DE102015200459A1 - Device for calibrating an electronically commutated electrical machine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kalibrieren einer elektronisch kommutierten elektrischen Maschine, insbesondere einem Elektromotor. Erfindungsgemäß ist eine Steuereinheit der elektrischen Maschine ausgebildet, einen Stator der Maschine derart drehmomentabgabefrei anzusteuern, dass durch den Stator ein Statorstrom fließen kann. Die Vorrichtung ist ausgebildet, wenigstens den Strom durch den Stator zu erfassen und ein den Strom repräsentierendes Stromsignal zu erzeugen und das Stromsignal mit einem abgespeicherten Datensatz zu vergleichen. Die Vorrichtung ist bevorzugt weiter ausgebildet, ein Vergleichsergebnis zu erzeugen und in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses ein Rotorkalibriersignal zu erzeugen, das einen Rotorwinkel, insbesondere eine Rotorwinkeldifferenz, repräsentiert.The invention relates to a device for calibrating an electronically commutated electric machine, in particular an electric motor. According to the invention, a control unit of the electrical machine is designed to control a stator of the machine in such a manner free from torque output that a stator current can flow through the stator. The device is designed to detect at least the current through the stator and to generate a current signal representing the current and to compare the current signal with a stored data set. The device is preferably further configured to generate a comparison result and, depending on the result of the comparison, to generate a rotor calibration signal which represents a rotor angle, in particular a rotor angle difference.

Figure DE102015200459A1_0001
Figure DE102015200459A1_0001

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kalibrieren einer elektronisch kommutierten elektrischen Maschine, insbesondere einem Elektromotor. Die elektrische Maschine weist einen Stator und einen insbesondere permanentmagnetisch ausgebildeten, oder fremderregten Rotor auf. Die elektrische Maschine weist eine Steuereinheit auf, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, den Stator, insbesondere Statorspulen des Stators, zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes zu bestromen. Die Maschine weist einen eingangsseitig mit der Steuereinheit verbundenen Rotorpositionssensor auf, wobei der Rotorpositionssensor ausgebildet ist, eine Rotorposition des Rotors zu erfassen und ein die Rotorposition repräsentierendes Rotorpositionssignal zu erzeugen.The invention relates to a device for calibrating an electronically commutated electric machine, in particular an electric motor. The electric machine has a stator and a rotor, in particular permanently magnetically formed or externally excited. The electric machine has a control unit, wherein the control unit is designed to energize the stator, in particular stator coils of the stator, for generating a magnetic rotary field. The machine has a rotor position sensor connected on the input side to the control unit, wherein the rotor position sensor is designed to detect a rotor position of the rotor and to generate a rotor position signal representing the rotor position.

Bei elektrischen Maschinen, welche als Bestandteil eines Hybridantriebes mit einem Verbrennungsmotor verbunden sind, stellt sich oftmals das Problem, dass die elektrische Maschine während einer Fertigung des Hybridantriebs aus Einzelteilen zusammengesetzt wird. Dazu kann beispielsweise der Rotor auf eine Rotorwelle aufgeschoben werden, wobei die Rotorwelle mit der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors drehfest verbunden ist, oder gemeinsam mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors einstückig ausgebildet ist. Wenn die tatsächliche Rotorposition von der von dem Rotorpositionssensor erfassten Rotorposition abweicht, entsteht ein Winkelversatz, welcher zu Drehmomentverlusten beim Betrieb der elektrischen Maschine oder zu Geräuscherzeugung führen kann.In electrical machines, which are connected as part of a hybrid drive with an internal combustion engine, there is often the problem that the electric machine is assembled during assembly of the hybrid drive of individual parts. For this purpose, for example, the rotor can be pushed onto a rotor shaft, wherein the rotor shaft is rotatably connected to the crankshaft of an internal combustion engine, or is formed integrally with the crankshaft of the internal combustion engine. If the actual rotor position deviates from the rotor position detected by the rotor position sensor, an angular offset occurs, which can lead to torque losses during operation of the electric machine or to noise generation.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit der elektrischen Maschine ausgebildet, den Stator derart insbesondere drehmomentabgabefrei anzusteuern, dass durch den Stator ein Statorstrom fließen kann. Bevorzugt kann dabei keine mechanische Leistung, insbesondere an der Rotorwelle, erzeugt werden. According to the invention, the control unit of the electric machine is designed to control the stator in such a way, in particular without torque output, that a stator current can flow through the stator. Preferably, no mechanical power can be generated, in particular on the rotor shaft.

Die Vorrichtung ist ausgebildet, wenigstens den Strom durch den Stator zu erfassen und ein den Strom repräsentierendes Stromsignal zu erzeugen und das Stromsignal mit einem abgespeicherten Datensatz zu vergleichen. Die Vorrichtung ist bevorzugt weiter ausgebildet, ein Vergleichsergebnis zu erzeugen und in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses ein Rotorkalibriersignal zu erzeugen, das einen Rotorwinkel, insbesondere eine Rotorwinkeldifferenz, repräsentiert. Im Falle keiner mechanischen abgegebenen Leistung wird in der Maschine nur elektrische Leistung umgesetzt.The device is designed to detect at least the current through the stator and to generate a current signal representing the current and to compare the current signal with a stored data set. The device is preferably further configured to generate a comparison result and, depending on the result of the comparison, to generate a rotor calibration signal which represents a rotor angle, in particular a rotor angle difference. In the case of no mechanical power output, only electrical power is converted in the machine.

So kann die Vorrichtung vorteilhaft das Rotorkalibriersignal an die Steuereinheit der elektrischen Maschine senden, welches in der Steuereinheit, insbesondere einem dafür vorgesehenen Speicher der elektrischen Maschine, abgespeichert werden kann. Die elektrische Maschine kann dann beim Betrieb, insbesondere Generatorbetrieb oder Motorbetrieb, die Rotorwinkeldifferenz beim Ansteuern des Stators zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes im Motorbetrieb, derart berücksichtigen, dass die zuvor erwähnten Leistungsverluste oder die zuvor erwähnte Geräuscherzeugung nicht in störender Weise auftritt.Thus, the device can advantageously send the rotor calibration signal to the control unit of the electric machine, which can be stored in the control unit, in particular a memory of the electric machine provided therefor. The electric machine may then, in operation, in particular generator operation or engine operation, take into account the rotor angle difference in driving the stator to generate a rotating magnetic field during engine operation such that the aforementioned power loss or noise generation does not occur in a disturbing manner.

Es wurde nämlich gefunden, dass die in der elektrischen Maschine umgesetzte elektrische Verlustleistung, welche beim Betrieb ohne Drehmomentabgabe an der Rotorwelle umgesetzt wird, von der Verlustleistung an der Steuereinheit, insbesondere einer Leistungsendstufe der Steuereinheit, und weiter von der Verlustleistung in der elektrischen Maschine, insbesondere in den Statorwicklungen der Spulen, bestimmt wird. Vorteilhaft braucht im Falle der drehmomentfreien Ansteuerung der elektrischen Maschine kein mechanisch abgegebenes Drehmoment an der Rotorwelle gemessen werden, um die Verlustleistung an den Statorspulen in Abhängigkeit der eingespeisten elektrischen Leistung zu bestimmen. Weiter wurde herausgefunden, dass die elektrische Verlustleistung, welche beim drehmomentabgabefreien Betrieb der elektrischen Maschine an den Statorspulen umgesetzt wird, abhängig ist von einer Rotorwinkeldifferenz eines Rotorpositionsvektors des insbesondere permanentmagnetischen Rotors und eines Rotorpositionsvektors, welcher sich aus der elektrischen Ansteuerung des Stators ergibt.In fact, it has been found that the electrical power dissipation implemented in the electrical machine, which is implemented on the rotor shaft during operation without torque output, depends on the power loss at the control unit, in particular a power output stage of the control unit, and further on the power loss in the electric machine, in particular in the stator windings of the coils. Advantageously, in the case of torque-free control of the electrical machine, no mechanically delivered torque to the rotor shaft must be measured in order to determine the power loss at the stator coils as a function of the supplied electrical power. Furthermore, it has been found that the electrical power dissipation, which is implemented on the stator coils in torque-output-free operation of the electric machine, is dependent on a rotor angle difference of a rotor position vector of the particular permanent magnet rotor and a rotor position vector, which results from the electrical control of the stator.

Dadurch kann der Rotor der elektrischen Maschine, insbesondere eine Rotorwelle der elektrischen Maschine, beim Kalibriertwerden der Rotorposition mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors drehfest verbunden sein.As a result, the rotor of the electric machine, in particular a rotor shaft of the electric machine, can be connected in a rotationally fixed manner to the crankshaft of the internal combustion engine when the rotor position is calibrated.

In einer bevorzugten Ausführungsform repräsentiert der Datensatz wenigstens einen einer Rotorposition entsprechenden Stromwert oder Leistungswert. Weiter bevorzugt repräsentiert der Datensatz eine Look-up-Tabelle, wobei in der Lookup-Tabelle eine Mehrzahl von Stromwerten oder Leistungswerten und den Stromwerten oder Leistungswerten entsprechende Rotorwinkelwerte vorrätig gehalten sind. So kann die Vorrichtung vorteilhaft die Rotorwinkeldifferenz in Abhängigkeit von einer – zuvor anhand einer zu kalibrierenden baugleichen Maschine bestimmten – Look-up-Tabelle die Rotorwinkeldifferenz ermitteln.In a preferred embodiment, the data set represents at least one current value or power value corresponding to a rotor position. The data set furthermore preferably represents a look-up table, wherein a plurality of current values or power values and rotor angle values corresponding to the current values or power values are kept in stock in the look-up table. Thus, the device can advantageously determine the rotor angle difference as a function of a - previously determined on the basis of a calibrated identical machine look-up table, the rotor angle difference.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung ausgebildet, eine Spannung, insbesondere eine Zwischenkreisspannung, der elektrischen Maschine zu erfassen und eine in dem Stator umgesetzte elektrische Leistung in Abhängigkeit des erfassten Stromes und der erfassten Spannung zu ermitteln und den Rotorwinkel in Abhängigkeit der elektrischen Leistung zu ermitteln.In a preferred embodiment, the device is designed, a voltage, in particular a DC link voltage, the electrical Detecting the machine and a converted in the stator electric power in dependence of the detected current and the detected voltage and to determine the rotor angle in dependence of the electric power.

Dadurch kann vorteilhaft die elektrische Leistung exakt, insbesondere als Multiplikationsergebnis aus der erfassten elektrischen Spannung und des elektrischen Stromes, ermittelt werden.As a result, the electrical power can be determined exactly, in particular as a multiplication result from the detected electrical voltage and the electric current.

In einer anderen Ausführungsform ist die Vorrichtung ausgebildet, nur den elektrischen Strom zu erfassen, um die elektrische Spannung, insbesondere Zwischenkreisspannung, zum Ermitteln der elektrischen Leistung als einen vorbestimmten konstanten Spannungswert anzunehmen. So braucht vorteilhaft nur der durch die elektrische Maschine fließende elektrische Strom zum Kalibrieren der Rotorposition erfasst werden.In another embodiment, the device is designed to detect only the electric current in order to assume the electrical voltage, in particular the intermediate circuit voltage, for determining the electrical power as a predetermined constant voltage value. Thus, only the electrical current flowing through the electrical machine for calibrating the rotor position advantageously needs to be detected.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung ausgebildet, einen Differenzdatensatz zu erzeugen, welcher eine ermittelte Rotordifferenz repräsentiert und den Differenzdatensatz an die Steuereinheit zu senden. Die Steuereinheit ist bevorzugt ausgebildet, den Differenzdatensatz abzuspeichern. So kann die elektrische Maschine vorteilhaft beim Betrieb mit einem kalibrierten Rotorwinkel arbeiten, sodass das Rotorpositionssignal die korrekte, einer elektrischen Ansteuerung entsprechende, Rotorposition repräsentiert.In a preferred embodiment, the device is configured to generate a differential data set representing a detected rotor difference and to send the difference data set to the control unit. The control unit is preferably designed to store the differential data record. Thus, the electric machine can advantageously operate during operation with a calibrated rotor angle, so that the rotor position signal represents the correct rotor position corresponding to an electrical activation.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Elektromotor auf, welcher ausgebildet ist, den Rotor und eine mit dem Rotor verbundene Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors zu drehen. Die Vorrichtung ist weiter bevorzugt ausgebildet, den Elektromotor in Abhängigkeit des Stromsignals oder des Leistungssignals zum Stellen des Rotors in zueinander verschiedene Rotorwinkel anzusteuern. So kann der Rotor – beispielsweise gesteuert durch ein Steuerprogramm der Vorrichtung – schrittweise oder kontinuierlich in zueinander verschiedene Rotorpositionen angefahren werden und der Strom oder die elektrische Leistung, welche von der elektrischen Maschine in der jeweiligen Rotorposition aufgenommen wird, erfasst werden. Weiter vorteilhaft kann der so erfasste elektrische Rotorwinkel mit dem dem Rotorpositionssignal entsprechenden Rotorwinkel verglichen werden, und so das Rotorkalibriersignal oder der zuvor erwähnte Differenzdatensatz erzeugt werden.In a preferred embodiment, the device comprises an electric motor which is designed to rotate the rotor and a crankshaft of an internal combustion engine connected to the rotor. The device is further preferably designed to control the electric motor as a function of the current signal or of the power signal for setting the rotor in mutually different rotor angles. Thus, the rotor - for example, controlled by a control program of the device - are approached stepwise or continuously in mutually different rotor positions and the current or electrical power, which is absorbed by the electric machine in the respective rotor position detected. Further advantageously, the rotor angle thus detected can be compared with the rotor angle corresponding to the rotor position signal, and thus the rotor calibration signal or the differential data set mentioned above can be generated.

Bevorzugt ist die Vorrichtung ausgebildet, den zuvor erwähnten Differenzdatensatz in Abhängigkeit des Rotorkalibriersignals zu erzeugen.Preferably, the device is designed to generate the aforementioned difference data set as a function of the rotor calibration signal.

Die elektrische Maschine ist bevorzugt eine permanenterregte oder fremderregte Synchronmaschine. Die elektrische Maschine ist zum Generatorbetrieb und/oder Motorbetrieb ausgebildet.The electric machine is preferably a permanent-magnet or externally excited synchronous machine. The electric machine is designed for generator operation and / or engine operation.

Bevorzugt ist die elektrische Maschine Bestandteil eines elektrischen Antriebs für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Hybridfahrzeug.The electric machine is preferably part of an electric drive for a motor vehicle, in particular a hybrid vehicle.

Die Erfindung betrifft auch ein System zum Kalibrieren einer elektronisch kommutierten Maschine, insbesondere der elektronisch kommutierten Maschine der zuvor beschriebenen Art. Das Kalibriersystem umfasst die zuvor beschriebene Vorrichtung und wenigstens eine elektrische Maschine. Die elektrische Maschine weist bevorzugt einen Eingang für den zuvor erwähnten Differenzdatensatz auf.The invention also relates to a system for calibrating an electronically commutated machine, in particular the electronically commutated machine of the type described above. The calibration system comprises the device described above and at least one electrical machine. The electrical machine preferably has an input for the aforementioned differential data set.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Kalibrieren eines Rotorwinkels eines insbesondere permanentmagnetisch ausgebildeten Rotors einer elektrischen Maschine.The invention also relates to a method for calibrating a rotor angle of a particular permanent magnetic rotor of an electric machine.

Bei dem Verfahren wird ein Stator der elektrischen Maschine zum Erzeugen einer Verlustleistung bestromt, so dass die Maschine kein Drehmoment abgeben kann, wobei der Rotor insbesondere schrittweise – bevorzugt in eine vorbestimmte elektrische Rotorposition – gedreht wird, wobei in Abhängigkeit eines von einem Rotorpositionssensor erfassten Rotorwinkels des Rotors ein Strom oder eine in dem Stator umgesetzte Verlustleistung erfasst wird und ein Stromsignal erzeugt wird, welches mit abgespeicherten Stromwerten, repräsentiert durch einen Stromdatensatz, verglichen wird und in Abhängigkeit eines Vergleichsergebnisses eine Rotorwinkelabweichung ermittelt wird.In the method, a stator of the electric machine is energized to generate a power loss, so that the machine can deliver no torque, the rotor is in particular stepwise - preferably in a predetermined electric rotor position - is rotated, depending on a detected by a rotor position sensor rotor angle of Rotor, a current or a converted in the stator power dissipation is detected and a current signal is generated, which is compared with stored current values, represented by a current data set, and a rotor angle deviation is determined as a function of a comparison result.

Bevorzugt wird bei dem Verfahren ein die Rotorwinkelabweichung repräsentierender Rotorwinkeldatensatz erzeugt und der Rotorwinkeldatensatz in einem Speicher der elektrischen Maschine abgespeichert. Dadurch kann die elektrische Maschine vorteilhaft mit exakt korrigiertem Rotorwinkel ohne Rotorwinkelversatz betrieben werden. In the method, a rotor angle data set representing the rotor angle deviation is preferably generated, and the rotor angle data record is stored in a memory of the electric machine. As a result, the electric machine can advantageously be operated with exactly corrected rotor angle without rotor angle offset.

Bevorzugt erzeugt die elektrische Maschine beim Betrieb ein magnetisches Drehfeld in Abhängigkeit des Rotorwinkeldatensatzes und ändert dazu den dem Rotorpositionssignal entsprechenden Rotorwinkel in Abhängigkeit des Rotorwinkeldatensatzes durch insbesondere durch Addition oder Subtraktion. So kann vorteilhaft bei einer Ansteuerung des Stators ein Offset des von dem Rotorpositionssensor erfassten Rotorwinkels – insbesondere relativ zu einem elektrischen Rotorwinkel – korrigierend berücksichtigt werden. Weiter vorteilhaft ist so eine Leistungsabgabe der Maschine im Motorbetrieb oder eine Leistungserzeugung im Generatorbetrieb verbessert. During operation, the electric machine preferably generates a magnetic rotating field as a function of the rotor angle data record and for this purpose changes the rotor angle corresponding to the rotor position signal as a function of the rotor angle data set, in particular by addition or subtraction. Thus, an offset of the rotor angle detected by the rotor position sensor-in particular relative to an electrical rotor angle-can be taken into account in a correct manner when the stator is triggered. Further advantageous is a power output of the engine in engine operation or power generation in generator operation improved.

In einer bevorzugten Variante des Verfahrens ist der Rotor der elektrischen Maschine beim Kalibrieren mit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors drehfest verbunden, so dass die Kurbelwelle beim Gedrehtwerden des Rotors der elektrischen Maschine mitgedreht wird. Mit der vorab beschriebenen Vorrichtung und dem Verfahren kann die Rotorposition des Rotors vorteilhaft exakt bestimmt werden, so dass aufwändige Kalibrierungen vor dem Zusammenbau mit dem Verbrennungsmotor entfallen können.In a preferred variant of the method, the rotor of the electric machine is Calibration with a crankshaft of an internal combustion engine rotatably connected, so that the crankshaft is rotated when turning the rotor of the electric machine. With the device and the method described above, the rotor position of the rotor can advantageously be determined exactly, so that costly calibrations prior to assembly with the internal combustion engine can be dispensed with.

Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den in den abhängigen Ansprüchen und in den Figuren beschriebenen Merkmalen.The invention will now be described below with reference to figures and further embodiments. Further advantageous embodiments will become apparent from the features described in the dependent claims and in the figures.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Kalibriersystem mit einer Kalibriervorrichtung und einer elektrischen Maschine, welche mit einem Verbrennungsmotor gekoppelt ist und zum Kalibrieren von einem Elektromotor gedreht wird; 1 shows an embodiment of a calibration system with a calibration device and an electric machine, which is coupled to an internal combustion engine and is rotated for calibration by an electric motor;

2 zeigt ein Diagramm in dem eine von der elektrischen Maschine aufgenommene Leistung in Abhängigkeit des Rotorwinkelversatzes dargestellt ist. 2 shows a diagram in which a recorded by the electric machine power is shown as a function of the rotor angle offset.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Kalibriersystem 1. Das Kalibriersystem 1 umfasst eine Vorrichtung 2 zum Kalibrieren eines Elektromotors 3. Das Kalibriersystem 1 umfasst auch den Elektromotor 3 und einen Verbrennungsmotor 4. Der Verbrennungsmotor 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels einer drehfesten Verbindung 6 mit dem Elektromotor 3, und dort mit einer Rotorwelle 8 eines Rotors 10 des Elektromotors 3 verbunden. Die drehfeste Verbindung 6 ist auch mit einer Kurbelwelle 7 des Verbrennungsmotors 4 drehfest verbunden. Das Kalibriersystem 1 umfasst auch einen Antriebsmotor 5, welcher in diesem Ausführungsbeispiel als Elektromotor ausgebildet ist, und welcher ausgangsseitig mit der drehfesten Verbindung 6 wirkverbunden ist. Der Antriebsmotor 5 ist ausgebildet, in Abhängigkeit eines eingangsseitig empfangenen Steuersignals einen Drehmoment an die drehfeste Verbindung abzugeben, sodass der Rotor 10, gemeinsam mit der Kurbelwelle 7, gedreht werden kann. Der Rotor 10, insbesondere die Rotorwelle 8, ist über die drehfeste Verbindung 6 mit der Kurbelwelle 7 drehfest verbunden. Beim Drehen des Rotors 10 um eine Rotorlängsachse, insbesondere die Rotorwelle 8, wird so die Kurbelwelle 7 des Verbrennungsmotors 4 mit gedreht. Zum Drehen des Rotors 10 muss so eine mechanische Leistung erzeugt werden, da der Verbrennungsmotor 4, insbesondere durch Kurbelwellenlager oder durch mit der Kurbelwelle 7 verbundene Verbrennungskolben, eine mechanische Reibung erzeugen kann. 1 shows an embodiment of a calibration system 1 , The calibration system 1 includes a device 2 for calibrating an electric motor 3 , The calibration system 1 also includes the electric motor 3 and an internal combustion engine 4 , The internal combustion engine 4 is in this embodiment by means of a rotationally fixed connection 6 with the electric motor 3 , and there with a rotor shaft 8th a rotor 10 of the electric motor 3 connected. The non-rotatable connection 6 is also with a crankshaft 7 of the internal combustion engine 4 rotatably connected. The calibration system 1 also includes a drive motor 5 which is formed in this embodiment as an electric motor, and which output side with the rotationally fixed connection 6 is actively connected. The drive motor 5 is designed to deliver a torque to the rotationally fixed connection in response to a control signal received on the input side, so that the rotor 10 , together with the crankshaft 7 , can be turned. The rotor 10 , in particular the rotor shaft 8th , is about the non-rotatable connection 6 with the crankshaft 7 rotatably connected. When turning the rotor 10 about a rotor longitudinal axis, in particular the rotor shaft 8th , so will the crankshaft 7 of the internal combustion engine 4 with turned. For turning the rotor 10 so a mechanical power must be generated as the internal combustion engine 4 , in particular by crankshaft bearings or by the crankshaft 7 connected combustion piston, can generate a mechanical friction.

Der Elektromotor 3 weist auch einen Stator 9 auf, welcher in diesem Ausführungsbeispiel drei Statorspulen, nämlich eine Statorspule 34, eine Statorspule 35 und eine Statorspule 36, umfasst. Der Stator 9 kann – anders als in 1 beschrieben – auch mehr als drei Statorspulen, beispielsweise fünf Statorspulen, oder ein Vielfaches von drei Statorspulen, beispielsweise sechs Statorspulen, neun Statorspulen oder zwölf Statorspulen aufweisen.The electric motor 3 also has a stator 9 on, which in this embodiment three stator coils, namely a stator coil 34 , a stator coil 35 and a stator coil 36 , includes. The stator 9 can - unlike in 1 also have more than three stator coils, for example, five stator coils, or a multiple of three stator coils, for example, six stator coils, nine stator coils or twelve stator coils.

Der Elektromotor 3 weist auch eine Steuereinheit 12 auf. Die Steuereinheit 12 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Leistungsendstufe 13, insbesondere einen Inverter, und eine Verarbeitungseinheit 14 auf. Die Verarbeitungseinheit 14 ist ausgebildet, die Leistungsendstufe 13, insbesondere Leistungshalbleiterschalter der Leistungsendstufe 13, zum Bestromen des Stators 9, insbesondere der Statorspulen 34, 35 und 36 zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes zum Drehbewegen des Rotors 10 anzusteuern. Die Leistungsendstufe 13 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 33 mit dem Stator 9 verbunden und ausgebildet, die Statorspulen des Stators 9 zu bestromen.The electric motor 3 also has a control unit 12 on. The control unit 12 has a power output stage in this embodiment 13 , in particular an inverter, and a processing unit 14 on. The processing unit 14 is trained, the power output stage 13 , in particular power semiconductor switch of the power output stage 13 , for energizing the stator 9 , in particular the stator coils 34 . 35 and 36 for generating a rotating magnetic field for rotating the rotor 10 head for. The power output stage 13 is on the output side via a connecting line 33 with the stator 9 connected and formed, the stator coils of the stator 9 to energize.

Der Elektromotor 3 weist auch einen Rotorpositionssensor 11 auf, welcher ausgebildet ist, eine Rotorposition des Rotors 10 zu erfassen und ein die Rotorposition repräsentierendes Rotorpositionssignal zu erzeugen. The electric motor 3 also has a rotor position sensor 11 which is formed, a rotor position of the rotor 10 and to generate a rotor position signal representative of the rotor position.

Der Elektromotor 3, insbesondere die Steuereinheit 12, weist auch einen Speicher 15 für einen Differenzdatensatz 16‘ auf. Der Differenzdatensatz 16‘ repräsentiert in diesem Ausführungsbeispiel eine Rotorwinkelabweichung zwischen einem von dem Rotorpositionssensor 11 erfassten Rotorwinkel und einem elektrischen Rotorwinkel, über einen elektrischen Rotorumlauf hinweg.The electric motor 3 , in particular the control unit 12 , also has a memory 15 for a difference data record 16 ' on. The difference record 16 ' in this embodiment, represents a rotor angle deviation between one of the rotor position sensors 11 detected rotor angle and an electrical rotor angle, over an electrical rotor circulation.

Die Vorrichtung 2 zum Kalibrieren des Elektromotors 3 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Verarbeitungseinheit 17 auf. Die Verarbeitungseinheit 17 ist beispielsweise durch einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller gebildet. Die zuvor erwähnte Verarbeitungseinheit 14 der elektrischen Maschine 3 ist beispielsweise durch einen Mikrocontroller, ein FPGA (FPGA = Field-Programmable-Gate-Array) oder ein ASIC (ASIC = Application-Specific-Integrated-Circuit) gebildet.The device 2 for calibrating the electric motor 3 has a processing unit in this embodiment 17 on. The processing unit 17 is formed for example by a microprocessor or a microcontroller. The aforementioned processing unit 14 the electric machine 3 is formed for example by a microcontroller, an FPGA (Field Programmable Gate Array) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).

Die Vorrichtung 2 weist einen Eingang 22 für das von dem Rotorpositionssensor 11 erzeugte Rotorpositionssignal 38 auf. Die Verarbeitungseinheit 17 ist über eine Verbindungsleitung 29 mit dem Eingang 22 verbunden. Die Verarbeitungseinheit 17 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 37 mit dem Motor 5 verbunden und ausgebildet, ein Steuersignal zum Drehbewegen des Motors 5 beim Kalibrieren zu erzeugen.The device 2 has an entrance 22 for that of the rotor position sensor 11 generated rotor position signal 38 on. The processing unit 17 is via a connection line 29 with the entrance 22 connected. The processing unit 17 is on the output side via a connecting line 37 with the engine 5 connected and formed, a control signal for rotating the motor 5 during calibration.

Die Verarbeitungseinheit 17 ist eingangsseitig über eine Verbindungsleitung 31 mit einem Look-up-Speicher 18 verbunden. In dem Look-up-Speicher 18 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Datensätzen abgespeichert, welche jeweils einen Stromdatensatz repräsentieren. Von den Stromdatensätzen ist ein Stromdatensatz 19 beispielhaft bezeichnet. In dem Look-up-Speicher 18 ist auch eine Mehrzahl von insbesondere elektrischen Rotorwinkeldatensätzen abgespeichert, von denen ein Rotorwinkeldatensatz 20 beispielhaft bezeichnet ist. Der Rotorwinkeldatensatz 20 ist dabei dem Stromdatensatz 19 zugeordnet. Die Vorrichtung 2 weist in diesem Ausführungsbeispiel auch einen Eingang 25 für eine Versorgungsspannung, insbesondere eine Batteriespannung zum Betreiben der elektrischen Maschine 3, auf. Die Vorrichtung 2 weist auch einen Stromsensor 21 auf, welcher beispielsweise durch einen Hall-Sensor oder durch einen Shunt-Widerstand gebildet ist. Der Stromsensor 21 ist mit einem Anschluss mit dem Eingang 25 für die Versorgungsspannung verbunden und mit einem weiteren Anschluss mit einem Anschluss 26 für eine Versorgungsspannung der elektrischen Maschine 3 verbunden. The processing unit 17 is on the input side via a connecting line 31 with a look-up memory 18 connected. In the look-up memory 18 In this embodiment, a plurality of data records are stored, which each represent a stream data record. From the stream records is a stream record 19 designated by way of example. In the look-up memory 18 is also a plurality of particular electrical rotor angle data sets stored, of which a rotor angle data 20 is designated by way of example. The rotor angle data set 20 is the current data set 19 assigned. The device 2 also has an input in this embodiment 25 for a supply voltage, in particular a battery voltage for operating the electric machine 3 , on. The device 2 also has a current sensor 21 which is formed, for example, by a Hall sensor or by a shunt resistor. The current sensor 21 is with a connection with the entrance 25 connected to the supply voltage and with another connection with a connection 26 for a supply voltage of the electric machine 3 connected.

Beim Betrieb der elektrischen Maschine 3, insbesondere im Motorbetrieb, fließt über den Anschluss die von der Steuereinheit 12, insbesondere der Leistungsendstufe 13, verbrauchte elektrische Verlustleistung, als auch die in dem Stator 9 umgesetzte elektrische Verlustleistung. Die elektrische Maschine 3 kann zum Kalibrieren der Rotorposition des Rotors 10 von der Steuereinheit 12 derart angesteuert werden, dass die Statorspulen 34, 35 und 36 eine elektrische Wirkleistung verbrauchen, wobei der Rotor 10 kein mechanisches Drehmoment erzeugen kann, welches über die drehfeste Verbindung 6 an die Kurbelwelle 7 des Verbrennungsmotors 4 abgegeben werden kann.During operation of the electric machine 3 , especially in engine operation, flows through the port of the control unit 12 , in particular the power output stage 13 , consumed electrical power loss, as well as those in the stator 9 converted electrical power loss. The electric machine 3 can be used to calibrate the rotor position of the rotor 10 from the control unit 12 be controlled such that the stator coils 34 . 35 and 36 consume an electrical active power, wherein the rotor 10 can generate no mechanical torque, which via the rotationally fixed connection 6 to the crankshaft 7 of the internal combustion engine 4 can be delivered.

Die Steuereinheit 12 ist eingangsseitig über eine Verbindungsleitung 24 mit dem Ausgang 23 der Vorrichtung 2 verbunden. Die Verarbeitungseinheit 17 kann beispielsweise zum Schalten der elektrischen Maschine 3 in einem Kalibriermodus ein Kalibriersignal erzeugen und dieses über eine Verbindungsleitung 30 zu dem Ausgang 23 senden, sodass das Kalibriersignal über die Verbindungsleitung 24 von der Steuereinheit 12 empfangen werden kann. Die Steuereinheit 12 kann dann in Abhängigkeit des eingangsseitig empfangenen Kalibriersignals den Stator 9 mit einem reinen δ-Strom ansteuern, sodass ein von der elektrischen Maschine abgegebenes mechanisches Drehmoment Null beträgt. Der zuvor erwähnte D-Strom bezieht sich auf ein D-Q-Koordinatensystem, wobei ein Stromvektor einer elektrischen Ansteuerung des Stators zum Drehbewegen des Rotors einen D- und/oder einen Q-Anteil aufweist.The control unit 12 is on the input side via a connecting line 24 with the exit 23 the device 2 connected. The processing unit 17 For example, for switching the electric machine 3 generate a calibration signal in a calibration mode and this via a connecting line 30 to the exit 23 send, so the calibration signal over the connecting line 24 from the control unit 12 can be received. The control unit 12 can then in dependence on the input side received calibration signal the stator 9 with a pure δ-current so that a delivered by the electric machine mechanical torque is zero. The aforementioned D-current refers to a DQ coordinate system, wherein a current vector of an electric drive of the stator for rotating the rotor has a D and / or a Q component.

Im Folgenden wird nun die Funktionsweise des Kalibriersystems 1 beschrieben:
Zum Kalibrieren der elektrischen Maschine 3, insbesondere einer Rotorposition zum Drehbewegen des Rotors 10, kann von der Verarbeitungseinheit 2 das zuvor erwähnte Kalibriersignal erzeugt werden und über den Ausgang 23 an die Steuereinheit 12 gesendet werden. Die Steuereinheit 12 kann daraufhin den Stator 9 mit einem reinen D-Strom ansteuern. Beim Erzeugen des reinen D-Stromes wird in der elektrischen Maschine so nur in der Steuereinheit 12, insbesondere Leistungsendstufe 13, und in dem Stator 9 eine elektrische Verlustleistung umgesetzt. Die dabei umgesetzte elektrische Verlustleistung ist – wie bereits eingangs beschrieben – von einer Rotorposition des Rotors 10 abhängig. Wenn nämlich eine tatsächliche mechanische Rotorposition des Rotors, zuvor auch Rotorwinkel genannt, von dem Rotorwinkel der elektrischen Ansteuerung der Steuereinheit 12 abweicht, so wird in Abhängigkeit von der Abweichung, also der Rotorwinkeldifferenz, eine zur Rotorwinkeldifferenz entsprechende Verlustleistung in dem Stator 9 umgesetzt. Die dem zugrunde liegende Leistungsbilanz kann wie folgt beschrieben werden: Pin = PSteuereinheit + PStator + Pmech, worin

Pmech
= 0 bei entsprechender Ansteuerung des Stators,
und wobei
Pin
= Aufgenommene elektrische Leistung der Maschine
PSteuereinheit
= Verlustleistung der Steuereinheit und Endstufe
PStator
= Verlustleistung des Stators im Kalibrierbetrieb
Pmech
= Mechanische abgegebene Leistung
bedeuten.Below is the operation of the calibration system 1 described:
For calibrating the electrical machine 3 , in particular a rotor position for rotating the rotor 10 , can from the processing unit 2 the aforementioned calibration signal is generated and via the output 23 to the control unit 12 be sent. The control unit 12 can then the stator 9 drive with a pure D-current. When generating the pure D-current is in the electric machine so only in the control unit 12 , in particular power output stage 13 , and in the stator 9 implemented an electrical power loss. The case implemented electrical power loss is - as already described - from a rotor position of the rotor 10 dependent. Namely, if an actual mechanical rotor position of the rotor, previously also called rotor angle, of the rotor angle of the electrical control of the control unit 12 deviates, so depending on the deviation, so the rotor angle difference, a corresponding to the rotor angle difference power loss in the stator 9 implemented. The underlying current account can be described as follows: Pin = PS control unit + PStator + Pmech, wherein
P mech
= 0 with appropriate control of the stator,
and where
Pin code
= Recorded electrical power of the machine
PSteuereinheit
= Power loss of the control unit and power amplifier
PStator
= Power loss of the stator in calibration mode
P mech
= Mechanical power output
mean.

Die Verarbeitungseinheit 17 kann nun ein Steuersignal zum insbesondere schrittweisen Drehbewegen des Motors 5 erzeugen, und über die Verbindungsleitung 37 an den Motor 5 senden und so den Rotor 10 in ein eine vorbestimmte elektrische Rotorposition drehen. Die der elektrischen Rotorposition entsprechende mechanische Rotorposition kann dabei von dem Rotorpositionssensor 11 erfasst werden.The processing unit 17 can now a control signal for particular stepwise rotation of the motor 5 generate, and over the connecting line 37 to the engine 5 send and so the rotor 10 turn into a predetermined electric rotor position. The mechanical rotor position corresponding to the electrical rotor position can thereby be determined by the rotor position sensor 11 be recorded.

Die Verarbeitungseinheit 17 ist ausgebildet, in Abhängigkeit des von dem Stromsensor 21 erzeugten und über die Verbindungsleitung 28 empfangenen Stromsignals über die Verbindungsleitung 31 einen dem Stromsignal entsprechenden Stromdatensatz, beispielsweise den Stromdatensatz 19 aus dem Look-up-Speicher 18, auszulesen und einen dem Stromdatensatz 19 entsprechenden, elektrischen Rotorwinkeldatensatz 20 auf dem Look-up-Speicher 18 auszulesen. Der so aus dem Look-up-Speicher ausgelesene Rotorwinkeldatensatz 20 muss zu einer verlustfreien Ansteuerung der elektrischen Maschine 3 im Motorbetrieb dem von dem Rotorpositionssensor 11 erfassten, mechanischen Rotorwinkel des Rotors 10 entsprechen. Die Verarbeitungseinheit 17 ist weiter ausgebildet, über den Eingang 22 das von dem Rotorpositionssensor 11 erzeugte Rotorpositionssignal 38 zu empfangen, und das Rotorpositionssignal 38 mit dem Rotorpositionsdatensatz 20 zu vergleichen. Die Verarbeitungseinheit 17 ist weiter ausgebildet, in Abhängigkeit eines Vergleichsergebnisses eine Rotorwinkeldifferenz zu ermitteln und einen die Rotorwinkeldifferenz repräsentierenden Differenzdatensatz 16 zu erzeugen. Die Verarbeitungseinheit 17 kann dazu beispielsweise einen Komparator 39 aufweisen. The processing unit 17 is formed depending on the current sensor 21 generated and over the connecting line 28 received current signal via the connecting line 31 a current data set corresponding to the current signal, for example the current data record 19 from the look-up memory 18 , and read out a stream record 19 corresponding electric rotor angle data set 20 on the look-up memory 18 read. The rotor angle data set thus read from the look-up memory 20 must lead to a lossless control of the electrical machine 3 in engine operation, that of the rotor position sensor 11 detected, mechanical rotor angle of the rotor 10 correspond. The processing unit 17 is further trained, over the entrance 22 that of the rotor position sensor 11 generated rotor position signal 38 to receive, and the rotor position signal 38 with the rotor position data set 20 to compare. The processing unit 17 is further configured to determine a rotor angle difference as a function of a comparison result and a differential data set representing the rotor angle difference 16 to create. The processing unit 17 can do this, for example, a comparator 39 exhibit.

Die Verarbeitungseinheit 17 kann den Differenzdatensatz 16 über die Verbindungsleitung 30 am Ausgang 23 bereitstellen. Die elektrische Maschine 3, insbesondere die Steuereinheit 12, kann den Differenzdatensatz 16 über die mit dem Ausgang 23 verbundene Verbindungsleitung 38 empfangen und in dem Speicher 15 als abgespeicherten Differenzdatensatz 16‘ abspeichern. Die elektrische Maschine 3 kann so zum Ansteuern der Leistungsendstufe 13, insbesondere mittels eines PWM- oder eines Block-Kommutierungssignals, eine korrekte Rotorposition in Abhängigkeit des Rotorpositionssignals 38 und des abgespeicherten Differenzdatensatzes 16‘ ermitteln und den Stator 9 zum Erzeugen des magnetischen Drehfeldes den Stator 9 in Abhängigkeit der korrekten Rotorposition bestromen.The processing unit 17 can the difference record 16 over the connecting line 30 at the exit 23 provide. The electric machine 3 , in particular the control unit 12 , can the difference record 16 over with the exit 23 connected connection line 38 received and in the memory 15 as stored difference data record 16 ' save. The electric machine 3 can be used to control the power output stage 13 in particular by means of a PWM or a block commutation signal, a correct rotor position as a function of the rotor position signal 38 and the stored differential data set 16 ' determine and the stator 9 for generating the rotating magnetic field, the stator 9 energized depending on the correct rotor position.

1 zeigt auch eine Variante zu der bereits beschriebenen Vorrichtung 2. Die Vorrichtung 2 weist zusätzlich zu dem Stromsensor 21 eine elektrische Verbindungsleitung 27 auf, welche den Eingang 25 mit der Verarbeitungseinheit 17, und dort beispielsweise mit einem Analog-Digital-Wandler verbindet. Die Verarbeitungseinheit 17 kann so ein von dem – nicht dargestellten – Analog-Digital-Wandler erzeugtes Spannungssignal empfangen, welches die an dem Eingang 25 anliegende Versorgungsspannung, insbesondere Batteriespannung, repräsentiert. Die Verarbeitungseinheit 17 kann so die von der elektrischen Maschine 3 verbrauchte elektrische Leistung im Kalibrierbetrieb, in Abhängigkeit des über die Verbindungsleitung 28 empfangenen Stromsignals, und des über die Verbindungsleitung 27 empfangenen Spannungssignals ermitteln. In dem Look-up-Speicher 18 können anstelle der Stromdatensätze, wie dem Stromdatensatz 19, Leistungsdatensätze abgespeichert sein, welche jeweils eine elektrische Leistung repräsentieren. 1 also shows a variant of the device already described 2 , The device 2 indicates in addition to the current sensor 21 an electrical connection line 27 on which the entrance 25 with the processing unit 17 , where it connects, for example, with an analog-to-digital converter. The processing unit 17 can thus receive a voltage signal generated by the - not shown - analog-to-digital converter, which at the input 25 applied supply voltage, in particular battery voltage represented. The processing unit 17 so can the electrical machine 3 consumed electrical power in the calibration mode, depending on the connection line 28 received current signal, and that via the connecting line 27 determine the received voltage signal. In the look-up memory 18 can replace the stream records, such as the stream record 19 , Performance records are stored, each representing an electrical power.

2 zeigt ein Diagramm 40. Das Diagramm 40 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Abszisse 41 auf, welche einen elektrischen Rotorwinkel, insbesondere die Rotorwinkeldifferenz repräsentiert. Das Diagramm 40 weist auch eine Ordinate 42 auf, welche eine von der Maschine aufgenommene elektrische Leistung repräsentiert. 2 shows a diagram 40 , The diagram 40 has an abscissa in this embodiment 41 which represents an electrical rotor angle, in particular the rotor angle difference. The diagram 40 also has an ordinate 42 which represents an electric power consumed by the engine.

Das Diagramm 40 zeigt auch eine Kurve 43, welche die von der Maschine aufgenommene elektrische Leistung in Abhängigkeit der Rotorwinkelabweichung, zuvor Rotorwinkeldifferenz genannt, repräsentiert. Die Kurve 43 weist einen Scheitelpunkt 46 auf, welcher einen Punkt optimaler Leistung 45 bei einem elektrischen Rotorwinkel 44 repräsentiert. Der Rotorwinkel 44 entspricht in dem Scheitelpunkt 46 dem von dem Rotorpositionssensor 11 erfassten mechanischen Rotorwinkel. Die Rotorwinkeldifferenz ist in dem Scheitelpunkt 46 gleich null. Weicht der mechanisch erfasste Rotorwinkel, erfasst durch den Rotorpositionssensor 11, von dem elektrischen Rotorwinkel beim Ansteuern des Stators 9 durch die Steuereinheit 12 ab, so sinkt die von der Maschine aufgenommene elektrische Leistung gemäß der Kurve 43, und auch die Performance der Maschine beim Motorbetrieb und/oder Generatorbetrieb.The diagram 40 also shows a curve 43 , which represents the electrical power absorbed by the machine as a function of the rotor angle deviation, previously called rotor angle difference. The curve 43 has a vertex 46 which is a point of optimal performance 45 at an electric rotor angle 44 represents. The rotor angle 44 corresponds to the vertex 46 that of the rotor position sensor 11 detected mechanical rotor angle. The rotor angle difference is in the vertex 46 equals zero. Dodges the mechanically detected rotor angle detected by the rotor position sensor 11 , from the electric rotor angle when driving the stator 9 through the control unit 12 decreases, the electrical power absorbed by the machine decreases according to the curve 43 , and also the performance of the engine during engine operation and / or generator operation.

Claims (10)

Vorrichtung (2) zum Kalibrieren einer elektronisch kommutierten elektrischen Maschine (3), wobei die Maschine (3) einen Stator (9) und einen insbesondere permanentmagnetisch ausgebildeten Rotor (10) aufweist, wobei die elektrische Maschine (3) eine Steuereinheit (12) aufweist, welche ausgebildet ist, den Stator (9), insbesondere Statorspulen (34, 35, 36) des Stators (9) zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes zu bestromen, und die Maschine (3) einen eingangsseitig mit der Steuereinheit (12) verbundenen Rotorpositionssensor (11) aufweist, welcher ausgebildet ist, ein eine Rotorposition des Rotors (10) repräsentierendes Rotorpositionssignal (38) zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) der Maschine ausgebildet ist, den Stator (9) derart drehmomentabgabefrei anzusteuern, dass durch den Stator (9) ein Statorstrom fließen kann, wobei keine mechanische Leistung erzeugt werden kann, und die Vorrichtung (2) ausgebildet ist, wenigstens den Strom durch den Stator (9) zu erfassen und ein den Strom repräsentierendes Stromsignal zu erzeugen und das Stromsignal mit einem abgespeicherten Datensatz (19) zu vergleichen, ein Vergleichsergebnis zu erzeugen und in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses ein Rotorkalibriersignal zu erzeugen, das einen Rotorwinkel, insbesondere eine Rotorwinkeldifferenz repräsentiert.Contraption ( 2 ) for calibrating an electronically commutated electrical machine ( 3 ), the machine ( 3 ) a stator ( 9 ) and a particular permanent magnetic rotor ( 10 ), wherein the electric machine ( 3 ) a control unit ( 12 ), which is formed, the stator ( 9 ), in particular stator coils ( 34 . 35 . 36 ) of the stator ( 9 ) to energize to generate a rotating magnetic field, and the machine ( 3 ) one input side with the control unit ( 12 ) associated rotor position sensor ( 11 ), which is formed, a rotor position of the rotor ( 10 ) representing rotor position signal ( 38 ), characterized in that the control unit ( 12 ) of the machine is designed, the stator ( 9 ) Such a torque output-free to drive through the stator ( 9 ) a stator current can flow, whereby no mechanical power can be generated, and the device ( 2 ) is formed, at least the current through the stator ( 9 ) and generate a current signal representing the current and the current signal with a stored data set ( 19 ), to generate a comparison result and to generate a rotor calibration signal representing a rotor angle, in particular a rotor angle difference, as a function of the comparison result. Vorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Datensatz (19) wenigstens einen einer Rotorposition entsprechenden Stromwert oder Leistungswert repräsentiert.Contraption ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the data record ( 19 at least represents a current value or power value corresponding to a rotor position. Vorrichtung (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) ausgebildet ist, eine Spannung, insbesondere Zwischenkreisspannung der elektrischen Maschine (3) zu erfassen und eine in der Maschine (3), insbesondere dem Stator (9) umgesetzte elektrische Leistung in Abhängigkeit des erfassten Stromes und der Spannung zu ermitteln und den Rotorwinkel in Abhängigkeit der elektrischen Leistung zu ermitteln.Contraption ( 3 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the device ( 2 ) is formed, a voltage, in particular DC link voltage of the electric machine ( 3 ) and one in the machine ( 3 ), in particular the stator ( 9 ) to determine the converted electrical power as a function of the detected current and the voltage and to determine the rotor angle as a function of the electrical power. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Datensatz (19, 20) eine Look-Up-Tabelle repräsentiert, in der eine Mehrzahl von Stromwerte oder Leistungswerte und den Stromwerten oder Leistungswerten entsprechende Rotorwinkelwerte vorrätig gehalten sind.Contraption ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the data record ( 19 . 20 ) represents a look-up table in which a plurality of current values or power values and rotor angle values corresponding to current values or power values are kept in stock. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ausgebildet ist, einen Differenzdatensatz (16) repräsentierend eine ermittelte Rotorwinkeldifferenz zu erzeugen und Differenzdatensatz (16) an die Steuereinheit (12) zu senden.Contraption ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the device is designed to generate a differential data record ( 16 ) representing a determined rotor angle difference and differential data set ( 16 ) to the control unit ( 12 ) to send. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) einen Elektromotor (5) aufweist, welcher ausgebildet ist, den Rotor (10) und eine mit dem Rotor (10) verbundene Kurbelwelle (7) eines Verbrennungsmotors (4) zu drehen, wobei die Vorrichtung (2) ausgebildet ist, den Elektromotor (5) in Abhängigkeit des Stromsignals oder Leistungssignals zum Stellen des Rotors in zueinander verschiedene Rotorwinkel anzusteuern.Contraption ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 2 ) an electric motor ( 5 ), which is formed, the rotor ( 10 ) and one with the rotor ( 10 ) connected crankshaft ( 7 ) of an internal combustion engine ( 4 ), the device ( 2 ) is formed, the electric motor ( 5 ) in response to the current signal or power signal to set the rotor in mutually different rotor angle to control. Verfahren zum Kalibrieren einer elektrischen Maschine (3) mit einem insbesondere permanentmagnetisch oder fremderregten ausgebildeten Rotor (10), bei dem ein Stator (9) der elektrischen Maschine (3) zum Erzeugen einer Verlustleistung bestromt wird, so dass die Maschine (3) kein Drehmoment abgeben kann, wobei der Rotor (10) insbesondere schrittweise gedreht wird, und in Abhängigkeit eines von einem Rotorpositionssensor (11) erfassten Rotorwinkels des Rotors (10) ein Strom oder eine in dem Stator (9) umgesetzte Verlustleistung erfasst wird und ein Stromsignal erzeugt wird, welches mit abgespeicherten Stromwerten, repräsentiert durch einen Stromdatensatz (19) verglichen wird und in Abhängigkeit eines Vergleichsergebnisses eine Rotorwinkelabweichung ermittelt wird.Method for calibrating an electrical machine ( 3 ) with a particular permanent magnetic or foreign-excited trained rotor ( 10 ), in which a stator ( 9 ) of the electric machine ( 3 ) is energized to generate a power loss, so that the machine ( 3 ) can not deliver torque, the rotor ( 10 ) is rotated stepwise in particular, and in response to a rotor position sensor ( 11 ) detected rotor angle of the rotor ( 10 ) a current or one in the stator ( 9 ) converted power loss is detected and a current signal is generated, which with stored current values, represented by a current data set ( 19 ) is compared and a rotor angle deviation is determined as a function of a comparison result. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Rotorwinkelabweichung repräsentierender Rotorwinkeldatensatz (16) erzeugt wird und der Rotorwinkeldatensatz (16’) in einem Speicher (15) der elektrischen Maschine (3) abgespeichert wird.A method according to claim 7, characterized in that a rotor angle data representing the rotor angle deviation ( 16 ) and the rotor angle data set ( 16 ' ) in a memory ( 15 ) of the electric machine ( 3 ) is stored. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (3) beim Betrieb ein magnetisches Drehfeld in Abhängigkeit des Rotorwinkeldatensatzes (16’) erzeugt und dazu den dem Rotorpositionssignal entsprechenden Rotorwinkel in Abhängigkeit des Rotorwinkeldatensatzes (16’) durch insbesondere durch Addition oder Subtraktion ändert.Method according to claim 7 or 8, characterized in that the electric machine ( 3 ) in operation a magnetic rotating field as a function of the rotor angle data set ( 16 ' ) and the rotor angle corresponding to the rotor position signal as a function of the rotor angle data set ( 16 ' ) by changing, in particular, by addition or subtraction. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (10) der elektrischen Maschine (3) beim Kalibrieren mit einer Kurbelwelle (7) eines Verbrennungsmotors (4) drehfest verbunden ist, sodass die Kurbelwelle (7) beim Gedrehtwerden des Rotors (10) der elektrischen Maschine (3) mitgedreht wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor ( 10 ) of the electric machine ( 3 ) when calibrating with a crankshaft ( 7 ) of an internal combustion engine ( 4 ) is rotatably connected, so that the crankshaft ( 7 ) when turning the rotor ( 10 ) of the electric machine ( 3 ) is turned.
DE102015200459.7A 2015-01-14 2015-01-14 Device for calibrating an electronically commutated electrical machine Pending DE102015200459A1 (en)

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