阅读说明：本技术 用于将促动器设备的促动器运动到额定位置中的方法和设备以及促动器设备 (Method and device for moving an actuator of an actuator device into a nominal position, and actuator device ) 是由 费利克斯·博克曼 于 2018-05-16 设计创作，主要内容包括：本方案涉及一种用于将促动器设备(100)的促动器(115)运动到额定位置(200)中的方法,其中,促动器设备(100)包括至少一个马达(105)、传动装置(110)和促动器(115)。方法包括至少一个确定的步骤、获知的步骤、识别的步骤和产生的步骤。在确定的步骤中,通过使用马达电压(205)、马达电流(210)和马达温度(215)来确定马达(105)的转速(202)。在获知的步骤中,通过使用转速(202)和传动装置(110)的传动比因数来获知促动器(115)的速度(225)。在识别的步骤中,通过使用速度(225)和行进时间(230)来识别促动器(115)的经更新的位置(235)。在产生的步骤中,产生控制信号(135),控制信号被构造成用于通过使用经更新的位置(235)引起将促动器(115)运动到额定位置(200)中。(The present disclosure relates to a method for moving an actuator (115) of an actuator system (100) into a target position (200), wherein the actuator system (100) comprises at least one motor (105), a gear (110) and the actuator (115). The method comprises at least one of the steps of determining, learning, identifying and generating. In the determining step, a rotational speed (202) of the motor (105) is determined by using the motor voltage (205), the motor current (210), and the motor temperature (215). In the learning step, the speed (225) of the actuator (115) is learned by using the rotational speed (202) and a gear ratio factor of the transmission (110). In the identifying step, an updated position (235) of the actuator (115) is identified by using the speed (225) and the travel time (230). In the generating step, a control signal (135) is generated, which is configured to cause the actuator (115) to be moved into the setpoint position (200) by using the updated position (235).)

用于将促动器设备的促动器运动到额定位置中的方法和设备 以及促动器设备

技术领域

本发明涉及一种用于将促动器设备的促动器运动到额定位置中的方法和设备，以及一种具有相应的设备的促动器设备。

背景技术

在经由传动装置与直流马达联接的促动器中，通过传动装置将永久激励的直流马达的转动运动转换为促动器的平移的调节运动。为了保持传感器技术的低耗费，使用分立信号来进行对促动器的位置检测。在此仅感测促动器是否处在目标位置还是处在起始位置。

发明内容

在此背景下，本方案提供了一种改进的根据独立权利要求的用于将促动器设备的促动器运动到额定位置中的方法和设备以及具有改进的设备的促动器设备。由从属权利要求和下面的描述得到有利的设计方案。

此处提出的方法有利地能够实现的是，通过使用能简单地感测的形式为马达电压，马达电流和马达温度的马达变量来重构与马达联接的促动器的当前位置，以此能够实现将促动器运动到额定位置中。

用于将促动器设备的促动器运动到额定位置中的方法，其中，促动器设备包括至少一个马达、传动装置和经由传动装置与马达联接的促动器，该方法包括以下步骤：

通过使用马达电压、马达电流和马达温度来确定马达的转速；

通过使用该转速和传动装置的传动比因数来获知促动器的速度；

通过使用该速度和行进时间来识别促动器的经更新的位置；并且

产生驱控信号，该驱控信号被构造成用于通过使用经更新的位置引起促动器运动到额定位置中。

马达电压可以代表经由通向电压传感器的接口读入的电压信号。马达电流可以代表经由通向电流传感器的接口读入的电流信号。马达温度可以代表经由通向温度传感器的接口读入的温度信号。根据不同的实施例，马达温度可以是马达的外部温度或内部温度。马达的转速可以涉及马达的轴的转动运动。促动器的速度可以由经由传动装置传递到促动器的马达轴的转动运动所导致。经更新的位置可以被理解为促动器的当前位置。在此可以假定促动器的起始位置是已知的。行进时间可以代表从起始位置开始的行进时间。在产生的步骤中产生驱控信号，驱控信号被构造成用于通过使用经更新的位置引起促动器运动到额定位置中。驱控信号可以例如是控制电压、控制电流或用于驱控调节马达的运行的调节器的驱控信号。通过在此提出的方法，可以通过使用所描述的马达变量来检验促动器处于何处。由此出发，促动器可以随后运动到额定位置处。为此，可以使用简单的调节回路。

因此，方法可以具有比较的步骤，该比较的步骤例如能在产生的步骤之前实施，其中，在比较的步骤中执行额定位置与经更新的位置之间的比较。然后可以有利地通过使用比较的比较结果来确定用于控制马达的控制信号。例如，在比较的步骤中，可以执行经更新的位置与额定位置之间的减法运算，以确定控制信号，该控制信号有利地被构造成用于通过使用显示经更新的位置与额定位置之间的差的比较结果来运动促动器。

在识别的步骤中，例如可以通过将促动器的速度关于行进时间进行积分来识别经更新的位置。

根据在此提出的方法的有利的实施方式，在确定的步骤中可以通过使用特征曲线族来确定转速。例如，转速可以借助特征曲线族来确定，该特征曲线族可以以存储的数字式的表格的形式存在。因此，可以借助特征线快速且简单地配属转速。因为马达温度并非总是可精确测量到的，所以在此根据所要求的温度范围足以区分高温和低温，并与此相应地缩小特征曲线族。因此，根据实施方式，马达温度可以具有仅包括两个值的值范围。

例如，在确定的步骤中，可以首先通过使用马达电流、马达温度和另外的特征曲线族来确定中间转速，其中，可以通过使用中间转速、马达电压和修正因数来确定转速。可以将临时确定的转速理解为中间转速。修正因数在此可以代表测量到的电压和设计电压的商。该修正因数被用于降低复杂性，从而例如仅需在一个电压的情况下测量或刺激另外的特征曲线族。

在产生的步骤中可以产生控制信号，控制信号被构造成用于向马达提供用于将促动器移位到额定位置的电压，马达经由传动装置与促动器联接。

设备被构造成用于在相应的单元中驱控和/或实施所述变型方案中任一项的方法的步骤。

该设备可以是如下电器件，其处理例如传感器信号的电信号，并且依赖于此地输出控制信号。设备可以具有一个或多个合适的接口，接口可以以硬件和/或软件方式构造。在硬件方式的构造中，接口可以例如是其中实施了设备的功能的集成电路的一部分。接口也可以是自己的集成的开关电路，或者至少部分地由分立的结构元件构成。在软件方式的构造中，接口可以例如是在其他软件模块旁边地存在于微控制器上的软件模块。

促动器设备具有至少一个马达、传动装置和促动器，其中，马达经由传动装置与促动器联接。此外，促动器设备具有前文刚提出的设备，该设备被构造成用于产生用于马达的控制信号。

具有程序代码的计算机程序产品也是有利的，程序代码可以存储在诸如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器的机器可读入的载体上，并且当程序在计算机或设备上实施时被用于执行根据上述实施方案中任一项的方法。

附图说明

在此提出的方案的实施例在附图中示出，并且在下文描述中详细解释。其中：

图1示出根据实施例的促动器设备的示意图；

图2示出根据实施例的促动器设备的示意图；

图3示出根据实施例的用于将促动器设备的促动器运动到额定位置中的设备的示意图；

图4示出根据实施例的设备的示意图；和

图5示出根据实施例的用于将促动器设备的促动器运动到额定位置中的方法的流程图表。

在本发明的优选实施例的以下描述中，对于在不同的附图中示出的并且作用类似的元件使用相同的或类似的附图标记，其中省去对这些元件的重复描述。

具体实施方式

图1示出了根据实施例的促动器设备100的示意图。促动器设备100具有至少一个马达105、传动装置110、促动器115和设备120。马达105经由传动装置110与促动器115联接。传动装置110被构造成用于将马达105的转动运动125转换为促动器115的线性运动130。根据此实施例中，传动装置110与马达105的轴132联接。

设备120被构造成用于产生用于马达105的控制信号135。控制信号135被构造成用于如下这样地控制马达105的运行，即，使促动器115从当前位置运动到额定位置中。

图2示出了根据实施例的促动器设备100的示意图。促动器设备可以是图1中描述的促动器设备100。

为了将促动器115运动到额定位置200中，设备120被构造成用于通过使用马达电压205、马达电流210和马达温度215来确定马达105的转速202。为此，根据本实施例的设备120是位置重构装置220，其被构造成用于读入相应的信号，这些信号根据实施例由或已经由马达电压传感器、马达电流传感器和温度传感器感测并且提供。

此外，设备120、根据此实施例又是设备120的位置重构装置220被构造成用于通过使用转速202和传动装置110的传动比因数来获知促动器115的速度225，例如促动器115的直线运动的速度225。通过使用速度225和行进时间230，使设备120被构造成用于识别促动器115的经更新的位置235。为此，根据此实施例，位置重构装置220读入代表行进时间230的信号。通过使用经更新的位置235，使设备120被构造成用于产生控制信号135，该控制信号被构造成用于引起促动器115运动到额定位置200中。根据此实施例，设备120为此具有调节器装置245，该调节器装置被构造成用于将控制信号135输出给马达105。

可选地，根据此实施例的设备120还具有比较装置250，比较装置被构造成用于事先执行额定位置200与经更新的位置235之间的比较。为此，比较装置250读入相应的信号，并且通过使用比较的比较结果来确定控制信号135。例如，可以从存储设备读出代表额定位置200的信号。代表经更新的位置235的信号可以由位置重构装置220提供。

根据此实施例，调节器装置245产生控制信号135，该控制信号将用于使促动器115移位到额定位置200中的电压提供给马达105，该马达经由传动装置110与促动器115联接。

可以连续实施由设备120实施的步骤，从而可以连续地确定当前的经更新的位置235，并且可以用于使促动器跟踪到额定位置200中。例如，可以确定符合现实情况的经更新的位置235，直至最后确定的经更新的位置235与额定位置200一致。

在下文中，再次以另外的表述方式描述促动器设备100和设备120的实施例：

在此提出的设备120被构造成用于驱控或执行用于从测量到的马达变量重构平移的促动器位置的方法。

与分别从特征线地由电压获知马达的转速和/或由电流获知马达的转矩的设备不同，此处提出的设备120从由马达电流210和马达电压205的组合以及附加地还从马达温度215来获知转速202。将该转速202以传动装置110的传动比进行换算。系统以具有行进时间230形式的时间测量来得到扩展，通过该时间测量能够实现的是，通过关于时间进行积分来从速度225获知经更新的位置235。

有利地，设备120因此考虑了马达表征(特性线)的对温度依赖性。因此，不仅检测了与转速成比例的信号，而且还进行了对马达运行点的明确检测。此外进行了时间测量，这是用于获知经更新的位置235的基础。此外还考虑了传动装置110的传动比和到平移运动的转换。

产品涉及促动器115，促动器115经由传动装置110将永久激励的直流马达105的转动运动转换为平移的调节运动。为了保持传感器技术的较少耗费，经常使用分立的信号进行位置检测。因此，仅感测了促动器115是否处于目标位置还是处于起始位置中。

为了使此处所示的促动器设备100可调节，位置和/或速度225被连续地获知。调节在精度和声学方面提供了优点。因为负载未知并且也不恒定，所以在所公知的系统中控制通常不是最优的。从可简单获知的马达电流210、马达电压205和马达温度215的变量，可以通过在此提出的设备120经由特征线来获知瞬时转速202。由此，又可以经由传动比和关于时间的积分来获知形式为经更新的位置235的当前位置。

因此，此处提出的方案描述了一种能够通过设备120实现的方法，该方法被用于从形式为马达电流210、马达电压205和马达温度215的待测量的变量来重构速度225和/或促动器115的位置。

基本事实情况可以描述如下：通过电压和温度得到明确的速度转矩特征线。马达电流210与转矩成比例。现在，允许明确地确定速度-转矩特征线上的当前运行点，转速202被明确配属。简言之，针对由电压、电流和温度构成的每种组合，可以将马达转速明确配属。这借助具有三个所述输入变量的特征曲线族被使用。为此也参见图3。

附加地，经由也可以被称为促动器传动装置的传动装置110的传动比、根据此实施例在特殊情况中是正齿轮级的传动比以及螺杆的导程来获知促动器115的平移部分的速度225。此外，系统还包含有在施加电压期间从起始时刻开始的时间测量。现在可以将速度225关于时间进行积分，这是因为已知了促动器115中的起始位置，由此可以推断出形式为经更新的位置235的当前位置。如在此图中所示的调节回路中，此变量现在被用于位置调节。由于不精确的测量/不精确的特性线，使得重构的信号也可能变得不准确。但是，对于叠加的调节来说，这提供了足够的精度。与二元的目标位置和起始位置检测相结合地，可以通过修正来精确逼近目标位置。因为也获知了速度225，因此该速度也可被用作调节变量。

图3示出了根据实施例的用于将促动器设备的促动器运动到额定位置中的设备120的示意图。该设备可以是图2中描述的设备120。

根据此实施例，设备120通过使用已经在图2中所述的特征曲线族300来确定转速220。根据实施例，特征曲线族300是预先确定的并且被存储在例如存储装置中。此外，设备120通过在积分装置310中进行的速度225关于行进时间230的积分来识别经更新的位置235。为了从转速202确定速度225，使用传动比因数315，该传动比因数涉及传动装置的传动比。

从马达电压205、马达电流210和马达温度215这三个替代变量获知转速202可以以不同方式实现，为此参见此图和图4。马达温度215经常测量不准确。例如，根据所要求的温度范围，足以区分高温和低温，并且与之相应地缩小特征曲线族300。速度-转矩特性线与马达电压205成比例。

图4示出了根据实施例的用于将促动器设备的促动器运动到额定位置中的设备120的示意图。在此，该设备可以是图2中描述的设备120。

根据此实施例，设备120通过使用马达电流210、马达温度215和另外的特征曲线族400来确定中间转速，其中，通过使用中间转速、马达电压205和修正因数405来确定转速202。根据实施例，特征曲线族400是预先确定的，并且例如存储在存储装置中。

可以形成修正因数405以用于降低复杂性，并且该修正因数代表了测量到的电压除以设计电压。根据实施例，修正因数405是预先确定的。因此，仅需要在一个电压的情况下测量或模拟特征曲线族400。

图5示出了根据实施例的用于将促动器设备的促动器运动到额定位置中的方法500的流程图表。该促动器设备可以涉及图1至图2之一中描述的促动器设备。方法500可以由在图1至图4之一中描述的设备之一执行和/或驱控。

方法500包括至少一个确定的步骤505、获知的步骤510，识别的步骤515和产生的步骤520。在确定的步骤505中，通过使用马达电压、马达电流和马达温度来确定马达的转速。在获知的步骤510中，通过使用转速和传动装置的传动比因数来获知促动器的速度。在识别的步骤515中，通过使用速度和行进时间来识别促动器的经更新的位置。在产生的步骤520中产生控制信号，控制信号被构造成用于通过使用经更新的位置引起促动器运动到额定位置中。

下面描述的实施例和附加的比较的步骤525是可选的。

根据此实施例，在确定的步骤505中通过使用特征曲线族来确定转速。为此，根据此实施例，在确定的步骤505中通过使用马达电流、马达温度和另外的特征曲线族来确定中间转速，其中，通过使用中间转速、马达电压和修正因数来确定转速。

根据此实施例，在识别的步骤515中，通过将速度关于行进时间进行积分来识别经更新的位置。

在产生的步骤520中产生控制信号，控制信号被构造成用于向经由传动装置与促动器联接的马达提供用于将促动器移位到额定位置中的电压。

此外，根据此实施例的方法500包括比较的步骤525，其中，执行额定位置与经更新的位置之间的比较，其中，通过使用比较的比较结果来获知用于控制马达的控制信号。

如果实施例在第一特征和第二特征之间包括“和/或”作为连接词，那么这就可以如此理解，即，该实施例根据实施方式不仅具有第一特征而且也具有第二特征，并且根据另一实施方式要么只具有第一特征要么只具有第二特征。

附图标记列表

100 促动器设备

105 马达

110 传动装置

115 促动器

120 设备

125 转动运动

130 直线运动

135 控制信号

200 额定位置

205 马达电压

210 马达电流

215 马达温度

220 位置重构装置

225 速度

230 行进时间

235 经更新的位置

245 调节器装置

250 比较装置

300 特征曲线族

310 积分装置

315 传动比因数

400 另外的特征曲线族

410 修正因数

500 用于将促动器设备的促动器运动到的额定位置中的方法

505 确定的步骤

510 获知的步骤

515 识别的步骤

520 产生的步骤

525 比较的步骤