[发明专利]用于确定电机的转子角的方法

说明书

本发明涉及一种用于确定电机的转子角（θ）的方法，该电机包括转子和定子，该电机与内燃机的曲轴直接或者变速地耦接，其中整流及电压控制电路和电池连接在电机之后，其中，所述整流及电压控制电路为了影响其输出电压而脉冲式地以一占空比在充电状态和短路状态之间来回切换，其中电机的至少一个信号分别具有一个或者多个特征值，该特征值分别在转子的每次旋转中出现至少一次，其中，转子角（θ）的当前值根据在至少一个信号的两个特征值之间的时间差（Δt）并且根据占空比（dc）来确定。

技术领域

本发明涉及一种用于确定电机的转子角的方法以及用于其实施的计算单元和计算机程序。

背景技术

内燃机的曲轴的转角位置和转速对于电子式发动机控制的多个功能来说是重要的输入量。为了获取他们，能够在与内燃机的曲轴共同旋转的物体上以不变的角度间隔设置标记。能够通过传感器检测到标记由于曲轴旋转而被掠过，并且能够将其作为电信号传输至分析电子构件处。

该电子机构对于曲轴的相应转角位置确定出相应为此存储的用于的标记的信号，或者说该电子机构测量在两个标记之间的时间差，并且能够基于两个标记相互之间的已知的角度间隔来获取角速度进而获取转速。在机动车中、尤其是ATV（英文：All TerrainVehicle）中、在摩托车中、轻型摩托车（Moped）中或者机动两轮车（Krafträdern）中能够例如通过金属齿轮的齿、所谓的传感器轮的齿来提供所述标记，所述齿通过其运动在传感器中引起磁场的变化。若干齿的间隙能够用作识别绝对位置的参考标记。

在轿车中通常使用60-2的齿（均匀分布60个齿，其中两个被留空），而在摩托车中或者机动两轮车中例如使用36-2、24-2、或者12-3的齿。在这种间接的曲轴转速确定或者转角位置确定的方法中，转速传感器的分辨率或者绝对的转角位置获取通过齿的数目并且通过参考标记的可靠识别来确定。

在任何具有内燃机的现代车辆中都安装了发电机，该发电机通过曲轴的旋转来驱动并且提供电信号，该电信号用于供给车辆以电能并且用于车辆电池的充电。车辆在没有这个发电机的情况下无法或者仅仅能够短时间地进行规定的运行。

例如在DE102014206173A1中，曲轴驱动的电机（发电机）的电输入量被用于确定转速。为此目的，分析电机的一个或者多个信号，他们分别具有一个或者多个值，所述值分别在电机转子的每次旋转中出现至少一次。通过计算所述值的两次出现时间点之间的时间差来计算出转速。

此外，在DE102016221459A1中公开了，使用这些电输入量来确定内燃机曲轴的转角位置。为此目的，使用电机的相位信号的至少一个值的出现时间点来确定转子的转角状态，该值在转子的每次旋转中分别出现至少一次。曲轴的转角位置由转角状态和角度偏差计算出来。

发明内容

在此背景下，本发明提出一种具有独立权利要求特征的用于确定电机的转子角的方法以及用于其实施的计算单元和计算机程序。优选的实施方式是从属权利要求以及下文描述的对象。

电机与内燃机的曲轴直接或者变速地耦接，并且电机此外包括转子和定子。在电机之后连接有整流及电压控制电路以及电池。借助于整流及电压控制电路能够将电机的多相输出电压进行整流，并且能够提供和调节电机的多相输出电压以供给电能或者说为电池充电。有利地，也能够设置电压调节器来调节车载电网电压，即整流器的输出电压。

整流及电压控制电路为了影响其输出电压例如通过电压调节器而脉冲式地以一占空比在充电状态和短路状态之间来回切换，其中在充电状态期间，提供电机的输出电压为电池充电；并且其中在短路状态期间，整流及电压控制电路或者其输入端产生短路。脉冲式操控的一个周期分别包括一个充电状态和短路状态。整流及电压控制电路处于充电状态中的时间与两个状态的时间之和的比例就是所述占空比。