CN101809417A - 用于对车辆的电动驱动装置的磁轮的由制造引起的误差进行补偿的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于对车辆的电动驱动装置的磁轮的由制造引起的误差进行补偿的方法和装置。在所述方法中应用校正因数，所述校正因数的初始值在工厂时预先给定并且所述校正因数在适配过程的范围内如此长地被改变，直至所述磁轮的由制造引起的误差最大程度地得以补偿。
Description
技术领域
本发明涉及用于对车辆的电动驱动装置的磁轮的由制造引起的误差进行补偿的方法和装置。
背景技术
在车辆中的电致动装置、例如滑动天窗和窗户升降器配备有传感装置，所述传感装置具有一个或两个霍尔传感器并且和与电动驱动装置的转子轴不可相对转动地连接的磁轮共同作用，以便提供用于定位的霍尔脉冲序列。为了定位，霍尔脉冲序列的单个霍尔脉冲被计数。此外，霍尔脉冲序列在计算马达转速时应用，所述马达转速是用于识别存在夹住过程的重要参数或是相应应用的防夹算法的基本的初始值。
在实践中，所应用的磁轮关于其磁性分布或区段宽度具有由制造引起的公差，从而可能会出现不希望的在磁区段之间的可达10％的区域位移。
所述公差对于定位来说可以忽略，但是对于识别夹住的存在来说是不希望的。因为区段宽度的公差直接地载入马达转速的计算进而导致所算出的、与磁轮公差成比例的推动力的波动。由此引起所测定的夹紧力的波动，其对系统的稳定性和和防夹算法的执行产生不利影响。在EP 1 175 598 B1中已知一种用于确定随动的旋转驱动装置的实际的转动方向变换的方法和装置。在所述方法中应用非对称的转子侧传感轮，以便提供具有在其之间的基准脉冲的与转速成比例的脉冲序列。所述脉冲在唯一的定子侧传感器中得到检测并且在评估单元中进行评估。所述评估单元确定在进行了转向切换之后尤其在电动旋转驱动马达进行了换级(Umpolung)之后的实际的转动方向变换。这通过考虑由在基于从当前增加脉冲信号长度转换到当前减小脉冲信号长度能确定的实际转动方向变换之前和之后在每个基准信号之间的脉冲信号的计数在转动方向转换后导出的脉冲信号校正值来进行。
在DE 10 2005 047 366 A1中已知另一种用于确定换向的旋转驱动装置的实际转动方向变换的装置。所述装置也应用了具有关于分布沿着传感轮的圆周非对称设计的编码结构的传感轮和一个唯一的检测器，所述检测器在传感轮转动时通过编码结构的扫描产生与转子转速有关的脉冲信号。所述脉冲信号被传输给评估单元，所述评估单元通过对脉冲沿的评估来确定实际的转动方向变换。传感轮的所述编码结构通过第一区段宽度的编码区段和具有第二区段宽度的基准编码区段对(Referenz-Codiersektor-Paar)形成。
为了对磁轮的、要利用等距极点分布来补偿的、由制造引起的公差进行影响已知的是，将为计算马达转速而需要考虑的脉冲长度基于磁轮的完全的转动求平均值。其缺点在于：由于基于磁轮进而电动驱动装置的转子轴的完全的转动而取平均值缘故会形成过滤，过滤导致时间上的延迟且此外降低了信号的强度。这对于防夹算法来说是不利的。
发明内容
本发明的目的在于指出一种能避免前述缺点的途径。
所述目的通过具有在权利要求1中给出的特征的方法和具有在权利要求6中给出特征的装置来实现。本发明的有利的设计方案和改进方案在从属权利要求中给出。
本发明的优点特别是在于，在没有应用基于电动驱动装置的磁轮或转子轴的完全的转动来实现的取平均值过程的情况下，可正确地测定角速度。这亦是相应应用的防夹算法可靠工作的前提。
本发明以校正因数为基础以计算的方式消除磁轮的公差的负面作用，所述校正因数在运动期间以适配的方式(adaptiv)确定且然后被使用。
关于本发明的主题不需要考虑：马达当前是否经过启动过程，当前是否加速或者当前是否制动。诸如这一类的非对称的干扰再度被去除。此外不会出现短暂的显著干扰，因为根据本发明的校正仅在小量步骤中实现。
即使直接地在第一次启动系统后，所述系统仍随时可以使用。如果例如机动车辆的窗户开始从其上部止挡位置打开，则这一开启运动足够确定校正因数。在随后的、初次需要防夹的关闭运动中，所述系统已经处于稳定状态。
附图说明
本发明其它有利的特性借助附图从其示例性阐述得出。其中：
图1示出框图，所述框图包括用于补偿车辆的电动驱动装置的磁轮的由制造引起的误差的装置的主要部件以用于理解本发明，
图2示出用于阐述用于补偿车辆的电动驱动装置的磁轮的由制造引起的误差的方法的流程框图，和
图3示出用于阐述另一种用于补偿车辆的电动驱动装置的磁轮的由制造引起的误差的方法的流程框图。
具体实施方式
图1示出框图，所述框图包括用于补偿车辆的电动驱动装置的磁轮的由制造引起的误差的装置的主要部件以用于理解本发明。在这个实施例中，电动驱动装置用于操纵车辆的窗户升降器。所述电动驱动装置包括定子和转子，其中所述转子具有转子轴1。
所述转子轴1抗扭转地与磁轮1a连接。所述磁轮具有多个区段，所述区段具有由于由制造引起的误差而沿磁轮的周向彼此偏差的尺寸。
当磁轮1a转动时，由传感装置2检测出脉冲并传输给评估单元3。由微型计算形成的评估单元3在接收每个脉冲时提高在位置计数器4中存储的位置数值，从而位置计数器4的计数器读数精确地描述了窗户的当前位置。
此外设置了评估单元3以用于计算马达转速值，其中这些值中的每一个值配属于磁轮1a的一个区段。马达转速的计算根据下述关系式实现：
ωi＝ki/Ti。
在此，ki是属于各区段的校正因数。Ti包含关于由传感装置2提供的脉冲序列的、两个连续的属于各区段的脉冲的时间间隔的信息。
属于磁轮1a的各区段的校正因数存储在校正因数存储器6中并由用于计算各马达速度值的评估单元3从校正因数存储器6中读出。校正因数存储器6的存储单元的数量与磁轮1a的区段的数量相一致。
为了测定关于两个连续的、属于各区段的脉冲的时间间隔信息Ti，评估单元3实施计数过程，所述计数过程在出现所述脉冲的第一脉冲时开始并且在出现所述脉冲的第二脉冲时结束。
根据上述关系式从校正因数和关于两个连续脉冲的时间间隔的信息中测定的马达转速值连同详细说明各所属的区段的区段指数(Sektorindex)一起被存储在环形缓冲存储器5中。环形缓冲存储器5的存储单元的数量与磁轮1a的区段的数量并从而也与校正因数存储器6的存储单元的数量相一致。
用于在校正因数存储器6中存储的、属于磁轮1a的各区段的校正因数的初始值已经以有利的方式在工厂中制造时存储在校正因数存储器6中。
在此后的运行中，根据适配的方法对车辆的电动驱动装置的磁轮1a的由制造引起的误差进行补偿。
在所述方法中，从所述的初始值出发将校正因数适配地匹配于磁轮的各所属的区段的实际尺寸。如果磁轮的区段或极点的数量为P，则总共应用P个不同的校正因数k1、k2、...，kP。所述校正因数以如下方式适配，即，对磁轮1a的由制造引起的误差进行补偿并且令根据上述关系式计算的马达转速值不受公差干扰，从而存在稳定的状态。所述稳定的状态的特征在于：在适配时，校正因数仅最小地改变。如果这在适配过程期间由评估单元识别出来，则终止适配方法。
下面，借助在图2中示出的流程框图详细阐述所述适配方法。
在与窗户升降器相关地描述的方法开始后，在步骤S1中，借助电动驱动装置使得窗户例如从关闭状态朝向打开状态的方向运动。在此电动驱动装置的转子轴1转动。这样做的结果是，在步骤S2中，由于抗扭转地与转子轴1连接的、具有相邻的区段的磁轮1a与传感装置2的共同作用，由所述传感装置生成脉冲。
在步骤S3中，将脉冲中的每一个传输给评估单元3。
然后根据步骤S4在评估单元3中根据关系式ωi＝ki/Ti来计算关于磁轮的配属于所述脉冲的区段的马达转速，其中ki是校正因数，Ti是关于当前的脉冲与在前脉冲的时间间隔的信息。
然后在步骤S5中，将所计算的马达转速和所属的区段指数存储在环形缓冲存储器5中。
根据步骤S6，检查环形缓冲存储器5是否被填充或环形缓冲存储器的所有存储单元是否各自占有一个马达转速值。
如果识别出不是这种情况，则根据步骤S7跳回至步骤S1。
相反，如果环形缓冲存储器5被填充，则根据步骤S8，评估单元3检查环形缓冲存储器5的内容，以便检测在环形缓冲存储器中存储的最小和最大马达转速和各所属的区段指数。
随后在步骤S9中，将配属于具有检测出的最小马达转速的区段的校正因数和配属于具有检测出的最大马达转速的区段的校正因数进行适配。配属于具有检测出的最小马达转速的区段的校正因数的适配根据下列关系式实现：
ki，neu＝ki，alt+Δk
配属于具有检测出的最大马达转速的区段的校正因数的适配根据下列关系式实现：
ki，neu＝ki，alt-Δk
在此，Δk分别是匹配常数。利用其值可以规定：所述系统多快应达到稳定的状态并且另一方面所述系统相对于干扰应多么敏感。用于校正因数的新测定的值被存储在校正因数存储器6的各所属的存储单元上来代替此前存储在那里的校正因数值。
在步骤S10中，检查所述系统是否处于稳定的状态。
如果所述系统还未处于稳定的状态，则根据步骤S11跳回至步骤S1，以便继续进行适配过程。
相反如果所述系统处于稳定的状态，则过渡到步骤S12，其代表所述方法结束。
图3示出用于阐述另一用于补偿车辆的电动驱动装置的磁轮的由制造引起的误差的方法的流程框图。
在图3中说明的方法与在图2中示出的方法的区别在于，不设置检查环形缓冲存储器是否被填充的步骤和在环形缓冲存储器未被填充时跳回至步骤S1的步骤。此外，在图3中说明的方法与在图2中示出的方法的区别还在于，不设置检查所述系统是否处于稳定的状态的步骤。
在图3中说明的方法中，校正因数的适配不断地在所述系统的整个使用寿命期间实现。在此，在系统的稳定状态中仅出现校正因数的可忽略的较小变化。
借助前述方法，正确的校正因数在短时间后已经自动出现，其中校正因数中的每一个都配属于磁轮1a的区段中的一个。在应用所述正确的校正因数的情况下，可以正确地算出各所属的角速度。这又提高了所应用的防夹算法的可靠性，而不需要为了提高可靠性而基于完全的马达转动来取平均值。
如上所述，在根据本发明的适配方法中不需要考虑：马达当前是否经过启动过程，当前是否加速或者当前是否制动，因为诸如这一类的非对称干扰在所述措施中又一次被去除。此外不会出现短暂的显著干扰，因为校正因数的适配仅在小量步骤中实现。
本发明的一种有利的改进方案是，磁轮的由制造引起的误差在驱动装置反向运行时被应用于校正位置计数器4的计数器读数。为了这个目的，区段之一被用作基准区段，并且在实际的转动方向变换之前和之后实施脉冲信号的计数，由此可以检测出：从当前脉冲信号间隔的增大到当前脉冲信号间隔的缩小的转变，并且可以为相应地校正位置计数器的计数器读数做准备。
Claims (13)
1.一种用于对车辆的电动驱动装置的磁轮的由制造引起的误差进行补偿的方法，所述方法包括以下步骤：
S1：借助电动驱动装置使得电操纵单元运动，
S2：借助传感装置生成脉冲，所述传感装置与固定在所述电动驱动装置的转子轴上的、具有相邻的区段的磁轮共同作用，
S3：将所述脉冲传送给评估单元，
S4：根据关系式ωi＝ki/Ti来计算关于磁轮的配属于所述脉冲的区段的马达转速，其中ki是校正因数，Ti是关于所传送的脉冲与在前脉冲的时间间隔的信息，
S5：将所计算的马达转速和所属的区段指数存储在环形缓冲存储器中，
S8：检测在所述环形缓冲存储器中存储的最小和最大马达转速和各所属的区段指数，
S9：将配属于具有检测出的最小马达转速的区段的校正因数和配属于具有检测出的最大马达转速的区段的校正因数进行适配，
S11：跳回至步骤S1。
2.按权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
S6：检查所述环形缓冲存储器是否被填充，
S7：如果未填充环形缓冲存储器，则跳回至步骤S1。
3.按权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
S10：检查所述系统是否处于稳定的状态并且在是的情况下跳至步骤S12；
S12：终止所述方法。
4.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，用于配属于所述磁轮的各区段的校正因数的初始值在制造车辆时被测定并且存储在校正因数存储器中。
5.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据下列关系式对配属于具有检测出的最小马达转速的区段的校正因数进行适配：
ki，neu＝ki，alt+Δk，
其中Δk是匹配常数。
6.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据下列关系式对配属于具有检测出的最大马达转速的区段的校正因数进行适配：
ki，neu＝ki，alt-Δk，
其中Δk是匹配常数。
7.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述评估单元在所述电动驱动装置的反向运行中对位置计数器的计数器读数进行校正。
8.一种用于对车辆的电动驱动装置的磁轮的由制造引起的误差进行补偿的装置，所述装置包括：
-具有相邻的区段的磁轮(1a)，所述磁轮与电动驱动装置的转子轴(1)抗扭转地连接，
-传感装置(2)，所述传感装置在所述磁轮(1a)转动时发出脉冲，和
-与所述传感装置(2)连接的评估单元(3)，
其特征在于，
-它具有环形缓冲存储器(5)，由评估单元(3)计算的马达转速能够被输入到所述环形缓冲存储器中，
-它具有校正因数存储器(6)，在所述校正因数存储器中能够输入属于所述磁轮(1a)的区段的校正因数，并且
-所述评估单元(3)被设置用于实施下述步骤：
-根据关系式ωi＝ki/Ti来计算关于所述磁轮的区段的马达转速，其中ki是校正因数，Ti是关于由所述评估单元(3)接收的脉冲与在前脉冲的时间间隔的信息，
-将所计算的马达转速和所属的区段指数存储在环形缓冲存储器(5)中
-检测在环形缓冲存储器中存储的最小和最大马达转速和各所属的区段指数，
-将存储在校正因数存储器(6)中的、配属于具有检测出的最小马达转速的区段的校正因数和存储在校正因数存储器(6)中的、配属于具有检测出的最大马达转速的区段的校正因数进行适配。
9.按权利要求8所述的装置，其特征在于，所述评估单元(3)被设置用于还实施下述步骤：
-检查所述环形缓冲存储器(5)是否被填充。
10.按权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述评估单元(3)被设置用于还实施下述步骤：
-检查所述系统是否处于稳定的状态。
11.按权利要求8至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述校正因数存储器(6)具有在工厂方面存储的、属于所述磁轮(1a)的区段的校正因数。
12.按权利要求8至11中任一项所述的装置，其特征在于，所述电动驱动装置是窗户升降器驱动装置或滑动天窗驱动装置。
13.按权利要求8至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述评估单元(3)设置成在电动驱动装置的反向运行中对位置计数器(4)的计数器读数进行校正。
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