用于对传感器进行电压供给的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于对传感器进行电压供给的装置，所述传感器检测驱动元件的位置或者由驱动元件驱动的执行机构(stellglied)的位置，其中所述传感器通过第一连接线路至少间接地与控制器相连接，并且其中用于操控驱动元件的控制器的功率级通过第二连接线路与所述驱动元件相连接。
[0002]本发明还涉及一种用于对传感器进行电压供给的方法，在该方法中有待供给的传感器检测驱动元件的位置或者由所述驱动元件驱动的执行机构的位置，其中将所述传感器的、为进行传输而被转换的传感器信号传输给控制器，其中所述控制器的调节器(Controller)如此控制功率级，使得该功率级提供用于控制驱动元件的、多相的功率输出信号，所述功率输出信号通过第二连接线路被传输给所述驱动元件。
【背景技术】
[0003]将由控制器产生的电的控制信号或者控制指令转换为机械运动或者其他物理参量的变换器(Wandler)或者驱动元件也被称为执行器。
[0004]这样的执行器通常是调整电路中的执行机构。为了检测所述执行器的当前的境况或者位置，所述执行器与相应的传感器相耦合。将借助于这些传感器来产生的传感器信号转换为模拟的或者数字的信号，其中所转换的信号与执行器的被检测的境况或者位置相一致并且被输出给控制器。为了进行这种输出，所述执行器多数具有用于使所转换的信号与用来传输给所述控制器的传输协议相匹配的、模拟的或者数字的接口。
[0005]对于这样的、具有带有位置反馈的驱动元件并且由远离的控制器(E⑶)来运行的执行器来说，根据现有技术，作为用于所述驱动元件(电机)的两个或者三个线路的补充，用于对用来位置反馈的传感器进行电压供给的和用于信号传输的其他线路是必要的。在此可以使用模拟的以及数字的、具有不同的测量原理(比如电阻式的/霍耳传感器)的位置传感器。
[0006]不取决于此地，在任何情况下，额外的、作为在控制器与所述传感器本身之间的电压供给线路的线路都是必要的，通过所述线路向所述传感器比如供给5伏特的工作电压。
【发明内容】
[0007]相对于此，根据本发明的、具有独立权利要求1所述特征的装置具有以下优点:通过电机线路在所述执行器上供使用的电压被用于为传感器提供工作电压。由此可以取消处于控制器与传感器本身之间的、用于对所述传感器进行电压供给的线路。借助于电压调节器，由两个或者三个加载(anliegend)在电机线路上的电压提供为了对所述传感器进行供电所需要的运行电压，比如5伏特的TTL电压。作为替代方案，也可以在所述电压调节器的位置处使用直流变压器，其中这个直流变压器比如作为所谓的降压斩波器来工作。在要求电压应该高于比加载在电机线路上的电压时，还考虑作为所谓的升压斩波器的工作原理。
[0008]因为所述电机线路的电位以用于进行位置测定的传感器的地电位(接地)为参照，所以所述电机线路的电位在这该设计方案中可以通过二极管来截取，并且由此提供用于所述电压调节器的输入电压。
[0009]所述电压调节器或者直流变压器产生必要时通过附加布线来进行平滑处理的TTL电压UB，该TTL电压仏作为供电电压被提供给所述传感器。
[0010]通过在从属权利要求中所列举的措施可以实现在独立权利要求中所说明的装置的有利的拓展方案和改进方案。
[0011]特别有利的是，所述电压调节器或者直流变压器的第一电压接头通过多个二极管分别与第二连接线路的一条电机线路相连接，其中所述二极管的阴极接头分别与所述第一电压接头相连接。所述电压调节器或者直流变压器的第二电压接头与接地线相连接，从而在所述第一与第二电压接头之间加载着在输入侧加载在所述电压调节器或者直流变压器上的、脉动的直流电压。接下来的说明还仅仅涉及具有电压调节器的一种实施方式，其中也总是可以取代所述电压调节器而使用直流变压器。
[0012]电压调节器也可以以有利的方式向多个布置在执行器中的传感器供给产生的工作电压UB。
[0013]此外，有利的是，所述传感器拥有用于对由所述传感器提供的传感器信号进行处理的机构。因此，比如可以将由所述传感器产生的电流转换为电压。此外，通常将由所述传感器产生的、模拟的测量变量转换为数字的数值。通过所述机构还实现所述数字的数值与用于传输给所述控制器的传输协议相匹配。
[0014]同样有利的是，给所述电压调节器配备用于对所产生的工作电压仏进行平滑处理的机构。因为所述传感器多数产生小的电压或者电流作为传感器信号，所以应该符合所给定的、关于所述工作电压的稳定性及波动性的要求，以便不会由于工作电压波动而歪曲所述传感器信号。通过所述工作电压UB的小的波动性来满足这些要求。
[0015]根据本发明的、具有独立权利要求6所述特征的方法具有以下优点:借助于电压调节器从处于两条或者三条电机线路上的、为了操控所述驱动元件而提供的电压中推导出对于所述传感器来说所需要的工作电压，并且由此取消了在现有技术中必要的、用于对所述传感器进行电压供给的、在所述传感器与所述控制器之间的线路。
[0016]优选借助于脉冲宽度调制(PWM)来调节所述电机线路上的电压，其中通过所述控制器的输出级来交替地将供电电压(12V)或者地电位(0V)接入到所述电机线路上。通过对所述两种电位的时间上的划分，可以通过调制在平均值中调节任意的电压值。
[0017]所述电压调节器可以以有利的方式用加载在该电压调节器上的输入侧的脉动的直流电压来运行。为此，在所述电压调节器的第一电压接头与各一条电机线路中间引入了多个二极管。加载在所述电机线路上的电压在超过二极管的二极管-导通电压(Durchlassspannung)之后通过相应的二极管被接入到所述电压调节器的第一电压接头上，其中在所述第一电压接头上产生具有变化的幅度的直流电压。
[0018]此外，有利的是，在降低所述工作电压仏的波动性的情况下将其提供给所述传感器，以避免歪曲所述传感器信号。
[0019]同样有利的是，在利用平顶调制(FlatTop-Modulat1n)的情况下在所述电机线路上产生多相的功率输出信号。在进行这种调制时，在每个时刻在所述三条电机线路之一上接入比如12伏特的电压。这样通过所述二极管和所述电压调节器就可以保证不中断地为所述传感器提供工作电压，其中所述电机的可操控性或其力矩演变没有受到损害。
[0020]特别有利的是，还针对所述功率级不起作用或者有故障的情况向用于电压调节的机构或者用于直流变压的机构提供用于产生用于所述传感器的、稳定的工作电压UB的输入电压。比如在故障情况下规定，通过断开所述功率级的半导体开关来停用所述功率级，其中不再提供用于控制驱动元件的、多相的功率输出信号。为了保证在这种情况下也可以通过所述传感器检测驱动元件的位置或者由所述驱动元件来驱动的执行机构的位置，将高阻抗的电源接入到所述第二连接线路上。
[0021]可以以有利的方式借助于专门为此设立的、包含能够在数据处理装置上执行的程序代码的计算机程序来实施用于对传感器进行电压供给的方法的步骤。
[0022]此外，有利的是，将所述计算机程序保存在机器可读的存储介质上。
[0023]用于对传感器进行电压供给的装置为此可以包括用于执行程序代码的处理器比如作为数据处理装置。为了保存所述程序代码，所述装置配备了非易失性的存储介质(Speichermittel)，比如 R0M(Read Only Memory)nEPR0M(Electrical Programmable ReadOnly Memory)、EEPROM (Electrically Erasable PROMs)或者闪存 EEPR0M。所述存储介质为了传输数据、比如程序代码而与所述处理器相连接。
【附图说明】
[0024]本发明的实施例在附图中示出并且在下面的描述中进行详细解释。在附图中:
图1示出了根据现有技术的、具有驱动元件和设有BLDC电机的位置传感器的执行器，
还示出了 6个引脚(pins);
图2示出了根据现有技术的、具有驱动元件和设有DC电机的位置传感器的执行器；
图3示出了具有伺服驱动装置和设有BLDC电机的位置传感器的执行器，所述BLDC电机具有根据本发明的电压供给机构；
图4示出了具有伺服驱动装置和设有DC电机的位置传感器的执行器，所述DC电机具有根据本发明的电压供给机构；
图5是B6电桥(BLDC)中的半导体开