CN103427727A - 驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电动地调整机动车中的调整元件（1）的驱动系统，其中所述驱动系统具有两个分别带有驱动马达（2a、3a）的电驱动器（2、3）和控制装置（4），其中所述驱动器（2、3）在已安装的状态下以相同的方式作用于调整元件（1）并且除了由于公差引起的偏差以外构造得基本上相同，其中所述控制装置（4）以脉宽调制的电压、即PWM电压对所述两个驱动马达（2a、3a）进行加载。在此提出，所述控制装置（4）以具有在调整期间连续偏移的PWM开关频率的PWM电压对所述两个驱动马达（2a、3a）进行加载，使得配属于所述两个驱动马达（2a、3a）的PWM开关频率至少在部分时间段上互不相同。

Description

驱动系统
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于电动地调整机动车中的闭锁元件的驱动系统、一种按照权利要求14所述的用于这种驱动系统的控制装置和一种按照权利要求15的前序部分所述的用于电动地对调整元件进行调整的方法。
“闭锁元件”这个概念在此应广泛地去理解。其中包括后挡板、后箱盖、引擎罩、侧门、滑动门、举升顶盖、滑动窗等等。
但是，所谈到的驱动系统主要应用在机动车的后挡板和侧门中。所述驱动系统用于沿关闭方向和打开方向电动地调整相应的闭锁元件。
背景技术
本发明以已知的驱动系统（DE 10 2008 057 014 A1）为根据，所述已知的驱动系统装配有两个分别具有驱动马达的电主轴驱动器。为了抵抗所述两个相同地构造的驱动器不均匀地磨损，控制装置用于向所述两个驱动马达提供相同的驱动功率。
所述控制装置以脉宽调制的电压（PWM电压）对所述两个驱动马达进行加载，以能够确保尽可能低损耗地调节转速或转矩。对于负载（在此为驱动马达）的PWM功率控制而言，非常普遍的问题在于，会形成干扰性的高次谐波，所述高次谐波的频率一般是相应的PWM电压的开关频率的数倍。尤其是考虑到电磁适应性（EMV），这会很有问题。
专利US 6,433,507B1示出了一种用于在PWM功率控制时减少EMV干扰的方案。在此提出，在电动调整期间使占空比、也就是PWM脉冲的高电平时间与低电平时间的比例连续偏移。由此能够以简单的方式减少上述干扰。
发明内容
本发明的问题在于，构造并改进已知的驱动系统，使得尤其是考虑到存在两个驱动马达的情况下最优化EMV电磁适应性（elektromagnetische Vertraeglichkeit）。
上述问题在按照权利要求1的前序部分所述的驱动系统中通过权利要求1的特征部分所述的特征得以解决。
主要的基本思想在于，所述两个驱动马达总是在部分时间段上以不同的PWM开关频率工作。因此每个驱动马达都有其“独有的”开关频率。最终的效果是，由两个驱动马达产生的EMV干扰不会增强或者甚至增加。而是所述EMV干扰会分布到多个开关频率和其高次谐波上。
“开关频率”这个概念在此是指从PWM脉冲的持续时间中、也就是从高电平时间（High-Zeit）和低电平时间（Low-Zeit）的总和中得出的倒数值。
通过按照提出方案的解决方案，能够达到特别小的干扰辐射，其中能够省去高成本的抗干扰措施、尤其是包括很多硬件的措施。按照提出方案的解决方案能够完全通过计算机、也就是通过软件得以实现。
在按照权利要求4所述的特别优选的设计方案中，配属于两个驱动器的PWM开关频率至少在部分时间段上互不相关。“不相关”这个概念在此要在数学的意义上进行理解，即在其中一个驱动器中出现确定的开关频率不会影响另一个驱动器的开关频率的出现。因此进一步排除了增强、尤其增加任何干扰的情况。
在按照权利要求6所述的更加优选的设计方案中，预设了平均PWM开关频率，其形成了驱动器的PWM开关频率在时间上的平均值。在特别优选的设计方案中，配属于其中一个驱动器的平均PWM开关频率与配属于另一个驱动器的平均PWM开关频率相同。
在按照权利要求12所述的更加优选的设计方案中，频率偏移源于缩短或延长了PWM脉冲的高电平时间，并且相应地缩短或延长了低电平时间。因此正如上面提起的那样，能够纯粹地通过计算机实现频率偏移，而不必修改时钟发生器或诸如此类的时钟频率。
按照权利要求14所述的另一种具有独立意义的教导，对这种用于所述按照提出方案的驱动系统的控制装置提出权利要求。可以参照针对驱动系统的所有设计方案，所述设计方案适合于描述控制装置。
按照权利要求15所述的另一种同样具有独立意义的教导，对一种用于借助于按照提出方案的驱动系统电动地对调整元件进行调整的方法提出权利要求。
按照所述另一种教导重要的是，以具有在调整期间连续偏移的PWM开关频率的PWM电压对所述两个驱动马达进行加载，使得配属于两个驱动器的PWM开关频率至少在部分时间段上互不相同，。
按照提出方案的方法相应于驱动系统的运行方式，因此就此而言也可以参照针对按照提出方案的驱动系统的所有设计方案。
附图说明
下面借助示出了仅一个实施例的附图详细阐述本发明。在附图中：
图1示出机动车的尾部的侧视图，所述机动车的尾部具有后挡板和用于电动地调整所述后挡板的、按照提出方案的驱动系统，并且
图2示出按照图1的驱动系统的完全示意性的方框连线图。
具体实施方式
按照提出方案的驱动系统用于电动地调整机动车中的调整元件1。附图涉及一种用于构造为后挡板的调整元件1的驱动系统的应用。这虽然是有利的，但是不能局限地进行理解。因此，以下的实施方式几乎一律涉及构造为后挡板的调整元件1。这些实施方式也完全适用于所有其它类型的调整元件1。
驱动系统装配有两个电驱动器2、3，其中在图1中只能看出前面的驱动器2。这两个驱动器2、3优选构造为线性作用的主轴驱动器，并且一方面作用在后挡板1的边沿区域上，另一方面作用在后挡板开口上。关于驱动器2、3的优选的布置方式可以参照德国实用新型DE 20 2007 005 749 U1，该实用新型源自于本申请人并且就此而言成为本申请的主题。
每个驱动器2、3都装配有驱动马达2a、3a，其通常配有进给传动装置、在此为主轴传动装置。
所述驱动系统还装配有用于控制两个驱动马达2a、3a的控制装置4。在图2中完全示意性地示出了控制装置4。所述控制装置可以实现为单独的单元或者实现为机动车电子器件的组成部分。也可以考虑一种非中心的设计方案，其具有多个例如以分布到驱动器2、3中的方式布置的控制模块。
在已安装的状态下，这两个驱动器2、3以相同的方式作用于后挡板1。在此，这首先意味着调整后挡板1相当于相同地调整两个驱动器2、3。这还意味着，如此构造并布置两个驱动器2、3，使得它们在驱动力相同的情况下将相同的驱动力矩导入后挡板1中。
驱动器2a、3a在此除了由于公差引起的偏差基本上相同地构造。这应该广泛地去理解并且也包括例如关于车辆纵轴线相互对称地布置驱动器2a、3a。
控制装置4以脉宽调制的电压（PWM电压）对这两个驱动马达2a、3a进行加载。因此能够低损耗地调节驱动转速和/或驱动力矩。
在优选的设计方案中，控制装置4调整两个驱动马达2a、3a的PWM电压，使得由两个驱动马达2a、3a接受的电功率是相同的。
当前重要的是，控制装置4以具有在调整期间连续偏移的PWM开关频率的PWM电压对两个驱动马达2a、3a进行加载，也就是如此使得配属于两个驱动马达2a、3a的PWM开关频率至少在部分时间段上是不相同的。与此相关的优点已经在说明书的总述部分阐述。
在特别优选的设计方案中，配属于两个驱动马达2a、3a的PWM开关频率基本上总是不同的。“基本上”这个概念在此是指，尤其在待阐述地伪随机地控制开关频率时理论上可能出现以下情况，即两个PWM开关频率在时间点上是相同的。然而这种可能性尤其在所述待阐述的伪随机的控制时极其小并且也能够通过适当的措施完全得以避免。例如如果配属于两个驱动马达2a、3a的、关于待阐述的平均PWM开关频率的频率偏移相同，则可以反转频率偏移之一的符号、也就是方向。
为了减小由两个驱动马达2a、3a引起的干扰增强或增加的可能性，更加优选的是，对立的PWM开关频率至少在部分时间段上互不相关。这种不相关性要在上述的数学意义上进行理解并且由控制装置4中相应的算法来确保。
但是也可以考虑的是，有针对性地产生配属于两个驱动马达2a、3a的PWM开关频率的关联。这种有针对性的关联又能够与增强由两个驱动马达2a、3a产生的干扰相反地作用。
优选地，配属于两个驱动马达2a、3a的PWM开关频率在按时间取平均值时是恒定的。其中进一步优选的是，配属于两个驱动马达2a、3a的平均PWM开关频率是相同的。也可以考虑的是，这些平均PWM开关频率是不同的。
通常，PWM发生器由时钟发生器和配属于该时钟发生器的计数器构成，该计数器配备有断路器。计数器在出现预先确定的数量的时钟脉冲的情况下将断路器切换到“高”位，其中所述预先确定的数量的时钟脉冲相应于高电平时间。
在此并且优选地，用于两个驱动马达2a、3a的控制装置4分别具有PWM发生器（未示出）并且分别具有引起相应的频率偏移的伪随机发生器。伪随机发生器产生伪随机数，所述伪随机数例如是用于平均PWM开关频率的频率偏移的量度。在具有时钟发生器和计数器的PWM发生器中，所产生的随机数能够影响计数器的计数阈。因此能够以极其简单的方式实现按照提出方案的频率偏移。
所述按照提出方案的频率偏移优选地以预先规定的偏移频率周期性地实现。偏移频率在此并且优选地在1kHz的范围内。
所述频率偏移例如能够实现为“跳频（Frequenzhopping）”或“扫频（Frequenzsweep）”。在跳频的情况下，频率偏移源自于在不同的PWM开关频率之间优选周期性地跳跃。而在扫频的情况下，频率偏移则源自于PWM开关频率连续地上升和下降。在后一种情况下，频率偏移的值在时间范围内跟随着三角波信号（Dreiecksignal）或锯齿波信号（Saegezahnsignal）。可以考虑其它的信号形式。
PWM开关频率优选在kHz-范围内，而像上面提到的偏移频率优选在几百Hz到几kHz的范围内。尤其已经证明，PWM开关频率在15kHz到25kHz之间的频带中。对于偏移频率来说，已经证明了在100Hz到10kHz之间的范围内、尤其在200Hz到5kHz之间的范围内。
原则上，可以通过影响上面提到的PWM发生器的时钟发生器实现频率偏移。然而，优选规定通过计算机实现频率偏移。在此规定，频率偏移源自于PWM脉冲的高电平时间或者低电平时间的缩短或延长。其中同时要考虑的是，PWM电压当然首先用于驱动马达2a、3a的转速调节或者转矩调节。
相应地，控制装置4装配有未示出的功率调节器，所述功率调节器为两个驱动马达2a、3a分别输送电功率，其中分别进行频率偏移，使功率的输送保持不受影响。在将频率偏移到更高的开关频率时，必须相应地减少高电平时间，从而避免被输送的功率升高。
按照另一种同样具有独立意义的教导，对这种按照提出方案的驱动系统的控制装置4提出权利要求。就可能的优点和实施方式而言，完全可以参照针对按照提出方案的驱动系统的阐述。
按照另一种同样具有独立意义的教导，对一种用于借助于按照提出方案的驱动系统电动地调整机动车中的调整元件1的方法提出权利要求。在此重要的是，以具有在调整期间连续偏移的PWM开关频率的PWM电压对两个驱动器2a、3a进行加载，使得配属于两个驱动马达的PWM开关频率至少在部分时间段上是不相同的。如上面已经阐述的那样，这相应于按照提出方案的驱动系统的运行方式，从而在此就所有的优点和可能的实施方式而言也可以参照那里的实施方式。

Claims (15)

1.一种用于电动地调整机动车中的调整元件（1）的驱动系统，其中所述驱动系统具有两个分别带有驱动马达（2a、3a）的电驱动器（2、3）和控制装置（4），其中所述驱动器（2、3）在已安装的状态下以相同的方式作用于调整元件（1）并且除了由于公差引起的偏差以外构造得基本上相同，其中所述控制装置（4）以脉宽调制的电压、即PWM电压对所述两个驱动马达（2a、3a）进行加载，
其特征在于，
所述控制装置（4）以具有尤其连续偏移的PWM开关频率的PWM电压对所述两个驱动马达（2a、3a）进行加载，使得配属于所述两个驱动马达（2a、3a）的PWM开关频率至少在部分时间段上互不相同。
2.按照权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述控制装置（4）调校所述两个驱动马达（2a、3a）的PWM电压，使得由所述两个驱动马达（2a、3a）接收的电功率是相同的。
3.按照权利要求1或2所述的驱动系统，其特征在于，配属于所述两个驱动马达（2a、3a）的PWM开关频率基本上总是不同的。
4.按照上述权利要求中任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述控制装置（4）产生配属于所述两个驱动马达（2a、3a）的PWM开关频率，使得所述两个得到的PWM开关频率至少在部分时间段上互不相关。
5.按照上述权利要求中任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述控制装置（4）产生配属于所述两个驱动马达（2a、3a）的PWM开关频率，使得所述得到的频率偏移至少在部分时间段上相互关联。
6.按照上述权利要求中任一项所述的驱动系统，其特征在于，配属于所述两个驱动马达（2a、3a）的PWM开关频率在按时间取平均值时是恒定的。
7.按照上述权利要求中任一项所述的驱动系统，其特征在于，用于所述两个驱动马达（2a、3a）的所述控制装置（4）分别具有PWM发生器并且分别具有引起相应的频率偏移的伪随机发生器。
8.按照上述权利要求中任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述频率偏移周期性地以预先规定的偏移频率来实现。
9.按照上述权利要求中任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述频率偏移源于不同的PWM开关频率之间的跳跃、即跳频，或者所述频率偏移源于所述PWM开关频率的连续地上升和下降、即扫频。
10.按照上述权利要求中任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述PWM开关频率在kHz-范围内并且/或者所述偏移频率在100Hz到10kHz之间的范围内，尤其是所述偏移频率在200Hz到5kHz之间的范围内。
11.按照上述权利要求中任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述PWM开关频率在15kHz到25kHz之间的频带内。
12.按照上述权利要求中任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述频率偏移源于PWM脉冲的高电平时间或者低电平时间的缩短或者延长。
13.按照上述权利要求中任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述控制装置（4）具有功率调节器，所述功率调节器为所述两个驱动马达（2a、2b）分别预先规定电功率，并且实行频率偏移，从而满足所述功率预值。
14.一种用于电动地调整机动车中的调整元件（1）的驱动系统的控制装置，其中所述驱动系统具有两个分别带有驱动马达（2a、3a）的电驱动器（2、3），其中所述驱动器（2、3）在已安装的状态下以相同的方式作用于调整元件（1）并且除了由于公差引起的偏差以外构造得基本上相同，其中所述控制装置（4）以脉宽调制的电压、即PWM电压对所述两个驱动马达（2a、3a）进行加载，
其特征在于，
所述控制装置（4）以具有在所述调整期间连续偏移的PWM开关频率的PWM电压对所述两个驱动马达（2a、3a）进行加载，使得配属于所述两个驱动马达（2a、3a）的PWM开关频率至少在部分时间段上互不相同。
15.一种借助于驱动系统电动地调整机动车中的调整元件（1）的方法，其中所述驱动系统具有两个分别带有驱动马达（2a、3a）和控制装置（4）的电驱动器（2、3），其中所述驱动器（2、3）在已安装的状态下以相同的方式作用于调整元件（1）并且除了由于公差引起的偏差以外构造得基本上相同，其中以脉宽调制的电压、即PWM电压对所述两个驱动马达（2a、3a）进行加载，
其特征在于，
以具有在所述调整期间连续偏移的PWM开关频率的PWM电压对所述两个驱动马达（2a、3a）进行加载，使得配属于所述两个驱动马达（2a、3a）的PWM开关频率至少在部分时间段上互不相同。
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