专利名称：用于在以节拍控制方式致动的系统中获得测量值的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在以节拍控制方式致动的系统中获得测量值的方法。本发明 尤其涉及一种用于在以节拍控制方式致动的系统中获得测量值以在直流电机上获得转速 的方法。
背景技术：
在节拍控制的系统中经常存在必要性，为了致动并行地、即或多或少同时地接收 测量值。在此与致动有关的测量值对测量值处理提出更高的要求。常用的例如通过模拟滤 波器工作的方法难以实现。其相应的配置是静态的并且在运行中不能匹配。尽管通过使用 采样和控制环节可以改善这种状况，但是在致动连续变化的系统中和/或在附加的、可能 甚至变化的干扰信号叠加测量信号的系统中，借助于采样和控制环节的测量环境的配置也 遇到了瓶颈。在电动机致动领域尤其对于直流电机在测量发电机的随动电压 (Nachlaufspannung)时存在问题，在常见的方法中与转速有关的干扰信号分量的影响是相 对较大的。
发明内容
本发明通过提供一种用于在以节拍控制方式致动的系统中获得测量值的方法克 服上述问题，其中节拍具有致动时间区段和不致动时间区段，在致动时间区段中控制系统 被致动，并且具有在不致动时间区段中系统不被致动，所述方法具有下面的步骤根据节拍 确定第一积分时间区段，其中第一积分时间区段位于致动时间区段中至少一个的内部，和/ 或根据节拍确定第二积分时间区段，其中第二积分时间区段位于不致动时间区段中至少一 个的内部，获得系统的与致动有关的测量参数，通过在第一和/或第二积分时间区段期间 对测量参数求和和/或积分求得和值和/或积分值，以第一和/或第二积分时间区段的时 间数据和求得的和值和/或积分值为基础对于致动时间区段和/或不致动时间区段中的至 少一个求得测量值。按照本发明的方法的优点是，它可以在以节拍控制方式致动的系统运行期间适 配。这个方法附加地允许获得多个致动时间区段上的测量值。由此不仅在不致动时间区段、 而且在致动时间区段内都实现精确的测量值接收，在其间例如由于必需的起振时间和物理 的限制是无法使用传统方法的。最好还根据系统的至少一个单独的参数确定第一和/或第二积分时间区段。在 此，这个单独单独的参数可以是系统固有的参数，即通过系统本身的硬件和/或软件上的 配置给定的参数，或者也可以是由系统输出的测量值。由此可以实现系统返回到测量环境 的反向耦合方案，由此可以实现系统与测量环境之间的调节循环。对于单独的参数最好考虑系统的惯性和/或其测量环境。由此可以考虑到物理的 现实，例如在测量和/或致动信号时的有限边沿陡度以及由于在致动和/或测量过程时电感和电容引起的开关延迟。在此尤其有利的是，对于单独的参数考虑时间延迟，系统以该时 间延迟对致动作出反应。例如通过积分时间区段的时间延迟可以补偿开关信号的延迟以及 在转换过程时在系统功能单元上的延迟。此外有利的是，对于单独的参数在执行按照本发明的方法步骤的一个或多个时考 虑时间延迟，尤其在测量系统的取决于致动的测量参数时，在通过在第一和/或第二积分 时间区段期间对测量参数求和和/或积分求得和值和/或积分值时，并且在以第一和/或 第二积分时间区段的时间数据和求得的和值和/或积分值为基础对于致动时间区段和/或 不致动时间区段中的至少一个求得测量值时。按照本发明的有利实施例，在通过在第一和/或第二积分时间区段期间对测量参 数求和和/或积分求得和值和/或积分值的步骤包括使用数字的求和和/或模拟的积分。 通过这种混合实现可以分别最佳地利用两个变量的强度。在此使至少一个模拟积分步骤、例如利用电压/频率变换器与至少一个数字的求 和、例如利用计数器的硬件逻辑混合是特别有利的。也可以设想，利用S/σ调制器的至少 一个模拟的积分步骤与利用来自计数器的硬件逻辑的至少一个数字的求和混合。按照本发明方法的特别优选的实施例，求得测量值包括求得直流电机的发电机电 压。以节拍控制方式致动的系统最好是直流电机。作为系统与致动无关的测量参数是直流 电机的发电机的电压、尤其是发电机的随动电压。随动电压对应于不致动状态中、即在无驱 动空转(Nachlauf)中的发电机的电压。在此有利的是，只在第二积分时间区段期间在不致动时间区段中至少一个的内部 求得和值和/或积分值。由此可以减小干扰在致动时间区段期间通过电机引起的信号分量 的影响。因此最终能够改善求得的随动电压值的质量。由此能够实现更精确的电机调节， 尤其在低直流电机转速时。此外有利的是，根据电机负荷和/或电机转速确定第二积分时间区段的时间数 据。尤其是第二积分时间区段的持续时间最好针对不致动时间区段的持续时间，第二积分 时间区段位于该持续时间以内。在此也可以、至少首先对于测量过程、根据电机负荷和/或 电机转速调节不致动时间区段的持续时间，用于保持所期望的、给定的测量质量。因此尤其 在较低转速时选择至少一个比在较高转速时更长的不致动时间区段。这能够在低转速范围 实现更好的过滤干扰分量并在更高的转速范围实现更大的动力。以求得的测量值为基础对于发电机的随动电压可以求得电机转速。在此可以考虑 随动电压与电机转速成比例的状况。由于通过按照本发明的方法在确定随动电压值时的最 佳精度，通过这个比例同时也可以在确定电机转速时实现高精度。
由下面的描述借助于附图给出本发明实施例的其它特征和优点。附图中图1示出按照本发明方法的可能的过程，图2示出按照本发明方法步骤的有利共同作用的解释图，图3示出在执行按照本发明的方法的范围内的不同信号的时间过程，图4示出按照本发明方法步骤的第一实施例的有利共同作用的解释图，图5示出按照本发明方法步骤的第二实施例的有利共同作用的解释图，
图6示出按照本发明方法步骤的特别优选的实施例的有利共同作用的简化解释 图，图7示出在执行按照本发明方法的特别优选的实施例的范围内不同信号的时间 过程，图8示出按照本发明方法步骤的特别优选的实施例的有利共同作用的详细解释 图。
具体实施例方式首先借助于图1解释如何可以运行按照本发明方法的不同方案。这个方法用于在 以节拍控制方式致动的系统101中求得测量值，其中节拍具有致动时间区段，在其间系统 101被致动，并且所述节拍具有不致动时间区段，在其间系统101不被致动。按照优选的方法流程首先根据节拍确定第一积分时间区段，其中第一积分时间区 段位于致动时间区段中至少一个的内部(步骤102. 1)。对此附加或可选择地根据节拍确定 第二积分时间区段，其中第二积分时间区段位于不致动时间区段中至少一个的内部(步骤 102. 2)。通过这种方式也实现积分过程分离，也即分离成一方面在致动状态期间的积分过 程，另一方面在不致动状态期间的积分过程。在此积分过程可以在多个相互分开的致动状 态或者说不致动状态上延伸，但是它们也可以正好只在唯一的致动状态或者说不致动状态 的一部分上运行。然后获得系统101的取决于致动的测量参数(步骤103)。它例如可以是电压，该 电压在系统101的确定部件上下降。但是也可以设想各种其它测量参数。现在通过在第一和/或第二积分时间区段期间对测量参数的求和和/或积分求得 和值和/或积分值(步骤104)。在此步骤104的执行可以包括使用数字的求和或模拟的积 分，即可以选择地只以数字的求和和/或模拟的积分为基础，或者以由两个变量构成的混 合为基础。一般适用于本发明的整个描述的是，不必一定积分，而是在所有方法步骤的实际 实现中可以使用每种近似方法，例如离散的数字或模拟求和。按照本发明方法的基本特征 与所使用的积分方法的选择无关。接着以第一和/或第二积分时间区段的时间数据为基础并且以求得的和值和/或 积分值为基础求得对于致动时间区段和/或不致动时间区段中至少一个的测量值(步骤 105)。作为第一和/或第二积分时间区段的时间数据首先考虑积分时间区段的相应时间起 点和各时间终点。由这些数据最终也可以求得相应积分时间区段的持续时间，它如上所述 不必呈现在唯一的段上。要强调，在图1中所示的方法步骤过程是纯示例性的。也可以设想步骤其它的顺 序。例如可以对于所述方法的每个任意的时刻确定第一和/或第二积分时间区段。也不必 一定在确定第一和/或第二积分时间区段以后获得系统的取决于致动的测量参数，而是也 可以事先、犹如预存地获得并且可能记录测量参数。接着参阅图1，2和3借助于在执行按照本发明方法的范围内不同信号的时间变化 描述按照本发明方法步骤的有利共同作用。在步骤103中获得要测量的信号X(t) 202、即系统的取决于致动的测量参数并且 输送到评价逻辑的输入。评价逻辑例如通过积分计算在开关的致动时间区段期间、即在其间开关功能A(t)采取数值1的那些时间区段期间的积分)(int。因为实际的系统只具有有限 的边沿陡度，不仅系统101而且其测量环境都只能时间延迟地反应。因此对于获得测量参 数重要的开关函数A’ (t)201在考虑单个的物理条件如开关延迟、电感和电容的条件下描 述致动100。与真正的开关致动A(t)(未示出)不同，在重要的开关函数A’ (t)中只通过 函数值等于1表征对于测量重要的时刻。A’ (t)可以由A(t)例如由时间上的偏移、例如通 过几微秒的偏移给出，用于考虑在系统101电机开关上的转换过程。另一方案是完全自由 地定义开关函数A’(t)，例如A’(t)正的、即上升的边沿几个χ微秒跟随A(t)正的边沿，并 且同样可以自由定义地A’⑴的下降边沿几y微秒跟随A (t)下降的边沿。由此可以由测 量推断例如电感引起的致动范围。下式适用于在测量参数X(t)上在致动时间区段期间的积分Xint Xint = / X(t) · A，(t)dt (步骤 104)评价逻辑附加地包括用于求得电机开关在测量持续时间期间的总致动持续时间 的功能Dint = SA' (t)dt (曲线图 203，步骤 102)最好同步地求得)(int和Dint。由此能够在给定的时间区段上实现测量。在图3中 以tc^Ptmd表示积分边界。相应的过程控制106根据所选择的实现产生A’ (t)和tQ和 tmd。然后评价软件能够，例如以下面的关系为基础求得在测量时间区段中的平均电压降
权利要求
1.用于在以节拍控制方式致动的系统(101)中获得测量值的方法，其中所述节拍具有 致动时间区段以及不致动时间区段，在所述致动时间区段中系统(101)被致动，在所述不 致动时间区段中不致动系统(101)，其中该方法具有下面的步骤-根据节拍确定(102. 1)第一积分时间区段，其中第一积分时间区段位于致动时间区 段中至少一个的内部，和/或根据节拍确定(10. 2)第二积分时间区段，其中第二积分时间 区段位于不致动时间区段中至少一个的内部，-获得(103)系统(101)的与致动有关的测量参数，-通过在第一和/或第二积分时间区段期间对测量参数求和和/或积分求得(104)和 值和/或积分值，-以第一和/或第二积分时间区段的时间数据和求得的和值和/或积分值为基础对于 致动时间区段和/或不致动时间区段中的至少一个求得(10 测量值。
2.如权利要求1所述的方法，其中还根据系统(101)的至少一个单独的参数确定 (102. 1，102. 2)第一和/或第二积分时间区段。
3.如权利要求2所述的方法，其中对于单独的参数考虑系统(101)的惯性和/或其测 量环境。
4.如权利要求2或3所述的方法，其中对于单独的参数考虑时间延迟，系统(101)以该 时间延迟对致动作出反应。
5.如权利要求2至4中任一项所述的方法，其中对于单独的参数在执行所述步骤103、 104和105中的一个或多个时考虑时间延迟。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中对步骤104的执行包括使用数字的求 和和/或模拟的积分。
7.如权利要求6所述的方法，其中通过使至少一个模拟积分步骤、例如利用电压/频率 变换器与至少一个数字的求和、例如利用来自计数器的硬件逻辑的混合执行步骤104。
8.如权利要求6所述的方法，其中通过使至少一个模拟积分步骤、例如利用δ/σ调制 器与至少一个数字的求和、例如利用来自计数器的硬件逻辑的混合执行步骤104。
9.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中以节拍控制方式致动的系统(101)是直 流电机。
10.如权利要求9所述的方法，其中系统(101)的与致动相关的测量参数是直流电机的 发电机的电压、尤其是发电机的随动电压。
11.如权利要求9或10所述的方法，其中只在第二积分时间区段期间在不致动时间区 段中至少一个的内部求得和值和/或积分值。
12.如权利要求11所述的方法，其中根据电机负荷和/或电机转速确定第二积分时间 区段的时间数据、尤其是持续时间。
13.如权利要求9至12中任一项所述的方法，其中以求得的用于发电机的随动电压的 测量值为基础求得电机转速。
全文摘要
本发明涉及一种用于在以节拍控制方式致动的系统(101)中获得测量值的方法，其中节拍具有致动时间区段和不致动时间区段，在所述致动时间区段中系统(101)被致动，并且在不致动时间区段中系统(101)不被致动，所述方法具有下面的步骤根据节拍确定(102.1)第一积分时间区段，其中第一积分时间区段位于致动时间区段中至少一个的内部，和/或根据节拍确定(10.2)第二积分时间区段，其中第二积分时间区段位于不致动时间区段中至少一个的内部；获得(103)系统(101)的与致动有关的测量参数；通过在第一和/或第二积分时间区段期间对测量参数求和和/或积分求得(104)和值和/或积分值；以第一和/或第二积分时间区段的时间数据和求得的和值和/或积分值为基础对于致动时间区段和/或不致动时间区段中的至少一个求得(105)测量值。
文档编号H02P7/29GK102113202SQ200980130464
公开日2011年6月29日 申请日期2009年7月27日 优先权日2008年8月1日
发明者A·施米特莱因, R·鲍姆加尔特纳 申请人:罗伯特·博世有限公司