Anordnung zur Steuerung und/oder Regelung einer elektrischen Antriebsmaschine; und
Figur 3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Überwachung einer elektrischen Antriebsmaschine eines Fahrzeugs. Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten und zuverlässigen Überwachung einer elektrischen Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs. In diesem Zusammenhang zeigt Fig. 1 ein beispielhaftes Fahrzeug 100 mit einer elektrischen Antriebsmaschine 103, die eingerichtet ist, das Fahrzeug 100 anzutreiben. Das Fahrzeug 100 umfasst ferner eine (Steuer-) Vorrichtung 101, die eingerichtet ist, die Antriebsmaschine 103 anzusteuern, z.B. um zu bewirken, dass von der Antriebsmaschine 103 ein von dem Fahrer des Fahrzeugs 100 über das Fahrpedal (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 100 angefordertes Antriebsmoment bereitgestellt wird.
Das Fahrzeug 100 umfasst ferner ein oder mehrere Sensoren 102, die eingerichtet sind, Sensordaten in Bezug auf die elektrische Antriebsmaschine 103, insbesondere in Bezug auf den Statorstrom des Stators der Antriebsmaschine 103, zu erfassen. Des Weiteren kann das Fahrzeug 100 eine Benutzerschnittstelle 104 zur Interaktion mit dem Fahrer des Fahrzeugs 100 umfassen.
Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Ansteuer-Anordnung 200 zur Ansteuerung der Antriebsmaschine 103 (die z.B. Teil der Steuer- Vorrichtung 101 sein kann). Die Ansteuer-Anordnung 200 umfasst einen Regelkreis mit einem Regler 203 und mit einer Vorsteuereinheit 210. Es können Sollwerte 201 für ein oder mehrere Steuergrößen vorgegeben werden. Beispielsweise kann von dem Fahrer des Fahrzeugs 100 ein bestimmter Wert des zu stellenden Antriebsmoments vorgegeben werden, und es können basierend darauf Sollwerte 201 für die ein oder mehreren Steuergrößen (z.B. für den Statorstrom durch die ein oder mehreren Windungen des Stators der Antriebsmaschine 103) ermittelt werden.
Die Vorsteuereinheit 210 kann eingerichtet sein, auf Basis der Sollwerte 201 für die ein oder mehreren Steuergrößen Vorsteuerwerte 209 für ein oder mehreren Stellgrößen (z.B. für die Statorspannung an den ein oder mehreren Statorwindungen des Stators) zu ermitteln. Zu diesem Zweck kann von der Vorsteuereinheit 210 ein Modell der Antriebsmaschine 103 verwendet werden, wobei das Modell ein oder mehrere Modellparameter aufweist. Die Parameterwerte der ein oder mehreren Modellparameter können im Vorfeld (z.B. im Rahmen eines End-of-Line (EOL) Tests) ermittelt werden.
Die Ansteuerung der Antriebsmaschine 103 kann im d-q-Koordinatensystem anhand des folgenden Modells erfolgen:
Figure imgf000012_0001
Dabei sind
• ud und uq die -Statorspannungen im d-q-Koordinatensystem (als Stellgrößen);
• iq und id der Statorströme im d-q-Koordinatensystem (als Steuergrößen);
• Lq und Ld die Induktivitäten der Statorwicklungen im d-q- Koordinatensystem;
• R der ohmsche Widerstand der Statorwicklungen;
• a>e die Winkelgeschwindigkeit des Rotors; und/oder
• PM der von dem Rotor bewirkte magnetische Fluss.
Die Stromsteuerung der Antriebsmaschine 103 kann sich aus einem Regler- Anteil 204 und einem Vorsteuer- Anteil 209 zusammensetzten, sodass für die Statorspannungen ud und uq gilt: ud — ud_PP + ud_PI
Uq Uq_FF + q pi wobei ud _FF und uq _FF die Vorsteuer- Anteile 209 der Statorspannungen sind; und ud PI und uq PI die Regler-Anteile 204 der Statorspannungen sind.
Die Vorsteuereinheit 210 kann einrichtet sein, auf Basis der Sollwerte 201 für die Statorströme iq und id die Vorsteuer-Anteile 209 der Statorspannungen zu ermitteln. Dabei kann das o.g. Modell für die Antriebsmaschine 103 verwendet werden, z.B.
Figure imgf000013_0001
' irf)
Die Regler-Anteile 204 können anhand eines Reglers 203, z.B. anhand eines PI- Reglers, aus dem Regelfehler 202 ermittelt werden, wobei der Regelfehler 202 der Differenz aus dem Sollwert 201 der ein oder mehreren Steuergrößen und dem Istwert 208 der ein oder mehreren Steuergrößen (z.B. der Statorströme) entspricht. Aus der Summe des jeweiligen Regler- Anteils 204 und des jeweiligen Vorsteuer- Anteils 209 ergeben sich dann die Werte 206 der ein oder mehreren Stellgrößen (z.B. der Statorspannungen). Diese werden durch das zu regelnde System 207 (d.h. durch die Antriebsmaschine 103) in die Istwerte 208 der ein oder mehreren Steuergrößen überführt.
Im stationären Betrieb der Antriebsmaschine 103, d.h. bei konstantem Sollwert 201 der ein oder mehreren Steuergrößen, sollte der Regler- Anteil 204 zumindest im zeitlichen Mittel über einen Beobachtungszeitraum null sein. Wenn sich andererseits im stationären Betrieb ein Regler-Anteil 204 ergibt, der systematisch von Null abweicht, so kann dies ein Hinweis auf eine Beeinträchtigung der elektrischen Antriebsmaschine 103 und/oder der Ansteuer- Anordnung 200 sein. Beispielhafte Beeinträchtigung sind
• eine Abweichung des Winkel offsets 0Off des Winkelpositionssensors des Rotors von dem ursprünglich gemessenen Winkeloffset; • ein ungenauer oder fehlerhafte Parameterwert eines Modellparameters des für die Vorsteuerung verwendeten Modells der Antriebsmaschine 103; und/oder
• eine Beeinträchtigung der Stromsensoren 102 zur Erfassung der Statorströme (z.B. eine Abweichung in Bezug auf einen von einem Stromsensor 102 verwendeten Verstärkungsfaktor).
Die (Steuer-) Vorrichtung 101 kann somit eingerichtet sein, auf Basis des Regler- Anteils 204 der Ansteuer-Anordnung 200 eine Vor steuer-Fehl ersituati on zu detektieren, bei der der Vorsteuer- Anteil 209 der Ansteuer-Anordnung 200 einen systematischen Fehler aufweist (der ggf. durch den Regler-Anteil 204 kompensiert wird). In Reaktion darauf kann eine Menge von Tests bewirkt werden, um die Antriebsmaschine 103 zu überprüfen und um ggf. die Vorsteuer- Fehlersituation zu beheben.
Die Menge von Tests kann einen sogenannten HFSI (High Frequency Signal Injection) Test umfassen, bei dem ein Strom mit einer relativ hohen (Mess-) Frequenz in eine oder beide Achsen des d-q-Koordinatensystems injiziert wird. Basierend auf dem HFSI Test kann der korrekte Wert des Winkel offsets a>e des Winkelpositionssensors des Rotors ermittelt werden. Der HFSI Test kann durchgeführt werden, wenn sich die Antriebsmaschine 103 in einem stationären Betriebszustand, insbesondere bei Stillstand des Fahrzeugs 100, befindet. Zu diesem Zweck kann z.B. zur Durchführung des HFSI Tests abgewartet werden, dass das Fahrzeug 100 zum Stillstand kommt (etwa an einer roten Ampel).
Es kann somit in einem ersten Test der korrekte Wert des Winkeloffsets 0Off des Winkelpositionssensors des Rotors ermittelt werden. Dieser Wert kann dann in das Modell für die Antriebsmaschine 103 übernommen werden. Insbesondere kann die Transformation von ein oder mehreren Modellparametem und/oder von ein oder mehreren (Spannungs- und/oder Strom-) Signalen (etwa der Statorspannung und/oder des Statorstroms) in das d-q-Koordinatensystem auf Basis des korrekten Wertes des Winkeloffsets 60ff durchgeführt werden.
In einem weiteren (nachfolgenden) Test kann der magnetische Fluss pM des Rotors ermittelt werden. Zu diesem Zweck können die Statorströme iq und id auf Null gesetzt und/oder unterbrochen werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Inverter zur Erzeugung der Statorströme in einen sogenannten „Freewheeling“ -Zustand überführt wird.
Es können dann die sich dabei ergebenden Statorspannungen gemessen werden, um basierend auf
Figure imgf000015_0001
den magnetischen Fluss PM ZU ermitteln. Wenn sich eine Abweichung zu dem gespeicherten Wert des magnetischen Flusses ergibt, so kann der korrigierte Wert des magnetischen Flusses in das Modell der Antriebsmaschine 103 aufgenommen werden.
In einem weiteren (nachfolgenden) Test kann überprüft werden, ob die Stromsensoren 102 zur Messung des Istwertes 208 der Statorströme beeinträchtigt sind (z.B. einen geänderten Verstärkungswert bzw. Verstärkungsfaktor aufweisen). Zu diesem Zweck können die Statorströme jeweils auf einen definierten Wert eingestellt werden (bei Stillstand oder bei einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit). Es können dann die Werte der Statorspannungen ermittelt, insbesondere gemessen oder auf Basis eines Modells geschätzt, werden. Bei konstanten Strömen ergibt sich
Figure imgf000015_0002
Wenn angenommen wird, dass sich die Parameter der elektrischen Antriebsmaschine 103 R, Lq und Ld nicht verändert haben, so können auf Basis der o.g. Gleichungen Verstärkungsfaktoren für die Stromsensoren 102 zur Messung der Ströme iq und id ermittelt und aktualisiert werden.
Die Menge von Tests kann somit dazu verwendet werden, die Kalibrierung der Parameterwerte von ein oder mehreren Modellparametern des Modells für die Vorsteuerung der elektrischen Maschine 103 zu aktualisieren. So kann die Güte der Ansteuerung der elektrischen Maschine 103 erhöht werden.
Wenn sich aus der Menge von Tests ergibt, dass keine Aktualisierung der Parameterwerte möglich ist, so kann ggf. über die Benutzerschnittstelle 104 ein Hinweis an den Fahrer des Fahrzeugs 100 ausgegeben werden, um den Fahrer zu veranlassen, das Fahrzeug 100 zu einer Wertstatt zu fahren.
Die Menge von Tests kann während des Betriebs des Fahrzeugs 100 durchgeführt werden. Dabei kann der Fahrer ggf. über die Benutzerschnittstelle 104 darauf hingewiesen werden, dass eine Menge von Tests durchgeführt wird. Ggf. kann der Fahrer aufgef ordert werden, das Fahrzeug 100 für die Durchführung der Menge von Tests in einen definierten Zustand (z.B. Stillstand) zu überführen. So kann eine komfortable und sichere Überprüfung der Ansteuerung der elektrischen Antriebsmaschine 103 ermöglicht werden.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines (ggf. Computer-implementierten) Verfahrens 300 zur Überwachung eines elektrischen Antriebs eines Kraftfahrzeugs 100. Der Antrieb umfasst eine elektrische Antriebsmaschine 103 und eine Ansteuer-Anordnung 200 zur Ansteuerung der Antriebsmaschine 200. Dabei weist die Ansteuer-Anordnung 200 eine Vorsteuerung und eine Regelung auf. Insbesondere kann die Ansteuer- Anordnung 200 eine Vorsteuereinheit 210 umfassen, die eingerichtet ist, (auf Basis des Sollwertes 201 einer Steuergröße, etwa des Statorstroms) einen Vorsteuer- Anteil 209 des Wertes 206 der Stellgröße (etwa der Statorspannung) zu ermitteln. Des Weiteren kann die Ansteuer- Anordnung 200 einen Regler 203 umfassen, der eingerichtet ist, auf Basis des Sollwertes 201 und auf Basis des gemessenen Istwertes 208 der Steuergröße einen Regler- Anteil 204 des Wertes 206 der Stellgröße zu ermitteln.
Das Verfahren 300 umfasst das Bestimmen 301, auf Basis des von der Ansteuer- Anordnung 200 ermittelten Regler- Anteils 204 zur Ansteuerung der Antriebsmaschine 200, dass eine Vorsteuer-Fehl er situation bei der Ansteuerung (insbesondere bei der Vorsteuerung) der Antriebsmaschine 200 vorliegt. Mit anderen Worten, der Regler- Anteil 204 kann analysiert werden, um zu erkennen, dass die Vorsteuerung der Antriebsmaschine 200 fehlerhaft ist. Zu diesem Zweck kann der (ggf. kumulierte) Regler-Anteil 204 während eines Beobachtungszeitraums ermittelt werden, in dem sich die Antriebsmaschine 200 (durchgehend) in einem stationären Zustand befunden hat. Bei einer fehlerfreien Vorsteuerung sollte der Regel-Anteil 204 während des Beobachtungszeitraums (zumindest im zeitlichen Mittel) Null sein. Ein von Null abweichender Regler- Anteil 204 ist ein Hinweis auf eine fehlerhafte Vorsteuerung, d.h. auf eine V or steuer-F ehlersituati on .
Das Verfahren 300 umfasst ferner das Bewirken 302, in Reaktion auf die erkannte Vorsteuer-Fehlersituation, zumindest einer Maßnahme zur Überprüfung des elektrischen Antriebs. Insbesondere kann als Maßnahme eine Menge von Tests zur Überprüfung des elektrischen Antriebs bewirkt werden. Dabei kann insbesondere eine Abfolge von Tests, etwa ein HSFI Test, gefolgt von einem Fluss-Test und ggf. gefolgt durch einen Sensor-Test, durchgeführt werden. Auf Basis der Menge von Tests können die Parameterwerte von ein oder mehreren Modellparamatern der Vorsteuereinheit 210 überprüft und ggf. aktualisiert werden, um die Vorsteuer-Fehl ersituati on zu beheben. Wenn die Vorsteuer- F ehlersituati on behoben werden kann, kann der elektrische Antrieb direkt weiterbetrieben werden. Andererseits kann der Fahrer des Fahrzeugs 100 aufgefordert werden, das Fahrzeug 100 warten zu lassen. Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen wird eine komfortable, effiziente und zuverlässige Diagnose eines elektrischen Antriebs eines Kraftfahrzeugs 100 ermöglicht. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

Ansprüche
1) Vorrichtung (101) zur Überwachung eines elektrischen Antriebs eines Kraftfahrzeugs (100); wobei der Antrieb eine elektrische Antriebsmaschine (103) und eine Ansteuer- Anordnung (200) zur Ansteuerung der Antriebsmaschine (200) umfasst; wobei die Ansteuer-Anordnung (200) eine Vorsteuerung und eine Regelung aufweist; wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist,
- auf Basis eines von der Ansteuer- Anordnung (200) ermittelten Regler- Anteils (204) zur Ansteuerung der Antriebsmaschine (200) zu bestimmen, dass eine Vor steuer-Fehl ersituati on bei der Ansteuerung der Antriebsmaschine (200) vorliegt; und
- in Reaktion auf die erkannte Vorsteuer-Fehl ersituati on zumindest eine Maßnahme in Bezug auf die erkannte Vorsteuer-Fehl ersituati on zu bewirken.
2) Vorrichtung (101) gemäß Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist,
- zu bestimmen, dass
- die Antriebsmaschine (103) während eines Beobachtungszeitraums in einem stationären Betrieb betrieben wurde; und
- der Regler-Anteil (204), insbesondere im zeitlichen Mittel, während des Beobachtungszeitraums betraglich größer als ein Regler-Schwellenwert war; und
- basierend darauf zu bestimmen, dass eine Vorsteuer-Fehlersituation bei der Ansteuerung der Antriebsmaschine (200) vorliegt.
3) Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Ansteuer- Anordnung (200) eine Vorsteuereinheit (210) zur Ermittlung eines Vorsteu er- Anteils (209) zur Ansteuerung der Antriebsmaschine (200) umfasst;
- die Vorsteuereinheit (210) zur Ermittlung des Vorsteuer- Anteils (209) ein Modell des Antriebs mit ein oder mehreren Modellparametern verwendet; und
- die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, anhand der Menge von Tests Parameterwerte für die ein oder mehreren Modellparameter zu überprüfen und/oder zu aktualisieren. ) Vorrichtung (101) gemäß Anspruch 3, wobei die ein oder mehreren Modellparameter umfassen,
- einen Winkel offset 60ff eines Winkelpositionssensors eines Rotors der Antriebsmaschine (103);
- einen von dem Rotor bewirkten magnetischen Fluss
Figure imgf000020_0001
und/oder
- einen Verstärkungsfaktor eines Stromsensors zur Erfassung eines Istwertes (208) eines Statorstroms der Antriebsmaschine (103). ) Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Maßnahme umfasst,
- die Ausgabe eines Hinweises an einen Nutzer des Fahrzeugs (100); und/oder
- das Bewirken einer Menge von Tests zur Überprüfung des elektrischen Antriebs. ) Vorrichtung (101) gemäß Anspruch 5, wobei
- die Menge von Tests einen High Frequency Signal Injection, HFSI, Test umfasst; und
- die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, im Rahmen des HFSI Tests einen Statorstrom mit einer Messfrequenz zu bewirken, und basierend auf dem injizierten Statorstrom einen Wert eines Winkeloffsets 0o y eines Winkelpositionssensors eines Rotors der Antriebsmaschine (103) zu ermitteln.
7) Vorrichtung (101) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei
- die Menge von Tests einen Fluss-Test umfasst, der insbesondere nachfolgend zu einem HFSI Test bewirkt wird; und
- die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, im Rahmen des Fluss-Tests,
- einen Statorstrom durch einen Stator der Antriebsmaschine (103) auf Null zu setzen, während die Antriebsmaschine (103) eine von Null abweichende Drehzahl aufweist;
- einen Wert einer Stator Spannung an dem Stator der Antriebsmaschine (103) zu ermitteln; und
-basierend auf dem Wert der Statorspannung einen Wert eines von einem Rotor der Antriebsmaschine (103) bewirkten magnetischen Flusses PM ZU ermitteln.
8) Vorrichtung (101) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei
- die Menge von Tests einen Sensor-Test umfasst, der insbesondere nachfolgend zu einem Fluss-Test bewirkt wird; und
- die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, im Rahmen des Sensor-Tests,
- einen Statorstrom durch einen Stator der Antriebsmaschine (103) auf einen definierten Wert ungleich Null zu setzen;
- einen Wert einer Stator Spannung an dem Stator der Antriebsmaschine (103) zu ermitteln; und
-basierend auf dem Wert der Statorspannung und basierend auf dem definierten Wert des Statorstroms einen Wert eines Verstärkungsfaktors eines Stromsensors zur Erfassung eines Istwertes (208) des Statorstroms zu ermitteln. 9) Vorrichtung (101) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei
- die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, die Menge von Tests während eines Nutzbetriebs des Fahrzeugs (100) zu bewirken; und/oder
- die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, einen Nutzer des Fahrzeugs (100) über eine Benutzerschnittstelle (104)
- darüber zu informieren, dass die Menge von Tests bewirkt wird; und/oder
- aufzufordern, das Fahrzeug (100) für die Durchführung der Menge von Tests in einen definierten Zustand, z.B. in den Stillstand, zu überführen; und/oder
- die Vorrichtung (101) eingerichtet ist,
- auf Basis eines Ergebnisses der Menge von Tests zu bestimmen, dass eine Wartungs situation des Antriebs des Fahrzeugs (100) vorliegt; und
- in Reaktion auf das Bestimmen einen Nutzer des Fahrzeugs (100) über eine Benutzerschnittstelle (104) darüber zu informieren, dass eine Wartungssituation des Antriebs des Fahrzeugs (100) vorliegt.
10) Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Ansteuer- Anordnung (200) eine Vorsteuereinheit (210) zur Ermittlung eines Vorsteu er- Anteils (209) eines Wertes (206) einer Statorspannung für einen Stator der Antriebsmaschine (103) umfasst; und
- die Ansteuer-Anordnung (200) einen Regler (203) umfasst, der eingerichtet ist, auf Basis eines Regelfehlers (202) zwischen einem Istwert (208) eines Statorstroms des Stators der Antriebsmaschine (103) und einem Sollwert (201) des Statorstroms den Regler-Anteil (204) des Wertes (206) der Statorspannung für den Stator der Antriebsmaschine (103) zu ermitteln. ) Verfahren (300) zur Überwachung eines elektrischen Antriebs eines Kraftfahrzeugs (100); wobei der Antrieb eine elektrische Antriebsmaschine (103) und eine Ansteuer- Anordnung (200) zur Ansteuerung der Antriebsmaschine (200) umfasst; wobei die Ansteuer-Anordnung (200) eine Vorsteuerung und eine Regelung aufweist; wobei das Verfahren (300) umfasst,
- Bestimmen (301), auf Basis eines von der Ansteuer-Anordnung (200) ermittelten Regler-Anteils (204) zur Ansteuerung der Antriebsmaschine (200), dass eine Vorsteuer-Fehl er situation bei der Ansteuerung der Antriebsmaschine (200) vorliegt; und
- Bewirken (302), in Reaktion auf die erkannte Vorsteuer- Fehlersituation, zumindest einer Maßnahme in Bezug auf die erkannte V or steuer-F ehl ersituati on .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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