用于運行電動馬達裝置的方法以及相應(yīng)的電動馬達裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于運行電動馬達裝置（ 1 ）的方法，該電動馬達裝置具有微處理器（ 16 ）、工作存儲器（ 17 ）以及能夠電子換向的電動馬達（ 2 ），所述電動馬達（ 2 ）具有多個馬達相（ 3 、 4 、 5 ），所述馬達相分別與在調(diào)制周期中由脈寬調(diào)制裝置（ 19 ）來操控的執(zhí)行裝置（ 7 、 8 、 9 ）相連接，其中所述脈寬調(diào)制裝置（ 19 ）在每個調(diào)制周期期間根據(jù)為相應(yīng)的馬達相（ 3 、 4 、 5 ）所分配的額定占空比來操控相應(yīng)的執(zhí)行裝置（ 7 、 8 、 9 ）。在此規(guī)定，所述微處理器（ 16 ）將至少一張具有多個彼此先后相隨的預(yù)先規(guī)定占空比（ 26 、 26 ’、 26 ’’、 26 ’’’）的表格（ 27 、 27 ’、 27 ’’、 27 ’’’）寫入所述工作存儲器（ 17 ）中，并且對于每個馬達相（ 3 、 4 、 5 ）來說周期性地借助于存儲器直接訪問在繞開所述微處理器（ 16 ）的情況下將所述預(yù)先規(guī)定占空比（ 26 、 26 ’、 26 ’’、 26 ’’’）中的一個從所述表格（ 27 、 27 ’、 27 ’’、 27 ’’’）中讀出，并且作為額定占空比輸送給所述脈寬調(diào)制裝置（ 19 ）。此外，本發(fā)明涉及一種電動馬達裝置（ 1 ）。
【專利說明】用于運行電動馬達裝置的方法以及相應(yīng)的電動馬達裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于運行電動馬達裝置的方法，該電動馬達裝置具有微處理器、工作存儲器以及能夠電子換向的電動馬達，所述電動馬達具有多個馬達相(Motorphase)，所述馬達相分別與在調(diào)制周期中由脈寬調(diào)制裝置來操控(ansteuern)的執(zhí)行裝置相連接，其中所述脈寬調(diào)制裝置在每個調(diào)制周期期間根據(jù)為相應(yīng)的馬達相分配的額定占空比(Solltastverhaltnis)來操控相應(yīng)的執(zhí)行裝置。此外，本發(fā)明涉及一種電動馬達裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]開頭所提到的類型的方法從現(xiàn)有技術(shù)中為人所知。所述方法用于運行擁有微處理器、工作存儲器和電動馬達的電動馬達裝置。所述電動馬達能夠電子換向，因而比如作為無刷的直流馬達或者BLDC馬達(BLDC:brushless direct current (無刷直流))而存在。這種類型的、成本低廉的電動馬達經(jīng)常借助于所謂的方波換向(Block-Kommutierung)來操控。在此，比如每120° (對于三相電動馬達的情況)在電方面使用于電動馬達的旋轉(zhuǎn)磁場硬轉(zhuǎn)換(hart umschalten)。這意味著，相應(yīng)地要么給至少一個為相應(yīng)的馬達相分配的線圈通電，而不給其它的馬達相的線圈通電。這種方法穩(wěn)健并且計算量不太密集。不過，在所述馬達相之間的硬轉(zhuǎn)換產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩峰值(Drehmomentspitze),所述轉(zhuǎn)矩峰值可能導(dǎo)致不受歡迎的噪聲排放。如此經(jīng)過操控的電動馬達的運轉(zhuǎn)也經(jīng)常被感覺到不平穩(wěn)(unrund)。
[0003]出于這個原因，其間也借助于脈寬調(diào)制裝置來操控成本低廉的電動馬達。在此，施加在相應(yīng)的馬達相上的電壓不是簡單地比如每120°在電方面轉(zhuǎn)換(weiterschalten)到下一個馬達相上。更確切地說，施加在馬達相上的有效電壓優(yōu)選連續(xù)地首先升高并且隨后又降低，而這一過程對于其它的馬達相來說也同時-但是相偏移地(phasenversetzt)-
得到實施。這種升高或者降低逐步地通過所述脈寬調(diào)制裝置的、用于每個馬達相的占空比的變化來進行。在每個調(diào)制周期期間所設(shè)定的占空比相應(yīng)于額定占空比，對于每個調(diào)制周期所述額定占空比輸送給所述脈寬調(diào)制裝置。所述占空比通常是處于零與一之間的數(shù)值。
[0004]因而在每個調(diào)制周期期間通過所述脈寬調(diào)制裝置在與由所述調(diào)制周期的持續(xù)時間和所述占空比構(gòu)成的乘積相對應(yīng)的時間間隔對每個馬達相施加(恒定的)電壓。這通過根據(jù)所期望的占空比經(jīng)由所述脈寬調(diào)制裝置來操控分別為所述馬達相分配的執(zhí)行裝置而進行。因此，馬達相連接到其上的半橋的占空比要進行變化。(有效的)施加在所述馬達相上的(在相應(yīng)的調(diào)制周期的范圍內(nèi)通過給電壓求平均的方式確定的)電壓的、優(yōu)選連續(xù)的變化，引起所述電動馬達的、優(yōu)選同樣連續(xù)的轉(zhuǎn)矩曲線以及相應(yīng)降低的噪聲排放。通常，所述有效的電壓沿著事先確定的曲線延伸，所述曲線要一次性地與馬達匹配并且必要時與一種或者多種負荷情況(Lastfall)相匹配。
[0005]在所述方法的當(dāng)前的實施方式中，在所述微處理器上運行的軟件程序遍歷比如在所述工作存儲器中所保存的表格或者說查找表格(Look-up-Tabelle) (LuT)，并且將其讀出。所述表格在此包括多個預(yù)先規(guī)定占空比，對于相應(yīng)的馬達相來說所述預(yù)先規(guī)定占空比由所述微處理器讀出，并且作為額定占空比被輸送給所述脈寬調(diào)制裝置。在此將與所述馬達相相對應(yīng)的預(yù)先規(guī)定占空比從所述表格中讀出，將其與比例因數(shù)相乘，并且隨后將其寫入所述脈寬調(diào)制裝置的輸入寄存器中。
[0006]以下述步寬從所述表格中讀出所述預(yù)先規(guī)定占空比:該步寬取決于電動馬達的額定轉(zhuǎn)速并且不必一定是整數(shù)，因而也可以采用分數(shù)數(shù)值。比如在較低速度(并且因此較小的步寬)的情況下，讀出或者甚至多次讀出彼此相繼地存在在所述表格中的預(yù)先規(guī)定占空比中的每個預(yù)先規(guī)定占空比，并且將其輸送給所述脈寬調(diào)制裝置。與此相反在較大轉(zhuǎn)速(以及相應(yīng)較大步寬)的情況下，則可能出現(xiàn)以下情況:表格中的一個或者多個預(yù)先規(guī)定占空比在讀出時被所述微處理器跳過。所述讀出及輸送通常在中斷程序或者說中斷服務(wù)程序(Interrupt-Serviceroutine) (ISR)的范圍內(nèi)實施。比如為每個調(diào)制周期、也就是比如每50到62 μ s來實施這種中斷程序。但是，引入所述中斷程序的中斷要求或者中斷引起所述微處理器的較高的負荷程度，尤其因為所述微處理器在實施所述中斷程序期間沒有供其它任務(wù)所用。相應(yīng)地，所述微處理器必須擁有較高的運算功率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]與此相反，具有權(quán)利要求1的特征的、用于運行電動馬達裝置的方法則具有以下優(yōu)點:給微處理器減輕負荷，因而其除了提供用于脈寬調(diào)制裝置的額定占空比之外也供其它的任務(wù)所用。由此也能夠使用具有較低的運算功率的微處理器。按照本發(fā)明這一點得到實現(xiàn)，其方式是，所述微處理器將至少一張具有多個彼此先后相隨的預(yù)先規(guī)定占空比的表格寫入工作存儲器中，并且其方式是，對于每個馬達相，周期性地借助于存儲器直接訪問在繞開所述微處理器的情況下將所述預(yù)先規(guī)定占空比中的一個從所述表格中被讀出并且作為額定占空比被輸送給所述脈寬調(diào)制裝置。所述表格優(yōu)選以一維的形式、也就是作為列表而存在。因而首先至少一次性地在所述工作存儲器中形成所述表格。這借助于所述微處理器來完成，所述微處理器比如將有待存放到所述表格中的預(yù)先規(guī)定占空比從非易失性存儲器(ROM:read-only memory (只讀存儲器))中讀出并且寫入所述工作存儲器中。所述工作存儲器在此優(yōu)選實施為直接訪問存儲器(RAM:random-access memory (隨機存取存儲器))。
[0008]在將所述表格寫入所述工作存儲器中之后，對于每個馬達相所述預(yù)先規(guī)定占空比通過所述存儲器直接訪問從所述表格中被讀出，并且隨后作為額定占空比被輸送給所述脈寬調(diào)制裝置或者其輸入寄存器。所述存儲器直接訪問比如借助于存儲器直接訪問裝置來實施，所述存儲器直接訪問裝置作為所述微處理器的補充而存在。在此繞開所述微處理器本身，因而所述微處理器沒有參與對所述工作存儲器的存儲器直接訪問。盡管如此，所述存儲器直接訪問裝置同樣直接連接到所述工作存儲器上。比如所述微處理器和所述存儲器直接訪問裝置通過同一總線連接到所述工作存儲器上。如果要實施存儲器直接訪問，那就可以將所述微處理器與所述總線分開。隨后實施所述存儲器直接訪問，并且接下來在所述微處理器與所述總線之間又建立連接。通過這種方式來保證所述電動馬達裝置的極其有效的運行，因為所述微處理器不為所述脈寬調(diào)制裝置提供額定占空比，而是更確切地說可以用于其它的應(yīng)用情況。
[0009]相應(yīng)地,基本上在后臺(Hintergrund)中在微處理器未參與的情況下進行所述額定占空比的提供。但是在此要注意，借助于所述存儲器直接訪問可以僅僅從所述表格中復(fù)制預(yù)先規(guī)定占空比并且提供給所述脈寬調(diào)制裝置。因而，不能實施比如與所述比例因數(shù)相乘。用步寬來將所述預(yù)先規(guī)定占空比從所述表格或者所述工作存儲器中讀出，所述步寬始終也等于一。因而不會多次讀出相同的預(yù)先規(guī)定占空比，或者就像借助于所述微處理器可以實現(xiàn)的情況那樣在讀出時跳過至少一個預(yù)先規(guī)定占空比。這些限制在通過所述微處理器將所述表格寫入所述工作存儲器中時應(yīng)該得到考慮，并且應(yīng)該相應(yīng)地選擇在所述表格中所包含的預(yù)先規(guī)定占空比。
[0010]本發(fā)明的一種改進方案規(guī)定，為了輸送預(yù)先規(guī)定占空比，將相應(yīng)的預(yù)先規(guī)定占空比寫入所述脈寬調(diào)制裝置的相應(yīng)的輸入寄存器中。也就是將所述預(yù)先規(guī)定占空比從所述表格中讀出，并且通過寫入所述輸入寄存器中以額定占空比的形式輸送給所述脈寬調(diào)制裝置。當(dāng)然，在此根據(jù)所述馬達相的數(shù)目將多個預(yù)先規(guī)定占空比從所述至少一個表格中讀出，并且將其輸送給所述脈寬調(diào)制裝置的相應(yīng)的輸入寄存器，其中每個輸入寄存器被分配給所述馬達相中的一個。
[0011]本發(fā)明的另一種設(shè)計方案規(guī)定，為了操控所述執(zhí)行裝置，將用于相應(yīng)的馬達相的額定占空比從所述脈寬調(diào)制裝置的工作寄存器中讀出，所述工作寄存器在每個調(diào)制周期中被寫入所述輸入寄存器的內(nèi)容。通常存在與輸入寄存器一樣多的工作寄存器。比如工作寄存器及輸入寄存器的數(shù)目相應(yīng)于所述電動馬達的馬達相的數(shù)目。如已經(jīng)在開頭所解釋的那樣，借助于為所述馬達相分配的執(zhí)行裝置根據(jù)相應(yīng)的額定占空比來給所述馬達相通電，也就是向其加載電壓。在此所述額定占空比從所述工作寄存器中讀出，所述工作寄存器的內(nèi)容在每個調(diào)制周期僅僅改變一次。
[0012]為此目的，所述輸入寄存器的內(nèi)容被讀出并且寫入所述工作寄存器中。所述工作寄存器因而在雙重緩沖(Doppelpufferung)的意義上與所述輸入寄存器去稱合。對于所述工作寄存器的寫入比如僅僅在每個調(diào)制周期的開始或者僅僅在每個調(diào)制周期結(jié)束時進行。因而，如果在寫入所述工作寄存器之后比如按照前面的解釋通過輸送作為額定占空比的預(yù)先規(guī)定占空來改變所述輸入寄存器的內(nèi)容，那么所述工作寄存器本身的內(nèi)容沒有改變，也就是保持恒定。相應(yīng)地適用于在每個調(diào)制周期期間所述輸入寄存器被多次寫入的情況。在這種情況下，僅僅將所述輸入寄存器的、在傳輸?shù)臅r間點存在的數(shù)值傳輸?shù)剿龉ぷ鞔鎯ζ髦小?br> [0013]在優(yōu)選的改進方案中可以規(guī)定，以預(yù)先規(guī)定頻率周期性地輸送所述預(yù)先規(guī)定占空t匕，尤其在不取決于與所述調(diào)制周期的持續(xù)時間相對應(yīng)的調(diào)制頻率的情況下來選擇所述預(yù)先規(guī)定頻率，或者選擇所述預(yù)先規(guī)定頻率與所述調(diào)制頻率相同。借助于所述存儲器直接訪問來周期性地輸送作為額定占空比的預(yù)先規(guī)定占空比，相應(yīng)地以特定的間隔來實施所述存儲器直接訪問。為此目的，比如設(shè)置計時器，該計時器比如通過對于所述存儲器直接訪問裝置的相應(yīng)操控而促發(fā)存儲器直接訪問。所述計時器在此被調(diào)節(jié)到所述預(yù)先規(guī)定頻率，也就是以這種預(yù)先規(guī)定頻率進行周期性地輸送。所述預(yù)先規(guī)定頻率比如相應(yīng)于所述調(diào)制頻率，所述調(diào)制頻率等于所述調(diào)制周期的持續(xù)時間的倒數(shù)。因而所述預(yù)先規(guī)定占空比的讀出通過所述計時器為每個調(diào)制周期剛好促發(fā)一次。
[0014]當(dāng)然，作為替代方案，在運行所述電動馬達裝置期間能夠可變地選擇所述預(yù)先規(guī)定頻率，并且所述預(yù)先規(guī)定頻率為此比如能夠借助于所述微處理器來調(diào)節(jié)。在此，優(yōu)選在不取決于所述調(diào)制頻率的情況下選擇所述預(yù)先規(guī)定頻率，也就是所述預(yù)先規(guī)定頻率尤其可以與所述調(diào)制頻率不一致。如果所述預(yù)先規(guī)定頻率小于所述調(diào)制頻率，那么在相應(yīng)的調(diào)制周期中沒有實施存儲器直接訪問時在所述脈寬調(diào)制裝置的輸入寄存器中存在的額定占空比有可能可以保持不變。與此相反如果所述預(yù)先規(guī)定頻率高于所述調(diào)制頻率，那就可能出現(xiàn)以下情況:將所述額定占空比在每個調(diào)制周期多次輸送給所述脈寬調(diào)制裝置或者其輸入寄存器。
[0015]相應(yīng)地產(chǎn)生兩種優(yōu)選的實施方式，所述實施方式顧及到所述存儲器直接訪問的特點，尤其是恒定地為一的步寬。如果在不取決于所述調(diào)制頻率的情況下選擇所述預(yù)先規(guī)定頻率，那么至少可以局部地僅僅通過所述預(yù)先規(guī)定頻率來確定所述電動馬達的轉(zhuǎn)速。僅僅對于所述預(yù)先規(guī)定占空比的、可能必要的縮放必須借助于所述微處理器來實施。為此目的，所述微處理器將具有所述預(yù)先規(guī)定占空比的表格重新寫入所述工作存儲器中，其中進行所述縮放。在借助于所述存儲器直接訪問而讀出的情況下這時如此選擇所述預(yù)先規(guī)定頻率，從而在將所述輸入寄存器的內(nèi)容復(fù)制到所述脈寬調(diào)制裝置的工作寄存器中的時間點，所期望的額定占空比存在于所述輸入寄存器中。
[0016]與此相反，如果所述預(yù)先規(guī)定頻率等于所述調(diào)制頻率，那么比如可以使用所述脈寬調(diào)制裝置的計時器作為計時器。不僅對于所述預(yù)先規(guī)定占空比的縮放而且對于所述預(yù)先規(guī)定占空比的有針對性的選擇這時都必須通過所述微處理器來進行，其中所述微處理器以所選出的預(yù)先規(guī)定占空比將表格寫入所述工作存儲器中。在此可以額外地進行縮放。
[0017]很清楚的是，尤其對于所述方法的首次提到的實施方式來說，明顯地降低了所述微處理器的運算負荷，因為僅僅借助于所述微處理器來進行縮放。但是，在所述第二種實施方式中，降低也很顯著，因為僅僅在所述電動馬達的運行參數(shù)變化時才必須以新的預(yù)先規(guī)定占空比將所述表格寫入工作存儲器中。與此相反，如果設(shè)置了恒定的運行，那么在這里所述微處理器也供其它任務(wù)所用。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一種有利的改進方案，可以規(guī)定，所述微處理器在寫入表格時根據(jù)預(yù)先給定的比例因數(shù)來實施對于所述預(yù)先規(guī)定占空比的縮放并且/或者根據(jù)所述電動馬達的運行參數(shù)、尤其是額定轉(zhuǎn)速來實施調(diào)整。如前面已經(jīng)解釋的那樣，在所述電動馬達裝置的運行的開始實施至少一次寫入。通常，只有在所述電動馬達的運行參數(shù)變化時才有必要重新寫入。在這種情況下，將所述表格新寫入所述工作存儲器中，其中通常覆蓋前面在其中所描述的表格。比如所述微處理器從非易失性存儲器中讀出所述預(yù)先規(guī)定占空比，并且隨后在縮放和調(diào)整或者說選擇之后將其寫入所述工作存儲器中。通過使相應(yīng)的預(yù)先規(guī)定占空比與所述比例因數(shù)相乘并且將結(jié)果寫入所述表格中來進行縮放。所述調(diào)整比如通過將相同的、從所述非易失性存儲器中讀出的預(yù)先規(guī)定占空比多次寫入所述表格中或者排除特定的預(yù)先規(guī)定占空比來進行。
[0019]本發(fā)明的一種改進方案規(guī)定，所述微處理器在寫入表格中之前從另一存儲器、尤其是非易失性存儲器中讀出所述預(yù)先規(guī)定占空比。前面已經(jīng)對此進行了探討。因而，除了所述工作存儲器之外，也存在著所述另一存儲器，該存儲器特別優(yōu)選構(gòu)造為非易失性存儲器。相應(yīng)地，所述工作存儲器可以是易失性存儲器，所述易失性存儲器在所述電動馬達裝置投入使用時沒有數(shù)值或者至少沒有所定義的數(shù)值。因此，在通過所述存儲器直接訪問首次讀出所述表格之前，必須使所述表格初始化或者將其寫入所述工作存儲器中。為此目的，所述微處理器從所述另一存儲器中讀出所述預(yù)先規(guī)定占空比、尤其是僅僅特定的預(yù)先規(guī)定占空比，并且將其寫入在所述工作存儲器中存在的表格中。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一種改進方案規(guī)定，為了從所述至少一張表格中讀出所述預(yù)先規(guī)定占空比，對于每個馬達相來說，存在著指向相應(yīng)的預(yù)先規(guī)定占空比的指針。通常，在所述調(diào)制周期中的一個中，對于多個馬達相應(yīng)該分別使用不同的額定占空比或者預(yù)先規(guī)定占空t匕。相應(yīng)地，對于每個馬達相來說存在指針，該指針指向所述工作存儲器的或者所述至少一張表格的不同的位置。在每次通過所述存儲器直接訪問從所述表格中讀出預(yù)先規(guī)定占空比時，如此調(diào)整所述指針，使得其指向緊接著的、尤其提高了數(shù)目一的預(yù)先規(guī)定占空比。
[0021]可以規(guī)定，所述微處理器可以改變所述指針，也就是比如將其設(shè)置到特定的預(yù)先規(guī)定占空比。這一點可以在借助于傳感器所測量的數(shù)值的基礎(chǔ)上、尤其在根據(jù)這個數(shù)值確定BEMF事件(BEMF:back electromagnetic force (反電動勢))-也就是(太大的)阻礙所述電動馬達的旋轉(zhuǎn)運動的電磁力——時而設(shè)置。作為替代方案，取代所述指針的改變、在出現(xiàn)這種BEMF事件時也可以逐步地降低或者擴大所述預(yù)先規(guī)定頻率。
[0022]在此適宜性地規(guī)定，從一張唯一的表格中進行讀出，或者對于每個馬達相來說存在著單獨的表格。所述第一種實施方式在所述工作存儲器中要求很少的存儲空間，因為僅僅必須存在唯一的表格。但是，所述唯一的表格的前提是，所述存儲器直接訪問裝置允許:為所述馬達相分配的指針指向相同的表格或者說相同的表格中。尤其如果不是這種情況，則也可以為每個馬達相設(shè)置單獨的表格。相應(yīng)地，所述存儲器直接訪問裝置的每個指針指向這些單獨的表格中的剛好一張表格。
[0023]在此可以優(yōu)選地規(guī)定，如果所述指針到達所述表格的末尾，則該指針溢出(uberlaufen).“溢出”在此應(yīng)該理解成所述指針在其到達所述表格的末尾時被自動地設(shè)置到所述表格的開始。相應(yīng)地，在所述指針到達所述表格的末尾時，不必借助于所述微處理器來使所述存儲器直接訪問裝置復(fù)位或者重新設(shè)置相應(yīng)的指針。在這樣的實施方式中，因而至少只要不改變所述電動馬達的運行參數(shù)，那么僅僅借助于所述存儲器直接訪問或者說所述存儲器直接訪問裝置就可以完全自給自足地運行所述電動馬達。按照前述解釋，在這種情況中以所述預(yù)先規(guī)定占空比的縮放和/或調(diào)整或者說選擇設(shè)置了對于所述表格的重新寫入。
[0024]此外，本發(fā)明涉及一種尤其用于實施前面所描述的方法的電動馬達裝置，其中所述電動馬達裝置擁有微處理器、擁有工作存儲器并且擁有能夠電子換向的電動馬達，所述電動馬達具有多個馬達相，所述馬達相分別與在調(diào)制周期中由脈寬調(diào)制裝置操控的執(zhí)行裝置相連接，其中所述脈寬調(diào)制裝置被設(shè)置用于:在每個調(diào)制周期期間根據(jù)為相應(yīng)的馬達相分配的額定占空比來操控相應(yīng)的執(zhí)行裝置。在此規(guī)定，所述微處理器構(gòu)造用于:將至少一張具有多個彼此先后相隨的預(yù)先規(guī)定占空比的表格寫入所述工作存儲器中，并且所述電動馬達裝置構(gòu)造用于:對于每個馬達相，周期性地借助于存儲器直接訪問在繞開所述微處理器的情況下將所述預(yù)先規(guī)定占空比中的一個從所述表格中讀出并且作為額定占空比輸送給所述脈寬調(diào)制裝置。從中獲得的優(yōu)點已經(jīng)得到了探討。當(dāng)然，所述電動馬達裝置或者所述方法可以按照前面的解釋得到改進。
[0025]此外，本發(fā)明涉及一種用于對電動馬達的執(zhí)行裝置進行操控的控制設(shè)備，該控制設(shè)備具有微處理器和工作存儲器。所述控制設(shè)備尤其用于實施前面所描述的方法，并且可以按照前面的解釋得到改進。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]根據(jù)在附圖中示出的實施例對本發(fā)明進行詳細解釋，而沒有對本發(fā)明進行限制。在此附圖示出:
圖1是電動馬達裝置的示意圖；
圖2是所述電動馬達裝置的控制設(shè)備的示意圖，所述控制設(shè)備具有微處理器、工作存儲器、存儲器直接訪問裝置和脈寬調(diào)制裝置；
圖3是用于運行電動馬達裝置的所使用的方法的示意圖；并且圖4是所使用的方法的在替代的實施方式中的示意圖。

【具體實施方式】
[0027]圖1示出了具有能夠電子換向的電動馬達2的電動馬達裝置1的示意圖,所述電動馬達2則具有三個分別擁有至少一個線圈6的馬達相3、4和5。所述線圈6通常被分配給所述電動馬達2的定子，而以能夠關(guān)于所述定子旋轉(zhuǎn)的方式得到支承的轉(zhuǎn)子(未示出)則具有永久磁體。當(dāng)然也可以使用所述電動馬達2的其它實施方式、尤其具有任意數(shù)目的此外可以任意連接的馬達相的實施方式。
[0028]每個馬達相3、4和5都被連接到執(zhí)行裝置7、8或者9上。每個執(zhí)行裝置7、8和9都擁有第一開關(guān)10、尤其是高側(cè)開關(guān)(High-Side-Schalter)以及第二開關(guān)11、尤其是低側(cè)開關(guān)(Low-Side-Schalter)。通過接頭12來將所述馬達相3、4和5連接到所述執(zhí)行裝置7、8和9上，所述接頭12在電方面被設(shè)置在開關(guān)10與11之間。所述第一開關(guān)10在其背向接頭12的一側(cè)上被連接到電源的第一極13、比如正極上，而所述第二開關(guān)11則在其背向所述接頭12的一側(cè)上被連接到同一電源的第二極14、比如負極上。所述開關(guān)10和11優(yōu)選構(gòu)造為電子開關(guān)、比如構(gòu)造為半導(dǎo)體開關(guān)、尤其構(gòu)造為晶體管。它們各個能借助于控制設(shè)備15來操控。由此，通過對于所述執(zhí)行裝置7、8和9的開關(guān)10和11的操控，來有針對性地給每個馬達相3、4和5通電，或者說向其加載電壓。相應(yīng)地，可以如此控制借助于所述線圈6所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場，從而將所述電動馬達2的轉(zhuǎn)子置于旋轉(zhuǎn)運動之中。
[0029]圖2示出了所述控制設(shè)備15的一個區(qū)域的示意圖。所述控制設(shè)備具有至少一個微處理器16、工作存儲器17、存儲器直接訪問裝置18和脈寬調(diào)制裝置19。所述微處理器16通過總線20與所述工作存儲器17相連接。所述存儲器直接訪問裝置18也通過總線21連接到所述工作存儲器17上。當(dāng)然總線20和總線21也可以作為共同的總線而存在，因此使得所述微處理器16和所述存儲器直接訪問裝置18通過同一總線連接到所述工作存儲器17上。如通過相應(yīng)的箭頭所標示的那樣，通過所述微處理器16不僅設(shè)置了對所述工作存儲器17的寫入訪問而且設(shè)置了對其的讀出訪問，而所述存儲器直接訪問裝置18則應(yīng)該僅僅從所述工作存儲器17中讀出。但是，當(dāng)然也可以在這里設(shè)置寫入。如通過箭頭22所標示的那樣，所述微處理器16可以操控所述存儲器直接訪問裝置18。但是，這一點純粹可選地設(shè)置。如通過箭頭23所標示的那樣，同樣可以設(shè)置通過所述脈寬調(diào)制裝置19來控制所述存儲器直接訪問裝置18。
[0030]所述脈寬調(diào)制裝置19擁有多個輸入寄存器24和多個工作寄存器25。比如所述輸入寄存器24的數(shù)目和所述工作寄存器25的數(shù)目分別相應(yīng)于所述馬達相3、4和5的數(shù)目。因此對于所述電動馬達裝置1的當(dāng)前實施方式來說，所述數(shù)目為三。當(dāng)然，也可以設(shè)置更大數(shù)目的輸入寄存器24和工作寄存器25，但是其中在實際上僅僅使用與所述馬達相3、4和5的數(shù)目相對應(yīng)的數(shù)目。
[0031]所述脈寬調(diào)制裝置19用于操控所述執(zhí)行裝置7、8和9的開關(guān)10和11。所述脈寬調(diào)制裝置19在此如此調(diào)節(jié)所述開關(guān)10和11，從而在每個調(diào)制周期期間根據(jù)為相應(yīng)的馬達相3、4或5分配的額定占空比來操控相應(yīng)的馬達相3、4或5。相應(yīng)分配的額定占空比相應(yīng)地被保存在所述工作寄存器25中。所述工作寄存器25中的一個因而包含用于所述馬達相3的額定占空比，另一個用于所述馬達相4，以及最后一個用于所述馬達相5。在每個調(diào)制周期期間，尤其在所述調(diào)制周期開始或者結(jié)束時，將所述輸入寄存器24的內(nèi)容寫入所述工作寄存器25中。在此這里也適用以下情況:為所述馬達相3、4和5中的每個馬達相剛好分配了一個輸入寄存器24。因而，優(yōu)選每個調(diào)制周期剛好一次將所述輸入寄存器24的內(nèi)容復(fù)制到相應(yīng)的工作寄存器25中。所述調(diào)制周期以一種調(diào)制頻率彼此先后相隨，其中這種調(diào)制頻率相應(yīng)于調(diào)制周期中的一個的持續(xù)時間的倒數(shù)。所述調(diào)制頻率優(yōu)選是恒定的。
[0032]所述輸入寄存器24由所述存儲器直接訪問裝置18寫入為相應(yīng)的馬達相3、4和5分配的額定占空比。為此目的，所述存儲器直接訪問裝置18通過所述總線21將多個預(yù)先規(guī)定占空比26中的一個從表格27中讀出，所述表格27此前由所述微處理器16通過所述總線20寫入所述工作存儲器17中。在此，借助于存儲器直接訪問、也就是在繞開所述微處理器16的情況下讀出所述預(yù)先規(guī)定占空比26。這時將所讀出的預(yù)先規(guī)定占空比26作為額定占空比寫入為相應(yīng)的馬達相3、4或者5分配的輸入寄存器24中。這比如周期性地用由這里未示出的計時器預(yù)先給定的預(yù)先規(guī)定頻率來進行。
[0033]作為替代方案，也可以用與所述調(diào)制頻率相對應(yīng)的預(yù)先規(guī)定頻率來讀出所述預(yù)先規(guī)定占空比26并且將所述預(yù)先規(guī)定占空比26作為額定占空比輸送到所述脈寬調(diào)制裝置19或者所述輸入寄存器24中。在這種情況中，所述脈寬調(diào)制裝置19的、同樣未示出的計時器可以承當(dāng)所述存儲器直接訪問裝置18的相應(yīng)的操控(如通過箭頭23所標示的那樣)。
[0034]圖3示意性地示出了所述存儲器直接訪問裝置18的功能。該存儲器直接訪問裝置18擁有三個指針28、29和30，這些指針被分別分配給所述馬達相3、4和5中的一個。原則上，始終設(shè)置至少與所述馬達相3、4和5 —樣多的指針28、29和30。用實線標示的指針28、29,30相應(yīng)地表明所述預(yù)先規(guī)定占空比26，對于當(dāng)前的調(diào)制周期來說應(yīng)該將所述預(yù)先規(guī)定占空比26作為額定占空比輸送給脈寬調(diào)制裝置19用于對執(zhí)行裝置7、8和9進行操控。虛線以及點劃線示出了在將來的調(diào)制周期中的指針28、29和30。用字母a到r來詳細地標識所述預(yù)先規(guī)定占空比26。很清楚的是，在當(dāng)前的調(diào)制周期中，所述指針28指向所述預(yù)先規(guī)定占空比26a，所述指針29指向所述預(yù)先規(guī)定占空比26e，并且所述指針30指向所述預(yù)先規(guī)定占空比26i。所述預(yù)先規(guī)定占空比26a、26e和26i由所述存儲器直接訪問裝置18借助于存儲器直接訪問、也就是在繞開所述微處理器16的情況下直接從所述工作存儲器17或者所述表格27中讀出，并且被輸送給所述脈寬調(diào)制裝置19或者所述輸入寄存器24。從那里為每個調(diào)制周期將所述預(yù)先規(guī)定占空比26a、26e和26i —次、也就是用所述調(diào)制頻率復(fù)制到所述工作寄存器25中。
[0035]在這里所描述的實施例中，僅僅設(shè)置一張唯一的、用于所有馬達相3、4和5的表格27。在每次讀出所述預(yù)先規(guī)定占空比26中的一個之后使所述指針28、29和30增加一，使得其指向相應(yīng)緊接著的預(yù)先規(guī)定占空比26。如果所述指針28、29及30中的一個到達所述表格27的末尾或者超過所述表格27的末尾，則其優(yōu)選被自動地設(shè)置到所述表格27的開始、也就是所述第一預(yù)先規(guī)定占空比26a。因而，在到達所述表格27的末尾時，所述指針28、29和 30 溢出(iiberlaufen)。
[0036]這時應(yīng)根據(jù)用于所述指針28、29和30的虛線來對所述預(yù)先規(guī)定頻率相應(yīng)于所述調(diào)制頻率的情況進行解釋。所述預(yù)先規(guī)定頻率在此是如此的頻率，所述存儲器直接訪問裝置18用該頻率將所述預(yù)先規(guī)定占空比26從所述表格27中讀出，并且輸送給所述脈寬調(diào)制裝置19。很清楚的是，用虛線示出的指針28、29和30與用實線示出的指針28、29和30相比指向相應(yīng)下一個預(yù)先規(guī)定占空比26，也就是所述預(yù)先規(guī)定占空比26d、26f和26j。因而，這些預(yù)先規(guī)定占空比26d、26f和26j被輸送給所述脈寬調(diào)制裝置19，并且在那里從所述輸入寄存器24到達所述工作存儲器25中。
[0037]但是這時可以規(guī)定，所述預(yù)先規(guī)定頻率不同于所述調(diào)制頻率。比如所述預(yù)先規(guī)定頻率更高，這根據(jù)用于所述指針28、29和30的點劃線進行解釋，其中所述預(yù)先規(guī)定頻率純示例性地是所述調(diào)制頻率的雙倍高。在這種情況中，在使用所述指針28的情況下不僅所述預(yù)先規(guī)定占空比26b而且所述預(yù)先規(guī)定占空比26c從所述表格27中被讀出，并且輸送給所述輸入寄存器24或者所述脈寬調(diào)制裝置19。但是，因為僅僅以所述調(diào)制頻率或者每個調(diào)制周期一次來從所述輸入寄存器24復(fù)制到所述工作寄存器25中，所以所述預(yù)先規(guī)定占空比26b沒有到達所述工作寄存器25中。更確切地說，在所述工作寄存器25中在所述預(yù)先規(guī)定占空比26a之后緊跟著所述預(yù)先規(guī)定占空比26c，而在所述輸入寄存器24中彼此相繼地存在著三個額定占空比的形式的預(yù)先規(guī)定寄存器26a、26b和26c。因此，通過對于所述預(yù)先規(guī)定頻率的相應(yīng)選擇，可以有針對性地影響對于所述執(zhí)行裝置7、8和9的脈寬調(diào)制，并且因此可以影響所述電動馬達2的轉(zhuǎn)速。
[0038]但是，如果要在所述電動馬達裝置1的運行期間改變所述電動馬達2的運行參數(shù)、比如其轉(zhuǎn)速，就必須經(jīng)常縮放所述預(yù)先規(guī)定占空比26。這借助于所述微處理器16來進行。為此目的，所述微處理器16比如從這里未示出的另一存儲器、尤其是非易失性存儲器中讀出預(yù)先規(guī)定占空比，對其進行縮放，并且將其彼此相繼地寫入所述表格27中。
[0039]在另一種實施方式中可以規(guī)定，所述預(yù)先規(guī)定頻率始終等于所述調(diào)制頻率。在這種情況中，所述電動馬達2的轉(zhuǎn)速不能簡單地通過對于所述預(yù)先規(guī)定頻率的選擇實現(xiàn)。因此有必要如此調(diào)整或者說選擇在所述表格27中存在的預(yù)先規(guī)定占空比26，從而盡管如此所期望的預(yù)先規(guī)定占空比26或者額定占空比始終到達所述工作寄存器25中。為此目的，借助于所述微處理器16來相應(yīng)地調(diào)整或者說選擇所述預(yù)先規(guī)定占空比26。比如用特定的步寬來讀出在所述另一存儲器中存在的、另一具有預(yù)先規(guī)定占空比26的表格，對其進行縮放，并且將所讀出的和經(jīng)過縮放的預(yù)先規(guī)定占空比26直接彼此相繼地寫入所述表格27中。
[0040]圖4示出了所述方法的另一種實施方式的示意圖。相對于根據(jù)圖4所描述的情況，唯一的區(qū)別在于，這時為每個馬達相3、4和5設(shè)置了單獨的、具有預(yù)先規(guī)定占空比26’、26’’和26’’’的表格27’、27’’和27’’’。因此，所述指針28僅僅指向所述表格27’，所述指針29僅僅指向所述表格27’ ’，并且所述指針30指向所述表格27’ ’ ’。這一點在所述存儲器直接訪問裝置18不允許任何指向同一張表格27或者指向所述工作存儲器17的同一存儲區(qū)域的指針28、29及30時尤其有必要。對于當(dāng)前的實施方式來說可以類似地使用其它上面的解釋。
【權(quán)利要求】
1.用于運行電動馬達裝置(I)的方法，所述電動馬達裝置具有微處理器(16)、工作存儲器(17)以及能夠電子換向的電動馬達(2)，所述電動馬達具有多個馬達相(3、4、5)，所述馬達相分別與在調(diào)制周期中由脈寬調(diào)制裝置(19)來操控的執(zhí)行裝置(7、8、9)相連接，其中所述脈寬調(diào)制裝置(19)在每個調(diào)制周期期間根據(jù)為相應(yīng)的馬達相(3、4、5)分配的額定占空比來操控相應(yīng)的執(zhí)行裝置(7、8、9)，其特征在于，所述微處理器(16)將至少一張具有多個彼此先后相隨的預(yù)先規(guī)定占空比(26、26’、26’，、26，，，)的表格(27、27’、27’，、27，，，)寫入所述工作存儲器(17)中，并且對于每個馬達相(3、4、5)，周期性地借助于存儲器直接訪問在繞開所述微處理器(16)的情況下將所述預(yù)先規(guī)定占空比(26、26’、26’’、26’’’)中的一個從所述表格(27、27 ’、27 ’ ’、27 ’ ’ ’)中讀出并且作為額定占空比輸送給所述脈寬調(diào)制裝置(19)。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在輸送所述預(yù)先規(guī)定占空比(26、26’、26’ ’、26’ ’ ’)時，將相應(yīng)的預(yù)先規(guī)定占空比(26、26’、26’，、26，，，)寫入所述脈寬調(diào)制裝置(19)的相應(yīng)的輸入寄存器(24)中。
3.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，為了對所述執(zhí)行裝置(7、8、9)進行操控，將用于相應(yīng)的馬達相(3、4、5)的額定占空比從所述脈寬調(diào)制裝置(19)的工作寄存器(25)中讀出，所述工作寄存器(25)在每個調(diào)制周期中被寫入所述輸入寄存器(24)的內(nèi)容。
4.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，以預(yù)先規(guī)定頻率周期性地輸送所述預(yù)先規(guī)定占空比(26、26’、26’ ’、26’ ’ ’)，尤其在不取決于與所述調(diào)制周期的持續(xù)時間相對應(yīng)的調(diào)制頻率的情況下選擇所述預(yù)先規(guī)定頻率，或者選擇所述預(yù)先規(guī)定頻率等于所述調(diào)制頻率。
5.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述微處理器(16)在寫入所述表格(27、27’、27’ ’、27’ ’ ’)時根據(jù)預(yù)先給定的比例因數(shù)來實施所述預(yù)先規(guī)定占空比(26、26’、26’ ’、26’ ’ ’)的縮放并且/或者根據(jù)所述電動馬達(2)的運行參數(shù)、尤其是額定轉(zhuǎn)速來實施調(diào)整。
6.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述微處理器(16)在寫入所述表格(27、27’、27’ ’、27’ ’ ’)中之前從另一存儲器、尤其是非易失性存儲器中讀出所述預(yù)先規(guī)定占空比(26、26’、26’’、26’’’)。
7.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，為了從所述至少一張所述表格(27、27’、27’’、27’’’)中讀出所述預(yù)先規(guī)定占空比(26、26’、26’’、26’’ ’)，對于每個馬達相(3、4、5)來說存在著指向相應(yīng)的預(yù)先規(guī)定占空比(26、26’、26’ ’、26’ ’ ’ )的指針(28、29、30)。
8.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，從一張唯一的表格(27)中進行讀出，或者對于每個馬達相來說存在著單獨的表格(27’、27’ ’、27’ ’ ’)。
9.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述指針(28、29、30)在其到達所述表格(27、27’、27’ ’、27’ ’ ’)的末尾時溢出。
10.尤其用于實施按前述權(quán)利要求中的一項或者多項所述的方法的電動馬達裝置(1)，其中，所述電動馬達裝置(I)擁有微處理器(16)、擁有工作存儲器(17)并且擁有能夠電子換向的電動馬達(2)，所述電動馬達具有多個馬達相(3、4、5)，所述馬達相分別與在調(diào)制周期中由脈寬調(diào)制裝置(19)操控的執(zhí)行裝置(7、8、9)相連接，其中所述脈寬調(diào)制裝置(19)被設(shè)置用于:在每個調(diào)制周期期間根據(jù)為相應(yīng)的馬達相(3、4、5)分配的額定占空比來操控相應(yīng)的執(zhí)行裝置(7、8、9)，其特征在于，所述微處理器(16)構(gòu)造用于:將至少一張具有多個彼此先后相隨的預(yù)先規(guī)定占空比(26、26，、26’ ’、26’ ’ ’)的表格(27、27’、27’，、27，，，)寫入所述工作存儲器(17)中，并且所述電動馬達裝置(I)構(gòu)造用于:對于每個馬達相(3、4、5)，周期性地借助于存儲器直接訪問在繞開所述微處理器(16)的情況下將所述預(yù)先規(guī)定占空比(26、26’、26’，、26，，，)中的一個從所述表格(27、27’、27’，、27，，，)中讀出并且作為額定占空比輸送給所述脈寬調(diào)制裝置(19 )。
【文檔編號】H02P27/08GK104412507SQ201380034523
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】G.舒爾策-伊金-科納特 申請人:羅伯特·博世有限公司