已知的用于多电机系统中的转子位置测算的系统的特征在于使用旋转角传感器或用于每个电机的位置传感器，从而能够针对每个电机通过位置传感器检测转子、例如相对于定子的位置。有关转子位置的数据被用于控制和/或调节系统。针对每个机器使用传感器，其特征在于高控制和/或调节质量，然而也导致了高成本和高结构空间费用。
此外还已知用于无传感器的控制和/或调节的系统。使用无传感器的系统的特征在于相应较低的费用和较低的较低的结构空间费用，然而这导致在小转速时和弱磁区域中的问题。此外，在无传感器的系统中，尤其在系统旋转时会导致位置检测不精确的问题。
本发明所要解决的技术问题在于，至少部分解决上述问题。本发明所要解决的技术问题尤其在于，提供一种用于在多电机系统中测算转子位置的方法和设备，借助所述方法或设备能够成本低廉且可靠地检测在多电机系统中的所有的转子位置。
上述技术问题通过权利要求解决。本发明的其他技术特征和细节由说明和附图给出。在此在结合方法所述的技术特征显然也适用于根据本发明的系统和用于实施所述方法的控制器的情况，反之亦然，因此就公开内容而言各个发明方面始终可以相互援引。
根据本发明的第一方面，规定了一种用于在具有多个电机的系统中检测转子位置的方法，所述多个电机将其转矩传递至共同的传动器上。根据本发明的方法在此尤其具有以下步骤：
-通过位置传感器检测第一电机的至少一个转子的转子位置，
-通过参数测算设备测算至少另一个电机的至少一个参数。
根据本发明，根据第一电机的至少一个转子的转子位置和至少另一个电机的至少一个测算出的参数能够测算至少另一个电机的转子的转子位置。
优选地检测相对于相应的电机的定子的转子位置。第一和/或至少另一个电机优选分别构造为三相同步电机、例如构造为相应的电动机。然而本发明并不局限于此。那么还可以考虑的是，第一和/或至少另一个电机设计为具有任意相数的机器。实施根据本发明的方法，优选用于在具有转速同步或基本转速同步的电机的系统中检测转子位置，然而并不局限于此。
具有多个电机(所述电机将其转矩传递至共同的传动器)的系统被理解为多电机系统，其中，在传递转矩时形成转矩加成的目标，以便在共同的传动器上形成相对较高的转矩。多个电机和尤其电机的相应各个转子在此优选机械耦连。
在对至少另一个电机的至少一个参数的检测时，优选不直接检测至少另一个电机的转子的转子位置，也即在此可以摒弃相应的位置传感器或位置感应器的使用。至少一个参数在本发明的范畴内优选被理解为至少另一个电机的至少一个运行参数。根据本发明的位置传感器尤其被理解为传感器，例如sin/cos感应器或用于持续检测转子位置的旋转变压器。
根据第一电机的至少一个转子的转子位置可以粗略推导或测算出在不远的将来至少另一个电机的转子的转子位置。通过引入至少另一个电机的至少一个参数，可以持续地测算至少另一个电机的转子的转子位置的检测。
通过根据本发明的方法，可以在位置传感器的数量减少的情况下测算系统中的所有转子的转子位置。由此例如能够实现的是，仅根据唯一一个位置传感器来测算电机中的相应多个转子的多个转子位置，通过所述位置传感器持续检测第一电机的转子的转子位置。换言之，根据本发明始终需要比转子更少的位置传感器。由此能够节约用于不必要的位置传感器的成本。此外由于需要更少的位置传感器，还可以减小系统中所需的结构空间。尽管省去了位置传感器，通过本发明还能够实现在各个电机的整个转速范围内的高调节质量。
参数测算设备优选具有一个或多个传感器，借助所述传感器尤其能够测算至少另一个电机的运行参数。在此能够实现的是，参数测算设备例如与换向器耦连，通过所述换向器能够获得运行参数、例如相电流、脉冲模式和/或牵引电源电压。
根据本发明的方法能够例如应用于汽车，其中，例如通过两根电驱动轴(achsen或welle)沿行驶路径实现力矩的加和。其中一根轴的第一电机的转子位置在此可以直接通过位置传感器确定，其中，另一根轴的第二电机的转子位置可以通过根据本发明的方法测算。
根据本发明的一种改进方式可以实现的是，通过多个相应电机的多个转子的相应各个位置传感器检测转子位置。通过在多个转子上提供多个位置传感器、也即分别在相应转子上各提供一个位置传感器，可以在就系统而言运算费用减少的情况下仍能更精确地测算至少另一个电机的转子的转子位置。在此可以根据相应电机的借助相应的位置传感器测得的转子位置测算出至少另一个电机的转子的转子位置。通过借助相应的位置传感器直接检测多个转子位置，可以实现至少另一个电机的转子的转子位置的更精确和更快速的测算。
此外根据本发明还可以实现的是，测算多个电机的至少一个参数。也就是说，在多个电机的其中一个电机中可以分别测算至少一个参数。通过将多个电机的分别测得的参数可能的结合，可以更加精确地测算至少另一个电机的转子的转子位置或至少另一个电机的多个转子的多个转子位置。
此外，有利的还可能在于，检测作为至少一个参数的针对至少另一个电机的功率电子部件的控制模式。控制模式在此尤其被理解为用于控制至少另一个电机的功率电子部件的方法和措施，所述控制模式例如通过规定的电流曲线和/或电压曲线或确定的切换过程定义。
在本发明的范畴内特别有利的是，检测作为至少一个参数的至少另一个电机的相电流和相电压。参数测算设备为此可以具有用于检测各个相电流的电流传感器。相电压可以要么被直接测量要么由脉冲宽度调制的用于至少另一个电机的控制信号推导得出。通过相应另外的电机的一个或多个相电流或一个或多个相电压可以直接或间接通过至少另一个电机的电感计算转子位置，并且由此推导出相应的转子位置。通过此计算得出的至少另一个电机的转子位置和测得的第一电机的转子位置，可以确定校准角度，借助所述校准角度能够由检测到或测得的第一电机的转子位置测算至少另一个电机的转子位置。
此外根据本发明还可以实现的是，检测作为至少一个参数的至少另一个电机的转子转速。由此可以检测至少另一个电机相对于第一电机的转差率，并且由此测算至少另一个电机的转子位置。由转差率角可以确定校准角度，借助所述校准角度可以持续精确地测算至少另一个电机的转子位置。为了测算转子位置，参数测算设备可以具有例如转速传感器。
此外根据本发明还可以实现的是，至少一个参数可以通过增量式编码器、例如转速增量式编码器或霍尔传感器测算，所述增量式编码器或霍尔传感器在至少另一个电机的一个或多个固定的旋转角上生成信号。由此可以在持续再现的时刻精确地确定至少另一个电机的校准角度，并且由此持续精确地测算至少另一个电机的转子位置。
此外在一种改进方式中还可以实现的是，检测作为至少一个参数的至少另一个电机的转子的校准角度。校准角度在此被理解为描述第一电机与至少另一个电机的转子位置角的差异的角度。校准角度受到第一电机和至少另一个电机的转差率和间隙的影响。至少另一个电机的转子的转子位置可以例如根据第一电机的转子的转子位置和至少另一个电机的转子的校准角度测算，其中，至少另一个电机在校准角度测算之后被持续追踪。通过测算至少另一个电机的转子的校准角度，可以实现至少另一个电机的转子的转子位置的特别精确的测算。
就以上列举的参数而言，例如用于功率电子部件的控制模式、相电流、转子转速和校准角度，应该提及的是，所述参数能够单独地或相互结合地应用于至少另一个电机的转子的转子位置的测算。此外，根据本发明能够实现的是，为了测算至少另一个电机的转子的转子位置实施以下步骤：
-在系统关闭时存储校准角度，并且
-在系统开启时使用校准角度，以便测算至少另一个电机的转子的转子位置。
由此能够实现的是，在开启时特别迅速和简单地初始化用于测算转子位置的校准角度。为此，至少另一个电机可以首先被驱动或通电，从而该至少另一个电机旋转至已知的校准角度，以便充分利用转矩传递的转差率。
随后，可以采用已知的校准角度作为初始值。在系统或至少另一个电机关闭时，存储至少另一个电机的转子的已知的校准角度，并且在系统或至少另一个电机重新开启时采用该校准角度作为初始值。通过至少另一个电机的转子的校准角度的初始化，可以确保校准角度的快速和准确提供。
对于至少另一个电机的校准角度在至少另一个电机接通时不能在预备阶段测算的情况，该电机可以在第一转时根据无传感器调节的方法运行，直至测得转子位置并且由此测算出相对于第一电机的位置感应器的校准角度为止。
根据本发明的另一方面，提供了一种具有多个电机的系统，所述电机将其转矩传递至共同的传动器，其中，系统具有控制器，所述控制器设计用于实施上述方法。由此根据本发明的系统带来与具体结合根据本发明的设备所述相同的优点。为此，该系统具有用于检测第一电机的至少一个转子的转子位置的位置传感器以及用于测算至少另一个电机的至少一个参数的参数测算设备。
此外，在本发明的范畴内提供了一种控制器，所述控制器设计用于实施上述方法和/或用于控制和/或调节上述系统。控制器优选具有转子位置测算设备，用于根据第一电机的转子的转子位置和至少另一个电机的至少一个被测算的参数来测算至少另一个电机的转子的转子位置。由此根据本发明的控制器带来与具体结合根据本发明的方法所述相同的优点。
改进本发明的其他措施由以下对本发明的不同实施例的描述给出，所述实施例在附图中示意性示出。所有由权利要求、说明书或附图给出的技术特征和/或优点(包括结构细节和空间布置在内)既可以本身也可以作为不同组合对于本发明是必不可少的。
分别示意性地示出：
图1是用于示出根据本发明的一种实施方式的系统的框图，和
图2是用于示出根据本发明的一种实施方式的方法的流程图。
图1是具有多个电机20、30、40、确切来说具有第一电机20、第二电机(另一电机)30以及第三电机(另一电机)40的系统10。然而本发明并不局限于此。事实上也可以考虑具有任意数量电机的系统。第一电机20具有第一转子22和第一定子21，其中，第一转子22相对于第一定子21可活动或可旋转地布置。第二电机30具有第二转子32和第二定子31，其中，第二转子32相对于第二定子31可活动或可旋转地布置。第三电机40具有第三转子42和第三定子41，其中，第三转子42相对于第三定子41可活动或可旋转地布置。电机20、30、40根据图1所示的实施方式构造为三相的同步电机。
根据图1所示的电机20、30、40将其转矩通过转矩加和的方式传递至共同的传动器50上。由此可以通过传动器50实现相应较高的转矩。此外，系统10还具有用于检测第一电机20的第一转子20的转子位置的位置传感器23。此外，图1所示的系统10还具有两个参数测算设备60，其中，一个参数测算设备60构造用于测算第二电机的至少一个参数，并且另一个参数测算设备60构造用于测算第三电机的至少一个参数。借助相应的参数测算设备60能够例如测算用于各个电机30、40的功率电子部件的控制模式、各个电机30、40的相电流和相电压、各个电机30、40的转子转速和/或各个电机30、40的转子32、42的校准角度。
此外，图1所示的系统还具有控制器70，所述控制器70构造用于系统的控制。更确切地说，提供控制器70，以便处理来自参数测算设备60以及位置传感器23的信号并且据此测算第二电机的第二转子32的转子位置以及第三电机的第三转子42的转子位置。更确切地说，配置和布置控制器70，从而通过仅根据第一电机20的第一转子22的借助位置传感器23所测得的转子位置和第二电机30的测算出的至少一个参数以及第三电机40的测算出的至少一个参数，能够测算出第二转子32以及第三转子42的准确的转子位置。
随后借助图2描述用于在上述根据本发明的一种实施方式的具有多个电机20、30、40的系统中测算转子位置的方法。更确切地说，借助图2描述一种方法，借助所述方法测算第二电机30以及第三电机40的转子位置，而无需为此设置位置传感器。
在步骤s1中，为此通过位置传感器23检测第一电机20的第一转子22的转子位置。在步骤s10和能够与步骤s1并行或在步骤s1之后实施的后续步骤中，通过参数测算设备60检测第二电机30的参数。为此，在步骤s10中首先借助相电流和必要时相应的脉冲宽度调制驱动第二转子32。通过转差率和间隙能够由此使转子23、32和42差异明显地旋转。在随后的步骤s11中，通过基于参数测算设备60的结果识别已知的转子位置、例如通过霍尔传感器或转速增量式编码器测算校准角度，所述校准角度相当于具体地在确定的时刻在转子32的已知转子位置与转子22的通过传感器23所确定的转子位置之间的角度差异。在随后的步骤s12中可以还通过低通滤波器过滤校准角度。在后续的步骤s13中可以根据第一转子22的转子位置以及测算出的校准角度测算第二电机30的第二转子32的转子位置。
除了该实施方式之外也可以考虑备选的实施方案。那么在步骤s10中首先借助相电流和必要时相应的脉冲宽度调制驱动第二转子32。如上述所述，通过转差率和间隙能够使转子23、32和42差异明显地旋转。在随后的步骤s11中针对第二转子32基于通过参数测算设备60得到的相电流测算电感比例ld/lq以及确定脉冲宽度调制。在后续的步骤s12中根据相电流和相电压、备选地基于与相电流相关的比例ld/lq确定第二转子32的转子位置，随后测算校准角度，所述校准角度相当于在转子32的测算出的转子位置与转子22的通过传感器23所确定的转子位置之间的角度差。随后还可以可选地通过低通滤波器过滤校准角度。在后续的步骤s13中可以根据第一转子22的转子位置以及测算出的校准角度测算第二电机30的第二转子32的转子位置。
用于测算第三电机40的第三转子42的转子位置的步骤s20至s23基本上相当于用于测算第二电机30的第二转子32的转子位置的步骤s10至s13，因此省去相同的具体描述。
附图标记清单
10系统
20第一电机
21第一定子
22第一转子
23位置传感器
30第二电机
31第二定子
32第二转子
40第三电机
41第三定子
42第三转子
50传动轴
60参数测算设备
70控制器