本發(fā)明涉及一種用于確定電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置和與電機(jī)連接的執(zhí)行器的執(zhí)行器位置之間的關(guān)系的方法。此外，本發(fā)明涉及一種控制單元。
背景技術(shù)：
：無(wú)刷電機(jī)(例如BLDC電機(jī))能通過(guò)變速器來(lái)驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的節(jié)氣門(mén)。如果已知轉(zhuǎn)子的角位置，則有利于借助交變電流使該電機(jī)換向，因?yàn)樵谶@種情況下能在“閉環(huán)”運(yùn)行中調(diào)節(jié)該電機(jī)，這樣產(chǎn)生了能量節(jié)約。因?yàn)槿藗儾幌氚惭b單獨(dú)的轉(zhuǎn)子位置傳感器，用以例如減重和節(jié)省成本，因此也可嘗試通過(guò)節(jié)氣門(mén)的位置傳感器來(lái)間接確定所述轉(zhuǎn)子位置。一般來(lái)說(shuō)，如果具有無(wú)刷直流電機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)裝置沒(méi)有自己的轉(zhuǎn)子位置傳感器或者其它用于確定轉(zhuǎn)子位置的電壓傳感器/電流傳感器，則能夠根據(jù)借助電機(jī)驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器的位置傳感器的位置信息來(lái)實(shí)施電機(jī)的換向。為此，應(yīng)當(dāng)已知執(zhí)行器位置φS與機(jī)械的轉(zhuǎn)子位置φM之間的機(jī)械關(guān)系φM＝f(φS)，以便由此計(jì)算換向所需的電氣的轉(zhuǎn)子位置φel＝Np*φM，其中，Np是該電機(jī)的極對(duì)數(shù)。由此，例如補(bǔ)償電機(jī)轉(zhuǎn)子與執(zhí)行器(或者說(shuō)執(zhí)行器位置信息)之間的變速器速比和可能的非線性關(guān)系。為了求得該關(guān)系，所述電機(jī)能借助預(yù)定的換向，優(yōu)選借助極大地選擇的電流矢量量值來(lái)控制(也就是在“開(kāi)環(huán)”運(yùn)行中被驅(qū)動(dòng))，并且運(yùn)動(dòng)到確定的位置中。在此，能夠記錄執(zhí)行器位置傳感器的所屬的位置信息。因此，然后能在后來(lái)的一個(gè)時(shí)刻借助當(dāng)前存在的傳感器位置信息回溯到這些數(shù)據(jù)上，并且因此來(lái)計(jì)算“閉環(huán)”換向的轉(zhuǎn)子位置φel＝Np*φM。DE102010063326A1也涉及一種具有執(zhí)行器的定位系統(tǒng)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的實(shí)施方式能夠以有利的方式實(shí)現(xiàn)，例如以特性曲線形式準(zhǔn)確并且迅速地確定電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置和與電機(jī)連接的執(zhí)行器的執(zhí)行器位置之間的關(guān)系。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及用于確定電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置和與電機(jī)連接的執(zhí)行器的執(zhí)行器位置之間的關(guān)系的方法。該執(zhí)行器(也能稱(chēng)作致動(dòng)器)能通過(guò)變速器與電機(jī)耦合，由此能夠產(chǎn)生轉(zhuǎn)子位置與執(zhí)行器位置之間的非線性關(guān)系。電機(jī)能夠是通過(guò)具有多相交變電流的橋式電路來(lái)?yè)Q向或者說(shuō)驅(qū)動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)。執(zhí)行器可以是車(chē)輛的節(jié)氣門(mén)或者主動(dòng)式加速踏板。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述方法包括：利用借助電壓矢量產(chǎn)生的交變電流使電機(jī)換向，使得執(zhí)行器在一個(gè)執(zhí)行器角度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)；根據(jù)電壓矢量求得電機(jī)角度；借助與執(zhí)行器連接的傳感器檢測(cè)執(zhí)行器角度；并且檢測(cè)表示實(shí)際執(zhí)行器角度隨電機(jī)角度變化的特性曲線。執(zhí)行器角度范圍能包括全部可能的執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)范圍(例如在執(zhí)行器的兩個(gè)止擋點(diǎn)之間的整個(gè)范圍)。但是執(zhí)行器角度范圍也可以僅僅是全部可能運(yùn)動(dòng)范圍的一個(gè)(可能較小的)部分范圍。在所述的方法中，首先確定電壓矢量角度，然后例如借助電壓量值由所述電壓矢量角度計(jì)算電壓矢量，并且由此借助克拉克變換計(jì)算多相電壓。然后能夠從多相電壓產(chǎn)生用于電機(jī)的PWM信號(hào)(脈寬調(diào)制信號(hào))。通過(guò)選擇相應(yīng)地高的電壓量值也能夠使得電機(jī)由此在沒(méi)有調(diào)節(jié)的情況下運(yùn)動(dòng)。在此，如此來(lái)改變電壓矢量角度，使得與電機(jī)或者說(shuō)其轉(zhuǎn)子機(jī)械地連接的執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由算出的電壓矢量角度導(dǎo)出電機(jī)角度(例如通過(guò)公式或者通過(guò)簡(jiǎn)單的等式計(jì)算)，并且由傳感器數(shù)據(jù)求得執(zhí)行器角度，該執(zhí)行器角度與電機(jī)數(shù)據(jù)一起處理成特性曲線。然后從特性曲線能夠根據(jù)電機(jī)角度確定實(shí)際執(zhí)行器角度，也就是例如考慮了變速器的非線性效應(yīng)的執(zhí)行器角度(反之亦然)。電機(jī)角度能夠是電機(jī)的電氣的電機(jī)角度或者機(jī)械的電機(jī)角度。在此，所述機(jī)械的電機(jī)角度涉及轉(zhuǎn)子的角位置，而電氣的電機(jī)位置通常能通過(guò)將機(jī)械的電機(jī)角位置乘以電機(jī)的極對(duì)數(shù)的方式來(lái)確定。應(yīng)當(dāng)理解，執(zhí)行器角度和電機(jī)角度提供了關(guān)于執(zhí)行器位置和轉(zhuǎn)子位置的信息。那么所求得的特性曲線表示執(zhí)行器位置和轉(zhuǎn)子位置之間的關(guān)系。在所述方法中，在此如此使所述電機(jī)換向，使得電機(jī)首先在第一方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，并且緊接著在反方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，從而在第一方向上和反方向上以相同速度經(jīng)過(guò)所述執(zhí)行器角度范圍，并且在第一方向上經(jīng)過(guò)一個(gè)電機(jī)角度時(shí)和在反方向上經(jīng)過(guò)該電機(jī)角度時(shí)分別檢測(cè)相應(yīng)的執(zhí)行器角度，并且根據(jù)兩個(gè)檢測(cè)的執(zhí)行器角度計(jì)算平均值作為實(shí)際執(zhí)行器角度。如果執(zhí)行器角度范圍是來(lái)自執(zhí)行器的止擋點(diǎn)之間的范圍的一個(gè)部分范圍，那么在執(zhí)行器的止擋點(diǎn)之間的完整范圍上也能夠存在多個(gè)執(zhí)行器角度范圍。然后能夠在第一方向上和反方向上以相同速度經(jīng)過(guò)這些執(zhí)行器角度范圍的每一個(gè)。通過(guò)求所檢測(cè)的執(zhí)行器角度的(算術(shù))平均值，該執(zhí)行器角度借助執(zhí)行器傳感器在相對(duì)運(yùn)行的、但是相同的速度的情況下檢測(cè)，就能在創(chuàng)建特性曲線時(shí)求出滯后效應(yīng)和與速度相關(guān)的效應(yīng)(例如通過(guò)摩擦引起)。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，由多個(gè)所檢測(cè)的執(zhí)行器角度和/或由多個(gè)所求得的電機(jī)角度，針對(duì)特性曲線的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)(Stützstelle)確定實(shí)際執(zhí)行器角度和/或電機(jī)角度，所述多個(gè)檢測(cè)的執(zhí)行器角度和/或多個(gè)求得的電機(jī)角度從屬于包圍該節(jié)點(diǎn)的一個(gè)區(qū)段。特性曲線能夠劃分成多個(gè)節(jié)點(diǎn)。例如能夠以成對(duì)實(shí)際執(zhí)行器角度和電機(jī)角度的形式保存特性曲線，并且可以在分析特性曲線時(shí)在其間進(jìn)行插值。在執(zhí)行器角度范圍起動(dòng)時(shí)，采集每個(gè)節(jié)點(diǎn)周?chē)膱?zhí)行器角度和/或電機(jī)角度，并且緊接著通過(guò)求平均值將其壓縮為每個(gè)節(jié)點(diǎn)的值。在求平均值時(shí)，多個(gè)所檢測(cè)的執(zhí)行器角度和/或多個(gè)所求得的電機(jī)角度包括第一方向的和反方向的值。因此也能夠針對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)，如上所述，濾除滯后效應(yīng)和與速度相關(guān)的效應(yīng)。例如在第一方向上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)檢測(cè)多個(gè)執(zhí)行器角度，并且在第二方向上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在包圍所述節(jié)點(diǎn)的區(qū)段中檢測(cè)多個(gè)執(zhí)行器角度，并且求算該節(jié)點(diǎn)的實(shí)際執(zhí)行器角度作為在兩個(gè)方向上的多個(gè)執(zhí)行器角度的平均值。類(lèi)似地能夠產(chǎn)生該節(jié)點(diǎn)的電機(jī)角度。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，節(jié)點(diǎn)的區(qū)段具有不同的寬度。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能夠配屬于所經(jīng)過(guò)的執(zhí)行器角度范圍的一個(gè)區(qū)段，其中，所述區(qū)段能完全覆蓋所經(jīng)過(guò)的執(zhí)行器角度范圍。根據(jù)所述特性曲線的所期望的非線性能夠使所述區(qū)段不同寬度地來(lái)設(shè)置，用以提高所述節(jié)點(diǎn)之間的插值的精度。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，根據(jù)通過(guò)電機(jī)引起的誤差周期選擇區(qū)段的寬度。例如電機(jī)能夠通過(guò)極數(shù)和/或槽數(shù)而產(chǎn)生系統(tǒng)性誤差，當(dāng)經(jīng)過(guò)待檢測(cè)的執(zhí)行器角度范圍的時(shí)候，該誤差會(huì)周期性波動(dòng)。能夠由極數(shù)和可能存在的變速器速比來(lái)計(jì)算所述誤差周期。如果區(qū)段寬度為該誤差周期的四倍，則通過(guò)求平均值求出所述系統(tǒng)誤差。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，由電壓矢量的電壓矢量角度加上偏置角度求得電機(jī)角度。如上所述，電壓矢量角度用于預(yù)定用于電機(jī)的電壓，并且用于產(chǎn)生交變電流。電機(jī)角度不必與電壓矢量角度一致。主要通過(guò)所述模型考慮彈簧扭矩對(duì)電壓矢量位置和轉(zhuǎn)子位置之間的偏置量的影響以及考慮電機(jī)的電感。然而能夠根據(jù)電機(jī)和/或執(zhí)行器的數(shù)學(xué)模型，從電壓矢量的電壓量值和/或速度求得差數(shù)(也就是偏置角度)。對(duì)此，能夠例如分析預(yù)先計(jì)算的公式，將已知的量(例如當(dāng)前的電壓矢量角度、當(dāng)前電流和/或當(dāng)前電壓)代入到所述公式，并且所述公式得出偏置角度。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述數(shù)學(xué)模型考慮隨角度變化作用到電機(jī)上的扭矩。通過(guò)執(zhí)行器作用到電機(jī)上的、隨角度變化的和/或隨方向變化的扭矩也能影響偏置角的求得。例如能為該方法設(shè)定另一個(gè)特性曲線，由該特性曲線能導(dǎo)出例如通過(guò)在執(zhí)行器中的彈簧產(chǎn)生的所述扭矩。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，主動(dòng)求得執(zhí)行器的一個(gè)止擋點(diǎn)的角位置?？梢赃@樣實(shí)現(xiàn)：確定止擋點(diǎn)靠近，因?yàn)橥ㄟ^(guò)傳感器檢測(cè)的執(zhí)行器角度的角速度低于閾值；緊接著提高電壓矢量角度直至所檢測(cè)的執(zhí)行器角度超過(guò)最大值；以及將所述最大值設(shè)定為止擋點(diǎn)的角位置。由此能確定靠近止擋點(diǎn)：能夠通過(guò)由傳感器提供的執(zhí)行器角度通過(guò)微分計(jì)算的執(zhí)行器角速度下降到一個(gè)預(yù)定的值以下。因?yàn)橹箵醪恳栽絹?lái)越大的阻力抵抗轉(zhuǎn)子的扭矩，使得上述現(xiàn)象發(fā)生。緊接著能提高電壓矢量角度直至超過(guò)執(zhí)行器角度的最大值。通過(guò)提高電壓矢量角度以這種方式使由轉(zhuǎn)子作用到執(zhí)行器上的扭矩增大并且又減小，因此該執(zhí)行器以不同的扭矩相對(duì)止擋點(diǎn)被擠壓。在此能夠假設(shè)，當(dāng)扭矩最大時(shí)也達(dá)到最大執(zhí)行器角度(通過(guò)小的彈性變形)，并且止擋點(diǎn)處在該最大執(zhí)行器角度。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，使得執(zhí)行器在第一方向上從起點(diǎn)一直運(yùn)動(dòng)到第一止擋點(diǎn)，在反方向上從該第一止擋點(diǎn)一直運(yùn)動(dòng)到第二止擋點(diǎn)，并且在所述第一方向從該第二止擋點(diǎn)一直運(yùn)動(dòng)到所述起點(diǎn)。例如能夠通過(guò)執(zhí)行器的中心位置(大致與節(jié)氣門(mén)的應(yīng)急空氣點(diǎn)一樣)確定起點(diǎn)。從那里使執(zhí)行器在一個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)直至所述方法已經(jīng)求得第一止擋點(diǎn)。然后使執(zhí)行器在反方向上運(yùn)動(dòng)直至求得第二止擋點(diǎn)。緊接著使執(zhí)行器又往回向起點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。以這種方式能對(duì)于執(zhí)行器的全部可能角度范圍確定特性曲線。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使電機(jī)在一個(gè)方向上首先以第一速度轉(zhuǎn)動(dòng)，緊接著以第二速度轉(zhuǎn)動(dòng)。以這種方式可以減小基于慣性的影響。所述影響能夠是估算偏置角度的數(shù)學(xué)模型中沒(méi)有考慮的誤差。能夠通過(guò)斜坡形速度變化將所述影響小地來(lái)保持。也能夠在預(yù)期有止擋點(diǎn)的一個(gè)區(qū)域中已經(jīng)減緩執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的另一方面涉及一種用于實(shí)施上面說(shuō)明的和下面說(shuō)明的方法的控制單元。控制單元能夠例如包括處理器，在該處理器上實(shí)施作為計(jì)算機(jī)程序的方法。該方法能保存在控制單元中的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上(例如EPROM)。此外，控制單元也能根據(jù)所求得的關(guān)系或者說(shuō)特性曲線、借助所檢測(cè)的執(zhí)行器角度對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)?？刂茊卧材軌虬ㄝ敵黾?jí)，該輸出級(jí)能根據(jù)PWM(脈寬調(diào)制)信號(hào)從直流電產(chǎn)生(通常多相的)交變電流，然后利用該交變電流使電機(jī)換向。附圖說(shuō)明以下將參考附圖說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，其中，無(wú)論是附圖還是說(shuō)明書(shū)都不應(yīng)以限制本發(fā)明的形式進(jìn)行解釋。圖1示意性地示出了由電機(jī)和執(zhí)行器構(gòu)成的系統(tǒng)。圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的控制單元。圖3示出了一圖表，該圖表說(shuō)明了通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的方法產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。圖4示出了具有速度曲線的圖表，該速度曲線通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的方法產(chǎn)生。圖5示出了具有特征曲線的圖表，該特征曲線通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的方法產(chǎn)生。圖6示出了具有測(cè)量值曲線的圖表，該測(cè)量值曲線說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的方法。圖7示出了具有扭矩特征曲線的圖表，該特征曲線用于根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的方法。圖8示出了一圖表，借助該圖表說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式找出止擋點(diǎn)。這些附圖僅僅是示意性的并且不是嚴(yán)格按照比例的。在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或者作用相同的特征。具體實(shí)施方式系統(tǒng)概述圖1示出了具有無(wú)刷直流電機(jī)10的系統(tǒng)，該無(wú)刷直流電機(jī)通過(guò)變速器12與執(zhí)行器14機(jī)械地耦合。例如該系統(tǒng)是一種節(jié)氣門(mén)裝置，在該節(jié)氣門(mén)中，BLDC電機(jī)10通過(guò)具有20∶1的傳動(dòng)比的變速器12與作為執(zhí)行器14的節(jié)氣門(mén)耦合。圖1也說(shuō)明了下面使用的參量。φel表示電氣的電機(jī)角度，φM表示機(jī)械的電機(jī)角度，并且φS表示執(zhí)行器角度。在此，適用φel＝Np*φM，其中Np是電機(jī)10的極對(duì)數(shù)。BLDC電機(jī)10具有例如Np＝2的極對(duì)數(shù)。執(zhí)行器14具有例如大約90°的運(yùn)動(dòng)行程，因此在執(zhí)行器14的兩個(gè)機(jī)械止擋部之間能夠有φM＝1800°的電機(jī)運(yùn)動(dòng)或者說(shuō)φel＝Np*φM＝3600°的電氣的電機(jī)角度。執(zhí)行器角度φS通常以非線性形式取決于角度φel或者說(shuō)φM。下面說(shuō)明一種方法，借助該方法能夠“在線地”、也就是說(shuō)在運(yùn)行過(guò)程中由控制單元求得所述參量之間的關(guān)系。圖2示出了所述控制單元16，該控制單元借助執(zhí)行器的位置傳感器18接收當(dāng)前的執(zhí)行器角度φS并且產(chǎn)生使電機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)的、具有相U、V、W的交變電流20。因?yàn)殡姍C(jī)10通過(guò)變速器12與執(zhí)行器14連接，所以這通常對(duì)執(zhí)行器角度φS有反作用。如果能夠從檢測(cè)到的當(dāng)前的執(zhí)行器角度φS求得電氣的電機(jī)角度φel，則控制單元16能由此調(diào)節(jié)電機(jī)10，從而能夠顯著節(jié)能。下面說(shuō)明控制單元16如何求得特征曲線22，借助該特征曲線能夠由所檢測(cè)的執(zhí)行器角度φS確定電氣的電機(jī)角度φel(并且能反過(guò)來(lái)確定)。為此，控制單元16在塊24(“基本匹配”)中協(xié)調(diào)(具體來(lái)說(shuō)就是控制)電壓矢量的定向或者說(shuō)電壓矢量角度以及其角頻率或者說(shuō)速度在塊26中通過(guò)克拉克變換將所希望的電壓矢量角度與電壓矢量的一個(gè)可以任意參數(shù)化的值一起換算成電機(jī)相電壓：然后基于例如表示輸出級(jí)28的電源電壓的當(dāng)前電池電壓，能夠由塊26計(jì)算三個(gè)PWM占空比PWM1、PWM2和PWM3，并且將其通過(guò)產(chǎn)生相U、V、W的相電流的輸出級(jí)28輸出到電機(jī)10上。電機(jī)10相應(yīng)地改變其機(jī)械的電機(jī)角度φM，這又會(huì)通過(guò)變速器12影響執(zhí)行器14的位置并且因此影響執(zhí)行器角度φS。為了求得特性曲線22，在塊30中由當(dāng)前執(zhí)行器角度φS和系統(tǒng)的下面還將說(shuō)明的其它參量32估算偏置角度使該偏置角度與電壓矢量角度相加，用以產(chǎn)生估算的電氣的電機(jī)角度將估算的電氣的電機(jī)角度的值和執(zhí)行器角度φS的值聯(lián)系起來(lái)，并且置于轉(zhuǎn)子位置特性曲線22中。然后在轉(zhuǎn)子位置特性曲線22中(非易失性地)保存的信息φM＝f(φS)能夠用于調(diào)節(jié)電機(jī)10的換向。方法過(guò)程圖3示出了一圖表，在該圖表中向右是以秒為單位的時(shí)間，并且向上是電機(jī)10的電氣的電機(jī)角度該圖表示出了所述方法如何在記錄特性曲線的過(guò)程中改變所述角度圖4示出了對(duì)應(yīng)的速度曲線，也就是一個(gè)圖表，在該圖表中向右是執(zhí)行器角度φS(作為傳感器18的傳感器電壓，單位：伏特)，并且向上是轉(zhuǎn)子速度(單位：弧度/秒)。在圖3和4中繪制了執(zhí)行器14的運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)34、上方的第一止擋點(diǎn)36和下方的第二止擋點(diǎn)38。在記錄特性曲線22的過(guò)程中，使執(zhí)行器14在兩個(gè)方向上完整地從止擋點(diǎn)36至止擋點(diǎn)38運(yùn)動(dòng)一次。該過(guò)程在止擋點(diǎn)36、38之間的起點(diǎn)34中開(kāi)始。例如在節(jié)氣門(mén)的所謂的應(yīng)急空氣點(diǎn)中，此時(shí)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度大約為8°，因?yàn)楣?jié)氣門(mén)在不通電狀態(tài)下受彈簧驅(qū)動(dòng)向該點(diǎn)34運(yùn)動(dòng)。如此控制隨后的過(guò)程：以相同速度(通過(guò)角頻率確定)在第一(例如開(kāi)啟的)方向上經(jīng)過(guò)一次并且在第二(例如閉合的)方向上經(jīng)過(guò)一次可能的執(zhí)行器角度范圍的每個(gè)位置或者說(shuō)每個(gè)角度。從起點(diǎn)34將速度提高到第一值，執(zhí)行器14以該速度運(yùn)動(dòng)至第一止擋點(diǎn)36前。在止擋點(diǎn)36范圍內(nèi)將速度減小到第二值。然后如以下進(jìn)一步說(shuō)明的那樣，求得止擋點(diǎn)36的位置。緊接著首先以第二速度、然后以第一速度并且從起點(diǎn)34開(kāi)始又以第二速度啟動(dòng)隨后的行程。這里在結(jié)束時(shí)也求得第二止擋點(diǎn)38，并且在結(jié)束時(shí)以第二速度返回至起點(diǎn)34。在圖3和4中可見(jiàn)，以相同速度在所述一個(gè)方向上接近一次并且在所述另一方向接近一次執(zhí)行器角度范圍內(nèi)的每個(gè)位置。對(duì)于一個(gè)確定的電氣的轉(zhuǎn)子位置其中k是采樣點(diǎn)，求得和然后當(dāng)對(duì)于轉(zhuǎn)子位置特性曲線22中相應(yīng)的點(diǎn)得出算術(shù)平均值并且將其保存的時(shí)候，就會(huì)隱性補(bǔ)償傳感器信號(hào)采樣時(shí)出現(xiàn)的延遲和因此而產(chǎn)生的測(cè)量誤差。如果在開(kāi)啟方向上首先由于通過(guò)傳感器信號(hào)的時(shí)間離散采樣和/或在前連接的抗混疊濾波器而為臨時(shí)保存過(guò)小的值，那么緊接著在同一個(gè)位置上求得的對(duì)稱(chēng)地過(guò)大的值又修正最終結(jié)果如果考慮(例如通過(guò)PDT1環(huán)節(jié)，1階/1階延遲比例微分環(huán)節(jié)(Proportional-Differentialglied1.Ordnung/1.)引起的)采樣延遲，那么所述措施會(huì)補(bǔ)償時(shí)間常數(shù)的和/或延遲時(shí)間的可能的誤差。如果在塊30中通過(guò)估算偏置角度記錄轉(zhuǎn)子位置特性曲線22時(shí)也考慮摩擦分量，那么通過(guò)該措施同樣減小了通過(guò)可能的(對(duì)稱(chēng))摩擦引起的誤差角度。以取決于位置而相同的速度對(duì)稱(chēng)地記錄轉(zhuǎn)子位置特性曲線22能夠產(chǎn)生下面的優(yōu)點(diǎn)。不依賴(lài)于當(dāng)前配置的速度或者說(shuō)角頻率來(lái)補(bǔ)償在軟件中沒(méi)有考慮的采樣延遲或者說(shuō)在考慮所述采樣延遲時(shí)的誤差補(bǔ)償。減小在估算偏置角度時(shí)通過(guò)(對(duì)稱(chēng)的)摩擦分量引起的誤差。特性曲線的區(qū)段劃分和求平均值圖5示出了具有特性曲線22的圖表，類(lèi)似于圖4，該圖表向右表示執(zhí)行器角度φS并且向上表示電氣的電機(jī)角度該特性曲線借助多個(gè)節(jié)點(diǎn)40構(gòu)成，所述節(jié)點(diǎn)分別包括一對(duì)電氣的電機(jī)角度和執(zhí)行器角度φS。這些節(jié)點(diǎn)能夠存放在控制單元16的存儲(chǔ)器中。通過(guò)插值能夠計(jì)算所述節(jié)點(diǎn)之間的值的關(guān)系。每個(gè)節(jié)點(diǎn)40配屬于執(zhí)行器角度范圍的一個(gè)區(qū)段42，該區(qū)段用于計(jì)算執(zhí)行器角度φS和電氣的電機(jī)角度在圖6中也示出了所述區(qū)段42，其圖表類(lèi)似于圖5，向右示出了執(zhí)行器角度φS并且向上表示由執(zhí)行器角度φS求得的電氣的電機(jī)角度的誤差。參考直接在電機(jī)軸上由固定在那里的轉(zhuǎn)子位置傳感器已經(jīng)確定的所測(cè)量的電機(jī)角度來(lái)計(jì)算誤差。所述轉(zhuǎn)子位置傳感器通常并不存在于圖1的系統(tǒng)中，并且僅僅被加進(jìn)來(lái)用于求得誤差。曲線44示出了電壓矢量角度的誤差。曲線44的上部區(qū)段涉及去程，曲線44的下部涉及回程。在此明顯可見(jiàn)，開(kāi)啟地(去程)和閉合地(回程)記錄的部分之間的高的差數(shù)大于40°。如果僅在一個(gè)(例如開(kāi)啟的)方向上經(jīng)過(guò)執(zhí)行器14的運(yùn)動(dòng)范圍(也就是說(shuō)不求平均值并且不估算偏置角度)，那么所求得的電機(jī)角度錯(cuò)誤約為40°。因此，通過(guò)求算曲線44的兩個(gè)部分之間的平均值使誤差減小到小于20°。曲線46示出了沒(méi)有通過(guò)求平均值進(jìn)行補(bǔ)償?shù)那闆r下考慮偏置角度之后求得的電機(jī)角度曲線46的上部區(qū)段又涉及去程，而曲線46的下部涉及回程。曲線46示出了與所測(cè)量的電機(jī)角度有大約20°的明顯偏差。如果現(xiàn)在求平均值，那么能使偏差減小到5°以下(曲線48)。為了求得節(jié)點(diǎn)40的執(zhí)行器角度φS和電機(jī)角度在電機(jī)10的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中連續(xù)采集數(shù)據(jù)點(diǎn)φS，k和φel，k，在此k標(biāo)出了時(shí)間離散計(jì)算之內(nèi)、例如在控制單元16的微控制器中的計(jì)算步驟。每個(gè)區(qū)段42僅僅保存平均值，而不是全部保存特性曲線22的所檢測(cè)的各個(gè)樣本由此就會(huì)大大減小待保存的數(shù)據(jù)量，不會(huì)使精度顯著變差。隨后能通過(guò)兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的插值基于來(lái)計(jì)算電機(jī)角度對(duì)于應(yīng)急空氣點(diǎn)34下方和應(yīng)急空氣點(diǎn)34上方的區(qū)域，參數(shù)化區(qū)段42的不同的節(jié)點(diǎn)間距或不同的寬度，用以在盡可能小地使用存儲(chǔ)器的情況下盡最大可能覆蓋在這些區(qū)域中個(gè)別出現(xiàn)的非線性。能夠通過(guò)所有在所屬的區(qū)段42之內(nèi)檢測(cè)的和的值的平均值來(lái)定義節(jié)點(diǎn)40。尤其探討兩個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的值。那么如下所述確定各個(gè)節(jié)點(diǎn)40(具有編號(hào)N)的值：在此，N1是具有編號(hào)N的區(qū)段42之內(nèi)的第一個(gè)樣本值，并且N2是最后一個(gè)樣本值。然后和共同作為數(shù)值對(duì)確定具有編號(hào)N的區(qū)段42的節(jié)點(diǎn)40。通過(guò)插值方法能夠計(jì)算相鄰節(jié)點(diǎn)40之間的電機(jī)角度。在邊緣區(qū)中能夠基于所保存的節(jié)點(diǎn)40，通過(guò)相應(yīng)的外推法求得電機(jī)角度的計(jì)算。關(guān)于區(qū)段42的寬度選擇，基本上應(yīng)當(dāng)在內(nèi)存需求和傳感器非線性/系統(tǒng)非線性的好的覆蓋之間實(shí)現(xiàn)好的折衷。但是也可以使區(qū)段42的寬度與存在的電機(jī)紋波(通過(guò)電機(jī)10引起的周期性誤差)相一致。電機(jī)紋波(在圖6中也可見(jiàn))在每個(gè)BLDC電機(jī)10中均一定程度地存在，并且會(huì)在識(shí)別轉(zhuǎn)子位置特性曲線22的時(shí)候?qū)е缕睢．?dāng)然如果使區(qū)段42的寬度相應(yīng)于換算到變速器的執(zhí)行器側(cè)上的單個(gè)的(或者其整數(shù)倍的)紋波周期調(diào)整，則消除了該誤差。為此必須滿足以下條件：在此iG是變速器速比?；诠?jié)點(diǎn)40定義特性曲線22并且通過(guò)區(qū)段42求得該特性曲線能夠?qū)崿F(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)：與具有測(cè)量誤差和高頻分量或者對(duì)多個(gè)樣本取平均值引起的噪聲的單個(gè)樣本相比，所述方法更加穩(wěn)健。以內(nèi)存優(yōu)化方式映射轉(zhuǎn)子位置特性曲線22，很好地覆蓋了傳感器特性曲線中或者系統(tǒng)中的非線性。此外，能夠通過(guò)選擇與紋波周期相一致的區(qū)段寬度來(lái)補(bǔ)償紋波影響。估算偏置角度在電壓矢量角度和實(shí)際的電氣的電機(jī)角度之間通常由于不同的原因始終存在角度差所述原因例如是通過(guò)在執(zhí)行器14中的回位彈簧持續(xù)施加到電機(jī)10上的扭矩(在此也參見(jiàn)圖7)、由摩擦產(chǎn)生的電機(jī)扭矩以及電機(jī)10的電感效應(yīng)和磁效應(yīng)以及其它效應(yīng)。原則上通過(guò)選擇最大的電壓矢量使所述角度差最小化，在此當(dāng)然通過(guò)可供使用的電源電壓和最大的輸出級(jí)電流/電機(jī)電流達(dá)到極限。然而也能通過(guò)反演電機(jī)模型在線估算剩余的誤差并且因此能更精確地計(jì)算預(yù)期的電氣的電機(jī)角度能夠離線地計(jì)算數(shù)據(jù)，并且能夠?qū)⑵浔４鏋殛P(guān)于位置和速度的特性曲線圖。偏置角度的計(jì)算基于簡(jiǎn)化的反演電機(jī)模型，能夠如下進(jìn)行計(jì)算：電壓方程Ud=I·dLd+RsId-LqIqωel---(5)]]>通過(guò)省去表示感應(yīng)反電壓的項(xiàng)將其簡(jiǎn)化為Ud＝RsId-LqIqωel(7)Uq＝RsIq+LdIdωel+ψpωel.(8)因?yàn)殡姵仉妷汉洼敵鲭妷菏噶康牧恐凳且阎模阅軌蚨x以下關(guān)系：通過(guò)擴(kuò)展力矩方程形成具有三個(gè)方程和三個(gè)未知數(shù)的方程組：縱向電流Id、橫向電流Iq和所尋求的角度差如Rs、ψp、Ld、Lq和Np之類(lèi)的電機(jī)參數(shù)32(見(jiàn)圖1)從電機(jī)模型已知，并且能夠(必要時(shí)補(bǔ)償溫度地)使用。電氣的角頻率或者說(shuō)速度ωel相應(yīng)于電壓矢量的角頻率或者說(shuō)速度并且因此同樣是已知的。電機(jī)扭矩Ti例如能夠根據(jù)位置地由控制單元16來(lái)計(jì)算。例如圖7示出了具有扭矩特性曲線50的圖表，在該扭矩特性曲線中向右表示執(zhí)行器角度，并且向上表示取決于角度和方向的扭矩Ti。在示例情況中，由回位彈簧加上摩擦產(chǎn)生扭矩Ti。在節(jié)氣門(mén)的情況下，關(guān)于彈簧預(yù)緊力和彈簧剛度地已知完整彈簧特性曲線，由此能夠與系統(tǒng)的已知滑動(dòng)摩擦一起根據(jù)角度或者說(shuō)位置計(jì)算電機(jī)10的內(nèi)部扭矩Ti。解方程(9)、(10)和(11)的方程組求得到兩個(gè)解，其中，下面的解(12)是唯一的穩(wěn)定解。r=(RsLd·ωel)2-43Rs3·TiU2·Ld2·ωel·Np-43Rs·Lq·Ti·ωelU2·Ld·Np-89Rs2·Lq·Tl2U2·Ld·Np2·ψpz-49(Rs2·TiU·Ld·ωel·Np·ψp)2-49(Lq·Ti·ωelU·Np·ψp)2-(Rs·ψpU·Ld)2+1]]>所述方程要么能夠(簡(jiǎn)化地)在線計(jì)算，要么以特性曲線或特性圖形式保存在控制單元16中。總而言之，基于模型估算執(zhí)行器14在受控制的運(yùn)行中運(yùn)動(dòng)時(shí)的偏置角度有提高精度的優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)子位置特性曲線22中的誤差通過(guò)該方法例如從35°下降到15°。確定止擋位置為了保證執(zhí)行器14的無(wú)摩擦運(yùn)行，重要的是，通過(guò)在線確定機(jī)械的止擋部的位置來(lái)補(bǔ)償制造公差。在此，借助電機(jī)10能夠迫使執(zhí)行器14進(jìn)入到止擋點(diǎn)36、38的相應(yīng)位置中，并且然后能夠保存位置傳感器18的在此存在的信號(hào)。執(zhí)行器14的所屬的執(zhí)行器角度能夠用作進(jìn)一步的位置調(diào)節(jié)的參考位置。執(zhí)行器14可靠地貼靠在機(jī)械的止擋點(diǎn)上，以及良好的過(guò)程再現(xiàn)性，有利于確定止擋點(diǎn)36、38。因?yàn)榻柚鶥LDC電機(jī)10確定執(zhí)行器14的止擋點(diǎn)的時(shí)候經(jīng)常還沒(méi)有確定轉(zhuǎn)子位置特性曲線22，所以還不能實(shí)現(xiàn)效率最佳的換向并且因此還不能實(shí)現(xiàn)電機(jī)扭矩的準(zhǔn)確調(diào)整。因此必須在受控制的運(yùn)行中進(jìn)行止擋點(diǎn)36、38的確定，如上面說(shuō)明的那樣，電機(jī)10的轉(zhuǎn)子在所述運(yùn)行中對(duì)準(zhǔn)強(qiáng)烈地施加的電壓矢量并且跟隨該電壓矢量。在以這種方式實(shí)施的執(zhí)行器14連續(xù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，例如借助(時(shí)間離散的)DT2元件(2階/2階延遲差分傳輸元件)、通過(guò)形成由傳感器18提供的執(zhí)行器角度φS的梯度，能夠進(jìn)行止擋點(diǎn)36、38的確定。那么通過(guò)算出的運(yùn)動(dòng)速度驟然下降能夠探測(cè)碰到機(jī)械的止擋點(diǎn)36、38上，例如通過(guò)與一個(gè)閾值進(jìn)行比較。但是對(duì)于超過(guò)運(yùn)動(dòng)速度閾值的時(shí)刻的執(zhí)行器角度φS通常關(guān)于機(jī)械止擋點(diǎn)36、38只有有限的說(shuō)服力。在此，原因可以是在止擋點(diǎn)36、38附近變化的摩擦影響，還有在算出的運(yùn)動(dòng)速度中也明顯地示出的電機(jī)10的紋波力矩(參見(jiàn)圖6中的諧波)。為了提高確定止擋點(diǎn)的精度，可以在通過(guò)運(yùn)動(dòng)速度下降來(lái)(預(yù)先)識(shí)別止擋點(diǎn)36、38之后下游地加上另一個(gè)步驟，下面說(shuō)明所述另一個(gè)步驟。圖8示出了一圖表，具有向右繪制的角度差與向上繪制的相對(duì)的電機(jī)扭矩之間關(guān)系的原理曲線。所述關(guān)系表示為曲線52。在此，100％標(biāo)記54為當(dāng)前施加的電壓/電流矢量量值的情況下與理想換向情況下能夠?qū)崿F(xiàn)的扭矩。在開(kāi)始確定止擋點(diǎn)36、38的位置時(shí)，例如在開(kāi)啟的方向上抵抗(節(jié)氣門(mén)中的)彈簧扭矩來(lái)運(yùn)動(dòng)時(shí)，角度差處在范圍56中。當(dāng)執(zhí)行器14運(yùn)動(dòng)到機(jī)械的止擋點(diǎn)36、38上時(shí)(在此在開(kāi)啟方向上)，開(kāi)始通過(guò)上升的扭矩而提高。然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)速度、DT2濾波器的濾波時(shí)間常數(shù)以及運(yùn)動(dòng)速度的閾值進(jìn)行止擋點(diǎn)36、38在虛線58的位置上的(預(yù)先)識(shí)別。應(yīng)當(dāng)在點(diǎn)54中達(dá)到力矩最大值之前，也就是說(shuō)當(dāng)虛線58在最大值54左邊時(shí)進(jìn)行止擋點(diǎn)的預(yù)先識(shí)別。然后在下一個(gè)步驟中繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)電壓矢量，并且在此監(jiān)測(cè)位置傳感器18的信號(hào)，也就是執(zhí)行器角度φS。通過(guò)范圍60表示該過(guò)程。通過(guò)位置傳感器信號(hào)的或者說(shuō)執(zhí)行器角度φS的曲線能夠監(jiān)測(cè)越過(guò)最大力矩54。通過(guò)執(zhí)行器在止擋點(diǎn)36、38中的彈性變形，在最大扭矩的點(diǎn)上達(dá)到最高的執(zhí)行器角度φS。當(dāng)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)電壓矢量時(shí)，執(zhí)行器角度φS又減小。在此，自從上次識(shí)別“新的”最大值以來(lái)電壓矢量轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)確定的量值(例如30°)能夠被用作中斷條件。通過(guò)點(diǎn)線62表示該位置。然后在出現(xiàn)中斷條件時(shí)已知的執(zhí)行器角度φS的最大值視作止擋點(diǎn)位置并且保存。從預(yù)先識(shí)別的位置開(kāi)始(例如60°)能夠使用電壓矢量的預(yù)定義轉(zhuǎn)動(dòng)作為替代的識(shí)別方案。在此，同樣將該區(qū)間中出現(xiàn)的執(zhí)行器角度φS的最大值視作止擋點(diǎn)位置并且保存起來(lái)。兩種情況下都能夠使用濾波器(例如中值濾波器)來(lái)抑制噪聲。在確定止擋點(diǎn)的步驟之后，能夠使電壓矢量直接回跳到預(yù)先識(shí)別的時(shí)刻上存在的電壓矢量位置，用以隨后在受控制的運(yùn)行中使執(zhí)行器14又由止擋點(diǎn)36、38(通過(guò)向左的箭頭表示)遠(yuǎn)離運(yùn)動(dòng)。這樣節(jié)省了(再次)轉(zhuǎn)動(dòng)越過(guò)所述最大值所需的時(shí)間，并且由此加快了特性曲線22的確定?？偠灾?，用于通過(guò)電壓矢量/電流矢量“轉(zhuǎn)動(dòng)越過(guò)”力矩最大值來(lái)確定止擋點(diǎn)的方法能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)于適配的止擋點(diǎn)位置的更高的精確性和可再現(xiàn)性的優(yōu)點(diǎn)。因此，可靠地達(dá)到了電機(jī)10的最大扭矩，并且因此實(shí)現(xiàn)了以高的力可靠地接近止擋點(diǎn)36、38。最后應(yīng)當(dāng)指出：諸如“具有”、“包括”等等的說(shuō)法不排除其它元件或步驟，并且諸如“一個(gè)”的說(shuō)法不排除多數(shù)個(gè)。權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不看作限制。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3