CN103973178A - 用于能运动的车辆部件的调整装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于能运动的车辆部件的调整装置（1）。调整装置（1）包括电的伺服马达（3）、在从动侧与伺服马达（3）联接的调整机构（4）以及用于以马达电流（IM）驱控伺服马达（3）的控制单元（12）。控制单元（12）在此设置用于使伺服马达（3）的马达扭矩（D）通过对马达电流（IM）的限制被限制到扭矩极限值（DG）。控制单元（12）此外还设置用于使伺服马达（3）的马达转速（n）通过对马达电压（UM）的调节被调节到转速额定值（nS）。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于能运动的车辆部件的调整装置，尤其是一种用于在机动车内调整车窗玻璃的电的车窗玻璃升降器，例如拉索式车窗玻璃升降器。本发明此外还涉及一种用于制造调整装置的包括调整装置的多个设计不同的结构形式的产品系列的方法。
背景技术
调整装置在现代机动车中被用来自动调整不同类型的能运动的车辆部件。除了前述的用于自动调整机动车的车窗玻璃的车窗玻璃升降器外，调整装置尤其也用于调整滑动天窗、机动车车门、后备箱盖、后视镜、车辆座椅和座椅部件、折叠式车顶等。
前述类型的调整装置通常包括电的伺服马达、调整机构以及控制单元。调整机构在此在从动侧与伺服马达联接并用于将由伺服马达产生的调整力传递给要调整的车辆部件，以便使这个车辆部件沿着预定的调整路径运动。调整机构通常由直接与伺服马达的马达轴联接的传动装置以及用于在传动装置和要调整的车辆部件之间传力和传递运动的器件组成。在拉索式车窗玻璃升降器中，这些用于传力和传递运动的器件例如由拉索系统形成，该拉索系统带有卷筒、转向轮、拉索和用于将拉索与车辆玻璃联接起来的携动件。
这种调整装置的伺服马达和调整机构一方面必须设计得足够坚固或稳定，以便能够在调整装置的估计使用寿命上可靠且不受损伤地接受在调整装置运行中预期的负荷。另一方面，调整装置的组件的超规格设计出于制造成本和可供使用的结构空间的原因通常受到严格限制。因此，调整装置的组件通常在能施加的功率和力以及负荷能力方面受限地根据在个别情况下分别具体地预期的使用条件来设计。
出于这个原因，通常需要针对不同的车型或甚至同一车型的不同的配置变型设计特定的调整装置的，例如拉索式车窗玻璃升降器的不同的结构形式。因此，车辆组件的制造商通常生产分别包括特定调整装置类型的多个结构形式的产品系列，其中，这个产品系列的各个结构形式通过所使用的组件的负荷能力来区分。
通常也针对这个产品系列的不同结构形式设置不同的伺服马达，这些伺服马达在其输出功率方面与所属的调整机构的设计相匹配。这使得有必要研发在功率等级的分级的系统内的伺服马达，这导致组件数量增加并引起相应很高的成本。
由DE19711979A1公开了一种用于控制用于能运动的车辆部件的调整装置的方法。在此，至少在调整路径的分区中，调整力被限制在依赖于调整路径的极限值内。在超过这个极限值时，与调整力成比例的参数，尤其是马达电流被调节到与该极限值相应的值上。在这个调节过程期间监控与调整装置的动态性能相关联的参数，尤其是转速，并且在控制和调节电子装置中对其进行评估。从这个评估产生了进一步的控制和调节行为。在此，当转速在调节阶段开始后的预定的时间间隔后下降到低于已确定的极限值时，调整装置尤其被切断或逆转。在此，如下这样来选择针对调整力的依赖于调整路径地预定的极限值，即，正常的，也就是说在正常运行中预期的调整力以预定的过剩力超过这个极限值。过剩力的限制在此用于实现有效的夹紧保护。因此，过剩力如下这样确定大小，即，使其在调整路径的每个位置上都满足最尖刻的夹紧保护条件。过剩力尤其如下这样确定大小，即，使通过要调整的车辆部件可以将最大100N的力施加到被夹紧的主体部分或被夹紧的物体上。
发明内容
本发明所要解决的任务是，说明一种用于能运动的车辆部件的能特别经济地制造的调整装置。本发明此外还要解决的任务是，说明一种用于制造用于能运动的车辆部件的调整装置的包括多个结构形式的产品系列的特别经济的方法。
关于用于能运动的车辆部件的调整装置，该任务按照本发明通过权利要求1的特征来解决。关于用于制造用于能运动的车辆部件的调整装置的包括多个结构形式的产品系列的方法，该任务按照本发明通过权利要求9的特征以及通过权利要求10的特征来解决。本发明的有利的以及部分本身具有创造性的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。
按本发明的调整装置包括电的伺服马达以及调整机构，该调整机构与伺服马达联接并用于使要调整的车辆部件在由伺服马达产生的马达扭矩的作用下运动。调整装置此外还包括用于以马达电流驱控伺服马达的控制单元。控制单元在此就电路技术和/或编程技术而言被设置用于通过马达电流的限制将马达扭矩限制到预定的扭矩极限值。此外，控制单元就电路技术和/或编程技术而言还被设置用于通过调节基于马达电流的马达电压将伺服马达的马达转速调节到转速额定值（转速调节或频率调节）。
由伺服马达通过马达轴施加到调整机构上的扭矩被称为“马达扭矩”。马达轴的转速被称为“马达转速”。
扭矩限制与转速调节的组合允许通过马达控制就已经排除了伺服马达的不允许的工作点，这些工作点基于过高的马达扭矩或马达转速导致调整机构的立即或逐渐受损。因此，在按本发明的调整装置中没有必要使伺服马达在其马达特性曲线方面与调整机构的负荷能力相匹配。更确切地说，也可以在调整装置的框架内使用就功率而言强超规格的伺服马达，而不必担心对调整机构造成损害。
在此，伺服马达优选如下这样设计，即，使其在以最大运行电压连续地（亦即在时间上不中断的、非脉冲的）驱控时具有超过调整机构的最大负载力矩的阻碍扭矩。换句话说，伺服马达与调整机构的负荷承受能力相比超规格，从而在没有扭矩限制的情况下伺服马达在阻碍状态中会立即或逐渐损害调整机构。
在此，马达电压的最大的值被称为“最大运行电压”，调整装置在常规运行中可能遭受该最大运行电压。调整装置优选为了通过常见的车辆电池供电设定12伏的额定电压。调整装置在此鉴于最大运行电压根据最高的电压值来设计，该电压值可以在电池电路中在惯常的条件下存在，例如为16伏。
伺服马达的扭矩-转速特性曲线的在给定的马达电压下并且在马达受到阻碍时（也就是说在马达停止状态下，或者换句话说，在转速值为零时）产生的扭矩值被称为“阻碍扭矩”。
马达扭矩的最大值被称为调整机构的“最大负载力矩”，其按照调整机构的机械设计可以被调整机构在不受损的情况下接受。调整机构的最大负载力矩尤其由马达转速的如下这个值来限定，在该值下，调整机构正好还经受得住高温蠕变试验（Heat-Creep-Test）。在此，高温蠕变试验指的是一种标准化的实验室试验，在该试验中，确定数量的调整装置试验样本在规定的（等于使用寿命的）时间间隔，例如1000小时内，持续地遭受最高的特定的运行温度（例如80℃）并且在此在确定数量的例如125个负荷循环中遭受各自的扭矩。当所有的试验样本都在无功能损失（例如断裂、卡住、难以通过）的情况下幸存时，就被认为经受得住高温蠕变试验。
为了安全地避免调整机构由于不允许地高的马达扭矩而过度负荷，扭矩极限值在控制单元中以适宜的方式如下这样预定，即，使其不超过调整机构的最大负载力矩。换句话说，扭矩极限值如下这样预定，即，使其与调整机构的最大负载力矩相应或尤其是略低于这个最大负载力矩。在优选的规格设计中，扭矩极限值尤其被确定为是调整机构的最大负载力矩的约90%。
在本发明的框架内，扭矩极限值可以固定地（在时间上恒定且不可改变地）预定。在本发明的优选的构造方案中，作为对此的备选，扭矩极限值可变地预定为要运动的车辆部件的调整位置的参量（调整位置参量）的函数或预定为时间的函数。扭矩极限值尤其与在DE19711979A1中说明的方法类似地如下这样确定，即，使其相应于调整装置在已装入的状态下的典型的依赖于调整路径的扭矩变化曲线加上预定的过剩扭矩。但是与DE19711979A1不同的是，扭矩极限值在额外的条件下被确定：它没有在任何调整位置上超过调整机构的最大负载力矩。在本发明的框架内，尤其仅允许扭矩极限值变化直至略低于调整机构的最大负载力矩的值，例如最大负载力矩的90%。
作为对此的补充附加或备选，伺服马达优选设计成使其在以最大运行电压连续驱控时具有超过伺服马达的最大转速或调整机构的最大转速的空转转速。换句话说，伺服马达在其电有效功率方面与其自身的机械设计和/或调整机构的机械设计相比超规格，从而使其在空转时没有频率调节的情况下或在很小的负荷下会损害自己或调整机构。
“空转转速”的概念在此指的是在伺服马达的扭矩-转速特性曲线中，在给定的马达电压下在伺服马达空转中，也就是说，在马达扭矩的值为零时，产生的转速值。
伺服马达的“最大转速”指的是伺服马达的转子和马达轴的轴承在没有受损危险的情况下可能接受的马达转速的最大值。同样，调整机构的“最大转速”指的是正好还无需担心对调整机构造成损伤的马达转速的最大值。根据伺服马达和调整机构的设计的不同，伺服马达的最大转速和调整机构的最大转速可以相同或不同。伺服马达的最大转速和调整机构的最大转速在本发明的框架内通过计算或一系列测试来确定。它们尤其通过伺服马达或调整机构按照所属的数据页针对其特定的转速来确定。
为了安全地排除由于不允许地高的马达转速造成的对伺服马达或调整机构的损害，转速额定值在控制单元中以适宜的方式如下这样预定，即，使其不超过伺服马达的最大转速和调整机构的最大转速。换句话说，转速额定值如下这样来选择，即，使其与伺服马达的最大转速相应，或者当其较低时与调整机构的最大转速相应或略低于这个最大转速。例如转速额定值如下这样来选择，即，使其与调整装置的设计得最弱的组件的最大转速的约90%相应。
控制单元从编程技术和/或电路技术来讲优选被设置成不仅为了限制马达扭矩而且也为了调节马达转速而产生马达电压作为经脉宽调制的脉冲信号。因此，无论是马达扭矩还是马达转速都通过马达电压的相应的脉冲来调整。
前述的调整装置优选是一种用于调整机动车的车窗玻璃升降器的电动的车窗玻璃升降器，尤其是一种拉索式车窗玻璃升降器。但与此不同的是，调整装置在本发明的框架内也可以设置用于调整机动车中的任意其他的车辆部件，尤其是用于调整车门、后备箱盖、滑动天窗或折叠式车顶、车辆座椅或座椅部件等。
前述的按本发明的用于调整装置的构造原理在本发明的框架内尤其用于特别经济地制造一个产品系列的（同类型的）调整装置。产品系列在此包括调整装置的多个结构形式，这些结构形式的区别在于分别配属的调整机构的最大负载力矩。尽管调整机构的设计不同，但在此按照本发明针对产品系列的所有结构形式使用相同的伺服马达。因此，所有的结构形式包含相同的伺服马达。这种伺服马达在此如下这样设计，即，使其针对产品系列的至少一个结构形式在可产生的马达扭矩方面超规格，也就是说，使其在以最大运行电压连续地驱控时具有超过该至少一个结构形式的调整机构的最大负载力矩的阻碍扭矩。在此，通过在控制机构内实施的扭矩限制以如下方式防止了对调整机构的损害，即，这种控制机构被设置用于通过对马达电流的限制将伺服马达的马达扭矩限制到如下扭矩极限值，该扭矩极限值视每个结构形式而定地预定为使其不超过这个结构形式的调整机构的最大负载力矩。
作为对此的附加或备选，产品系列的结构形式的区别在于分别配属的调整机构的最大转速。又针对产品系列的所有结构形式而言相同的伺服马达在此按照本发明如下这样设计，即，使其在其空转转速方面与至少一个结构形式的调整机构的机械设计相比超规格，也就是说，使其在以最大运行电压连续驱控时具有超过至少一个结构形式的调整机构的最大转速的空转转速。在此，通过在控制单元内实施的转速调节以如下方式避免了调整机构受损，即，控制单元设置用于通过调节马达电压将伺服马达的马达转速调节到如下转速额定值，该转速额定值视每个结构形式而定地预定为使得其不超过这个结构形式的调整机构的最大转速。
在前面所阐释的构造原理的备选说明中，该任务通过针对前述类型的多个调整装置，尤其是调整装置的产品系列的多个结构形式使用相同的伺服马达来解决，其中，这些调整装置在分别配属的调整机构的最大负载力矩和/或最大转速方面不同地设计。
附图说明
接下来借助附图详细阐释本发明的实施例。附图中：
图1在示意性框图中示出了用于调整机动车侧窗玻璃的电的车窗玻璃升降器，其带有电的伺服马达、用于将由伺服马达产生的扭矩传递给车辆玻璃的调整机构以及用于以马达电流驱控伺服马达的控制单元；以及
图2在示意性框图中示出了按图1的控制单元的结构；
图3在马达转速相对马达扭矩的示意性图表中，针对马达电压的不同的值，示出了伺服马达的扭矩-转速特性曲线的典型的变化曲线；以及
图4在马达扭矩相对调整位置的示意性图表中示出了在调整过程期间马达扭矩的预期的变化曲线以及由控制单元预定的扭矩极限值。
彼此相应的部分和参数在所有附图中始终用同样的附图标记标注。
具体实施方式
图1示意性示出了形式为用于机动车的（车辆）车窗玻璃2的（拉索式）车窗玻璃升降器1的调整装置。
车窗玻璃升降器1包括电的伺服马达3，其通过调整机构4如下这样与车窗玻璃2联接，即，使车窗玻璃2可以通过伺服马达3沿着调整路径5在两个最终位置之间，亦即打开位置6和关闭位置7之间可逆地移动。
图1分别用虚线的轮廓线示出了在打开位置6中和关闭位置7中的车窗玻璃2。用实线的轮廓线示出了在两个最终位置之间的中间调整位置x中的车窗玻璃2。
调整机构4包括安装在伺服马达3的马达轴8上的驱动蜗杆9，其与蜗轮10啮合。调整机构4此外还包括在图1中仅极为简化地示意出的拉索11，其与涡轮10通过（未详细示出的）传动部分和卷筒联接。拉索11借助携动件又与车窗玻璃2联接。
此外，调整装置1还包括控制单元12、转动位置传感器13以及电流传感器14。转动位置传感器13包括抗相对转动地（drehfest）安装在马达轴8上的多极的环形磁体15和与这个环形磁体协同作用的霍尔传感器16。
为了执行调整过程，本身由车辆电池以电池电压UB供电的控制单元12以马达电流IM驱控伺服马达3，基于此伺服马达3通过马达轴8将马达力矩D施加到调整机构4上。在此，通过电流传感器14产生了与马达电流IM的电流强度成比例的电流测量信号SI并作为输入参数输送给控制单元12。
在马达轴8转动时，与之联接的环形磁体15在与霍尔传感器16的协同作用下产生了脉冲的转速测量信号Sn，它的脉冲率与（马达）转速n成比例，并且这个转速测量信号Sn作为另外的输入参数输送给控制单元12。
控制单元12从电流测量信号SI借助所存储的伺服马达3的电流-扭矩特性曲线进一步计算出由伺服马达3产生的（马达）扭矩D的（实际）值以及借助转速测量信号Sn进一步计算出马达转速n的（实际）值。
在图2中详细示出了控制单元12的结构。由这个图示可知，控制单元12具有PWM开关模块20以及用于驱控PWM开关模块20的调节线路21。调节线路21包括两个信号流分支，即频率调节线路22和扭矩限制分支23。
在频率调节线路22中，转速n的实际值在差分元件24中进一步与（转速）额定值ns进行比较。差分元件24在此产生了差分信号△n，该差分信号与转速n的额定值ns的差成比例，并且这个差分信号△n被发送给接在之后的比例积分调节器（接下来简称为PI调节器25）。PI调节器25依赖于差分信号△n的时间变化曲线给出例如在值0和1之间变化的调整信号Fn。
在扭矩限制分支23中，扭矩D的当前的（实际）值在差分元件26中进一步与预定的（扭矩）极限值DG进行比较。差分元件26在此产生了差分信号△D，该差分信号与扭矩D的极限值DG的差成比例，并且这个差分信号△D被发送给接在之后的过滤模块27。过滤模块27具有如下特性，即，其抑制差分信号△D的负值。因此只要扭矩D的当前的实际值超过极限值DG（D＞DG），那么由过滤模块27给出的修正的差分信号△D+始终具有差分信号△D的值，并且因此差分信号△D的值是正的。否则（D≤DG）修正的差分信号△D+具有值0。差分信号△D+被输送给接在之后的比例调节器（接下来简称为P调节器28）。P调节器28产生了第二调整信号FD，其与修正的差分信号△D+成负比例：
因此当差分信号△D+具有值0时，调整信号FD具有值1并且随着差分信号△D+的值渐增为1而下降至值0。在方程1中的调节参数P在此通过计算或试验来确定且作为常量预定给P调节器28。可选地规定，调节参数P可以通过车辆制造商进行改变。同样的情况也适用于在此未详细描述的PI调节器25的调节参数。
调节信号Fn和FD在调节线路21的乘法元件29中相乘。由此产生的（总）调节信号F由调节线路21发出给PWM开关模块20。
PWM开关模块20由所输送的电池电压UB产生经脉宽调制的电压信号，其作为用于产生马达电流IM的马达电压UM施加到伺服马达3上。PWM开关模块20在此以与调整信号F的在值0和1之间变化的值相应的脉宽产生马达电压UM。在此，在经脉宽调制的马达电压UM的每个周期内的脉冲持续时间与周期时间的比被称为脉宽。
因此当调整信号F具有值1时，马达电压UM通过PWM开关模块20作为具有与电池电压UB相应的值（UM=UB）的、连续的（时间上中断的）直流电压产生，而当调整信号F具有值0时，马达电压UM作为零电压（UM=0）产生。
调节线路21优选实施成软件，该软件实施成能在控制单元12的微控制器上运行。但作为备选，调节线路21也可以由数字的或模拟的电子硬件电路形成。
通过调节线路21的频率调节分支22，调节信号F以及进而在时间上取均值的马达电压UM如下这样被改变，即，使伺服马达3的转速n尽可能与额定值ns相等。当伺服马达3的扭矩D超过极限值DG时，那么通过调节线路21的扭矩限制分支23降低调整信号F以及进而降低马达电流IM，以便使扭矩D减小到极限值DG。因此，调节线路21导致结合扭矩限制地对伺服马达3进行频率调节。
这个作用在图3中在转速n相对扭矩D的图表中借助示意性示出的在马达电压UM恒定的情况下伺服马达3的转速-扭矩特性曲线K示出。图3在此示出针对马达电压UM的三个值的特性曲线K的变化曲线。在此，始终以伺服马达3的连续的（非脉冲的）运行为出发点，从而马达电压UM与电池电压UB相应（UM=UB）。因此，在图3中用实线绘出了在车辆电池的额定电压下（UM=UB=12V）特性曲线K的变化曲线K1。而用虚线绘出了在伺服马达3的最小运行电压下（UM=UB=9V）特性曲线K的变化曲线K2或在伺服马达3的最大运行电压下（UM=UB=16V）特性曲线K的变化曲线K3。
由图3可知，特性曲线K针对马达电压的所有值都始终单调地下降。伺服马达3因此在扭矩D消失（D=0）时达到了最高的转速值。特性曲线K的这个点也被称为空转转速nL。而伺服马达在转速消失（n=0）时施加最大的扭矩D。特性曲线K的这个点在接下来被称为阻碍力矩DB。在图3中，空转转速nL和阻碍力矩DB仅针对特性曲线K的与最大运行电压相应的变化曲线K3标识出。接下来仅从这种情况出发。因此，参数nL和DB针对马达电压UM与16伏的最大运行电压相应的情况表示空转转速或阻碍力矩。
此外，在图3中还用点划线绘出了调整机构4的最大负载力矩ML以及在车窗玻璃升降器1的设计得最为薄弱的组件上的最大转速nm。接下来示例性地以如下为出发点，即，参数nm表示调整机构4的最大转速，并且伺服马达3针对相同的或更高的最大转速设计。
在此借助特性曲线K可知，只要至少在与最大运行电压相应的马达电压UM（按照特性曲线K的变化曲线K3）下，伺服马达3的阻碍力矩DB超过调整机构4的最大负载力矩ML，那么伺服马达3在其电驱动功率方面与调整机构4的机械设计相比超规格。此外，在这种情况下，空转转速nL也超过调整机构4的最大转速nm。
为了避免在从动侧阻碍调整机构4时，调整机构4受损，按照图3如下这样来选择转速极限值DG，即，使其略低于调整机构4的最大负载力矩ML。极限值DG例如设置为最大负载力矩ML的90%。
同样，为了避免调整机构4在伺服马达3负荷很小（近似空转）时受损，转速额定值ns选择得要略小于调整机构4的最大转速nL。额定值ns例如确定为是最大转速nL的90%。
因此在伺服马达3运行中，伺服马达3的工作点通过调节线路21保持在图3中用实线标识出的工作点线A上，其由额定转速nS、扭矩极限值DG以及必要时特性曲线K的变化走线K3在它们之间的部分形成。
与借助图3所示的情况，即扭矩极限值DG预定为恒定不变，不同的是，扭矩极限值DG在借助图4所示的车窗玻璃升降器1的变型方案中依赖于调整位置x按照原则上在DE19711979A1中所说明的方法进行变化。取代实际的调整位置x，扭矩极限值DG的函数依赖性在此也可以依赖于任意其他与调整位置x关联的参数，例如依赖于在调整过程期间马达轴8的总转角来限定。
图4对照扭矩D在车窗玻璃升降器1正常运行中预期的变化曲线示出了在调整过程期间扭矩极限值DG的典型的依赖性。在此，在图4中尤其可以看到，极限值DG按照DE19711979A1的教导在调整路径5的最大范围上由扭矩D的预期的变化曲线加上预定的过剩力DU形成。但与在DE19711979A1中所说明的方法不同的是，极限值DG在车窗玻璃升降器1中始终被限制到如下最大值DGm，该最大值DGm不超过调整机构4的最大负载力矩ML或如图4所示略低于这个最大负载力矩。基于极限值DG的这种限制，调节线路21导致扭矩D的实际的变化曲线也不超过最大值DGm。
前述结构原理优选应用在车窗玻璃升降器1的不同结构形式的产品系列中，其中，该产品系列的各个结构形式的区别在于各调整机构4的机械设计，而针对所有的结构形式使用相同的伺服马达3。
在示例性的实施方案中，该产品系列包括车窗玻璃升降器1的四种结构形式，它们各自的调整机构4如下这样设计：
表1
所述对该产品系列的所有结构形式而言相同的伺服马达3如下这样设计：
-在16V的最大运行电压情况下，阻碍力矩DB：20Nm
-在16V的最大运行电压情况下，空转转速nL：120转/秒
-允许的最大转速：80转/秒
因此，伺服马达3就其电有效功率而言，与该产品系列的所有结构形式的各调整机构4的机械设计相比超规格。此外，伺服马达3在其电有效功率方面也相对其自己的机械设计而言超规格。
扭矩极限值DG（或，如果扭矩极限值DG被限定为依赖于调整位置的函数，其最大值DGm）和转速额定值nS针对各个结构形式如下这样确定：
| 结构形式名称 | 扭矩极限值DG或最大值DGm | 转速额定值nS |
| 类型A | 7.5Nm | 60转/秒 |
| 类型B | 9.5Nm | 60转/秒 |
| 类型C | 11Nm | 60转/秒 |
| 类型D | 13Nm | 60转/秒 |
表2
因此，在所有的结构形式中都排除了各调整机构4或伺服马达3的过度负荷。
本发明的主题并不局限于前述实施例。更确切地说，本领域技术人员也可以从前述说明推导出本发明的其他实施形式。本发明的借助不同的实施例说明的单个特征和它们的设计变型方案尤其也可以以其他方式相互组合。
附图标记列表
1 （拉索式）车窗玻璃升降器
2 （车辆）车窗玻璃
3 伺服马达
4 调整机构
5 调整路径
6 打开位置
7 关闭位置
8 马达轴
9 驱动蜗杆
10 蜗轮
11 拉索
12 控制单元
13 转动位置传感器
14 电流传感器
15 环形磁体
16 霍尔传感器
20 PWM开关模块
21 调节线路
22 频率调节分支
23 扭矩限制分支
24 差分元件
25 PI调节器
26 差分元件
27 过滤模块
28 P调节器
29 乘法元件
n （马达）转速
nm 最大转速
nL 空转转速
ns （转速）额定值
x 调整位置
A 工作点线
D （马达）扭矩
DB 阻碍力矩
DG （扭矩）极限值
DGm 最大值
DU 过剩力
F （总）调整信号
Fn 调整信号
FD 调整信号
IM 马达电流
K （转速-扭矩）特性曲线
K1 变化曲线
K2 变化曲线
K3 变化曲线
ML 最大负载力矩
P 调节参数
Sn 转速测量信号
SI 电流测量信号
UB 电池电压
UM 马达电压
△n 差分信号
△D 差分信号
△D+ 差分信号
Claims (14)
1.一种用于能运动的车辆部件（2）的调整装置（1），所述调整装置带有电的伺服马达（3）、在从动侧与所述伺服马达（3）联接的调整机构（4）以及用于以马达电流（IM）驱控所述伺服马达（3）的控制单元（12），其中，所述控制单元（12）设置用于使所述伺服马达（3）的马达扭矩（D）通过对马达电流（IM）的限制被限制到扭矩极限值（DG），
其特征在于，
所述控制单元（12）还设置用于使所述伺服马达（3）的马达转速（n）通过对马达电压（UM）的调节被调节到转速额定值（nS）上。
2.按权利要求1所述的调整装置（1），
其特征在于，
所述伺服马达（3）以如下方式设计，即，使所述伺服马达在以最大运行电压连续驱控时具有超过所述调整机构（4）的最大负载力矩（ML）的阻碍扭矩（DB）。
3.按权利要求2所述的调整装置（1），
其特征在于，
给所述控制单元（12）以如下方式预定所述扭矩极限值（DG），即，使所述扭矩极限值不超过所述调整机构（4）的最大负载力矩（ML）。
4.按权利要求3所述的调整装置（1），
其特征在于，
所述扭矩极限值（DG）可变地预定为调整位置参量（x）的函数或时间的函数。
5.按权利要求1至4中任一项所述的调整装置（1），
其特征在于，
所述伺服马达（3）以如下方式设计，即，使所述伺服马达在以最大运行电压连续地驱控时具有超过所述伺服马达（3）的最大转速或所述调整机构（4）的最大转速（nm）的空转转速（nL）。
6.按权利要求5所述的调整装置（1），
其特征在于，
给所述控制单元（12）以如下方式预定所述转速额定值（nS），即，使所述转速额定值不超过所述伺服马达（3）的最大转速（nm）或所述调整机构（4）的最大转速（nm）。
7.按权利要求1至6中任一项所述的调整装置（1），
其特征在于，
所述控制单元（12）设置成不仅为了限制马达扭矩（D）而且也为了调节马达转速（n）而产生马达电压（UM）作为经脉宽调制的脉冲信号。
8.按权利要求1至7中任一项所述的调整装置（1），
其特征在于，
所述控制单元（12）集成在所述伺服马达（3）的马达壳体中。
9.一种用于制造用于能运动的车辆部件（2）的调整装置（1）的包括多个结构形式的产品系列的方法，
-其中，每个结构形式都包括电的伺服马达（3）、在从动侧与所述伺服马达（3）联接的调整机构（4）以及用于以马达电流（IM）驱控所述伺服马达（3）的控制单元（12），
-其中，所述产品系列的结构形式通过分别配属的调整机构（4）的最大负载力矩（ML）来区分，
-其中，针对所述产品系列的所有结构形式使用相同的伺服马达（3），所述伺服马达以如下方式设计，即，使所述伺服马达在以最大运行电压连续驱控时具有超过至少一个结构形式的调整机构（4）的最大负载力矩（ML）的阻碍扭矩（DB），并且
-其中，所述控制单元（12）设置用于使所述伺服马达（3）的马达扭矩（D）通过对马达电流（IM）的限制被限制到如下扭矩极限值（DG），所述扭矩极限值视每个结构形式而定地以如下方式预定，即，使所述扭矩极限值不超过该结构形式的调整机构（4）的最大负载力矩（ML）。
10.一种用于制造用于能运动的车辆部件（2）的调整装置（1）的包括多个结构形式的产品系列的方法，
-其中，每个结构形式都包括电的伺服马达（3）、在从动侧与所述伺服马达（3）联接的调整机构（4）以及用于以马达电流（IM）驱控所述伺服马达（3）的控制单元（12），
-其中，所述产品系列的结构形式通过分别配属的调整机构（4）的最大转速（n）来区分，
-其中，针对所述产品系列的所有结构形式使用相同的伺服马达（3），所述伺服马达以如下方式设计，即，使所述伺服马达在以最大运行电压连续驱控时具有超过至少一个结构形式的调整机构（4）的最大转速（nm）的空转转速（nL），并且
-其中，所述控制单元（12）设置用于使所述伺服马达（3）的马达转速（n）通过对马达电压（UM）的调节被调节到如下转速额定值（nS），所述转速额定值视每个结构形式而定地以如下方式预定，即，使所述转速额定值不超过该结构形式的调整机构（4）的最大转速（nm）。
11.按权利要求9或10所述的方法，
-其中，所述伺服马达（3）以如下方式设计，即，使所述伺服马达在以最大运行电压连续地驱控时具有超过所述伺服马达（3）的最大转速的空转转速（nL），并且
-其中，所述控制单元（12）设置用于使所述伺服马达（3）的马达转速（n）通过对马达电压（UM）的调节被调节到如下转速额定值（nS），所述转速额定值以如下方式预定，即，使所述转速额定值不超过所述伺服马达（3）的最大转速。
12.相同的电的伺服马达（3）在多个用于各一个能运动的车辆部件（2）的调整装置（1）中的用途，
-其中，每一个所述调整装置（1）附加于各一个所述伺服马达（3）地还包括在从动侧与该伺服马达（3）联接的调整机构（4）以及用于以马达电流（IM）驱控该伺服马达（3）的控制单元（12），
-其中，所述调整装置（1）通过分别配属的调整机构（4）的最大负载力矩（ML）来区分，
-其中，所述伺服马达（3）以如下方式设计，即，使所述伺服马达在以最大运行电压连续驱控时分别具有超过至少一个所述调整装置（1）的调整机构（4）的最大负载力矩（ML）的阻碍扭矩（DB），并且
-其中，所述控制单元（12）设置用于使相应的伺服马达（3）的马达扭矩（D）通过对马达电流（IM）的限制被限制到如下扭矩极限值（DG），所述扭矩极限值视每一个所述调整装置（1）而定地以如下方式预定，即，使所述扭矩极限值不超过该调整装置（1）的调整机构（4）的最大负载力矩（ML）。
13.相同的电的伺服马达（3）在多个用于各一个能运动的车辆部件（2）的调整装置（1）中的用途，
-其中，每一个所述调整装置（1）附加于其中一个所述电的伺服马达（3）地还包括在从动侧与该伺服马达（3）联接的调整机构（4）以及用于以马达电流（IM）驱控该伺服马达（3）的控制单元（12），
-其中，所述调整装置（1）通过分别配属的调整机构（4）的最大转速（n）来区分，
-其中，所述伺服马达（3）以如下方式设计，即，使所述伺服马达在以最大运行电压连续驱控时分别具有超过至少一个所述调整装置（1）的调整机构（4）的最大转速（nm）的空转转速（nL），并且
-其中，所述控制单元（12）设置用于使相应的伺服马达（3）的马达转速（n）通过对马达电压（UM）的调节被调节到如下转速额定值（nS），所述转速额定值视每一个所述调整装置（1）而定地以如下方式预定，即，使所述转速额定值不超过该调整装置（1）的调整机构（4）的最大转速（nm）。
14.按权利要求11或12所述的用途，
-其中，每一个所述伺服马达（3）以如下方式设计，即，使该伺服马达在以最大运行电压连续驱控时具有超过该伺服马达（3）的最大转速的空转转速（nL），并且
-其中，所述控制单元（12）设置用于使相应的伺服马达（3）的马达转速（n）通过对马达电压（UM）的调节被调节到如下转速额定值（nS），所述转速额定值以如下方式预定，即，使所述转速额定值不超过该伺服马达（3）的最大转速。
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