用于运行驱动装置的方法与流程

1.本发明涉及一种用于运行驱动装置的方法。该驱动装置包括电动机、用于运行该电动机的电路和用于操控该电路的控制设备。该电动机至少包括定子以及转子。


背景技术：

2.例如，电动机用作机动车辆中的牵引驱动器。在此，通过电动机尤其旨在提供预定的转矩。尤其是对于这样使用的电动机，应该确保能够正确运行或者该电动机在运行中可以达到预定结果。
3.de 11 2017 007 953 t5涉及一种用于监控电动机的异常诊断装置。在此，检测并且借助于频率分析来评估电动机的电流波形或驱动频率。
4.de 11 2018 003 079 t5涉及一种车床系统诊断装置。借此旨在诊断车床系统的状态。在运行期间检测旋转的电动机的电流波形和驱动频率，以识别短路电流。
5.从de 10 2018 127 817 a1已知一种用于诊断电气系统的方法。在此，在运行期间使电动机短路，并且评估短路电流。


技术实现要素：

6.基于此，本发明的任务在于：至少减轻或者甚至解决参考现有技术所描绘的问题。尤其旨在提出一种用于运行驱动装置的方法，利用该方法可以检测和评价驱动装置的状态，其中，在此动用对于该驱动装置的运行来说所需的传感装置。
7.为了解决这些任务，提出了一种根据专利权利要求1的特征的方法。有利的扩展方案是专利从属权利要求的主题。在专利权利要求书中单独提及的特征能以技术上合理的方式彼此组合，并且可以通过来自说明书的解释性事实和来自附图中的细节予以补充，其中阐明了本发明的其它实施变体。
8.提出了一种用于运行包括电动机的驱动装置的方法。该驱动装置至少包括该电动机、用于运行该电动机的电路和用于操控该电路的控制设备。该电动机至少具有：定子，该定子具有至少三个线圈；和转子，该转子具有至少两个磁极。该电路至少具有第一电位端子和第二电位端子，该第一电位端子和该第二电位端子能与直流电压源的不同电位连接。该电路在这些电位端子之间包括三个半桥，其中，每个线圈经由各一个第一端子与各一个半桥导电连接并且经由各一个第二端子与其它线圈导电连接。该电路具有至少三个电流传感器，用于测量经由相应的第一端子所传导的输出电流。
9.该方法至少包括以下步骤：
10.a)通过该控制设备来确定转子的磁极相对于定子的旋转第一位置；
11.b)通过该电路来产生电压信号，其中该电压信号仅具有与该第一位置相同的第一相位；
12.c)通过电流传感器来测量通过该电压信号所产生的电流信号；
13.d)通过该控制设备来评估这些电流信号并且评价该驱动装置的状态。
14.上述将方法步骤(非封闭式地)划分成a)至d)主要只是为了区分，并且不强制任何顺序和/或依赖性。例如在驱动装置的设立和/或运行期间，这些方法步骤的频率也可能发生变化。同样可能的是：方法步骤在时间上至少部分地彼此重叠。非常特别优选地，方法步骤d)在步骤c)期间或者甚至附加地在步骤b)期间进行。步骤b)至d)可以是有条件的，并且必要时只有当在步骤a)能够确定该第一位置时才被执行。同样，步骤c)和d)中的每个步骤也可以是有条件的，并且必要时只有当例如能够测量或评估电流信号时才被执行。尤其是，步骤a)至d)以列举的顺序来执行。
15.尤其是，该电动机至少包括定子和转子。转子相对于定子可旋转地布置。尤其是，转子具有永磁体，使得转子能由旋转的定子磁场来驱动。该电动机可以以已知的方式来实施。尤其是，转子具有至少两个磁极，然而也可以提供2*n(其中n＝2，3，4，...)个磁极。
16.该电路尤其是以已知的方式来实施，并且为了驱动电动机而包括第一电位端子和第二电位端子，这些电位端子能与直流电压源的不同电位(例如正极和接地)连接。尤其是，在这些电位端子之间设置三个半桥，其中，该电动机的每个线圈经由各一个第一端子与各一个半桥导电连接并且经由各一个第二端子与其它线圈导电连接。尤其是，多个线圈也可以与第一端子连接。
17.该电路的三个半桥能够产生三相交流系统或者多相矩形电流，其中，这些相位彼此偏移120度角。每个输出电流或相电流经由各一个第一端子被传输到线圈上或者被注入到线圈中。这些线圈通过第二端子来互相彼此连接，其中，不同的输出或相电流在所谓的星点处相互抵消，使得不需要到相应另一电位端子的单独的或附加的返回导体。
18.半桥尤其是以已知的方式包括上方晶体管和下方晶体管的布置，这些电位端子经由该布置来彼此连接。尤其是，与每个晶体管都并联有二极管。
19.尤其是，每个半桥都至少具有彼此导电连接的上方晶体管(高侧晶体管)和下方晶体管(低侧晶体管)。上方晶体管与第一电位端子导电连接，并且下方晶体管与第二电位端子导电连接。每个半桥在上方晶体管和下方晶体管之间都具有相应的第一端子，相应的线圈经由该第一端子与相关的半桥连接。
20.在施加电压信号时，经由每个半桥来产生相对应的输出电流，该输出电流经由相应的第一端子施加到电动机的相关线圈。在已知的电路中经由电流传感器来检测能这样产生的输出电流，使得可以在该驱动装置的运行中控制该电动机。
21.相对于已知的驱动装置，所提出的方法尤其是仅需要一个被适当地实施用于执行该方法的控制设备。通过该控制设备来启动该方法并且运行该电路以产生电压信号。
22.在步骤a)的范围内，尤其是通过该控制设备来确定转子的磁极相对于定子的旋转第一位置。可以以已知的方式来确定该第一位置。例如，在此可以评估该电动机的位置传感器。
23.在步骤b)的范围内，通过该电路来产生电压信号，其中该电压信号仅具有与该第一位置相同的第一相位。
24.因此，电压或电压信号的相位角(第一相位)被设定为使得该相位角对应于在步骤a)中所确定的相位角(第一位置)。
25.由于在该电动机处所施加的电压，该电路的输出电流将升高。在此，输出电流的时间响应以及稳态最终值由定子的电动机绕组的电时间常数、即由电阻和电感所决定。在此，
在该电动机中不产生转矩，原因在于所得到的输出电流的相位角对应于磁极的第一位置、即永磁体磁通的相位角。
26.在步骤c)的范围内，通过电流传感器来测量通过该电压信号所产生的电流信号(在每个第一端子处的输出电流)。
27.通过通常存在于该电路中的电流传感器来测量输出电流，或者测量通过每个半桥所产生的并且通过每个第一端子朝向这些线圈流动的输出电流。
28.尤其是，在一段时间或一段时间间隔或测试时长内执行对输出电流或电流信号的测量。尤其是一直执行，直至出现电流信号或电流强度的恒定值为止或者直至能确定恒定值(例如在电流信号的升高的渐近变化过程的情况下通过计算)为止。
29.在步骤d)的范围内，通过该控制设备来评估电流信号，例如至少关于在一段时间内或在测试时长内的电流信号的升高或者关于在一段时间之后达到的电流信号的值。电流信号的该升高或值尤其被用于评估该驱动装置的状态。
30.利用电动机绕组或该电动机的电阻和电感——如上所述——已知该电动机的相关参数。这些参数是这些电流信号或该电流信号在测试时长内的升高行为的基础。
31.尤其是，在步骤c)和d)的范围内可以确定或评估根据电压信号所得到的电流信号、即电流强度的稳态最终值。尤其是，例如通过在每个第一端子处测量的电流信号或输出电流的叠加所形成的电流信号可以与事先定义的并且寄存在该控制设备中的值进行比较。如果与该值的偏差在所定义的容差范围内，则能假定：由时控的晶体管或半桥及其操控、所连接的电动机以及通过电流传感器对电流信号的测量所组成的整个作用链能正常工作。
32.尤其是，在步骤c)和d)的范围内可以确定或评估根据电压信号所得到的电流信号、即电流强度的随时间的升高。尤其是，例如通过在每个第一端子处测量的电流信号或输出电流的叠加所形成的电流信号可以与事先定义的并且寄存在该控制设备中的电流信号或其变化过程、即该电流信号的升高进行比较。
33.如果输出电流或电流信号升高得比在该控制设备中所寄存的更慢，则这例如可以指示错误施加的电压或者错误测量的永磁体或磁极的位置。
34.在经常用于牵引驱动器的永磁同步电机的情况下，平行于永磁体位置(d轴)和垂直于永磁体位置(q轴)的电时间常数通常有明显差异。大多数情况下，d轴的时间常数小于q轴的时间常数。在按照步骤d)的评估中，同样可以考虑该特性。
35.利用所提出的方法，尤其是通过仅以软件形式(即相对于已知的驱动装置没有附加硬件)实现的电动机监控，至少可以检查电流信号的变化过程或值，并且根据该变化过程或该值，必要时可以判定该驱动装置的故障或者判定该驱动装置的正常状态。
36.如果在步骤d)的范围内没有识别出故障，则可以启用该驱动装置以用于预期运行，使得例如可以由该电动机来提供所要求的转矩。例如，在故障情况下，可以防止该电动机的进一步运行，使得恰好不再产生所要求的转矩。
37.尤其是，在步骤d)中，通过该控制设备至少关于电流信号随时间的升高或者关于电流信号或电流强度的在一段时间或时间间隔或测试时长之后达到的值来评估这些电流信号。尤其是，一直测量电流信号，直至出现电流信号或电流强度的恒定值为止。
38.尤其是，每个半桥都至少具有彼此导电连接的上方晶体管和下方晶体管；其中，上方晶体管与第一电位端子导电连接，并且下方晶体管与第二电位端子导电连接。尤其是，每
个半桥在上方晶体管和下方晶体管之间都具有接触点(kontaktierung)，经由该接触点，各一个第一端子与相应的半桥连接。
39.为了按照步骤b)来产生电压信号，尤其是选择所有晶体管都进行时控的脉冲模式。尤其是，电压信号被生成为pwm信号(脉冲宽度调制信号)，使得电压信号由多个单独信号组成。
40.如果所有晶体管都被时控，则可以在该方法的范围内检查整个电路。尤其是，这样可以检查每个单独的晶体管或每个半桥的功能能力。
41.尤其是，电压信号具有恒定的电压值。这里，“恒定”尤其是指：电压值偏离平均电压值至多5％、尤其是至多2％、优选地至多1％。
42.尤其是，转子至少在步骤a)期间具有恒定的第一位置。尤其是，在步骤d)期间检测并且评估转子的位置的变化。
43.即，转子尤其是相对于定子静止，即转速为零。如果在步骤b)期间检测到转子的位置的变化，也就是说，如果转子由于电压信号和借此所产生的并且被施加到电机上的电流信号而改变其第一位置或相位角，则可以推断出该驱动装置的故障。
44.尤其可以识别并且在必要时分配该驱动装置的以下故障：
45.·
转子的实际存在的位置与在步骤a)中所确定的第一位置不同；
46.·
该电路的至少一个晶体管或半桥没有被时控；
47.·
至少一个电流传感器损坏或者错误地测量电流信号，使得通过该控制设备无法正确地进行调节；
48.·
在该电动机处存在缺陷，例如在这些端子之一处的短路。
49.尤其是，转子至少在步骤a)、b)和c)期间相对于定子旋转。尤其是，在步骤b)至d)期间，不通过该电路来产生通过其有意提供或产生转矩的电压信号，而是仅施加在该方法的范围内所产生的电压信号(该电压信号应该尽可能不产生转矩)。
50.因此，在该方法的范围内施加的电压信号尤其是不产生转矩，原因在于该电压信号仅具有与磁极的第一位置相同的第一相位。在这种情况下，尤其是必须假设在步骤a)的范围内所确定的第一位置是正确的。
51.在步骤d)的范围内，可以确定电流信号的出现的值并且将其与寄存在该控制设备中的值进行比较。如果与该值的偏差在所定义的容差范围内，则能假定：由时控的晶体管或半桥及其操控、所连接的电动机以及通过电流传感器对电流信号的测量所组成的整个作用链能正常工作。
52.尤其是，当存在以下状态中的至少一个状态时启动该方法：
53.·
该驱动装置重新启动；
54.·
转子相对于定子静止；
55.·
转子相对于定子无转矩地旋转。
56.尤其是当按照步骤d)所评估的电流信号相对于寄存在该控制设备中的参考电流信号处于容差范围内时，产生用于运行电动机并且用于产生转矩的准许。但是，如果电流信号处于该容差范围之外，则通过该控制设备产生报错消息。于是，恰好不会准许运行该电动机。接着，阻止使用该电动机来提供转矩。
57.尤其是，该容差范围可以包括与寄存在该控制设备中的参考电流信号的升高和/
或最终值的偏差。例如，该偏差可以在电流信号的升高期间或测量期间在特定时间点被定义或者在所有时间点被确定。尤其是，该偏差相对于参考电流信号允许为至多5％、优选地至多2％。可以针对相应的驱动装置来确定所容许的偏差。
58.还提出了一种驱动装置，该驱动装置至少包括：电动机、用于运行该电动机的电路和用于操控该电路的控制设备。该驱动装置或该控制设备被适当地实施和设立用于执行所描述的方法。
59.还提出了一种用于机动车辆的传动系，该传动系至少包括所描述的驱动装置，其中，该电动机是用于提供该传动系的驱动转矩的牵引驱动器。
60.该控制设备尤其被装备、配置或编程为使得该驱动装置或该电路能按照所描述的方法来运行。
61.该方法也可以由计算机或利用控制装置的处理器来执行。
62.还提出了一种数据处理系统，该数据处理系统包括处理器，该处理器被适配/配置为使得该处理器执行该方法或者所提出的方法的步骤的一部分。
63.可以提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括指令，这些指令在由计算机/处理器执行时促使该计算机/处理器来执行该方法或者所提出的方法的步骤的至少一部分。
64.关于该方法的阐述尤其能转用于该驱动装置、该传动系或该计算机实现的方法，而且反之亦然。
65.不定冠词(“一”、“一个”和“一种”)的使用，尤其是在专利权利要求书和再现该专利权利要求书的说明书中，应被理解为不定冠词而不是数词。因此，相对应地借此引入的术语或成分应被理解为使得这些术语或成分至少出现一次，并且但是尤其也可以出现多次。
66.应当预先注意的是：这里所使用的数词(“第一”、“第二
”……
)主要(仅)用于区分多个类似的对象、参量或过程，即，尤其是不强制指定这些对象、参量或过程相对于彼此的依赖性和/或顺序。如果需要依赖性和/或顺序，则这一点在这里明确说明，或者对于本领域技术人员来说在研究具体描述的设计方案时显而易见地得出。
附图说明
67.随后，依据附图更详尽地解释本发明以及技术环境。应当指出的是：本发明不应受到所示出的实施例的限制。尤其是，除非另外明确提出，否则也能够提取这些附图中解释的事实的部分方面并且将它们与来自本说明书和/或附图中的其它组成部分和知识相结合。相同的附图标记表示相同的对象，使得必要时可以补充性使用来自其它附图中的解释。其中：
68.图1示意性示出了具有驱动装置的机动车辆的传动系；
69.图2示意性示出了根据图1的驱动装置的一部分和该方法的运行；
70.图3示意性示出了在驱动装置的正常状态下的该方法的步骤a)和b)；
71.图4示意性示出了在驱动装置的正常状态下的该方法的步骤c)和d)；
72.图5示意性示出了在驱动装置的故障状态下的该方法的步骤a)和b)；
73.图6示意性示出了在驱动装置的故障状态下的该方法的步骤c)和d)；
74.图7示意性示出了在驱动装置的故障状态和正常状态下的该方法的步骤a)至d)的
对比；
75.图8示意性示出了该方法的流程；以及
76.图9示意性示出了该方法的详细流程。
具体实施方式
77.图1示出了具有驱动装置1的机动车辆的传动系34。图2示出了根据图1的驱动装置1的一部分和该方法的运行。图3示出了在驱动装置1的正常状态下的该方法的步骤a)和b)。图4示出了在驱动装置1的正常状态下的该方法的步骤c)和d)。在下文一起解释图1至图4。
78.驱动装置1包括电动机2、用于运行电动机2的电路3和用于操控电路3的控制设备4。驱动装置1或控制设备4被适当地实施和设立用于执行所描述的方法。电动机2是用于提供传动系34的驱动转矩的牵引驱动器。
79.控制设备4包括电动机控制器35和电动机监控器36。电路3经由安全逻辑单元37与电动机控制器35和电动机监控器36连接。在检测到驱动装置1的状态之后，电动机控制器35能够操控电路3并且因此操控电动机2。电动机监控器36动用对于电动机控制器35可用的信号的一部分，以便因此揭示测量链的故障。如果在该方法的范围内识别出了驱动装置1的错误状态，则电动机监控器36能够通过安全逻辑单元37来停用对电动机2的操控。
80.电动机2至少具有：定子5，该定子具有至少三个线圈6、7、8；和转子9，该转子9具有至少两个磁极10、11(参见图3至图6)。电路3具有第一电位端子12和第二电位端子13，这些电位端子能与直流电压源14的不同电位连接。直流电压电容器38与电路3并联布置。
81.电路3在这些电位端子12、13之间包括三个半桥15、16、17，其中，每个线圈6、7、8经由各一个第一端子18与各一个半桥15、16、17导电连接，并且经由各一个第二端子19与其它线圈6、7、8导电连接。电路3具有三个电流传感器20，用于测量经由相应的第一端子18所传导的输出电流21。
82.半桥15、16、17以已知的方式包括上方晶体管27和下方晶体管28的布置，这些电位端子12、13经由该布置来彼此连接。在每个半桥15、16、17中，上方晶体管27和下方晶体管28彼此导电连接。上方晶体管27与第一电位端子12导电连接，并且下方晶体管28与第二电位端子13导电连接。每个半桥15、16、17在上方晶体管27与下方晶体管28之间都具有相应的第一端子18，相应的线圈6、7、8经由该第一端子18与相关的半桥15、16、17连接。相应的第一端子18经由接触点29与相应的半桥15、16、17连接。
83.在施加电压信号23时，经由每个半桥15、16、17产生相对应的输出电流21，该输出电流经由相应的第一端子18施加到电动机2的相关线圈6、7、8。在电路3中通过电流传感器20来检测能这样产生的输出电流21，使得可以在驱动装置1的运行中实现对电动机2的控制。
84.在步骤a)的范围内，转子9的磁极10、11相对于定子5的旋转第一位置22由控制设备4确定(参见图3)。第一位置22可以以已知的方式确定。例如，在此可以评估电动机2的基本上已知的位置传感器(此处未示出)。
85.在步骤b)的范围内，通过电路3来产生电压信号23(参见图2的左上方图表和图3的下方图表；其中，在垂直轴上绘制电压39并且在水平轴上绘制时间26)。电压信号23具有与第一位置22相同的第一相位24(参见图3，上方)。
86.为了按照步骤b)来产生电压信号23，选择所有晶体管27、28都进行时控的脉冲模式。电压信号23被生成为pwm信号(脉冲宽度调制信号)，使得电压信号23由多个单独信号组成。
87.在图3中(以及在图4、图5和图6中)示出了具有第一轴线43和第二轴线44的定子固定坐标系以及具有第三轴线45和第四轴线46的转子固定坐标系。第三和第四轴线45、46与磁极10、11一起相对于第一和第二轴线43、44旋转。
88.因此，电压或电压信号23的相位角(第一相位24)被设定为使得该相位角对应于在步骤a)中所确定的相位角(第一位置22)(参见图3，上方)。
89.由于在电动机2处施加的电压39，电路3的输出电流21将升高(参见图4，下方的图表，其中，在垂直轴上绘制电流47并且在水平轴上绘制时间26)。在此，输出电流21的时间响应以及稳态最终值40由定子9的电动机绕组的电时间常数、即由电阻41和电感42所决定。在此，在电动机2中不产生转矩，原因在于所得到的输出电流21的相位角对应于磁极10、11的第一位置22、即永磁体磁通的相位角(参见图4)。
90.在步骤c)的范围内，通过电流传感器20来测量通过电压信号23所产生的(在每个第一端子18处的输出电流21的)电流信号25。
91.经由通常存在于电路3中的电流传感器20来测量输出电流21，或者测量通过每个半桥15、16、17所产生的并且通过每个第一端子18朝向线圈6、7、8流动的输出电流21。
92.在一段时间26或时间间隔或测试时长内一直执行对输出电流21或电流信号25(全部电流信号25)的测量，直至出现电流信号25或电流强度的恒定(最终)值40为止或直至能确定恒定值(例如在电流信号25的升高的渐近变化过程的情况下通过计算)为止。
93.在步骤d)的范围内，通过控制设备4来评估电流信号25，例如至少关于电流信号25在时间26内或在测试时长内的升高或者关于在一段时间之后达到的电流信号25的最终值40。电流信号25的该升高或最终值40被用于评价驱动装置1的状态。
94.通过电动机绕组或电动机2的电阻41和电感42，已知电动机2的相关参数。这些参数是这些电流信号25或该电流信号25在测试时长内的升高行为的基础。
95.借此，在步骤c)和d)的范围内，可以确定或评估根据电压信号23所得到的电流信号25、即电流强度的稳态最终值40。例如通过在每个第一端子18处测量的电流信号25或输出电流21的叠加所形成的电流信号25可以与事先定义的并且寄存在控制设备4中的值进行比较。如果与该值的偏差在所定义的容差范围31内，则能假定：由时控的晶体管27、28或半桥15、16、17及其操控、所连接的电动机2以及通过电流传感器20对电流信号25的测量所组成的整个作用链能正常工作。
96.利用所提出的方法，通过仅以软件形式(即相对于已知的驱动装置1没有附加硬件)实现的电动机监控，至少可以检查电流信号25的变化过程或(最终)值40，并且根据该变化过程或该(最终)值40，可以判定驱动装置1的故障或者判定该驱动装置的正常状态。
97.如果在步骤d)的范围内没有识别出故障，则可以启用该驱动装置1以用于预期运行，使得例如可以由该电动机2来提供所要求的转矩。例如，在故障情况下，可以防止该电动机2的进一步运行，使得恰好不再产生所要求的转矩。
98.图5示出了在驱动装置1的故障状态下的该方法的步骤a)和b)。图6示出了在驱动装置1的故障状态下的该方法的步骤c)和d)。在下文一起描述图5和图6。参考关于图1至图4
的解释。
99.在图5中能看出：电压或电压信号23的相位角(第一相位24)偏离第一位置22。因此，在步骤a)的范围内所进行的通过控制设备3对转子9的磁极10、11相对于定子5的旋转第一位置22的确定在这里产生错误。
100.如果在步骤b)期间检测到转子的位置的变化，也就是说，如果转子由于电压信号和借此所产生的并且被施加到电机上的电流信号而改变其第一位置或相位角，则可以推断出该驱动装置的故障。
101.在步骤c)的范围内，通过电流传感器20来测量通过电压信号23所产生的(在每个第一端子18处的输出电流21的)电流信号25。
102.在步骤d)的范围内，通过控制设备4来评估电流信号25，例如至少关于电流信号25在一段时间26内或在测试时长内的升高或者关于在一段时间之后达到的电流信号25的最终值40。电流信号25的该升高或最终值40被用于评价驱动装置1的状态。
103.这里能看出：输出电流21或电流信号25升高得比在控制设备4中所寄存的更慢。如已经解释的那样，这例如可以指示错误施加的电压39或错误产生的电压信号23或者错误测量的永磁体或磁极10、11的第一位置22。
104.图7示出了在驱动装置1的故障状态下和正常状态下的该方法的步骤a)至d)的对比。
105.在最上方的图表中，在垂直轴上绘制信号值48并且在水平轴上绘制时间26。经由第一触发信号49来启动所描述的方法。经由第二触发信号49，使该方法结束，或者使按照步骤b)所产生的电压信号23结束。
106.在从上方开始的第二个图表中，在垂直轴上绘制电压39并且在水平轴上绘制时间26。通过触发信号49启动地，开始该方法，并且按照步骤a)，确定磁极10、11的第一位置22。按照步骤b)，产生具有第一相位24的电压信号23。该电压信号23在时间26内具有恒定电压值30。
107.在从上方开始的第三图表中，在垂直轴上绘制电流47并且在水平轴上绘制时间26。
108.由于按照步骤b)所产生的电压信号23和由此在电动机2处施加的电压39，电路3的输出电流21升高。在此，输出电流21的时间响应以及稳态最终值40由定子9的电动机绕组的电时间常数、即由电阻41和电感42所决定。
109.在从上方开始的第三图表中，示出了按照步骤c)所测量的输出电流21的电流信号25的升高的第一变化过程50和第二变化过程51。
110.第一变化过程50示出了在无故障或正常状态下的驱动装置的升高和最终值40。
111.第二变化过程51示出了在故障状态下的驱动装置的升高和最终值40。
112.在步骤c)和d)的范围内，确定或评估根据电压信号23所得到的电流信号25、即电流强度的稳态最终值40。例如通过在每个第一端子18处测量的电流信号25或输出电流21的叠加所形成的电流信号25可以与事先定义的并且寄存在控制设备4中的值进行比较。如果与该值的偏差在所定义的容差范围31内，则能假定：由时控的晶体管27、28或半桥15、16、17及其操控、所连接的电动机2以及通过电流传感器20对电流信号25的测量所组成的整个作用链能正常工作(参见第一变化过程50)。
113.在第二变化过程51中，能看出：输出电流21或电流信号25升高得比在控制设备4中所寄存的(参见第一变化过程50或容差范围31)更慢。如已经解释的那样，这例如可以指示错误施加的电压39或错误产生的电压信号23或者错误测量的永磁体或磁极10、11的第一位置22。
114.在下方的图表中，在垂直轴上绘制磁极10、11的第一位置22并且在水平轴上绘制时间26。这里，示出了第一位置22的与第一变化过程50对应的第三变化过程52和第一位置22的与第二变化过程51对应的第四变化过程53。
115.从第三变化过程52能看出：通过施加电压信号23和所产生的电流信号25，第一位置22没有发生变化。因此，在执行该方法时，在电动机2中不产生转矩，原因在于所得到的输出电流21的相位角对应于磁极10、11的第一位置22、即永磁体磁通的相位角。
116.从第四变化过程53能看出：通过施加电压信号23和所产生的电流信号25，第一位置22发生变化。在步骤d)期间，可以检测和评估第一位置22、即转子9的位置的这种变化。
117.第一位置22的变化例如由在步骤a)中错误测量的永磁体或磁极10、11的第一位置22所引起，或者由按照步骤b)所产生的电压信号23的与第一位置22偏离的第一相位24所引起。
118.在对第二变化过程51和/或第四变化过程53的评估的范围内，可以推断出驱动装置1的故障状态。
119.图8示出了该方法的流程。图9示出了该方法的详细流程。图8示出了该流程的位置a至g。图9以更多的细节示出了该流程的位置c至g。在下文一起描述图8和图9。
120.在位置a，查明待检查的驱动装置1是否关断。在位置b，查明是否存在用于使驱动装置1投入运行的启动信号。如果不存在启动信号，则该流程规定返回到位置a。如果存在启动信号，则在位置c使驱动装置1投入运行。
121.在图9中示出了：首先，检查控制设备4是否准备好运行。如果该控制设备准备好运行，则检查直流电压源14是否提供足够的中间电路电压。如果该中间电路电压不足，则再次检查控制设备4是否准备好运行。如果该中间电路电压足够，则在位置d检查电动机2以确定转子9是否静止。
122.为此，例如可以检查变速器换档的变速杆位置和车速，即参数56。如果该检查成功，则可以通过评估位置传感器55来确定磁极10、11的第一位置22。利用对第一位置22的确定，检查转子9是否静止。
123.如果转子9不是静止的，则在随后的位置e的范围内在转子9旋转的情况下执行该方法。为此，在步骤b)至d)期间，电路3不产生通过其有意提供或产生转矩的电压信号，而是仅施加在该方法的范围内所产生的电压信号23(该电压信号应该尽可能不产生转矩)。相对应地，应产生如下电压信号23，该电压信号的第一相位24始终与第一位置22相同，即以该第一位置一起旋转。
124.如果转子9静止，则在该位置e的范围内在转子9静止时执行该方法。为此，产生具有与第一位置22相同的第一相位24的电压信号23。
125.在该位置e的范围内，测量和评估电流信号25。在此，首先检查电流信号25是否达到寄存在控制设备4中的最终值40或者关于升高和最终值40对应于寄存在控制设备4中的参考电流信号32。还检查电流信号25或输出电流21的变化过程50、51是否位于容差范围31
内。还检查通过施加电压信号23是否在电动机2处不产生转矩。
126.如果这些检查之一是否定的，即没有发生，则执行进一步的诊断54。如果例如需要重复5次以上的附加诊断，则判定驱动装置1存在故障。否则，再次检查转子9是否静止。
127.在位置f的范围内，检查是否已识别出故障。如果不存在故障，则驱动装置1可以按照位置g被准许以用于正常用途，例如用于通过电动机2来产生转矩。如果识别出故障，则驱动装置1在位置g的范围内被转变到安全状态并且被禁止正常使用。可以产生报错消息33。
128.附图标记列表
129.1驱动装置
130.2电动机
131.3电路
132.4控制设备
133.5定子
134.6第一线圈
135.7第二线圈
136.8第三线圈
137.9转子
138.10第一磁极
139.11第二磁极
140.12第一电位端子
141.13第二电位端子
142.14直流电压源
143.15第一半桥
144.16第二半桥
145.17第三半桥
146.18第一端子
147.19第二端子
148.20电流传感器
149.21输出电流
150.22第一位置
151.23电压信号
152.24第一相位
153.25电流信号
154.26时间
155.27上方晶体管
156.28下方晶体管
157.29接触点
158.30电压值
159.31容差范围
160.32参考电流信号
161.33报错消息
162.34传动系
163.35电动机控制器
164.36电动机监控器
165.37安全逻辑单元
166.38直流电压电容器
167.39电压
168.40最终值
169.41电阻
170.42电感
171.43第一轴线
172.44第二轴线
173.45第三轴线
174.46第四轴线
175.47电流
176.48信号值
177.49触发信号
178.50第一变化过程
179.51第二变化过程
180.52第三变化过程
181.53第四变化过程
182.54诊断
183.55位置传感器
184.56参数

技术特征：
1.一种用于运行包括电动机(2)的驱动装置(1)的方法，其中所述驱动装置(1)包括电动机(2)、用于运行所述电动机(2)的电路(3)和用于操控所述电路(3)的控制设备(4)；其中所述电动机(2)至少具有：定子(5)，所述定子具有至少三个线圈(6、7、8)；和转子(9)，所述转子具有至少两个磁极(10、11)；其中所述电路(3)至少具有第一电位端子(12)和第二电位端子(13)，所述第一电位端子和所述第二电位端子能与直流电压源(14)的不同电位连接；其中所述电路(3)在这些电位端子(12、13)之间包括三个半桥(15、16、17)，其中每个线圈(6、7、8)经由各一个第一端子(18)与各一个半桥(15、16、17)导电连接，并且经由各一个第二端子(19)与其它线圈(6、7、8)导电连接；其中所述电路(3)具有至少三个电流传感器(20)，用于测量经由相应的第一端子(18)所传导的输出电流(21)；其中所述方法至少包括以下步骤：a)通过所述控制设备(4)来确定所述转子(9)的磁极(10、11)相对于所述定子(5)的旋转第一位置(22)；b)通过所述电路(3)来产生电压信号(23)，其中所述电压信号(23)仅具有与所述第一位置(22)相同的第一相位(24)；c)通过所述电流传感器(20)来测量通过所述电压信号(23)所产生的所述输出电流(21)的电流信号(25)；d)通过所述控制设备(4)关于所述电流信号(25)在一段时间(26)内的升高来评估所述电流信号(25)，并且评价所述驱动装置(1)的状态。2.根据专利权利要求1所述的方法，其中，在步骤d)中，通过所述控制设备(4)至少关于所述电流信号(25)在一段时间(26)内的升高或者关于在一段时间(26)之后达到的所述电流信号(25)的值来评估所述电流信号(25)。3.根据上述专利权利要求中任一项所述的方法，其中每个半桥(15、16、17)至少具有彼此导电连接的上方晶体管(27)和下方晶体管(28)；其中所述上方晶体管(27)与所述第一电位端子(12)导电连接，并且所述下方晶体管(28)与所述第二电位端子(13)导电连接；其中每个半桥(15、16、17)在所述上方晶体管(27)与所述下方晶体管(28)之间都具有接触点(29)，各一个第一端子(18)经由所述接触点来与相应的半桥(15、16、17)连接；其中为了按照步骤b)来产生所述电压信号(23)，选择所有晶体管(27、28)都进行时控的脉冲模式。4.根据上述专利权利要求中任一项所述的方法，其中所述电压信号(23)具有恒定电压值(30)。5.根据上述专利权利要求中任一项所述的方法，其中所述转子(9)至少在步骤a)期间具有恒定的第一位置(22)；其中在步骤d)期间，检测和评估所述转子(9)的位置的变化。6.根据上述专利权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述转子(9)至少在步骤a)、b)和c)期间相对于所述定子(5)旋转。7.根据上述专利权利要求中任一项所述的方法，其中当存在以下状态中的至少一个状态时启动所述方法：i.所述驱动装置(1)重新启动；ii所述转子(9)相对于所述定子(5)静止；iii.所述转子(9)相对于所述定子(5)无转矩地旋转。8.根据上述专利权利要求中任一项所述的方法，其中如果按照步骤d)所评估的电流信
号(25)相对于寄存在所述控制设备(4)中的参考电流信号(32)位于容差范围(31)内，则产生用于运行所述电动机(2)并且用于产生转矩的准许；其中如果所述电流信号(25)处于所述容差范围(31)之外，则通过所述控制设备(4)来产生报错消息(33)。9.一种驱动装置(1)，所述驱动装置至少包括电动机(2)、用于运行所述电动机(2)的电路(3)和用于操控所述电路(3)的控制设备(4)；其中所述驱动装置(1)被实施和设立用于执行根据上述专利权利要求中任一项所述的方法。10.一种用于机动车辆的传动系(34)，所述传动系至少包括根据专利权利要求9所述的驱动装置(1)，其中所述电动机(2)是用于提供所述传动系(34)的驱动转矩的牵引驱动器。

技术总结
一种用于运行包括电动机(2)的驱动装置(1)的方法，其中所述驱动装置(1)包括电动机(2)、用于运行所述电动机(2)的电路(3)和用于操控所述电路(3)的控制设备(4)；其中所述电动机(2)至少具有：定子(5)，所述定子具有至少三个线圈(6、7、8)；和转子(9)，所述转子具有至少两个磁极(10、11)；其中所述电路(3)至少具有第一电位端子(12)和第二电位端子(13)，所述第一电位端子和所述第二电位端子能与直流电压源(14)的不同电位连接；其中所述电路(3)在这些电位端子(12、13)之间包括三个半桥(15、16、17)，其中每个线圈(6、7、8)经由各一个第一端子(18)与各一个半桥(15、16、17)导电连接，并且经由各一个第二端子(19)与其它线圈(6、7、8)导电连接。连接。连接。


技术研发人员：T
受保护的技术使用者：GKN汽车有限公司
技术研发日：2020.12.16
技术公布日：2023/10/8