CN101681982A - 压电驱动系统、以及用于运行这种系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于运行一种压电驱动系统(10)的方法,该压电驱动系统尤其用于在机动车(13)中调节运动部件(12、14),以及具有至少一个压电电机(12)的压电驱动装置(10),该压电电机具有至少一个压电执行器(18),其中借助该压电电机(12)的至少一个摩擦元件(30)可以关于与该摩擦元件(30)相对的摩擦面(14)来产生一种相对运动,其中所述至少一个压电执行器(18)借助一个电子单元(42)利用一个激励信号(93)而被控制,并且该驱动系统(10)的应答信号(130)借助所述至少一个压电执行器(18)而被检测,其中根据该应答信号(130)的变化来识别该驱动系统(10)的负载变化。

Description

压电驱动系统、以及用于运行这种系统的方法
当前技术
本发明从一种根据独立权利要求的类型的、用于调节尤其在机动车上的运动部件的压电驱动系统出发。
EP 1 091 074 B1已公开了一种车窗系统,其中该车窗借助一种驱动工具而被调节,该驱动工具包括压电驱动操纵器。该压电驱动操纵器具有压电元件,该压电元件借助该压电变换效应而沿着一个导引工具来运动该车窗。该驱动工具在此具有作为传感器的测量值发生器,该测量值发生器可以给该电控制单元提供针对驱动力的测量值,该测量值也可以用于防夹保护装置。然而这种传感器所具有的缺点是,它与压电驱动无关、或者与其激励模式无关地工作,并从而需要额外的分析耗费。另外对于特定的夹紧状况不能达到足够的敏感性,因为该传感器没有与压电驱动的运行方式相协调。
本发明的公开
本发明的优点
相反,根据本发明的、具有独立权利要求的特征的、用于运行压电驱动系统的方法以及该压电驱动系统所具有的优点是,该压电执行器的应答信号可以用于检测该驱动系统的负载变化,其中该压电执行器用于把驱动力施加到运动部件上。在此该压电执行器一方面借助用于调节运行的激励信号被控制,使得该压电执行器的应答信号一方面与该压电执行器的激励信号有关;另一方面还检测到整个系统对该激励信号的应答。从而检测到运动部件的非常快速而精确的负载变化,由此保证了非常可靠的防夹保护功能。在此该应答信号的信息同样可以针对该驱动系统的控制而被分析。通过该压电执行器作为驱动装置以及作为传感器的双重利用,省略了使用额外的检测器以及它的供电,使得元件的数目明显减少,这导致重量的降低。
通过在从属权利要求中所阐述的措施,实现了在独立权利要求中所阐明的实施的有利进一步构造和改善。为了调节部件,该压电执行器借助用于实施调节运动的激励信号而被激励。如果现在在该压电执行器的正常激励运行中同时检测到应答信号,那么就没有时间延迟地提供关于部件负载变化的信息。如果该应答信号同样被用于调控该调节系统,那么对于该防夹保护功能就完全不需要额外的部件,使得该压电执行器同时用作驱动工具和负载传感器。
在本发明的另一实施方式中,该压电执行器的正常激励运行被短时中断,以获得该驱动系统对该压电执行器的激励信号的应答信号。这所具有的优点是,该应答信号不必与该激励信号相分立,由此也还可以检测到较敏感的应答信号。因为该激励运行的中断处于毫秒范围内,所以单个短时的中断对于调节运行不产生干扰。
尤其合适的是,为了负载检测而测量电流信号的幅度以及其变化。在此,可以有利地把激励电压的幅度比如持续保持为其最大值。在此该电流幅度的变化体现为一个比较量,为了识别夹紧情况该比较量可以与一个界限值相比较。
或者也可以测量电压的幅度以识别负载变化,其中优选恒定保持该激励电流的最大幅度。
因为该压电执行器优选在作为激励信号的确定谐振频率中被运行,所以作为应答信号也可以检测由系统的负载变化而造成的激励频率的变化。在此,电流/电压信号的激励频率的偏移体现为该负载变化的一个尺度。
为了检测负载变化,可以给该压电执行器输入一个特定的测试信号,并随后检测该驱动系统的应答信号,其中比如可以测量电流幅度、或者电压幅度、或者频率变化。作为测试信号尤其适合的是阶跃函数、确定的尖峰波形或者该高频激励信号的包络的斜坡曲线。
在另一实施中,在断开正常的激励信号之后,检测该压电执行器由于其衰变特性(Abklingverhalten)而产生的衰减,以检测待调节部件的负载。
替换地,可以在开始激励运行时检测该压电执行器的振荡特性,以获得要产生的驱动力。为了达到更高的负载检测敏感性,可以在正常调节运行期间在另一工作点激励该压电执行器。该工作点比如可以具有该激励信号的、与正常激励运行偏离的激励频率或电流或电压幅度,以在该工作点上达到该调节系统的更强的应答信号。由此可以在使用该压电执行器时其一方面在调节运行上被优化,另一方面在传感器运行上被优化。
为了触发防夹保护,比如停止或反转该运动部件,该应答信号——或者其在时间或在调节行程上的变化——连续地与一个界限值相比较。该界限值可以根据实验来确定,和/或通过学习过程根据之前调节过程的变化来确定。
有利地以一个模型为基础来分析该应答信号,其中该模型描绘了该压电驱动系统。在此该系统可以被看作为振荡回路,其中该应答信号的变化通过该振荡回路的元件的变化来反映。
通过相应控制压电电机的仅一个压电执行器,其控制电子装置被大大简化。该压电电机的振荡特性仅仅通过一个唯一的激励频率而被确定,使得推杆的运动导轨可以简单地被预给定。在有外部影响比如负载变化时,其中该负载变化使谐振频率失谐,该谐振频率可以明显更简单地利用一个单相的激励而被跟踪。不被激励的压电执行器此外还可以同时被用作防夹保护或负载传感器,该传感器把通过待调节部件的机械力转换为电子传感器信号。比如该压电电机具有正好两个压电执行器。其可以以适当的方式被运行,使得针对相对运动的一个运动方向来相应激励一个压电执行器。这所具有的优点是,总是借助该电子单元来正好(exakt)振荡仅一个压电执行器,并且该第二压电执行器仅仅作为惯性质量而一起振荡。由此防止了这两个同时被激励的压电执行器振荡的复杂叠加。
通过在其谐振频率上运行该压电执行器,其压电陶瓷被最佳利用。由此可以在使用相对小压电陶瓷材料的情况下产生了大的压电执行器偏移,由此可以把大的进给量、或者把大的力矩传输到相应的摩擦面上。通过这种谐振运行,该压电陶瓷在其最高效率点上工作,由此大大降低了电损耗功率,并由此避免了压电陶瓷的温升。在谐振运行中,该压电陶瓷、电子单元和电压源不再承受无功功率,由此该电子装置可以更简单地被实施,并且可以省略比如附加的开关和滤波元件。通过利用压电陶瓷的介电性,没有产生干扰的电磁场,但压电陶瓷的运行还明显受外部磁场的损害。该压电执行器工作在谐振运行中时,可以通过压电执行器的设计把该压电执行器的幅度和力传输与相应的摩擦面相匹配。由于压电执行器的高功率密度,可以降低相对昂贵的压电陶瓷的材料使用,或者可以提高压电驱动的功率。与常规的电机相比,还不出现起动电流或阻塞电流,从而能够达到明显较高的压电驱动效率。
根据本发明的驱动装置的一种实施方式,使得该压电执行器仅仅纵向振荡,从而仅仅沿压电执行器具有最大伸展的纵向来激励振荡元件。为此该压电陶瓷以及该压电执行器壳体的构造被相应地优化。如果该压电执行器的纵向在静止状态基本垂直于该驱动元件的相应摩擦面,那么一个唯一的压电执行器的纵向振荡就被有效地转换为相对于该摩擦面的相对运动的一个运动方向或者相反运动方向。
如果该压电执行器的压电陶瓷被构造成多层,其中在层之间电气连接,那么就可以以预给定的电压产生较大的振荡幅度。如果所述层垂直于该压电执行器的纵向来设置,那么由此纵向振荡在纵向上被最大化。
由于摩擦元件相对于相应摩擦面的微冲击运动,可以产生一个相对运动,而不必在运动上设置附加的惯性质量。通过在摩擦元件与相应的摩擦面之间选择合适的摩擦配合件,压电执行器的振荡可以非常低损耗且耐磨地被转换为驱动元件的直线运动或旋转运动。为了支持力传输,在该摩擦元件与该摩擦面之间除了该摩擦连接外还构造有构成形状锁合连接(Formschluss)比如微齿结构。具有摩擦面的驱动元件可以有利地作为直线驱动导轨或者作为旋转轴来构造。通过用于把摩擦元件压向直线导轨或旋转体的保持力,摩擦元件的切线运动分量被传输到该驱动元件上。尤其合适的是把压电电机固定在该运动部件上,由此其相对于一个固定摩擦面而随着该运动部件运动开。比如该压电电机可以固定到车窗上,并且沿着一个被车身固定的导向轨的摩擦面推动。
本发明的实施例在附图中示出,并在下文中来详细解释。其中:
图1示出了一种根据本发明的压电驱动装置,
图2示出了另一种用于旋转驱动的实施,
图3示出了在按照图1的压电执行器中所安装的压电元件,
图4示出了用于运行该驱动装置的示意性图示,
图5示出了压电电机的谐振曲线,以及
图6示出了该压电驱动系统的阻抗曲线,以及
图7示出了具有集成负载传感器的驱动装置的另一实施例,
图8示出了具有分立构造的负载传感器的一种实施,
图9和10示出了应答信号的典型曲线的两个示图。
在图1中示出了一种压电驱动装置10,其中压电电机12相对于一个相应的摩擦面14来实施相对运动。该摩擦面14在此作为直线导轨16来构造,该直线导轨比如固定在车体部件17上。该压电电机12具有至少一个压电执行器18,该压电执行器又包含有一个压电元件20。在此该压电执行器18具有执行器壳体22,该壳体容纳着该压电元件20。该执行器壳体22比如构造为外壳形式。在所示的实施中,该压电元件20由该执行器壳体来封闭。该压电执行器18具有一个纵向19,在该方向上该压电执行器18的伸展大于垂直方向24上的伸展。该压电元件20优选在该执行器壳体22中已在纵向19上被预压(vorgespannt),从而在激励该压电元件20的纵向振荡26时在其中不出现牵引力。通过该压电元件20的振荡,使整个压电执行器18纵向振荡26,并把振荡幅度45通过一个桥接件28传输到摩擦元件30,其中该摩擦元件与该摩擦面14构成摩擦接触。通过该压电执行器18的纵向振荡26,使该桥接件28倾斜运动或者弯曲运动,使得该摩擦元件30朝向该摩擦面14的一端31实施一种微冲击运动。在该摩擦元件30与该摩擦面14之间的相互作用在放大的片段中示出,其中看出,在静止位置中近似平行于摩擦面14地设置的桥接件28在该压电执行器18被激励振荡时相对于该摩擦面14倾斜。在此,该摩擦元件30的一端31比如实施了一种椭圆运动32,借助这种椭圆运动,该压电电机12沿着直线导轨16被推动。该压电电机12设置在该压电执行器18的振荡节点34的范围内,并比如与要运动的部件11相连接。同时该压电电机12通过支架36以一个法线力37被压向该摩擦面14。由此该摩擦元件30的一端31现在实施一种椭圆运动32或者一种圆形运动,其除了法线力37之外还具有一个切线力分量38,该切线力分量导致该压电电机12相对于该摩擦面14的进给。在一个可选实施中,该摩擦元件30仅仅与法线力37成一定角度地实施一种直线冲击运动。由此同样出现借助微冲击的相对运动。
在图1的实施例中,该压电电机12正好具有两个压电执行器18,这两个压电执行器近似与其纵向19平行地设置。在此该桥接件28垂直于纵向19来设置,并把这两个压电执行器18连接到其前端27。该桥接件28比如被构造为平板29,在其中间设置有该摩擦元件30。在该压电驱动装置10的一种优选运行方式中,为了在一个第一方向13上进行相对运动,这两个压电执行器18中的仅一个被激励。在此该第二、不被激励的压电执行器18通过该桥接件18而用作振荡质量,由于该振荡质量,该桥接件28连同该摩擦元件30一起相对于纵向19而被倾斜或弯曲。相应于该压电电机12构造的刚度,从而该压电元件20的纵向振荡26被转换为具有切线力分量38的一种微冲击运动。通过电极40来进行该压电元件20的电激励,其中电极40与电子单元42相连接。为了在相反方向15上运动该压电电机12,另一压电执行器18的压电元件20相应地借助该电子单元42被激励。在这种运行方式中总是激励该压电电机12的仅仅一个压电元件20,从而不可能出现两个压电执行器18的两种振荡激励的重叠。
根据本发明,该压电驱动装置以其谐振频率来运行。为此该电子单元42具有一个调谐电路46,该调谐电路控制相应的压电元件20,使得整个系统在谐振中振荡。在图1中相应示出了在两个压电执行器18中纵向振荡26的谐振频率44的幅度45,其中在该运行方式中这两个压电执行器18不是同时被激励。该最大幅度45在此对应于机械谐振频率44。
在图2中示出了该驱动装置10的一种变型,其中该压电电机12设置在车体部件17上。相反,该摩擦面14作为一个旋转体48的圆周面来构造,通过该摩擦元件30的推动运动使该旋转体48旋转。对应于在图1中所述的运行方式,该旋转体48的旋转方向49又通过在两个压电执行器18之一上的相应的仅一个压电元件20的控制而被预先给定。这样的驱动装置10产生了旋转作为驱动运动,并从而能够被应用在具有后接传动机构的电机的地方。
在图3中放大示出了压电元件20,其比如可以应用在图1或2的压电电机12中。该压电元件20具有多个相互分隔的层50,在其之间设置有相应的电极40。如果在电极40上通过电子单元42来施加电压43,那么该压电元件20就在纵向19上伸展。单个层50的伸展或收缩相加,使得通过层50的数量可以预先给定该压电元件20在纵向19上的机械总幅度45。层20在此垂直于纵向19设置在执行器壳体22中,从而通过该压电元件20使整个压电执行器18纵向振荡26。该压电元件20优选地被制造,使得可以在该压电元件20的谐振运行中产生非常大的幅度45。
在图4中示出了该压电驱动装置10的一个模型,其中该模型作为基础被用于调节该谐振频率44以及用于分析用于负载检测的应答信号130。在此,作为振荡回路52示出了该压电执行器18,其中电感53与第一电容器54和欧姆负载55相串联。第二电容56与之并联。在该振荡回路52上借助该电子单元42来施加一个激励电压43。通过把该压电执行器18的纵向振荡26转化为该摩擦元件30的推动运动,而影响该压电执行器18的谐振频率44。另外整个驱动装置10的谐振频率44还取决于负载58,其中该负载58比如通过待调节的部件11的重量来确定。另外该谐振频率44还与力传输的耦合57有关,其中该耦合主要通过在该摩擦元件30与该摩擦面14之间的摩擦条件来确定。在图4中的等效电路图以第一近似同时地表示动态压电驱动装置10的电气端子特性(Klemmenverhalten),其中该压电驱动装置比如在谐振频率44的范围上运行。待调节的部件11的负载变化的反馈在此与力传输57的方式有关,从而对激励信号93的应答信号130与该压电执行器18与待调节的部件11之间的机械耦合有关。在此,按照等效电路51的电气端子特性也可以用于通过防夹模块136对应答信号130的分析。
根据该等效电路图,在激励该调节装置10时借助该电子单元42来调节频率响应,其如在图5中所示。在此,绘制了在频率69上的功率59。在所示无功功率62的过零点61上出现了有功功率64的最大值63。有功功率64的最大值63出现在谐振频率44处,其中该压电驱动装置10借助该调谐电路46被调节到该谐振频率44上。该谐振频率44比如处于在30kHz与80kHz之间的范围中,优选在30kHz与50kHz之间。
在图6中示出了该压电电机12在频率响应上的所属阻抗特性。由图4的振荡回路52所示的调节装置10的阻抗的相位曲线60具有正斜率的第一过零点65和负斜率的第二过零点66,这对应于该振荡回路52的串联谐振和并联谐振。该相位角68绘制于图右侧的Y轴上。为了把该驱动装置10保持在谐振运行中,比如即使在负载58变化的情况下,该调谐电路46把频率69比如调节到具有正斜率的过零点65上,这在电子上可以相对简单地借助锁相回路47(PLL:Phase Locked Loop)来实现。左Y轴74表示阻抗值70,其中在频率69上的阻抗曲线70在第一过零点65上具有最小值71,并在第二过零点66上具有最大值72。
在图7中示出了一种压电驱动装置10的另一例子,其中该直线导轨16作为垂直的导向器9来构造。该压电电机12同样具有与图1和2中一样的两个压电执行器18,其设置于纵向19上。这两个压电执行器18借助桥接件28相互连接,其中该桥接件比如与这两个执行器壳体22一体地构造。在该桥接件28上又构造有摩擦元件30,该摩擦元件30用其端部31与该直线导轨16的摩擦面14形成摩擦连接。该摩擦元件30在此比如作为拱形推杆94来构造,其相对于该导轨16进行微冲击运动。在两个执行器壳体22内部,作为压电元件20分别设置有压电陶瓷21,该压电陶瓷在纵向19上具有比在横向24上更大的伸展。该压电元件20机械预压在纵向19上,为此,该压电元件借助压紧元件95而被夹紧在空腔23内。该压紧元件95比如被构造为螺钉96,该螺钉可以直接旋入该执行器壳体22的螺纹中。该驱动装置10在此被构造为玻璃升降器,其中该压电电机12与待调节的部件11相连接,该部件11作为导轨来构造。为了在第一运动方向13上实施相对运动(提升),根据该实施,仅下面的压电执行器18u借助该电子单元42被控制。通过激励下面的压电元件20,该摩擦元件30实施冲击运动或者椭圆运动32或圆形运动,由此该压电电机12借助一个切线力分量38沿着第一运动方向13被推动。由于设置在该压电执行器18上的桥接件28的机械滞后,所激励的纵向振荡26被转化为该推杆94的椭圆运动,其对于系统参数而与纯粹的直线运动有偏差。在下面的压电执行器20被激励期间,上面的压电执行器18o不被施加激励信号93。相反,待调节的部件11在方向13上运动时把一个力97在横向24上施加到上面压电执行器18o的压电元件20上。由此该压电元件20在横向24上被机械加载,由此在该电极40上可以抽取传感器信号91。该传感器信号91在该电子单元42中被分析,并在超过一个预给定阈值时该压电驱动装置10则可以被停止或反转。对于待调节的部件11沿第二运动方向15的下降,那么就仅仅激励上面的压电执行器18o,而不把激励信号93施加到下面的压电执行器18u上。这样,对于每个运动方向13、15分别仅控制一个压电执行器18u、18o。因此就不存在多个激励信号93的重叠,由此该压电电机12总是仅被单相控制。在此可以为了激励下面的压电执行器18u以及为了激励上面的压电执行器18o而使用相同的激励信号93,其中该激励信号通过该电子单元42的调谐电路46被生成。在该运动部件11下降时,可以选择性地同样作为传感器92来运行下面的压电执行器18u,其中在玻璃升降器驱动中对此没有必要,因为在下降时不存在夹紧危险。从而可以利用一个唯一的电子单元42、利用一个唯一的调谐电路46在时间上相继地、或者控制下面的压电执行器18u来提升该部件11、或者控制上面的压电执行器18o来下降该部件11。该压电电机12的位置在图7中没有更详细地示出,但比如可以与图1中类似地进行。在此该压电电机12在纵向19上利用一个法线力37而被压向该摩擦面14。该运动部件11借助连接元件90与上面的压电执行器18o相连接,其中该连接元件90优选地直接设置于该压电元件20的范围中。在该实施例中,该连接元件90构造为有弹性的,比如作为弹簧元件,其中通过其刚度可以预先给定防夹保护的弹簧刚度。如软的障碍物(比如手指或脖子)可以被检测一样,从而可以被调节。在该实施例中上面的压电元件20被构造有比下面的压电元件20小的体积,因为与借助被构造得较长的下面的压电元件20来提升该部件11相比,下降需要较小的驱动力。在本发明的另一变化中,如同该压电元件20也为了运行该部件11而被激励一样,该压电元件20为了生成传感器信号91也可以在相同方向上被机械承载。比如该部件11可以借助连接元件90如此与上面的压电执行器18o相连接,使得上面的压电元件20在纵向19上被机械承载,以便比如生成传感器电压。
在图8中示出了一个可选实施,其中该传感器92被构造为分立构造的负载检测器132。在此该负载检测器132连同该压电执行器18一起设置在该压电驱动系统10上,优选设置在被调节部件11与该压电执行器18之间。该负载检测器132比如被构造为位移传感器、速度传感器或加速度传感器,其传感器信号91被分析,以确定待调节的部件11的负载、或者调节力。代替地,该负载检测器132可以直接被构造为力传感器134,其把代表驱动力的一个信号作为传感器信号91输入给该电子单元42。该电子单元42在此具有一个防夹保护模块136,在该防夹保护模块中该传感器信号91、或者由此所确定的量与一个界限值相比较。该界限值比如作为常数值、或者作为在时间或调节位移上的界限值曲线比如被存储在该防夹保护模块136的存储器中。如果超过了防夹保护的界限值,那么该电子单元42就把一个相应的信号输出给该压电执行器18,该压电执行器就停止或反转该部件11的调节过程。
在图9中示意性示出了一种负载变化的测量图。上面的曲线表示在关于时间轴142(x轴)的y轴上的调节位移140。如果通过待调节部件11的负载逐渐地上升,并在一个范围144中持续地进入停止状态,比如在玻璃片进入具有封条的止挡时,那么在该范围中该应答信号130仅缓慢地上升,并然后到达具有较大常数幅度146的一个饱和区域中。在图9中作为比如y轴上的应答信号130而示出了关于时间142(x轴)的电流148。在该调节过程的开始,在时间点138处,在均匀地调节该运动部件11的情况下,该电流信号148具有一个恒定的最大电流幅度146,其中该电流幅度被提供给该压电执行器18。该激励信号93的频率在此比如处于谐振频率44的范围内,并在该最大幅度变化时也不改变。由于在范围144中该最大幅度146在时间142上缓慢、逐渐的变化,该防夹保护模块136能够识别出没有出现夹紧状况、而是比如由于该运动部件11在其导轨中摩擦的增加而导致的负载增大。
相反在图10中示出了一种阻塞状况,其中防夹保护功能被触发。在起始时间点138之后在恒定的均匀调节过程之后,在时间点150处待调节的部件11突然阻塞,这比如导致该应答信号130的最大幅度146突然上升。在图10中作为在y轴上的应答信号130示出了激励电压149,该激励电压在阻塞时间点150经历了最大幅度146非常快速的变化。如果比如把该应答信号130的最大幅度146的时间变化与所存储的一个界限值相比较,那么在该应答信号130的变化速度超过时就可以识别一个夹紧情况,并可以停止或反转该压电电机12。
在另一未示出的实施中,可以作为应答信号130来测量电流148和电压149的频率,借助其同样可以检测通过待调节部件11的负载变化。在此在阻塞状况下在图4的压电驱动装置10的等效电路图中频率相关的元件比如电感53、第一电容54或第二电容56可能发生变化,由此该调节系统10的谐振频率44在负载变化时偏移。如果由于负载变化比如仅该欧姆电阻55发生变化,那么如在图8中所示该谐振频率44保持恒定,并仅仅该应答信号130的幅度146发生变化,其中该幅度对应于图6的阻抗变化。
应该注意的是,对于在附图中以及在说明中所示的实施例,其中存在单个特征的不同组合可能性。从而比如可以相应于应用来改变压电执行器18、8、压电执行器壳体22、压电元件20(单块、堆叠、或多层)、桥接件28以及摩擦元件30的具体构造。在此,推动运动可以作为直线冲击运动或者作为基本椭圆或圆形的运动导轨来设置。在此,纯粹直线的推动运动体现为椭圆运动的极端情况。同样在多于两个压电执行器18的情况下一个压电电机12的多个压电执行器的相应振荡可以同时被激励,由此这些振荡的叠加形成推动运动,这种推动将使驱动元件运动。在此该压电执行器18可以单相或多相地被运行。根据本发明的用于识别负载变化的方法并不局限于微冲击原理,而是也可以变换为准静态工作的驱动装置比如“蠕动式压电电机”。本发明的驱动单元10优选地被应用于在机动车中调节运动部件11(座位部件、车窗、天窗、折叠顶棚),其中该压电电机12可以利用车载电网电压来运行,然而并不是局限于这种应用。在此该压电电机12也可以固定在车身上,并且该摩擦面14连同待调节的部件11比如安全带接头或头靠一起运动。

Claims (16)

1.一种用于运行压电驱动系统(10)的方法,该压电驱动系统(10)用于利用至少一个压电电机(12)调节尤其在机动车(17)中的运动部件(12、14),该压电电机(12)具有至少一个压电执行器(18),其中可以借助该压电电机(12)的至少一个摩擦元件(30)而关于与该摩擦元件(30)相对的摩擦面(14)产生相对运动,其特征在于,所述至少一个压电执行器(18)借助电子单元(42)利用激励信号(93)被控制,并且该驱动系统(10)的应答信号(130)借助所述至少一个压电执行器(18)而被检测,其中根据该应答信号(130)的变化来识别该驱动系统(10)的负载变化。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,为了借助受控制的压电执行器(18)来调节该部件(12、14),在所述至少一个压电执行器(18)的正常激励运行期间测量该应答信号(130)。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,为了借助受控制的压电执行器(18)来调节该部件(12、14),在该压电执行器(18)的正常激励运行中断之后测量该应答信号(130)。
4.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,作为该系统(10)的应答信号(130)来测量电流幅度(148),尤其在激励电压保持恒定的情况下进行测量。
5.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,作为该系统(10)的应答信号(130)来测量电压幅度(149),尤其在激励电流保持恒定的情况下进行测量。
6.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,作为该系统(10)的应答信号(130)来测量该驱动系统(10)的谐振频率(44)的偏移。
7.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,给该压电执行器(18)输入测试信号来作为激励信号(93),并测量该系统(10)对该测试信号的应答信号(130),其中该测试信号尤其被构造为阶跃函数、尖峰或者斜坡。
8.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,在该压电执行器(18)的正常激励运行中断之后,作为应答信号(130)来测量先前所激励的压电执行器(18)的衰变特性,以识别该驱动系统(10)的负载变化。
9.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,作为应答信号(130)来分析在正常激励运行时该压电执行器(18)的振荡过程,以识别该驱动系统(10)的负载变化。
10.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,该压电执行器(18)在正常的、受控制的激励运行期间短时地运行在另一、与正常的激励运行偏离的工作点上,其中该工作点被优化到该负载的影响量,其中尤其该激励信号(93)的激励频率和/或幅度被改变,以识别该驱动系统(10)的负载变化。
11.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,如果该应答信号(130)的变化超过了一个可预给定的界限值,那么就识别夹紧情况,并停止或反转该压电电机(12)。
12.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,该压电执行器(18)以如下方式来构造:为了分析该应答信号(130),作为压电驱动的模型,等效电路图(51)基于的是相互串联的电感(53)、电容(54)和欧姆电阻(55),其中另一电容(56)与其并联,并且利用这些元件中的至少一个的变化来用于确定负载变化。
13.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,该压电电机(12)正好具有两个压电执行器(18),其中对于该相对运动的一个第一运动方向(13)仅操纵一个压电执行器(18),并且对于相反的运动方向(15)则仅操纵另一压电执行器(18)。
14.根据前述权利要求之一所述的用于运行压电驱动装置(10)的方法,其特征在于,该压电电机(12)在其谐振频率(44)的范围内运行,其方式是,将一个调谐电路(46)调节到相位曲线的过零点(61)或者该系统(10)的阻抗(60)和/或导纳(阻抗的倒数)的极值。
15.用于实施根据前述权利要求之一所述方法的压电驱动装置(10),其特征在于,该压电执行器(18)具有一个纵向(19),其中该压电执行器(18)沿该纵向(19)具有比在横向(24)上大的伸展,并且借助该电子单元(42)使该压电执行器(18)纵向振荡(26),尤其仅仅在该纵向(19)上且没有横向分量地振荡,其中该压电执行器(18)的纵向(19)尤其近似垂直于该摩擦面(14)地延伸。
16.按照前述权利要求之一所述的压电驱动装置(10),其特征在于,该压电执行器(18)具有压电陶瓷(21),该压电陶瓷具有多个分离的层(50),在这些层之间设置有电极(40),其中这些层(50)优选地垂直于该压电执行器(18)的纵向(19)延伸。
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