具有位置传感器的致动器的制造方法
【专利摘要】描述具有由控制单元操控的电动机和用于检测致动器位置的有源电子位置传感器的致动器。该致动器的特色在于，用于运行位置传感器的电能经由电动机的操控线路的电动机连接端子从控制单元提取。以这种方式可以取消用于位置传感器的单独的馈电线。
【专利说明】
具有位置传感器的致动器
技术领域
[0001]本发明涉及具有专利权利要求1的前序部分的特征的致动器，所述致动器具有由控制单元操控的电动机和用于检测致动器位置的有源电子位置传感器。
【背景技术】
[0002]致动器被用于不同的目的，例如用于操纵机动车中的阀或阀门。这里所提到的致动器拥有电动机，所述电动机由控制单元、例如电动机控制电子设备(ECU)来操控。电动机例如可以运行操纵元件，所述操纵元件经由传动机构的位置变化由位置传感器来检测。为了运行该位置传感器需要供给电压。
[0003]在现有技术中利用单独的馈电线给用于致动器的位置检测或者位置调节的有源位置传感器供给电能(一般来说电压)。在此，存在用于传输致动器位置的不同的输出信号。已知的模拟接口与供给电压成比例。因此，作为控制单元中的参考被产生的供给电压在这种情况下也必须直接与位置传感器连接。在位置传感器的不依赖于供给电压的(不成比例的)输出信号的情况下情况不是这样。这里，在可以不同地给传感器供给能量时，不必强制性地从控制单元输送供给电压。然而始终存在如下问题:必须经由单独的馈电线输送用于位置传感器的与电动机分离的、例如5V的供给电压。这也适用于位置的新引入的数字的信号传输，在该位置例如将数字串行SENT协议用于点对点连接(没有总线)。
[0004]易于理解，这种单独的馈电线的布置是复杂的。
[0005]从US5 389 864中已知具有专利权利要求1的前序部分的特征的致动器系统。在该系统中，用于位置传感器的运行的电能经由电动机的操控线路的电动机连接端子从控制单元提取。
[0006]从US6 545 441 BI中已知具有相应的特征的另一致动器系统。
[0007]从DE 199 47 698 Al中已知用于测量设备的连接电路，其中描述了通过使用变流器来适配电压供给。
【发明内容】
[0008]本发明所基于的任务是提供开头所描述的类型的致动器，所述致动器的特色在于特别简单的构造。
[0009]该任务根据本发明在所说明的类型的致动器的情况下通过专利权利要求1的特征部分的特征来解决。
[0010]在根据本发明的解决方案中取消单独的馈电线，经由所述馈电线给位置传感器施加单独的供给电压。替代于此，本发明将电动机的来自所设置的控制单元的总归存在的操控线路或者供给线路也用于给位置传感器供给电能。因此可以取消附加的线路。
[0011]在根据本发明的解决方案中规定，至少一个电动机连接端子以周期性的间隔提供正电压。在此，用于运行电动机的操控电压的连接端子UmJPUm2被切换，使得在电动机空转期间(连接端子UMdP/或Um2经由晶体管被切换为高欧姆的)和/或在电动机制动期间(1^和Um2被切换到相同的电位上—Umi和Um2之间短路)两个电动机连接端子Um1、Um2中的具有正电压Ub的至少一个电动机连接端子被切换。
[0012]此外，在一种设计方案中规定，针对信号分析装置和电动机操控装置的桥式电路存在共同的地。
[0013]在根据本发明的解决方案中，位置传感器的输出信号在所规定的范围之内保持不依赖于供给电压(不成比例)。
[0014]如下实施方式变为特别优选的，所述实施方式的特征在于，在控制单元的操控线路的电动机连接端子的抽头后面布置有具有用于产生被滤波的直流电压的存储电容器的整流电路，所述直流电压给电子位置传感器供给足够的电压。在这种情况下也可以设置串联电阻。
[0015]整流电路在这种情况下可以包括桥式电路。
[0016]在另一种实施方式中，单独的地线被引导到位置传感器，其中整流电路仅具有半桥。
[0017]此外，整流电路也可以由有源晶体管构成。在这种情况下得出较小的电压降。
[0018]本发明也适合于具有两个或者更多连接端子的无刷电动机。
【附图说明】
[0019]随后借助实施例结合附图来详细地解释本发明。
[0020]图1示出具有控制单元和电源的致动器的第一实施方式的框图；以及图2示出具有控制单元和电源的致动器的第二实施方式的框图。
【具体实施方式】
[0021]图1示出致动器3的框图，所述致动器由控制单元(E⑶)1来操控，所述控制单元由电池2供给电压。致动器3拥有电动机4，所述电动机操纵这里未被示出的操纵元件，所述操纵元件的位置或者位置变化由位置传感器9来检测。相应的位置或者位置变化由位置传感器9以电信号的形式经由线路10输送给控制单元I。
[0022 ]电动机4经由控制单元I的线路5、6被施加钟控电压。电动机4的供给此外被用于以电能(直流电压)来运行位置传感器9，使得可以取消用于运行传感器9的单独的馈电线。在此，详细地，在电动机连接端子的抽头后面设置有具有串联电阻7和存储电容器8的整流电路。由此产生被滤波的直流电压，所述直流电压给电子位置传感器9供给足够的电压。
[0023]在图1中所示出的实施方式中，整流电路具有包括二极管的桥式电路13。在这种情况下规定，至少一个连接端子以周期性的间隔提供正电压并且针对桥式电路和信号分析装置存在共同的地。在此，用于运行电动机4的操控电压的连接端子UmJPUm2被切换，使得在电动机空转期间和/或在电动机制动期间两个电动机连接端子UM1、UM2中的具有正电压Ub的至少一个电动机连接端子被切换。
[0024]在图2中所示出的实施方式与图1的实施方式的区别基本上仅在于:单独的地线11从控制单元I被引导到位置传感器9。整流电路在该实施方式中仅包括具有二极管的半桥
12ο
[0025]因此，图1的实施方式示出三线方案形式的没有传感器供给馈电线的致动器反馈系统，而图2的实施方式示出四线方案形式的这种系统。在所有情况下取消用于给位置传感器施加需要的供给电压的单独的馈电线。
【主权项】
1.具有由控制单元所操控的电动机和用于检测致动器位置的有源电子位置传感器的致动器，其中用于运行所述位置传感器的电能经由所述电动机的操控线路的电动机连接端子从所述控制单元提取，其特征在于，用于运行所述电动机(4)的操控电压Um1和Um2的连接端子(5、6)被切换，使得至少一个电动机连接端子(5、6)以周期性的间隔提供正电压以及使得在电动机空转期间和/或在电动机制动期间所述操控电压UMjPUM2的两个电动机连接端子(5、6)中的具有正电压Ub的至少一个电动机连接端子被切换。2.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，针对信号分析装置和电动机操控装置的桥式电路存在共同的地。3.根据权利要求1或2之一所述的致动器，其特征在于，所述位置传感器(9)的输出信号在所规定的范围之内保持不依赖于供给电压。4.根据前述权利要求之一所述的致动器，其特征在于，在所述控制单元(I)的操控线路的电动机连接端子(5、6)的抽头后面布置有具有用于产生被滤波的直流电压的存储电容器(8)的整流电路，所述直流电压给所述电子位置传感器(9)供给足够的电压。5.根据权利要求4所述的致动器，其特征在于，此外设置有串联电阻(7)。6.根据权利要求4或5所述的致动器，其特征在于，所述整流电路包括桥式电路(13)。7.根据权利要求4至6之一所述的致动器，其特征在于，单独的地线(11)被引导到所述位置传感器(9)以及所述整流电路仅具有半桥(12)。8.根据权利要求4至7之一所述的致动器，其特征在于，所述整流电路由有源晶体管构成。9.根据前述权利要求之一所述的致动器，其特征在于，所述致动器具有带有两个或更多连接端子的无刷电动机。
【文档编号】H02P6/16GK105940602SQ201580007204
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年7月1日
【发明人】W.瓦尔拉芬
【申请人】大陆汽车有限公司