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Title:
METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING ROTOR POSITION IN A MULTI-ELECTRIC MACHINE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/063800
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a method for determining rotor position in a system (10) comprising multiple electric machines (20, 30, 40) which transfer their torque to a common drive (50), comprising the steps: detecting the rotor position of at least one rotor (22) of a first electric machine (20) using a position sensor (23); and determining at least one parameter of at least one further electric machine (30, 40) using a parameter-determining device (60), wherein the rotor position of a rotor (32, 42) of the at least one further electric machine (30, 40) is determined on the basis of the rotor position of the at least one rotor (22) of the first electric machine (20) and of the at least one determined parameter of the at least one further electric machine (30, 40). The present invention further relates to a system (10) comprising multiple electric machines (20, 30, 40), which transfer their torque to a common drive (50), wherein the system comprises a controller (70) which is designed to carry out the method according to the invention. In addition, the present invention relates to a controller (70) which is designed to carry out the method according to the invention and/or for the open-loop and/or closed-loop control of the system (10) according to the invention.

Inventors:
STRAUSS, Henning (Winkelstraße 5, Uetze, 31311, DE)
RAUCH, Oliver (Westerheide 4, Leiferde, 38542, DE)
Application Number:
EP2016/071376
Publication Date:
April 20, 2017
Filing Date:
September 09, 2016
Export Citation:
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Assignee:
VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT (Berliner Ring 2, Wolfsburg, 38440, DE)
International Classes:
H02P6/16; H02P5/56
Domestic Patent References:
WO2015132010A22015-09-11
Foreign References:
US20100156333A12010-06-24
DE102012111799A12013-06-20
US20080272717A12008-11-06
CN101340165A2009-01-07
DE4437793A11996-05-15
DE102007049788A12009-04-23
Attorney, Agent or Firm:
VOGEL, Andreas et al. (Universitätsstraße 142, Bochum, 44799, DE)
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Claims:
Patentansprüche

Verfahren zur Rotorlageermittlung in einem System (10) mit mehreren elektrischen Maschinen (20, 30, 40), die ihr Drehmoment auf einen gemeinsamen Abtrieb (50) übertragen, aufweisend die Schritte:

Erfassen der Rotorlage wenigstens eines Rotors (22) einer ersten elektrischen

Maschine (20) durch einen Lagesensor (23) und

Ermitteln wenigstens eines Parameters von zumindest einer weiteren elektrischen Maschine (30, 40) durch eine Parameterermittlungsvorrichtung (60),

dadurch gekennzeichnet, dass

die Rotorlage eines Rotors (32, 42) der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine (30, 40) anhand der Rotorlage des wenigstens einen Rotors (22) der ersten elektrischen Maschine (20) und des wenigstens einen ermittelten Parameters der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine (30, 40) ermittelt wird.

Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Rotorlage durch einen jeweiligen Lagesensor (23) von mehreren Rotoren (22, 32) von mehreren zugehörigen elektrischen Maschinen (20, 30) erfasst wird.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

jeweils wenigstens ein Parameter von mehreren der elektrischen Maschinen (30, 40) ermittelt wird.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

als der wenigstens eine Parameter ein Ansteuerungsmuster für die Leistungselektronik der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine (30, 40) ermittelt wird.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

als der wenigstens eine Parameter ein Phasenstrom und eine Phasenspannung der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine (30, 40) ermittelt werden. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

als der wenigstens eine Parameter eine Rotordrehzahl der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine (30, 40) erfasst wird.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

als der wenigstens eine Parameter ein Korrekturwinkel eines Rotors (32, 42) der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine (30, 40) ermittelt wird.

Verfahren nach Anspruch 7

dadurch gekennzeichnet, dass

zum Ermitteln der Rotorlage des Rotors (32, 42) der wenigstens einen weiteren

elektrischen Maschine (30, 40) ferner folgende Schritte durchgeführt werden:

Speichern des Korrekturwinkels beim Abschalten des Systems (10) und

Verwenden des Korrekturwinkels beim Einschalten des Systems (10) zum Ermitteln der Rotorlage des Rotors (32, 42) der wenigstens einen weiteren elektrischen Maschine (30, 40).

System (10) mit mehreren elektrischen Maschinen (20, 30, 40), die ihr Drehmoment auf einen gemeinsamen Abtrieb (50) übertragen, wobei das System einen Controller (70) aufweist, der zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgestaltet ist.

Controller (70), der zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder zum Steuern und/oder Regeln eines Systems (10) nach Anspruch 9 ausgestaltet ist.

Description:
Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zur Rotorlageermittlung in einem Mehrfachelektromaschinensystem

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Rotorlageermittlung in einem Mehrfachelektromaschinensystem, d.h. einem System mit mehreren elektrischen

Maschinen, beispielsweise mehreren Elektromotoren, die ihr Drehmoment auf einen

gemeinsamen Abtrieb übertragen. Die ermittelten Rotorlagen der elektrischen Maschinen werden zur Steuerung und/oder Regelung der Systeme verwendet. Verfahren und

Vorrichtungen zur Ermittlung von Rotorlagen in elektrischen Maschinen sind beispielsweise aus der DE 44 37 793 A1 oder der DE 10 2007 049 788 A1 bekannt.

Bekannte Systeme zur Rotorlageermittlung in einem Mehrfachelektromaschinensystem zeichnen sich durch die Verwendung eines Drehwinkelsensors bzw. eines Lagesensors für jede elektrische Maschine aus, sodass für jede elektrische Maschine die Lageposition eines Rotors, beispielsweise relativ zu einem Stator, durch einen Lagesensor erfasst werden kann. Die Daten bezüglich der Rotorlagen werden zur Steuerung und/oder Regelung des Systems verwendet. Der Einsatz von einem Sensor je Maschine zeichnet sich durch eine hohe Steuerungsund/oder Regelungsgüte aus, bedingt jedoch auch hohe Kosten und einen hohen

Bauraumaufwand.

Daneben sind Systeme zur sensorlosen Steuerung und/oder Regelung bekannt. Der Einsatz von sensorlosen Systemen zeichnet sich durch entsprechend niedrigere Kosten und geringeren Bauraumaufwand aus, führt jedoch zu Problemen bei kleinen Drehzahlen und im

Feldschwächebereich. Darüber hinaus kann es bei sensorlosen Systemen insbesondere beim Andrehen des Systems zu Problemen bezüglich einer ungenauen Lageermittlung kommen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, der voranstehend beschriebenen Problematik zumindest teilweise Rechnung zu tragen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Rotorlageermittlung in einem Mehrfachelektromaschinensystem zu schaffen, mittels welcher sämtliche Rotorlagen im Mehrfachelektromaschinensystem kostengünstig und zuverlässig erfasst werden können.

Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale, die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System und dem Controller zum Durchführen des Verfahrens und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur

Rotorlageermittlung in einem System mit mehreren elektrischen Maschinen, die ihr

Drehmoment auf einen gemeinsamen Abtrieb übertragen, vorgeschlagen. Das

erfindungsgemäße Verfahren weist dabei insbesondere die folgenden Schritte auf:

Erfassen der Rotorlage wenigstens eines Rotors einer ersten elektrischen Maschine durch einen Lagesensor,

Ermitteln wenigstens eines Parameters von zumindest einer weiteren elektrischen

Maschine durch eine Parameterermittlungsvorrichtung.

Die Rotorlage eines Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine wird erfindungsgemäß anhand der Rotorlage des wenigstens einen Rotors der ersten elektrischen Maschine und des wenigstens einen ermittelten Parameters der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine ermittelt.

Die Rotorlage wird bevorzugt relativ zu einem Stator einer zugehörigen elektrischen Maschine erfasst. Die erste und/oder die wenigstens eine weitere elektrische Maschine sind bevorzugt jeweils als dreiphasige Synchronmaschine, beispielsweise als entsprechender Elektromotor ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. So ist es auch denkbar, dass die erste und/oder die wenigstens eine weitere elektrische Maschine als eine Maschine mit einer beliebigen Phasenzahl ausgestaltet sind. Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt zur Rotorlageermittlung in einem System mit drehzahlsynchronen oder im Wesentlichen drehzahlsynchronen elektrischen Maschinen durchgeführt, ist jedoch nicht darauf beschränkt.

Unter dem System mit mehreren elektrischen Maschinen, die ihr Drehmoment auf einen gemeinsamen Abtrieb übertragen, ist ein Mehrfachelektromaschinensystem zu verstehen, wobei bei der Übertragung der Drehmomente das Ziel einer Drehmomentenaddition besteht, um am gemeinsamen Abtrieb ein entsprechend hohes Drehmoment zu erzeugen. Die elektrischen Maschinen und insbesondere die jeweiligen Rotoren der elektrischen Maschinen sind dabei bevorzugt mechanisch gekoppelt.

Bei der Ermittlung des wenigstens einen Parameters der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine wird bevorzugt nicht direkt die Rotorlage des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine erfasst, d.h., hierbei kann auf die Verwendung eines entsprechenden Lagesensors bzw. Lagegebers verzichtet werden. Der wenigstens eine Parameter ist im Sinne der vorliegenden Erfindung bevorzugt als wenigstens ein Betriebsparameter der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine zu verstehen. Unter dem erfindungsgemäßen Lagesensor ist insbesondere ein Sensor wie ein SIN/COS-Geber oder ein Resolver zum kontinuierlichen Ermitteln einer Rotorlage zu verstehen.

Anhand der Rotorlage des wenigstens einen Rotors der ersten elektrischen Maschine kann die Rotorlage des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine für die nahe Zukunft grob abgeleitet bzw. ermittelt werden. Unter Hinzuziehung des wenigstens einen Parameters der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine kann die Ermittlung der Rotorlage des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine dauerhaft ermittelt werden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann bei einer reduzierten Anzahl von Lagesensoren die Rotorlage sämtlicher Rotoren im System ermittelt werden. So ist es beispielsweise möglich, anhand nur eines einzigen Lagesensors, durch welchen die Rotorlage des Rotors der ersten elektrischen Maschine kontinuierlich erfasst wird, mehrere Rotorlagen einer entsprechenden Mehrzahl von Rotoren in elektrischen Maschinen zu ermitteln. Mit anderen Worten, gemäß der vorliegenden Erfindung werden stets weniger Lagesensoren als Rotoren benötigt. Dadurch können die Kosten für die nicht benötigten Lagesensoren eingespart werden. Darüber hinaus kann dadurch, dass weniger Lagesensoren benötigt werden, der erforderliche Bauraum im System reduziert werden. Gleichwohl ist es durch das vorliegende Verfahren möglich, trotz Verzicht auf Lagesensoren eine hohe Regelgüte über den gesamten Drehzahlbereich der jeweiligen elektrischen Maschinen zu erzielen.

Die Parameterermittlungsvorrichtung weist bevorzugt einen oder mehrere Sensoren auf, mittels welcher insbesondere Betriebsparameter der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine ermittelt werden können. Hierbei ist es möglich, die Parameterermittlungsvorrichtung beispielsweise mit einem Umrichter zu koppeln, über welchen Betriebsparameter wie

Phasenströme, Pulsmuster und/oder eine Traktionsnetzspannung erhalten werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich beispielsweise bei Kraftfahrzeugen anwenden, bei welchen die Summierung der Momente beispielsweise über zwei elektrisch angetriebene Achsen bzw. Wellen über die Fahrbahn erfolgt. Die Rotorlage einer ersten elektrischen

Maschine der einen Welle kann hier beispielsweise direkt über einen Lagesensor bestimmt werden, wobei die Rotorlage einer zweiten elektrischen Maschine der anderen Welle durch das erfindungsgemäße Verfahren ermittelt werden kann.

Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass die Rotorlage durch einen jeweiligen Lagesensor von mehreren Rotoren von mehreren zugehörigen elektrischen Maschinen erfasst wird. Durch das Bereitstellen mehrerer Lagesensoren an mehreren Rotoren, d.h., jeweils einem Lagesensor an einem zugehörigen Rotor, kann die Rotorlage des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine bei reduziertem Rechenaufwand mit Bezug auf das System noch präziser ermittelt werden. Die Rotorlage des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine kann dabei anhand der mittels der jeweiligen Lagesensoren erfassten Rotorlagen der zugehörigen elektrischen Maschinen ermittelt werden. Durch das direkte Erfassen mehrerer Rotorlagen mittels entsprechender Lagesensoren ist es möglich, eine noch präzisere und schnellere Ermittlung der Rotorlage des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine zu erzielen.

Außerdem ist es erfindungsgemäß möglich, dass jeweils wenigstens ein Parameter von mehreren der elektrischen Maschinen ermittelt wird. D.h., von einer elektrischen Maschine von mehreren elektrischen Maschinen kann jeweils wenigstens ein Parameter ermittelt werden. Durch eine mögliche Kombination der jeweils erfassten Parameter der mehreren elektrischen Maschinen kann die Rotorlage des Rotors der wenigstens einen weiteren elektrischen

Maschine bzw. können die Rotorlagen von Rotoren weiterer elektrischer Maschinen noch präziser ermittelt werden.

Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, wenn als der wenigstens eine Parameter ein

Ansteuerungsmuster für die Leistungselektronik der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine ermittelt wird. Unter einem Ansteuerungsmuster sind vorliegend insbesondere Verfahren und Maßnahmen zum Ansteuern der Leistungselektronik der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine zu verstehen, die sich beispielsweise durch definierte Strom- und/oder Spannungsverläufe oder bestimmte Schaltabläufe definieren.

Von besonderem Vorteil ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass als der wenigstens eine Parameter ein Phasenstrom und eine Phasenspannung der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine ermittelt werden. Die Parameterermittlungsvorrichtung kann hierzu einen Stromsensor zum Erfassen des jeweiligen Phasenstroms aufweisen. Die Phasenspannung kann entweder direkt gemessen oder aus einem pulsweitenmodulierten Ansteuersignal für die zumindest eine weitere elektrische Maschine abgeleitet werden. Über den Phasenstrom bzw. die Phasenströme sowie die Phasenspannung bzw. die Phasenspannungen der jeweiligen weiteren elektrischen Maschine kann die Rotorlage direkt oder auch indirekt über die

Induktivitäten der zumindest einen weiteren elektrischem Maschine berechnet und daraus die entsprechende Rotorlage abgeleitet werden. Aus dieser berechneten Rotorlage der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine und der erfassten Rotorlage der ersten elektrischen Maschine kann ein Korrekturwinkel bestimmt werden, mit dessen Hilfe aus der erfassten bzw. gemessenen Rotorlage der ersten elektrischen Maschine die Rotorlage der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine ermittelt werden kann. Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, dass als der wenigstens eine Parameter eine

Rotordrehzahl der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine erfasst wird. Dadurch kann der Schlupf der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine bezogen auf die erste elektrische Maschine erfasst werden und damit die Rotorlage der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine ermittelt werden. Aus dem Schlupfwinkel kann ein Korrekturwinkel bestimmt werden, mit dessen Hilfe die Rotorlage der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine dauerhaft präzise ermittelt werden kann. Zum Erfassen der Rotordrehzahl kann die Parameterermittlungsvorrichtung beispielsweise einen Drehzahlsensor aufweisen.

Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, dass der wenigstens eine Parameter durch einen Inkrementalgeber, beispielsweise einen Drehzahlinkrementalgeber, oder einen Hallsensor ermittelt wird, der bei einem oder mehreren festen Drehwinkeln der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine ein Signal generiert. Dadurch kann ein Korrekturwinkel der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine zu kontinuierlich wiederkehrenden Zeitpunkten exakt bestimmt werden und damit die Rotorlage der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine dauerhaft präzise ermittelt werden.

Bei einer Weiterbildung ist es außerdem möglich, dass als der wenigstens eine Parameter ein Korrekturwinkel eines Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine ermittelt wird. Unter dem Korrekturwinkel ist vorliegend der Winkel zu verstehen, der die Differenz eines Rotorlagewinkels der ersten elektrischen Maschine und der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine beschreibt. Er wird durch den Schlupf und das Spiel der ersten elektrischen Maschine und der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine beeinflusst. Die Rotorlage des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine kann beispielsweise anhand der Rotorlage des Rotors der ersten elektrischen Maschine und des Korrekturwinkels des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine ermittelt werden, wobei die zumindest eine weitere elektrische Maschine nach Ermittlung des Korrekturwinkels

kontinuierlich nachgeführt wird. Durch die Ermittlung des Korrekturwinkels des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine kann eine besonders präzise Ermittlung der Rotorlage des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine erzielt werden.

Mit Bezug auf die vorstehend dargestellten Parameter wie das Ansteuerungsmuster für die Leistungselektronik, den Phasenstrom, die Rotordrehzahl und den Korrekturwinkels ist zu erwähnen, dass diese Parameter zur Ermittlung der Rotorlage des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine separat oder in Kombination verwendet werden können. Außerdem ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass zum Ermitteln der Rotorlage des Rotors der wenigstens einen weiteren elektrischen Maschine folgende Schritte durchgeführt werden:

Speichern des Korrekturwinkels beim Abschalten des Systems und

Verwenden des Korrekturwinkels beim Einschalten des Systems zum Ermitteln der Rotorlage des Rotors der wenigstens einen weiteren elektrischen Maschine.

Dadurch ist es möglich, den Korrekturwinkel für die Ermittlung der Rotorlage beim Einschalten besonders schnell und einfach zu initialisieren. Hierzu kann die zumindest eine elektrische Maschine zunächst derart angetrieben bzw. bestromt werden, dass sie sich unter Ausnutzung des Schlupfes eines Drehmomentübertrages auf einen bekannten Korrekturwinkel dreht.

Anschließend kann der nun bekannte Korrekturwinkel als Initialwert übernommen werden. Beim Abschalten des Systems bzw. der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine wird der bekannte Korrekturwinkel des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine gespeichert und beim wieder Einschalten des Systems bzw. der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine als Initialwert übernommen. Durch die Initialisierung des

Korrekturwinkels des Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine kann die schnelle und korrekte Verfügbarkeit des Korrekturwinkels gewährleistet werden.

Für den Fall, dass sich der Korrekturwinkel zumindest einer weiteren elektrischen Maschine beim Einschalten derselben nicht im Vorfeld ermitteln lässt, kann diese Maschine für die erste Umdrehung gemäß einem Verfahren einer sensorlosen Regelung betrieben werden, bis die Rotorlage ermittelt wurde und somit der Korrekturwinkel zum Lagegeber der ersten Maschine ermittelt werden kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System mit mehreren elektrischen Maschinen bereitgestellt, die ihr Drehmoment auf einen gemeinsamen Abtrieb übertragen, wobei das System einen Controller aufweist, der zum Durchführen des vorstehend dargestellten Verfahrens ausgestaltet ist. Damit bringt das erfindungsgemäße System die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben worden sind. Das System weist hierzu bevorzugt einen Lagesensor zum Erfassen der Rotorlage wenigstens eines Rotors einer ersten elektrischen Maschine sowie eine

Parameterermittlungsvorrichtung zum Ermitteln wenigstens eines Parameters von zumindest einer weiteren elektrischen Maschine auf.

Außerdem ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Controller bereitgestellt, der zum Durchführen des vorstehend beschriebenen Verfahrens und/oder zum Steuern und/oder Regeln des vorstehenden Systems ausgestaltet ist. Der Controller weist bevorzugt eine Rotorlagen- Ermittlungsvorrichtung zum Ermitteln der Rotorlage eines Rotors der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine anhand der Rotorlage des wenigstens einen Rotors der ersten elektrischen Maschine und des wenigstens einen ermittelten Parameters der zumindest einen weiteren elektrischen Maschine auf. Damit bringt auch der erfindungsgemäße Controller die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben worden sind.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnung hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen

Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Es zeigen jeweils schematisch:

Figur 1 ein Blockschaltbild zur Darstellung eines Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und

Figur 2 ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein System 10 mit mehreren elektrischen Maschinen 20, 30, 40, genauer gesagt mit einer ersten elektrischen Maschine 20, einer zweiten (weiteren) elektrischen Maschine 30 sowie einer dritten (weiteren) elektrischen Maschine 40. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Vielmehr ist auch ein System mit einer beliebigen Anzahl von elektrischen Maschinen denkbar. Die erste elektrische Maschine 20 weist einen ersten Rotor 22 und einen ersten Stator 21 auf, wobei der erste Rotor 22 relativ zum ersten Stator 21 bewegbar bzw. drehbar angeordnet ist. Die zweite elektrische Maschine 30 weist einen zweiten Rotor 32 und einen zweiten Stator 31 auf, wobei der zweite Rotor 32 relativ zum zweiten Stator 31 bewegbar bzw. drehbar angeordnet ist. Die dritte elektrische Maschine 40 weist einen dritten Rotor 42 und einen dritten Stator 41 auf, wobei der dritte Rotor 42 relativ zum dritten Stator 41 bewegbar bzw. drehbar angeordnet ist. Die elektrischen Maschinen 20, 30, 40 sind gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform als dreiphasige Synchronmaschinen ausgebildet.

Die gemäß Fig. 1 dargestellten elektrischen Maschinen 20, 30, 40 übertragen ihr Drehmoment auf einen gemeinsamen Abtrieb 50 im Sinne einer Drehmomentenaddition. Dadurch kann über den Abtrieb 50 ein entsprechend hohes Drehmoment erzielt werden. Das System 10 weist ferner einen Lagesensor 23 zum Erfassen der Rotorlage des ersten Rotors 22 der ersten elektrischen Maschine 20 auf. Das in Fig. 1 dargestellte System 10 weist außerdem zwei Parameterermittlungsvorrichtungen 60 auf, wobei eine Parameterermittlungsvorrichtung 60 zum Ermitteln wenigstens eines Parameters der zweiten elektrischen Maschine ausgebildet ist und die andere Parameterermittlungsvorrichtung 60 zum Ermitteln wenigstens eines Parameters der dritten elektrischen Maschine ausgebildet ist. Mittels der jeweiligen

Parameterermittlungsvorrichtung 60 können beispielsweise ein Ansteuerungsmuster für die Leistungselektronik der jeweiligen elektrischen Maschine 30, 40, ein Phasenstrom bzw.

Phasenströme der jeweiligen elektrischen Maschine 30, 40, eine Rotordrehzahl der jeweiligen elektrischen Maschine 30, 40 und/oder ein Korrekturwinkel eines Rotors 32, 42 der jeweiligen elektrischen Maschine 30, 40 ermittelt werden.

Das in Fig. 1 dargestellte System weist außerdem einen Controller 70 auf, der zur Steuerung des Systems ausgestaltet ist. Genauer gesagt ist der Controller 70 bereitgestellt, um die Signale von den Parameterermittlungsvorrichtungen 60 sowie dem Lagesensor 23 zu verarbeiten und basierend darauf die Rotorlage des zweiten Rotors 32 der zweiten elektrischen Maschine sowie die Rotorlage des dritten Rotors 42 der dritten elektrischen Maschine zu ermitteln. Genauer gesagt ist der Controller 70 konfiguriert und angeordnet, dass durch selbigen anhand der Rotorlage des ersten Rotors 22 der ersten elektrischen Maschine 20, welche mittels des Lagesensors 23 erfasst wird, und wenigstens eines ermittelten Parameters der zweiten elektrischen Maschine 30 sowie wenigstens eines ermittelten Parameters der dritten elektrischen Maschine 40 die genaue Rotorlage des zweiten Rotors 32 sowie des dritten Rotors 42 ermittelbar sind.

Mit Bezug auf Fig. 2 wird anschließend ein Verfahren zur Rotorlageermittlung in dem

vorstehend beschriebenen System mit mehreren elektrischen Maschinen 20, 30, 40 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Genauer gesagt wird mit Bezug auf Fig. 2 ein Verfahren beschrieben, mittels welchem die Rotorlagen der zweiten elektrischen Maschine 30 sowie der dritten elektrischen Maschine 40 ohne separat dafür vorgesehene Lagesensoren ermittelt werden.

In Schritt S1 wird hierzu die Rotorlage des ersten Rotors 22 der ersten elektrischen Maschine 20 durch den Lagesensor 23 erfasst. In Schritt S10 und den folgenden Schritten, welche parallel zu oder nach Schritt S1 ausgeführt werden können, werden Parameter der zweiten elektrischen Maschine 30 durch die Parameterermittlungsvorrichtung 60 erfasst. Hierzu wird in Schritt S10 zunächst der zweite Rotor 32 mittels eines Phasenstroms und ggf. zugehöriger Pulsweitenmodulation angetrieben. Durch Schlupf oder Spiel können sich hierdurch die Rotoren 22, 32 und 42 unterschiedlich weit drehen. In einem anschließenden Schritt S1 1 wird nun durch Erkennung einer bekannten Rotorlage basierend auf den Ergebnissen der Parameterermittlungsvorrichtungen 60, beispielsweise durch einen Hall-Sensor oder einen Drehzahlinkrementalgeber, ein Korrekturwinkel ermittelt, welcher einer Winkeldifferenz zwischen der bekannten Rotorlage des Rotors 32 und der durch Sensor 23 bestimmten

Rotorlage des Rotors 22 genau zu diesem Zeitpunkt entspricht. In einem anschließenden Schritt S12 kann der Korrekturwinkel noch durch einen Tiefpassfilter gefiltert werden.

Im darauffolgenden Schritt S13 kann nun die Rotorlage des zweiten Rotors 32 der zweiten elektrischen Maschine 30 anhand der Rotorlage des ersten Rotors 22 sowie des ermittelten Korrekturwinkels ermittelt werden.

Neben dieser Ausführungsform ist noch eine alternative Vorgehensweise möglich. So kann in Schritt S10 zunächst der zweite Rotor 32 mittels eines Phasenstroms und ggf. zugehöriger Pulsweitenmodulation angetrieben werden. Durch Schlupf oder Spiel können sich, wie vorstehend beschrieben, die Rotoren 22, 32 und 42 unterschiedlich weit drehen. Im

anschließenden Schritt S1 1 wird für den zweiten Rotor 32 das Verhältnis von Induktivitäten Ld/Lq basierend auf den Phasenströmen durch die Parameterermittlungsvorrichtung 60 ermittelt sowie der Pulsweitenmodulation bestimmt. Im darauffolgenden Schritt S12 wird die Rotorlage des zweiten Rotors 32 anhand der Phasenströme und der Phasenspannungen, alternativ basierend auf dem Verhältnis Ld/Lq in Abhängigkeit von den Phasenströmen, bestimmt und anschließend ein Korrekturwinkel ermittelt, welcher der Winkeldifferenz zwischen der ermittelten Rotorlage des Rotors 32 und der durch Sensor 23 bestimmten Rotorlage des Rotors 22 entspricht. Abschließend kann der Korrekturwinkel noch optional durch einen Tiefpassfilter gefiltert werden. Im darauffolgenden Schritt S13 kann nun die Rotorlage des zweiten Rotors 32 der zweiten elektrischen Maschine 30 wieder anhand der Rotorlage des ersten Rotors 22 sowie des ermittelten Korrekturwinkels ermittelt werden.

Die Schritte S20 bis S23 zur Ermittlung der Rotorlage des dritten Rotors 42 der dritten elektrischen Maschine 40 entsprechen im Wesentlichen den Schritten S10 bis S13 zur

Ermittlung der Rotorlage des zweiten Rotors 32 der zweiten elektrischen Maschine 30, weshalb auf eine detaillierte Beschreibung derselben verzichtet wird. Bezugszeichenliste System

erste elektrische Maschine

erster Stator

erster Rotor

Lagesensor

zweite elektrische Maschine

zweiter Stator

zweiter Rotor

dritte elektrische Maschine

dritter Stator

dritter Rotor

Abtriebswelle

Parameterermittlungsvorrichtung

Controller