用于调节马达的装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于调节马达（1）的装置，具有第一调节回路（15）和第二调节回路（16），所述第一调节回路包括第一调节器（3），所述第二调节回路包括第二调节器（5），其中，所述调节器（3、5）构造用于，分别调节所述马达（1）的状态参量。根据本发明，所述第二调节器（5）如此布置，使得其信号技术地比所述第二调节器（5）更靠近马达。
【专利说明】用于调节马达的装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于调节马达、尤其车辆马达 的装置。
【背景技术】
[0002] 从现有技术中已知了组合的马达调节，其不仅包括力矩调节器而且包括转速调节 器。这种调节例如被称为用于车辆驱动装置的驱动滑转调节。在这组合调节中，根据由马 达调节器并且也根据由转速调节器所输出的信号参量来产生调整参量。两个调节器通常集 成在如下的控制设备中，该控制设备负责行驶动态调节(例如在ESP控制设备中）。该控制 设备通常经由一数据总线，例如CAN总线，并且必要时经由一个或多个中间连接的控制设 备与一换流器连接，该换流器基于由所述调节器产生的信号参量产生一相应的调整参量， 在电动机的情况下例如产生一电流。由于在所述ESP控制设备和相应的马达调整单元之间 的信息交换在某些情况下确实会持续很长时间，因此会出现过长的信号运行时间或者说死 时间，这尤其在调节电动机时会导致干扰的调节振荡。
【发明内容】
[0003] 因此本发明的任务是，提出一种用于调节马达、尤其电动机的装置，其具有比已知 的马达调节更短的反应时间并且在该装置的情况下出现较少的调节振荡。
[0004] 该任务根据本发明通过在权利要求1中列出的特征来解决。本发明的其它设计方 案是从属权利要求的主题。
[0005] 根据本发明，建议一种用于调节马达、例如电动机或内燃机的装置，其包括一具有 第一调节器的第一调节回路和一具有第二调节器的第二调节回路，其中，所述调节器构造 用于，分别调节马达的状态参量，例如马达力矩或马达转速。在此，所述第二调节器根据本 发明如此布置，使得其信号技术地布置得比所述第一调节器更靠近马达。也就是说，从所述 第二调节器至马达的信号运行时间比从所述第一调节器至马达的信号运行时间更短。由此 可以至少使所述第二调节器更快地对马达的动态的状态变化做出反应，从而总体上出现明 显更少的调节振荡。
[0006] 根据本发明的调节装置优选包括一单元，该单元根据由所述第一调节器输出的第 一信号参量和由所述第二调节器输出的第二信号参量形成一合成的信号参量。所述单元可 以例如包括一求和器。由所述第一和所述第二调节器输出的信号参量-或者必要时还有从 中导出的参量-在该情况下被求和。
[0007] 所述第一和所述第二调节器优选以如下方式布置，使得所述第二信号参量到所述 单元的信号运行时间比所述第一信号参量到所述单元的信号运行时间更短。因此，所述第 二调节器信号技术地比所述第一调节器"更靠近"马达，从而所述第二调节器具有更短的反 应时间。
[0008] 根据本发明的一种优选的实施方式，所述第二调节器与形成所述合成的信号参量 的单元直接连接。也就是说，在所述第二调节器和所述单元之间尤其不具有其它的信号处 理单元，例如数据总线或一其它的控制装置，而是优选仅具有一简单的数据导线。由此在所 述第二调节器的调节回路中的信号运行时间明显比在所述第一调节器的调节回路中的信 号运行时间更短。
[0009] 相反，所述第一调节器与所述单元优选经由至少一个信号处理单元、例如数据总 线和/或至少一个中间连接的控制设备连接。
[0010] 根据本发明的调节装置优选包括一换流器，其从所述合成的信号参量中产生一调 整参量，利用该调整参量最终操控马达。
[0011] 所述第一调节器优选是一力矩调节器并且所述第二调节器优选是一转速调节器。 [0012] 根据本发明的一种优选的实施方式，所述第一调节器集成在第一控制设备中，并 且所述第二调节器集成在第二控制设备中。在此，控制设备理解为具有一壳体和多个入口 和出口的电子结构单元。
[0013] 前述的用于形成所述合成的信号参量的单元优选同样集成在所述第二控制设备 中。
[0014] 此外，所述换流器优选也集成在所述第二控制设备中。
[0015] 所述第二控制设备优选连接在所述第一控制设备之后。在所述第一和所述第二控 制设备之间，可以例如中间连接至少一个其它的控制设备和/或数据总线。由所述第一控 制设备输出的信号在该情况下经由至少一个其它的控制设备或数据总线被传输到所述第 二控制设备上。因此，在所述第一调节器的调节回路中的信号运行时间比在所述第二调节 器的调节回路中的信号运行时间更长。
[0016] 根据本发明的一种特殊的实施方式，所述调节装置还包括一控制单元，其根据一 行驶状态确定，在哪个调节模式中进行马达的调节。作为可能的调节模式可以例如设置纯 力矩调节、纯转速调节和/或组合调节，多个调节器参与该组合调节中。在简单调节的情况 下，可以由所述控制单元对一调节器、例如转速调节器进行去激活。在组合调节的情况下， 优选所有参与的调节器的信号参量在形成所述合成的信号参量时予以考虑。
[0017] 所述第二调节器的调节器放大也可以根据行驶状态，例如根据行驶速度或马达转 矩来改变。以这种方式可以针对不同的行驶情形设定最佳的调节模式。
[0018] 在较低的车轮滑转的情况下-即车辆处于一稳定状态下-优选进行纯力矩调节。 所述转速调节器在该情况下是不激活的，或者其输出信号在形成所述合成的信号参量时不 被考虑。当在至少一个车轮上的车轮滑转超过了一预设的阈值时，优选执行一组合调节。因 此该调节可以在临界的行驶情形下相应地快速做出反应。单个的、由所述调节器输出的信 号参量可以根据行驶状态、例如实际的车轮滑转被不同地权衡或考虑。
[0019] 所述的用于设定所述调节模式的控制单元，或者该控制单元的至少一个部分，优 选集成在所述第二控制设备中。
[0020] 所述第一调节器优选集成在一控制设备中，该控制设备负责行驶动态调节，例如 在一 ESP控制设备中。所述第二调节器优选集成在一其它的控制设备中，该控制设备信号 技术地更靠近马达。
[0021] 根据本发明的一种特殊的实施方式，所述调节装置包括一用于计算马达的额定转 速的装置。该装置优选安置在如下的控制设备中，在该控制设备中也包含了所述第一调节 器。
[0022] 所计算的额定转速优选经由一数据总线传输到所述第二控制设备上并且在那里 形成一调节差。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 下面参照附图举例详细阐释本发明。其中： 图1示出了根据本发明的一种实施方式的调节装置的方块图。
【具体实施方式】
[0024] 图1示出了根据本发明的用于调节马达1的装置的一种实施方式的方块图，该马 达在此是一电动机，其例如驱动一车辆的前车桥。
[0025] 所述调节装置在该例子中包括两个调节器3、5,即一转矩调节器3和一转速 调节器5,它们根据行驶状态单个地或共同地调节所述电动机1。在较低的车轮滑转 (Radschlupf)的情况下-即车辆处于一稳定状态下-优选进行一纯力矩调节。所述转速调 节器5在该情况下保持不激活。相反，当在至少一个车轮上的车轮滑转超过了一预设的阈 值时，优选执行一组合调节，其中，调整参量I-在该情况下所述马达运行电流-在考虑两个 调节器输出参量(信号参量Si和S 2)的情况下形成。相应的调节模式由一控制单元14控制， 该控制单元与所述第二调节器5连接并且所述第二调节器可选地激活或去激活，或者所述 第二调节器的调节器放大可以改变。
[0026] 所述力矩调节器3是第一调节回路15的部分，并且所述转速调节器是第二调节回 路16的部分。
[0027] 在所示的例子中所述调节装置包括两个控制设备2和4,它们经由一数据总线12 连接且因此信号技术地串联。所述力矩调节器3作为软件集成在所述第一控制设备2中， 并且所述转速调节器5作为软件集成在所述第二控制设备4中。
[0028] 所述第一控制设备2优选是如下的控制设备，其负责所述车辆的行驶动态调节， 例如ESP控制设备。
[0029] 两个调节器3、5,只要它们是激活的，则在它们的输出端输出一信号参量Si 和S2，所述信号参量被输送给一单元10,该单元从所述信号参量Si和S2中形成一合成 (resultierende)的信号参量S。因此，所述调节器输出端分别与所述单元10连接。
[0030] 在该例子中所述单元10是一求和器（Summenbildner)，其将两个信号参量Si和S2 求和。所合成的信号S最后被输送给一换流器6,该换流器将所述信号转换成一相应的电流 值I。
[0031 ] 所述单元10和所述换流器6在这里同样如所述第二调节器5那样集成在所述控 制设备4中。所述控制单元14同样位于所述控制设备4中。所述换流器6的输出端与所 述电动机1连接。
[0032] 所述力矩调节器3根据之前获知的额定马达力矩MS()11和一实际马达力矩来获知所 述第一信号参量Si。单个的力矩以已知的方式在考虑车轮转速n Kad的情况下被计算。所述 车轮转速nKad借助于转速传感器(未不出）来测量。
[0033] 所述转速调节器5根据之前获知的额定转速nM()tiS()11和一测量的实际转速n M()t来获 知所述第二信号参量s2。马达的额定转速nM(rt，S()11借助于一装置8来计算，该装置包含在所 述第一控制设备2中。所述额定转速最终经由所述数据总线12被传递到所述第二控制设 备4上。
[0034] 所述额定转速S()11可以例如根据 " 30 i〇 iG 4i ^ Mol, sol! - ~ V Rad, soil π ?Rad 计算，其中， iD表示车辆的差动变速器的传动比， ie表示与电动机1联接的车辆变速器的传动比， rKad表示被驱动的车轮的半径以及 VRad，S()11表示被驱动的车轮的平均的额定速度。
[0035] 为了形成用于转速调节的调节差，设置一单元13,其在此集成在所述第二控制设 备4中。所述调节差随后被输出到所述转速调节器5上。该转速调节器5可以例如是一 Η)Τ1调节器。针对所述P分量和D分量的调节器放大可以例如根据车辆速度和/或平均的 马达力矩来选择。
[0036] 为了确定所述调节模式，如前所述，设置一控制单元14,其根据行驶状态设定所述 调节模式。所述行驶状态在此由一单元9监控，该单元将一描述所述行驶状态的参量、例如 Zi或Z2，经由所述数据总线12输出到所述控制单元14上。所述单元9获知例如被驱动的 车轮的实际的车轮滑转，并且当所述车轮滑转小于一预设的阈值-即该车辆处于一稳定的 行驶状态下_，则产生一信号Z1，并且当所述车轮滑转大于一预设的阈值时-即该车辆处于 一不稳定的行驶状态下-，则产生一信号Z2。
[0037] 在稳定的行驶状态下，优选执行一纯力矩调节。相反，在不稳定的行驶状态下，在 两个调节器3、5的参与下执行一组合调节。通过如下方式，即所述转速调节回路16中的反 应时间明显小于所述力矩调节回路15中的反应时间，总体上实现了所述调节偏差的更快 的拆除，且此外导致了调节回路中的更少的调节振荡（Regelschwingungen)。
【权利要求】
1. 用于调节马达（1)的装置，具有第一调节回路（15)和第二调节回路（16)，所述第一 调节回路包括第一调节器（3)，所述第二调节回路包括第二调节器（5)，其中，所述调节器 (3、5)构造用于，分别调节所述马达（1)的状态参量，其特征在于，所述第二调节器（5)信号 技术地布置得比所述第二调节器（5 )更靠近所述马达（1)。
2. 按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一和所述第二调节器（3、5)输出第 一或第二信号参量（Sp S2)，并且设置一单元（10)，所述单元根据所述第一和第二信号参量 (Sp S2)形成一合成的信号参量（S)。
3. 按照权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一调节器（3)和所述第二调节器 (5)以如下方式布置，使得所述第二信号参量（S2)到所述单元（10)的信号运行时间比所述 第一信号参量（SJ到所述单元（10)的信号运行时间更短。
4. 按照权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述第二调节器（5)与所述单元（10) 直接连接。
5. 按照权利要求2至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一调节器（3)与所述 单元（10)经由至少一个信号处理单元（12)连接。
6. 按照权利要求2至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一调节器（3)与所述 单元（10)经由至少一个数据总线（12)和/或至少一个中间连接的控制设备连接。
7. 按照前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，设置一换流器（6)，所述换 流器根据所述合成的信号参量（S)产生调整参量（I)，利用所述调整参量来操控所述马达 (1)。
8. 按照前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一调节器（3)集成在 第一控制设备（2)中并且所述第二调节器（5)集成在第二控制设备（4)中。
9. 按照权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二控制设备（4)连接在所述第一控 制设备（2 )之后。
10. 按照权利要求9所述的装置，其特征在于，在所述第一和所述第二控制设备（2、4) 之间，中间连接至少一个其它的控制设备和/或数据总线。
11. 按照前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一调节器（3)是一力 矩调节器和/或所述第二调节器（5)是一转速调节器。
12. 按照前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，设置一控制单元（10)，所述 控制单元根据一行驶状态来确定，在哪个调节模式（ZpZ 2)中进行所述马达（1)的调节。
13. 按照权利要求12所述的装置，其特征在于，所述控制单元（10)布置在所述第二控 制设备（4)中。
【文档编号】B60L15/20GK104067183SQ201380007080
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年1月16日 优先权日:2012年1月30日
【发明者】A.埃尔班 申请人:罗伯特·博世有限公司