CN101379670A - 用于可逆电动机的保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于保护可逆电动机的方法，所述可逆电动机包括能够在两个角端点位置之间自身绕轴旋转的电枢，所述电枢的绕轴旋转在接近每个角端点位置时经历减速阶段。本发明的特征在于，所述保护方法包括下述步骤，其中：确定减速阶段的特征值，将所述特征值与预定的临界值相比较，当所述特征值远离所述临界值时应用降级运行模式。
Description
本发明涉及一种用于在如果发生过热的情况下保护可逆电动机的完整性(integrity)的方法。
本发明在用于机动车的擦拭设备领域中具有特别有优势的、虽然并非唯一的应用。
已知可逆电动机的运行产生热。也已知过多的热量自然倾向于产生这种类型电动机的性能下降，甚至引起最终能导致不可逆损坏的故障。
然而在工业中，显然出于收益的原因，可逆电动机通常尺寸定为刚好具有用于预定应用的足够功率。这意味着确保电动机从不经受过劳(excessstrain)以防止其被加热到临界温度是特别重要的，超过该临界温度将不能保证其完整性。
一个目前非常普遍的用于控制可逆电动机的运行温度的方案包括持续检测可能发热的影响，并且在适宜的时候，对所述电动机应用需要更少电力的降级运行模式(degraded operation mode)。
在风挡擦拭器系统的特定领域，将要监控的参数通常是与可逆电动机相关联的一个刮片臂或多个刮片臂的擦扫时间。已知实际上当电动机的温度超过给定临界值时，这种类型的持续时间倾向于增大，其中该临界值取决于所述电动机本身的机电结构。通过测量擦扫时间的变化，由此可以直接检测所述可逆电动机的过热。
但是，这种类型的检测技术具有的缺点是，并不足够精确来允许检测所有过热现象，特别是最具选择性的那些。实际上，恒定的擦扫时间并不必然地意味着相应的运动以恒定的速率发生。这意味着选择的速度的波动很可能在这个相对较长的时间段内发生，伴有能够损害可逆电动机完整性的热量峰值。
此外，本发明的目的所要解决的技术问题是提供一种用于保护包括能够在两个角端点位置之间自身绕轴旋转的电枢的可逆电动机的方法，所述电枢，电枢的绕轴旋转在接近每个角端点位置时经历减速阶段，该保护方法特别地通过提供显著改善的实施效率和简便性来克服现有技术的问题。
根据本发明的解决技术问题的方案包括：
- 确定减速阶段的特征值，
- 将该特征值与预定的临界值比较，
- 当所述特征值远离所述临界值时应用降级运行模式。
此时，应该指出，测得的特征值无差别地可以是减速阶段期间电枢的平均转速，或者减速阶段末期时电枢的瞬时转速。
无论如何，本发明的保护方法被认为完全能够同时管理若干可逆电动机，而不管这些可逆电动机是否被电连接。
这样限定的本发明具有的优点是，涉及电枢交替旋转周期的一个有限但非常独特的部分，即减速阶段。实际上，这个阶段的特征值的任何变化，毫无疑问，是电动机运行温度过度增大的表现。
本发明的保护方法的另一明显优点在于，该方法特别容易在可逆电动机的控制程序中的软件中实施，同时在纯电子系统中仍然相对容易实施。
本发明还涉及将在以下说明中出现的特征，并且这些特征应被独立考虑或者根据任何可能的技术组合来考虑。
作为非限制性例子的本说明希望保证对本发明及其如何被制造有更好的理解。此外还参考附图进一步描述，其中：
图1是示出了根据本发明用于控制可逆电动机的规则的图示，
图2是示出了可应用于降级运行模式的不同策略的示意性图示。
被选为说明本发明的实施例的例子是设计为安装到机动车挡风玻璃上的擦拭设备。该擦拭设备通常装备有根据交替的旋转擦扫运动来驱动驱动臂运动的可逆电动机，所述驱动臂端部连接有擦拭刮片。
可逆电动机通常由控制规则控制，该控制规则根据电枢的角位置限定该电枢的转速。在现有实施例的情况中，这涉及根据所述刮片臂在挡风玻璃上的位置限定擦拭设备的擦扫速度，如图1中的图示精确所示。为了这个目的，可以指定，实际中刮片臂相对于挡风玻璃的位置通常利用诸如位置传感器这样的电子装置确定。
如可以从该示意性图示中看出，控制规则1包括加速阶段2，全速阶段3和减速阶段4，可以理解，运动被认为在由标记PP所标明的“停放”位置和由缩写OAF表示的“相反的固定停止”位置之间。标记5对应于电枢依照其角位置的实际转速的轨迹，或者以类似的方式，对应于刮片臂依照其沿挡风玻璃的角位置的实际擦扫速度的轨迹。
具体的说，可逆电动机装备有电枢，该电枢能够在两个角端点位置(angular end position)之间自身绕轴旋转，这两个角端点位置在当前的情况下与停放位置PP和相反的固定停止位置OAF对应。该组件被设置为使得电枢的绕轴旋转在接近每个角端点位置时经历减速阶段4。电枢的转速被持久地调控以便获得尽可能接近所需值的值，因为根据擦拭设备的实际运行条件，擦拭器刮片对挡风玻璃的摩擦自然倾向于影响所述速度。
根据本发明的目的，提供为实施一种能够保留可逆电动机完整性的保护方法。这显然设想该可逆电动机具有用于实施所讨论的保护方法的装置。
无论如何，该保护方法包括：
- 确定减速阶段的特征值，
- 将该特征值与预定的临界值相比较，
- 当所述特征值远离所述临界值时应用降级运行模式。
若干解决方案是可行的。
因此，根据本发明的第一实施例，该保护方法首先能包括：
- 确定减速阶段期间电枢的平均转速，
- 将该平均转速与预定的临界值相比较，
- 当所述平均转速低于所述临界值时应用降级运行模式。
换言之，这意味着减速阶段的特征值在本发明的该第一实施例中就在于所述减速阶段期间电枢的平均转速，其中该特征值被测量以间接探测电动机的可能发热。但这还意味着如果检测到平均转速不足，将应用降级运行模式。
根据本发明的第二实施例，该保护方法还能包括：
- 确定减速阶段结束时的电枢的角位置，
- 将该角位置与预定的临界值相比较，
- 当角偏移(angular offset)大于所述临界值时应用降级运行模式。
换言之，这意味着减速阶段的特征值在本发明的该第二实施例中就在于到达端点位置时的电枢的角位置，其中该特征值被测量以间接探测电动机的可能发热。但这还意味着如果检测到过大的角偏移，将应用降级运行模式。
根据本发明的第三实施例，所述保护方法最后能够包括：
- 确定减速阶段结束时的电枢的瞬时转速，
- 将该瞬时转速与预定的临界值相比较，
- 当所述瞬时转速大于所述临界值时应用降级运行模式。
换言之，这意味着减速阶段的特征值在本发明的该第三实施例中就在于减速结束时的电枢的瞬时转速，其中该特征值被测量以间接探测电动机的可能发热。但这还意味着如果检测到过大的瞬时转速，将应用降级运行模式。
应当指出的是，优选将三个上述实施例组合以探测可逆电动机的可能发热，这种组合是没有差别的。
如上所述，一旦检测到减速阶段的至少一个特征值的变化，就应防止相应的发热损害电动机的完整性。为了这个目的，应用有利地需要显著减少的电力的降级运行模式。仍是在这种情况下，若干解决方案是可行的。
根据第一可选实施例，降级运行模式首先能包括使电枢的绕轴转速减小。
在如示出本发明的例子的擦拭设备的情况下，这有利地包括从高擦扫速度GV变化到低擦扫速度PV(图2)。
根据第二可选实施例，降级运行模式还能包括在至少一个端点位置处产生时间延迟。
具体地，这需要当电枢在角端点位置时将给电枢的电力切断一给定时间，并且随后在时间延迟结束时重新起动该电枢。应当理解，在本发明的擦拭设备的情况下，该时间延迟能无差别地应用于高擦扫速度GV或低擦扫速度PV(图2)。
根据第三可选实施例，电枢在正常时间被间歇旋转运动起动，降级运行模式能包括将间隔时间延长。
对于本实施例的例子的擦拭设备，这有利地意味着从短间隔转变到长间隔。
图2进一步示出了当应用各种降级模式时上升临界值SM1、SM2和下降临界值SD1、SD2在控制刮片臂的擦扫频率中起到的常规及主要作用，所述临界值SM1、SM2、SD1、SD2显然适用于实际选择的特征值。
以图2为例，假定刮片臂的擦扫频率被设定为高速GV。如果该臂在减速过程中的平均转速降至其到达下降临界值SD1的程度，随后保护方法命令转换到低速PV。如果该臂的平均速度持续降至下降临界值SD2，那么其将转换到间歇速度INT。
另一方面，如果该臂的平均速度开始恢复并且达到上升临界值SM2，则该保护方法命令从间歇速度INT转变到低速PV。如果持续增至上升临界值SM1，则其将转变到高速GV。
以特别有利的方式，所述保护方法能有利地通过软件装置实施。
显然，本发明还涉及任何装备有能够在两个角端点位置之间自身绕轴旋转的可逆电动机，还包括用于实施如上所述的保护方法的装置。
在更普遍的方面，本发明还涉及任何装备有至少一个根据前述权利要求所述的可逆电动机的擦拭设备，特别是用于车辆的擦拭设备。
Claims (10)
1、一种用于保护可逆电动机的方法，所述可逆电动机包括能够在两个角端点位置之间自身绕轴旋转的电枢，所述电枢的绕轴旋转在接近每个角端点位置时经历减速阶段，其特征在于，所述保护方法包括:
-确定所述减速阶段的特征值，
-将所述特征值与预定的临界值相比较，
-当所述特征值远离所述临界值时应用降级运行模式。
2、根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，所述保护方法包括:
-确定所述减速阶段期间所述电枢的平均转速，
-将所述平均转速与预定的临界值相比较，
-当所述平均转速小于所述临界值时应用降级运行模式。
3、根据权利要求1或2中任一项所述的保护方法，其特征在于，所述保护方法包括:
-确定所述减速阶段结束时的所述电枢的角位置，
-将所述角位置与预定的临界值相比较，
-当所述角偏移大于所述临界值时应用降级运行模式。
4、根据权利要求1至3中任一项所述的保护方法，其特征在于，所述保护方法包括:
-确定所述减速阶段结束时的所述电枢的瞬时转速，
-将所述瞬时转速与预定的临界值相比较，
-当所述瞬时转速大于所述临界值时应用降级运行模式。
5、根据权利要求1至4中任一项所述的保护方法，其特征在于，所述降级运行模式包括使所述电枢的绕轴转速减小。
6、根据权利要求1至5中任一项所述的保护方法，其特征在于，所述降级运行模式包括在至少一个所述角端点位置中产生时间延迟。
7、根据权利要求1至6中任一项所述的保护方法，其特征在于，所述电枢被间歇旋转运动起动，所述降级运行模式包括将间隔时间延长。
8、根据权利要求1至7中任一项所述的保护方法，其特征在于，所述保护方法能利用软件装置实施。
9、一种装备有能够在两个角端点位置之间自身绕轴旋转的电枢的可逆电动机，其特征在于，所述可逆电动机还包括用于实施根据任何前述权利要求所述的装置。
10、一种擦拭设备，特别是用于机动车的擦拭设备，其特征在于，所述擦拭设备包括至少一个根据前述权利要求所述的可逆电动机。
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