DE102014225149A1

DE102014225149A1 - Fehlerbestimmungsverfahren für ein Motorsystem

Info

Publication number: DE102014225149A1
Application number: DE102014225149.4A
Authority: DE
Inventors: Dong Hun Lee; Soon Woo Kwon; Joon Yong Lee; Chang Seok Ryu
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-12-08
Publication date: 2015-12-17
Also published as: CN105301494B; US9372236B2; CN105301494A; KR101551099B1; US20150362556A1

Abstract

Ein Fehlerbestimmungsverfahren für ein Motorsystem umfasst ein Einstellen eines Stromwerts, der erforderlich ist, um einen Motor anfänglich anzutreiben, auf einen ersten Stromsollwert, Erhöhen einer Drehzahl eines rotierenden Magnetfeldes des Motors auf eine voreingestellte Bezugsdrehzahl, Vergleichen einer Intensität einer gegenelektromotorischen Kraft, die erzeugt wird, wenn ein Rotor des Motors mit der voreingestellten Bezugsdrehzahl gedreht wird, mit einer Größe einer angelegten Spannung, um einen Strom gemäß dem ersten Stromsollwert anzulegen, und Bestimmen einer Ursache eines Fehlers des Motors auf der Grundlage des Vergleichs.

Description

HINTERGRUND
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen ein Fehlerbestimmungsverfahren für ein Motorsystem und insbesondere ein Fehlerbestimmungsverfahren für ein Motorsystem, das die Anzahl der Fälle, in denen eine Änderung des Werts eines Positionssensors eines Motors nicht vorhanden ist, klassifizieren und dann bestimmen kann, ob ein Fehler in dem Motorsystem aufgrund der physikalischen Einschränkung des Rotors des Motors aufgetreten ist.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In einem Motorsystem zum Steuern/Regeln eines Motors auf der Grundlage der Position des Rotors des Motors unter Verwendung des Positionssensors (z. B. ein Hall-Sensor oder Geber), wenn der Rotor physikalisch eingeschränkt/eingeklemmt wird, kann der Rotor nicht gedreht werden und somit wird ein durch den Positionssensor erfasster Signalwert nicht verändert. Unterdessen, selbst wenn der Positionssensor ausfällt oder ein Fehler in einer Leitung, einer Erfassungsschaltung oder dergleichen auftritt, wird ein von dem Positionssensor ausgegebener Signalwert in ähnlicher Weise nicht verändert. Jedoch, wenn es keine Änderung des durch den Positionssensor erfassten Signalwerts gibt, wird es bestimmt, dass der Positionssensor ausgefallen ist, unabhängig von der Ursache für den Ausfall/Fehler. Demzufolge gibt es insofern ein Problem, dass die Ursache des Ausfalls/Fehlers des Motorsystems nicht genau erfasst werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Demzufolge ist die vorliegende Offenbarung unter Berücksichtigung der obigen Probleme, die im Stand der Technik auftreten, gemacht worden, und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Fehlerbestimmungsverfahren für ein Motorsystem bereitzustellen, das einen Fehler/Ausfall bestimmen kann, indem ein Fall, in dem der Rotor eingeschränkt/eingeklemmt wird, von einem Fall, in dem ein Fehler in dem Positionssensor aufgetreten ist, wenn es keine Änderung eines durch den Positionssensor erfassten Signalwerts gibt, eindeutig unterschieden wird, selbst wenn ein Strom an die Spule angelegt wird, um den Motor anzutreiben.
Um die obige Aufgabe zu lösen, kann ein Fehlerbestimmungsverfahren für ein Motorsystem gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung umfassen: Einstellen/Setzen eines Stromwerts, der erforderlich ist, um einen Motor anfänglich anzutreiben, auf einen ersten Stromsollwert (Strombefehlswert); Erhöhen einer Drehzahl eines rotierenden Magnetfeldes des Motors auf eine voreingestellte Bezugsdrehzahl (Referenzdrehzahl); Vergleichen einer Intensität einer gegenelektromotorischen Kraft, die erzeugt wird, wenn ein Rotor des Motors mit der voreingestellten Bezugsdrehzahl gedreht wird, mit einer Größe (Betrag) einer angelegten Spannung, um einen Strom gemäß dem ersten Stromsollwert anzulegen; und Bestimmen einer Ursache eines Fehlers/Ausfalls des Motors auf der Grundlage des Vergleichs.
Das Fehlerbestimmungsverfahren kann ferner umfassen ein Bestimmen, ob ein Fehler zwischen dem ersten Stromsollwert und einem erfassten Wert eines durch den Motor fließenden Stroms kleiner als ein voreingestellter Fehler ist, wobei der Fehler eine Differenz zwischen dem ersten Stromsollwert und dem erfassten Wert des durch den Motor fließenden Stroms darstellt.
Ein Vergleichen der Intensität der gegenelektromotorischen Kraft mit der Größe der angelegten Spannung kann durchgeführt werden, wenn es bestimmt wird, dass der Fehler kleiner als der voreingestellte Fehler ist.
Das Fehlerbestimmungsverfahren kann ferner umfassen, wenn es bestimmt wird, dass der Fehler gleich oder größer als der voreingestellte Fehler ist, ein Bestimmen, dass ein Schaltelement eines Inverters (Wechselrichter) zum Zuführen eines 3-Phasenstroms an den Motor ausgefallen ist.
Ein Bestimmen der Ursache des Ausfalls/Fehlers des Motors kann umfassen ein Bestimmen, dass ein Positionssensor des Motors ausgefallen ist, wenn auf der Grundlage des Vergleichs die Intensität der gegenelektromotorischen Kraft kleiner als die Größe der angelegten Spannung ist.
Das Fehlerbestimmungsverfahren kann ferner umfassen ein Bestimmen, ob auf der Grundlage des Vergleichs die Intensität der gegenelektromotorischen Kraft größer als die Größe der angelegten Spannung für eine voreingestellte Zeit ist.
Ein Bestimmen der Ursache des Fehlers/Ausfalls des Motors kann umfassen ein Bestimmen, dass die Ursache des Fehlers eine Einschränkung (Klemmen/Blockieren) des Rotors des Motors ist, wenn der Zustand, in dem die Intensität der gegenelektromotorischen Kraft größer als die Größe der angelegten Spannung für die voreingestellte Zeit ist, beibehalten wird.
Das Fehlerbestimmungsverfahren kann ferner umfassen, wenn auf der Grundlage des Vergleichs die Intensität der gegenelektromotorischen Kraft größer als die Größe der angelegten Spannung ist, ein Initialisieren des eingestellten/gesetzten Stromsollwerts auf Null.
Das Fehlerbestimmungsverfahren kann ferner umfassen, nach der Initialisierung, ein Wiederholen für eine voreingestellte Anzahl: i) Erhöhen der Drehzahl des rotierenden Magnetfeldes auf die voreingestellte Bezugsdrehzahl, ii) Vergleichen der Intensität der gegenelektromotorischen Kraft mit der Größe der angelegten Spannung, und iii) Initialisieren des eingestellten/gesetzten Stromsollwerts auf der Grundlage des Vergleichs.
Wenn eine Anzahl von Wiederholungen die voreingestellte Anzahl überschreitet, kann bestimmt werden, dass die Ursache des Ausfalls/Fehlers eine Einschränkung (Klemmen) des Rotors des Motors ist.
Ein Bestimmen der Ursache des Fehlers/Ausfalls des Motors kann umfassen ein Bestimmen, dass die Ursache des Fehlers/Ausfalls eine Einschränkung (Klemmen) des Rotors des Motors ist, wenn auf der Grundlage des Vergleichs die Intensität der gegenelektromotorischen Kraft größer als die Größe der angelegten Spannung ist.
Das Fehlerbestimmungsverfahren kann ferner umfassen, wenn ein zweiter Stromsollwert des Motors, der auf der Grundlage eines Drehzahlsollwerts (Drehzahlbefehlswert) bestimmt wird, größer als ein minimaler Stromwert ist, der erforderlich ist, um den Motor zu drehen, und wenn ein an den Motor angelegter Phasenspannungswert größer als ein minimaler Phasenspannungswert ist, der erforderlich ist, um den Motor zu drehen, ein Bestimmen, ob ein durch einen Positionssensor des Motors erfasster Wert verändert wird.
Wenn der durch den Positionssensor des Motors erfasste Wert nicht geändert wird, kann der Stromwert, der erforderlich ist, um den Motor anfänglich anzutreiben, auf den ersten Stromsollwert eingestellt/gesetzt werden, und die Drehzahl des rotierenden Magnetfeldes des Motors wird auf die voreingestellte Bezugsdrehzahl erhöht.
Ferner umfasst ein Fehlerbestimmungsverfahren für ein Motorsystem gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung: Erhöhen einer an einen Motor angelegten Phasenspannung auf eine Phasenspannung, die erforderlich ist, um den Motor anfänglich anzutreiben; Erhöhen einer Drehzahl eines rotierenden Magnetfeldes des Motors auf eine voreingestellte Bezugsdrehzahl; Messen einer Größe eines durch die angelegte Phasenspannung erzeugten Stromes; Vergleichen der Größe des erzeugten Stromes mit einer Größe eines voreingestellten Bezugstromes (Referenzstrom); und Bestimmen einer Ursache eines Fehlers/Ausfalls des Motors auf der Grundlage des Vergleichs.
Ein Bestimmen der Ursache des Fehlers/Ausfalls kann umfassen ein Bestimmen, dass ein Positionssensor des Motors ausgefallen ist, wenn auf der Grundlage des Vergleichs ein Fehler zwischen der Größe des voreingestellten Bezugstromes und der Größe des durch die angelegte Phasenspannung erzeugten Stromes gleich oder größer als ein voreingestellter Fehler ist, wobei der Fehler eine Differenz zwischen dem ersten Stromsollwert und dem erfassten Wert des durch den Motor fließenden Stromes darstellt.
Ein Bestimmen der Ursache des Fehlers/Ausfalls kann umfassen ein Bestimmen, dass die Ursache des Fehlers/Ausfalls eine Einschränkung (Klemmen) eines Rotors des Motors ist, wenn auf der Grundlage des Vergleichs der Fehler zwischen der Größe des voreingestellten Bezugstromes und der Größe des durch die angelegte Phasenspannung erzeugten Stromes kleiner als der voreingestellte Fehler ist.
Das Fehlerbestimmungsverfahren kann ferner umfassen, wenn auf der Grundlage des Vergleichs der Fehler zwischen der Größe des durch den Motor fließenden Stromes und der Größe des durch die angelegte Phasenspannung erzeugten Stromes kleiner als der voreingestellte Fehler ist, ein Initialisieren der an den Motor angelegten Phasenspannung.
Das Fehlerbestimmungsverfahren kann ferner umfassen, wenn eine Zeit, für welche der Fehler kleiner als der voreingestellte Fehler ist, eine voreingestellte Zeit überschreitet, ein Wiederholen: i) Erhöhen der Drehzahl des rotierenden Magnetfeldes des Motors auf die voreingestellte Bezugsdrehzahl, ii) Vergleichen der Größe des erzeugten Stromes mit der Größe des voreingestellten Bezugstromes, und iii) Initialisieren der Phasenspannung.
Wenn eine Anzahl der Wiederholungen größer als die voreingestellte Anzahl ist, kann bestimmt werden, dass die Ursache des Fehlers/Ausfalls eine Einschränkung (Klemmen) eines Rotors des Motors ist.
Das Fehlerbestimmungsverfahren kann ferner umfassen, wenn ein erfasster Wert eines durch den Motor fließenden Stromes größer als ein minimaler Wert ist, der erforderlich ist, um den Motor zu drehen, ein Bestimmen eines Fehlers zwischen einem Stromsollwert des Motors auf der Grundlage eines Drehzahlsollwerts und dem erfassten Wert des Stromes, wobei der Fehler eine Differenz zwischen dem Stromsollwert des Motors und dem erfassten Wert des Stroms darstellt.
Das Fehlerbestimmungsverfahren kann ferner umfassen, wenn der Fehler zwischen dem Stromsollwert des Motors und dem erfassten Wert des Stromes kleiner als ein voreingestellter Fehler ist, ein Bestimmen, ob ein durch einen Positionssensor des Motors erfasster Wert geändert wird.
Wenn der durch den Positionssensor des Motors erfasste Wert nicht geändert wird, kann die an den Motor angelegte Phasenspannung auf die Phasenspannung erhöht werden, die erforderlich ist, um den Motor anfänglich zu drehen, und die Drehzahl des rotierenden Magnetfeldes des Motors kann auf die voreingestellte Bezugsdrehzahl erhöht werden.
Wenn der Fehler zwischen dem Stromsollwert des Motors und dem erfassten Wert des Stromes größer als der voreingestellte Fehler ist, kann es bestimmt werden, dass ein Schaltelement eines Inverters zum Zuführen eines 3-Phasenstromes an den Motor ausgefallen ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und weiteren Aufgaben, Merkmale und weiteren Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher. In den Figuren zeigen/beschreiben:
1 ein Blockdiagramm, das kurz ein Motorsystem gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt;
2 ein Flussdiagramm, das ein Fehlerbestimmungsverfahren für ein Motorsystem gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt;
3 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen der elektrischen Drehzahl des Rotors eines Motors und einer erzeugten gegenelektromotorischen Kraft darstellt;
4A und 4B Graphen, die Änderungen der Phasenspannung und gegenelektromotorischen Kraft darstellen, wenn der Rotor des Motors eingeschränkt/eingeklemmt wird beziehungsweise wenn der Rotor des Motors nicht eingeschränkt/eingeklemmt wird; und
5 ein Flussdiagramm, das ein Fehlerbestimmungsverfahren für ein Motorsystem gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Spezifische strukturelle oder funktionelle Beschreibungen in Bezug auf Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung, die in der vorliegenden Beschreibung oder Anmeldung offenbart sind, sind nur zur Veranschaulichung der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dargestellt, und die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können in verschiedenen Formen realisiert werden und sollten nicht derart ausgelegt werden, dass sie auf die hierin beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sind. Vielmehr können die Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung auf verschiedene Weise geändert/modifiziert werden und können verschiedenen Formen aufweisen. Bestimmte Ausführungsformen werden in den Zeichnungen dargestellt und im Detail in der vorliegenden Beschreibung oder Anmeldung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass diese Ausführungsformen nicht dazu vorgesehen sind, um die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu beschränken, und sie umfassen daher alle Änderungen, Äquivalente oder Modifikationen, die in der Lehre und dem Umfang der vorliegenden Offenbarung umfasst sind.
Die Begriffe wie beispielsweise ”erste”, ”zweite” können verwendet werden, um verschiedene Elemente zu beschreiben, aber diese Komponenten sollten nicht durch die Begriffe beschränkt werden. Die Begriffe werden lediglich verwendet, um eine Komponente von anderen Komponenten zu unterscheiden, und eine erste Komponente kann als eine zweite Komponente bezeichnet werden und in ähnlicher Weise kann eine zweite Komponente als eine erste Komponente bezeichnet werden, ohne den Umfang auf der Grundlage des Konzepts der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.
In der gesamten Beschreibung versteht es sich, dass eine Darstellung/Darstellungsweise, die angibt, dass eine erste Komponente mit einer zweiten Komponente ”verbunden/angeschlossen” oder ”gekoppelt” ist, den Fall umfassen kann, in dem die erste Komponente mit der zweiten Komponente verbunden oder gekoppelt ist, wobei eine weitere Komponente dort dazwischen eingefügt ist/wird, ebenso wie den Fall, in dem die erste Komponente mit der zweiten Komponente ”direkt verbunden” oder ”direkt gekoppelt” ist. Im Gegensatz dazu versteht es sich, dass eine Darstellung/Darstellungsweise, die angibt, dass eine erste Komponente mit einer zweiten Komponente ”direkt verbunden” oder ”direkt gekoppelt” ist, bedeutet-, dass keine Komponente zwischen der ersten und der zweiten Komponente eingefügt ist/wird.
Andere Darstellungen/Darstellungsweisen, die Beziehungen zwischen den Komponenten beschreiben, das heißt, ”zwischen” und ”direkt zwischen” oder ”benachbart zu/neben” und ”direkt benachbart zu/neben” sollten in ähnlicher Weise ausgelegt werden. Ein Begriff/Ausdruck im Singular umfasst einen Begriff/Ausdruck im Plural, es sei denn, dass auf eine gegenteilige Beschreibung im Kontext speziell hingewiesen wird. In der vorliegenden Beschreibung versteht es sich, dass die Begriffe/Ausdrücke, wie beispielsweise ”umfassen” oder ”aufweisen” lediglich dazu vorgesehen sind, um anzugeben, dass Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Komponenten, Teile oder Kombinationen derselben vorhanden sind, und nicht dazu vorgesehen sind, um eine Möglichkeit auszuschließen, dass ein oder mehrere Merkmale, Zahlen, Schritten, Operationen, Komponenten, Teile oder Kombinationen derselben vorhanden sind oder hinzugefügt werden.
Es versteht sich, dass der Ausdruck ”Fahrzeug” oder ”Fahrzeug-” oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z. B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
Zusätzlich versteht es sich, dass die nachfolgenden Verfahren durch zumindest eine Steuerung ausgeführt werden können. Der Ausdruck ”Steuerung” bezieht sich auf eine Hardware-Vorrichtung, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist eingerichtet, um Programmbefehle zu speichern, und der Prozessor ist eingerichtet, um die Programmbefehle auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse, die weiter unten beschrieben werden, durchzuführen. Außerdem versteht es sich, dass die nachfolgenden Verfahren durch eine Vorrichtung, aufweisend die Steuerung, ausgeführt werden können, wobei die Vorrichtung im Stand der Technik bekannt ist, die dazu geeignet ist, um ein Fehlerbestimmungsverfahren für ein Motorsystem durchzuführen, wie es hierin beschrieben wird.
Darüber hinaus kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nichtflüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt werden, das ablauffähige Programmbefehle umfasst, die durch einen Prozessor, eine Steuerung oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele von computerlesbaren Speichermedien umfassen in nicht einschränkender Weise ROM, RAM, Compact-Disc(CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppydisks, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann ebenfalls in netzgekoppelten Computersystemen dezentral angeordnet sein, so dass das computerlesbare Medium in einer verteilten Art und Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller Area Network (CAN).
Wenn nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten Begriffe mit technischen und wissenschaftlichen Begriffen dieselbe Bedeutung wie sie allgemein von einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Erfindung gehört, verstanden werden. Es versteht sich ferner, dass Ausdrücke/Begriffe, wie jene, die in gängigen Wörterbüchern definiert sind, derart ausgelegt werden sollten, dass sie eine Bedeutung aufweisen, die mit ihrer Bedeutung im Kontext auf dem betreffenden Fachgebiet und der vorliegenden Offenbarung übereinstimmen, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinne ausgelegt werden, es sei denn sie sind in der vorliegenden Beschreibung eindeutig bestimmt/festgelegt.
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Die gleichen Bezugszeichen werden überall in den unterschiedlichen Zeichnungen verwendet, um die gleichen oder ähnlichen Komponenten zu bezeichnen.
1 zeigt ein Blockdiagramm, das kurz ein Motorsystem gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt. Das Motorsystem gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Drehzahlregler 10, einen Stromregler 20, einen Inverter 30 und einen Motor 40. Der Drehzahlregler 10 empfängt einen von einer übergeordneten Steuerung ausgegebenen Drehzahlbefehl und die von dem Motor rückgekoppelte Drehzahl (U/min) eines Motors und gibt einen zum Steuern der Drehzahl des Motors erforderlichen Strombefehl aus. Der Stromregler 20 empfängt den Strombefehl von dem Drehzahlregler 10 und empfängt einen erfassten Wert eines von dem Inverter 30 zu dem Motor 40 fließenden 3-Phasenstroms, der zurückgekoppelt wird, und gibt eine Phasenspannung an den Inverter 30 aus. Der Inverter 30 umfasst eine Mehrzahl von Schaltelementen und führt einen 3-Phasenstrom an den Motor 40 zu. Der Motor 40 wird unter Verwendung des von dem Inverter 30 zugeführten Stromes gedreht/rotiert, um ein Drehmoment und eine Antriebskraft zu erzeugen.
Der Drehzahlregler 10 kann in Abhängigkeit von den Eigenschaften eines zu steuernden Systems ein Proportional-Integral-(PI)Regler, ein Integral-Proportional-(IP)Regler oder ein PI- oder IP-Hybridregler sein. Der Stromregler 20 kann ein PI-Regler sein. Der Stromregler 20 stellt einen zum Steuern/Regeln des Ausgangsstromes des Inverters 30 erforderlichen Phasenspannungsausgangswert in Übereinstimmung mit einem Sollwert (Befehlswert) ein. Solche Regler 10 und 20 können eine Motorsteuerung (nicht gezeigt) bilden.
2 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Fehlerbestimmungsverfahren für ein Motorsystem gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt. Das in 2 gezeigte Flussdiagramm basiert auf einer Vektorsteuertechnik, die am häufigsten für eine Motorsteuerung an einem Surface-Mounted-Permanentmagnet-Synchronmotor (SPMSM) verwendet wird, aber auch bei anderen Arten von Motoren eine Anwendung finden kann. Ferner kann die Motorsteuerung ein Steuermittel in jedem Schritt der vorliegenden Offenbarung sein.
Unter Bezugnahme auf 2 umfasst das Fehlerbestimmungsverfahren für das Motorsystem den Schritt S201 zum Bestimmen, ob ein zweiter Stromsollwert I_qcmd des Motors auf der Grundlage eines von einer übergeordneten Steuerung oder von einem externen System eingegebenen Drehzahlsollwerts größer als ein minimaler Stromwert I_a ist, der erforderlich ist, um den Motor zu drehen, und ein an den Motor angelegter Phasenspannungswert V_q größer als ein minimaler Phasenspannungswert V_a ist, der erforderlich ist, um den Motor zu drehen. Das heißt, wenn der Drehzahlbefehl ungleich Null von der übergeordneten Steuerung oder einem Benutzer des Motors eingegeben wird, wird der Stromsollwert Iqcmd, der erforderlich ist, um ein Drehmoment zum Drehen/Rotieren des Motors zu erzeugen, über den Drehzahlregler eingestellt/gesetzt. Das heißt, es wird bestimmt, ob der Stromsollwert und der 3-Phasenspannungswert größer als der minimale Stromwert I_a beziehungsweise der minimale Phasenspannungswert V_a sind, die erforderlich sind, um den Motor zu drehen.
Wenn es bestimmt wird, dass der zweite Stromsollwert I_qcmd des Motors größer als der minimale Stromsollwert I_a ist, der erforderlich ist, um den Motor zu drehen, und der an den Motor angelegte Phasenspannungswert V_q größer als der minimale Phasenspannungswert V_a ist, der erforderlich ist, um den Motor zu drehen, umfasst das Fehlerbestimmungsverfahren ferner den Schritt S203 zum Bestimmen, ob ein durch den Positionssensor des Motors erfasster Wert geändert wird. Das heißt, es wird im Voraus ein Fall bestimmt, in dem ein durch den Positionssensor (d. h., Resolver/Drehmelder) erfasster Positionswert nicht geändert wird, obwohl der Motor gedreht werden muss, wenn der Stromsollwert und der 3-Phasenspannungswert größer als der minimale Stromwert I_a beziehungsweise der minimale Phasenspannungswert V_a sind, die erforderlich sind, um den Motor zu drehen.
Ferner wird es bestimmt, ob eine Zeit, für welche ein Zustand, in dem der erfasste Positionswert nicht geändert wird, wenn der erfasste Positionswert geändert werden muss, beibehalten wird, eine voreingestellte Zeit T1 in Schritt S205 überschreitet. Wenn die Zeit, für welche der Zustand, in dem der erfasste Positionswert nicht geändert wird, wenn der erfasste Positionswert geändert werden muss, beibehalten wird, die voreingestellte Zeit T1 überschreitet, kann es erkannt werden, dass ein Fehler in dem Motorsystem aufgetreten ist. Als Referenz wird in der Vektorsteuerung für den SPMSM-Motor der Strom einer Statorwicklung in der Richtung einer q-Achse geregelt, die eine Richtung senkrecht zu dem N-Pol des Permanentmagneten des Rotors ist, um so das Drehmoment des Motors zu steuern/regeln, und eine q-Achsen-Komponente erscheint vorherrschend in der an dem Motor angelegten Phasenspannung in einem Niedrigdrehzahl- und einem Niedrigstrom-Betriebsbereich. Somit wird ein Beispiel, in dem eine Bestimmung auf der Grundlage des Stromes und der Phasenspannung in der q-Achsen-Richtung durchgeführt wird, in der Zeichnung dargestellt. Ob das zum Drehen des Motors erforderliche Drehmoment von dem Inverter an den Motor angelegt worden ist, kann bestimmt werden, indem nur die angelegte Phasenspannung überprüft wird oder indem der erfasste 3-Phasenstrom überprüft wird. Die Phasenspannung kann erfasst werden durch Abtasten/Erfassen von Spannungen der jeweiligen U-, V- und W-Phasen oder Überprüfen des Phasenspannungsausgangswerts des Stromreglers.
Wenn der durch den Positionssensor des Motors erfasste Wert nicht geändert wird, wird der Stromwert I_qinit, der erforderlich ist, um den Motor anfänglich zu drehen, auf den ersten Stromsollwert I_qcmd eingestellt/gesetzt und dann wird die Drehzahl des rotierenden Magnetfeldes des Motors auf eine voreingestellte Bezugsdrehzahl in Schritt S207 erhöht.
Das heißt, um die genaue Ursache eines Ausfalls des Motors zu bestimmen, wird ein rotierendes Magnetfeld gebildet durch Einstellen/Setzen des voreingestellten Stromwerts I_qinit, der ausreicht, um den Rotor anfänglich zu drehen, und der unter Berücksichtigung einer Lastgröße experimentell erhalten oder rechnerisch ermittelt wird, auf den ersten Stromsollwert I_qcmd und durch Anlegen des ersten Stromsollwerts an die 3-Phasenspule des Stators. Dann wird die Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Magnetfeldes schrittweise/allmählich von Null bis w1, was eine Winkelgeschwindigkeit ist, die ausreicht, um die Intensität der gegenelektromotorischen Kraft zu überprüfen, erhöht.
Der Grund für das Anlegen des voreingestellten Stromwerts I_qinit, der ausreicht, um den Rotor anfänglich zu drehen, und das allmähliche Erhöhen der Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Magnetfeldes ist, dass, wenn die Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Magnetfeldes schnell erhöht wird oder wenn der Wert von I_qinit auf einen großen Wert eingestellt wird, der Rotor des Motors nicht in Synchronisation mit dem rotierenden Magnetfeld gedreht werden kann. Das heißt, die Werte I_qinit und w1 müssen voreingestellt werden, so dass der Rotor in Synchronisation mit dem rotierenden Magnetfeld gedreht werden kann.
Danach, um zu bestimmen, ob sich eine Stromsteuerungsfunktion in einem normalen Zustand befindet, wird es bestimmt, ob ein Fehler (d. h., eine Differenz) zwischen dem ersten Stromsollwert I_qinit und einem erfassten Wert eines durch den Motor fließenden Stromes I_qsensor kleiner als ein voreingestellter Fehler β in Schritt S209 ist.
Wenn der Fehler zwischen dem ersten Stromsollwert I_qinit und dem erfassten Wert des durch den Motor fließenden Stromes I_qsensor kleiner als der voreingestellte Fehler β ist, wird die Intensität der gegenelektromotorischen Kraft V_emf, die erzeugt wird, wenn sich der Rotor mit der erhöhten Drehzahl (U/min) dreht, mit der Summe der Vektoren (d. h., Vektorsumme) V_s der an den Motor angelegten 3-Phasenspannung verglichen, um den Strom als den eingestellten ersten Stromsollwert I_qinit in Schritt S211 anzulegen. Wenn die Intensität der gegenelektromotorischen Kraft V_emf, die erzeugt wird, wenn sich der Rotor mit der erhöhten Drehzahl dreht, kleiner oder gleich der Vektorsumme V_s der an dem Motor angelegten 3-Phasenspannung ist, um den Strom als den eingestellten ersten Stromsollwert I_qinit anzulegen, wird es in Schritt S217 bestimmt, dass die Ursache des Fehlers des Motorsystems der Fehler/Ausfall des Positionssensors des Motors ist, und der Algorithmus wird beendet. Wenn die Intensität der gegenelektromotorischen Kraft V_emf, die erzeugt wird, wenn sich der Rotor mit der erhöhten Drehzahl dreht, größer als die Vektorsumme V_s der an den Motor angelegten 3-Phasenspannung ist, um den Strom als den eingestellten ersten Stromsollwert I_qinit anzulegen, wird es in Schritt S213 bestimmt, ob ein solcher Zustand für eine voreingestellte Zeit T2 beibehalten wird. Dieser Schritt wird durchgeführt, um die Zuverlässigkeit der Bestimmung sicherzustellen.
Wenn der Zustand, in dem die Intensität der gegenelektromotorischen Kraft V_emf größer als die Vektorsumme V_s der Phasenspannung ist, für die voreingestellte Zeit T2 beibehalten wird, wird ein Zählerwert in Schritt S219 erhöht. Der erhöhte Zählerwert wird mit der voreingestellten Anzahl γ in Schritt S221 vergleichen. Wenn der erhöhte Zählerwert größer als die vorgegebene Anzahl γ ist, wird es in Schritt S225 bestimmt, dass die Ursache des Fehlers/Ausfalls des Motors die Einschränkung (Klemmen) des Rotors des Motors ist. Wenn der erhöhte Zählerwert kleiner oder gleich der vorgegebenen Anzahl γ ist, werden der erste Stromsollwert I_qcmd, das rotierende Magnetfeld und die Drehzahl in Schritt S223 auf '0' initialisiert und ein durch die Schritte S207, S209, S211, S213. S219 und S221 definierter Zyklus wird wiederholt. Sobald ein Ein-Zklus-Vorgang abgeschlossen ist, wird der Zählerwert erhöht. Wenn der Zählerwert die vorgegebene Anzahl überschreitet, das heißt, wenn die Ergebnisse, die anzeigen, dass der Zustand, in dem die Intensität der gegenelektromotorischen Kraft V_emf größer als die Vektorsumme V_s der Phasenspannung ist, für die voreingestellte Zeit T2 beibehalten wird, eine vorgegeben Anzahl von Malen wiederholt erhalten werden, kann es bestimmt werden, dass die Ursache des Fehlers/Ausfalls des Motors die Einschränkung (Klemmen) des Rotors ist. Wenn die Ursache des Fehlers/Ausfalls bestimmt worden ist, wird der Algorithmus beendet.
Im Gegensatz dazu, wenn der Fehler zwischen dem ersten Stromsollwert I_qinit und dem erfassten Wert des durch den Motor fließenden Stromes I_qsensor gleich oder größer als der voreingestellte Fehler β ist, wird es in Schritt S215 bestimmt, dass die Ursache des Fehlers/Ausfalls des Motorsystems der Fehler/Ausfall eines 3-Phasen-Schaltkreises in dem Inverter ist, und der Algorithmus wird beendet.
Das heißt, wenn der Fehler zwischen dem Stromsollwert und dem erfassten Stromwert überprüft wird und gleich oder größer als der voreingestellte Fehler β ist, kann es bestimmt werden, dass die Phasenspannung aufgrund des Fehlers/Ausfalls des 3-Phasen-schaltkreises (z. B. 3-Phasen-Schaltelement, 3-Phasen-Puls-Weiten-Modulations-(PWM)Ausgangsschaltung oder dergleichen) des Inverters nicht bestimmungsgemäß gesteuert/geregelt wird und dann der Motor ausgefallen ist. Wenn der Fehler zwischen dem Stromsollwert und dem erfassten Stromwert überprüft wird und kleiner als der voreingestellte Fehler β ist, wird die angelegte Phasenspannung V_s mit der Intensität der gegenelektromotorischen Kraft V_emf bei der Winkelgeschwindigkeit w1 verglichen. Wenn V_s kleiner als V_emf ist, kann es bestimmt werden, dass der Rotor physikalisch eingeschränkt/festgeklemmt wird und nicht gedreht werden kann, und somit kann die gegenelektromotorische Kraft nicht erzeugt werden. Im Gegensatz dazu, wenn V_s gleich oder größer als V_emf ist, kann es bestimmt werden, dass ein Fehler/Ausfall in dem Motorsystem aufgrund des Fehlers/Ausfalls des Positionssensors des Motors aufgetreten ist, weil der Rotor normal gedreht wird, um die gegenelektromotorische Kraft zu erzeugen.
3 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen der elektrischen Drehzahl (U/min) des Rotors des Motors und einer erzeugten gegenelektromotorischen Kraft darstellt. Unter Bezugnahme auf 3 ist es ersichtlich, dass die elektrische Drehzahl w_e des Rotors proportional zu der Intensität der gegenelektromotorischen Kraft ist. Diese Beziehung wird durch die folgende Gleichung (1) dargestellt: V_emf = λ_fw_e, (1) wobei V_emf die gegenelektromotorische Kraft bezeichnet, λ_f den magnetischen Fluss eines Feldmagneten bezeichnet und w_e die elektrische Drehzahl bezeichnet. λ_f ist ein konstanter Wert, der typischerweise durch einen Permanentmagneten bestimmt wird. Das heißt, gemäß der obigen Gleichung, wenn die Drehzahl w1 des Motors bekannt ist, kann die gegenelektromotorische Kraft V_emf zu diesem Zeitpunkt angegeben werden.
4A und 4B zeigen Graphen, die Änderungen der Phasenspannung und gegenelektromotorischen Kraft darstellen, wenn der Rotor des Motors eingeschränkt/eingeklemmt wird beziehungsweise wenn der Rotor des Motors nicht eingeschränkt/eingeklemmt wird.
Wie in 4A gezeigt, wenn der Rotor eingeschränkt/eingeklemmt wird, ist die Spannung der gegenelektromotorischen Kraft, die aufgrund einer Änderung erzeugt wird, während der magnetische Fluss des Rotors die Wicklung des Stators durchläuft, Null. Demzufolge, um einen Strom in Übereinstimmung mit dem Stromsollwert I_qcmd anzulegen, muss nur eine relativ kleine Phasenspannung angelegt werden. Jedoch, wie in 4B gezeigt, wenn der Rotor nicht eingeschränkt/eingeklemmt wird, wird die gegenelektromotorische Kraft erzeugt, während sich der Rotor mit der elektrischen Drehzahl w1 dreht. Demzufolge, um den Strom in Übereinstimmung mit dem Stromsollwert I_qcmd anzulegen, muss eine Phasenspannung angelegt werden, die gleich oder größer als die gegenelektromotorische Kraft ist, und somit ist in 2 V_emf größer als V_s.
Selbst wenn der Rotor nicht eingeschränkt/eingeklemmt wird, kann ein Fall auftreten, in dem der Rotor nicht mit der Drehung des rotierenden Magnetfeldes Schritt halten kann, mit dem rotierenden Magnetfeld nicht synchronisiert wird und phasenverschoben wird, was dazu führt, dass eine gegenelektromotorische Kraft nicht erzeugt wird. Demzufolge, um eine falsche Diagnose zu verhindern, besteht die Notwendigkeit, die Bestimmung zu wiederholen, selbst wenn V_s kleiner als V_emf ist. Das heißt, ein durch die Schritte S2017, S209, S211, S213, S219 und S221 von 2 definierter Zyklus kann wiederholt werden. Wenn der Zyklus wiederholt wird, müssen der Stromsollwert, das rotierende Magnetfeld und die Drehzahl (U/min) auf '0' initialisiert werden, um den phasenverschobenen Zustand des Rotors zu minimieren.
5 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Fehlerbestimmungsverfahren für ein Motorsystem gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Ein Fehlerbestimmungsverfahren für ein Motorsystem gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann umfassen den Schritt S501 zum Bestimmen, ob ein erfasster Wert eines durch einen Motor fließenden Stromes I_qsensor größer als ein minimaler Stromwert I_a ist, der erforderlich ist, um den Motor zu drehen, und den Schritt S503, wenn der erfasste Wert des durch den Motor fließenden Stromes I_qsensor größer als der minimale Stromwert I_a ist, der erforderlich ist, um den Motor zu drehen, zum Vergleichen eines Fehlers zwischen dem Stromsollwert I_qcmd des Motors auf der Grundlage eines Drehzahlsollwerts und dem erfassten Stromwert I_qsensor.
Wenn der Fehler zwischen dem Stromsollwert I_qcmd des Motors und dem erfassten Stromwert I_qsensor kleiner als ein voreingestellter Fehler β ist, wird es bestimmt, ob ein durch den Positionssensor des Motors erfasster Wert in Schritt S505 geändert wird. Es wird bestimmt, ob ein Zustand, in dem der durch den Positionssensor des Motors erfasste Wert nicht geändert wird, für eine voreingestellte Zeit T1 in Schritt S509 beibehalten wird. Wenn der Zustand, in dem der durch den Positionssensor des Motors erfasste Wert nicht geändert wird, für die voreingestellte Zeit T1 beibehalten wird, wird das rotierende Magnetfeld des Motors schrittweise/allmählich von Null auf w1 erhöht, indem eine an den Motor angelegte Phasenspannung V_q auf eine Phasenspannung I_qinit erhöht wird, die erforderlich ist, um den Motor in Schritt S511 anfänglich anzutreiben. Im Gegensatz dazu, wenn der Fehler zwischen dem Stromsollwert I_qcmd und dem erfassten Stromwert I_qsensor gleich oder größer als der voreingestellte Fehler β ist, kann es bestimmt werden, dass die Ursache des Fehlers/Ausfalls des Motorsystems der Fehler/Ausfall des Schaltelements eines Inverters ist, der einen 3-Phasenstrom an den Motor in Schritt S507 zuführt.
Danach wird die Größe (Betrag) der Vektorsumme des durch den Motor fließenden 3-Phasenstromes, das heißt, die Größe (Betrag) des durch die angelegte Phasenspannung erzeugten Stromes I_s, mit der Größe (Betrag) eines Stromes I_ß, der fließt, wenn die Phasenspannung V_qinit in einem Zustand angelegt wird, in dem der Motor gestoppt wird, in Schritt S513 verglichen. Wenn ein Fehler zwischen der Größe der Vektorsumme I_s des 3-Phasenstromes und die Größe des Stromes I_ß, der durch die angelegte Phasenspannung V_qinit erzeugt wird, gleich oder größer als ein voreingestellter Fehler ε ist, kann es in Schritt S517 bestimmt werden, dass die Ursache des Fehlers/Ausfalls in dem Motorsystem der Fehler/Ausfall des Positionssensors des Motors ist. Wenn die Bestimmung abgeschlossen worden ist, wird der Fehlerbestimmungsalgorithmus beendet.
Wenn der Fehler zwischen der Größe der Vektorsumme I_s des 3-Phasenstromes und der Größe des Stromes I_ß, der durch die angelegte Phasenspannung V_qinit in dem gestoppten Zustand des Motors erzeugt wird, kleiner als der voreingestellte Fehler ε ist, wird es bestimmt, ob ein Zustand, in dem der Fehler zwischen der Größe der Vektorsumme I_s des 3-Phasenstromes und der Größe des Stromes I_ß, der durch die angelegte Phasenspannung V_qinit erzeugt wird, kleiner als der voreingestellte Fehler ε ist, für eine voreingestellte Zeit T2 in Schritt S515 beibehalten wird. Dieser Schritt wird durchgeführt, um die Zuverlässigkeit der Bestimmung sicherzustellen.
Wenn der Zustand, in dem der Fehler zwischen der Größe der Vektorsumme I_s des 3-Phasenstromes und der Größe des Stromes I_ß, der durch die angelegte Phasenspannung V_qinit in dem gestoppten Zustand des Motors erzeugt wird, kleiner als der voreingestellte Fehler ε ist, für die voreingestellte Zeit T2 beibehalten wird, wird ein Zählerwert in Schritt S519 erhöht. Der erhöhte Zählerwert wird mit der vorgegebenen Anzahl γ in Schritt S521 verglichen. Wenn der erhöhte Zählerwert größer als die vorgegebene Anzahl γ ist, wird es in Schritt S525 bestimmt, dass die Ursache des Fehlers/Ausfalls des Motors die Einschränkung (Klemmen) des Rotors des Motors ist. Wenn der erhöhte Zählerwert kleiner als oder gleich der vorgegebenen Anzahl γ ist, werden die an den Motor angelegte Phasenspannung V_q, das rotierende Magnetfeld und die Drehzahl auf '0' in Schritt S523 initialisiert. Dann wird ein durch die Schritte S511, S513, S515, S517 und S519 definierter Zyklus wiederholt. Wenn ein Ein-Zyklus-Vorgang abgeschlossen worden ist, wird ein Zählerwert erhöht. Wenn der Zählerwert die vorgegebene Anzahl überschreitet, das heißt, wenn die Ergebnisse, die angeben, dass der Zustand, in dem der Fehler zwischen der Größe der Vektorsumme I_s des 3-Phasenstromes und der Größe des Stromes I_ß, der durch die angelegte Phasenspannung V_qinit in dem gestoppten Zustand des Motors erzeugt wird, kleiner als der voreingestellte Fehler ε ist, für die voreingestellte Zeit T2 beibehalten wird, eine vorgegebene Anzahl von Malen wiederholt erhalten werden, kann es in Schritt S525 bestimmt werden, dass die Ursache des Fehlers/Ausfalls des Motors die Einschränkung (Blockieren) des Rotors ist. Wenn die Ursache des Fehlers/Ausfalls bestimmt worden ist, kann der Algorithmus beendet werden. Mit anderen Worten kann es bestimmt werden, ob die Einschränkung (Blockieren) des Rotors aufgetreten ist und ob der Positionssensor ausgefallen ist, in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Größe des durch den Motor fließenden Stromes I_s und der Größe des voreingestellten Bezugstromes (Referenzstrom) I_ß.
Der Schritt zum Bestimmen, dass die Ursache des Fehlers/Ausfalls des Motorsystems in dem 3-Phasen-Schaltkreis liegt, unterscheidet sich von dem des Verfahrens in 2. Gemäß dem in 5 gezeigten Verfahren, da die Größe des Stromes I_qcmd von 5 größer als die Größe des Stromes I_qinit von 2 ist, wird der Einfluss des Stromsensorrauschens verringert und somit kann der Fehler zwischen dem Stromsollwert und dem erfassten Stromwert leichter überprüft werden.
Im Unterschied zu dem in 2 gezeigten Verfahren erhöht das Verfahren von 5 die angelegte Phasenspannung und somit kann die Ursache des Fehlers/Ausfalls des Motorsystems mit Hilfe von Stromwerten bestimmt werden, wie dies unten in Bezug auf die Gleichung (2) dargestellt wird.
In Gleichung (2) bezeichnet V_q eine an die q-Achse eines Synchronkoordinatensystems angelegte Phasenspannung und R_s bezeichnet den Wicklungswiderstand des Motors. d bezeichnet die d-Achse des Synchronkoordinatensystems und q bezeichnet die q-Achse des Synchronkoordinatensystems. Das heißt, L_q bezeichnet eine q-Achsen-Induktivität, L_d bezeichnet eine d-Achsen-Induktivität, I_q bezeichnet einen q-Achsen-Strom und I_d bezeichnet einen d-Achsen-Strom. w_e bezeichnet eine elektrische Drehzahl.
Wenn der Rotor des Motors eingeschränkt/blockiert wird, ist die elektrische Drehzahl w_e Null und befindet sich in einem normalen Zustand, wie dies in dem q-Achsen-Spannungs-Strom-Vergleichsausdruck (Gleichung (2)) des Synchronkoordinatensystems zusammengefasst wird. Demzufolge ist eine q-Achsen-Stromänderung über die Zeit Null und die gegenelektromotorische Kraft V_emf ist ebenfalls Null, und somit kann der q-Achsen-Strom durch V_q/R_s dargestellt werden. Da R_s sehr kleiner Wert ist, wird ein relativ großer Strom I_ß in Bezug auf die Phasenspannung V_qinit, die in der Richtung der q-Achse angelegt wird, erzeugt.
Wenn jedoch der Rotor nicht eingeschränkt/blockiert wird und in Synchronisation mit dem rotierenden Magnetfeld gedreht wird, wird eine gegenelektromotorische Kraft erzeugt, so dass die Größe des durch die Phase fließenden Stromes I_s viel kleiner als I_ß ist, und somit kann es durch den Vergleich zwischen I_s und I_ß bestimmt werden, ob der Rotor des Motors eingeschränkt/blockiert worden ist.
Gemäß einem Fehlerbestimmungsverfahren für ein Motorsystem gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gibt es insofern einen Vorteil, dass in einer Fehlersituation des Motorsystems, in der ein Motor nicht normal gedreht/rotiert wird, selbst wenn ein Inverter eine normale Drehzahlregelung durchführt, die Ursache des Fehlers/Ausfalls genau bestimmt werden kann. Demzufolge besteht ein weiterer Vorteil darin, dass Kosten und Zeit, die für die Wartung und Reparatur des Motorsystems erforderlich sind, minimiert werden können, und geeignete Betriebsmodi zur Wiederherstellung gemäß den Ursachen der Fehler/Ausfälle angewendet werden können, wodurch die Stabilität des Systems verbessert wird.
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung für veranschaulichende Zwecke beschrieben worden sind, wird ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von dem Umfang und der Lehre der Offenbarung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen offenbart wird, abzuweichen. Demzufolge wird der technische Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung durch die technische Lehre und den Umfang der beigefügten Ansprüche bestimmt.

Claims

Fehlerbestimmungsverfahren für ein Motorsystem, aufweisend: Einstellen eines Stromwerts, der erforderlich ist, um einen Motor anfänglich anzutreiben, auf einen ersten Stromsollwert; Erhöhen einer Drehzahl eines rotierenden Magnetfeldes des Motors auf eine voreingestellte Bezugsdrehzahl; Vergleichen einer Intensität einer elektromotorischen Gegenkraft, die erzeugt wird, wenn ein Rotor des Motors mit der voreingestellten Bezugsdrehzahl gedreht wird, mit einer Größe einer angelegten Spannung, um einen Strom gemäß dem ersten Stromsollwert anzulegen; und Bestimmen einer Ursache eines Fehlers des Motors auf der Grundlage des Vergleichs.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend ein Bestimmen, ob ein Fehler zwischen dem ersten Stromsollwert und einem erfassten Wert eines durch den Motor fließenden Stroms kleiner als ein voreingestellter Fehler ist, wobei der Fehler eine Differenz zwischen dem ersten Stromsollwert und dem erfassten Wert des durch den Motor fließenden Stroms darstellt.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 2, wobei das Vergleichen der Intensität der gegenelektromotorischen Kraft mit der Größe der angelegten Spannung durchgeführt wird, wenn es bestimmt wird, dass der Fehler kleiner als der voreingestellte Fehler ist.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 2, ferner aufweisend, wenn es bestimmt wird, dass der Fehler gleich oder größer als der voreingestellte Fehler ist, ein Bestimmen, dass ein Schaltelement eines Inverters zum Zuführen eines 3-Phasenstroms an den Motor ausgefallen ist.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen der Ursache des Ausfalls des Motors aufweist ein Bestimmen, dass ein Positionssensor des Motors ausgefallen ist, wenn auf der Grundlage des Vergleichs die Intensität der gegenelektromotorischen Kraft kleiner als der Wert der angelegten Spannung ist.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend ein Bestimmen, ob auf der Grundlage des Vergleichs die Intensität der gegenelektromotorischen Kraft größer als die Größe der angelegten Spannung für eine voreingestellte Zeit ist.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 6, wobei das Bestimmen der Ursache des Fehlers des Motors aufweist ein Bestimmen, dass die Ursache des Fehlers eine Einschränkung (Klemmen) des Rotors des Motors ist, wenn die Intensität der gegenelektromotorischen Kraft größer als die Größe der angelegten Spannung für die voreingestellte Zeit ist.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend, wenn auf der Grundlage des Vergleichs die Intensität der gegenelektromotorischen Kraft größer als die Größe der angelegten Spannung ist, ein Initialisieren des eingestellten/gesetzten Stromsollwerts auf Null.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 8, ferner aufweisend, nach der Initialisierung, ein Wiederholen für eine voreingestellte Anzahl: i) Erhöhen der Drehzahl des rotierenden Magnetfeldes auf die voreingestellte Bezugsdrehzahl, ii) Vergleichen der Intensität der gegenelektromotorischen Kraft mit der Größe der angelegten Spannung, und iii) Initialisieren des eingestellten Stromsollwerts auf der Grundlage des Vergleichs.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 9, wobei, wenn eine Anzahl von Wiederholungen die voreingestellte Anzahl überschreitet, bestimmt wird, dass die Ursache des Ausfalls eine Einschränkung des Rotors des Motors ist.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen der Ursache des Fehlers des Motors aufweist ein Bestimmen, dass die Ursache des Fehlers eine Einschränkung des Rotors des Motors ist, wenn auf der Grundlage des Vergleichs die Intensität der gegenelektromotorischen Kraft größer als die Größe der angelegten Spannung ist.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend, wenn ein zweiter Stromsollwert des Motors, der auf der Grundlage eines Drehzahlsollwerts bestimmt wird, größer als ein minimaler Stromwert ist, der erforderlich ist, um den Motor zu drehen, und wenn ein an den Motor angelegter Phasenspannungswert größer als ein minimaler Phasenspannungswert ist, der erforderlich ist, um den Motor zu drehen, ein Bestimmen, ob ein durch einen Positionssensor des Motors erfasster Wert verändert wird.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 12, wobei, wenn der durch den Positionssensor des Motors erfasste Wert nicht geändert wird, der Stromwert, der erforderlich ist, um den Motor anfänglich anzutreiben, auf den ersten Stromsollwert eingestellt wird, und die Drehzahl des rotierenden Magnetfeldes des Motors auf die voreingestellte Bezugsdrehzahl erhöht wird.
Fehlerbestimmungsverfahren für ein Motorsystem, aufweisend: Erhöhen einer an einen Motor angelegten Phasenspannung auf eine Phasenspannung, die erforderlich ist, um den Motor anfänglich anzutreiben; Erhöhen einer Drehzahl eines rotierenden Magnetfeldes des Motors auf eine voreingestellte Bezugsdrehzahl; Messen einer Größe eines durch die angelegte Phasenspannung erzeugten Stromes; Vergleichen der Größe des erzeugten Stromes mit einer Größe eines voreingestellten Bezugstromes; und Bestimmen einer Ursache eines Fehlers des Motors auf der Grundlage des Vergleichs.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 14, wobei das Bestimmen der Ursache des Fehlers aufweist ein Bestimmen, dass ein Positionssensor des Motors ausgefallen ist, wenn auf der Grundlage des Vergleichs ein Fehler zwischen der Größe des voreingestellten Bezugstromes und der Größe des durch die angelegte Phasenspannung erzeugten Stromes gleich oder größer als ein voreingestellter Fehler ist, wobei der Fehler eine Differenz zwischen dem ersten Stromsollwert und dem erfassten Wert des durch den Motor fließenden Stromes darstellt.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 15, wobei das Bestimmen der Ursache des Fehlers aufweist ein Bestimmen, dass die Ursache des Fehlers eine Einschränkung eines Rotors des Motors ist, wenn auf der Grundlage des Vergleichs der Fehler zwischen der Größe des voreingestellten Bezugstromes und der Größe des durch die angelegte Phasenspannung erzeugten Stromes kleiner als der voreingestellte Fehler ist.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 15, ferner aufweisend, wenn auf der Grundlage des Vergleichs der Fehler zwischen der Größe des durch den Motor fließenden Stromes und der Größe des durch die angelegte Phasenspannung erzeugten Stromes kleiner als der voreingestellte Fehler ist, ein Initialisieren der an den Motor angelegten Phasenspannung.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 17, ferner aufweisend, wenn eine Zeit, für welche der Fehler kleiner als der voreingestellte Fehler ist, eine voreingestellte Zeit überschreitet, ein Wiederholen: i) Erhöhen der Drehzahl des rotierenden Magnetfeldes des Motors auf die voreingestellte Bezugsdrehzahl, ii) Vergleichen der Größe des erzeugten Stromes mit der Größe des voreingestellten Bezugstromes, und iii) Initialisieren der Phasenspannung.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 18, wobei, wenn eine Anzahl der Wiederholungen größer als die voreingestellte Anzahl ist, bestimmt wird, dass die Ursache des Fehlers eine Einschränkung eines Rotors des Motors ist.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 14, ferner aufweisend, wenn ein erfasster Wert eines durch den Motor fließenden Stromes größer als ein minimaler Wert ist, der erforderlich ist, um den Motor zu drehen, ein Bestimmen eines Fehlers zwischen einem Stromsollwert des Motors auf der Grundlage eines Drehzahlsollwerts und dem erfassten Wert des Stromes, wobei der Fehler eine Differenz zwischen dem Stromsollwert des Motors und dem erfassten Wert des Stroms darstellt.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 20, ferner aufweisend, wenn der Fehler zwischen dem Stromsollwert des Motors und dem erfassten Wert des Stromes kleiner als ein voreingestellter Fehler ist, ein Bestimmen, ob ein durch einen Positionssensor des Motors erfasster Wert geändert wird.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 21, wobei, wenn der durch den Positionssensor des Motors erfasste Wert nicht geändert wird, die an den Motor angelegte Phasenspannung auf die Phasenspannung erhöht wird, die erforderlich ist, um den Motor anfänglich zu drehen, und die Drehzahl des rotierenden Magnetfeldes des Motors auf die voreingestellte Bezugsdrehzahl erhöht wird.
Fehlerbestimmungsverfahren nach Anspruch 20, wobei, wenn der Fehler zwischen dem Stromsollwert des Motors und dem erfassten Wert des Stromes größer als der voreingestellte Fehler ist, es bestimmt wird, dass ein Schaltelement eines Inverters zum Zuführen eines 3-Phasenstromes an den Motor ausgefallen ist.