[发明专利]电机的激励方法和激励设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于借助功率电子装置在发动机起动运行中激励电机的方法，尤其应用在汽车中，其中功率电子装置具有多个可激励的功率开关，功率开关连接成给电机多相地供给电流，其中功率电子装置被激励为使得电机发出起动转矩。

此外，本发明涉及一种用于在发动机起动运行中激励电机的设备，尤其用来应用在汽车中，该设备具有功率电子装置，该功率电子装置具有多个可激励的功率开关，功率开关连接成给电机多相地供给电流，并且具有用于激励功率电子装置的控制设备。

此外，本发明涉及一种汽车传动系，其具有至少一个用于提供驱动功率的电机和具有用于激励上面所述类型的电机的设备。

背景技术

在汽车驱动技术的领域中，普遍已知的是，电机用作唯一的驱动装置或共同带有另一类型的一驱动发动机（混合驱动装置）。在这种电动车辆或混合驱动车辆中，典型地将电机用作驱动发动机。为了激励在汽车中的这种电机，使用功率电子装置，功率电子装置包含逆变器，逆变器将汽车车载的（高电压）电池的直流电压/直流电流转换成交流电流。逆变器在此通常具有多个可激励的功率开关。功率开关借助控制设备以脉宽调制方式被激励，以便电机在发动机运行中在电机的输出轴为确定转速时产生确定的转矩。

为了激励用于电机的这种逆变器，已知的是，使用磁场定向控制（也称作向量控制）。在此情况下，空间向量（例如电流向量）运动，其随电机的输出轴旋转。换言之，为激励电机所需的相电流换算成转子固定的随机器的磁场一起转动的坐标系（所谓的dq系）。在磁场定向控制中，代替相电流于是调节以此方式变换的电流分量Id和Iq。

当纯粹电驱动的车辆或混合驱动装置要由电机驱动时，会出现，在车辆停车时已需要非常高的起动转矩，以便使汽车运动。这例如在山上、在挂车运行（H?ngerbetrieb）中或在越过马路牙子时起动时情况如此，或在汽车重量相对于电机的最大功率比较高时才情况如此。

在车辆停车时，电机同样处于停车中。在停车中或在从停车起动时，功率开关不均匀承受负载，因为在该状态中相同的功率开关始终传导为起动转矩或停车转矩所需的电流。发动机起动运行以下理解为电机在停车中的运行或转速非常小的运行，其中会出现功率开关不均匀承受负载。如果多个功率开关在该状态中传导电流，通常其中一个功率开关承受特别强的负载，即最大电流通量。

发明内容

本发明提供了一种用于借助功率电子装置在发动机起动运行中激励电机（尤其是转场电机）的方法，尤其用来应用在汽车中，其中功率电子装置具有多个可激励的功率开关，功率开关为此连接在电机上，为该电机多相地供给电流，其中功率电子装置被激励，使得停车的或起动的电机发出停车转矩或起动转矩，其中对功率电子装置进行激励用来发出停车转矩或起动转矩，使得功率开关的至少两个的开关位置改变，从而使得功率开关均匀地承受负载。

此外，上述任务通过用于激励开头所述类型的电机的设备来解决，该设备具有用于激励功率电子装置的控制设备，其中该控制设备构建为实施上面所述类型的方法。

最后，本发明涉及一种汽车传动系，其具有至少一个用于提供驱动功率的电机和具有用于激励上面所述类型的电机的设备。

发动机起动运行在此理解为运行状态，其中电机的转速为零或小（例如小于10转/秒）并且需要转矩。

通过本发明可以减小各功率开关的热峰值负载。

换言之，对功率电子装置进行激励以发出停车转矩，使得功率电子装置的工作点改变，尤其是步进地改变，以便以此方式实现功率开关均匀地承受负载。工作点步进改变在此可以进行，使得起动转矩基本上保持恒定。可替选地或附加地可能的是，改变工作点，使得起动转矩步进地并且以快速连续地改变，从而使得平均发出的转矩对应于所要求的起动转矩。转矩的改变在此优选快速地进行，使得对于驾驶员可觉察车辆的颠簸等。

该电机通常具有多个激励绕组。对于每个激励绕组或对于电机的每个相优选设置电桥支路，该电桥支路各带有至少两个功率开关。三相电机譬如永磁同步电动机因此优选具有带有三个电桥支路的所谓的B6电桥。

功率开关优选可以是功率半导体器件，尤其是IBGT。

特别优选的是，激励电场定向地进行，其中步进地改变空间向量，用以发出停车转矩。

以此方式可以以简单方式和方法按控制技术对工作点进行改变。

在此情况下，有利的是，空间向量是电流向量，电流向量步进地沿着恒定转矩的线转动，用以发出起动转矩。

通过该措施可以恒定地提供所要求的起动转矩。由此可以实施根据本发明的方法，而这不会被该汽车的驾驶员发觉。