用於似真度檢驗具有電子換向的電機的調節編碼器系統的執行元件的位置的方法和裝置製造方法
2023-05-18 03:27:01 1
用於似真度檢驗具有電子換向的電機的調節編碼器系統的執行元件的位置的方法和裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於運行調節編碼器系統(1)的方法，其中，一執行元件(3)能夠通過一伺服驅動器(2)調節，所述伺服驅動器包括旋轉的電子換向馬達，其中，所述伺服驅動器(2)的轉子的電轉子位置可被分配給所述執行元件(3)的多個位置，所述方法具有以下步驟：基於檢測到的關於所述執行元件(3)的位置的位置說明(S)實施位置調整，其中，生成位置調節參量(L)，給所述位置調節參量分配一空間矢量用於控制所述伺服驅動器(3)；通過分配給生成的位置調節參量(L)的所述空間矢量對所述位置說明進行似真度檢驗或者校正。
【專利說明】用於似真度檢驗具有電子換向的電機的調節編碼器系統的執行元件的位置的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明一般地涉及調節編碼器系統，特別是涉及在伺服驅動器和執行元件之間設置傳動比並且基於執行元件的位置偵測器實施位置調整的調節編碼器系統。
【背景技術】
[0002]調節編碼器系統，例如閥-調節編碼器系統，為了在具有內燃機的馬達系統中使用，具有位置偵測器，以便檢測執行元件(也就是說，閥)的位置並且因此允許冗餘地檢驗執行元件的位置。在這樣的調節編碼器系統中，常常在伺服驅動器和執行元件之間設置傳動比，通過所述傳動比，通過伺服驅動器多次轉圈引起執行元件的調節或移動。因此，所述傳動比允許施加高的調節力矩或者高的調節力到執行元件上。
[0003]可以設置電子換向馬達作為伺服驅動器。為了最地的換向，這樣的伺服驅動器需要關於馬達轉子的轉子位置的指示。在位置調整(所述位置調整調節執行元件的位置並且為了控制馬達使用由所述執行元件的位置倒推計算出的轉子位置)時不利的是，由於傳動t匕，只能以對於伺服驅動器的最優換向不足的精度提供關於轉子位置的指示。
【發明內容】
[0004]本發明的任務在於，提供一種用於似真度檢驗或者用於校正調節編碼器系統中的執行元件的位置說明的方法，所述方法在沒有直接設置在伺服驅動器上的位置傳感器的情況下就足夠。
[0005]該任務通過根據權利要求1的用於似真度檢驗或者用於校正調節編碼器系統中的執行元件的測得的位置說明的方法以及通過根據並列權利要求的調節編碼器系統、電腦程式和電腦程式產品解決。
[0006]本發明的其他有利的構型在從屬權利要求中給出。
[0007]根據第一方面，設置一種用於運行調節編碼器系統的方法，其中，一執行元件能夠通過一伺服驅動器調節，所述伺服驅動器包括旋轉的電子換向馬達，其中，所述伺服驅動器的轉子的電轉子位置可被分配給所述執行元件的多個位置，所述方法具有以下步驟:
[0008]-基於檢測到的關於所述執行元件的位置的位置說明實施位置調整，其中，生成位置調節參量，給所述位置調節參量分配一空間矢量用於控制所述伺服驅動器；
[0009]-通過分配給生成的位置調節參量的所述空間矢量對所述位置說明進行似真度檢驗或者校正。
[0010]上述方法的構思在於，在位置經過調整的調節編碼器系統中，將通過位置調整或者換向模式預定的用於控制電子換向伺服驅動器的空間矢量用作伺服驅動器的轉子位置的指示並且在考慮預給出的傳動比的情況下由該指示確定執行元件的可能的位置。用於執行元件的位置的位置說明(其由與調節編碼器系統耦合的位置偵測器獲得)，現在可以通過執行元件的位置進行似真度檢驗或者校正，其中，最相應於被控轉子位置的位置說明作為有效的位置說明選出。這通過(或分配)來實現。
[0011]以這種方式實現了，即使在低精度的用於確定或求得關於執行元件的位置的位置說明的位置偵測器中也可以通過轉子位置與實際的執行元件位置的固定對應來似真度檢驗或者校正所述確定或求得的執行元件位置。
[0012]此外，可以校正位置說明，其方式是，將用於位置調整的位置說明通過一最靠近分配給空間矢量的轉子位置的位置說明代替。
[0013]根據一個實施形式，可以校正位置說明，其方式是，給用於位置調整的位置說明加載一最靠近分配給空間矢量的轉子位置的位置說明。
[0014]可以設置，用一最接近分配給所述空間矢量的轉子位置的位置說明來檢驗為了位置調整而使用的所述位置說明。
[0015]此外，根據一校正函數來校正檢測到的位置說明，其中，經校正的檢測到的位置說明根據一最接近分配給所述空間矢量的轉子位置的位置說明來進一步校正。
[0016]根據另一方面，設置一種用於運行調節編碼器系統的裝置，其中，一執行元件能夠通過一伺服驅動器調節，所述伺服驅動器包括旋轉的電子換向馬達，其中，所述伺服驅動器的轉子的電轉子位置可被分配給所述執行元件的多個位置，其中，該裝置構造用於:
[0017]-基於檢測到的關於所述執行元件的位置的位置說明實施位置調整，其中，生成位置調節參量，給所述位置調節參量分配一空間矢量用於控制所述伺服驅動器；
[0018]-通過分配給生成的位置調節參量的所述空間矢量對所述位置說明進行似真度檢驗或者校正。
[0019]根據另一個方面，設置一種調節編碼器系統，其包括:
[0020]-伺服驅動器，該伺服驅動器包括旋轉的電子換向馬達；
[0021]-執行元件，該執行元件能夠通過所述伺服驅動器調節並且與所述伺服驅動器如此耦合，使得所述伺服驅動器的轉子的電轉子位置可被分配給所述執行元件的多個位置；和
[0022]-上述的裝置。
[0023]根據另一個方面，設置一種具有程序代碼的電腦程式，以便當所述電腦程式在計算機或者上述裝置上執行時，實施上述方法的所有步驟。
[0024]根據另一個方面，設置一種電腦程式產品，所述電腦程式產品包括程序代碼，所述程序代碼保存在計算機可讀的數據載體上並且當所述程序代碼在數據處理裝置上實施時，所述程序代碼實施上述方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]以下參照附圖更詳細地說明本發明的優選實施形式。其示出了:
[0026]圖1:具有電子換向的伺服驅動器的調節編碼器系統的示意圖，所述伺服驅動器通過傳動裝置與待調節的執行元件連接；
[0027]圖2:用於闡明用於似真度檢驗或者校正關於轉子位置的位置信息的方法的流程圖；
【具體實施方式】
[0028]圖1示出了調節編碼器系統1、特別是用於具有內燃機的馬達系統的新鮮空氣抽吸系統的節流閥-調節編碼器的示意圖。調節編碼器系統1包括伺服驅動器2，所述伺服驅動器可以構造成旋轉的、電子換向的電動機。伺服驅動器2用於調節一執行元件3，所述執行元件在示出的實施例中構造成抽吸管4中的閥。
[0029]執行元件3能夠旋轉地、擺動地或者以其他方式調節。在閥作為執行元件3的情況下，其偏轉引起抽吸管4中的開口橫截面變化。為此，伺服驅動器2與執行元件3通過傳動裝置5耦合，所述傳動裝置具有傳動比。在該實施例中，作為執行元件3的閥設置用於90°的偏轉運動。執行元件3的該偏轉運動通過伺服驅動器2的轉子(未示出)旋轉一定數量的圈數實現。也就是說，伺服驅動器2的轉子旋轉一圈相應於執行元件3調節一定角度，所述角度由傳動裝置5的傳動比得出。
[0030]伺服驅動器2包括電子換向的電動機，特別是三相電機，所述電機被驅動電路6控制。驅動電路6生成用於伺服驅動器2的相電壓，以便預先給伺服驅動器2施加電壓矢量(空間矢量)，所述電壓矢量至少在靜止的情況下導致轉子根據(平行於)所述預給定的空間矢量取向。電壓矢量導致形成與空間矢量平行的磁場，通常由轉子極產生的激勵磁場試圖相對於所述磁場取向。
[0031]電壓矢量通過振幅(電壓大小)和空間矢量方向定義。由相電壓預定的空間矢量基於控制單元7的位置調節參量L產生。為此，在驅動電路6中可以實現換向方法，所述換向方法通過施加相電壓根據換向型式提供空間矢量。
[0032]控制單元7與位置偵測器8連接，所述位置偵測器靠近執行元件3設置並且提供關於執行元件3的位置的位置說明S。位置偵測器8的功能可以基於光學的、磁的或者類似的測量方法。通常，位置偵測器8具有一個編碼器輪以及一個傳感器，所述編碼器輪與所述執行元件3耦合，所述傳感器檢測所述編碼器輪的運動並且輸出相應的位置變化信號。該位置變化信號然後可以在位置偵測器8中例如通過累加轉化成位置說明S。
[0033]基於針對執行元件3的位置的位置說明，控制單元7實施位置調整，所述位置調整提供傳輸至驅動電路6的位置調節參量L作為調節參量。所述位置調整可以根據傳統的位置調整基於外部預定的額定位置SS構成並且包括比例部分和/或微分部分和/或積分部分。所述位置調整可以求得或確定一空間矢量作為調節參量，所述空間矢量轉換成相電壓，以便形成相應定向的磁場。伺服驅動器2的轉子根據所述定向的磁場定向。
[0034]但是在一個替換的構型中，所述位置調整也可以使施加的空間矢量遞增地在振幅和/或方向方面改變，而不必確定一預定所述空間矢量的絕對位置的調節參量。在這種情況下，可以根據由驅動電路6施加的相電壓來倒推計算出位置。
[0035]控制儀器7此外可以包括校正函數(或校正功能)，所述校正函數通過合適的自適應方法改善對於所述位置調整使用的位置說明S的精度。例如，可以藉助於一校正參量實施一校正方法。通過除了位置調節參量L (通過該位置調節參量控制伺服驅動器2)之外也讓空間矢量改變的方式，得到校正參量。所述校正參量相應於一積分值，所述積分值由一參量的積分得到，該參量取決於一輔助信號和一來自位置調整的調節參量，所述位置調整在所述控制儀器7中實施。
[0036]為了似真度檢驗或者校正獲得的位置說明S，現在設置一方法，下面結合圖2的流程圖描述該方法。
[0037]圖2的方法設置了，在步驟S1中首先由位置偵測器8接收位置說明S。在緊接著的步驟S2中，該位置說明S可以通過合適的、可選的校正函數校正。
[0038]經校正的位置說明S現在可以在步驟S3中基於實際傳輸至驅動電路6的位置調節參量L再次被校正或者進行似真度檢驗，所述位置調節參量確定實際的用於控制伺服驅動器2的空間矢量。這通過以下方式實施，即，給位置調節參量L(該位置調節參量確定所述空間矢量並且該位置調節參量導致伺服驅動器2的電轉子位置)分配執行元件3的多個可能的位置，所述多個可能的位置取決於伺服驅動器2的電機的極對數量和傳動裝置5的傳動比。
[0039]例如，在上述具有大約90°的執行元件調節可能性和傳動裝置5 (該傳動裝置給伺服驅動器2的一圈分配20°的執行元件調節)的調節編碼器系統中，可以給通過位置調節參量L預定的空間矢量分配執行元件3的10° ±1°、30° ±1°、50° ±1°、70° ±1°和90° ±1°的可能位置。如果執行元件3的求得的位置說明S相應於29.5° ±1.5°，那麼通過分配的位置調節參量可以假定執行元件3的30° ±1°的位置，因為轉子位置與執行元件3位置的對應可以通過剛性的傳動裝置5單義地進行。
[0040]步驟S3或者包括通過位置說明S或者通過校正函數校正過的位置說明S給出的值的似真度檢驗或者位置說明s可以根據執行元件3的相應分配給通過位置調整提供的位置調節參量L的位置調整或者校正，該位置最相應於位置偵測器8的位置說明S。
[0041]這樣得到的經校正的或者經似真度檢驗的位置說明S現在可以用作步驟4中的位置調整的輸入參量，由該位置調整通過驅動電路6得出新的位置調節參量L用於控制伺服驅動器2。該方法重複實施，從而一方面通過獨立的校正方法持久地校正位置說明S並且另一方面通過實際施加的空間矢量或者在先調整周期的位置調節參量L進行似真度檢驗或者校正。
【權利要求】
1.一種用於運行調節編碼器系統(I)的方法，其中，一執行元件(3)能夠通過一伺服驅動器(2)調節，所述伺服驅動器包括旋轉的電子換向馬達，其中，所述伺服驅動器(2)的轉子的電轉子位置可被分配給所述執行元件(3)的多個位置，所述方法具有以下步驟: -基於檢測到的關於所述執行元件(3)的位置的位置說明(S)實施位置調整，其中，生成位置調節參量(L)，給所述位置調節參量分配一空間矢量用於控制所述伺服驅動器(3)； -通過分配給生成的位置調節參量(L)的所述空間矢量對所述位置說明(S)進行似真度檢驗或者校正。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，校正所述位置說明(S)，其方式是，將為了位置調整而使用的所述位置說明(S)用一最接近分配給所述空間矢量的轉子位置的位置說明代替。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，校正所述位置說明(S)，其方式是，給為了位置調整而使用的所述位置說明加載一最接近分配給所述空間矢量的轉子位置的位置說明。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，用一最接近分配給所述空間矢量的轉子位置的位置說明來檢驗為了位置調整而使用的所述位置說明(S)。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其中，根據一校正函數來校正檢測到的位置說明，其中，經校正的檢測到的位置說明根據一最接近分配給所述空間矢量的轉子位置的位置說明來進一步校正。
6.一種用於運行調節編碼器系統⑴的裝置，其中，一執行元件⑶能夠通過一伺服驅動器(2)調節，所述伺服驅動器包括旋轉的電子換向馬達，其中，所述伺服驅動器(2)的轉子的電轉子位置可被分配給所述執行元件(3)的多個位置，其中，該裝置構造用於: -基於檢測到的關於所述執行元件(3)的位置的位置說明(S)實施位置調整，其中，生成位置調節參量(L)，給所述位置調節參量分配一空間矢量用於控制所述伺服驅動器(3)； -通過分配給生成的位置調節參量(L)的所述空間矢量對所述位置說明(S)進行似真度檢驗或者校正。
7.一種調節編碼器系統(1)，其包括: -伺服驅動器(2)，該伺服驅動器包括旋轉的電子換向馬達； -執行元件(3)，該執行元件能夠通過所述伺服驅動器(2)調節並且與所述伺服驅動器(2)如此耦合，使得所述伺服驅動器(2)的轉子的電轉子位置可被分配給所述執行元件(3)的多個位置；和 -根據權利要求6所述的裝置。
8.一種具有程序代碼的電腦程式，以便當所述電腦程式在計算機或者根據權利要求6所述的裝置上執行時，實施根據權利要求1至5中任一項所述的方法的所有步驟。
9.一種電腦程式產品，所述電腦程式產品包括程序代碼，所述程序代碼保存在計算機可讀的數據載體上並且當所述程序代碼在數據處理裝置上實施時，所述程序代碼實施根據權利要求1至5中任一項所述的方法。
【文檔編號】G05B11/00GK104380591SQ201380033149
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年5月8日 優先權日:2012年6月25日
【發明者】A·格羅斯曼, R·施魏因富特, U·西貝爾, R·比勒 申請人:羅伯特·博世有限公司