JP6195918B2 - アクチュエータ駆動装置、アクチュエータ駆動システム、アクチュエータ駆動装置の作動方法、およびアクチュエータ駆動システムの作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、電動機と、この電動機の駆動制御ユニットとを備えたアクチュエータ駆動装置に関する。この場合、電動機の駆動制御ユニットは、少なくとも１つの中間回路コンデンサを含む中間回路から給電される。

本発明はさらに、少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置と、少なくとも１つのエネルギー供給装置とを含むアクチュエータ駆動システムに関する。この場合、少なくとも１つのエネルギー供給装置は、少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置に電気エネルギーを供給するように構成されている。

本発明はさらに、アクチュエータ駆動装置の作動方法に関する。この場合、中間回路コンデンサが、アクチュエータ駆動装置における電動機の駆動制御ユニットを給電する。

本発明はさらに、アクチュエータ駆動システムの作動方法に関する。この場合、アクチュエータ駆動システムの少なくとも１つの駆動装置は、アクチュエータ駆動システムの少なくとも１つのエネルギー供給装置に電気エネルギーを供給する。

この種のアクチュエータ駆動装置は公知であり、実証済みである。それらはたとえば、アーマチュアないしは操作部材をモータ駆動で動かすためにシステムに組み込まれる。

一般にこれらのアクチュエータ駆動装置は、電源駆動の際には電源から給電される。この場合、停電あるいは他の障害が発生したときにはエネルギー蓄積器を用いることができ、これはたとえば駆動装置を安全な状態に移行させることができるように設計されている。

公知のアクチュエータ駆動装置の場合には、さらに別の選択肢として、あるいはこれに加えて、電動モータ駆動用の電気エネルギーを手動で発生可能な発電機ユニットを形成することができる。エネルギー蓄積器および／または発電機ユニットは、非常時に作動させるためのエネルギー供給装置を成している。

これまで公知のアクチュエータ駆動装置の場合には、個々の中間回路が個別に割り当てられたエネルギー供給部から給電される、という状況になっている。したがってアクチュエータ駆動装置の要求に合わせて、エネルギー供給装置を最適にチューニングすることができる。
WO2011/047490から、アクチュエータのためのセーフティコントローラが公知である。これによれば、セーフティ回路が給電電圧の消失を検出してセーフティモード信号を送出し、この信号によってモータ制御装置は、配属されているフラップをセーフティポジションに移行させる。

本発明の課題は、アクチュエータ駆動装置を備えたシステムをコンフィギュレーションする際のフレキシビリティを高めることにある。

この課題を解決するため本発明によれば、請求項１に記載の特徴が提案される。これによれば特に、冒頭で述べた形式のアクチュエータ駆動装置において、監視ユニットが設けられており、この監視ユニットによって、中間回路コンデンサの目下の充電状態を検出可能であり、駆動制御ユニットは、中間回路コンデンサの検出された目下の充電状態に応じて、電動機の電力消費を調整するように構成されている。このようにすることで、中間回路のエネルギー供給のために種々のエネルギー供給装置を設けることができ、それらのエネルギー供給装置は、それぞれ異なる仕様で設計されたものとすることができる。なぜならば監視ユニットを設けたことにより、電動機の電力消費が適切な時点で低減されるようにして、中間回路コンデンサにおける中間電圧の消失を回避できるからである。このようにすれば、駆動制御ユニットの欠落ないしは故障を回避できる。電源とは独立した動作において停電が発生したときに、これは殊に好適である。

本発明の１つの実施形態によれば、以下のように構成することができる。すなわち、検出された充電状態が、所定の第１の閾値に達しているかまたは第１の閾値を下回る、中間回路コンデンサに蓄積された電荷量に相当する場合には、またはこの電荷量に相当する期間中は、駆動制御ユニットによって電力消費が低減される。この場合に有利であるのは、駆動制御ユニットが電力消費を所要目標値よりも小さくすることである。これにより得られる利点とは、駆動制御ユニットが正常に動作するように給電するためには、中間回路電圧がもはや不十分であるような状態を回避できることである。特に停電時などには予め定められた走行ポジションに移動させるべきであるが、そのようなときに電動機が不確定な状態に陥るのを回避できる。たとえば、アクチュエータ駆動装置の所期の走行曲線または走行ポジションのために必要とされる目標値を計算または設定しおくことができる。たとえば電力消費の低減によって、走行曲線をゆっくりと辿るようになり、あるいは遅延された時点で所定の走行ポジションに到達するようになる。このようにすれば、たとえば手動でまたはエネルギー蓄積器から給電が行われる緊急動作時などにおいて、手動でまたはエネルギー蓄積器から調達されるエネルギー量が所定の走行曲線には不十分であったとしても、電力が低減された走行曲線で最終ポジションに到達できるようになる。

本発明の１つの実施形態によれば、以下のように構成することができる。すなわち、検出された充電状態が、所定の第２の閾値に達しているかまたは第２の閾値を上回る、中間回路コンデンサに蓄積された電荷量に相当する場合には、またはこの電荷量に相当するまで、駆動制御ユニットは電力消費を上昇させる。この場合、以下のように構成するのが有利である。すなわち、検出された充電状態が、所定の第２の閾値に達しているかまたは第２の閾値を上回る、中間回路コンデンサに蓄積された電荷量に相当する場合には、またはこの電荷量に相当するまで、駆動制御ユニットは電力消費を所要目標値となるよう上昇させる。これにより得られる利点とは、アクチュエータ駆動装置を作動させるのに十分なエネルギー量が調達されるとただちに、遅延して走行曲線を辿っていた状態を加速して実施できることである。第１の閾値を、この閾値を下回ると規定の動作をもはや保証できないようなクリティカルな充電状態を表すものとすることができる。

第２の閾値を第１の閾値よりも大きくすると、格別好適である。このようにすれば、電力消費の頻繁な切り替えプロセスを回避するヒステリシス特性を達成できる。ただし、第１の閾値と第２の閾値を等しくしてもよい。

たとえば駆動制御ユニット内に、以下のようなルールを格納しておくことができる。すなわちこのルールによれば、第１の閾値を下回るとただちに、電力消費が低減されるまたは低減可能とする。さらにこのルールによれば、第２の閾値を上回るとただちに、電力消費が増大されるまたは増大可能とする。

さらに駆動制御ユニット内に、充電状態各々に電力消費の上限値を対応づける特性曲線を格納しておくこともできる。

殊に好適であるのは、駆動制御ユニットが電動機を駆動制御するための電力エレクトロニクス装置を含むことである。これにより得られる利点とは、電力エレクトロニクス装置をそれ相応に制御することによって、電動機の目下の電力消費を調整できることである。

本発明の１つの実施形態によれば、以下のように構成することができる。すなわち監視ユニットは、
中間回路コンデンサ両端間の電圧を測定する手段と、
中間回路および／または中間回路コンデンサに流入する電流を測定する手段と、
中間回路および／または中間回路コンデンサから流出する電流を測定する手段と、
中間回路コンデンサに蓄積された電荷量を測定する手段と
から成るグループに属する要素のうち、少なくとも１つの要素を有する。これにより得られる利点とは、中間回路コンデンサの充電状態は、中間回路コンデンサの両端に加わる電圧として、特に中間回路電圧として、および／または、中間回路コンデンサに蓄積された電荷量として、測定可能であり、この電圧を電動機の電力消費を調整するために利用できることである。この目的で、監視ユニットと駆動制御ユニットとの間に制御ラインを設けることができる。たとえば、測定され積分された電流の差分から、電荷量を求めることができる。

一般的には駆動制御ユニット内に、中間回路コンデンサの目下の充電状態または各中間状態に対し電動機の電力消費の上限を規定する特性曲線を格納しておくことができる。駆動制御ユニットを、電動機の実際の電力消費が予め定められた上限を超えないように構成することができる。

上述の課題を解決するため、冒頭で述べた形式のアクチュエータ駆動システムにおいて、アクチュエータ駆動装置が本発明に従って設けられるように構成されている。これにより得られる利点とは、アクチュエータ駆動システム内において、それぞれ異なるタイプのエネルギー供給装置を備えたアクチュエータ駆動装置を組み合わせることができる点である。その際、電動機の電力消費を駆動制御ユニットによって適切に制限することで、たとえ停電時であっても、中間回路コンデンサの放電が予め定められたレベルを下回ってしまうようなことを回避できる。

有利にはエネルギー供給装置は、少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置を電源とは独立して給電するように構成されている。このためアクチュエータ駆動装置を、停電のときでも少なくとも緊急動作モードで動作させることができる。

本発明の１つの実施形態によれば、少なくとも１つのエネルギー供給装置が発電機ユニットを有するように構成することができる。その際に有利であるのは、発電機ユニットを筋力で、特に手動で駆動できるようにすることである。ここで有利であるのは、停電時に自立形のエネルギー供給を用意できることであり、たとえばユーザの体力消耗などの場合に、エネルギー供給が不十分になっても、アクチュエータ駆動装置が不確定な状態に陥るのを本発明によって回避できる。

本発明の１つの実施形態によれば、少なくとも１つのエネルギー供給装置がエネルギー蓄積器を有するように構成することができる。このエネルギー蓄積器を、たとえば電源動作中、充電可能に構成するのが有利である。これにより得られる利点とは、停電時、手動によるエネルギー供給が不可能または不十分なときでも、緊急動作を実行可能なことである。

本発明の１つの実施形態によれば、以下のように構成することができる。すなわち、少なくとも２つのエネルギー供給装置が設けられており、これらのエネルギー供給装置は個別に、少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置に電気エネルギーを供給するために使用することができる。これにより得られる利点とは、たとえば筋力などによって電気エネルギーを調達するために、それぞれ異なる場所を利用できることである。このことが有利となるのはたとえば、エネルギー供給装置が設置されている個々の場所に緊急時にもはや到達できない場合などである。

別の選択肢として、またはこのことに加えて、以下のように構成することができる。すなわち、少なくとも２つのエネルギー供給装置が設けられており、これらのエネルギー供給装置が合わさって、少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置に電気エネルギーを供給するために使用することができる。このようにすることでたとえば、筋力で駆動可能な２つの発電機ユニットを、停電時にアクチュエータ駆動装置を作動させるために使用することができる。別の選択肢として、１つのエネルギー供給装置における筋力で駆動可能な発電機ユニットを、別のエネルギー供給装置におけるたとえば充電可能なエネルギー蓄積器によって支援可能にすることもできる。エネルギー蓄積器を、筋力で駆動可能な発電機ユニットにより発せられる電気エネルギーの均質化に利用することもできる。

本発明の１つの実施形態によれば、以下のように構成することができる。すなわち、少なくとも２つのアクチュエータ駆動装置が設けられており、これらのアクチュエータ駆動装置に対し、個別に１つのエネルギー供給装置から電気エネルギーを給電することができる。このようにすることで、停電時に複数のアクチュエータ駆動装置に給電するために、エネルギー供給装置をたとえば時間的に相前後させて使用することができる。したがって個々のアクチュエータ駆動装置の給電を、最重要のアクチュエータ駆動装置の優先順位づけによって保護することができる。

この目的で、以下のように構成することができる。すなわち、アクチュエータ駆動システムのアクチュエータ駆動装置にそれぞれ優先順位情報が記憶されており、駆動制御ユニットおよび／または複数の制御装置のうち少なくとも１つの制御装置は、アクチュエータ駆動装置の優先順位情報により予め定められた順序で、アクチュエータ駆動装置を駆動制御する。

別の選択肢として、またはこれに加えて、以下のように構成することができる。すなわち、少なくとも２つのアクチュエータ駆動装置が設けられており、これらのアクチュエータ駆動装置に対し共通に、１つのエネルギー供給装置から電気エネルギーを給電することができる。これにより得られる利点とは、いっそう多くの個数のアクチュエータ駆動装置を、停電時にいっそう短い期間のうちに操作できることである。

本発明の１つの実施形態によれば、以下のように構成することができる。すなわち、少なくとも１つのエネルギー供給装置に、少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置を駆動制御可能な制御装置が割り当てられている。これにより得られる利点とは、停電時にアクチュエータ駆動装置の制御をエネルギー供給装置の場所で行えることである。制御装置によってたとえば個々のアクチュエータ駆動装置を、電源動作から電源とは独立した動作へ切替可能とすることができる。制御装置によって、個々のアクチュエータ駆動装置を遮断可能にすることもできる。

本発明の１つの実施形態によれば、少なくとも２つのアクチュエータ駆動装置が設けられており、この場合、駆動制御のために少なくとも１つの制御装置は、少なくとも２つのアクチュエータ駆動装置と個別にまたは共通に接続可能である、または接続されている。これにより得られる利点とは、１つの制御装置を、２つまたはそれよりも多くのアクチュエータ駆動装置を時間的に相前後して駆動制御するために、または同時に駆動制御するために、使用できることである。

本発明の１つの実施形態によれば、以下のように構成することができる。すなわち、複数のエネルギー供給装置と複数のアクチュエータ駆動装置が設けられており、その際に給電ラインが形成されていて、少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置に電気エネルギーを供給する目的で、この給電ラインを介して、複数のエネルギー供給装置の各々を、複数のアクチュエータ駆動装置の各々と接続可能である、または接続されている。殊に好適であるのは、上述の給電ラインを、少なくとも２つのエネルギー供給装置により同時に利用可能な給電ラインとして構成することであり、たとえば複数のエネルギー供給装置のすべてと接続可能なまたは接続されたエネルギーバスとして構成することである。これにより得られる利点とは、アクチュエータ駆動システムにおける電気エネルギーの流れを、著しくフレキシブルにコンフィギュレーション可能または配線可能なことである。このようにすることで、所要電気エネルギー量を、停電時に必要に応じて複数のアクチュエータ駆動装置のうち個々のアクチュエータ駆動装置へ供給することができる。本発明によれば、個々の中間回路コンデンサの充電状態に応じて電力消費を調整することにより、以下のことを容易にまたは確実に実現することができる。すなわち、停電時にエネルギー供給が目下のところ不十分であっても、中間回路電圧の消失に至ることがなく、ひいては個々のアクチュエータ駆動装置が不確定な動作状態に陥ることがない。

本発明の１つの実施形態によれば、以下のように構成することができる。すなわち、複数の制御装置と複数のアクチュエータ駆動装置が設けられており、この場合、制御ラインが形成されていて、少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置を駆動制御するために、この制御ラインを介して、複数の制御装置の各々が複数のアクチュエータ駆動装置の各々と接続可能である、または接続されている。有利であるのは、この制御ラインを、少なくとも２つの制御装置および／または少なくとも２つのアクチュエータ駆動装置によって同時に利用可能な制御ラインとして形成することであり、たとえばアクチュエータ駆動システムにおけるすべての制御装置および／またはすべてのアクチュエータ駆動装置と接続されたまたは接続可能な制御ラインバスとして形成することである。このようにすることで、アクチュエータ駆動システムのコンフィギュレーションまたは操作性に関して、高度なフレキシビリティが得られるようになる。

このようにすることで、モジュール式に拡張可能なアクチュエータ駆動システムを形成することも可能であり、そのようなシステムによれば、付加的なエネルギー供給装置、付加的なアクチュエータ駆動装置、および／または付加的な制御装置を、簡単に組み込むことができる。本発明によれば、個々のアクチュエータ駆動装置における電動機の電力消費が、個々の中間回路コンデンサの充電状態に応じて調整されるように構成されていることから、さらに別のアクチュエータ駆動装置または他のエネルギー負荷をあとから組み込んだとしても、停電時、少なくともアクチュエータ駆動装置が規定の最終ポジションに到達するまでの間は、アクチュエータ駆動装置における中間回路電圧の消失を回避できるようになる。

高度な発明性と独自の特性を有する１つの実施形態によれば、冒頭で述べた形式のアクチュエータ駆動システムまたは本発明によるアクチュエータ駆動システムにおいて、以下のように構成することができる。すなわち、少なくとも１つの制御装置が読み取りユニットと制御の目的で接続されており、この場合、読み取りユニットに読み込まれる識別情報を利用して、一方の側では制御装置または配属されたエネルギー供給装置と、他方の側では少なくとも１つのアクチュエータと接続された制御コネクションおよび／または給電コネクションを、イネーブル状態に切り替えることができる。たとえばこの制御コネクションを、既述の制御ラインの一区間または一部分によって形成することができる。さらにたとえば上述の給電コネクションを、既述の給電ラインの一区間または一部分によって形成することができる。これにより得られる利点とは、識別情報に含まれるユーザ権限に基づいて、種々のコネクションをイネーブル状態に切替可能なことである。このようにすれば、たとえば不正利用行為を防止できる。

さらに上述の課題を解決するため本発明によれば、冒頭で述べた形式のアクチュエータ駆動装置の作動方法において、監視ユニットにより中間回路コンデンサの目下の充填状態が検出され、検出された目下の充電状態に応じて、駆動制御ユニットにより電動機の電力消費が調節されるように構成されている。たとえば目下の充電状態を、中間回路コンデンサに蓄積された電荷量として、または中間回路コンデンサ両端間に加わる電圧として、検出することができる。これにより得られる利点とは、たとえば停電時、エネルギー供給が不十分なときに電動機の電力消費が多すぎることから、中間回路電圧が消失してしまうような事態を回避できることである。したがって停電や事故のような非常事態が発生しても、アクチュエータ駆動装置を規定どおりに動作させることができる。

本発明の１つの実施形態によれば、以下のように構成することができる。すなわち、検出された充電状態が、所定の第１の閾値に達しているかまたは第１の閾値を下回る、中間回路コンデンサに蓄積された電荷量に相当する場合には、またはこの電荷量に相当する期間中は、電力消費を低減する。この場合、有利であるのは、電力消費を所要目標値よりも低減することである。この目標値を、たとえば予め定められた走行曲線または予め定められた走行ポジションから得られるものとすることができる。さらに有利であるのは、第１の閾値を、中間回路電圧がクリティカルな値よりも落ち込んでしまう中間回路コンデンサの電荷量を表す値とすることである。

したがって電力消費の限界値が設定され、この限界値は目標値よりも低く、かつ上昇する電力消費または下降する電力消費を制限する。

さらに、格納されている特性曲線から、各充電状態に対し電力消費の上限値を読み出すように構成することができる。これにより得られる利点とは、アクチュエータ駆動装置またはアクチュエータ駆動システムの駆動制御中にエネルギー供給が消失してしまうのを回避できるよう、供給中のエネルギー量または供給中の給電電力に合わせて、電力消費を簡単に整合できることである。

本発明の１つの実施形態によれば、以下のように構成することができる。すなわち、検出された充電状態が、所定の第２の閾値に達しているかまたは第２の閾値を上回る、中間回路コンデンサに蓄積された電荷量に相当する場合には、またはこの電荷量に相当するとただちに、電力消費を上昇させる。この場合に有利であるのは、電力消費を所要目標値まで高めることである。この目標値を、予め定められた走行曲線または予め定められた到達すべき走行ポジションから得られるものとすることができる。さらにこの場合、以下のように構成するのが有利である。すなわち第２の閾値を、第１の閾値よりも大きくなるようにし、および／または、アクチュエータ駆動装置特に駆動制御ユニットを停電時に安全に動作させるために、対応する中間回路電圧が十分であるように設定する。この実施形態により得られる利点とは、停電時、エネルギー供給が回復するとただちに、または付加的なエネルギー供給装置を利用可能であるかまたは利用可能になるとただちに、アクチュエータ駆動装置の所望の動作を再開できることである。

本発明の１つの実施形態によれば、以下のように構成することができる。すなわち、目下の充電状態を検出するために、中間回路コンデンサ両端間の電圧を測定するステップと、中間回路および／または中間回路コンデンサに流入する電流を測定するステップと、中間回路および／または中間回路コンデンサから流出する電流を測定するステップと、中間回路コンデンサに蓄積された電荷量を測定するステップとから成るグループに属するステップのうち、少なくとも１つのステップを実施する。これにより得られる利点とは、中間回路コンデンサ両端間に加わる中間回路電圧をじかに測定可能なこと、もしくは、場合によっては流入電流と流出電流の差分を形成することによって、中間回路コンデンサに蓄積された電荷量をじかに測定可能または算出可能なことである。このようにすることで、電動機の目下の電力消費を適切に調整する目的で、中間回路コンデンサの目下の充電状態を簡単に検出できるようになる。

さらに上述の課題を解決するため本発明によれば、冒頭で述べた形式のアクチュエータ駆動システムの作動方法において、少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置内で、本発明によるアクチュエータ駆動装置の作動方法が実施される。これにより得られる利点とは、停電時、予め定められた最終ポジションに到達するまで、アクチュエータ駆動装置の規定の動作を保証できることである。

このようにして、電気エネルギーによる給電のために接続可能なエネルギー供給装置に対する要求を小さくすることができる。これにより、複数のアクチュエータ駆動装置を備えたシステムのコンフィギュレーションに際して、フレキシビリティが高められる。

さらにたとえば、エネルギー供給装置において電気エネルギーが筋力により調達されるように構成することができる。これにより得られる利点とは、停電時に少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置を自立させて操作できることである。本発明による方法によれば、エネルギー供給装置を用い筋力により駆動可能なアクチュエータ駆動装置は、操作員の体力が消耗したとしても不確定な状態に陥ることはない。

別の選択肢として、またはこれに加えて、エネルギー供給装置において電気エネルギーがエネルギー蓄積器によって調達されるように構成することができる。これにより得られる利点とは、操作員の体力コンディションに左右されないようになることである。さらにこれにより得られる利点とは、停電時のアクチュエータ駆動システムの動作を、操作員を介在させることなく自動化された動作で実施できることである。

本発明の１つの実施形態によれば、以下のように構成することができる。すなわち少なくとも２つのアクチュエータ駆動装置が、これらのアクチュエータ駆動装置に割り当てられて記憶された優先順位情報により予め定められた順序で駆動制御される。これによれば、優先順位が高いアクチュエータ駆動装置を、優先順位が低いアクチュエータ駆動装置よりも前に駆動制御して操作できるようになる。これにより得られる利点とは、停電が始まったときに供給されるエネルギーまたは発生可能なエネルギーを、重要な機能をもつアクチュエータ駆動装置の正常な駆動制御に利用できることである。

高度な発明性と独自の特性を有する１つの実施形態によれば、一方の側では、少なくとも１つの制御装置および／または少なくとも１つの制御装置に割り当てられたエネルギー供給装置と、他方の側では、少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置と接続された制御コネクションおよび／または給電コネクションが形成され、読み出しユニットに読み込まれた識別情報に応じてイネーブル状態に切り替えられる。これにより得られる利点とは、等級が付けられた識別情報による権限によってシステムを規定可能なことであり、このシステムによれば、アクチュエータ駆動システムのアクチュエータ駆動装置を、たとえば停電時などに、それぞれ異なる権限が与えられた操作員によって操作可能である。

次に、実施例に基づき本発明について詳しく説明する。ただし、本発明はこの実施例に限定されるものではない。また、特許請求の範囲に記載された個々の特徴または複数の特徴を相互に組み合わせることによって、および／または、それらを実施例に記載された個々の特徴または複数の特徴と組み合わせることによって、さらに別の実施例が得られる。

本発明によるアクチュエータ駆動装置をきわめて概略的に描いた回路図 本発明による方法を説明するために、図１によるアクチュエータ駆動装置の中間回路コンデンサにおける目下の負荷状態の時間経過特性と、図１による電動機において生じた電力消費の時間経過特性とを示す図 本発明によるアクチュエータ駆動システムをきわめて概略的に描いたブロック回路図

図１には、参照符号１として駆動装置全体が示されており、この装置には電動機２と中間回路３が含まれている。

駆動制御ユニット４にはそれ自体公知のように、電動機２を駆動制御するための図示されていない電力エレクトロニクス機構が含まれており、この駆動制御ユニット４は中間回路３から給電される。

中間回路３は中間回路コンデンサ５を有しており、駆動制御ユニット４を給電するためにこのコンデンサ５に所定の電荷量が蓄積されている。

入力端６において、駆動装置１は電源動作時に電源と接続され、非常時または電源とは独立した動作時には、エネルギー供給装置７と接続される。

図１の場合には中間回路３は、発電機ユニット８を備えたエネルギー供給装置７と接続されている。

発電機ユニット８は筋力により手動で駆動可能であり、中間回路コンデンサ５の充電に利用される。

アクチュエータ駆動装置１は監視ユニット９を有しており、この監視ユニット９によって、中間回路コンデンサ５の目下の充電状態を検出することができる。

この目的で監視ユニット９は、中間回路コンデンサ５両端における電圧を測定する手段１０を有している。

さらに監視ユニット９は、中間回路３内を中間回路コンデンサ５に向かって流れる電流を測定する手段１１を有している。この電流を、単位時間あたりに流れる電荷量の計量によっても測定できるし、または電流強度の測定によっても測定できる。

監視ユニット９はさらに、中間回路コンデンサ５から駆動制御ユニット４へ向けて中間回路３から流れ出る電流を測定する手段１２も有している。これはたとえば、電流強度の測定によって、または単位時間あたりの搬送電荷量の測定によって、行うことができる。

手段１１と手段１２の測定結果の差分を形成することにより、中間回路コンデンサ５に蓄積された電荷またはそれに対応する電圧を、手段１０の測定結果に対する代案として計算することができる。この目的で、搬送される電荷量または流れる電流が時間で積分される。

図２には、動作中の中間回路コンデンサ５における電荷状態の時間経過特性１３が示されている。ここでは本発明による方法を説明する目的で、互いに連なる三角形によって、定性的な経過特性がきわめて概略的に描かれている。

時間経過特性１３は、監視ユニット９により測定または計算された中間回路コンデンサ５両端間の電圧により生じたものである。

さらに図２には、電動機２の電力消費の時間経過特性１４が、互いに連なる四角形によって表されている。電力消費の時間経過特性１４は、本発明による方法に従い駆動制御ユニット４によって予め与えられる。

本発明による方法を説明するにあたり前提とするのは、時点ｔ₀ではエネルギー供給装置７から、または電源から、いかなる電気エネルギーも供給されない、ということである。

したがってこの時点では中間回路コンデンサ５は放電しており、中間回路コンデンサ５両端間の中間回路電圧はゼロである。図２に示されているように、時点ｔ₀以降、中間回路電圧が発生する。

エネルギー供給装置７のスタート後、時点ｔ₁において、駆動制御ユニット４を始動させることのできる最低限の電圧が供給される。時点ｔ₂において、駆動制御ユニット４がスタンバイ状態となる。

時点ｔ₃において監視ユニット９は、中間回路コンデンサ５の充電状態が第２の閾値を超えたことを検出する。

これにより駆動制御ユニット４は、電動機２の電力消費の制限を取り払うことができる。その結果、予め定められた走行ポジションへ至る所定の走行曲線が実現されるように、電動機２の電力消費が上昇していく。

電動機２の電力消費がこのように上昇すると、中間回路コンデンサ５の充電状態が減少し、これにより中間回路電圧が低減する。

時点ｔ₄において監視ユニット９は、中間回路コンデンサ５の充電状態が予め定められた第１の閾値を下回ったことを検出する。

したがって、監視ユニット９と共働するように接続された駆動制御ユニット４は、電動機２の電力消費が再び減少するように電動機２を制御する。

その結果、中間回路コンデンサ５の充電状態ひいては中間回路電圧を再び回復すことができるようになる。

時点ｔ₅において監視ユニット９は、中間回路コンデンサ５の充電状態が既述の第２の閾値を再び超えたことを検出する。

このため駆動制御ユニット４は、電動機２の電力消費に対する上限値を再び高めることができ、それによって電動機２の目下の電力消費が上昇する。

時点ｔ₆において、走行曲線により予め定められている始動ポジションに到達し、電動機２の電力消費が再び減少する。

これによって中間回路コンデンサ５の充填状態がさらに回復し、中間回路電圧がさらに上昇する。

時点ｔ₇において、駆動制御ユニット４と走行をトリガするステーションとの通信が終了し、駆動制御ユニット４は静止状態に移行する。

このように図２から明確に読み取られるのは、時点ｔ₃における走行開始時点と、時点ｔ₆における走行終了時点との間において、検出された中間回路コンデンサ５の充電状態が、第１の閾値よりも低い電荷量に相当するとただちに、そのような期間にわたり電力消費が低減されることである。さらにこの図から読み取れるのは、中間回路コンデンサ５に蓄積される電荷量の検出された充電状態が第２の閾値を超えるとただちに、そのような期間にわたり電力消費が高められることである。

このようにして、予め定められた走行曲線が実現されるように、アクチュエータ駆動装置１がエネルギー供給装置７から供給された電気エネルギーを最適に利用可能とすることが、簡単に達成される。

換言すればこの実施例の場合、および総じて本発明の場合、目下の電力消費が駆動制御ユニット４によって、中間回路コンデンサ５の中間回路電圧が第１の閾値と第２の閾値との間の領域になるように調整される。

この目的で手段１０によって、中間回路コンデンサ５両端間の電圧測定により充電状態が求められ、あるいは中間回路コンデンサ５に蓄積された電荷量を、手段１１および１２により測定された電流の積分、ならびにそれに続く中間回路コンデンサ５の充電状態の差分形成とによって、求められる。

さらに図１に示されているように、アクチュエータ駆動装置１はエネルギー蓄積器１５の形態の固有のエネルギー供給装置も有している。このエネルギー蓄積器１５は、この実施例では充電可能なバッテリである。

図３には、全体として参照符号１６で表されたアクチュエータ駆動システムの基本説明図が、きわめて概略的に描かれている。

図３には、図１を参照しながらすでに説明したアクチュエータ駆動装置１が、アーマチュアないしは操作部材１７を操作するために構成されていることが示されている。

この目的で、アクチュエータ駆動装置１は公知のようにドライブ機構１８を有しており、このドライブ機構を介して操作部材１７を電動機２により操作可能である。

なお、電動機２と操作部材１７との間に、ギヤ機構２３を配置させることもできる。

さらにアクチュエータ駆動システム１６は、別のアクチュエータ駆動装置１'も有しており、これは機能および構造に関してアクチュエータ駆動装置１と同じように構成されている。このためアクチュエータ駆動装置１'もアクチュエータ駆動装置１と同様に、電動機２'、中間回路３'、駆動制御ユニット４'、中間回路コンデンサ、操作部材１７'、ドライブ機構１８'、ギヤ機構２３'およびその他の構成部材を有している。

したがってアクチュエータ駆動装置１'の構成部分は、ダッシュの付された参照符号で表されており、それらについて別途改めて説明しない。むしろアクチュエータ駆動装置１についての説明が、アクチュエータ駆動装置１'についてもあてはまる。

アクチュエータ駆動システム１６にはさらに、エネルギー供給装置７が含まれている。このエネルギー供給装置７は、電気エネルギーを調達するために筋力により手動で操作可能な発電機ユニット８を有している。

さらにエネルギー供給装置７は、このようにして調達された電気エネルギーを充電可能なエネルギー蓄積器１９も有している。

アクチュエータ駆動システム１６には別のエネルギー供給装置７'も含まれており、これはエネルギー供給装置７と同様に構成されている。したがってエネルギー供給装置７に関する説明が、エネルギー供給装置７'におけるダッシュの付された参照符号についても、相応にあてはまる。

エネルギー供給装置７には制御装置２０が形成されており、この制御装置２０によって、アクチュエータ駆動装置１および／またはアクチュエータ駆動装置１'を駆動制御することができる。

この目的で制御装置２０は、アクチュエータ駆動装置１およびアクチュエータ駆動装置１'と、制御ライン２１を介して接続されている。制御ライン２１はツリー状のトポロジーを有している。他のトポロジーも実現可能である。

制御ライン２１は制御バスとして構成されており、このバスにアクチュエータ駆動装置１，１'およびエネルギー供給装置７，７'が接続されている。

しかも制御ライン２１をそれ相応に結線することで、アクチュエータ駆動装置１および１'を同時に制御することができ、たとえばエネルギー供給装置７の制御装置２０と同期させて、制御することができる。

同様に、エネルギー供給装置７'は制御装置２０'を有しており、この制御装置２０'によって、アクチュエータ駆動装置１またはアクチュエータ駆動装置１'を選択的に駆動制御することができ、あるいはアクチュエータ駆動装置１，１'双方をいっしょに駆動制御することができる。

制御装置２０，２０'による駆動制御には、予め定められた走行ポジションたとえば緊急遮断時の停止ポジションまで、予め定めされた走行曲線に沿って、電動機２もしくは２'により走行させることが含まれる。

アクチュエータ駆動装置１，１'を作動させるために、やはりツリー状の給電ライン２２が形成されており、このラインを介して、エネルギー供給装置７，７'の各々が電気エネルギーを供給するために、アクチュエータ駆動装置１，１'の各々と接続されている。

アクチュエータ駆動システム１６はさらに、エネルギー供給装置７''および７'''を有しており、これらがエネルギー供給装置７および７'と異なる点は、発電機ユニット８，８'が設けられていないことだけである。

このためエネルギー供給装置７''および７'''は、個々のエネルギー蓄積器１９''および１９'''からのみ、電気エネルギーを供給する。

電動機２もしくは２'によってそれ相応に制御する目的で、エネルギー供給装置７''および７'''も、制御ライン２１を介して択一的にまたは共通に、アクチュエータ駆動装置１，１'に接続可能であり、あるいはアクチュエータ駆動装置１および１'の両方に共通に接続可能である。

停電時、アクチュエータ駆動装置１，１'の一方または両方に、あるいはさらに別の図示されていないアクチュエータ駆動装置に電気エネルギーを供給する目的で、エネルギー供給装置７''および７'''は、同様に給電ライン２２に接続されている。

なお、図３には描かれていないが、エネルギー供給装置７，７'，７''，７'''の各々は、それぞれ割り当てられた読み取りユニットと接続されている。

この読み取りユニットに対し、たとえばチップカードまたはＲＦＩＤチップあるいは同等のデータ媒体から、それぞれ１つの識別情報を読み込ませることができ、その目的は、エネルギー供給装置７，７'，７''，７'''のうち単一または複数のエネルギー供給装置と、制御ライン２１に沿って設けられたアクチュエータ駆動装置１，１'のうち単一または複数のアクチュエータ駆動装置との間で、１つの特定の制御コネクションをイネーブル状態に切り替えるためである。

その後、イネーブル状態に切り替えられた制御コネクションについて、個々の制御装置２０，２０'，２０''，２０'''から個々のアクチュエータ駆動装置１，１'へ、駆動制御信号を伝送可能となる。

さらに既述の識別情報を用いることによって、エネルギー供給装置７，７'，７''，７'''のうち１つまたは複数のエネルギー供給装置と、アクチュエータ駆動装置１，１'のうち１つまたは複数のアクチュエータ駆動装置との間で、１つの給電コネクションをイネーブル状態に切り替えることができ、そのようにしてイネーブル状態に切り替えられた給電コネクションを介して、電気エネルギーによる給電を行うことができるようになる。

この場合、個々のユーザに対しそれぞれ異なる識別情報が割り当てられており、そのようにすることで、アクチュエータ駆動システム１６の操作に対しそれぞれ異なる権限レベルを規定することができる。

これまで提案してきたとおり、駆動制御ユニット４により制御される電動機２を備えたアクチュエータ駆動装置１において、駆動制御ユニット４を給電する中間回路３の中間回路コンデンサ５における充電状態が求められ、中間回路コンデンサ５のクリティカルな充電状態を回避できるように、求められた充電状態に応じて電動機２の電力消費が調整される。

Claims (12)

1. 少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置（１，１'）と、少なくとも１つのエネルギー供給装置（７，７'，７''，７'''）とを含み、
   前記少なくとも１つのエネルギー供給装置（７，７'，７''，７'''）は、前記少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置（１，１'）に電気エネルギーを供給する、
   アクチュエータ駆動システム（１６）において、
   前記アクチュエータ駆動装置（１，１'）は、
   電動機（２，２'）と、前記電動機（２，２'）の駆動制御ユニット（４，４'）とが設けられており、該駆動制御ユニット（４，４'）は、少なくとも１つの中間回路コンデンサ（５）を有する中間回路（３，３'）から給電される、アクチュエータ駆動装置（１，１'）であって、
   監視ユニット（９）が設けられており、該監視ユニット（９）によって、前記中間回路コンデンサ（５）の目下の充電状態を検出可能であり、
   前記駆動制御ユニット（４，４'）は、前記電動機（２，２'）の電力消費を、前記中間回路コンデンサ（５）の検出された目下の充電状態に応じて調整し、
   前記駆動制御ユニット（４，４'）は、検出された前記充電状態が、所定の第１の閾値に達しているかまたは該第１の閾値を下回る、前記中間回路コンデンサ（５）に蓄積された所定の電荷量に相当する場合には、または該電荷量に相当する期間中は、前記電力消費を低減する、
   前記アクチュエータ駆動装置（１，１'）であり、
   前記アクチュエータ駆動システム（１６）は、
   前記少なくとも１つのエネルギー供給装置（７，７'，７''，７'''）は、筋力で駆動可能な発電機ユニット（８，８'）、および／または、充電可能なエネルギー蓄積器（１９，１９'，１９''，１９'''）を有している、
   アクチュエータ駆動システム（１６）。
2. 前記駆動制御ユニット（４，４'）は、検出された前記充電状態が、所定の第１の閾値に達しているかまたは該第１の閾値を下回る、前記中間回路コンデンサ（５）に蓄積された所定の電荷量に相当する場合には、または該電荷量に相当する期間中は、前記電力消費を所要目標値よりも低減し、および／または、
   前記駆動制御ユニット（４，４'）は、検出された前記充電状態が、所定の第２の閾値に達しているかまたは該第２の閾値を上回る、前記中間回路コンデンサ（５）に蓄積された電荷量に相当する場合には、または該電荷量に相当するとただちに、前記電力消費を所要目標値まで上昇させ、および／または、
   前記駆動制御ユニット（４，４'）内に、各充電状態に前記電力消費の上限値を対応づける特性曲線が格納されている、
   請求項１に記載のアクチュエータ駆動システム（１６）。
3. 前記監視ユニット（９）は、
   前記中間回路コンデンサ両端間の電圧を測定する手段（１０）と、
   前記中間回路（３，３'）および／または前記中間回路コンデンサ（５）に流入する電流を測定する手段（１１）と、
   前記中間回路（３，３'）および／または前記中間回路コンデンサ（５）から流出する電流を測定する手段（１２）と、
   前記中間回路コンデンサに蓄積された電荷量を測定する手段と
   から成るグループの少なくとも１つの要素を有する、
   請求項１または２に記載のアクチュエータ駆動システム（１６）。
4. 少なくとも２つのエネルギー供給装置（７，７'，７''，７'''）が設けられており、該少なくとも２つのエネルギー供給装置（７，７'，７''，７'''）は、個別におよび／または共通に、前記少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置（１，１'）に電気エネルギーを供給するために使用可能であり、および／または、
   少なくとも２つのアクチュエータ駆動装置が設けられており、該少なくとも２つのアクチュエータ駆動装置に対し、個別におよび／または共通に、少なくとも１つのエネルギー供給装置（７，７'，７''，７'''）から電気エネルギーを供給可能である、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のアクチュエータ駆動システム（１６）。
5. 前記少なくとも１つのエネルギー供給装置（７，７'，７''，７'''）に制御装置（２０，２０'，２０''，２０'''）が割り当てられており、該制御装置（２０，２０'，２０''，２０'''）によって、前記少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置（１，１'）を駆動制御可能であり、および／または、
   少なくとも２つのアクチュエータ駆動装置（１，１'）が設けられており、前記少なくとも１つの制御装置（２０，２０'，２０''，２０'''）は駆動制御のために、前記少なくとも２つのアクチュエータ駆動装置（１，１'）と、個別にまたは共通に接続可能である、または接続されている、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のアクチュエータ駆動システム（１６）。
6. 複数のエネルギー供給装置（７，７'，７''，７'''）と複数のアクチュエータ駆動装置（１，１'）が設けられており、少なくとも２つのエネルギー供給装置（７，７'，７''，７'''）によって同時に利用可能な給電ライン（２２）が形成されており、前記少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置（１，１'）に電気エネルギーを供給するために、前記給電ライン（２２）を介して、前記複数のエネルギー供給装置（７，７'，７''，７'''）の各エネルギー供給装置（７，７'，７''，７'''）は、前記複数のアクチュエータ駆動装置（１，１'）の各アクチュエータ駆動装置（１，１'）と接続可能であり、または接続されており、および／または、
   複数の制御装置（２０，２０'，２０''，２０'''）と複数のアクチュエータ駆動装置（１，１'）が設けられており、少なくとも２つの制御装置（２０，２０'，２０''，２０'''）および／または少なくとも２つのアクチュエータ駆動装置（１，１'）によって同時に利用可能な制御ライン（２１）が形成されており、前記少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置（１，１'）を駆動制御するために、前記制御ライン（２１）を介して、前記複数の制御装置（２０，２０'，２０''，２０'''）の各制御装置（２０，２０'，２０''，２０'''）は、前記複数のアクチュエータ駆動装置（１，１'）の各アクチュエータ駆動装置（１，１'）と接続可能である、または接続されている、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のアクチュエータ駆動システム（１６）。
7. 前記アクチュエータ駆動装置（１，１'）にそれぞれ優先順位情報が記憶されており、
   前記駆動制御ユニット（４，４'）および／または前記制御装置（２０，２０'，２０''，２０'''）のうち少なくとも１つの制御装置は、前記アクチュエータ駆動装置（１，１'）の優先順位情報により予め定められた順序で、前記アクチュエータ駆動装置（１，１'）を駆動制御する、
   請求項１から６のいずれか１項に記載のアクチュエータ駆動システム（１６）。
8. アクチュエータ駆動システム（１６）の少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置（１，１'）に対し、前記アクチュエータ駆動システム（１６）の少なくとも１つのエネルギー供給装置（７，７'，７''，７'''）から電気エネルギーを供給する、
   アクチュエータ駆動システム（１６）の作動方法において、
   前記アクチュエータ駆動装置（１，１'）の作動方法は、
   中間回路（３，３'）の中間回路コンデンサ（５）が、アクチュエータ駆動装置（１，１'）における電動機（２，２'）の駆動制御ユニット（４，４'）を給電する、
   前記アクチュエータ駆動装置（１，１'）の作動方法であって、
   監視ユニット（９）により、前記中間回路コンデンサ（５）の目下の充電状態を検出し、
   前記駆動制御ユニット（４，４'）により、前記電動機（２，２'）の電力消費を、前記検出された目下の充電状態に応じて調整し、
   検出された前記充電状態が、所定の第１の閾値に達しているかまたは該第１の閾値を下回る、前記中間回路コンデンサ（５）に蓄積された電荷量に相当する場合には、または該電荷量に相当する期間中は、前記電力消費を低減する、
   前記アクチュエータ駆動装置（１，１'）の作動方法であり、
   前記アクチュエータ駆動システム（１６）の作動方法においては、
   前記エネルギー供給装置（７，７'，７''，７'''）において前記電気エネルギーを、筋力により供給し、および／またはエネルギー蓄積器（１９，１９'，１９''，１９'''）から供給する、
   アクチュエータ駆動システム（１６）の作動方法。
9. 検出された前記充電状態が、所定の第１の閾値に達しているかまたは該第１の閾値を下回る、前記中間回路コンデンサ（５）に蓄積された電荷量に相当する場合には、または該電荷量に相当する期間中は、前記電力消費を所要目標値よりも低減し、および／または、
   検出された前記充電状態が、所定の第２の閾値に達しているかまたは該第２の閾値を上回る、前記中間回路コンデンサ（５）に蓄積された電荷量に相当する場合には、または該電荷量に相当するとただちに、前記電力消費を所要目標値まで上昇させ、および／または、
   格納されている特性曲線から、各充電状態に対し前記電力消費の上限値を読み出す、
   請求項８に記載のアクチュエータ駆動システム（１６）の作動方法。
10. 前記目下の充電状態を検出するために、
    前記中間回路コンデンサ（５）の両端間の電圧を測定するステップと、
    前記中間回路（３，３'）および／または前記中間回路コンデンサ（５）に流入する電流を測定するステップと、
    前記中間回路（３，３'）および／または前記中間回路コンデンサ（５）から流出する電流を測定するステップと、
    前記中間回路コンデンサ（５）に蓄積された電荷量を測定するステップと
    から成るグループの少なくとも１つのステップを実施する、
    請求項８または９に記載のアクチュエータ駆動システム（１６）の作動方法。
11. 少なくとも１つのアクチュエータ駆動装置（１，１'）に対し、前記アクチュエータ駆動システム（１６）の少なくとも２つのエネルギー供給装置（７，７'，７''，７'''）から共通にまたは択一的に、電気エネルギーを供給し、および／または、
    前記アクチュエータ駆動システム（１６）の少なくとも２つのアクチュエータ駆動装置（１，１'）に対し個別におよび／または共通に、１つのエネルギー供給装置（７，７'，７''，７'''）から電気エネルギーを供給する、
    請求項８から１０のいずれか１項に記載のアクチュエータ駆動システム（１６）の作動方法。
12. 前記アクチュエータ駆動システム（１６）の少なくとも２つのアクチュエータ駆動装置（１，１'）を、少なくとも１つのエネルギー供給装置（７，７'，７''，７'''）に割り当てられた制御装置（２０，２０'，２０''，２０'''）により、共通にまたは択一的に駆動制御し、および／または、
    前記少なくとも２つのアクチュエータ駆動装置（１，１'）を、該少なくとも２つのアクチュエータ駆動装置（１，１'）にそれぞれ割り当てられて記憶された優先順位情報により予め定められた順序で駆動制御する、
    請求項８から１１のいずれか１項に記載のアクチュエータ駆動システム（１６）の作動方法。

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