[發明專利]用于確定電機的轉子角的方法

在審

• 申請號: 201910949109.2
• 申請日: 2019-10-08
• 公開（公告）號: CN111007275A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: J.米勒;W.菲舍爾
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01P3/487
• 分類號: G01P3/487;H02P6/18;F02D41/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 趙伯俊;李雪瑩

本發明涉及一種用于確定電機的轉子角（θ）的方法，該電機包括轉子和定子，該電機與內燃機的曲軸直接或者變速地耦接，其中整流及電壓控制電路和電池連接在電機之后，其中，所述整流及電壓控制電路為了影響其輸出電壓而脈沖式地以一占空比在充電狀態和短路狀態之間來回切換，其中電機的至少一個信號分別具有一個或者多個特征值，該特征值分別在轉子的每次旋轉中出現至少一次，其中，轉子角（θ）的當前值根據在至少一個信號的兩個特征值之間的時間差（Δt）并且根據占空比（dc）來確定。

技術領域

本發明涉及一種用于確定電機的轉子角的方法以及用于其實施的計算單元和計算機程序。

背景技術

內燃機的曲軸的轉角位置和轉速對于電子式發動機控制的多個功能來說是重要的輸入量。為了獲取他們，能夠在與內燃機的曲軸共同旋轉的物體上以不變的角度間隔設置標記。能夠通過傳感器檢測到標記由于曲軸旋轉而被掠過，并且能夠將其作為電信號傳輸至分析電子構件處。

該電子機構對于曲軸的相應轉角位置確定出相應為此存儲的用于的標記的信號，或者說該電子機構測量在兩個標記之間的時間差，并且能夠基于兩個標記相互之間的已知的角度間隔來獲取角速度進而獲取轉速。在機動車中、尤其是ATV（英文：All TerrainVehicle）中、在摩托車中、輕型摩托車（Moped）中或者機動兩輪車（Kraftr?dern）中能夠例如通過金屬齒輪的齒、所謂的傳感器輪的齒來提供所述標記，所述齒通過其運動在傳感器中引起磁場的變化。若干齒的間隙能夠用作識別絕對位置的參考標記。

在轎車中通常使用60-2的齒（均勻分布60個齒，其中兩個被留空），而在摩托車中或者機動兩輪車中例如使用36-2、24-2、或者12-3的齒。在這種間接的曲軸轉速確定或者轉角位置確定的方法中，轉速傳感器的分辨率或者絕對的轉角位置獲取通過齒的數目并且通過參考標記的可靠識別來確定。

在任何具有內燃機的現代車輛中都安裝了發電機，該發電機通過曲軸的旋轉來驅動并且提供電信號，該電信號用于供給車輛以電能并且用于車輛電池的充電。車輛在沒有這個發電機的情況下無法或者僅僅能夠短時間地進行規定的運行。

例如在DE102014206173A1中，曲軸驅動的電機（發電機）的電輸入量被用于確定轉速。為此目的，分析電機的一個或者多個信號，他們分別具有一個或者多個值，所述值分別在電機轉子的每次旋轉中出現至少一次。通過計算所述值的兩次出現時間點之間的時間差來計算出轉速。

此外，在DE102016221459A1中公開了，使用這些電輸入量來確定內燃機曲軸的轉角位置。為此目的，使用電機的相位信號的至少一個值的出現時間點來確定轉子的轉角狀態，該值在轉子的每次旋轉中分別出現至少一次。曲軸的轉角位置由轉角狀態和角度偏差計算出來。

發明內容

在此背景下，本發明提出一種具有獨立權利要求特征的用于確定電機的轉子角的方法以及用于其實施的計算單元和計算機程序。優選的實施方式是從屬權利要求以及下文描述的對象。

電機與內燃機的曲軸直接或者變速地耦接，并且電機此外包括轉子和定子。在電機之后連接有整流及電壓控制電路以及電池。借助于整流及電壓控制電路能夠將電機的多相輸出電壓進行整流，并且能夠提供和調節電機的多相輸出電壓以供給電能或者說為電池充電。有利地，也能夠設置電壓調節器來調節車載電網電壓，即整流器的輸出電壓。

整流及電壓控制電路為了影響其輸出電壓例如通過電壓調節器而脈沖式地以一占空比在充電狀態和短路狀態之間來回切換，其中在充電狀態期間，提供電機的輸出電壓為電池充電；并且其中在短路狀態期間，整流及電壓控制電路或者其輸入端產生短路。脈沖式操控的一個周期分別包括一個充電狀態和短路狀態。整流及電壓控制電路處于充電狀態中的時間與兩個狀態的時間之和的比例就是所述占空比。