專利名稱：直流電機(jī)的慣性運(yùn)動(dòng)電壓的優(yōu)化檢測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分的用于檢測(cè)直流電機(jī)的慣性運(yùn)動(dòng)電壓(Nachlaufspanummg)的裝置以及一種按照權(quán)利要求 6的前序部分的相應(yīng)方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于不同的用途來(lái)說檢測(cè)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速是必需的。在此，可以 在定時(shí)控制電機(jī)的情況下從慣性運(yùn)動(dòng)電壓推導(dǎo)出轉(zhuǎn)速。因此例如在DE 199 14 404中利用在未定時(shí)的脈沖間隔中的泵電機(jī)的慣性運(yùn)動(dòng)電壓， 以^更確定泵的轉(zhuǎn)速。在DE 195 28 697 Al中描述了一種方法，在該方法中從為輸送泵 的轉(zhuǎn)速的量度的量出發(fā)確定輸送泵上的、例如制動(dòng)設(shè)備中的壓力量。從DE 199 46 777 Al中已知一種用于估計(jì)汽車制動(dòng)設(shè)備的主制動(dòng) 缸和車輪制動(dòng)缸的入口閥之間的入口壓力的方法。在此，在考慮用于輸送制動(dòng)液的泵的能夠定時(shí)運(yùn)行的電機(jī)的慣性運(yùn)動(dòng)電壓的情況下估計(jì) 該入口壓力。實(shí)現(xiàn)慣性運(yùn)動(dòng)電壓的檢測(cè)。該平均是必要的，因?yàn)榘l(fā)電的慣性運(yùn)動(dòng)電 壓是通過具有很大的干擾信號(hào)的所謂的電刷火花來(lái)實(shí)現(xiàn)的。例如通過 微處理機(jī)的定時(shí)來(lái)控制瞬時(shí)值的記錄，其中為了獲得足夠質(zhì)量的測(cè)量 信號(hào)，必須記錄多個(gè)瞬時(shí)值，因?yàn)樗矔r(shí)值的偏差(Streuung)可能是 很大的。然后根據(jù)如此獲得的平均值來(lái)計(jì)算直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。從沒有預(yù)先公開的文獻(xiàn)DE 103 59 "4 Al中已知，在脈沖間隔開 始之后，在啟動(dòng)慣性運(yùn)動(dòng)電壓的檢測(cè)之前，首先等待能預(yù)先給定的第 一持續(xù)時(shí)間。因此可以使由于直接在脈沖間隔開始之后的電流降低所 產(chǎn)生的波動(dòng)漸漸消失。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明描述用于檢測(cè)直流電機(jī)的慣性運(yùn)動(dòng)電壓的裝置和方法，其
中通過定時(shí)控制來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。在正常運(yùn)行中，借助PWM控制和能 夠預(yù)先給定的第一脈沖/脈沖間隔比來(lái)控制直流電機(jī)。為了檢測(cè)代表電 機(jī)的慣性運(yùn)動(dòng)電壓的慣性運(yùn)動(dòng)電壓量，設(shè)置有分析裝置。此外規(guī)定， 為了檢測(cè)慣性運(yùn)動(dòng)電壓，利用能夠預(yù)先給定的可變的第二脈沖/脈沖間 隔比來(lái)控制直流電機(jī)。本發(fā)明的核心現(xiàn)在在于，在能夠預(yù)先給定的第 一持續(xù)時(shí)間t降低期間通過第二脈沖/脈沖間隔比而施加到直流電機(jī)上的 電流從在利用能夠預(yù)先給定的第 一脈沖/脈沖間隔比的定時(shí)控制期間 施加到電機(jī)上的電流出發(fā)被降低到較低的值。因此利用本發(fā)明解決以下任務(wù)，即使由于控制設(shè)備中和/或供電線 路中的寄生電感和電容而形成的干擾最小化。在本發(fā)明的一種改進(jìn)方案中，在利用第二脈沖/脈沖間隔比控制直 流電機(jī)之后進(jìn)行慣性運(yùn)動(dòng)電壓量的檢測(cè)。替代地或可選地，也可以在 第一持續(xù)時(shí)間之后進(jìn)行檢測(cè)。除此之外，也可以設(shè)想通過達(dá)到能夠預(yù) 先給定的閾值來(lái)啟動(dòng)檢測(cè)，其中尤其是規(guī)定，能夠預(yù)先給定的閾值具 有為0的值或在零附近的值。在本發(fā)明的一種擴(kuò)展方案中，在第二持續(xù)時(shí)間t測(cè)量期間進(jìn)行慣性 運(yùn)動(dòng)電壓量的檢測(cè)。在檢測(cè)了慣性運(yùn)動(dòng)電壓量之后一般規(guī)定，對(duì)直流 電機(jī)的控制又轉(zhuǎn)變?yōu)檎＿\(yùn)行，即利用第一脈沖/脈沖間隔比來(lái)控制。 例如在第二持續(xù)時(shí)間之后情況可以如此。因此在由t降低和t測(cè)量所組成 的持續(xù)時(shí)間之后利用第一脈沖/脈沖間隔比來(lái)進(jìn)行直流電機(jī)的重新控 制。有利地，在第一持續(xù)時(shí)間期間將在第二脈沖/脈沖間隔比時(shí)的脈寬 調(diào)制(PWM)占空比從第一脈沖/脈沖間隔比的受控制的值(即脈沖高 度)減小到閣值。在本發(fā)明的一種可選的應(yīng)用中，此時(shí)規(guī)定線性地進(jìn) 行該減小。在本發(fā)明的另 一種擴(kuò)展方案中規(guī)定，在第 一持續(xù)時(shí)間期間連續(xù)地 增加、即延長(zhǎng)在第二脈沖/脈沖間隔比時(shí)的PWM占空比的間隔控制的持 續(xù)時(shí)間。例如同才羊可以線性地進(jìn)行該增加。


在圖1中示意地示出了用于高頻定時(shí)的直流電機(jī)的線路布置。圖2a至圖2e中的圖表示出直流電機(jī)上以及車載電網(wǎng)中的電壓和 電流的時(shí)間變化。圖3a和圖3b按照利用第一脈沖/脈沖間隔比的控制展示現(xiàn)有技術(shù) 和所建i義的本發(fā)明的應(yīng)用之間的比較。
具體實(shí)施方式
圖1示意性地示出一種如被用于對(duì)例如汽車的制動(dòng)設(shè)備中的(泵) 電機(jī)進(jìn)行高頻控制的電路結(jié)構(gòu)。在此，從車載電網(wǎng)110出發(fā)給控制設(shè) 備100供電，該控制設(shè)備100在其側(cè)又定時(shí)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)160。在控 制設(shè)備100之內(nèi)，晶體管140的控制通過相應(yīng)的接線端145產(chǎn)生直流 電機(jī)160的定時(shí)控制。設(shè)置在控制設(shè)備100中的線圏120應(yīng)與電容器 130相結(jié)合作為濾波器起作用，以便濾出車載電網(wǎng)的波動(dòng)。為了檢測(cè)慣 性運(yùn)動(dòng)電壓，通常在半導(dǎo)體開關(guān)140之后的供電路徑中截取電機(jī)電壓。 這通過在圖1中作為二極管150被示出的分壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)。分壓器與電 容器135共同表現(xiàn)為低通濾波器，借助該低通濾波器可以對(duì)慣性運(yùn)動(dòng) 電壓進(jìn)行處理，以用于相應(yīng)的分析。通常通過微處理機(jī)中的AD轉(zhuǎn)換器 來(lái)進(jìn)行該處理，其中周期性地以由操作系統(tǒng)預(yù)先給定的時(shí)鐘(例如 lms， 5ms…)讀入信號(hào)。如圖1中所畫入的那樣，可以通過端子180來(lái)檢測(cè)車載電壓或電 池電壓，并且可以通過測(cè)量接線端或接線端子190來(lái)檢測(cè)電池電流。 用于檢測(cè)電機(jī)電流的相應(yīng)的測(cè)量設(shè)備可以通過設(shè)備170來(lái)實(shí)現(xiàn)。在圖2a至圖e的時(shí)間圖表中示出了如從現(xiàn)有技術(shù)中已知的直流電 機(jī)的定時(shí)控制。在圖2a中示出了在慣性運(yùn)動(dòng)電壓測(cè)量之前和之后的定 時(shí)控制。如在圖2a的圖表中可以識(shí)別出的那樣，在正常運(yùn)行2W中通 常通過具有相應(yīng)的脈沖長(zhǎng)度的等距的脈沖來(lái)定時(shí)地控制電機(jī)。圖2b展 示流過直流電機(jī)160的電流。在范圍200中可以識(shí)別出，在中斷定時(shí) 控制之后電機(jī)電流I棘下降(電流降低階段)。由于不進(jìn)行其它的控 制，電機(jī)電流下降到幾乎為0的值。在第一持續(xù)時(shí)間t降低內(nèi)實(shí)現(xiàn)電機(jī) 電流的這種下降。在電機(jī)電流衰減之后，在第二階段210中，在重新 進(jìn)行直流電機(jī)的定時(shí)控制之前，可以檢測(cè)慣性運(yùn)動(dòng)電壓Ue。n (U&z發(fā)電 的慣性運(yùn)動(dòng)電壓)。在圖2c中可以識(shí)別出，在范圍210之內(nèi)或在第二 持續(xù)時(shí)間t .縫之內(nèi)檢測(cè)在電流降低之后在直流電機(jī)上的慣性運(yùn)動(dòng)電 壓。 在關(guān)斷直流電機(jī)的定時(shí)控制之后，在車載電網(wǎng)中發(fā)生波動(dòng)。因此如圖2c中所示出的那樣直接在關(guān)斷定時(shí)控制之后可以識(shí)別出如圖2e 中所示出的電流振動(dòng)或電壓峰值。這些干擾負(fù)面地影響慣性運(yùn)動(dòng)電壓 的檢測(cè)。在圖3a中放大地示出了定時(shí)控制的關(guān)斷。如已經(jīng)描述的那樣，在 范圍240中首先利用等距的脈沖來(lái)控制直流電機(jī)。電池電流或車載電 網(wǎng)電壓的形式的車載電網(wǎng)根據(jù)定時(shí)控制展示典型的波模式。在關(guān)斷定 時(shí)控制之后，在電池電流中或在車載電網(wǎng)電壓中導(dǎo)致具有電壓峰值或 電流峰值230的振動(dòng)。這些振動(dòng)的原因在于，在關(guān)斷電機(jī)時(shí)存儲(chǔ)在車 載電網(wǎng)電感和濾波器扼流圏中的能量被降低。這導(dǎo)致車載電網(wǎng)自身的 LC振蕩回路的激勵(lì)，該LC振蕩回路由控制設(shè)備中的濾波器元件和供電 線路中的寄生電感和電容形成。因此在可在端子180上接收的電壓上 以及在測(cè)量點(diǎn)19 0上所檢測(cè)到的電流上產(chǎn)生干擾信號(hào)。為了盡可能在沒有干擾并且沒有對(duì)車載電網(wǎng)的反作用的情況下執(zhí) 行發(fā)電的慣性運(yùn)動(dòng)電壓的檢測(cè)，在本實(shí)施例中在定時(shí)控制期間執(zhí)行車 載電網(wǎng)電流的受控制的或延緩的降低。例如借助圖3b中所示出的PWM 占空比的線性變化來(lái)展示車載電網(wǎng)電流的這種受控制的降低。在此， 線性地減小在定時(shí)控制期間所采用的脈沖長(zhǎng)度，直至脈沖長(zhǎng)度幾乎被 減小到0為止。如在圖3B中所示出的那樣，通過線性地減小定時(shí)控制， 級(jí)聯(lián)式地減小在階段200期間的電流降低。因此，在完全關(guān)斷了定時(shí) 控制之后，僅僅還剩余微小的波動(dòng)310，這些波動(dòng)對(duì)慣性運(yùn)動(dòng)電壓的檢 測(cè)僅還有微小的影響。即使在車載電網(wǎng)電壓的情況下在線性地減小控 制期間也只能識(shí)別出輕微的上升300。通過車載電網(wǎng)電流的這樣受控制 的降低，可以顯著減少在關(guān)斷定時(shí)控制之后車載電網(wǎng)中的干擾。在慣 性運(yùn)動(dòng)電壓的檢測(cè)之后，電機(jī)可以通過以下方式立即又開始它的常規(guī) 運(yùn)4亍，即可以又開始原來(lái)所采用的定時(shí)控制。除了如圖3B中所示出的那樣減小脈沖長(zhǎng)度之外，在另一個(gè)實(shí)施例 中也可以規(guī)定，在范圍240中關(guān)斷第一脈沖/脈沖間隔比之后逐步增大 該第二脈沖/脈沖間隔比的脈沖間隔。在另一個(gè)實(shí)施例中規(guī)定，將施加在電機(jī)160上的電流I棘與能夠 預(yù)先給定的閾值進(jìn)行比較。在此，在電流I ^低于預(yù)先給定的閾值時(shí) 才啟動(dòng)慣性運(yùn)動(dòng)電壓的檢測(cè)。
權(quán)利要求
1. 用于檢測(cè)直流電機(jī)(100)的慣性運(yùn)動(dòng)電壓的裝置，其中-所述電機(jī)(100)具有利用能夠預(yù)先給定的第一脈沖/脈沖間隔比的定時(shí)控制，以及-設(shè)置有至少一個(gè)用于檢測(cè)慣性運(yùn)動(dòng)電壓量的分析裝置(140， 210， 220， 230， 500 )，其中所述慣性運(yùn)動(dòng)電壓量代表電機(jī)的慣性運(yùn) 動(dòng)電壓，以及-為了檢測(cè)所述慣性運(yùn)動(dòng)電壓量，利用能夠預(yù)先給定的可變的第 二脈沖/脈沖間隔比來(lái)控制所述電機(jī)(100)， 其特征在于，通過所述第二脈沖/脈沖間隔比而施加到所述電;f幾上的電流在能 夠預(yù)先給定的第一持續(xù)時(shí)間t降低期間從在利用所述能夠預(yù)先給定的第 一脈沖/脈沖間隔比的定時(shí)控制期間施加到所述電機(jī)上的電流出發(fā)被 降低到較低的值。
2. 按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述慣性運(yùn)動(dòng)電壓量 的檢測(cè)-在所述第二脈沖/脈沖間隔比之后，和/或 -在所述第一持續(xù)時(shí)間t降低之后，和/或-通過在所述第 一持續(xù)時(shí)間期間的電流降低階段之內(nèi)達(dá)到能夠預(yù) 先給定的閾值來(lái)進(jìn)行，其中尤其是規(guī)定所述閾值具有為零的值或在零附近的值。
3. 按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在第二持續(xù)時(shí)間t 期間進(jìn)行所述慣性運(yùn)動(dòng)電壓量的檢測(cè)，其中規(guī)定在所述第二持續(xù)時(shí)間 之后利用所述第一脈沖/脈沖間隔比來(lái)控制電機(jī)。
4. 按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在第一持續(xù)時(shí)間期間 在第二脈沖/脈沖間隔比時(shí)的脈寬調(diào)制占空比從第 一脈沖/脈沖間隔比的受控制的值被減小到閾值，其中尤其是規(guī)定線性地進(jìn)行該減小。
5. 按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在第一持續(xù)時(shí)間期間 連續(xù)地增加在第一脈沖/脈沖間隔比時(shí)的脈寬調(diào)制占空比的間隔控制 的持續(xù)時(shí)間，其中尤其是規(guī)定線性地進(jìn)行該增加。
6. 尤其是在按照權(quán)利要求1至5中的至少一個(gè)所述的裝置中的用 于檢測(cè)直流電機(jī)的慣性運(yùn)動(dòng)電壓的方法，其中所述電機(jī)(100)-在正常運(yùn)行中具有利用能夠預(yù)先給定的第一脈沖/脈沖間隔比的 定時(shí)控制，和_具有利用能夠預(yù)先給定的第一脈沖/脈沖間隔比的定時(shí)控制，用 于檢測(cè)代表慣性運(yùn)動(dòng)電壓的慣性運(yùn)動(dòng)電壓量， 其特征在于，控制第二脈沖/脈沖間隔比，使得施加到所述電機(jī)上的電流在能夠 預(yù)先給定的第一持續(xù)時(shí)間t降低期間從在利用能夠預(yù)先給定的第一脈沖/ 脈沖間隔比的定時(shí)控制期間施加到所述電機(jī)上的電流出發(fā)被降低到較低的值。
7. 按權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述慣性運(yùn)動(dòng)電壓量 的檢測(cè)-在所述第二脈沖/脈沖間隔比之后，和/或 _在所述第一持續(xù)時(shí)間t降低之后，和/或-通過在所述第 一持續(xù)時(shí)間期間的電流降低階段之內(nèi)達(dá)到能夠預(yù) 先給定的閾值來(lái)進(jìn)行，其中尤其是規(guī)定所述閣值通過為零的值或通過在零附近的值 來(lái)預(yù)先給定。
8. 按權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在第二持續(xù)時(shí)間t測(cè)* 期間進(jìn)行所述慣性運(yùn)動(dòng)電壓量的檢測(cè)，其中規(guī)定在所述第二持續(xù)時(shí)間 之后利用所述笫一脈沖/脈沖間隔比來(lái)控制所述電機(jī)。
9. 按權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在所述第一持續(xù)時(shí)間 期間在第二脈沖/脈沖間隔比時(shí)的脈寬調(diào)制占空比從所述第一脈沖/脈 沖間隔比的受控制的值被減小到閾值，其中尤其是規(guī)定線性地進(jìn)行該 減小。
10. 按權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在所述第一持續(xù)時(shí)間 期間連續(xù)i也增加在第 一脈沖/脈沖間隔比時(shí)的脈寬調(diào)制占空比的間隔 控制的持續(xù)時(shí)間，其中尤其是規(guī)定線性地進(jìn)行該增加。
全文摘要
本發(fā)明描述了用于檢測(cè)直流電機(jī)的慣性運(yùn)動(dòng)電壓的裝置和方法，其中通過定時(shí)控制來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。在正常運(yùn)行中，借助脈寬調(diào)制控制和能夠預(yù)先給定的第一脈沖/脈沖間隔比來(lái)控制直流電機(jī)。為了檢測(cè)代表電機(jī)的慣性運(yùn)動(dòng)電壓的慣性運(yùn)動(dòng)電壓量，設(shè)置有分析裝置。此外規(guī)定，為了檢測(cè)慣性運(yùn)動(dòng)電壓，利用能夠預(yù)先給定的可變的第二脈沖/脈沖間隔比來(lái)控制直流電機(jī)。本發(fā)明的核心現(xiàn)在在于，在能夠預(yù)先給定的第一持續(xù)時(shí)間t降低期間通過第二脈沖/脈沖間隔比而施加到直流電機(jī)上的電流從在利用能夠預(yù)先給定的第一脈沖/脈沖間隔比的定時(shí)控制期間施加到電機(jī)上的電流出發(fā)被降低到較低的值。
文檔編號(hào)B60T8/40GK101146703SQ200680009241
公開日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2006年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月22日
發(fā)明者A·施米德特萊恩, A·諾勒, C·埃姆德, D·尼邁耶, G·柯納, H·博克, V·韋伯, W·佩弗林 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司