DE102010034106B4

DE102010034106B4 - Verfahren zum Steuern einer Motor/Generatoreinheit und Motorsteuerschaltkreis zum Verarbeiten eines Resolverfehlers

Info

Publication number: DE102010034106B4
Application number: DE102010034106.1A
Authority: DE
Inventors: Wei D. Wang; Bon Ho Bae; Stephen T. West; Rick H. Schroeder
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-08-19
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2023-05-17
Anticipated expiration: 2030-08-13
Also published as: US8198841B2; US20110043145A1; CN101997478A; CN101997478B; DE102010034106A1

Abstract

Verfahren zum Steuern einer Motor/Generatoreinheit (MGU) (16), das umfasst, dass:ein Positionssignal von einem Resolver (27) empfangen wird, der elektrisch mit einem Rotor (19) der MGU (16) verbunden ist, wobei das Signal eine gemessene Winkelposition des Rotors (19) beschreibt;das Vorhandensein eines Resolverfehlers (32) unter Verwendung des Werts des Positionssignals ermittelt wird;eine geschätzte Position des Rotors (19) berechnet wird, wenn das Vorhandensein des Resolverfehlers (32) ermittelt wird;ein vorbestimmter Resolverfehlerstatus gesetzt wird, der unter Verwendung einer Dauer des Resolverfehlers (32) ermittelt wird; unddie MGU (16) unter Verwendung der geschätzten Position des Rotors (19) für mindestens einen Teil der Dauer des Resolverfehlerstatus gesteuert wird;wobei das Steuern der MGU (16) umfasst, dass ein Niveau des Drehmomentausgangs der MGU (16) aufrecht erhalten wird, wenn die Dauer des Resolverfehlers (32) geringer als eine Schwellenwertdauer ist; undwobei das Steuern der MGU (16) umfasst, dass das Niveau des Drehmomentausgangs der MGU (16) reduziert wird, wenn die Dauer des Resolverfehlers (32) größer als die Schwellenwertdauer ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und einen Motorsteuerschaltkreis, die geeignet sind, um einen Resolverfehler einer Motor/Generatoreinheit (MGU von motor/generator unit) zu verarbeiten.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In einem durch Hochspannung angetriebenen Fahrzeug, wie beispielsweise einem Hybridelektrofahrzeug (HEV von hybrid-electric vehicle) oder einem Elektrofahrzeug (EV von electric vehicle), stellt ein fahrzeugeigenes Energiespeichersystem (ESS von energy storage system) eine Quelle für mindestens einen Teil der notwendigen Antriebsleistung bereit. Eine Brennkraftmaschine kann abgeschaltet oder selektiv ausgeschaltet werden, wenn sich das Fahrzeug im Leerlauf befindet, um Kraftstoff zu sparen. Während eines Rückgewinnungsbremsungsereignisses kann Energie erfasst werden, um das ESS wieder aufzuladen und auf diese Weise die Kraftstoffwirtschaftlichkeit weiter zu optimieren. Das ESS kann als Reihe von Batteriezellen ausgestaltet sein, die zusammen eine relativ hohe Spannung, z.B. 300 Volt oder höher, speichern. Diese Spannung wird an eine oder mehrere Hochspannungseinrichtungen, die eine oder mehrere Motor/Generatoreinheiten (MGU) umfassen, über einen Hochspannungsbus und ein Leistungswandlermodul (PIM von power inverter module) übertragen.
Um das optimale Leistungsvermögen der verschiedenen fahrzeugeigenen elektrischen Systeme des HEV oder des EV sicherzustellen, kann eine elektronische Steuereinheit oder ein Controller verwendet werden, um verschiedene elektrische Messungen und/oder fahrzeugeigene Diagnosen durchzuführen. Eine solche Komponente ist ein Resolver. Diese Einrichtung kann als Absolutwinkelwandler ausgestaltet sein und kann verwendet werden, um die sich ändernde Winkelposition und Drehzahl eines Rotorabschnitts der MGU zu überwachen. Das Motordrehmoment kann unter Verwendung der Rotorposition und anderer Rückmeldungssignale gesteuert werden. Bestimmte herkömmliche Fahrzeugsteuersysteme können einfache Schalterentprellungsprozeduren des in der Technik bekannten Typs verwenden, die wiederum bewirken können, dass das Fahrzeug während eines Resolverfehlers bei einem Versuch, eine unerwünschte Erzeugung von Motordrehmoment während der Dauer des Resolverfehlers zu verhindern, abgeschaltet wird.
US 7 002 318 B1 offenbart ein Steuersystem für einen Motor mit einem Rotor. Das Steuersystem umfasst ein salienzbasiertes Schätzmodul und ein Schätzmodul einer gegenelektromotorischen Kraft, die ein erstes bzw. zweites Rotorstellungssignal erzeugen. Eine Auswahleinrichtung wählt in Abhängigkeit von der Rotordrehzahl eines der Rotorsignale aus. Zudem erfasst ein Rotorstellungssensor eine Stellung des Rotorsignals und erzeugt ein drittes Rotorstellungssignal. Ein Fehlerdetektionsmodul erfasst Fehler des Rotorstellungssensors und gibt das dritte Rotorstellungssignal aus, wenn kein Fehler detektiert wird, und gibt das erste oder zweite Rotorstellungssignal aus, wenn ein Fehler detektiert wird. Weiterer Stand der Technik ist aus DE 10 2007 029 190 A1 , US 7 336 456 B2 und US 5 691 611 A bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist es, verbesserte Verfahren zum Steuern einer Motor/Generatoreinheit und einen verbesserten Motorsteuerschaltkreis bereitzustellen.
Zur Lösung der Aufgabe sind Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 und ein Motorsteuerschaltkreis mit den Merkmalen des Anspruchs 6 vorgesehen. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
Dementsprechend wird hierin ein Verfahren bereitgestellt, das einem Controller einer MGU, z.B. einer MGU, die zum Antreiben eines HEV oder EV verwendet wird, ermöglicht, eine ausreichende Zeitdauer einen intermittierenden Resolverfehler zu „überstehen“, ohne dass es notwendig ist, das Fahrzeug abzuschalten, wodurch ein relativ glatter Übergang von einem Resolverfehlerstatus zu einem normalen Betriebsstatus bereitgestellt wird. Das Verfahren kann in algorithmischer Form umfasst sein und automatisch über den Controller während eines detektierten Resolverfehlers ausgeführt werden. Die Motorposition, die erforderliche Motordrehmomentkapazität und die Fehlerbeseitigungslogik können durch den Controller auf eine mit dem detektierten Fehler konsistente Weise ermittelt werden.
Unter Verwendung des Algorithmus der Erfindung kann der Controller den Resolverfehler detektieren, indem z.B. diskrete Fehlereingänge oder Steuerausgangssignale von einem 12-Bit-Resolver-Decoder-Chip oder einem anderen Decoder-Chip des in der Technik bekannten Typs überprüft werden. Wenn der Controller einen bestimmten Resolverfehler sieht, wie beispielsweise einen von vier Resolverfehlerstatus wie nachstehend in einer bestimmten Ausführungsform ausgeführt, wird ein Rotorpositionssignal, das durch den Resolver übertragen wird, temporär ignoriert und wird stattdessen ein anderer geschätzter Wert aus einer letzten bekannten gültigen Position und Motordrehzahl berechnet oder extrapoliert. Die letzte bekannte gültige Drehzahl kann dann als voreingestellte Drehzahl verwendet werden, und der Resolverfehlerstatus kann automatisch in einen Warnungsstatus geändert werden.
Gemäß einer Ausführungsform können die vier Resolverfehler umfassen: einen Fehler mit kurzer Dauer (SD-Fehler von short-duration fault), einen Fehler mit mittlerer Dauer (MD-Fehler von medium-duration fault), einen Fehler mit langer Dauer (LD-Fehler von long-duration fault) und einen wiederholten Fehler mit mittlerer Dauer (RMD-Fehler von repeated medium-duration fault). Wie hierin verwendet bezieht sich der Begriff „SD-Fehler“ auf einen Resolverfehler, der auftritt, wenn die Dauer des Resolverfehlers kürzer ist als ein kalibrierter Schwellenwert, d.h. eine Anfangslaufperiode. Während solch einer Anfangslaufperiode arbeitet das PIM normal oder ohne jegliche Verschlechterung oder Änderung des Leistungsvermögens. Ein MD-Fehler tritt auf, wenn die Dauer des Resolverfehlers länger als die Anfangslaufperiode, jedoch kürzer als eine kalibrierte maximale zulässige Resolverwiederversuchsperiode ist. Der LD-Fehler tritt auf, wenn die Dauer des Resolverfehlers länger als die kalibrierte Resolverwiederversuchsperiode ist. Der RMD-Fehler tritt auf, wenn die Dauer einer Reihe von Resolverfehlern größer als die Anfangslaufperiode und kürzer als die kalibrierte Resolverwiederversuchsperiode ist.
Insbesondere umfasst ein Verfahren zum Verarbeiten eines Resolverfehlers für eine Motorgeneratoreinheit (MGU), wie beispielsweise, jedoch ohne Einschränkung, eine, die typischerweise zum Antreiben eines HEV oder EV verwendet wird, wie oben beschrieben, dass ein Rotorpositionssignal von einem Resolver empfangen wird, das eine gemessene Position eines Rotors der MGU beschreibt, der Resolverfehler detektiert wird und eine Position des Rotors berechnet oder extrapoliert wird, wenn der Resolverfehler detektiert wird. Unter Verwendung der Dauer des Resolverfehlers kann ein vorbestimmter Resolverfehlerstatus ausgewählt oder ermittelt werden. Ein Controller steuert einen Betrieb der MGU, z.B. einen Drehmomentausgangs- und/oder Pulsweitenmodulationsprozess (PWM-Prozess von pulse width modulation process) unter Verwendung der geschätzten Position, d.h. der berechneten oder extrapolierten Rotorposition, über mindestens einem Teil des Resolverfehlerstatus.
Es wird auch ein Controller für eine Motor/Generatoreinheit (MGU) mit einem Resolver, der zum Überwachen der Position des Rotors geeignet ist, bereitgestellt. Der Controller ist geeignet, um einen Resolverfehler unter Verwendung eines Signals von dem Resolver zu detektieren, eine Position des Rotors zu extrapolieren, wenn der Resolverfehler detektiert wird, einen Resolverfehlerstatus auf der Grundlage einer Dauer des Resolverfehlers auszuwählen und den Ausgang der MGU unter Verwendung der extrapolierten Rotorposition für mindestens einen Teil der Dauer des ausgewählten Resolverfehlerstatus zu steuern. Der Ausgang der MGU kann durch automatisches Variieren eines PWM-Betriebs hiervon auf der Grundlage der Dauer des Resolverfehlers oder durch zumindest temporäres Reduzieren des Drehmomentausgangs der MGU, wenn die Dauer größer als eine erste Schwellenwertdauer und kleiner als eine zweite Schwellenwertdauer ist, gesteuert werden. Der Drehmomentausgang kann auf Null reduziert werden, wenn die Dauer größer als die zweite Schwellenwertdauer ist.
Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der geeignetsten Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht ersichtlich.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Resolver und einem Motorcontroller;
2 ist ein Graph, der einen ersten Resolverfehlerzustand beschreibt, der unter Verwendung des in 1 gezeigten Controllers ausführbar ist;
3 ist ein Graph, der einen zweiten Resolverfehlerzustand beschreibt, der unter Verwendung des in 1 gezeigten Controllers ausführbar ist;
4 ist ein Graph, der einen dritten Resolverfehlerzustand beschreibt, der unter Verwendung des in 1 gezeigten Controllers ausführbar ist;
5 ist ein Graph, der einen vierten Resolverfehlerzustand beschreibt, der unter Verwendung des in 1 gezeigten Controllers ausführbar ist; und
6 ist ein Flussdiagramm, das einen Algorithmus zum Ausführen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung beschreibt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In Bezug auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleichen oder ähnlichen Komponenten in den verschiedenen Figuren entsprechen, zeigt 1 ein Fahrzeug 10 mit einem Motorsteuerschaltkreis 11, obwohl der Schaltkreis separat von dem Fahrzeug verwendet werden kann, ohne vom dem vorgesehenen erfindungsgemäßen Schutzumfang abzuweichen. Der Schaltkreis 11 umfasst einen Controller 12 mit einem Algorithmus 100, der geeignet ist, um das Verfahren der vorliegenden Erfindung während eines vorbestimmten Resolverfehlerzustands auszuführen, wie es nachstehend in Bezug auf 2 - 6 beschrieben wird. Das Fahrzeug 10 umfasst ein Getriebe 14 mit mindestens einer Hochspannungs-Elektromotor/Generatoreinheit (Hochspannungs-Elektro-MGU) 16 und mindestens einem Zahnradsatz (GS von gear set) 17.
Der Controller 12 kann als digitaler Computer ausgestaltet sein, der allgemein eine CPU umfasst und ausreichend Speicher zum Ausführen seiner erforderlichen Funktionen aufweist, wie beispielsweise einen Nur-Lese-Speicher (ROM von read only memory), einen Direktzugriffsspeicher (RAM von random access memory), einen elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM von electrically-programmable read only memory) etc. Der Controller 12 kann einen Hochgeschwindigkeitstakt, eine Analog-Digital-(A/D-) und/oder eine Digital-Analog-(D/A-)Schaltung und eine Eingabe/Ausgabe-(I/O-)Schaltung und derartige Einrichtungen sowie eine geeignete Signalkonditionierungs- und -pufferschaltung umfassen. Jegliche Algorithmen, die sich in dem Controller 12 befinden oder durch diesen zugänglich sind einschließlich des nachstehend in Bezug auf 6 beschriebenen Algorithmus 100 oder beliebiger anderer erforderlicher Steueralgorithmen können in dem ROM gespeichert sein und automatisch durch den Controller 12 ausgeführt werden, um die erforderliche Steuerfunktionalität bereitzustellen.
Das Fahrzeug 10 umfasst ein Hochspannungsenergiespeichersystem (Hochspannungs-ESS) 18, z.B. ein Lithiumionenbatteriemodul und eine andere geeignete Hochspannungseinrichtung, die selektiv nach Bedarf elektrische Leistung speichern und abgeben kann, und eine Brennkraftmaschine (E) 20 mit einem Ausgangselement 21, das als Eingangselement zu dem Getriebe 14 dient oder mit diesem verbunden ist. Eine Achsantriebsanordnung (nicht gezeigt) kann funktional mit einem Ausgangselement 22 des Getriebes 14 verbunden sein und die Räder 24 für einen Vortrieb des Fahrzeugs 10 antreiben. Innerhalb des vorgesehenen Schutzumfangs der Erfindung können andere Leistungsquellen verwendet werden, um das Fahrzeug 10 anzutreiben, wie beispielsweise eine Brennstoffzelle (nicht gezeigt). Das Fahrzeug 10 kann zu Zeitpunkten angetrieben werden, zu denen ausschließlich das ESS 18 und die MGU 16 verwendet werden.
Bei der Hybridfahrzeugausführungsform von 1 ist das ESS 18 elektrisch über einen Hochspannungs-DC-Bus 26 und ein DC-AC-Pulsweitenmodulations-Leistungswandlermodul (DC-AC-PWM-Leistungswandlermodul) oder PIM 28 mit der MGU 16 verbunden. Wie es Fachleute erkennen werden, ist ein PIM, wie beispielsweise das PIM 28, ausgestaltet, um Motorsteuerbefehle zu empfangen und Wandlerstatus zu steuern, um eine Motorantriebs- oder Rückgewinnungsfunktionalität bereitzustellen. Beim Arbeiten als Elektromotor kann die MGU 16 elektrische Energie von dem ESS 18 aufnehmen, und wenn sie als Generator arbeitet gleichermaßen elektrische Energie für das ESS 18 zur Speicherung darin erzeugen. Gemäß einer Ausführungsform kann die MGU 16 als Dreiphasenwechselstromhochspannungsmotor (Dreiphasen-AC-Hochspannungsmotor), wie beispielsweise als Permanentmagnetsynchronmotor des in der Technik bekannten Typs, ausgestaltet sein.
Weiterhin auf 1 Bezug nehmend umfasst die MGU 16 einen Rotor 19 mit einer bestimmbaren Winkelrotorposition (Pfeil P_R). Ein Resolver (R) 27 mit einem Decoder-Chip 23 ist elektrisch mit dem Rotor 19 verbunden und ist geeignet, um die Rotorposition (P_R) kontinuierlich zu überwachen und/oder zu messen und um diesen Wert, zusammen mit der Drehzahl des Rotors, an den Controller 12 zur Verwendung durch den Algorithmus 100 zu übermitteln. Der Controller 12 führt in Ansprechen auf einen detektierten Resolverfehlerzustand unter Verwendung von Werten eines Satzes von Steuereingangssignalen, die die gemessene Rotorposition (P_R) umfassen, jedoch nicht notwendigerweise darauf beschränkt sind, eine oder mehrere Motorsteuerreaktionen aus.
Der Algorithmus 100 wird automatisch während eines vorbestimmten Resolverfehlerzustands ausgeführt, der gemäß einer Ausführungsform folgende umfassen kann: einen Fehler mit kurzer Dauer (SD-Fehler), einen Fehler mit mittlerer Dauer (MD-Fehler), einen Fehler mit langer Dauer (LD-Fehler) bzw. einen wiederholten Fehler mit mittlerer Dauer (RMD-Fehler), wie es in 2 - 5 gezeigt ist. Der SD-Fehler tritt auf, wenn die Dauer des Fehlers kürzer als eine Anfangslaufperiode ist, d.h. eine Periode, über der die Rotordrehzahl hinsichtlich der mechanischen Zeitkonstante im Wesentlichen unverändert bleibt, während der MD-Fehler auftritt, wenn die Dauer des Fehlers länger als die Anfangslaufperiode, jedoch kürzer als eine kalibrierte Resolverwiederversuchsperiode, ist. Ähnlich tritt der LD-Fehler auf, wenn die Dauer des Fehlers länger als die kalibrierte Resolverwiederversuchsperiode ist, während der RMD-Fehler auftritt, wenn die Dauer des Fehlers größer als die Anfangslaufperiode und kleiner als eine kalibrierte Wiederversuchsperiode ist.
In Bezug auf 2 kann der erste Resolverfehlerzustand, d.h. der SD-Fehler, über einem Graph 30 dargestellt sein. Der Algorithmus 100 von 6 wird wie nachstehend beschrieben ausgeführt, wenn eine Dauer (T_F) eines detektierten Resolverfehlers 32 in einer Fehlerablaufverfolgung 34, d.h. die zwischen den Punkten 33 und 35 gemessene Zeit, kürzer als eine kalibrierte Anfangslaufperiode (T1) ist. Wenn beispielsweise die Dauer des Resolverfehlers 32 5 ms beträgt und die kalibrierte Anfangslaufperiode (T1) 20 ms beträgt, kann eine Fehlerstatusablaufverfolgung 36 an Punkt 33 von „gut“ zu „Warnung“ wechseln und kann eine Fehlerzählerablaufverfolgung 38 bei Punkt 33 mit einer mit einer kalibrierten Rate beginnen, anzusteigen. Der Resolverfehler 32 endet bei Punkt 35, und danach kann die Fehlerstatusablaufverfolgung 36 automatisch von „Warnung“ zu „gut“ wechseln. Die Fehlerzählerablaufverfolgung 38 kann dann mit der gleichen oder einer anderen kalibrierten Rate in Abhängigkeit von der gewünschten Funktionalität abfallen.
Durch Ändern der kalibrierten Rate des Fehlerzählers kann die Zeit für einen Übergang von einem „Warnungs“-Status zu einen „Gut“-Status nach Bedarf modifiziert werden, um das Leistungsvermögen zu optimieren. Wenn nach der kalibrierten Anfangslaufperiode (T1) ein Resolverfehler detektiert wird, folgt der Controller 12 der in 3 gezeigten Sequenz, d.h. dem MD-Fehler. Der Graph 30 zeigt auch eine Motorstatusablaufverfolgung 40, eine Pulsweitenmodulationsablaufverfolgung (PWM-Ablaufverfolgung) 50, die den Status des PIM 28 beschreibt, eine Drehmomentkapazitätsablaufverfolgung 60, die den Ausgangsstatus der MGU 16 beschreibt, und eine Rotorwinkel- oder Positionsgültigkeitsablaufverfolgung 70.
Für den SD-Fehlerzustand von 2 beschreibt die Motorstatusablaufverfolgung 40 den ununterbrochenen Betrieb der MGU 16 bei 100 % ihrer Drehmomentkapazität, wie es durch die Ablaufverfolgung 60 angegeben ist. Die Gültigkeit jeglicher Messungen unter Verwendung des Resolvers 27 wird in Ablaufverfolgung 70 bestätigt, und die PWM fährt über das PIM 28 mit normal kalibrierter PWM-Funktionalität fort. Bei Punkt 33 extrapoliert der Controller 12 die Rotorposition unter Verwendung der letzten bekannten Position/Drehzahl. Nach Punkt 35 verwendet der Controller 12 wieder die Rotorpositionswerte, die durch den Resolver 27 übertragen werden.
Auf 3 Bezug nehmend kann der Fehler mit mittlerer Dauer oder MD-Fehler über den Graph 130 gezeigt werden. Der Graph 130 zeigt die „Resolverwiederversuchs“-Funktionalität des Algorithmus 100, wenn eine Dauer (T_F) eines Resolverfehlers 32 in der Ablaufverfolgung 34, d.h. die zwischen den Punkten 33 und 35 gemessene Zeit, länger als eine kalibrierte Anfangslaufperiode (T1), jedoch kürzer als eine Resolverwiederversuchsperiode (T2), ist. Die Fehlerstatusablaufverfolgung 36 kann bei Punkt 33 automatisch von einem „Gut“-Status zu einem „Warnungs“-Status wechseln und dann über die Anfangslaufperiode, d.h. bis T1, in dem Warnungsstatus bleiben, und bis zu einem Zeitpunkt, der dem Punkt 35A von Ablaufverfolgung 34 entspricht, in einer Variante des Warnungsstatus, „aus für Wiederversuch, bleiben. Die Beseitigung beginnt bei Punkt 35A und dauert eine kalibrierte Beseitigungsperiode (T3) an. Die Drehmomentanstiegsperiode beginnt bei T3 und endet bei T4. Die Fehlerzählerbahn 38 kann mit einer kalibrierten Rate beginnend bei Punkt 33 ansteigen, wobei der Anstieg nach der Anfangslaufperiode (T1) endet. Bei Punkt 35, d.h., wenn der Resolverfehler 32 anfänglich endet, kann die Fehlerstatusbahn 36 weiterhin einen Warnungsstatus angeben (in 3 mit „aus für Wiederversuch“ bezeichnet). Während einer Wiederversuchsdiagnoseperiode (T_sd bis T2) kann ein anderer Resolverfehler 32A mit einem Start- bzw. Stopppunkt 33A, 35A automatisch initiiert werden. Das Abfallen der Fehlerzählerablaufverfolgung 38 kann bei Punkt 35A beginnen, wieder mit einer kalibrierten Rate.
Wenn der Resolverfehler 32 länger als die Anfangslaufperiode (T1) anhält, wie es in 3 gezeigt ist, können dem Controller 12 von 1 zwei Auswahlmöglichkeiten bereitgestellt werden: (1) wenn die Kalibrierung auf einen ersten Wert, z.B. einen Wert 1, gesetzt ist, kann der Controller 12 den Fehlerstatus von „Warnung“ in „Wiederversuch“ ändern und führt der Controller dann Diagnosen aus, die das PIM 28 abschalten und den Wiederversuchsprozess starten. Wenn die Kalibrierung auf einen zweiten Wert, z.B. 0, gesetzt ist, geht der Controller 12 stattdessen zu dem LF-Fehlermodus über, der in 4 gezeigt ist. Wenn die Kalibrierung auf den ersten Wert gesetzt ist, wird das PIM 28 abgeschaltet und wird das verfügbare Motordrehmoment (Ablaufverfolgung 60) auf einen Schwellenminimalwert reduziert. Nach dem Abschalten des PIM 28 wartet der Controller 12 über die minimale Abschalteperiode (T1 bis T_sd) und überprüft er dann während der Wiederversuchsperiode (T_sd bis T2) den Resolverfehler.
Bei Induktionsmotoren sollte die minimale Abschalteperiode (T1 bis T_sd) für den Strom der MGU 16, d.h. ihren Statorstrom und ihren Rotorstrom, kalibriert sein, um bis zu einem Schwellenminimalwert abzuklingen. Wenn die MGU 16 als Induktionsmotor ausgestaltet ist, wird der Statorstrom Null, sobald das PIM 28 abgeschaltet ist, klingt der Rotorstrom (i_ro-tor) jedoch als Funktion der Rotorzeitkonstante (T_r) mit der folgenden Funktion ab: $i_{rotor} = i_{rotor}_{_{initial}} e^{- \frac{t}{T_{r}}}$
Daher kann die minimale Abschalteperiode für einen Induktionsmotor ungefähr drei- bis viermal die der Rotorzeitkonstante (T_r) sein.
Im Falle von Permanentmagnetmotoren (PM-Motoren von permanent magnet motors) kann die minimale Abschalteperiode kalibriert sein, um eine Überschreitung aufgrund eines Dreiphasenkurzschlussbetriebs zu vermeiden, was bei einem Nichtvorhandensein von Resolversignalen kalibriert werden kann. Die Resolverfehlerbeseitigung kann zu allen Zeiten während des Intervalls von T1 bis T2 überprüft werden. Die PWM kann verhindert oder verzögert werden, bis der Resolverstatus gut ist. In jedem Fall, d.h. Motoren vom PM- oder Induktionstyp, kann der Wert von Tsd kalibriert werden.
Während der Wiederversuchsdiagnoseperiode (von T_sd bis T2), sobald der Resolverfehler an irgendeinem Punkt verschwindet, z.B. bei Punkt 35, kann der Controller 12 über den Zähler (CNT3) wie durch die Ablaufverfolgungen 37, 137 gezeigt, abwärts zählen. Der Zähler erreicht bei Punkt 39 Null, wenn über der Dauer der Beseitigungsperiode kein Fehler vorliegt. Wenn der Zähler Null erreicht, bevor die Resolverwiederversuchsperiode abläuft, kann der Controller den Fehlerstatus z.B. bei Punkt 39 von „Beseitigung“ in „gut“ ändern. Dann kann das PIM 18 eingeschaltet werden, wie es durch die Ablaufverfolgung 50 angegeben ist. Die anfängliche Drehmomentfähigkeit bei Punkt 39 ist Null und erholt sich linear bis zu 100 % bei Punkt 61 während der Drehmomentrückkehrperiode. Die Rotorposition wird von dem Resolver 27 nach Punkt 39 erhalten.
Auf 4 Bezug nehmend ist eine lange Dauer des LD-Fehlers durch Graph 230 gezeigt, wobei der LD-Fehler auftritt, wenn die Dauer des Fehlers länger als die kalibrierte Resolverwiederversuchsperiode ist. Der LD-Fehler tritt auf, wenn der Zähler (CNT3) bis zum Ende der Resolverwiederversuchsperiode (T2), d.h. bei Punkt 39, Null nicht erreicht. Dann kann der Controller 12 den Resolverfehlerstatus (Ablaufverfolgung 36) bei Punkt 39 zu „Fehler“ ändern und kann er den Motorstatus bei Punkt 39 von LAUFEN zu Fehler ändern, wie es durch die Ablaufverfolgung 40 angegeben ist. Das PIM 28 von 1 reagiert gemäß der vordefinierten Fehleraktion. Es sei angemerkt, dass die Gültigkeitsablaufverfolgung 70 bei Punkt 71 zu „ungültig“ geändert wird und die Drehmomentkapazität auf 0 % reduziert wird, wie es durch die Ablaufverfolgung 60 gezeigt ist. Die PWM-Funktionalität endet, wie es durch die Ablaufverfolgung 50 angegeben ist.
In Bezug auf 5 ist die Resolverwiederversuchsfunktionalität mit wiederholten Fehlern mit mittlerer Dauer, d.h. der RMD-Fehlerzustand, über einen Graph 330 gezeigt. Die Beseitigung kann aufgrund wiederholter Fehler 32 mit mittlerer Dauer mehrere Male stattfinden. Eine maximale Anzahl (n) von Fehlern bei der Beseitigung kann jedoch auf einen kalibrierten Wert beschränkt sein. Wenn der MD-Fehler (n) Mal auftritt, kann der Controller 12 von 1 den Fehlerstatus bei Punkt 41 von „Warnung“ in „Fehler“ ändern.
In Bezug auf 6 in Verbindung mit dem Fahrzeug 10 von 1 ist der Algorithmus 100 in einer Flussdiagrammform gezeigt, die mit Schritt 102 beginnt. Der Controller 12 empfängt Signale von dem Resolver 27 und detektiert oder ermittelt auf andere Weise, ob ein Resolverfehler vorliegt. Der Resolver 27 kann einen Decoder-Chip 23 umfassen, der verschiedene Signale an den Controller 12 sendet, z.B. einen Signalverlust (LOS von loss of signal), eine Signalverschlechterung (DOS von degradation of signal) oder einen Verfolgungsverlust (LOT von loss of tracking). Wie es Fachleute allgemein verstehen werden, kann ein LOS detektiert werden, wenn ein Resolvereingang unter den spezifizierten Schwellenwert fällt, indem das Überwachungssignal mit einem festen Minimalwert verglichen wird. Ein DOS kann detektiert werden, wenn ein Resolvereingang den spezifizierten Schwellenwert übersteigt. Ein LOT kann detektiert werden, wenn ein internes Fehlersignal ein Schwellenwertniveau übersteigt oder wenn das Eingangssignal eine maximale Verfolgungsrate übersteigt.
Beim Detektieren des Resolverfehlers fährt der Algorithmus 100 mit Schritt 104 fort, wobei ein Timer gestartet werden und mit einer kalibrierten Rate ansteigen kann. Wenn er gestartet ist, ändert der Algorithmus 100 bei Schritt 106 den Resolverfehlerstatus von „gut“ in „Warnung“ und fährt er dann mit Schritt 108 fort.
In Schritt 108 vergleicht der Algorithmus 100 die Resolverfehlerdauer (T_F) mit einem ersten kalibrierten Wert, der hierin oben als Anfangslaufperiode bezeichnet wird, wie es oben beschrieben ist. Der Algorithmus 100 fährt mit Schritt 120 fort, wenn die Dauer (T_F) kleiner als der erste kalibrierte Wert/die Anfangslaufperiode ist, ansonsten fährt er mit Schritt 110 fort.
In Schritt 110 vergleicht der Algorithmus 100 die Dauer (T_F) mit einem zweiten kalibrierten Wert, d.h. einer maximal zulässigen Resolverwiederversuchsperiode. Wenn die Dauer (T_F) länger als der zweite kalibrierte Wert/die Resolverwiederversuchsperiode ist, fährt der Algorithmus 100 mit Schritt 112 fort, andernfalls fährt er mit Schritt 114 fort.
In Schritt 112 führt der Algorithmus 100 Prozesse eines Fehlers mit langer Dauer (LD-Fehlers) aus, die oben ausgeführt sind.
In Schritt 114 ermittelt der Algorithmus 100, ob die Anzahl der Resolverfehler größer als ein kalibrierter Schwellenwert (n) ist, wie es oben erklärt ist. Wenn dies der Fall ist, fährt der Algorithmus 100 mit Schritt 118 fort. Ansonsten fährt der Algorithmus 100 mit Schritt 116 fort.
In Schritt 116 führt der Algorithmus 100 den oben ausgeführten Prozess eines Fehlers mit mittlerer Dauer (MD-Fehlers) aus.
In Schritt 118 führt der Algorithmus den Prozess eines wiederholten Fehlers mit mittlerer Dauer oder RMD-Fehlers wie oben beschrieben aus.
Unter Verwendung des Algorithmus 100 in Verbindung mit dem Fahrzeug 10 wie oben ausgeführt wird eine stabile Strategie zum Verarbeiten von Resolverfehlern bereitgestellt, ohne das Fahrzeug notwendigerweise abzuschalten. Die Ausführung des Algorithmus 100 kann eine reduzierte Möglichkeit des Setzens eines Resolverfehlercodes, weniger häufige Fahrzeugabschaltereignisse und reduzierte Garantiekosten ermöglichen.
Während die geeignetsten Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung ausführlich beschrieben wurden, werden Fachleute, die diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.

Claims

Verfahren zum Steuern einer Motor/Generatoreinheit (MGU) (16), das umfasst, dass: ein Positionssignal von einem Resolver (27) empfangen wird, der elektrisch mit einem Rotor (19) der MGU (16) verbunden ist, wobei das Signal eine gemessene Winkelposition des Rotors (19) beschreibt; das Vorhandensein eines Resolverfehlers (32) unter Verwendung des Werts des Positionssignals ermittelt wird; eine geschätzte Position des Rotors (19) berechnet wird, wenn das Vorhandensein des Resolverfehlers (32) ermittelt wird; ein vorbestimmter Resolverfehlerstatus gesetzt wird, der unter Verwendung einer Dauer des Resolverfehlers (32) ermittelt wird; und die MGU (16) unter Verwendung der geschätzten Position des Rotors (19) für mindestens einen Teil der Dauer des Resolverfehlerstatus gesteuert wird; wobei das Steuern der MGU (16) umfasst, dass ein Niveau des Drehmomentausgangs der MGU (16) aufrecht erhalten wird, wenn die Dauer des Resolverfehlers (32) geringer als eine Schwellenwertdauer ist; und wobei das Steuern der MGU (16) umfasst, dass das Niveau des Drehmomentausgangs der MGU (16) reduziert wird, wenn die Dauer des Resolverfehlers (32) größer als die Schwellenwertdauer ist.
Verfahren zum Steuern einer Motor/Generatoreinheit (MGU) (16), das umfasst, dass: ein Signal von einem Resolver (27) empfangen wird, der elektrisch mit einem Rotor (19) der MGU (16) verbunden ist, wobei das Positionssignal mindestens eine gemessene Winkelposition des Rotors (19) beschreibt; ein Resolverfehler (32) unter Verwendung des Signals von dem Resolver (27) detektiert wird; eine Position des Rotors (19) von einer letzten bekannten gültigen Position des Rotors (19) extrapoliert wird, wenn der Resolverfehler (32) detektiert wird; einer mehrerer verschiedener Resolverfehlerstatus auf der Grundlage einer Dauer des Resolverfehlers (32) ausgewählt wird; und ein Drehmomentausgang der MGU (16) unter Verwendung der extrapolierten Position des Rotors (19) für mindestens einen Teil der Dauer des ausgewählten Resolverfehlerstatus gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Detektieren des Resolverfehlers (32) umfasst, dass ein Signalverlust (LOS) oder eine Signalverschlechterung (DOS) oder ein Verfolgungsverlust (LOT) detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Auswählen eines mehrerer verschiedener Resolverfehlerstatus umfasst, dass ein Fehler mit kurzer Dauer (SD-Fehler) oder ein Fehler mit mittlerer Dauer (MD-Fehler) oder ein Fehler mit langer Dauer (LD-Fehler) oder ein wiederholter Fehler mit mittlerer Dauer (RMD-Fehler) ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Steuern des Drehmomentausgangs der MGU (16) umfasst, dass der Drehmomentausgang zumindest temporär reduziert wird, wenn die Dauer des Resolverfehlers (32) größer als eine erste Schwellenwertdauer und kleiner als eine zweite Schwellenwertdauer ist.
Motorsteuerschaltkreis (11), umfassend: eine Motor/Generatoreinheit (MGU) (16) mit einem Rotor (19); einen Resolver (27), der elektrisch mit dem Rotor (19) gekoppelt ist und geeignet ist, um eine Winkelposition hiervon zu überwachen; und einen Controller (12) mit einem Algorithmus, der geeignet ist, um: einen Resolverfehler (32) unter Verwendung eines Signals von dem Resolver (27) zu detektieren; eine Position des Rotors (19) zu extrapolieren, wenn der Resolverfehler (32) detektiert wird; einen mehrerer verschiedener Resolverfehlerstatus auf der Grundlage einer Dauer des Resolverfehlers (32) auszuwählen; und den Drehmomentausgang der MGU (16) unter Verwendung der extrapolierten Rotorposition für zumindest einen Teil der Dauer des ausgewählten Resolverfehlerstatus zu steuern.
Schaltkreis nach Anspruch 6, wobei der Controller (12) geeignet ist, um den Ausgang der MGU (16) durch automatisches Variieren eines Pulsweitenmodulationsbetriebs (PWM-Betriebs) auf der Grundlage der Dauer des Resolverfehlers (32) zu steuern.
Schaltkreis nach Anspruch 6, wobei der Controller (12) geeignet ist, um den Drehmomentausgang der MGU (16) zu steuern, und umfasst, dass der Drehmomentausgang zumindest temporär reduziert wird, wenn die Dauer des Resolverfehlers (32) größer als eine erste Schwellenwertdauer und kleiner als eine zweite Schwellenwertdauer ist, wobei der Controller (12) insbesondere geeignet ist, um den Drehmomentausgang der MGU (16) zu steuern, indem der Drehmomentausgang auf Null reduziert wird, wenn die Dauer des Resolverfehlers (32) größer als die zweite Schwellenwertdauer ist.