專利名稱：用于激勵電動機的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于激勵(Ansteuern)電動機的方法和一種用于執(zhí)行該方法的電
路裝置。
背景技術(shù)：
在車輛技術(shù)中，越來越頻繁地將電動機用于各種機組、譬如燃油泵或者油泵。針對驅(qū)動裝置，通常采用所謂的BLDC電機(無刷直流電機Brushless DC)。這些電機是穩(wěn)健的，并且近似無磨損地工作。在BLDC電機方面存在不同的變型方案，這樣已知了例如帶有所謂的塊換向激勵 裝置的電機。為了激勵電機在此需要三相交流電壓。要注意的是，在目前的系統(tǒng)中需要附加的激勵構(gòu)件，或者在微控制器中設(shè)置有特定的定時器(Timer)單元。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于激勵電動機的方法和一種具有權(quán)利要求9的特征的用于執(zhí)行所述方法的電路裝置。其他擴展方案從說明書和附圖中得到。用于電動機的激勵裝置使用定時器模塊的現(xiàn)有的輸入和輸出模塊和/或輸出端模塊(Ausgangsmodule)。這樣,使用了通常負責檢測和過濾輸入信號的定時器輸入模塊、被設(shè)置用于通過多個輸出通道來輸出PWM信號的定時器輸出模塊和被設(shè)置用于分析傳感器輸入(例如霍爾傳感器的傳感器輸入)的信號分析模塊。信號分析模塊與定時器輸出模塊一起輔助對電動機(例如BLDC電機)的激勵。此外還要注意的是，所需的硬件的大部分不僅可用于BLDC運行，而且當不進行BLDC運行、譬如PWM輸出或測量輸入信號時也可以被用于其他功能。所介紹的電路裝置因此可靈活地配置。在輸入端可以有霍爾傳感器的模式。輸出端又可以為了激勵輸出級而被采用。此外，整個配置可以在運行時間期間被改變，以便例如在兩個電機運行方式之間轉(zhuǎn)換。所描述的電路裝置能夠?qū)崿F(xiàn)BLDC電機的運行，而不需要軟件干涉。存在從檢測傳感器數(shù)據(jù)直至產(chǎn)生輸出端信號(即從輸入端直至輸出端)的閉合回路。新的激勵模式被施加到輸出端上的時刻可以自由地被配置。與輸入端信號(傳感器信號)的改變同步地或者與輸入端信號異步但與輸出端信號上的事件(譬如在輸出端上的上升沿或下降沿處)同步地可以進行更新(Update)。接下來的輸出的換向(即轉(zhuǎn)接)可以與輸入端信號同步地進行。在所介紹的例如用于激勵BLDC電機的電路裝置中，輸出模式和/或多個輸出參數(shù)被保存在信號分析模塊中的表格中，并且可以靈活地在任何時候由中央計算單元(CPU)來配置。尤其是，電路裝置(至少在所述實施方案的數(shù)個實施方案中)被配備有PWM發(fā)生器，尤其是當BLDC功能未被激活時，所述PWM發(fā)生器也可用于其他PWM功能。本發(fā)明的其他優(yōu)點和擴展方案從說明書和所附的附圖中得到。
應理解的是，前面所提及的和下面還要闡述的特征不僅可以以分別說明的組合而且可以以其他組合或者可以單獨地被應用，而不離開本發(fā)明的范圍。
圖I以框圖示出了電動機的激勵裝置。圖2示出了在激勵電動機時的信號變化過程。圖3以框圖示出了所描述的電路裝置的實施形式。
具體實施例方式依據(jù)附圖中的實施形式示意性地示出了本發(fā)明，并且以下參照附圖詳細地描述了本發(fā)明。
在圖I中以框圖說明了電動機的激勵裝置，該電動機總體上用參考數(shù)字10來標明。該電動機包括三個相，即相U 12、相V 14和相W 16。為了進行激勵，設(shè)置有晶體管HU(高側(cè)(high)相U)20、晶體管LU (低側(cè)(low)相U)22、晶體管HV 24、晶體管LV 26、晶體管HW 28和晶體管LW 30。在圖2中示出了信號變化過程。第一變化過程50示出了定時器輸入模塊上的第一輸入信號和/或輸入端信號、例如霍爾傳感器的第一輸入信號和/或輸入端信號，第二變化過程52示出了定時器輸入模塊上的第二輸入端信號，而第三變化過程54示出了定時器輸入模塊上的第三輸入端信號。所述輸入信號50、52和54為輸入模式56。此外,還不出了定時器輸出模塊上的輸出模式60,即第一輸出信號62、第二輸出信號64、第三輸出信號66、第四輸出信號68、第五輸出信號70和第六輸出信號72。在圖3中以框圖反映了所描述的電路裝置的實施形式，該電路裝置總體上用參考數(shù)字100來標明。該電路裝置包括定時器輸入模塊102、帶有兩個PWM發(fā)生器106和108的定時器輸出模塊104以及信號分析模塊110。三個輸入信號120、122和124被輸入到定時器輸入模塊102中。這三個輸入信號120、122和124形成輸入模式125。這三個輸入信號120、122和124與有效位一起被給予到信號分析模塊Iio中。八個輸出模式130可以根據(jù)輸入模式125由信號分析模塊110來輸出。定時器輸出模塊104根據(jù)所選擇的輸出模式130輸出八個輸出信號,其中在該圖示中示出了第一輸出信號132 (通道O)和第八輸出信號134 (通道7)。在定時器輸入模式102上的輸入信號120、122和124從BLDC電機而來并且表明當前的電機位置。通常涉及三個傳感器信號。在輸入端上所期望的輸入模式和/或信號模式125事先曾由軟件被存儲在信號分析模塊110中?？勺杂膳渲玫妮敵瞿Ｊ?30被鏈接到每個輸入模式125。輸出模式130被保存在信號分析模塊110中并且在任何時候都可以被該軟件改變。因此可能的是，在運行時間期間轉(zhuǎn)換電機運行。根據(jù)輸入模式125，緊接在新模式被識別之后，相對應的輸出模式被切換到定時器輸出模塊104的輸出端上，或者例如與輸出端信號的邊沿同步地被延遲。可以配置直至八個輸入和輸出模式。用于一相的PWM總是在相同的PWM發(fā)生器上被產(chǎn)生(定時器輸出模塊104的通道0)，并且接著根據(jù)經(jīng)編程的輸出模式130被切換到相對應的輸出端上。
為了避免在轉(zhuǎn)換時刻形成短的切換脈沖，可以與PWM同步地進行轉(zhuǎn)換，或者通過另一 PWM通道(定時器輸出模塊104的通道2)來觸發(fā)轉(zhuǎn)換。使用哪個觸發(fā)器可以自由選擇，因為這與電機參數(shù)、譬如轉(zhuǎn)速或者電機類型有關(guān)。如果新的輸入模式125被識別出，則信號分析模塊110報告電機的相對應的轉(zhuǎn)動方向。如果未被編程的輸入模式125被識別出，或輸入模式125被跳過,則信號分析模塊110利用中斷將這用信號通知給CPU。如果在沒有傳感器(反電動勢(Back-EMF))的情況下進行位置檢測，則需要分析構(gòu)件。但是這些分析構(gòu)件并不用信號通知換向變換(譬如霍爾傳感器)，而是用信號通知反電動勢電壓的過零。該過零比接下來的換向早30° (電角度)。因此，在該方法中需要將換向延遲30°。如果信號分析模塊110識別出新的輸入模式125，則利用所謂的NITO信號來觸發(fā)定時器輸出模塊104的通道2。 定時器輸出模塊104的通道2輸出脈沖(單觸發(fā)(OneShot))并且因此觸發(fā)接下來的換向。CPU必須計算30°延遲并且將30°延遲寫入定時器輸出模塊104的通道2中。總是在輸出端之一上的PWM在定時器輸出模塊104的通道O中被產(chǎn)生。在定時器輸出模塊104的通道I上可以附加地產(chǎn)生經(jīng)逆轉(zhuǎn)的PWM信號，以便同時激勵例如高側(cè)開關(guān)和低側(cè)開關(guān)(例如HU+LU)。該功能在一些電機運行方式中是必要的。在這種情況下，HU+LU絕不允許同時被接通。為了獲得可靠的延遲時間，現(xiàn)有觸發(fā)機制可以被用在定時器輸出模塊104的通道中。信號分析模塊110、定時器輸入模塊102和定時器輸出模塊106產(chǎn)生用于BLDC激勵的3相交流電壓。根據(jù)輸出級驅(qū)動器,輸出信號必須在三個或六個定時器輸出端上被輸出。信號的輸出與由電機回復的輸入端模式有關(guān)。用于激勵的這三相中的兩相通常靜態(tài)地被切換，第三相輸出PWM信號并且由此確定轉(zhuǎn)矩。
權(quán)利要求
1.一種用于激勵電動機(10)的方法，其中，在信號分析模塊(110)中保存有多個輸出模式(60,130),其中預先給定輸入模式(56,125),并且根據(jù)輸入模式(56,125)將輸出模式(60,130)中的用來激勵電動機(10)的一個輸出模式輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，激勵BLDC電機。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其中,輸出模式(60,130)包括至少一個PWM信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3之一所述的方法,其中,輸入模式(56,125)由電動機輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4之一所述的方法,其中，能夠自由配置輸入模式(56,125)與輸出模式(60，130)的關(guān)聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5之一所述的方法,其中,輸出模式(60,130)未延遲地被輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至5之一所述的方法,其中,輸出模式(60,130)延遲地被輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7之一所述的方法，其中，在輸出模式(60，130)之間的轉(zhuǎn)換被觸發(fā)地進行。
9.一種用于激勵電動機(10)的、尤其是用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求I至8之一所述的方法的電路裝置，其具有定時器輸入模塊(102)、定時器輸出模塊(104)和信號分析模塊(110)，在所述信號分析模塊(110)中保存有多個用于激勵電動機(10)的輸出模式(60,130),所述輸出模式(60，130)與輸入模式(56，125)關(guān)聯(lián)，其中該電路裝置(100)被構(gòu)造來將輸出模式(60，130)輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電路裝置，該電路裝置被構(gòu)造來使得在輸出模式(60，130)中包括至少一個PWM信號。
全文摘要
描述了一種用于激勵電動機的方法和一種用于激勵電動機的電路裝置(100)。在此，在信號分析模塊(110)中保存有多個輸出模式(130)，其中預先給定輸入模式(125)并且根據(jù)輸入模式(125)將所述輸出模式(130)中的用來激勵電動機的一個輸出模式輸出。
文檔編號H02M7/527GK102812630SQ201180016723
公開日2012年12月5日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者T.瓦格納, D.托斯, A.默克 申請人:羅伯特·博世有限公司