CN111817621B - 用于确定转子的运动的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于确定转子的运动的方法。用于确定电动马达的转子的运动的方法包括：向电动马达的驱动线圈供应驱动信号；感测驱动线圈的线圈电流；检测由电动马达的转子跨过波纹产生位置而引起的感测到的线圈电流的电流波纹；从检测到的波纹推断出转子的运动；通过根据指定非零下降时间的制动曲线将供应给驱动线圈的驱动信号从初始信号值减小到零来制动马达，在所述非零下降时间期间，驱动信号从初始信号值减小到零，由此，调整制动曲线，使得在驱动信号已经减小到零之后，转子不会跨过波纹产生位置。

Description

用于确定转子的运动的方法

技术领域

本发明涉及一种用于确定电动马达的转子的运动的方法、一种电动马达的控制系统以及一种具有包括电动马达的电致动驱动器的车辆。

背景技术

带有电动马达的电致动驱动器用于汽车应用中，以驱动电动窗、活动顶板、乘客座椅、尾门等。在低功率和中功率应用中，这些电动马达通常被配置为直流电动马达，所述直流电动马达被提供有直流驱动信号，并且包括换向器，以将驱动信号转换为具有与电动马达的位置和速度匹配的相位和频率的交流驱动信号。交流驱动信号被馈送到电动马达的电磁驱动线圈，所述电磁驱动线圈构成电动马达的电枢并与由马达的励磁结构(例如，由励磁绕组或永磁体)提供的静磁场相互作用。电枢可以定位在电动马达的转子或定子处。

在汽车应用中，通常需要检测马达的运动并推断例如转子的精确位置和速度。马达的运动可以通过诸如霍尔传感器的专用传感器来检测。另选地，可以从驱动信号的电流波动(由马达的运动转子引起的所谓的电流波纹)推断出马达的运动。这些电流波纹例如由电动马达的换向器引起，所述换向器切换驱动信号的相位，或者当在转子正运动时与驱动线圈相互作用的励磁结构的磁场发生变化时，可能会引起这些电流波纹。

如果电动马达被配置为有刷直流(BDC)马达，则该电动马达的换向器包括刷，所述刷将驱动信号传送到换向表面，所述换向表面转而为驱动线圈供电，所述驱动线圈产生磁场，以在电动马达的转子上产生扭矩。换向器链接到转子，并且随着转子旋转，刷与不同组的换向表面接触。在大多数时候，各个刷接触两个换向表面，但是在每次过渡期间，刷仅短暂接触一个换向表面。在此过渡期间，电流路径发生变化，并且电动马达的内部电阻和电感发生变化。这进而改变了由马达代表的负载和由马达汲取的电流。然后，重复换向会导致叠加到驱动电流上的电流波纹。转子每转一整圈的波纹数对应于电动马达的极数。

转子的位置和速度可以通过检测线圈电流的电流波纹并对其进行计数来确定。为了获得转子的精确位置，应检测由转子的运动引起的每个波纹，并应避免由与转子的运动无关的波纹引起的误报计数。

因此，需要可靠地检测与电动马达的转子的运动相关联的电动马达的驱动电流的电流波纹。

发明内容

本公开提供一种用于确定电动马达的转子的运动的方法、一种电动马达的控制系统以及一种具有包括电动马达的电致动驱动器的车辆。在从属权利要求、说明书和附图中给出了实施方式。

在一个方面，本公开针对一种用于确定电动马达的转子的运动的方法，该方法包括以下步骤：

-向所述电动马达的驱动线圈供应驱动信号，

-感测所述驱动线圈的线圈电流，

-检测由所述电动马达的所述转子跨过波纹产生位置而引起的感测到的线圈电流的电流波纹，

-从检测到的波纹推断出所述转子的运动，

-通过根据指定非零下降时间的制动曲线(breaking curve)将供应给所述驱动线圈的驱动信号从初始信号值减小到零来制动所述马达，在所述非零下降时间期间，所述驱动信号从所述初始信号值减小到零，

由此，调整所述制动曲线，使得在所述驱动信号已经减小到零之后，所述转子不会跨过所述波纹产生位置。

通过根据指定非零下降时间的制动曲线减小所述驱动信号并通过调整所述制动曲线以使得在所述驱动信号已经减小到零之后所述转子不会跨过波纹产生位置，可能会在制动期间覆盖电流波纹的所有附加电流被保持在低于一个水平，高于该水平则将会阻止检测到电流波纹。这些附加电流例如是在所述驱动信号减小期间由所述驱动线圈中的电流变化引起的感应电流，或者是在减小或断开驱动信号之后电动马达减速(run down)至零速时由电动马达的旋转产生的电流。所述感应电流和电动马达在减速期间产生的电流二者都与用于检测转子的运动的电流波纹相叠加，从而增加了在检测期间漏掉各个波纹或由于附加叠加的电流的附加波动而发生附加检测事件的可能性。

电动马达可以是直流电动马达，尤其是换向直流电动马达(诸如，换向有刷直流(BDC)电动马达)。驱动信号可以是单极驱动信号，并且换向电动马达可以包括换向器，该换向器链接到电动马达并且将单极驱动信号转换成至少两个相移的交变电信号。驱动信号可以是由连接到驱动线圈的电流源或电压源生成的脉宽调制电信号。

用于推断转子的运动的感测到的线圈电流的电流波纹可能由换向器改变相位而引起，并且电动马达的波纹产生位置可能是换向器切换相位的换向位置。电流波纹也可能是由电动马达的励磁结构在驱动线圈中产生的磁场的时间变化而引起的波动。如果电动马达是单独激励的电动马达，则这种励磁结构可以是例如励磁绕组，或者如果电动马达是永久激励的电动马达，则这种励磁结构可以是永磁体。

可以通过检查驱动电流的调制是否达到预定值来检测电流波纹。该预定值可以是极值，诸如，驱动电流的经调制部分的最大值或最小值或过零点。通过对感测到的线圈电流进行高通滤波，可以将电流波纹与感测到的线圈电流的连续部分分开。

各个电流波纹可以在检测到时触发计数器。转子的运动可以从所计数的波纹的数量(所述所计数的波纹的数量得出转子的位置)以及波纹的频率或各个波纹之间的时间间隔(所述波纹的频率或各个波纹之间的时间间隔得出转子的速度)来推断。

可以通过开环控制来控制供应给所述驱动线圈的驱动信号，使得所述驱动信号直接遵循制动曲线。也可以通过闭环控制来控制所述驱动信号，使得以附加的受控变量(例如，流经驱动线圈的线圈电流)遵循制动曲线的方式来减小驱动信号。驱动信号可以例如是脉宽调制信号。当通过闭环控制来控制驱动信号时，所使用的作用参量例如可以是驱动信号的占空比。供应给所述驱动线圈的驱动信号可以由供应模块产生，该供应模块通过控制信号(例如，脉宽调制控制信号)来控制，并且该供应模块包括通过控制信号进行切换的晶体管电路。

通过调整制动曲线使得在驱动信号已经减小到零之后转子不会跨过波纹产生位置，可以避免在线圈电流完全由马达减速期间产生的附加不受控的电流确定时转子跨过波纹产生位置。这增加了确定电动马达的运动的精确度，因为在减速期间产生的电流通常表现出不受控的波动，所述不受控的波动可能与实际用于检测转子的运动的波纹重叠。

为了避免转子在将驱动信号减小到零之后跨过波纹产生位置，可以通过具有不超过预定阈值的负斜率和/或下降时间来调整制动曲线，超过该预定阈值，波纹产生位置的附加跨过可能会发生。因此，本文描述的方法可以包括用于确定特定电动马达的制动曲线的负斜率和/或下降时间的附加步骤。制动曲线的特征可以是具有恒定负斜率的部分，并且在具有恒定负斜率的各个部分之间可能具有不连续性。例如，制动曲线可以包括具有恒定负斜率的单个部分，该负斜率从初始信号值开始并延伸至零，或者另选地，延伸至最终的非零信号值，然后突然下降至零。

制动曲线的负斜率和/或下降时间可以通过改变制动曲线的负斜率和/或下降时间并在将驱动信号减小到零之后监视特定马达的转子的运动来实验地确定。在驱动信号已经减小到零之后转子跨过波纹产生位置的所有负斜率值和/或下降时间值可以被丢弃。然后可以从其余值中选择制动曲线的负斜率和/或下降时间。可以将制动曲线的斜率和下降时间选择为总体上表现出最短下降时间的负斜率和下降时间的其余值的组合。在这方面，必须考虑到制动曲线可能包括不连续性，使得负斜率和下降时间可能彼此独立地变化。

制动曲线(特别是其负的斜率和/或下降时间)可以针对特定的电动马达而被确定，并且可以被存储在执行该方法的控制系统的存储单元中。还可以针对多个电动马达确定单独的制动曲线，并将所有确定的制动曲线存储在存储单元中。然后，可以基于实际连接到控制器的电动马达从存储的制动曲线中选择在特定电动马达的制动期间使用的制动曲线。该控制系统例如可以包括编程接口，以接收选择命令，该选择命令指定了连接至控制器的电动马达。

制动曲线可以作为制动曲线的各个值的样本序列而被存储在控制系统的存储器中，这些样本以固定的采样间隔间隔开。可以以预定的时间间隔逐步减小驱动信号。时间间隔可以对应于存储在存储单元中的制动曲线的样本的采样间隔。另外或另选地，时间间隔可以等于用于检测驱动电流的电流波纹的检测算法的采样间隔。这使驱动信号的离散减小对电流波纹的检测的影响最小化。

根据一个实施方式，制动曲线被调整成使得线圈电流在驱动信号已经达到零之前不反向。类似于在将驱动信号减小到零之后在驱动线圈中流动的不受控的电流，线圈电流的反向也可能会掩盖用于确定转子的运动的电流波纹，或者可能引起导致错误的检测事件的另外的虚假波动。可以例如通过实验地确定制动曲线的负斜率和下降时间来调整制动曲线，使得该制动曲线一方面防止驱动信号反向，并且另一方面表现出最短的总下降时间。

根据一个实施方式，制动曲线导致驱动信号在初始信号值与最终信号值之间线性减小。这使得能够在制动期间(尤其是在执行驱动信号的开环控制时)轻松控制驱动信号。线性减小的制动曲线的斜率可以被调整为防止电动马达的转子跨过波纹产生位置和/或防止在驱动信号已经达到零之前线圈电流改变符号。

根据一个实施方式，最终信号值等于零。这允许连续地将驱动信号减小到零，并且避免将干扰驱动信号的用于确定转子的运动的电流波动的突然和不连续的下降。

根据另选实施方式，最终信号值不等于零，由此，制动曲线使驱动信号从最终信号值不连续地下降到零。这允许短的下降时间。最终信号值可以被调整为防止在驱动信号最终减小到零之后跨过波纹产生位置。例如，最终信号值可以被调整为不超过实验地确定的最大最终信号值，超过该最大最终信号值则会发生这种跨过。最大最终信号值可以取决于驱动信号在初始信号值与最终信号值之间的线性减小期间的负斜率。

根据一个实施方式，使用开环控制(尤其是对产生驱动信号的脉宽调制控制信号的开环控制)根据制动曲线来控制驱动信号。在这种情况下，制动曲线可以规定脉宽调制驱动信号的占空比。在下降时间期间，占空比例如可以从初始占空比值线性减小到最终占空比值。最终占空比值例如可以为零或可以为非零。当实现非零最终占空比值时，占空比可能在已经达到最终占空比值后突然降至零。

根据另选实施方式，使用闭环控制(尤其是以感测到的线圈电流作为反馈信号的闭环电流控制)根据制动曲线来调节驱动信号。在这种情况下，制动曲线可以指定期望的电流曲线，根据该期望的电流曲线调节感测到的线圈电流。

根据一个实施方式，该方法包括以下步骤:

-在制动马达之前测量出测量的初始线圈电流，

-调整预定电流曲线，特别是预定电流曲线的幅度，使得预定电流曲线的初始值与测量的初始线圈电流匹配，

-使用经调整的预定电流曲线作为指定下降时间的制动曲线。

通过在制动马达之前测量初始线圈电流并通过相应地调整预定电流曲线，可以使制动曲线适应马达的不同负载条件。在汽车应用中，电动马达经历的负载可取决于在电动马达正移动电致动设备(诸如，电动车窗、活动顶板、尾门等)时出现的摩擦量。摩擦可取决于装置的位置。对于例如电动车窗，摩擦取决于车窗与在其关闭位置围绕车窗的橡胶垫圈接触的部分的大小，使得在车窗的最终关闭期间，摩擦会增加。

根据一个实施方式，制动曲线的下降时间与针对所有初始信号值的预定义下降时间匹配。这允许制动曲线容易地调整为不同的初始信号值，特别是当制动曲线是从存储在执行该方法的控制系统的存储单元中的预定制动曲线获得时。然后，通过缩放制动曲线的幅度来匹配初始信号值，可以将制动曲线调整为不同的初始信号值。

根据一个另选实施方式，制动曲线的斜率与针对所有初始信号值的预定义减速度匹配。这确保了由制动马达引起的附加电流对于所有初始信号值都是恒定的，而对于较高的初始信号值不会增加。因此，当驱动电流开始减小时，可以可靠地检测到所有电流波纹，而不管由马达汲取的驱动电流的量。

根据一个实施方式，该方法包括以下步骤:

-接收用于启动马达的制动的制动命令，

-确定电动马达的相位，

-在已经接收到所述制动命令之后检查电动马达的相位是否达到预定相位，

-当电动马达的相位达到预定相位时开始减小驱动信号。

换句话说，在接收到所述制动命令之后，马达的制动被延迟直到电动马达达到预定相位为止并且制动总是在该预定相位开始。可以以如下方式选择预定相位，即，在根据制动曲线已经将驱动信号减小到零之后，避免转子跨过波纹产生位置。

根据一个实施方式，电动马达是换向电动马达，尤其是换向有刷直流电动马达，由此，波纹产生位置是电动马达的换向位置。波纹产生位置的数量于是对应于电动马达的相数。

根据一个实施方式，驱动线圈是电动马达的电枢，并且线圈电流是电动马达的电枢电流。电枢可以定位在电动马达的转子或定子处。

在另一方面，本公开针对一种用于电动马达的控制系统，该控制系统包括：供应模块，所述供应模块适于将驱动信号供应给电动马达的驱动线圈；感测模块，所述感测模块适于感测驱动线圈的线圈电流；检测模块，所述检测模块适于检测由电动马达的转子跨过波纹产生位置而引起的感测到的线圈电流的电流波纹，并根据检测到的波纹来推断转子的运动；以及控制模块，所述控制模块适于通过控制供应模块以根据指定非零下降时间的制动曲线来将供应给驱动线圈的驱动信号从初始信号值减小到零，来对马达进行制动，在所述非零下降时间驱动信号从初始值减小到零。由此，制动曲线被调整成使得在驱动信号已经减小到零之后转子不会跨过波纹产生位置。

控制系统可以被配置为执行本公开的方法。就此而言，结合该方法描述的所有技术效果和实施方式也可以在细节上作必要修改后应用于控制系统。

所述供应模块可以包括用于产生脉宽调制驱动信号的晶体管电路，并且所述控制模块可以被配置为产生正控制所述晶体管电路的脉宽调制控制信号。所述感测模块可以电连接到所述驱动线圈，以感测线圈电流。例如，所述感测模块可以包括线圈电流流过的分流电阻器，并且所述感测模块可以被配置为测量跨过所述分流电阻器的电压降以确定线圈电流。代替分流电阻器，所述感测模块可以包括任何其它感测装置(例如，通量闸等)。所述控制模块可以包括存储单元，制动曲线或预定电流曲线被存储在该存储单元中。所述控制模块可以被配置为在驱动信号开始减小时将预定电流曲线的制动曲线调整为初始信号值。

在另一方面，本发明针对一种具有用于窗、活动顶板、乘客座椅、尾门等的电致动驱动器的车辆，该电致动驱动器包括根据本公开的电动马达和用于电动马达的控制系统。结合本公开的方法和控制系统所描述的控制系统和电动马达的所有技术效果和实施方式也可以在细节上作必要修改后应用于车辆的致动驱动器。例如，可以如结合本公开的方法和控制系统所描述的那样来配置电动马达。电动马达例如可以是换向有刷直流马达，并且波纹产生位置是电动马达的换向位置。

附图说明

本文结合示意性示出的以下附图描述了本公开的示例性实施方式和功能：

图1示出了电致动驱动器的第一实施方式；

图2示出了根据现有技术的当突然断开驱动信号时，电动马达的线圈电流的时间相关性；

图3示出了图2所示的时间相关线圈电流的一部分的放大图；

图4示出了根据本公开的制动曲线；

图5示出了线圈电流在根据制动曲线减小驱动信号期间的时间相关性；

图6示出了线圈电流针对具有非最佳下降时间和斜率的制动曲线的时间相关性；

图7示出了线圈电流针对具有适当调整的下降时间和斜率的制动曲线的时间相关性；

图8示出了线圈电流针对具有非最佳下降时间和斜率的另一制动曲线的时间相关性；

图9示出了线圈电流针对具有非最佳下降时间和斜率的另一制动曲线的时间相关性；

图10示出了线圈电流针对具有非最佳下降时间和斜率的另一制动曲线的时间相关性；

图11示出了线圈电流针对具有非最佳下降时间和斜率的另一制动曲线的时间相关性；

图12示出了电致动驱动器的第二实施方式；

图13示出了用于生成针对闭环控制的制动曲线的预定电流曲线；

图14示出了驱动信号根据制动曲线的闭环减小；

图15示出了由控制模块执行的用于闭环控制的方法；

图16示出了用于确定电动马达的转子的运动的方法。

附图标记列表

1 电致动驱动器

5 区域

10 电动马达

30 控制系统

32 供应模块

34 感测模块

36 检测模块

38 控制模块

39 制动控制模块

40 存储单元

42 线圈电流

43 平均线圈电流

44 线圈电压

46 波纹

50 驱动信号

52 电源电压

54 控制命令

56 控制信号

58 跨过事件

60 期望的制动曲线

61 时间

63 初始信号值

64 最终信号值

65 下降时间

66 信号减小的开始

67 信号减小的结束

69 切换时间

70 预定电流曲线

72 初始值

100 方法

101 方法

102 开始

105 供应驱动信号

107 检查马达是否正在运转

108 不运转

109 运转

110 感测线圈电流

115 检测电流波纹

120 推断转子的运动

122 确定平均线圈电流

125 接收制动命令

127 检查制动

128 没有制动

129 制动

130 测量出测量的初始线圈电流

135 调整预定电流曲线

140 使用经调整的预定电流曲线作为制动曲线

145 确定电动马达的相位

147 检查

150 减小驱动信号

152 检查停止

153 没有停止

154 停止

170 结束

具体实施方式

图1描绘了电致动驱动器1的第一实施方式，该电致动驱动器1包括电动马达10和控制系统30。电动马达10被构造为换向无刷直流马达。控制系统30包括供应模块32，该供应模块32连接至电动马达10的驱动线圈并且将驱动信号50供应给该驱动线圈。控制系统30还包括感测模块34，该感测模块34也连接到电动马达10的驱动线圈并且被配置为感测流过该驱动线圈的线圈电流42。控制系统30的检测模块36连接至感测模块34，并且检测当电动马达10的转子跨过波纹产生位置时产生的感测到的线圈电流42的电流波纹。检测模块36还被配置为从检测到的波纹推断出电动马达10的转子的运动。

控制系统30还包括控制模块38，该控制模块38连接到供应模块32，并且向供应模块32提供脉宽调制(PWM)控制信号56。基于该控制信号56，供应模块32根据电源电压52生成驱动信号50，作为脉宽调制信号。控制模块38被配置用于驱动信号50的开环控制。当使马达10断开或制动时，控制模块38根据存储在控制系统30的存储单元40中的制动曲线60减小驱动信号50。制动曲线60构成期望的制动曲线60，该期望的制动曲线60用作制动马达10的参考信号。

图2描绘了在不采用制动曲线60的情况下在切换时间69突然减小驱动信号50时感测到的线圈电流42的时间相关性。在这种情况下，当在断开驱动信号50之后电动马达10减速到零速时，线圈电流42表现出大的电流尖峰。另外，由于电动马达10在未施加驱动信号50的情况下减速时作为发电机发挥功能，因此在电动马达10的减速期间线圈电流42的方向反向。

图3描绘了由图2的框5界定的区域的放大图。感测到的线圈电流42表现出电流波纹46，该电流波纹具有高的信噪比，并且因此只要将驱动信号50施加到驱动线圈就可以可靠地检测到。在电动马达10的转子跨过波纹产生位置的跨过事件58处产生电流波纹46。从图3中描绘的跨过事件58可以看出，在驱动信号50已经在切换时间69被断开之后，电动马达10跨过波纹产生位置九次。然而，与这九个跨过事件58相关联的电流波纹46被通过断开驱动信号50而引起的大电流尖峰叠加，使得这些电流波纹46可能不能被可靠地检测到。当通过对检测到的电流波纹46进行计数得出转子的运动和转子位置时，这导致了错误。

通过在使电动马达10断开或制动时根据制动曲线60减小驱动信号50，可以避免图2和图3描绘的电流尖峰。从而，控制模块38根据制动曲线60在时间61上减小驱动信号50，如图4所示。可以看出，控制模块38根据制动曲线60改变脉宽调制控制信号56的占空比，使得驱动信号50在从驱动信号50的减小的开始66时的初始信号值63到在驱动信号50的减小的结束67时的最终信号值64的下降时间65期间线性地变化。当在下降时间65的结束67时达到最终信号值64时，驱动信号突然下降到零。除了下降时间65的持续时间之外，制动曲线60的特征还在于在下降时间65期间线性减小驱动信号50的斜率。该斜率由初始信号值63和最终信号值64的差除以下降时间65给出。

图5描绘了根据图4中描绘的制动曲线60减小驱动电流50的效果。线圈电流42逐渐减小到零，并且在减小驱动电流50期间，电流波纹46保持清晰可见并可检测到。如从图5中描绘的跨过事件58可以推断出的，以如下方式选择制动曲线60的下降时间65和斜率，即，电动马达10的转子在驱动信号50的减小的结束67时断开驱动信号50后不跨过波纹产生位置。因此，不存在在断开驱动信号50之后产生的残留电流尖峰可能会掩盖的波纹46。

图6描绘了线圈电流42针对具有非最佳下降时间65和斜率的制动曲线60的时间相关性。该制动曲线60表现出与图5所示的制动曲线相同的斜率，但是具有更短的下降时间65。这会导致驱动信号50的过早断开，从而导致转子在驱动信号50的减小的结束67之后跨过附加的波纹产生位置。因此，相应的波纹46被在马达10的减速期间产生的电流尖峰所掩盖，并且可能在检测期间被漏掉。

图7描绘了线圈电流42针对具有适当调整的下降时间65和斜率的另一制动曲线60的时间相关性。再次，在驱动信号50减小到零的结束67之后，转子不跨过波纹产生位置。另外，在驱动信号50的减小的结束67时，驱动信号50已经达到零之前，线圈电流42不会反向。因此，所有波纹都表现出很高的信噪比，因此可以可靠地检测到它们。

图8描绘了线圈电流42针对具有非最佳下降时间65和斜率的另一制动曲线60的时间相关性。与图7所示的制动曲线60相比，图8中描绘的另一制动曲线60表现出相同的下降时间65，但是更陡的斜率，并且驱动信号50线性地下降到零。图8中描绘的制动曲线60的更陡的斜率导致线圈电流42在驱动信号50的减小的结束67时驱动信号50已经达到零之前改变符号。这导致线圈电流42的另外的虚假波纹，该虚假波纹会触发检测模块36，从而伪造从电流波纹46得出的转子的位置。

图9描绘了线圈电流42针对具有非最佳下降时间65和斜率的另一制动曲线60的时间相关性。与图7所示的制动曲线60相比，图9中描绘的另一制动曲线60表现出相同的下降时间65，但是更缓的斜率。这导致较大的最终信号值64，并且因此导致当从较大的最终信号值64切换到零时，线圈电流42的较大电流尖峰。结果，电动马达10的转子在驱动信号50的减小的结束67之后跨过波纹产生位置，并且相应的波纹被在驱动线圈中产生的电流尖峰掩盖。

图10描绘了线圈电流42针对具有非最佳下降时间65和斜率的另一制动曲线60的时间相关性。与图7所示的制动曲线60相比，图10中描绘的另一制动曲线60表现出更短的下降时间65和更陡的斜率，而其最终信号值64对应于图7所示的制动曲线60的最终信号值64。结果，在驱动信号50的减小的结束67时断开驱动信号50之前，线圈电流42反向。另外，在断开驱动信号50之后，转子跨过波纹产生位置。

图11描绘了线圈电流42针对具有非最佳下降时间65和斜率的另一制动曲线60的时间相关性。与图7所示的制动曲线60相比，图11中描绘的另一制动曲线60表现出更缓的斜率和更长的下降时间65，而其最终信号值64对应于图7所示的制动曲线60的最终信号值64。尽管在断开驱动信号50之后转子没有跨过波纹产生位置并且线圈电流42没有反向，但是可以通过比较图7和图11所示的制动曲线60来推断出图11的制动曲线60导致比确保由电动马达10的转子引起的所有电流波纹46的可靠检测所需的时间更长的下降时间65。

图12描绘了用于实现对供应给电动马达10的驱动信号50的闭环控制的电致动驱动器1的第二实施方式。根据第二实施方式的电致动驱动器1包括将驱动信号50供应给电动马达10的驱动线圈的供应模块32、感测马达10的线圈电流42的感测模块34和检测模块36。供应模块32接收电源电压52和控制电动马达10的运动方向的控制命令54。

图12中所示的电致动驱动器1包括本文所述的控制模块38的第二实施方式。根据第二实施方式，控制模块被配置为通过将控制信号56传递到供应模块32以控制由供应模块32产生的驱动信号50来对驱动信号50进行闭环控制。对于闭环控制，将代表施加到电动马达10的驱动线圈的电压的线圈电压44和由感测模块34感测到的线圈电流42反馈回控制模块38。控制模块38以如下方式控制驱动信号50，即，感测到的线圈电流42遵循由制动控制模块39供应给控制模块38的制动曲线60。

制动控制模块39被配置为调整存储在控制系统30的存储单元40中的预定电流曲线70，使得预定电流曲线70的初始值在马达10的制动的开始时与测量的初始线圈电流42匹配。在制动马达10之前测量出该测量的初始线圈电流42。例如，该测量的初始线圈电流42可以表示在制动期间在驱动信号50的减小的开始时流经驱动线圈的平均线圈电流42。

图13描绘了用于产生制动曲线60的预定电流曲线70，控制模块38根据该预定电流曲线70将驱动信号50减小到零。预定电流曲线70从驱动信号50的减小的开始66时的初始值72连续减小到驱动信号50的减小的结束67时的零。预定电流曲线70可以由存储在存储单元40中并且由制动控制模块39评估的数学公式来解析地指定。另选地，预定电流曲线70的样本可以被存储在存储单元40中。样本可以间隔开固定的采样间隔。采样间隔可以对应于检测模块36所采用的检测算法的采样间隔，以检测用于推断电动马达10的转子的运动的电流波纹。这使驱动信号50的离散减小对电流波纹的检测的影响最小化。

图14描绘了通过使用根据第二实施方式的控制系统30的闭环控制来根据制动曲线60减小驱动信号50的效果。可以看出，线圈电流42的平均值43紧密遵循根据预定电流曲线70得出的制动曲线60。已经通过调整预定电流曲线70的幅度使得预定电流曲线70的初始值72在驱动信号的减小的开始时与感测到的线圈电流42的平均值43匹配来产生制动曲线60。

图15描绘了由控制模块38和制动控制模块39执行以根据制动曲线60减小驱动信号50的方法101。在开始(102)之后，该方法包括检查107马达10是否正在运转。只要马达10不运转(108)，就重复检查107。如果马达10正在运转(109)，则确定线圈电流42的平均值43(122)，并检查(127)马达10是否正在制动。马达10的制动可以从控制模块38例如从停止按钮或主控制单元接收到的制动命令来推断，或者可以从线圈电流42的平均值43的减小来推断。只要马达没有制动(128)，就重复平均值43的确定127和马达是否正在制动的检查127。

如果马达制动(129)，则通过读取在步骤122中确定的线圈电流42的实际平均值43来确定(130)测量的初始线圈电流42，作为用于调整预定电流曲线70的测量的初始线圈电流42。随后，方法101包括调整135预定电流曲线70的幅度，使得该预定电流曲线70的初始值72对应于测量的初始线圈电流42的平均值43。然后根据由经调整的预定电流曲线70给出的制动曲线60来减小(150)驱动信号50。在驱动信号50减小150之后，检查(152)马达10是否停止(stand)。只要马达10没有停止(153)，就重复驱动信号50的减小150。当马达10停止(154)时，该方法结束(170)。

通常，电致动驱动器1执行图16中描绘的用于确定电动马达10的转子的运动的方法100。在开始(102)之后，方法100包括将驱动信号52供应105到电动马达10的驱动线圈。方法100还包括感测110线圈电流42，检测115线圈电流42的电流波纹，并且从电流波纹推断出120电动马达10的转子的运动。方法100还可以包括从电流波纹推断出转子位置。在接收到125制动命令之后，方法100包括测量130测量的初始线圈电流42，并且调整预定制动曲线70的幅度，使得预定电流曲线70的初始值72与测量的初始线圈电流42匹配。然后将经调整的预定制动曲线70用作(140)制动曲线60，将根据该制动曲线60减小驱动信号50。

方法100还包括在接收到125制动命令之后确定145电动马达10的相位。然后，检查(147)电动马达10的相位是否达到预定相位，并且一旦电动马达10达到该预定相位，就根据制动曲线60减小(150)驱动信号50。当驱动信号50已经减小到零时，该方法结束(170)。

Claims (17)

1.一种用于确定电动马达（10）的转子的运动的方法（100），所述方法（100）包括以下步骤：

- 向所述电动马达（10）的驱动线圈供应（105）驱动信号（50），

- 感测（110）所述驱动线圈的线圈电流（42），

- 检测（115）由所述电动马达（10）的所述转子跨过波纹产生位置而引起的感测到的线圈电流（42）的电流波纹，

- 从检测到的波纹推断出（120）所述转子的运动，

- 通过根据指定非零下降时间（65）的制动曲线（60）将供应给所述驱动线圈的所述驱动信号（50）从初始信号值（63）减小到零来制动所述电动马达（10），在所述非零下降时间（65）期间，所述驱动信号（50）从所述初始信号值（63）减小到零，

其中，调整所述制动曲线（60），使得在所述驱动信号（50）已经减小到零之后，所述转子不会跨过波纹产生位置，并且

其中，所述制动曲线（60）通过具有不超过预定阈值的斜率和/或非零下降时间（65）来调整，超过所述预定阈值会发生所述波纹产生位置的附加跨过。

2.根据权利要求1所述的方法（100），

其中，调整所述制动曲线（60），使得所述线圈电流（42）在所述驱动信号（50）已经达到零之前不反向。

3.根据权利要求1或2所述的方法（100），

其中，所述制动曲线（60）致使所述驱动信号（50）在所述初始信号值（63）与最终信号值（64）之间线性地减小。

4.根据权利要求3所述的方法（100），

其中，所述最终信号值（64）等于零。

5.根据权利要求3所述的方法（100），

其中，所述最终信号值（64）不等于零，

其中，所述制动曲线（60）使所述驱动信号（50）从所述最终信号值（64）不连续地下降到零。

6.根据权利要求1所述的方法（100），

其中，使用开环控制，根据所述制动曲线（60）来控制所述驱动信号（50）。

7.根据权利要求1所述的方法（100），

其中，使用闭环控制，根据所述制动曲线（60）来调节所述驱动信号（50）。

8.根据权利要求1所述的方法（100），所述方法（100）包括以下步骤:

- 在制动所述电动马达（10）之前测量出（130）测量的初始线圈电流（42），

- 调整（135）预定电流曲线（70），使得所述预定电流曲线（70）的初始值（72）与所述测量的初始线圈电流（42）匹配，

- 使用（140）经调整的预定电流曲线（70）作为指定所述非零下降时间（65）的所述制动曲线（60）。

9.根据权利要求1所述的方法（100），

其中，所述制动曲线（60）的所述非零下降时间（65）与针对所有初始信号值（63）的预定义下降时间匹配，或者

其中，所述制动曲线（60）的斜率与针对所有初始信号值（63）的预定义减速度匹配。

10.根据权利要求1所述的方法（100），所述方法（100）包括以下步骤：

- 接收（125）用于启动所述电动马达（10）的制动的制动命令，

- 确定（145）所述电动马达（10）的相位，

- 在已经接收到所述制动命令之后检查（147）所述电动马达（10）的所述相位是否达到预定相位，

- 当所述电动马达（10）的所述相位达到所述预定相位时开始减小（150）所述驱动信号（50）。

11.根据权利要求1所述的方法（100），

其中，所述电动马达（10）是换向电动马达，

其中，所述波纹产生位置是所述电动马达（10）的换向位置。

12.根据权利要求1所述的方法（100），

其中，所述驱动线圈是所述电动马达（10）的电枢，

其中，所述线圈电流（42）是所述电动马达（10）的电枢电流。

13.根据权利要求6所述的方法（100），

其中，使用对产生所述驱动信号的脉宽调制控制信号的开环控制，根据所述制动曲线（60）来控制所述驱动信号（50）。

14.根据权利要求7所述的方法（100），

其中，使用以所述感测到的线圈电流（42）作为反馈信号的闭环电流控制，根据所述制动曲线（60）来调节所述驱动信号（50）。

15.根据权利要求11所述的方法（100），

其中，所述电动马达（10）是换向有刷直流马达。

16.一种用于电动马达（10）的控制系统（30），所述控制系统（30）包括：

供应模块（32），所述供应模块（32）适于向所述电动马达（10）的驱动线圈供应（105）驱动信号（50）；

感测模块（34），所述感测模块（34）适于感测（110）所述驱动线圈的线圈电流（42）；

检测模块（36），所述检测模块（36）适于检测（115）由所述电动马达（10）的转子跨过波纹产生位置而引起的感测到的线圈电流（42）的电流波纹，并且从检测到的波纹推断出（120）所述转子的运动；

控制模块（38），所述控制模块（38）适于通过根据指定非零下降时间（65）的制动曲线（60）将供应给所述驱动线圈的所述驱动信号（50）从初始信号值（63）减小到零来制动所述电动马达（10），在所述非零下降时间（65）期间，所述驱动信号（50）从所述初始信号值（63）减小到零，

其中，调整所述制动曲线（60），使得在所述驱动信号（50）已经减小到零之后，所述转子不会跨过波纹产生位置，并且

其中，所述制动曲线（60）通过具有不超过预定阈值的斜率和/或非零下降时间（65）来调整，超过所述预定阈值会发生所述波纹产生位置的附加跨过。

17.一种具有用于窗、活动顶板、乘客座椅、尾门的电致动驱动器的车辆，所述电致动驱动器包括电动马达（10）和根据权利要求16所述的用于所述电动马达（10）的控制系统（30）。