用于调节马达转速的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于调节马达转速的方法。 现有技术
[0002] 为了调节马达的转速，例如内燃机的电动机，使用PI调节器，它们具有用于不同 的运行状态的不同的参数组，该参数组具有用于PI调节器的参数（比例和积分系数)。此外， PI调节器可-个微分分量扩展成PID调节器。
[0003] 转速调节回路中的最大的干扰参数是禪合在的马达上的负荷。它可W在运行中在 短时间内在一个大的值域上变化，例如由于接入机动车的负载，如空调设备或伺服转向器 或者由于在空载行驶中交变的行驶阻力。
[0004] 为了避免留下的调节偏差，转速调节器具有积分I-分量，它补偿在负荷中的偏 差。积分I-分量此时依据调节偏差确定。但是该导致通过积分的较大的相位延迟，它需要 转速调节器的一个相位增益的微分D-分量。
[0005] 因此需要揭示出如何能够比利用至今为止的PUD)调节器实现更好的调节质量 的途径。
【发明内容】
[0006] 按照本发明建议具有独立权利要求的特征的一种用于调节马达的转速的方法和 一种实施该方法的计算单元。有利的实施例是从属权利要求和下面的说明的内容。
[0007] 本发明的一个主要方面在于，在一种用于调节马达的转子的转速或角速度的方法 中，基于实际角加速度值和理论角加速度值的比较确定调节器输出力矩的积分I-分量。在 此，该马达可W是机动车的内燃机或(例如混合动力驱动装置的）电动机。转速调节器例如 可W设计成驱动装置的滑转调节装置。
[000引马达通常具有I-环节（积分元件）的积分特性。由于使用加速度值而不是速度 值，减小了由此产生的相位移。因此可W取消附加的微分D-分量。此外，理论角速度(亦即 理论转速）仅仅取决于转速调节器的比例P-分量的已知的放大系数和马达（即转子）的只 缓慢改变的并且容易适配的质量惯性矩。因此，该方法相对于参数偏差对干扰特别不敏感 (高抗干扰性)。此外，按照本发明的转速调节器补偿作为干扰参数的负荷的速度快于常规 的PI(D)调节器，因为该负荷在加速度的基础上被补偿。最后，该转速调节器可W简单地 应用。因为，如上所述，理论角速度最好仅仅通过转速调节器的比例P-分量的放大系数和 通过马达的质量惯性矩来确定，而负荷的补偿借助于积分I-分量的积分系数来确定。
[0009] 按照一个实施方式，在使用一个特征线下由实际角速度和理论角速度之间的偏差 (W下也称为调节偏差）确定理论角加速度值。由此实现，转速调节器也可W用于具有非线 性特性的马达。
[0010] 按照另一个实施方式，通过调节偏差与一个常数相乘确定理论角加速度值。由此 实现，具有简单结构的转速调节器可W用于具有线性特性的马达的转速调节。
[0011] 按照另一个实施方式，确定转速调节器的一个比例P-分量的调节器输出力矩，它 然后与积分I-分量的调节器输出力矩相加形成转速调节器的总调节器输出力矩。比例 P-分量的调节器输出力矩有利地由调节偏差，即角速度差，确定。由此实现调节的进一步改 善，因为除了角加速度外还考虑角速度。
[0012] 按照另一个实施方式，所述常数是由一个调节器系数和马达的质量惯性矩形成的 商。在此处，调节器系数是转速调节器的一个比例P-分量的放大系数。由此实现，能够特 别简单地测定理论角加速度值，不需要附加的微分环节(微分元件）和不需要附加的加速度 传感器。
[0013] 按照另一个实施方式，W-个扫描步宽(采样步距）调节偏差，W便由两个测定的 调节偏差值和扫描步宽形成一个微分值。为此，由两个调节偏差值和该扫描步宽形成所述 商。因此，通过该微分值提供对应于模拟的实际角加速度值的、时间上离散的参数，因此该 方法也可W通过扫描调节器实施。
[0014] 按照另一个实施方式，实施微分值（A?Da))的低通滤波。由此实现，能够补偿 形成微分值的微分环节的干扰敏感性。由此降低微分值的干扰敏感性。
[0015] 一种按照本发明的计算单元，例如用于马达的转速调节器，尤其在程序技术上，被 设置用于实施按照本发明的方法。
[0016] 该方法W软件形式进行实施也是有利的，因为该产生的费用极低，尤其是在执行 的计算单元还被用于其它的任务并且因此本来就存在时。用于提供计算机程序的合适的数 据载体尤其是软盘、硬盘、闪存、EEPROM、CD-ROM、DVD等等。也可W通过计算机网络(互联 网、局域网等等）下载程序。
[0017] 本发明的其它的优点和实施例由说明书和附图给出。
[001引不言而喻，上述的和下面还要解释的特征不仅能够在相应给出的组合中，而且能 够在另外的组合中或者单独地应用，而不脱离本发明的范围。
[0019] 本发明借助于实施例在附图中示意示出并且在下面参照附图进行详细描述。
【附图说明】
[0020] 图1显示了按照本发明的一个优选实施方式的调节回路的示意图，和 图2显示了图1中的转速调节器。
【具体实施方式】
[0021] 图1中示出按照本发明的一个优选实施方式的调节回路，具有马达2和转速调节 器4。
[0022] 本实施例中，马达2是用于驱动机动车的混合动力驱动装置的内燃机或电动机。 转速调节器4可W设计成用于马达2的空转转速和最终转速调节或者转速调节器4是防打 滑调节装置的一个部件。转速调节器4可W是一个计算单元的一部分，例如机动车的发动 机控制器的一部分。
[002引马达2具有转子吸有示出，例如电动机的转子或者内燃机的曲轴)，其具有质量胺 性矩J，转子在运行中W实际角速度值旋转，其中，在马达2上施加有负载力矩转 速调节器4为此被设置用于将实际角速度调节到理论角速度《SD11。
[0024] 只要转速调节器4的调节器输出力矩Mk正好对应于施加的负载力矩Mu就不会产 生角加速度并且马达2的转子W恒定的实际角速度值=?SDii旋转。
[0025] 因此角速度的改变由调节器输出力矩1^和负载力矩1^之间的差引起。按照角动 量原理，该适用于在实际角速度和理论角速度之间的调节偏差（A? = 的时间 导数，它对应于一个角加速度：
(1) 因此马达2具有一个积分特性，也就是说，它如积分器或者如调节回路中的I-环节一 样运行。
[0026] 转速调节器4的调节器输出力矩Mk由一个积分I-分量MI和一个其它的、通常的 比例P-分量Mp组成：
(2) 为了确定积分I-分量Ml,转速调节器4具有I-转速调节器4a，和为了确定比例P-分 量Mp，转速调节器4具有P-转速调节器4b。
[0027] 在该种调节中，（持续的或静态的）负载力矩ML理想地由I-分量MI精确地补偿。 相应地由等式（1)得到：
(3) 相应地，该^ ^理想地是一个理论角加速度值。
[002引如果负载力矩1^是恒定的，那么其它的干扰可^通过P-分量调整。
[0029] 如果P-转速调节器4b设计成线性调节器，那么由确定单元6通过角速度调节偏 差A?与一个常数相乘来确定理论角加速度a,。11作为P-转速调节器4b的输入参数，所 述常数由转速调节器4的比例的分量Mp的调节器系数KP和马达2的质量