[0001] 本发明涉及一种用于在故障情况中用交替的空转状态和短路状态对车辆驱动器进行基于迟滞的操控的方法。

[0002] 已知给车辆配备电驱动器，所述电驱动器具有永磁激励的电机，所述电机的相接头与换流器连接。如果在行驶期间出现故障，则在电机的按发电机方式的运行中在缓缓滑行至停止的期间产生电功率。如果电机的相接头被断开地操控、也就是没有通过换流器的开关来短路，则可能出现高电压，所述高电压可能会毁坏电气组件、比如换流器的组件或者被连接到换流器的直流电流侧上的组件(中间电路组件)。如果在主动短路中、也就是在相接头有针对性地彼此连接的状态中(比如通过换流器的开关)来运行电机，则可能在按发电机方式的运行中在缓缓滑行至停止的期间产生电流，所述电流同样可能损坏驱动器的电气组件、尤其是换流器的产生短路的开关。

[0032] 图1示出了用于示出这里所描述的、尤其在本方法中所使用的极限(和阈值)的图表。在x轴上绘出相电流I(U/V/W)，而y轴则反映了在换流器的直流电流侧上的直流电压(也就是中间电路电压)，这里通过UDC来示出。如果直流电压低于电压阈值UBat(max)，则能够持久地设定空转状态，所述空转状态在这里被称为6SO。因此，如果设定空转状态，在所述空转状态中直流电压低于这个电压阈值，则能够不依赖于电流及电压极限来设定尤其持续不停的空转状态(相比于按照方法的交替的AKS及空转状态)。如果相电流I(U/V/W)低于数值IASC(峰值)，则能够设定在这里被称为3PS的AKS状态。而后这种状态也能够是持久的、尤其不依赖于这里所描述的电压极限或电流极限。如果由此没有达到两个第一极限(电流极限、电压极限)，则能够可选地设定AKS状态或空转状态。

[0033] 对于较高的相电流或者直流电压(大于UBat(max)或者IASC(峰值))来说，依赖于电压极限UG1、UG2和电流极限IG1、IG2在空转状态与AKS状态之间变换。为此，在图1中绘入了第一电流极限IG1和第二电流极限IG2(它们一起形成电流极限范围OC)。此外，绘入了第一电压极限UG1和第二电压极限UG2，它们形成电压极限范围OV。不仅电流极限IG1、IG2而且电压极限UG1、UG2(分别)形成迟滞的极限并且一起形成共同的依赖于电流及电压的迟滞特性的极限。

[0034] 所描述的迟滞(Hyst.)的极限的超过情况导致从AKS状态到空转状态的变换或者反之。因为对于转换来说在空转状态中电压极限UG1、UG2是重要的并且在AKS状态中电流极限IG2、IG1是重要的，所以所描述的电压迟滞和电流迟滞能够被分配给共同的迟滞特性。换言之，在AKS状态中仅仅电流极限IG1、IG2对于步骤AKS与F之间的转换或者变换来说是重要的、而不是电压极限UG1、UG2是重要。以相同的方式，在空转状态中电流极限IG1、IG2不是重要的，而仅仅电压极限UG1、UG2是重要的。

[0035] 由此产生迟滞范围，该迟滞范围用Hyst.来表示并且该迟滞范围引起以下结果，即：在超过第一极限UG1、IG1时状态被变换、也就是从AKS状态变换到空转状态或者反之，并且在超过第二极限、也就是极限UG2或者IG2时，状态同样被变换。

[0036] 此外，由图1可以看出，对于高于第一电压极限UG1的相电压来说设定AKS状态，以便就这样避免过高的空转电压持久地施加在换流器上。相关的直流电压能够是所测量的或者尤其外推的电压、也就是当在相关的运行参数的情况下设定空转时出现的所估计的电压。

[0037] 当出现超过第一电流极限IG1的(同样所估计的)相电流时，以相同的方式设定空转F。在这种情况下，如所描述的一样设定空转状态F。因此，在这些电流及电压极限范围UV、OC之上持久地设定一种状态、尤其是不依赖于迟滞特性、也就是不依赖于第二极限的状态。

[0038] 在图2中示出了示例性的电流及电压变化曲线，它们描述了空转与AKS之间的重复变换的效应，如在按本发明的处理方式中也出现的一样。

[0039] 在图表的上半部中示出了相电压的、在这里示例性地在从320V到540V的间隔中的变化曲线。在图表的下半部中示出了相电流的、在从‑1200A到1200A的间隔中的变化曲线。为这两张图示设置了同一根时间轴(x轴)，其中在这里示出了处于0ms与7ms之间的时间段。

[0040] 在上半部中示出的直流电压UDC从在换流器的直流电压侧上的电压中并且尤其从(在换流器的交流电压侧上的)相电压中通过整流(经由换流器)来产生。一般来说，也能够取代直流电压而将相电压之一(或所有相电压)的有效值或峰值用作用于直流电压的尺度。两个相接头之间的电压被称为相电压。

[0041] 各个相的相电流被称为IU、IV和IW。在图表中示出了所有三个相电流，但是其中，这里所示出的处理方式的实施方式也能够仅仅涉及这些相电流之一或者相电流的(通过计算算出的)总和、尤其是各个相电流IU、IV和IW的量值的总和。

[0042] 在图2中示出了在无故障地运行时在时刻0ms与1.5ms之间的电流及电压变化曲线。在示出了模拟结果的图2中，在时刻1.5ms认为存在故障(“frozen PWM”，也就是没有同步的脉宽调制)。由此，在这个范围内电压UDC下降，尤其参见范围FE，在该范围内出现故障。随着范围FE的终止而开始短暂的阶段，在该短暂的阶段中进行空转F。空转F的设定是对在时刻1.5ms出现的故障的响应。可以看出，在这个随着FE的终止而开始并且在AKS1的开始中结束的时段中电压UDC明显升高。电压UDC相应于由电机(在换流器的直流电压侧上)产生的直流电压。此外，可以看出，电流IU、IV和IW在阶段FE与阶段AKS1之间、也就是在空转F的阶段中减小或者关于其先前的变化曲线而减弱。

[0043] 直流电压UDC的提高或者电流IU至IW的减弱随着代表着AKS状态的阶段AKS1的开始而结束。UDC的在图2中示出的在AKS1的开始时的起振特性通过电机的电感来得到解释。

[0044] AKS状态AKS1从大约1.6m/s延伸至3.4m/s。接下来直接跟随中间阶段T，在该中间阶段中交替地执行步骤AKS和F。在按本发明的处理方式中，变换按照具有两个电流极限和两个电压极限的迟滞特性来进行。为了简化所示出的模拟，在中间阶段T中AKS与F之间的周期性的变换(也就是依赖于时间的变换)是图2的基础。由此示出了AKS与F之间的重复变换的作用，如基本上也在按本发明的基于迟滞的、用于在AKS与F之间进行变换的处理方式中出现的一样。更确切地说，AKS和F的按本发明的基于迟滞的轮换不会导致精确周期性的变换，但是所示出的模拟以足够的精确性接近于AKS与F之间的重复变换，以用于粗略地描述按本发明的中间阶段对电流和电压的影响。

[0045] 可以看出，在中间阶段T中通过重复变换逐渐降低电感的磁化并且电压UDC在每次变换成空转之后随着越来越平坦的梯度而升高。因此可以看出，能够通过中间阶段或者通过AKS与F之间的变换受控地降低磁化能并且电压升高逐渐地在变换到空转状态上时变得平坦。同样可以看出，电流以及电流波动也同样受到了限制。因此，通过这种受控的降低可以受控地掌控永磁激励的同步电机的故障情况。

[0046] 但是，在中间阶段T中进行基于迟滞的转换时，相比于图1(在图1中以AKS与F之间的周期性变换为基础)电压UDC中的各个峰值处于同一高度上，因为上电压极限会限定从F至AKS的变换并且由此会限定用于电极峰值的上极限(参见区段A)。

[0047] 电压UDC中的、刚好在阶段AKS2的开始时的电压峰值通过以下方式来产生，即：在所示出的模拟中在中间阶段T结束时在比中间阶段T中的AKS与F之间的变换的持续时间长的持续时间范围内建立了空转状态。

[0048] 第二阶段紧跟着中间阶段T，在所述第二阶段中存在AKS状态(第一阶段用AKS1来表示，在所述第一阶段中存在AKS状态)。可以看出，在那里直流电压UDC在起振过程之后基本上表现恒定，并且产生随着时间的推移而减小的电流IU至IW。

[0049] 此外在图2中示出，在中间阶段T之前能够存在前期阶段VP(相应于阶段AKS1)，并且在中间阶段T之后能够存在后期阶段NP(相应于阶段AKS2)。在前期阶段VP中，故障阶段FE先行于阶段AKS1，其中在故障阶段FE与阶段AKS1之间设置了空转阶段F。在其它实施方式中，仅仅状态AKS1属于前期阶段VP，但是故障阶段FE不属于前期阶段。先行于阶段AKS的空转阶段F能够与阶段AKS1一起属于前期阶段VP。

[0050] 此外，在中间阶段T中可以看出，电流由于AKS与F之间的变换而减小，参见附图标记E，其中在区域C中示出了在交替地设定AKS和F时对相电流之一的影响：在那里电流除了波纹性之外是恒定的，其中如果基于迟滞地在AKS与F之间轮换并且下极限示出在电流极限上，那也产生这种效应。