專(zhuān)利名稱(chēng)：用于跟蹤由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的部件的位置的方法和裝置的制作方法
用于跟蹤由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的部件的位置的方法和裝置
本發(fā)明涉及一種按照獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分所述的方法以及一 種裝置。
跟蹤，也就是連續(xù)地檢測(cè)被電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的部件的位置在許多領(lǐng)域都 是很重要的。在汽車(chē)技術(shù)中各種汽車(chē)部件由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，如車(chē)窗、活動(dòng) 天窗，還有座椅或者活動(dòng)門(mén)等。類(lèi)似地連續(xù)地檢測(cè)建筑物中的運(yùn)動(dòng)的部 件，如被驅(qū)動(dòng)的拉門(mén)、窗戶、遮陽(yáng)棚、百葉窗等也是4艮有益的。因?yàn)橥?常窗戶升降機(jī)或者活動(dòng)天窗要求具有 一 個(gè)防夾住的保護(hù)系統(tǒng)所以在汽 車(chē)中對(duì)被驅(qū)動(dòng)的部件的位置的監(jiān)控具有特別的意義，并且因此越是部件 接近關(guān)閉位置時(shí)對(duì)位置的監(jiān)控越為重要，因?yàn)楫?dāng)驅(qū)動(dòng)力或者關(guān)閉力增加 時(shí)可推斷出一個(gè)被夾緊的物體。另一種觀點(diǎn)是這種類(lèi)型的部件，如車(chē)窗、 升降機(jī)或者活動(dòng)天窗，還有具有記憶功能的汽車(chē)座椅會(huì)自動(dòng)地運(yùn)動(dòng)到所 希望的位置中，除非產(chǎn)生了有傷害的危險(xiǎn)，自動(dòng)驅(qū)動(dòng)停止，并且轉(zhuǎn)換到 一種具有手動(dòng)控制的運(yùn)動(dòng)。
為了連續(xù)地對(duì)汽車(chē)中的車(chē)窗升降機(jī)的位置進(jìn)行檢測(cè)通常使用的是 對(duì)由汽車(chē)電池供電的電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)作出響應(yīng)的傳感器裝置，也就是 霍耳傳感器裝置或者檢測(cè)電流波動(dòng)性的傳感器裝置，其中，所提到的在 電動(dòng)才幾電流中的電流的波動(dòng)性是由于電動(dòng)^幾整流引起的。對(duì)電流波動(dòng)的
檢測(cè)和對(duì)它的記數(shù)也叫做"Ripple"(波動(dòng))記數(shù)。
在這種情況中單個(gè)地一全測(cè)相互重疊的電流變化，這些變化是在直流 電動(dòng)機(jī)的電刷中的整流中產(chǎn)生的。另一方面如通常的那樣，在使用霍耳 傳感器裝置時(shí)在電動(dòng)機(jī)軸上使用已公開(kāi)的磁極。這些磁極在電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)產(chǎn)生霍耳信號(hào)脈沖，以檢測(cè)電動(dòng)機(jī)位置。
在通過(guò)對(duì)脈沖或者電流曲線造形的記數(shù)進(jìn)行這種位置檢測(cè)時(shí)表明 在位置記數(shù)時(shí)的誤差會(huì)累加起來(lái)，為了避免相應(yīng)系統(tǒng)的使用人有受傷的 危險(xiǎn)這 一 點(diǎn)當(dāng)然是必須考慮的。因此在這樣 一 些情況中到目前為止的通 常做法是從一開(kāi)始就阻止被驅(qū)動(dòng)的部件的自動(dòng)運(yùn)動(dòng)，或者作為一種應(yīng)急 方案在一個(gè)固定規(guī)定數(shù)量的較短運(yùn)動(dòng)(在兩個(gè)方向)之后結(jié)束這種自動(dòng) 運(yùn)動(dòng)，即使沒(méi)有達(dá)到所希望的位置，例如一個(gè)終止位置。這種已公開(kāi)的 方案的 一 個(gè)主要缺點(diǎn)是沒(méi)有考慮驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。例如當(dāng)運(yùn)動(dòng)是有控制地進(jìn)行著，并且沒(méi)有檢測(cè)到可懷疑的情況，系統(tǒng)的功能性不合理和 有缺陷，當(dāng)沒(méi)有真正的必要性就結(jié)束自動(dòng)運(yùn)動(dòng)，但是在已公開(kāi)的方案中
這種情況是發(fā)生的。另一方面，當(dāng)發(fā)生不利的情況時(shí)，例如出現(xiàn)EMV
干擾情況，或者快速的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換控制時(shí)應(yīng)將系統(tǒng)盡可能快速地在運(yùn)動(dòng)才莫 態(tài)中轉(zhuǎn)換到一個(gè)不停的，或者一個(gè)手動(dòng)控制中，為的是防止系統(tǒng)可能受 到損害，或者防止使用人由于夾住而受傷。因此在這些情況中一個(gè)直到 轉(zhuǎn)換時(shí)的固定規(guī)定的運(yùn)動(dòng)次數(shù)是錯(cuò)誤的和危險(xiǎn)的。
本發(fā)明的任務(wù)是在此提供一種補(bǔ)救辦法，并且建議一種連續(xù)地監(jiān)控 被驅(qū)動(dòng)的部件的位置的方法和一種裝置，其中， 一方面保證人員和相應(yīng) 系統(tǒng)的安全，另一方面盡量地保持其功能性，并且其中，所要求的費(fèi)用 應(yīng)盡可能地小。
為了完成這一任務(wù)本發(fā)明規(guī)定了如在獨(dú)立權(quán)利要求中所述的一種 方法和一種裝置。在從屬權(quán)利要求中對(duì)本發(fā)明的一些有利的實(shí)施形式和 改進(jìn)方案進(jìn)行了說(shuō)明。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)在位置一記數(shù)時(shí)出現(xiàn)懷疑的，不可靠地檢測(cè)的情況 時(shí)，將一個(gè)不清晰區(qū)域，或者不清晰間隔，也叫做公差區(qū)域，補(bǔ)充到"點(diǎn) 式"位置記數(shù)上，其中，為此，例如一在位置記數(shù)方面一使用一個(gè)獨(dú)特 的記數(shù)器， 一個(gè)"不清晰，，記數(shù)器，或者"不可靠，，記數(shù)器，為的是以 如此記數(shù)的不清晰狀態(tài)為基礎(chǔ)將不清晰間隔補(bǔ)充到位置計(jì)數(shù)上，也就是 檢測(cè)的位置中。因此，例如一個(gè)部件，如汽車(chē)的一個(gè)車(chē)窗升降器，基本 上朝一個(gè)方向，例如朝關(guān)閉車(chē)窗方向i皮驅(qū)動(dòng)，其中，在必要時(shí)這個(gè)運(yùn)動(dòng) 可能多次被中斷，并且也可能被反向，這樣如通常的那樣進(jìn)行對(duì)于位置 監(jiān)控通常的脈沖一或者波動(dòng)的計(jì)數(shù)，其中，按照運(yùn)動(dòng)的方向進(jìn)行正值或 者負(fù)值的計(jì)數(shù)。若此時(shí)出現(xiàn)不清楚的情況，即在一個(gè)本該出現(xiàn)又一計(jì)數(shù) 脈沖的部位沒(méi)有檢測(cè)到這樣的脈沖，或者出現(xiàn)緊挨著相繼式的兩個(gè)這類(lèi) 的計(jì)數(shù)脈沖，從而雖然根據(jù)這種實(shí)際的已識(shí)別的計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行位置計(jì) 數(shù)，然而同時(shí)啟動(dòng)不清晰計(jì)數(shù)器，為的是將一個(gè)不清晰增量補(bǔ)充到如此 地通過(guò)計(jì)數(shù)得到的位置，優(yōu)選地正負(fù)對(duì)稱(chēng)地進(jìn)行補(bǔ)充。這個(gè)增量?jī)?yōu)選地 按照檢測(cè)到的不可靠度準(zhǔn)確地相應(yīng)于每個(gè)計(jì)數(shù)信號(hào)或計(jì)數(shù)脈沖的位置 變化的程度。
存在這種類(lèi)型的不可靠或者不清晰情況的原因與相應(yīng)使用的技術(shù)， 還有外部的情況有關(guān)，這些原因例如可能在于此，即電動(dòng)機(jī)運(yùn)行太慢或者太快，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速突然變化、在部件、例如車(chē)窗運(yùn)動(dòng)期間在供電電壓 中出現(xiàn)外部噪音，或者電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)的方向突然發(fā)生變化。這是使用l霍 耳技術(shù)情況時(shí)的不可靠性的主要原因。其它的不可靠性的原因在于外部 引起的電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)，而無(wú)電動(dòng)機(jī)繼電器的觸發(fā)。然后不清楚電動(dòng)機(jī)在哪 個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。
例如當(dāng)在使用波動(dòng)計(jì)數(shù)時(shí)在一種狀況中檢測(cè)到一個(gè)(附加的)電流 曲線齒形，并且沒(méi)有預(yù)計(jì)到它會(huì)在這種情況中出現(xiàn)，這表明電動(dòng)機(jī)速度 突然發(fā)生大的變化，這種變化在驅(qū)動(dòng)部件例如一個(gè)機(jī)械的車(chē)窗升降器， 或者活動(dòng)天窗驅(qū)動(dòng)時(shí)是不可想像的。因此，雖然檢測(cè)到了這種電流波動(dòng) 性(波動(dòng)信號(hào))，并且在位置計(jì)數(shù)時(shí)予以考慮，然而同時(shí)產(chǎn)生出用于補(bǔ) 充不清晰區(qū)域的信號(hào)，特別是用于不清晰信號(hào)計(jì)數(shù)器的不清晰脈沖。
在此當(dāng)然不要求弄清楚這種類(lèi)型不清晰的情況，例如電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的 變化的原因 一這種原因可能在于外部的力，噪音等一但是重要的是要探 測(cè)到這些不可靠的情況，并且在不清晰區(qū)域中予以考慮。隨著每個(gè)另一 個(gè)這種類(lèi)型的不可靠的情況不清晰區(qū)域會(huì)加寬，也就是說(shuō)不清晰信號(hào)計(jì) 數(shù)提高。當(dāng)最后達(dá)到不清晰區(qū)域的寬度的一個(gè)最大值時(shí)，其中，這個(gè)最 大值是按照情況規(guī)定的，然后優(yōu)選地將部件的目前已給定的自動(dòng)驅(qū)動(dòng)運(yùn) 動(dòng)去活化，A^而然后需要用手動(dòng)控制部件的運(yùn)動(dòng)(當(dāng)然在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的 幫助下)。
當(dāng)部件達(dá)到一個(gè)固定的已知的位置、如最終的關(guān)閉位置，或者一個(gè) 完全打開(kāi)的位置，則因?yàn)檫@個(gè)位置是準(zhǔn)確地已知的，所以不清晰區(qū)域在
這個(gè)位置復(fù)位到零。這個(gè)本身已公開(kāi)的過(guò)程通常叫^:標(biāo)準(zhǔn)化或者初始 化。
此外，出于筒化操作的原因和出于安全的原因有利的是，不清晰區(qū) 域與下述情況無(wú)關(guān)，即和預(yù)計(jì)的圖型相比較計(jì)數(shù)信號(hào)是否是明顯太多或 者太少地一皮一全測(cè)，并且不清晰度間隔總是兩側(cè)對(duì)稱(chēng)地補(bǔ)充到通過(guò)計(jì)數(shù)檢 測(cè)到的位置上，作為公差區(qū)域。
因此釆用本發(fā)明的方案在出現(xiàn)不可靠情況后不再通過(guò)各單個(gè)的點(diǎn)， 而是通過(guò)一個(gè)用于每個(gè)位置部位的不清晰區(qū)域定義^皮監(jiān)控部件的位置。 這種技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是，可在一個(gè)最長(zhǎng)的時(shí)間間隔中保持其全功能(例 如在自動(dòng)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)去活化之前)。在使用這種不清晰間隔時(shí)，當(dāng)功能不 再可靠時(shí)本系統(tǒng)自身檢測(cè)，然后限制功能，也就是說(shuō)然后該系統(tǒng)中斷自
6動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制。如上已述，在這種情況中不必查清不可靠狀況的原因，這 樣花費(fèi)就少，此外，之所以如此還因?yàn)椴恍枰M(fèi)事的算法以檢測(cè)準(zhǔn)確的 位置，也不需要費(fèi)事的修正算法，其需要高性能的計(jì)算裝置。唯一所需 要的是系統(tǒng)能識(shí)別出現(xiàn)問(wèn)題，其中，這些問(wèn)題簡(jiǎn)單地導(dǎo)致形成公差區(qū)域。 使這種不清晰區(qū)域或者公差區(qū)域在可接受的邊界內(nèi)使得本系統(tǒng)更可靠。 其中在任何時(shí)該都可考慮到系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化，例如旋轉(zhuǎn)方向的快速轉(zhuǎn) 換、外部的噪音等，還有如不同系統(tǒng)單元之間的區(qū)別，以使根據(jù)本發(fā)明 的技術(shù)保持可靠。
下面借助一些特別優(yōu)選的實(shí)施例，然而本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施
例，并附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。這些附圖是


圖1A和1B示出兩個(gè)曲線圖，它們表示在跟蹤過(guò)程中，也就是在進(jìn)
行位置計(jì)數(shù)的情況下對(duì)電動(dòng)才幾的和相應(yīng)地電動(dòng)才幾驅(qū)動(dòng)的部件的位置進(jìn)
行連續(xù)監(jiān)控中的 一般的過(guò)程方式。
圖2示意示出一個(gè)具有電刷的整流器裝置，以示出推導(dǎo)一個(gè)在整流
過(guò)程中出現(xiàn)的具有電流齒的電流波動(dòng)性信號(hào)，也叫做Ripple (波動(dòng))信號(hào)。
圖3和4在類(lèi)似于圖1B的曲線圖中示出借助波動(dòng)信號(hào)對(duì)位置進(jìn)行 監(jiān)控的情況，其中，出現(xiàn)了不同的不可靠的情況。
圖5在圖中示出通過(guò)位置計(jì)數(shù)檢測(cè)的位置和時(shí)間的關(guān)系圖，以示出 根據(jù)本發(fā)明的所補(bǔ)充的公差區(qū)域，或者不清晰區(qū)域。
圖6為一個(gè)流程圖，它示出在波動(dòng)信號(hào)的基礎(chǔ)上進(jìn)行位置計(jì)數(shù)情況 下求出這樣一種不清晰區(qū)域時(shí)的過(guò)程方式。
圖7示出一個(gè)在具有一個(gè)防夾住的保護(hù)裝置的情況下用于觸發(fā)一個(gè) 電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)，具有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的，用于跟蹤電動(dòng)機(jī)的，并且 因此跟蹤由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的部件的位置的裝置。
圖8為一個(gè)和圖6相類(lèi)似的流程圖，它示出以霍耳信號(hào)脈沖為基礎(chǔ) 的位置跟蹤情況時(shí)的過(guò)程方式。
圖9示出一個(gè)系統(tǒng)的和圖7相類(lèi)似的方框圖，該系統(tǒng)具有一個(gè)用于 跟蹤位置的裝置，其中，由電動(dòng)機(jī)推導(dǎo)出來(lái)的霍耳信號(hào)脈沖是基礎(chǔ)。
圖10和11示出在進(jìn)行位置記數(shù)中使用霍耳信號(hào)脈沖時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向 反向時(shí)的兩個(gè)典型的情況。
圖12在一個(gè)和圖10及圖11的曲線圖相類(lèi)似的曲線圖中示出了位置4企測(cè)情況，在這個(gè)位置#:測(cè)中確定了不清晰狀況，并且相應(yīng)地將一個(gè)
不清晰間隔補(bǔ)充到這個(gè)通過(guò)記數(shù)檢測(cè)到的位置中。
圖1中示出了由一個(gè)通常的霍耳傳感器一該傳感器規(guī)定用于檢測(cè)電
動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一給出的霍耳信號(hào)H的脈沖1以及所屬的根據(jù)脈沖記數(shù)所進(jìn)行 的，在每個(gè)霍耳信號(hào)脈沖時(shí)增加的位置計(jì)數(shù)器狀態(tài)S，作為相應(yīng)的電動(dòng) 機(jī)或者部件位置2和時(shí)間t的關(guān)系。
在圖1B中以類(lèi)似的方式示出具有Ripple波動(dòng)性3 (曲線齒形或者 脈沖)的電動(dòng)機(jī)電流信號(hào)I以及一個(gè)所屬的，并且在每個(gè)Ripple波動(dòng)性 3中增長(zhǎng)一個(gè)記數(shù)單位的位置信號(hào)2或4和時(shí)間t的關(guān)系。
霍耳傳感器的應(yīng)用已4艮普及了 ，請(qǐng)參考例如DE 9 006 953 U,這樣 在此對(duì)它再敘述一遍就成了多余的事了。根據(jù)圖1B的將與波動(dòng)性 (Ripples )有關(guān)的電動(dòng)機(jī)電流用于記數(shù)和位置信號(hào)的增加本身是已公開(kāi) 的。然而為預(yù)防地應(yīng)該借助圖2對(duì)所屬的原理加以簡(jiǎn)短i兌明。圖中例如 示出了一個(gè)裝配有三個(gè)段的整流器5。給這個(gè)整流器配設(shè)了兩個(gè)電刷6、 7,其中，還示意示出通過(guò)電動(dòng)機(jī)繞組給出的電阻8、 9、 10。當(dāng)整流器 l殳一個(gè)接著一個(gè)地在相應(yīng)的電刷6旁運(yùn)動(dòng)過(guò)時(shí)通過(guò)電刷6、 7才全測(cè)的電 動(dòng)機(jī)電流或多或少是跳3夭式地發(fā)生變化，請(qǐng)參見(jiàn)圖1B的曲線齒形，這 是因?yàn)槿缓蠼M合的繞組電阻發(fā)生了變化。因此，圖1B中的電流曲線3 的波動(dòng)性或者曲線齒形是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)尺度，并且因此其可 用于為連續(xù)地求出被電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的部件的位置進(jìn)行計(jì)數(shù)。
在這樣一些反映已公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)的一般性的說(shuō)明之后現(xiàn)在在首 要的是應(yīng)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施形式并參考附圖3到7在用 波動(dòng)性記數(shù)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)電流(也就是說(shuō)探測(cè)在檢測(cè)的電動(dòng)機(jī)電流中波動(dòng) 性或者曲線齒形)情況下的不清晰區(qū)域的檢測(cè)和考慮的根據(jù)本發(fā)明的方 案進(jìn)朽_-洋細(xì)的il明。在圖3中在一個(gè)和圖1B相類(lèi)似的曲線圖中示出了 這樣一種情況，即在電動(dòng)機(jī)電流3中在時(shí)刻Tl中在部位11,在這個(gè)部 位預(yù)計(jì)本來(lái)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)波動(dòng)或者齒形12,沒(méi)有這個(gè)波動(dòng)性。因此，在這 個(gè)部位11,在時(shí)刻Tl位置計(jì)數(shù)沒(méi)有增量，請(qǐng)參見(jiàn)在Tl部位保持不變 地繼續(xù)延伸的記數(shù)位置曲線4。這個(gè)"不可靠性"作為和所預(yù)計(jì)的信號(hào) 圖形的偏差被檢測(cè)到，并且從這個(gè)時(shí)刻Tl起將一個(gè)不清晰間隔，因此 不清晰區(qū)域13在位置曲線4的兩側(cè)補(bǔ)充到通過(guò)位置計(jì)數(shù)所規(guī)定的位置4 中。這個(gè)不清晰區(qū)域13保留在所有繼續(xù)的記數(shù)增加中，并且在必要時(shí)，
8當(dāng)確定有其它的不可靠性的情況時(shí)，也就是和所預(yù)計(jì)的信號(hào)圖型有偏差 (請(qǐng)參見(jiàn)圖1B中的電流3的曲線)，這個(gè)不清晰區(qū)域可分別以另一增 量對(duì)稱(chēng)地向上和向下擴(kuò)大。
圖4示出另一個(gè)不可靠的狀況。根據(jù)這個(gè)狀況在時(shí)刻T2出現(xiàn)了一 個(gè)未預(yù)計(jì)到的附加的電流波動(dòng)14,這樣在這個(gè)部位進(jìn)行一個(gè)位置記數(shù)， 也就是進(jìn)行位置增量，請(qǐng)參見(jiàn)在位置曲線4中的在那里在時(shí)刻T2所給 出的臺(tái)階。在緊接著的后面的Ripple波動(dòng)15中一這個(gè)波動(dòng)和本身已預(yù) 計(jì)到的波動(dòng)Ripple圖型相當(dāng)一進(jìn)行另一次位置計(jì)數(shù)，并且因此進(jìn)行一次 位置增量。因?yàn)橹皇窃陬A(yù)計(jì)的Ripple脈沖15前短暫地出現(xiàn)Ripple脈沖 14,所以這個(gè)Ripple脈沖14作為正常地為位置計(jì)數(shù)予以接受，然而在 緊接著后面的Ripple脈沖15中，由于時(shí)間間隔(Tl-T2)短而啟動(dòng)不清 晰記數(shù)，并且將一個(gè)不清晰區(qū)域13對(duì)稱(chēng)地補(bǔ)充到位置曲線4的兩側(cè)。
圖5示出了在一個(gè)比豐交長(zhǎng)的時(shí)間l殳中所才全測(cè)到的位置s和時(shí)間t的 關(guān)系圖，包括一個(gè)不清晰區(qū)域13。這個(gè)不清晰區(qū)域在圖5中所示的實(shí)例 中在第Tl時(shí)刻的一個(gè)第一補(bǔ)充后再兩次地在時(shí)刻T3和T4根據(jù)在這些 時(shí)刻所確定的不可靠狀況通過(guò)相應(yīng)的不清晰計(jì)數(shù)而 一皮加寬。不清晰區(qū)域 13的這個(gè)加寬允許延續(xù)這么長(zhǎng)時(shí)間，即直到達(dá)到最大值，在這個(gè)最大值 中這個(gè)所追求的位置跟蹤結(jié)合附加的功能，例如在汽車(chē)車(chē)窗的情況中結(jié) 合防止夾住的保護(hù)功能就肯定不再夠了 。
在圖6的曲線圖中簡(jiǎn)圖地示出了這一流程，其中，在起動(dòng)場(chǎng)20之 后，在一個(gè)詢(xún)問(wèn)場(chǎng)21中詢(xún)問(wèn)波動(dòng)(Ripple)時(shí)間，也就是在電動(dòng)才幾電流
間進(jìn)行比較。在這種情況中，對(duì)應(yīng)于電動(dòng)機(jī)的減速和加速如已在前面借 助圖4所說(shuō)明的微小的偏差被接受，其中，可為這些偏差規(guī)定一個(gè)數(shù)值。 若在圖6的詢(xún)問(wèn)場(chǎng)21中未發(fā)現(xiàn)有太長(zhǎng)或者太短的波動(dòng)時(shí)間，也就 是說(shuō)波動(dòng)一齒相應(yīng)于預(yù)計(jì)的信號(hào)圖型時(shí)，則返回到起動(dòng)場(chǎng)20。在另一種 情況中按照?qǐng)?2,不清晰計(jì)數(shù)提高了一個(gè)增量，并且將一個(gè)不清晰間隔 補(bǔ)充給位置曲線4，或者將已存在的不清晰區(qū)域13正和負(fù)地加寬增量， 或者間隔。
然后根據(jù)另一詢(xún)問(wèn)場(chǎng)23進(jìn)刊-;險(xiǎn)查，看不可靠記數(shù)，也就是所達(dá)的 不清晰區(qū)域13的總寬度是否大于預(yù)先規(guī)定的邊界值。若情況不是這樣， 則又返回到起動(dòng)場(chǎng)20。若確實(shí)達(dá)到邊界值、即最大值，則根據(jù)場(chǎng)24中斷自動(dòng)的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，其中這個(gè)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的中斷保持這么長(zhǎng)的時(shí)間， 即直到達(dá)到一個(gè)規(guī)定的已知的位置，在這個(gè)位置中不清晰區(qū)域13復(fù)位 到零。
圖7簡(jiǎn)圖示出一個(gè)電動(dòng)機(jī)30。它具有一個(gè)帶有一個(gè)關(guān)閉力限制器 (SKB )模塊32的附屬的控制系統(tǒng)31,這個(gè)系統(tǒng)本身現(xiàn)有技術(shù)已公開(kāi)。 關(guān)閉力限制器模塊32觸發(fā)電動(dòng)機(jī)控制模塊33。使用這個(gè)控制模塊實(shí)現(xiàn) 相應(yīng)的操作方案。附加地控制系統(tǒng)31包括一個(gè)用于連續(xù)識(shí)別，也就是 連續(xù)跟蹤電動(dòng)機(jī)30,并且因此也是由這個(gè)電動(dòng)才幾30驅(qū)動(dòng)的部件，例如 汽車(chē)的車(chē)窗(未示出)的位置的裝置。為了進(jìn)行這種位置跟蹤給電動(dòng)機(jī) 30配設(shè)電流測(cè)量裝置35。在這個(gè)電流測(cè)量裝置的后面設(shè)置波動(dòng)濾波器 形式的濾波器裝置36。在這些濾波器裝置36的輸口端出現(xiàn)一種信號(hào)， 這個(gè)信號(hào)表示圖1B、 3或者4中的電動(dòng)機(jī)電流曲線I或3,并且然后這 個(gè)信號(hào)被輸送到一個(gè)位置記數(shù)器37。這個(gè)位置記數(shù)器計(jì)數(shù)在電動(dòng)機(jī)電流 I中的波動(dòng)性3或者12、 14、 15,為的是根據(jù)圖1B、 3或者4的位置曲 線4規(guī)定位置計(jì)數(shù)。這個(gè)位置信號(hào)被輸送到SKB模塊32,也輸送到電 動(dòng)機(jī)控制模塊33。
此外，根據(jù)圖7還設(shè)置一個(gè)偏差探測(cè)器38。這個(gè)偏差探測(cè)器包括用 于存儲(chǔ)最后輸入的Ripple波動(dòng)性3或者通常預(yù)計(jì)的信號(hào)圖型39的存儲(chǔ) 裝置39,以及包括用于將分別到達(dá)的Ripple波動(dòng)性和在存儲(chǔ)裝置39中 存儲(chǔ)的圖型進(jìn)行比較的比較裝置40。當(dāng)有偏差時(shí)為了提高記數(shù)器按照不 清晰區(qū)域13的增量如前所述地對(duì)不清晰信號(hào)記數(shù)器41進(jìn)行觸發(fā)。
電動(dòng)機(jī)控制模塊33包括一個(gè)并合級(jí)42,為的是如前所述的那樣將 圖3和圖4的這個(gè)不清晰間隔兩側(cè)對(duì)稱(chēng)地補(bǔ)充給圖3和4中的位置4。 因此，這個(gè)級(jí)42和不清晰信號(hào)記數(shù)器41 一起形成用于確定不清晰區(qū)域 13的裝置43。
同時(shí)將不清晰信號(hào)記數(shù)器41的記數(shù)輸送到一個(gè)最大值探測(cè)器44, 以確定是否達(dá)到不清晰區(qū)域13的寬度的規(guī)定的最大值。此外電動(dòng)機(jī)控 制模塊33可按照本身已是常規(guī)方式設(shè)計(jì)，因此在這方面無(wú)需再加說(shuō)明。 此外在圖7中用虛線45還表示在這個(gè)虛線之內(nèi)所包含的不同的部件也 是可通過(guò)一個(gè)微型計(jì)算機(jī)()LlC)實(shí)現(xiàn)的，其中，特別是單個(gè)的單元或者 模塊32以及36 ~ 43可通過(guò)微型計(jì)算機(jī)45的軟件才莫塊實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)然也 可以設(shè)想帶有離散的電路部件的硬件設(shè)計(jì)。此外從圖7中還可以看出，從電動(dòng)機(jī)控制模塊33通過(guò)一個(gè)接口 46 和一個(gè)連接47輸送一個(gè)電動(dòng)機(jī)指令信號(hào)，這個(gè)指令信號(hào)顯示轉(zhuǎn)動(dòng)方向， 為的是讓位置記數(shù)器37向上記數(shù)，或者當(dāng)電動(dòng)才幾30的運(yùn)動(dòng)方向變換時(shí) 向下記數(shù)。這樣一種表示運(yùn)動(dòng)方向反向的信號(hào)特別是在設(shè)計(jì)只有一個(gè)唯 一的霍耳傳感器時(shí)是有利的，以便在運(yùn)動(dòng)反向的時(shí)刻對(duì)不清晰的脈沖狀 況進(jìn)行分析。關(guān)于這一點(diǎn)在后面借助圖10-12還將詳細(xì)說(shuō)明。另一連接 線48表示當(dāng)達(dá)到一個(gè)預(yù)先規(guī)定的已知的位置時(shí)記數(shù)器回零時(shí)對(duì)不清晰 信號(hào)記數(shù)器41的觸發(fā)。
現(xiàn)在待說(shuō)明的圖8-12涉及到一個(gè)實(shí)例。在這個(gè)實(shí)例中為了進(jìn)^f亍位置 跟蹤使用了霍耳信號(hào)脈沖，也請(qǐng)參見(jiàn)前面已提到的圖1A。這些霍耳信 號(hào)脈沖從一個(gè)霍耳傳感器發(fā)出的。這個(gè)霍耳傳感器配設(shè)在電動(dòng)機(jī)軸上， 這個(gè)電動(dòng)機(jī)軸裝配有相應(yīng)的磁鐵，為的是根據(jù)換極器對(duì)驅(qū)動(dòng)一個(gè)部件， 例如一個(gè)車(chē)窗、 一個(gè)活動(dòng)天窗或者汽車(chē)的一個(gè)座椅的電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向 進(jìn)行檢測(cè)。在此也可能會(huì)出現(xiàn)如圖3和圖4中所示的那些不可靠的情況。 此外關(guān)于這點(diǎn)在下面的圖12中還將更加詳細(xì)說(shuō)明。
因此，在對(duì)霍耳信號(hào)脈沖進(jìn)行分析時(shí)根據(jù)圖3和圖4的設(shè)計(jì)對(duì)缺少 或者雙重的霍耳信號(hào)脈沖時(shí)的不可靠情況也進(jìn)行檢查，并且在規(guī)定情況 中形成一個(gè)不清晰區(qū)域13,或者將其加寬。
在圖8中示出了一個(gè)和圖6中的流程圖相類(lèi)似的使用霍耳信號(hào)脈沖 用于位置記數(shù)和不清晰記數(shù)時(shí)的流程圖。其中，在這個(gè)實(shí)例中在起動(dòng)場(chǎng) 50之后根據(jù)詢(xún)問(wèn)場(chǎng)51詢(xún)問(wèn)在方向更換期間是否存在一個(gè)未預(yù)計(jì)到的脈 沖序列。有i若沒(méi)有則返回到起動(dòng)場(chǎng)50。若確實(shí)才企測(cè)到有這么一個(gè)未預(yù)計(jì) 到的脈沖序列，則根據(jù)場(chǎng)52活化不清晰信號(hào)記數(shù)器(圖7中的41 )， 這樣就將一個(gè)不清晰區(qū)域13補(bǔ)充給通過(guò)位置記數(shù)規(guī)定的位置4(圖3和 圖4)或者將其加寬。在下一個(gè)詢(xún)問(wèn)中，根據(jù)詢(xún)問(wèn)場(chǎng)53進(jìn)行檢查，不清 晰信號(hào)記數(shù)器是否達(dá)到它的預(yù)先規(guī)定的最大記數(shù)值，也就是說(shuō)，不清晰 區(qū)域13是否達(dá)到它的最大寬度。并且當(dāng)情況是這樣時(shí)則根據(jù)圖8中的 場(chǎng)54停止部件的自動(dòng)運(yùn)動(dòng)，也就是部件的自動(dòng)驅(qū)動(dòng)，直到達(dá)到一個(gè)準(zhǔn) 確的已知的位置，例如車(chē)窗的最終位置。若相反地還沒(méi)有產(chǎn)生最大的不 清晰區(qū)域(詢(xún)問(wèn)場(chǎng)53),則返回到流程圖的起動(dòng)場(chǎng)50。
在圖9中示出了一個(gè)控制系統(tǒng)31的一個(gè)一般的方框線路圖。在該 方框線路圖中很大程度地和圖7的方框圖相類(lèi)似地示出基于霍耳信號(hào)脈沖進(jìn)^f亍位置計(jì)數(shù)和確定不清晰間隔時(shí)的情況，其中，和圖7中的部件相
應(yīng)的部件用相同的附圖標(biāo)記表示。由于裝置34—采用該裝置并借助圖7 中所示的模塊37-41進(jìn)行位置記數(shù)以及不清晰信號(hào)記數(shù)一只是作為一般 的方塊示出，所以圖9中的方框線路圖和圖7中的方框圖相比進(jìn)一步地 被簡(jiǎn)化。然而和圖7相比在圖9中省掉了 Ripple(波動(dòng))濾波器裝置36。 此外在圖9中給電動(dòng)機(jī)30沒(méi)有配設(shè)電流測(cè)量裝置35,而是配設(shè)至少一 個(gè)霍耳傳感器60。并且將霍耳信號(hào)脈沖輸送到裝置34以及SKB模塊32。 此外系統(tǒng)31的設(shè)計(jì)和功能和圖7中的相一致，這樣在這方面就沒(méi)有必 要重新進(jìn)行說(shuō)明。在圖9的情況中為了檢測(cè)位置的不可靠性也進(jìn)行不清 晰信號(hào)記數(shù)，并且與位置記數(shù)并行地將其輸送到電動(dòng)機(jī)控制模塊33。在 這個(gè)模塊中將不清晰間隔補(bǔ)充到位置計(jì)數(shù)中直到達(dá)到最大值(請(qǐng)參見(jiàn)圖 7中的最大值探測(cè)器44)。在47又將涉及轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換的電動(dòng)機(jī)指令 輸送到裝置34，并且在48中借助一個(gè)未詳細(xì)示出的探測(cè)器模塊一個(gè)電 動(dòng)機(jī)控制^t塊33 —它識(shí)別規(guī)定的已知的位置一將一個(gè)相應(yīng)的信號(hào)輸送 到裝置34中，為的是在那里將不清晰信號(hào)記數(shù)器(圖7中的41 )復(fù)位 到零。
在圖10和圖11中和圖1A圖示相類(lèi)似地示出霍耳信號(hào)脈沖1以及 一個(gè)位置曲線2,然而現(xiàn)在所示出的是電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向反向時(shí)的情況。 在這種情況中由于電動(dòng)機(jī)的減速這些霍耳信號(hào)脈沖(朝圖10中所示的 中間方向)變得更寬，其中，由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的變換在兩個(gè)寬的脈 沖之間產(chǎn)生一個(gè)比較窄的間隔，然后霍耳信號(hào)脈沖又變短了，因?yàn)殡妱?dòng) 機(jī)加速了。這種情況可識(shí)別為電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)向，而不是這種情 況，即如已提到的從電動(dòng)機(jī)控制模塊33給裝置34傳輸一個(gè)相應(yīng)的信息， 以顯示旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)換。
類(lèi)似的也適用于圖11中的實(shí)例。在該圖中在曲線圖的中間有一個(gè)
特別寬的脈沖一它相應(yīng)于電動(dòng)機(jī)的靜止?fàn)顟B(tài)一在旋轉(zhuǎn)方向反向時(shí)，之后 在電動(dòng)才幾重新開(kāi)始向另一向向轉(zhuǎn)動(dòng)。相應(yīng)地在這段時(shí)間期間位置曲線2 保持在一個(gè)給定的水平上，然后對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)在現(xiàn)在的相反的方向的旋轉(zhuǎn) 又梯級(jí)形式地下降。
在圖12中示出了轉(zhuǎn)動(dòng)方向換向時(shí)的狀況，在這種狀況中看不出電 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確的點(diǎn)，因?yàn)樵谶@個(gè)區(qū)域中存在三個(gè)大約相同寬 度的霍耳信號(hào)脈沖1。因此在此在位置檢測(cè)中有一個(gè)不可靠性，并且在這個(gè)區(qū)域中這些霍耳信號(hào)脈沖大體和圖IO或圖11中的預(yù)計(jì)的圖型不相
應(yīng)。因此開(kāi)始時(shí)用一個(gè)中間的霍耳信號(hào)脈沖活化不清晰信號(hào)記數(shù)器41, 并且將一個(gè)不清晰區(qū)域13 —該區(qū)域在下一個(gè)霍耳信號(hào)脈沖中加寬一補(bǔ) 充給位置曲線2，這種情況可在圖12中的右邊部分看到。在此也是將這 個(gè)不清晰區(qū)域13以位置^全測(cè)的帶寬形式在兩側(cè)，也就是上邊和下邊對(duì) 稱(chēng)地補(bǔ)充到位置曲線2上。因此也是在這里又是通過(guò)記數(shù)的位置加/減不 可靠間隔或者公差區(qū)域地產(chǎn)生檢測(cè)的位置。
權(quán)利要求
1.用于跟蹤由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的部件的位置的方法，檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且將其用于位置計(jì)數(shù)，其特征在于，確定和預(yù)計(jì)的位置計(jì)數(shù)的偏差，并且作為不清晰區(qū)域補(bǔ)充給通過(guò)位置計(jì)數(shù)所產(chǎn)生的位置。
2. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，借助霍耳傳感器裝置檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且將霍耳信號(hào)脈沖應(yīng)用到位置計(jì)數(shù)中，將和 預(yù)計(jì)的脈沖圖形的偏差用于確定不清晰區(qū)域。
3. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)求出由電動(dòng)機(jī)整 流所引起的電流波動(dòng)性來(lái)才全測(cè)直流電動(dòng)坤幾的^走轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將電流波動(dòng)性用 于位置的計(jì)數(shù)，并且將和預(yù)計(jì)的波動(dòng)性圖形的偏差用于確定不清晰區(qū)域。
4. 按照權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，當(dāng)達(dá)到 規(guī)定的最大的不清晰區(qū)域時(shí)結(jié)束部件的自動(dòng)驅(qū)動(dòng)，和/或?qū)?lái)的運(yùn)動(dòng)去 活化。
5. 按照權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，當(dāng)達(dá)到 部件的規(guī)定的已知的位置時(shí)將不清晰區(qū)域復(fù)位到零。
6. 按照權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，根據(jù)實(shí) 際的位置計(jì)數(shù)在所述位置的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)地補(bǔ)充不清晰區(qū)域。
7. 用于跟蹤由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的部件的位置的裝置，具有位置計(jì)數(shù)器， 從電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中導(dǎo)出的用于位置計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)信號(hào)被輸送到這個(gè) 位置計(jì)數(shù)器中，其特征在于，設(shè)置用于確定在出現(xiàn)計(jì)數(shù)信號(hào)方面的和根 據(jù)前面的計(jì)數(shù)信號(hào)預(yù)計(jì)的出現(xiàn)的偏差的偏差探測(cè)器(38),這個(gè)探測(cè)器 和用于確定不清晰區(qū)域(13)的裝置(43)連接，所述不清晰區(qū)域在加 法裝置中補(bǔ)充到通過(guò)位置計(jì)數(shù)所產(chǎn)生的位置上。
8. 按照權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，用于確定不清晰區(qū)域 (13)的裝置(43)具有用于將不清晰區(qū)(13)補(bǔ)充到位置上去的并合級(jí)(44 )。
9. 按照權(quán)利要求7或8的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，設(shè)置用 于推導(dǎo)出霍耳信號(hào)一脈沖(H; 1)形式的計(jì)數(shù)信號(hào)的霍耳傳感器裝置。
10. 按照權(quán)利要求7或8的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，設(shè)置 用于求出通過(guò)直流電動(dòng)才幾(30)的電動(dòng)才幾整流引起的電流波動(dòng)性的電流 測(cè)量裝置(35),將電流波動(dòng)性用作計(jì)數(shù)信號(hào)。
11. 按照權(quán)利要求IO所述的裝置，其特征在于，電流測(cè)量裝置(35) 和用于濾出電流波動(dòng)性的濾波裝置(36)連接。
12. 按照權(quán)利要求7至11的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，具有 用于確定達(dá)到不清晰區(qū)域的寬度的規(guī)定的最大值的探測(cè)器(44)。
13. 按照權(quán)利要求7至12的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，用于 確定不清晰區(qū)域的裝置和4企測(cè)部件的至少一個(gè),見(jiàn)定的已知的位置的位 置探測(cè)器連接，為的是當(dāng)達(dá)到規(guī)定的已知的位置時(shí)將不清晰區(qū)域復(fù)位到 令。
14. 按照權(quán)利要求7至13的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，用于 確定不清晰區(qū)域的裝置包括不清晰信號(hào)計(jì)數(shù)器(41)。
全文摘要
為了跟蹤由電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)部件的位置，其中，檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且將其應(yīng)用到位置計(jì)數(shù)中，確定的預(yù)計(jì)的位置計(jì)數(shù)的偏差，并且將此偏差作為不清晰區(qū)域補(bǔ)充到通過(guò)位置計(jì)數(shù)產(chǎn)生的位置中。
文檔編號(hào)H03M1/00GK101558363SQ200780046110
公開(kāi)日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2007年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月14日
發(fā)明者A·波澤, R·莫拉維克, S·霍爾茲曼 申請(qǐng)人:歐陸汽車(chē)有限責(zé)任公司