WO2015150190A1

WO2015150190A1 - Verfahren, antriebssystem und fahrzeug

Info

Publication number: WO2015150190A1
Application number: PCT/EP2015/056427
Authority: WO
Inventors: Hans-Peter Groeter; Klaus Ries-Mueller
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2014-04-04
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2015-10-08
Also published as: DE102015205432A1; US10404195B2; CN106464174A; US20170025975A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zum Steuern einer Elektromaschine mit einem Geberrad, welches eine Vielzahl von Zähnen und mindestens eine Referenzmar- kierung aufweist, mit den Schritten Erfassen der Dynamik der Elektromaschine, Erfassen der Positionen der Zähne auf dem Geberrad in Bezug auf die mindestens eine Referenzmarkierung, wenn die Elektromaschine eine geringe Dynamik aufweist, Berechnen einer Drehzahl der Elektromaschine basierend zumindest auf den erfassten Positionen, und Steuern der Elektromaschine basierend zumindest auf der berechneten Drehzahl. Ferner offenbart die vorliegende Erfindung einen Antriebsstrang und ein Fahrzeug.

Description

Beschreibung

Titel

Verfahren, Antriebssvstem und Fahrzeug

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern einer Elektroma- schine mit einem Geberrad, welches eine Vielzahl von Zähnen und mindestens eine Referenzmarkierung aufweist. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein entsprechendes Antriebssystem und ein entsprechendes Fahrzeug.

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Stand der Technik

Elektromaschinen werden heute in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Insbesondere werden Elektromaschinen z.B. in der Automobilindustrie eingesetzt, um in Komi s bination mit einem Verbrennungsmotor oder als alleiniger Antriebsmotor den Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs zu reduzieren.

Wird das Fahrzeug von einer Kombination aus Verbrennungsmotor und Elektromotor angetrieben spricht man von einem sogenannten Hybridfahrzeug. Abhängig davon, ob der 20 Verbrennungsmotor mit dem Elektromotor in Serie oder parallel angeordnet ist, spricht man von einem Serienhybrid-Fahrzeug oder einem Parallelhybrid-Fahrzeug. Elektrofahr- zeug dagegen weisen lediglich einen Elektromotor als Antriebsmotor auf.

Auf Grund des Bestrebens der Automobilindustrie, den Kraftstoffverbrauch der Fahrzeuge

25 immer weiter zu senken, werden in Zukunft vermehrt solche Fahrzeuge mit elektrischen

Antrieben zum Einsatz kommen. Bei Elektrofahrzeugen kann dabei der Elektromotor z.B. eine Leistung von 50kW oder mehr aufweisen. In Hybridfahrzeugen werden üblicherweise Elektromotoren mit einer Leistung von ca. 15 kW - 35 kW eingesetzt.

30 Zur Ansteuerung der Elektromotoren ist eine Leistungselektronik vorgesehen, die das

Drehmoment und die Leistung der Elektromotoren regelt. Dabei basiert diese Regelung auf mindestens einem Drehzahlsignal, das in dem Elektromotor erfasst wird.

Die Regelgüte hängt dabei sehr stark von der Genauigkeit der Drehzahlerfassung ab. 35 Deshalb werden, insbesondere in Parallelhybrid-Fahrzeugen und Elektrofahrzeugen auf- wändige Sensorsysteme, z.B. Vogt-Sensoren oder Resolver, eingesetzt, um die Drehzahl der Elektromaschine zu erfassen.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 , ein Antriebssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 und ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10. Demgemäß ist vorgesehen:

Ein Verfahren zum Steuern einer Elektromaschine mit einem Geberrad, welches eine Vielzahl von Zähnen und mindestens eine Referenzmarkierung aufweist, mit den Schritten Erfassen der Dynamik der Elektromaschine, Erfassen der Positionen der Zähne auf dem Geberrad in Bezug auf die mindestens eine Referenzmarkierung, wenn die Elektromaschine eine geringe Dynamik aufweist, Berechnen einer Drehzahl der Elektromaschine basierend zumindest auf den erfassten Positionen, und Steuern der Elektromaschine basierend zumindest auf der berechneten Drehzahl. Ferner ist vorgesehen:

Ein Antriebssystem mit einer Elektromaschine, mindestens einem Geberrad, welches mit der Elektromaschine mechanisch gekoppelt ist und eine Vielzahl von Zähnen und mindestens eine Referenzmarkierung aufweist, mindestens einem Sensor, welcher neben dem Geberrad angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, die Zähne und die mindestens eine Referenzmarkierung des Geberrads zu erfassen und ein Sensorsignal auszugeben, welches die Bewegung der Zähne und der mindestens einen Referenzmarkierung kennzeichnet, und einer Steuereinrichtung, welche mit dem mindestens einen Sensor gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, basierend auf dem Sensorsignal Positionen der Zähne auf dem Geberrad in Bezug auf die mindestens eine Referenzmarkierung zu erfassen, wenn die

Elektromaschine eine geringe Dynamik aufweist, und die Elektromaschine zumindest basierend auf einer basierend zumindest auf den erfassten Positionen berechneten Drehzahl der Elektromaschine zu steuern. Schließlich ist vorgesehen: Ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Antriebssystem, welches dazu ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.

Vorteile der Erfindung

Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass es möglich ist, die Drehzahl einer Elektromaschine nicht nur mit aufwändigen Sensoren zu erfassen. Vielmehr können z.B. ein Geberrad und entsprechende einfachere Sensoren eingesetzt werden, um die Drehzahl der Elektromaschine zu berechnen. Allerdings ist es notwendig, die Toleranzen des Geberrads zu erfassen, um eine ausreichende Qualität der Drehzahlberechnung sicherzustellen.

Dazu sieht die vorliegende Erfindung das erfindungsgemäße Verfahren vor. Dementsprechend ist es vorgesehen, die Dynamik der Elektromaschine zu erfassen und einen Moment abzuwarten, in welchem die Elektromaschine lediglich eine geringe Dynamik aufweist.

Unter dem Begriff Dynamik ist dabei die Geschwindigkeit einer Änderung der Drehzahl des Motors zu verstehen. Beispielsweise kann die Dynamik eines Motors durch die erste Ableitung der Motorgeschwindigkeit gekennzeichnet werden. Zur Erfassung der Dynamik kann daher zum Beispiel die Differenz aus zwei nacheinander aufgenommenen Drehzahlwerten des jeweiligen Motors gebildet werden. Die Dynamik eines Motors kann aber beispielsweise auch anhand der Motorströme geschätzt werden, da hohe Motorströme ein hohes Drehmoment kennzeichnen, was üblicherweise eine Erhöhung der Drehzahl zur

Folge hat.

Die vorliegende Erfindung basiert dabei auf der Annahme, dass die Drehzahl der Elektromaschine bei geringer Dynamik nahezu konstant ist. Folglich kann ein Moment geringer Dynamik auch dadurch definiert werden, dass die Drehzahl der Elektromaschine in diesem Moment nahezu konstant ist.

Wird ein solcher Moment detektiert, sieht das Verfahren vor, dass die Positionen der einzelnen Zähne auf dem Umfang des Geberrades in Bezug auf die mindestens eine Refe- renzmarkierung erfasst werden. Da die Drehzahl in diesem Moment bzw. in dieser Phase annähernd konstant ist, sollten die Positionen der einzelnen Zähne gleichmäßig über den Umfang des Geberrades verteilt sein. Anschließend kann basierend auf den berechneten Positionen eine Drehzahl der Elekt- romaschine berechnet werden, welche zur Steuerung der Elektromaschine eingesetzt werden kann.

Ergibt die Berechnung der Positionen der Zähne, dass diese nicht gleichmäßig über den Umfang verteilt sind, können die Positionen der einzelnen Zähne z.B. durch Korrekturfaktoren für die Berechnung der Drehzahl korrigiert werden.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.

In einer Ausführungsform wird beim Erfassen der Position eines jeweiligen Zahns auf dem Geberrad die Zeit erfasst, welche vergeht, bevor der jeweilige Zahn die ursprüngliche Position der mindestens einen Referenzmarkierung erreicht. Dies ermöglicht eine sehr einfache Berechnung der Positionen der einzelnen Zähne relativ zu der Referenzmarkierung, da von einer konstanten Drehzahl der Elektromaschine auszugehen ist.

In einer Ausführungsform umfasst das Erfassen der Position eines jeweiligen Zahns auf dem Geberrad ferner das Berechnen der Position des jeweiligen Zahns basierend auf der jeweiligen erfassten Zeit. Da der Umfang des Geberrads bekannt ist, können mit Hilfe der erfassten Zeiten die Positionen der einzelnen Zähne auf dem Umfang des Geberrads sehr einfach berechnet werden.

In einer Ausführungsform werden die Positionen der Zähne auf dem Geberrad mehrfach, insbesondere zweifach oder dreifach und insbesondere bezogen auf unterschiedliche Po- sitionen auf einem Umfang des Geberrads, erfasst. Werden die Positionen der Zähne an unterschiedlichen Positionen, z.B. durch unterschiedliche Sensoren, erfasst kann die Genauigkeit der Drehzahlerfassung erhöht werden. Werden die Positionen für jeden Sensor separat erfasst, können die Sensortoleranzen ebenfalls ausgeglichen werden. In einer Ausführungsform weist das Erfassen der Positionen der Zähne auf dem Geberrad in Bezug auf die mindestens eine Referenzmarkierung, wenn die Elektromaschine eine geringe Dynamik aufweist, das Erfassen der Positionen der Zähne auf, wenn die Elektromaschine kein Antriebsmoment und/oder kein Verzögerungsmoment aufbringt. Dadurch kann eine annähernd konstante Drehzahl der Elektromaschine sichergestellt werden. In einer Ausführungsform weist das Erfassen der Positionen der Zähne auf dem Geberrad in Bezug auf die mindestens eine Referenzmarkierung, wenn die Elektromaschine eine geringe Dynamik aufweist, das Öffnen mindestens einer Kupplung zwischen der Elektromaschine und mit der Elektromaschine gekoppelten Komponenten auf. Dabei wird die Kupplung geöffnet, bevor die Positionen der Zähne auf dem Geberrad erfasst werden. Dies bewirkt, dass keine Kräfte von außen auf den Motor wirken können. Solche Kräfte können beispielsweise Bremsmomente oder Beschleunigungsmomente sein, die auf ein Fahrzeug wirken, wenn es sich nicht auf einer ebenen Strecke bewegt. Würde die Kupplung nicht vor dem Erfassen der Positionen geöffnet, könnten diese Kräfte bewirken, dass der Motor bzw. der Rotor des Motors beschleunigt bzw. abgebremst wird. Dies würde die Dynamik des Motors vergrößern.

Zusätzlich oder alternativ dazu kann beim Erfassen der Positionen der Zähne auf dem Geberrad in Bezug auf die mindestens eine Referenzmarkierung, wenn die Elektromaschine eine geringe Dynamik aufweist, ein Abschalten der Erregung erfolgen, wenn die Elektromaschine eine Asynchronmaschine oder eine Synchronmaschine mit elektrischer Erregung ist. Zusätzlich oder alternativ dazu kann beim Erfassen der Positionen der Zähne auf dem Geberrad in Bezug auf die mindestens eine Referenzmarkierung, wenn die Elektromaschine eine geringe Dynamik aufweist, ein aktiver Kurzschluss eingestellt werden, wenn die Elektromaschine eine permanenterregte Synchronmaschine ist. Dadurch kann eine annähernd konstante Drehzahl der Elektromaschine sichergestellt werden.

In einer Ausführungsform werden die Positionen der Zähne auf dem Geberrad in Bezug auf die mindestens eine Referenzmarkierung ferner erfasst, wenn die Elektromaschine unter Last steht. Dies ermöglicht es, weitere Ungenauigkeiten bei der Drehzahlberech- nung, die z.B. durch Torsionsschwingungen entstehen, zu erkennen und bei der Drehzahlberechnung zu berücksichtigen.

In einer Ausführungsform wird die Drehzahl der Elektromaschine ferner basierend auf Daten einer sensorlosen Drehzahlerfassung, insbesondere auf von der Elektromaschine in- duzierten Spannungen, berechnet. Dadurch wird es möglich, die Genauigkeit der Drehzahlberechnung zu verbessern. Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.

Beispielsweise können in einer Ausführungsform mehrere Zähne jeweils zu einem Zahnsegment zusammengefasst werden und die Berechnungen für die einzelnen Segmente durchgeführt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:

Fig. 1 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs;

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen

Verfahrens;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Geberrads.

In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen - sofern nichts anderes angegeben ist - mit denselben Bezugszeichen versehen worden.

Ausführungsformen der Erfindung Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Verfahren weist vier Schritte S1 - S4 auf.

In dem ersten Schritt S1 wird die Dynamik der Elektromaschine 1 erfasst. Daraufhin werden in einem zweiten Schritt S2 Positionen der Zähne 3-1 - 3-n auf dem Geberrad 2 erfasst. Dies geschieht dabei insbesondere in Bezug auf die mindestens eine Referenzmarkierung 4 und wenn die Elektromaschine 1 eine geringe Dynamik aufweist.

Eine Phase geringer Dynamik der Elektromaschine 1 kann z.B. eine Phase sein, in welcher die Elektromaschine 1 kein Antriebsmoment und/oder kein Verzögerungsmoment aufbringt.

Solch eine Phase kann z.B. aktiv eingeleitet werden. Beispielsweise kann mindestens eine Kupplung 16 zwischen der Elektromaschine 1 und mit der Elektromaschine 1 gekoppelten Komponenten 17-1 , 17-2 geöffnet werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Erregung abgeschaltet werden, wenn die Elektromaschine 1 eine Asynchronmaschine 1 oder eine Synchronmaschine 1 mit elektrischer Erregung ist.

Weiterhin kann ein aktiver Kurzschluss eingestellt werden, wenn die Elektromaschine 1 eine permanenterregte Synchronmaschine 1 ist.

In einem dritten Schritt S3 wird daraufhin eine Drehzahl der Elektromaschine 1 basierend zumindest auf den erfassten Positionen berechnet und in einem vierten Schritt S4 zum Steuern der Elektromaschine basierend auf der berechneten Drehzahl genutzt.

In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Positionen der Zähne 3-1 - 3-n auf dem Geberrad 2 in Bezug auf die mindestens eine Referenzmarkierung 4 erfasst werden, wenn die Elektromaschine 1 unter Last steht, wodurch es möglich wird, Ungenauig- keiten bei der Berechnung der Drehzahl, welche z.B. durch Torsionsschwingungen er- zeugt werden, zu reduzieren. Das erfindunsgemäße Verfahren kann in einem Antriebsstrang 10 einmal oder auch mehrfach durchgeführt werden.

Da das Geberrad sich nach seiner Produktion üblicherweise nicht verändert, kann z.B. nach der Produktion des Antriebsstrangs 10 oder z.B. eines Fahrzeugs 15 ein Anlernvorgang durchgeführt werden, bei welchem die Positionen der einzelnen Zähne 3-1 - 3-n auf dem Geberrad erfasst und gespeichert werden. Im Betrieb des Antriebsstrangs 10 oder des Fahrzeugs 15 können diese Werte dann für die Steuerung der Elektromaschine 1 genutzt werden.

Während dem Betrieb des Antriebsstrangs 10 oder des Fahrzeugs 15 können die Positionen der der Zähne 3-1 - 3-n z.B. zyklisch überprüft werden. Dies kann z.B. einmal für jeden Zündungszyklus des Fahrzeugs erfolgen. Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems 10.

Das Antriebssystem 10 der Fig. 2 weist eine Elektromaschine 1 auf, die über ihre Welle mit einem Geberrad 2 gekoppelt ist, welches eine Vielzahl von Zähnen 3-1 - 3-n und eine Referenzmarkierung 4 aufweist.

Neben dem Geberrad 2 ist ein Sensor 1 1 angeordnet, der dazu ausgebildet ist, die Positionen der Zähne 3-1 - 3-n zu erfassen. Die Positionserfassung kann dabei z.B. indirekt erfolgen. Beispielsweise kann der Sensor 1 1 ein Hallsensor 11 sein, der erfasst, wann einer der Zähne 3-1 - 3-n oder die Referenzmarkierung vor dem Sensor 11 steht oder vorbeiläuft. Der Sensor 1 1 gibt ein Sensorsignal 12 aus, welches diese Information aufweist, beispielsweise eine analoge Spannung oder ein digitales Signal, welches die Hallspannung in dem Hallsensor 11 kennzeichnet.

Die Steuereinrichtung 13, die mit dem Sensor 11 gekoppelt ist, wertet dieses Signal aus, um daraus die Position der Zähne zu berechnen. Befindet sich die Elektromaschine 1 in einem Zustand geringer Dynamik, kann davon ausgegangen werden, dass die Drehzahl annähernd konstant ist. Wird die Referenzmarkierung 4 durch den Sensor 1 1 erkannt, kann die Steuereinrichtung 13 die Positionen der einzelnen Zähne 3-1 - 3-n sehr einfach berechnen. Dazu kann die Steuereinrichtung 13 z.B. die Dauer eines Umlaufs bestimmen, indem sie den Zeitraum zwischen einer ersten und einer zweiten Erkennung der Referenzmarkierung 4 misst.

Bei einem idealen Geberrad 2 ohne Toleranzen befinden sich die einzelnen Zähne gleich- verteilt über den Umfang des Geberrads 2. Eine Division der Dauer eines Umlaufs durch die Anzahl der Zähne ergibt also die Sollposition bzw. die Sollzeit während dem Umlauf der einzelnen Zähne 3-1 - 3-n. Abweichungen von dieser Sollzeit können dann durch die Steuereinrichtung 13 korrigiert werden bzw. bei der Berechnung der Drehzahl der Elekt- romaschine 1 aus dem Sensorsignal 12 eibezogen werden.

In Bezug zu Fig. 2 wurde die Steuereinrichtung 12 in Verbindung mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. Die Steuereinrichtung 12 kann ab er auch mit allen anderen ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 15.

Das Fahrzeug 15 weist ein Antriebssystem 10 auf, das mit den Rädern 17-1 und 17-2 des Fahrzeugs 15 gekoppelt ist.

Das Antriebssystem 10 basiert auf dem Antriebssystem 10 der Fig. 2 und weist eine Elektromaschine 1 auf, die über ihre Welle mit einem Geberrad 2 gekoppelt ist, welches eine Vielzahl von Zähnen 3-1 - 3-n und eine Referenzmarkierung 4 aufweist.

Die Elektromaschine 1 ist ferner mit einer Kupplung 16 gekoppelt, welche die Elektromaschine 1 mit den Rädern 17-1 , 17-2 des Fahrzeugs verbindet.

Um eine Phase der Elektromaschine 1 mit einer geringen Dynamik zu erzeugen, kann z.B. die Kupplung 16 geöffnet werden und Elektromaschine 1 derart angesteuert werden, dass diese weder ein Antriebsmoment noch ein Bremsmoment erzeugt.

Das Fahrzeug 15 der Fig. 3 ist als reines Elektrofahrzeug 15 ausgebildet, welches neben der Elektromaschine 1 keinen weiteren Antriebsmotor aufweist. In weiteren Ausführungsformen kann das Fahrzeug 15 aber auch als Hybridfahrzeug 15 ausgebildet sein, welches neben der Elektromaschine 1 einen weiteren Antriebsmotor, z.B. einen Verbrennungsmotor aufweist. Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Das Verfahren der Fig. 4 basiert auf dem Verfahren der Fig. 1 und unterscheidet sich von diesem dahingehend, dass der Schritt S2 zwei Mal ausgeführt wird. Der Schritt S2 wird dabei für zwei unterschiedliche Sensoren 1 1 ausgeführt. In weiteren Ausführungsformen kann der Schritt S2 auch dreimal für drei unterschiedliche Sensoren 1 1 oder öfter ausgeführt werden.

Ferner weist der Schritt S2 jeweils zwei Unterschritte S21 und S22 auf.

In dem Schritt S21 wird der Zeitpunkt erfasst, zu welchem ein jeweiliger Zahn 3-1 - 3-n die Position erreicht, an welcher sich ursprünglich, also zu Beginn der Messung, die Referenzmarkierung 4 befunden hat. Beispielsweise kann die Position durch den Sensor 11 vorgegeben werden, da die Messung üblicherweise beginnt, wenn die Referenzmarkie- rung 4 sich vor dem Sensor 11 befindet.

Es wird also jeweils die Zeit gemessen, die vergeht, bis sich das Geberrad soweit gedreht hat, dass der nächste Zahn 3-1 - 3-n vor dem Sensor 1 1 steht. In dem Schritt S22 wird daraufhin basierend auf den erfassten Zeiten für jeden Zahn 3-1 -

3-n eine Position des Zahns auf dem Umfang des Geberrads 2 bezüglich der Referenzmarkierung 2 berechnet.

Eine Abweichung der erfassten bzw. berechneten Positionen der Zähne 3-1 - 3-n von den bekannten Sollpositionen können daraufhin berechnet und gespeichert werden.

Bei der Berechnung der Drehzahl können diese Abweichungen dann verwendet werden, um das Ergebnis der Drehzahlberechnung zu korrigieren. Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Geberrads 2. Das Geberrad 2 der Fig. 5 ist ein Geberrad, welches einen Ring 20 aufweist, auf dessen Innenseite die Zähne 3-1 - 3-8 gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

Zwischen den Zähnen 3-2 und 3-3 ist ferner eine als verkürzter Zahn ausgebildete Refe- renzmarkierung 4 angeordnet.

In dem Ring 20 sind ferner drei Sensoren 1 1-1 - 11 -3 angeordnet. Dabei ist der Sensor 1 1-3 genau Mittig unter dem Zahn 3-8 angeordnet. Der Sensor 1 1 -1 ist so angeordnet, dass er genau an dem von dem Zahn 3-8 entfernten Ende des Zahns 3-7 angeordnet ist. Der Sensor 1 1-2 ist so angeordnet, dass er genau an dem von dem Zahn 3-8 entfernten Ende des Zahns 3-1 angeordnet ist.

Der Abstand der Sensoren 1 1-1 - 1 1 -3 ist also größer als der Abstand der einzelnen Zähne zueinander.

Weitere Ausführungsformen des Geberrads 2 sind ebenfalls möglich.

Beispielsweise kann die Referenzmarkierung 4 auch als Zahnlücke, als Zahn mit einer veränderten Zahnform, als zusätzlich magnetisierter Zahn, als veränderter Zahnabstand oder dergleichen ausgebildet sein.

Ferner kann die Anzahl der Zähne 3-1 - 3-n variieren. Beispielsweise kann ein Geberrad 2 mit 60 Zähnen verwendet werden. Ein solches Geberrad 2 kann z.B. auch 2 Referenzmarkierungen 4 aufweisen.

In einer Ausführungsform kann das Geberrad 2 z.B. eine Scheibe sein, wobei die Zähne 3-1 - 3-n auf dem Umfang der Scheibe oder auf der Oberseite bzw. Unterseite der Scheibe angeordnet sind. Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Steuern einer Elektromaschine (1) mit einem Geberrad (2), welches eine Vielzahl von Zähnen (3-1 - 3-n) und mindestens eine Referenzmarkierung (4) aufweist, mit den Schritten:

Erfassen (S1) der Dynamik der Elektromaschine (1);

Erfassen (S2) der Positionen der Zähne (3-1 - 3-n) auf dem Geberrad (2) in Bezug auf die mindestens eine Referenzmarkierung (4), wenn die Elektromaschine (1) eine geringe Dynamik aufweist;

Berechnen (S3) einer Drehzahl der Elektromaschine (1) basierend zumindest auf den er- fassten Positionen; und

Steuern (S4) der Elektromaschine (1) basierend zumindest auf der berechneten Drehzahl.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei beim Erfassen der Positionen eines jeweiligen Zahns (3-1 - 3-n) auf dem Geberrad

(2) die Zeit erfasst wird (S21), welche vergeht, bevor der jeweilige Zahn (3-1 - 3-n) die ursprüngliche Position der mindestens einen Referenzmarkierung (4) erreicht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Erfassen der Positionen eines jeweiligen Zahns (3-1 - 3-n) auf dem Geberrad (2) ferner das Berechnen (S22) der Position des jeweiligen Zahns (3-1 - 3-n) basierend auf der jeweiligen erfassten Zeit umfasst.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Positionen der Zähne (3-1 - 3-n) auf dem Geberrad (2) mehrfach, insbesondere zweifach oder dreifach und insbesondere bezogen auf unterschiedliche Positionen auf einem Umfang des Geberrads (2), erfasst werden.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Erfassen der Positionen der Zähne (3-1 - 3-n) auf dem Geberrad (2) in Bezug auf die mindestens eine Referenzmarkierung (4), wenn die Elektromaschine (1) eine geringe Dynamik aufweist, das Erfassen der Positionen der Zähne (3-1 - 3-n) aufweist, wenn die Elektromaschine (1) kein Antriebsmoment und/oder kein Verzögerungsmoment aufbringt.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Erfassen der Positionen der Zähne (3-1 - 3-n) auf dem Geberrad (2) in Bezug auf die mindestens eine Referenzmarkierung (4), wenn die Elektromaschine (1) eine geringe Dynamik aufweist, das Öffnen mindestens einer Kupplung (16) zwischen der Elektromaschine (1) und mit der Elektromaschine (1) gekoppelten Komponenten (17-1 , 17-2) aufweist; und/oder das Abschalten der Erregung aufweist, wenn die Elektromaschine (1) eine Asynchronmaschine oder eine Synchronmaschine mit elektrischer Erregung ist; und/oder das Einstellen eines aktiven Kurzschlusses aufweist, wenn die Elektromaschine (1) eine permanenterregte Synchronmaschine ist.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ferner die Positionen der Zähne (3-1 - 3-n) auf dem Geberrad (2) in Bezug auf die mindestens eine Referenzmarkierung (4) erfasst werden, wenn die Elektromaschine (1) unter Last steht.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Drehzahl der Elektromaschine (1) ferner basierend auf Daten einer sensorlosen Drehzahlerfassung, insbesondere auf von der Elektromaschine (1) induzierten Spannungen, berechnet wird.

9. Antriebssystem (10), mit einer Elektromaschine (1); mindestens einem Geberrad (2), welches mit der Elektromaschine (1) mechanisch gekoppelt ist und eine Vielzahl von Zähnen (3-1 - 3-n) und mindestens eine Referenzmarkie- rung (4) aufweist; und mindestens einem Sensor (11 , 11-1 - 1 1 -3), welcher neben dem Geberrad (2) angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, die Zähne (3-1 - 3-n) und die mindestens eine Referenzmarkierung (4) des Geberrads (2) zu erfassen und ein Sensorsignal (12) auszugeben, wel- ches die Bewegung der Zähne (3-1 - 3-n) und der mindestens einen Referenzmarkierung (4) kennzeichnet; und einer Steuereinrichtung, welche mit dem mindestens einen Sensor (11 , 1 1 -1 - 11 -3) gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, basierend auf dem Sensorsignal (12) Positionen der Zähne (3-1 - 3-n) auf dem Geberrad (2) in Bezug auf die mindestens eine Referenzmarkierung (4) zu erfassen, wenn die Elektromaschine (1) eine geringe Dynamik aufweist, und die Elektromaschine (1) zumindest basierend auf einer basierend zumindest auf den erfassten Positionen berechneten Drehzahl der Elektromaschine (1) zu steuern.

10. Fahrzeug mit einem Antriebssystem nach Anspruch 9, welches dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.