DE102022200861A1 - Verfahren zum Betrieb eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (2) mit einem Elektromotor (4) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (2), wobei der Elektromotor (4) einen Rotorlagensensor (6) und ein Mittel (8) zur Erfassung einer gegenelektromotorischen Kraft (Ug) aufweist, wobei bei einem Ausfall des Rotorlagensensors (6) des Elektromotors (4) die gegenelektromotorische Kraft (Ug) erfasst wird, wobei anhand der erfassten gegenelektromotorische Kraft (Ug) eine Rotorposition (pR) für eine sensorlose Regelung des Elektromotors (4) bestimmt wird, und wobei der Elektromotor (4) beim Erfassen der gegenelektromotorischen Kraft (Ug) kein Drehmoment bereitstellt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein entsprechendes elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug (2).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mit einem Elektromotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, wobei der Elektromotor einen Rotorlagensensor und ein Mittel zur Erfassung einer gegenelektromotorischen Kraft aufweist. Des Weiteren betriff die Erfindung eine solches Kraftfahrzeug.
  • Bei einem derartigen Kraftfahrzeug wird die Rotorposition (Winkelposition) des Rotors bezüglich des Stators des Elektromotors typischerweise anhand des Rotorlagensensors erfasst. Die Rotorposition ist dabei für ein Steuern oder für eine Regelung des Elektromotors, insbesondere für eine der Rotorposition entsprechenden Bestromung der Motorwicklungen, notwendig.
  • Bei einem Ausfall des Rotorlagensensors, beispielsweise aufgrund eines Defekts, einer Fehlfunktion oder einer Beschädigung, kann ein (rotorlagen-)sensorloser Betrieb als Notlaufmodus genutzt werden, so dass das Kraftfahrzeug weiter angetrieben werden kann. Zum Starten des Elektromotors in diesem Betriebsmodus muss zunächst die Rotorposition bestimmt, der Rotor ausgerichtet, und/oder der Elektromotor mit einem Motorstrom mit steigender Amplitude beaufschlagt werden.
  • Nachteilig tritt hierbei beispielsweise eine vom Fahrer unerwartete Geräuschemission, ein ruppiger Start aufgrund unzureichend genau bekannter oder ganz unbekannter Rotorposition. Weiterhin kann dabei ein (Antriebs-)Drehmoments bereitgestellt werden, welches - insbesondere sofern dies in einer Rückwärtsbewegung des Kraftfahrzeugs resultiert - für den Fahrer unerwartet ist, und aufgrund dessen das als Zweirad ausgebildete Kraftfahrzeug für den Fahrer ggf. schwer kontrollierbar ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zum Betrieb eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs anzugeben. Dabei soll das Kraftfahrzeug für den Fahrer möglichst sicher bei einem Ausfalls des Rotorlagensensors weiter angetrieben werden können. Des Weiteren soll ein entsprechendes elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein computerlesbares Medium mit dem Computerprogramm angegeben werden.
  • Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Hinsichtlich des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 5, hinsichtlich des Computerprogramms mit den Merkmalen des Anspruchs 6 und hinsichtlich des computerlesbaren Mediums mit den Merkmalen des Anspruchs 7 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren sinngemäß auch für das Kraftfahrzeug, für das Computerprogramm sowie für das computerlesbare Medium und umgekehrt.
  • Das Verfahren dient dem Betrieb eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, welches einen, insbesondere mehrphasigen, Elektromotor (Traktions-Elektromotor, Traktionsmaschine) aufweist, der zum Antreiben des Kraftfahrzeugs vorgesehen und eingerichtet ist. Der Elektromotor umfasst dabei wiederum einen Rotorlagensensor zur Erfassung einer Rotorposition (Rotorlage) und ein Mittel zur Erfassung einer gegenelektromotorischen Kraft, also einer aufgrund einer Rotorbewegung in der Motorwicklung induzierten Spannung. Das Mittel ist zweckmäßiger Weise als eine Spannungsmesseinrichtung ausgebildet oder umfasst eine solche.
  • Hier und im Folgenden ist unter einem elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug ein Fahrzeug zu verstehen, das mittels dessen Elektromotor angetrieben ist, und welches nicht an Schienen gebunden ist. Beispielsweise ist das Kraftfahrzeug ein Personenkraftwagen. Insbesondere ist das Kraftfahrzeug ein Zweirad wie beispielswiese ein Kraftrad oder ein Kleinkraftrad.
  • Verfahrensgemäß wird zunächst ein Ausfall des Rotorlagensensors des Elektromotors erfasst oder ermittelt. Ein derartiger Ausfall ist beispielsweise durch einen Defekt, eine Störung des Betriebs, oder eine Beschädigung des Rotorlagensensors bedingt, wobei der Rotorlagensensor allenfalls keine Signale und/oder Daten bezüglich der Position des Rotors ausgibt.
  • Bei einem solchen Ausfall, also bei ermitteltem oder erfasstem Ausfall des Rotorlagensensors, wird die gegenelektromotorische Kraft, insbesondere anhand des Mittels zu deren Erfassung, erfasst. Zweckmäßigerweise wird hierbei ein zeitlicher Verlauf der gegenelektromotorischen Kraft erfasst.
  • Anschließend wird anhand der erfassten gegenelektromotorische Kraft bzw. anhand dessen zeitlichen Verlaufs eine Rotorposition bestimmt oder abgeschätzt.
  • Verfahrensgemäß stellt der Elektromotor beim Erfassen, also während des Erfassens, der gegenelektromotorischen Kraft kein Drehmoment, insbesondere Antriebsdrehmoment, bereit. Vorzugsweise wird ab dem Erfassen des Ausfalls des Rotorlagensensors bis zeitlich nach der Bestimmung der Rotorposition vom Elektromotor kein Drehmoment bereitgestellt. Insbesondere wird hierzu keine der geeigneter Weise als Statorwicklungen ausgebildeten Motorwicklungen bestromt, also von einer Traktionsbatterie mit elektrischer Energie versorgt.
  • Die bestimmte Rotorposition ist für einen (rotorlagen-)sensorlose Regelung vorgesehen. Zweckmäßiger Weise wird der Elektromotor anhand der bestimmten Rotorposition mit einer rotorlagensensorlose Regelung (weiter) betrieben. Eine derartige rotorlagensensorlose Regelung zum Betrieb des Elektromotors ist hierbei aus dem Stand der Technik bekannt.
  • Besonders vorteilhaft ist also auch bei Ausfall des Rotorlagensensor ein weiterer Betrieb des Elektromotors ermöglicht. Insbesondere kann hierzu in einen rotorlagensensorlosen Betrieb übergegangen werden, wobei für die Bestimmung der Rotorposition anhand der gegenelektromotorischen Kraft eine Bestromung, also ein aktiver Betrieb des Elektromotors, nicht notwendig ist. Damit einhergehend ist auch die Gefahr eines für den Fahrer überraschenden und vom Elektromotor bereitgestellten Drehmoments vermieden.
  • In geeigneter Ausgestaltung des Verfahrens wird das Kraftfahrzeug zur Erzeugung der gegenelektromotorische Kraft fortbewegt. Beispielsweise wird das Kraftfahrzeug hierzu geschoben, rollen gelassen, oder sofern das Kraftfahrzeug einen weiteren Motor, insbesondere einen Verbrennungsmotor aufweist, anhand dessen angetrieben. Allenfalls wird vom Elektromotor kein Drehmoment, insbesondere für den Antrieb des Kraftfahrzeugs bereitgestellt.
  • Zweckmäßigerweise ist der Rotor des Elektromotors mit dem Antrieb des Kraftfahrzeugs gekoppelt. Bei einer Drehbewegung eines Rades des Antriebs kann somit der Rotor in Rotation gebracht und die gegenelektromotorische Kraft erzeugt werden.
  • Zweckmäßig umfasst das Kraftfahrzeug einen auch als Drossel bezeichneten Beschleunigungshebel. Dieser ist beispielsweise als ein Fußpedal (Fahrfußhebel) oder als ein Drehgriff ausgestaltet. Anhand einer Betätigung des Beschleunigungshebels, also bei einem Verstellen des Beschleunigungshebels aus einer Ausgangsposition (Ruheposition), kann ein Fahrer des Kraftfahrzeugs ein vom Elektromotor bereitgestelltes (Motor-)Drehmoment einstellen.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens wird die gegenelektromotorische Kraft lediglich bei betätigtem Beschleunigungshebel erfasst. Also kann die Rotorposition nur bestimmt und ggf. der Elektromotor nur dann weiter betrieben werden (und ein Drehmoment bereitstellen), wenn der Fahrer den Beschleunigungshebel betätigt. Beispielsweise ist hierzu vorgesehen, dass bei ausgefallenem Rotorlagensensors eine (Leistungs-)Endstufe für den Elektromotor lediglich bei betätigtem Beschleunigungshebel aktiviert ist, andernfalls zweckmäßigerweise abgeschaltet ist.
  • Auf diese Weise ist eine Sicherheit für den Fahrer weiter verbessert. Im Vergleich zum eingangs erwähnten Stand der Technik, bei dem die Gefahr besteht, dass der Elektromotor ein für den Fahrer unerwartetes Drehmoment bereitstellt, rechnet der Fahrer aufgrund des Betätigens des Beschleunigungshebels mit einem (Antriebs)Drehmoment. Zusammenfassend ist also für den elektromotorischen Antrieb des Kraftfahrzeugs eine Betätigung des Beschleunigungshebels erforderlich.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird ein Soll-Drehmoment bestimmt das der Stellung, insbesondere einer Pedal- oder Griffstellung, des Beschleunigungshebels entspricht. Beispielsweise ist hierzu auf einer Steuereinrichtung eine Kennlinie oder eine Tabelle hinterlegt welcher der Stellung das Soll-Drehmoment zuordnet. Anschließend an die, mit anderen Worten zeitlich nach der, Bestimmung der Rotorposition wird vom Elektromotor ein Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitgestellt, wobei das bereitgestellte Drehmoment, insbesondere von Null (0), bis zum Soll-Drehmoment erhöht wird. Besonders bevorzugt wird dabei das Drehmoment kontinuierlich und/oder stetig bis zum Soll-Drehmoment erhöht. Beispielsweise wird hierzu eine lineare Rampenfunktion verwendet. Zweckmäßigerweise wird der Elektromotor dabei mit der rotorlagensensorlosen Regelung betrieben. Ein für den Fahrer unerwartet schnelles oder ruckartiges Anfahren ist somit vorteilhaft vermieden.
  • Insbesondere erfolgt dies zeitlich direkt auf die Bestimmung der Rotorposition folgend, so dass die Erfassung der gegenelektromotorischen Kraft und die (bevorzugt kontinuierlich erhöhte) Bereitstellung des Drehmoments (und damit einhergehend der Betrieb des Elektromotors im rotorlagensensorlosen Betrieb) im Zuge einer einzigen Betätigung des Beschleunigungshebels erfolgt.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, insbesondere ein elektrisch angetriebenes Zweirad. Dieses umfasst einen Elektromotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, wobei der Elektromotor einen Rotorlagensensor und ein Mittel zur Erfassung einer gegenelektromotorischen Kraft aufweist. Vorzugsweise ist das Fahrzeug entsprechend dem oben Dargestellten hinsichtlich des Verfahrens ausgebildet.
  • Des Weiteren umfasst das kurz auch als Fahrzeug oder als Kraftfahrzeug bezeichnete elektrisch angetriebene Kraftfahrzeug eine Steuereinrichtung (Steuereinheit), welche geeigneter Weise signal- und/oder datenübertragungstechnisch mit dem Elektromotor gekoppelt ist. Die Steuereinrichtung ist dazu vorgesehen und eingerichtet, einen Ausfall des Rotorlagensensors zu bestimmen und/oder zu erfassen. Beispielsweise stellt der Rotorlagensensor oder ein weiteres diesen überwachendes Steuergerät hierzu ein Fehlersignal für die Steuereinrichtung bereit, welches von der Steuereinrichtung empfangen und ausgewertet wird.
  • Weiterhin ist die Steuereinrichtung dazu vorgesehen und eingerichtet, dass diese bei bestimmtem, also ermitteltem, oder erfasstem Ausfall des Rotorlagensensors den Elektromotor derart ansteuert, dass der Elektromotor, insbesondere dessen Mittel zur Erfassung einer gegenelektromotorischen Kraft, eine gegenelektromotorische Kraft erfasst und zweckmäßigerweise entsprechende Messdaten für die Steuereinrichtung bereitstellt. Dabei ist der Elektromotor weiterhin von der Steuereinheit derart angesteuert, dass dieser zumindest während der Erfassung der gegenelektromotorischen Kraft, vorzugsweise bereits ab dem Erfassen bzw. Ermitteln des Ausfalls des Rotorlagensensors, kein Drehmoment bereitstellt.
  • Des Weiteren ist die Steuereinrichtung dazu vorgesehen und eingerichtet, eine Rotorposition anhand der gegenelektromotorischen Kraft, insbesondere anhand der der Steuereinheit zugeführten entsprechenden Messdaten, zu bestimmen. Besonders bevorzugt ist die Steuereinrichtung zudem dazu vorgesehen und eingerichtet, den Elektromotor anhand der bestimmten Rotorposition in einem Betriebsmodus für einen rotorlagensensorlosen Betrieb zu steuern oder zu regeln.
  • Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung zusätzlich mit einem Positionssensor eines Beschleunigungshebels des Kraftfahrzeugs signal- und/oder datenübertragungstechnisch gekoppelt. Dabei ist die Steuereinrichtung weiterhin dazu vorgesehen und eingerichtet, dass diese die Rotorposition für den rotorpositionssensorlosen Betrieb anhand der gegenelektromotorischen Kraft bzw. der entsprechenden Messdaten lediglich dann bestimmt, wenn der Steuereinrichtung ein Signal vom Positionssensor des Beschleunigungshebels zugeführt ist, welches Signal eine Betätigung des Beschleunigungshebels repräsentiert.
  • Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung zusätzlich derart ausgebildet, dass diese ein Soll-Drehmoment bestimmt, welches einer Stellung (Position) des Beschleunigungshebels zugeordnet ist. Der Steuereinrichtung ist hierzu vom Beschleunigungshebel das oder ein entsprechendes Positionssignal zugeführt. Zur Zuordnung des Soll-Drehmoments ist zweckmäßig eine entsprechende Tabelle oder eine Kennlinie auf einem Speicher der Steuereinrichtung hinterlegt.
  • Insbesondere ist dabei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, dass diese, vorzugsweise unmittelbar nach der Bestimmung der Rotorposition den Elektromotor im rotorlagensensorlosen Betrieb steuert oder regelt, wobei das vom Elektromotor bereitgestellte Drehmoment, besonders bevorzugt kontinuierlich und/oder stetig, bis zum Soll-Drehmoment erhöht wird.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm. Insbesondere wird dieses auf bzw. mittels der Steuereinrichtung ausgeführt. Das Computerprogramm umfasst Befehle, welche bewirken, dass ein Ausfall des Rotorlagensensors bestimmt wird. Hierzu bewirken die Befehle insbesondere, dass ein, insbesondere vom Elektromotor der Steuereinheit zugeführtes, Signal hinsichtlich des Zustands des Rotorlagensensors ausgewertet wird.
  • Weiterhin bewirken die Befehle des Computerprogramms, dass bei ermitteltem oder erfasstem Ausfall des Rotorlagensensors Steuersignale an den Elektromotor ausgegeben werden, so dass dessen Mittel zur Erfassung einer gegenelektromotorischen Kraft die gegenelektromotorische Kraft erfassen und der Elektromotor vorzugsweise entsprechende Messdaten an die Steuereinrichtung ausgibt, wobei der Elektromotor während der Erfassung der gegenelektromotorischen Kraft kein Drehmoment bereitstellt.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist. Beispielsweise ist das computerlesbare Medium ein, insbesondere nichtflüchtiger, Speicher der Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs oder ein anderer Datenträger.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
    • 1 in einem Flussdiagramm einen Verfahrensablauf zum Betrieb eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, wobei bei Ausfall eines Rotorlagensensors dessen Elektromotors anhand einer gegenelektromotorischen Kraft eine Rotorposition bestimmt wird, und
    • 2 schematisch das elektrisch angetriebene Kraftfahrzeug.
  • Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In der 1 ist ein Flussdiagramm dargestellt, welches ein Verfahren zum Betrieb eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs 2 repräsentiert. Dieses Kraftfahrzeug 2 ist schematisch in der 2 gezeigt.
  • Das beispielsweise als Zweirad ausgebildete Kraftfahrzeug 2 umfasst einen Elektromotor 4 mit einem Rotorlagensensor 6 und mit einem Mittel 8 zur Erfassung einer gegenelektromotorischen Kraft Ug. Das Mittel 8 ist beispielsweise als eine Spannungsmesseinrichtung ausgebildet oder umfasst eine solche.
  • Weiterhin umfasst das Kraftfahrzeug einen Beschleunigungshebel 10, welcher beispielsweise als ein Fußpedal oder als ein Drehgriff ausgestaltet ist. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs 2 kann eine Stellung pB des Beschleunigungshebels 10, insbesondere eine Pedalstellung (Pedalposition) oder eine Griffstellung (Griffposition), verstellen, um ein Antriebsdrehmoment einzustellen. Der Beschleunigungshebel 10 ist mit einem Positionssensor 12 ausgestattet, anhand dessen die Stellung pB (Position pB) des Beschleunigungshebels 10 erfassbar ist. Beispielsweise ist oder umfasst der Positionssensor 12 hierzu ein Potentiometer oder einen Sensor wie beispielsweise einen Hall-Sensor.
  • Eine Steuereinrichtung 14 des Kraftfahrzeugs 2 ist signal- und/oder datenübertragungstechnisch mit dem Elektromotor 4 verbunden. Insbesondere ist die Steuereinrichtung 14 hierbei unmittelbar mit dem Rotorlagensensor 6 und mit dem Mittel 8 signal- und/oder datenübertragungstechnisch verbunden. Alternativ hierzu ist die Steuereinrichtung 14 mit einem (nicht weiter dargestellten) Motorsteuergerät signal- und/oder datenübertragungstechnisch verbunden, das wiederum mit dem Rotorlagensensor 6 und mit dem Mittel 8 signal- und/oder datenübertragungstechnisch verbunden ist.
  • Zusätzlich ist die Steuereinrichtung 14 mit dem Positionssensor 12 signal- und/oder datenübertragungstechnisch verbunden, so dass der Positionssensor 12 die Stellung pB des Beschleunigungshebels 10 oder ein dieser entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung 14 ausgeben kann.
  • In einem ersten Schritt I des Verfahrens wird ein Ausfall des Rotorlagensensors 6 des Elektromotors 4 erfasst oder ermittelt. Die Steuereinrichtung 14 ist entsprechend hierzu vorgesehen und eingerichtet. Insbesondere ist die Steuereinrichtung 14 dazu eingerichtet, ein Fehlersignal über den Ausfalls des Rotorlagensensors 6 zu empfangen und dieses Signal auszuwerten. Auf einem Speicher 16 der Steuereinrichtung 14 als computerlesbares Medium ist ein Computerprogramm 18 gespeichert. Dieses umfasst Befehle, die insbesondre bei der Ausführung durch die Steuereinheit 14 bewirken, dass diese Auswertung durchgeführt wird.
  • In einem zweiten Schritt II des Verfahrens wird, wenn ein Ausfalls des Rotorlagensensors 6 erfasst oder ermittelt wurde, eine gegenelektromotorische Kraft anhand des Mittels 8 erfasst. Zweckmäßigerweise wird hierbei ein zeitlicher Verlauf der gegenelektromotorischen Kraft Ug erfasst. Diese Erfassung der gegenelektromotorischen Kraft Ug erfolgt allerdings lediglich bei durch den Fahrer betätigtem Beschleunigungshebel 10, also wenn die Stellung pB des Beschleunigungshebels 10 unterschiedlich zu einer Ruhe- oder Ausgangsposition ist. Hierzu wird bei ausgefallenem Rotorlagensensors 6 eine Endstufe des Elektromotors 4 (nicht dargestellt) lediglich bei betätigtem Beschleunigungshebel 10 aktiviert, also angeschaltet, bei unbetätigtem Beschleunigungshebel 10 abgeschaltet.
  • Die Steuereinrichtung 14 ist entsprechend dazu vorgesehen und eingerichtet, dass diese bei ermitteltem oder erfasstem Ausfall des Rotorlagensensors 6 den Elektromotor 4 derart ansteuert, dass - wenn der Beschleunigungshebel 10 betätigt ist, also wenn der Steuereinrichtung 14 die Position pB oder ein entsprechendes Signal zugeführt ist und die Position pB bzw. das Signal eine Betätigung des Beschleunigungshebels repräsentiert - dessen Mittel 8 die gegenelektromotorische Kraft Ug erfasst und vorzugsweise weiterhin, dass das Mittel 8 entsprechende Messdaten M für die Steuereinrichtung 14 bereitstellt.
  • Die Befehle des Computerprogramms 18 bewirken entsprechend, dass bei ermitteltem oder erfasstem Ausfall des Rotorlagensensors 6 die Position pB des Beschleunigungshebels oder das entsprechende Signal hinsichtlich einer Betätigung des Beschleunigungshebels 10 ausgewertet werden, und, wenn als Ergebnis dieser Auswertung eine Betätigung dessen bestimmt wird, ein Steuersignal S an den Elektromotor 4 ausgegeben wird, so dass dessen Mittel 8 die gegenelektromotorische Kraft Ug erfasst.
  • Zur Erzeugung der gegenelektromotorische Kraft Ug wird das Kraftfahrzeug zweckmäßigerweise fortbewegt. Beispielsweise wird das Kraftfahrzeug hierzu geschoben, rollen gelassen, oder sofern das Kraftfahrzeug 2 als ein Hybridfahrzeug ausgebildet ist und zusätzlich einen Verbrennungsmotor aufweist, lediglich anhand dessen angetrieben. Dabei ist der Rotor des Elektromotors 4 mit dem Antrieb des Kraftfahrzeugs 2 gekoppelt, so dass bei einer Drehbewegung eines Rades des Antriebs der Rotor in Rotation gebracht und damit einhergehend die gegenelektromotorische Kraft Ug erzeugt wird.
  • In einem dritten Schritt III des Verfahrens wird anhand der erfassten gegenelektromotorische Kraft Ug bzw. anhand dessen zeitlichen Verlaufs eine Rotorposition pR bestimmt. Die Steuereinrichtung 14 ist entsprechend dazu vorgesehen und eingerichtet, die Rotorposition pR anhand der der Steuereinheit 14 zugeführten entsprechenden Messdaten M zu bestimmen. Das auf dem Speicher 16 hinterlegte Computerprogramm 18 umfasst hierzu Befehle, die bewirken, dass die Messdaten M ausgewertet werden und die Rotorposition pR das Ergebnis dieser Auswertung bildet.
  • Nach dem Erfassen des Ausfalls des Rotorlagensensors 6 (Schritt I) sowie während Schritt II, also beim Erfassen der gegenelektromotorischen Kraft Ug, und Schritt III, also beim Bestimmen der Rotorposition pR, stellt der Elektromotor 4 kein Drehmoment bereit. Insbesondere wird hierzu keine der beispielsweise als Statorwicklungen ausgebildeten Motorwicklungen bestromt, diese werden also nicht von einer Traktionsbatterie (nicht dargestellt) mit elektrischer Energie versorgt. Die Steuereinrichtung 14 ist entsprechend dazu vorgesehen und eingerichtet ein hierzu geeignetes Steuersignal S' an den Elektromotor 4 auszugeben. Das Computerprogramm 18 umfasst entsprechende Befehle, die die Ausgabe dieses Steuersignals S' bewirken, wenn der Ausfall des Rotorlagensensors 6 erfasst wurde.
  • In einem vierten Schritt IV des Verfahrens, welcher zeitlich auf Schritt III folgt, wird der Elektromotor EM in einem rotorlagensensorlosen Betrieb, insbesondere anhand einer rotorlagensensorlose Regelung, betrieben. Hierzu wird die in Schritt III bestimmte Rotorposition pR herangezogen. Dies wird auch als Aufsynchronisieren des rotorlagensensorlosen Betriebs bezeichnet. Insbesondere sind aus dem Stand der Technik Verfahren zum rotorlagensensorlosen Betrieb bekannt, bei denen für die Inbetriebnahme des Elektromotors 4 ohne die eingangs erwähnten Nachteile die Rotorposition pR bekannt sein muss.
  • Entsprechend ist die Steuereinrichtung 14 dazu vorgesehen und eingerichtet, den Elektromotor 4 anhand der bestimmten Rotorposition pR in einem Betriebsmodus für einen rotorlagensensorlosen Betrieb zu steuern oder zu regeln. Das Computerprogramm 18 enthält Befehle, die dies bewirkten.
  • In Schritt IV, wird weiterhin ein Soll-Drehmoment MSoll bestimmt das der Stellung pB des Beschleunigungshebels 10 entspricht. Vom Elektromotor 4 wird ein Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 2 bereitgestellt, wobei das bereitgestellte Drehmoment von Null bis zum Soll-Drehmoment erhöht wird. Dabei erfolgt die Erhöhung des Drehmoments kontinuierlich und stetig. Die Steuereinrichtung 14 ist dementsprechend dazu vorgesehen und eingerichtet, dass diese das Soll-Drehmoment MSoll bestimmt. Hierzu ist eine Tabelle oder eine Kennlinie auf dem Speicher 16 hinterlegt, mittels welcher der Position pB (oder dem diesem entsprechenden Signal), welche der Steuereinheit 14 vom Beschleunigungshebel 10 zugeführt wurde, das Soll-Drehmoment MSoll zuordnet. Weiterhin ist auf dem Speicher 16 eine lineare Rampenfunktion hinterlegt, anhand welcher das vom Elektromotor 4 zum Antrieb des Kraftfahrzeus 2 bereitzustellendes Drehmoment bestimmt wird. Die Steuereinrichtung 14 gibt ein Steuersignal S'' an den Elektromotor 4 aus, so dass dieser das entsprechende Drehmoment bereitstellt. Das Computerprogramm 18 umfasst Befehle, welche diese Bestimmung des Soll-Drehmoments MSoll anhand der Position pB, die Bestimmung des vom Elektromotor 4 bereitzustellenden (kontinuierlich zu erhöhenden) Drehmoments und die Ausgabe des Steuersignals S'' an den Elektromotor bewirken.
  • Vorzugsweise erfolgt die Bestimmung der Rotorposition pR zeitlich unmittelbar auf die Erfassung der gegenelektromotorischen Kraft Ug folgend. Zudem erfolgt vorzugsweise die Bereitstellung des (bis zum Doll-Drehmoment Msoll kontinuierlich erhöhten) Drehmoments für den Antrieb zeitlich direkt auf die Bestimmung der Rotorposition pR folgend. Besonders bevorzugt erfolgt das Erfassen der gegenelektromotorischen Kraft Ug, die Bestimmung der Rotorposition pR sowie die Bereitstellung des (bis zum Doll-Drehmoment Msoll kontinuierlich erhöhten) Drehmoments während einer einzigen Betätigung des Beschleunigungshebels 10 durch den Fahrer.
  • Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
    • 2
    elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeugs
    4
    Elektromotor
    6
    Rotorlagensensor
    8
    Mittel zur Erfassung einer gegenelektromotorischen Kraft
    10
    Beschleunigungshebel
    12
    Positionssensor des Beschleunigungshebels
    14
    Steuereinrichtung
    16
    Speicher / Computerlesbares Medium
    18
    Computerprogramm
    M
    Messdaten der gegenelektromotorischen Kraft
    MSoll
    Soll-Drehmoment
    pR
    Rotorposition
    pB
    Position des Beschleunigungshebels
    S, S', S''
    Steuersignal
    Ug
    gegenelektromotorische Kraft
    I
    Erfassen eines Ausfalls des Rotorlagensensors
    II
    Erfassen der gegenelektromotorischen Kraft
    III
    Bestimmen der Rotorposition
    IV
    rotorlagensensorloser Betrieb

Claims (7)

  1. Verfahren zum Betrieb eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (2) mit einem Elektromotor (4) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (2), wobei der Elektromotor (4) einen Rotorlagensensor (6) und ein Mittel (8) zur Erfassung einer gegenelektromotorischen Kraft (Ug) aufweist, - wobei bei einem Ausfall des Rotorlagensensors (6) des Elektromotors (4) die gegenelektromotorische Kraft (Ug) erfasst wird, - wobei anhand der erfassten gegenelektromotorische Kraft (Ug) eine Rotorposition (pR) für eine rotorlagensensorlose Regelung des Elektromotors (4) bestimmt wird, und - wobei der Elektromotor (4) beim Erfassen der gegenelektromotorischen Kraft (Ug) kein Drehmoment bereitstellt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der gegenelektromotorische Kraft (Ug) das Kraftfahrzeug fortbewegt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenelektromotorische Kraft (Ug) lediglich bei betätigtem Beschleunigungshebel (10) erfasst wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, - dass ein Soll-Drehmoment (MSoll) entsprechend einer Stellung (pB) des Beschleunigungshebels (10) bestimmt wird, und - dass anschließend an die Bestimmung der Rotorposition (pR) ein vom Elektromotor bereitgestelltes Drehmoment bis zum Soll-Drehmoment (MSoll) erhöht wird.
  5. Elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug (2), aufweisend - einen Elektromotor (4) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (2), wobei der Elektromotor (4) einen Rotorlagensensor (6) und ein Mittel (8) zur Erfassung einer gegenelektromotorischen Kraft (Ug) aufweist, sowie - eine Steuereinrichtung (14), die dazu vorgesehen und eingerichtet ist - einen Ausfall des Rotorlagensensor (6) zu bestimmen, - bei bestimmtem Ausfall des Rotorlagensensors (6) den Elektromotor (4) derart anzusteuern, dass dieser eine gegenelektromotorischen Kraft (Ug) erfasst, wobei der Elektromotor (4) während der Erfassung der gegenelektromotorischen Kraft (Ug) kein Drehmoment bereitstellt, und - eine Rotorposition (pR) anhand von der Steuereinrichtung zugeführten Messdaten (M) der gegenelektromotorischen Kraft (Ug) zu bestimmen.
  6. Computerprogramm (18), umfassend Befehle, die bei bewirken, dass - ein Ausfall des Rotorlagensensor (6) bestimmt wird, - bei bestimmten Ausfall des Rotorlagensensors (6) der Elektromotor (4) derart angesteuert wird, dass dessen Mittel (8) zur Erfassung einer gegenelektromotorischen Kraft (Ug) die gegenelektromotorische Kraft (Ug) erfassen, und dass dieser während der Erfassung der gegenelektromotorischen Kraft (Ug) kein Drehmoment bereitstellt, und dass - eine Rotorposition (pR) anhand von Messdaten (MD) der gegenelektromotorischen Kraft (Ug) bestimmt wird.
  7. Computerlesbares Medium (16), auf dem das Computerprogramm (18) nach Anspruch 6 gespeichert ist.
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