本發(fā)明涉及一種用于啟動電子換向的、無電刷的汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī)(驅(qū)動電機(jī))、特別是流體泵的直流電機(jī)的方法。此外,本發(fā)明涉及一種具有用于啟動汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī)的裝置的汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī)。
背景技術(shù):
汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī),特別是BLDC電機(jī)或EC電機(jī)是充分已知的。這樣的驅(qū)動電機(jī)通常包括具有至少一個(gè)定子線圈的電機(jī)定子和具有至少一個(gè)永久磁體的或永磁的電機(jī)轉(zhuǎn)子,其中,定子線圈能借助控制電子器件和功率電子器件以預(yù)定的線圈電壓和預(yù)定的恒定的啟動旋轉(zhuǎn)頻率通電,以產(chǎn)生用于驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)勵磁場或旋轉(zhuǎn)磁場。通過以特定模式給定子線圈或多個(gè)定子線圈通電,可以例如由多相的和/或多股的以星形電路或三角電路構(gòu)造的線圈系統(tǒng)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,通過其可以“帶動”或驅(qū)動永磁的電機(jī)轉(zhuǎn)子。線圈的該有針對性的通電或線圈電壓的換向通過有針對性地切換功率半導(dǎo)體進(jìn)行。
在此,線圈電壓應(yīng)當(dāng)被理解為電壓脈沖或有效電壓,其通過例如以幾kHz的頻率按照占空因數(shù)對直流供電電壓進(jìn)行時(shí)鐘控制(Taktung)而產(chǎn)生。占空因數(shù)在此說明了周期性控制的接通時(shí)間或控制脈沖與周期持續(xù)時(shí)間的比率,并且由此確定能夠通過這種方式施加到定子線圈的有效電壓。時(shí)鐘控制借助控制電子器件和/或功率電子器件進(jìn)行。由此,為了按照脈寬調(diào)制以可變功率來控制驅(qū)動電機(jī),控制電子器件可以以特定的占空因數(shù)控制功率電子器件。例如控制以22/250的起始占空因數(shù)開始,這相應(yīng)于供電電壓的大約10%。由此,例如12伏特的直流供電電壓可以被時(shí)鐘控制為施加到線圈的低得多的有效電壓,也就是1.2伏特。最大線圈電壓可以通過由功率電子器件將直流供電電壓未時(shí)鐘控制地傳輸?shù)蕉ㄗ泳€圈來實(shí)現(xiàn)。
為了啟動或起動驅(qū)動電機(jī),需要將旋轉(zhuǎn)磁場調(diào)諧到電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置或運(yùn)動。為此可以要么借助傳感器地要么無傳感器地,例如通過在定子線圈中反向感應(yīng)出的電壓來確定轉(zhuǎn)子位置。但是這樣的測量通常在電機(jī)轉(zhuǎn)子靜止或速度極低的情況下由于反向感應(yīng)出的信號極小而失效,如其在啟動汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī)時(shí)出現(xiàn)的那樣。因此,對于轉(zhuǎn)子位置的識別,通常需要最大轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的大約10%的最小轉(zhuǎn)速。
因此在已知的方法中為了啟動這樣的驅(qū)動電機(jī),至少直至最小轉(zhuǎn)速,以規(guī)定的、通常極高的起始電壓值給定子線圈通電,以便在所有可能的情況下確保電機(jī)轉(zhuǎn)子的啟動。特別是關(guān)于會影響轉(zhuǎn)子啟動的邊界條件,如溫度、負(fù)載或摩擦,對于起動過程預(yù)先給定這種高的線圈電壓,從而產(chǎn)生大的磁力場,使得僅當(dāng)存在電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械閉鎖時(shí),電機(jī)轉(zhuǎn)子不會啟動。在所有其它情況下電機(jī)轉(zhuǎn)子都會啟動。
眾所周知,在電機(jī)轉(zhuǎn)子啟動之后,定子線圈一直不受調(diào)節(jié)地或“盲目地”根據(jù)剛性的模式方案或以定義的旋轉(zhuǎn)頻率來控制,直至電機(jī)轉(zhuǎn)子達(dá)到最小轉(zhuǎn)速,并且可以測量在線圈中反向感應(yīng)出的信號,以進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置識別,并且由此能夠無傳感器地采集轉(zhuǎn)子位置。從該時(shí)間點(diǎn)起,可以切換到受調(diào)節(jié)的換向運(yùn)行。
因此,在電機(jī)轉(zhuǎn)子從靜止轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)的第一起動階段和電機(jī)轉(zhuǎn)子達(dá)到最小轉(zhuǎn)速并且驅(qū)動電機(jī)由此可以轉(zhuǎn)入受調(diào)節(jié)的運(yùn)行的第二起動階段之間進(jìn)行區(qū)分。本發(fā)明僅涉及上面提到的第一起動階段。
從DE 199 36 755 A1公知一種用于啟動直流電機(jī)的方法,其中為了啟動電機(jī)轉(zhuǎn)子,根據(jù)剛性的模式“盲目地”控制定子線圈,其中,以高的線圈電壓給線圈通電,使得轉(zhuǎn)子(只要不存在轉(zhuǎn)子的閉鎖)在任何情況下都會啟動。然后無傳感器地借助在線圈中反向感應(yīng)出的電壓來采集轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動,從而可以通過微處理器調(diào)節(jié)線圈的通電。如果不能識別出轉(zhuǎn)子啟動,則電機(jī)停用。
但是用于啟動轉(zhuǎn)子的對線圈的這種強(qiáng)烈的過激勵的控制導(dǎo)致高的功率消耗(由于高的無功功率分量),由此最終降低了汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī)的效率。特別是在已經(jīng)在極小的線圈電壓下啟動的電機(jī)轉(zhuǎn)子施加的負(fù)載小或相對空轉(zhuǎn)的情況下,過激勵的控制導(dǎo)致功率損失或效率損失提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是,提供一種方法,其能夠?qū)崿F(xiàn)電子換向的、無電刷的汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī)的省能量的、有效且可靠的啟動或起動。此外提供一種裝置,利用其可以運(yùn)行這樣的方法。
按照本發(fā)明,上述技術(shù)問題的解決方案通過具有權(quán)利要求1的特征的方法以及通過具有權(quán)利要求8的特征的汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī)來實(shí)現(xiàn)。
按照本發(fā)明,用于啟動電子換向的、無電刷的汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī)的方法包括以下步驟:
以線圈電壓給定子線圈通電,該線圈電壓相應(yīng)于預(yù)定的第一起始值。該起始值或起始電壓值可以是最小的有效電壓值,在該電壓值下,雖然可以實(shí)現(xiàn)用于對齊或扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的第一脈沖,但是還不會啟動或帶動電機(jī)轉(zhuǎn)子。起始電壓值是可變的并且可以對于每個(gè)起動過程重新設(shè)置或調(diào)整。
施加在定子線圈上的線圈電壓或線圈電壓值相應(yīng)地以預(yù)定的電壓差值逐步提高。連續(xù)地且跳躍式地進(jìn)行逐步提高。逐步意味著,在兩個(gè)提高階段之間至少在一定時(shí)間內(nèi)電壓保持恒定。連續(xù)在此意味著,施加在線圈上的線圈電壓在兩個(gè)提高階段之間不下降到零,而是保持不間斷地施加,并且以特定的時(shí)間間隔跳躍式地提高預(yù)定的電壓差值。線圈電壓的逐步提高可以剛性地按照預(yù)定的模式進(jìn)行,例如依據(jù)時(shí)間,其中,對驅(qū)動電機(jī)的控制在該情況下“盲目地”進(jìn)行。隨著線圈電壓的提高,轉(zhuǎn)子可以開始轉(zhuǎn)變到所謂的“輪轉(zhuǎn)(Toggeln)”,其中電機(jī)轉(zhuǎn)子在兩個(gè)定子線圈之間來回運(yùn)動。在該狀態(tài)下,轉(zhuǎn)子是不穩(wěn)定的并且會由于電流增長而導(dǎo)致驅(qū)動電機(jī)的加熱。
在起動過程期間監(jiān)視或測量在功率電子器件中流動或流過功率電子器件的電流。在監(jiān)視電流時(shí),分別將第一電流值與第二電流值相比較。由此可以采集電流曲線和特別是電流曲線中的波動或跳變。電流曲線中的波動表示電流中的相對大的變化,并且可以作為電流上升對準(zhǔn)較大的電流的方向或者作為電流下降對準(zhǔn)較小的電流的方向。可以連續(xù)地在至少起動過程的時(shí)間段上進(jìn)行對電流的監(jiān)視,優(yōu)選在給定子線圈通電的整個(gè)時(shí)間段上進(jìn)行監(jiān)視。
在檢測到從第一電流值至較小的第二電流值下降了最小值的電流下降的情況下,電機(jī)轉(zhuǎn)子可能處于臨界點(diǎn)(Kipppunkt),并且開始跟隨借助線圈產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場并且在一個(gè)方向上執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。電流下降通過在線圈中反向感應(yīng)出的電壓實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)地,將下降了最小值的電流下降評價(jià)為轉(zhuǎn)子啟動的指示。電機(jī)轉(zhuǎn)子的啟動可以從所謂的“輪轉(zhuǎn)”開始或直接從電機(jī)轉(zhuǎn)子靜止開始實(shí)現(xiàn)。下降的電流的采集尤其通過第一電流值與第二電流值的比較進(jìn)行。在達(dá)到最小值或超過第一電流值與第二電流值之間的閾值的情況下才觸發(fā)電流下降的檢測。為此,可以進(jìn)行相應(yīng)地測量的電流值或電流差值與參考閾值的比較。優(yōu)選地借助電流監(jiān)視電子器件和/或控制電子器件進(jìn)行電流下降的檢測和/或比較。在檢測到的電流下降或轉(zhuǎn)子啟動的時(shí)間點(diǎn)施加的線圈電壓或線圈電壓值在此是所謂的啟動電壓。
在檢測到電流下降之后,結(jié)束逐步提高,并且隨后進(jìn)行另一個(gè)一次性提高,即所謂的安全提高,其將在結(jié)束時(shí)施加在定子線圈上的啟動電壓值提高預(yù)定的安全值。在安全提高之后,線圈電壓處于第一運(yùn)行電壓值,在該第一運(yùn)行電壓值下,電機(jī)轉(zhuǎn)子可以在不受調(diào)節(jié)的運(yùn)行中被驅(qū)動或者驅(qū)動電機(jī)可以在不受調(diào)節(jié)的運(yùn)行中運(yùn)行。預(yù)定的安全值優(yōu)選地是與前面為了逐步提高線圈電壓而預(yù)先給定的電壓差值不同的差值,特別地是比用于逐步提高的電壓差值更大的安全值。預(yù)定的安全值可以是特定于應(yīng)用的。
通過該方法,可以采集轉(zhuǎn)子啟動時(shí)的時(shí)間點(diǎn)和/或線圈啟動電壓值,并且使用由此獲得的信息來控制和調(diào)節(jié)汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī)。特別地,由此可以設(shè)置用于不受調(diào)節(jié)的運(yùn)行的第一運(yùn)行電壓,并且由此在具有匹配到運(yùn)行狀態(tài)的電機(jī)電壓的所有邊界條件下進(jìn)行驅(qū)動電機(jī)的起動,這可以明顯減少驅(qū)動電機(jī)在該階段的能量消耗。此外,通過采集電流下降可以唯一且可靠地確定,電機(jī)轉(zhuǎn)子是處于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中還是被閉鎖。此外,功率電子器件的部件和線圈在不受調(diào)節(jié)的運(yùn)行中的熱負(fù)荷更小。
優(yōu)選地,在線圈電壓安全提高到第一運(yùn)行電壓值之后,一直維持第一運(yùn)行電壓值,直至控制電子器件可以從不受調(diào)節(jié)的運(yùn)行切換為受調(diào)節(jié)的運(yùn)行。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子達(dá)到最小轉(zhuǎn)速,在該最小轉(zhuǎn)速下,在定子線圈中反向感應(yīng)出的信號對于轉(zhuǎn)子位置測量足夠大時(shí),可以切換到受調(diào)節(jié)的運(yùn)行。因此優(yōu)選地,一直在線圈上施加運(yùn)行電壓值,直至電機(jī)轉(zhuǎn)子升速到最小轉(zhuǎn)速。驅(qū)動電機(jī)然后可以在受調(diào)節(jié)的運(yùn)行中被驅(qū)動。替換地,在安全提高之后,線圈電壓的第一運(yùn)行提高可以提高預(yù)定的運(yùn)行電壓差值而提高到第二運(yùn)行電壓值,從而加速電機(jī)轉(zhuǎn)子的升速。在該過程中在達(dá)到轉(zhuǎn)子最小轉(zhuǎn)速之后也可以切換到受調(diào)節(jié)的運(yùn)行。
如果所監(jiān)視的流過功率電子器件的電流超過預(yù)定的最大值,則優(yōu)選結(jié)束線圈電壓的逐步提高和/或減小電壓值。在該情況下,可以將超過最大電流值評價(jià)為電機(jī)轉(zhuǎn)子閉鎖的征兆。
優(yōu)選地,在以起始電壓值給定子線圈通電之前,為了相對于定子線圈對準(zhǔn)電機(jī)轉(zhuǎn)子,向定子線圈施加測試電壓脈沖和/或定向電壓脈沖。在測試脈沖的情況下電機(jī)轉(zhuǎn)子優(yōu)選保持不動,在定向脈沖的情況下電機(jī)轉(zhuǎn)子優(yōu)選相對于定子線圈處于特定位置。特別地,轉(zhuǎn)子可以旋轉(zhuǎn)并對準(zhǔn)定子線圈的方向,從而也可以預(yù)先給定電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向。電機(jī)轉(zhuǎn)子在該情況下還不會進(jìn)行完全旋轉(zhuǎn)。
優(yōu)選地,在檢測到電流下降之后,存儲等于或大于啟動電壓值的至少一個(gè)存儲器電壓值。啟動電壓值是在檢測到電流下降或轉(zhuǎn)子啟動時(shí)施加在定子線圈上的電壓值。由此,可以存儲線圈電壓值,在該電壓值下(在存在相同的邊界條件的情況下)將會啟動電機(jī)轉(zhuǎn)子。存儲可以以數(shù)據(jù)輸入的形式在存儲器模塊中、例如在微處理器的主存儲器中進(jìn)行。除了對存儲器電壓值進(jìn)行存儲之外,還可以附加地存儲另外的電壓值,諸如初始的起始電壓和/或運(yùn)行電壓。此外,可以存儲邊界條件和/或其它數(shù)據(jù),特別是運(yùn)行時(shí)間點(diǎn)和/或運(yùn)行溫度。由此可以確定特定運(yùn)行點(diǎn)、也就是可靠的轉(zhuǎn)子啟動時(shí)間點(diǎn)的存儲器電壓值,并且例如為了維護(hù)和檢測目的和/或?yàn)榱酸槍﹄S后的起動過程使用而進(jìn)行存儲。
優(yōu)選地,在驅(qū)動電機(jī)的至少一個(gè)隨后的起動過程中讀取所存儲的存儲器電壓值和/或用作起始電壓值,從而以所存儲的存儲器電壓值進(jìn)行對于定子線圈的第一次通電。特別地,在存在相同的邊界條件、例如相同的溫度的起動過程中,使用存儲器電壓值作為起始電壓值。只要使用存儲器電壓值作為起始電壓,就可以對于至少一個(gè)步驟或?qū)τ谡麄€(gè)起動過程,逐步提高起始電壓。由此,起始電壓在一定的時(shí)間段內(nèi)施加在線圈上,由此電機(jī)轉(zhuǎn)子可以借助所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)動,特別是轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)。在一種實(shí)施中,對于驅(qū)動電機(jī)的整個(gè)不受調(diào)節(jié)的運(yùn)行,可以在定子線圈上保持施加所施加的相應(yīng)于存儲器電壓的起始電壓。
此外,存儲器電壓值的存儲可以用于調(diào)整驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)行特性曲線,例如U/f特性曲線。特別地,可以將確定的數(shù)據(jù)用于建立優(yōu)化的特性曲線族,其可以被用于隨后的起動過程。
按照本發(fā)明,具有帶有至少一個(gè)定子線圈的電機(jī)定子和帶有至少一個(gè)永久磁體或永磁的電機(jī)轉(zhuǎn)子的汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī),包括用于啟動汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī)的裝置。用于啟動的裝置包括至少一個(gè)功率電子器件、電流監(jiān)視電子器件和控制電子器件。
按照本發(fā)明,功率電子器件適用于,在定子線圈上施加具有可變的電壓值的線圈電壓。為此,功率電子器件可以由控制電子器件來控制。特別地,功率電子器件可以借助控制信號控制,使得施加在定子線圈上的線圈電壓值被提高,以產(chǎn)生用于啟動或加速轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場,或者替換地例如在采集到電流最大值的情況下線圈電壓值被減小或斷開。功率電子器件由此可以將在定義的值范圍內(nèi)可變地可設(shè)置的或時(shí)鐘控制的線圈電壓施加在定子線圈上。特別地,通過按照占空因數(shù)改變時(shí)鐘控制來改變線圈電壓。由此得到的、能夠施加在定子線圈上的有效電壓可以明顯小于功率電子器件的供電電壓。為此,功率電子器件可以具有至少一個(gè)功率半導(dǎo)體。值范圍可以構(gòu)造為從最小線圈電壓,例如用于對準(zhǔn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的測試電壓或定向電壓,直至驅(qū)動電機(jī)在滿載的情況下可以運(yùn)行的最大線圈電壓。在此,最大線圈電壓可以相應(yīng)于功率電子器件的供電電壓。
用于對流過功率電子器件的電流進(jìn)行監(jiān)視的電流監(jiān)視電子器件構(gòu)造為,用于檢測在功率電子器件上下降的電流或從第一電流值至較小的第二電流值的電流下降。為此,電流監(jiān)視電子器件可以具有電流傳感器或電流測量電路,利用其可以連續(xù)地采集流過功率電子器件的電流。在檢測到電流下降之后,電流監(jiān)視電子器件優(yōu)選地將信號輸出到控制電子器件。此外,可以將電流監(jiān)視電子器件集成到控制電子器件中。
為了控制和調(diào)節(jié)線圈電壓,控制電子器件與功率電子器件和電流監(jiān)視電子器件相連。由此,控制電子器件可以將功率電子器件控制為,使得施加、提高或減小施加在定子線圈上的線圈電壓。對功率電子器件的控制可以依據(jù)預(yù)定的信號進(jìn)行,例如用于啟動驅(qū)動電機(jī)的信號。此外,信號可以是通過電流監(jiān)視電子器件采集的電流的測量信號,從而控制電子器件依據(jù)電流來控制功率電子器件。控制電子器件例如可以在檢測到電流下降的情況下將功率電子器件控制為,使得結(jié)束線圈電壓的逐步提高;采集在線圈上施加的電壓值,特別是啟動電壓值;和將線圈電壓一次性地提高安全電壓值。為了控制功率電子器件,控制電子器件可以具有啟動模式發(fā)生器,用于產(chǎn)生和/或調(diào)整運(yùn)行特性曲線。特別地,控制電子器件可以構(gòu)造為微處理器。
在本發(fā)明的一種構(gòu)造中,設(shè)置存儲器讀取模塊,用于存儲和/或讀取至少一個(gè)線圈電壓值,特別是所謂的存儲器電壓值。由此,存儲器電壓值可以用于維護(hù)目的、分析目的或用于隨后的起動。存儲器讀取模塊可以是永久存儲器或臨時(shí)存儲器,諸如微處理器的主存儲器。存儲器讀取模塊可以適用于存儲多個(gè)電壓值或數(shù)據(jù)。
附圖說明
下面根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式參考附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
圖1示意性地示出了具有用于啟動驅(qū)動電機(jī)的裝置的汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī),
圖2示意性地示出了用于說明用于啟動汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī)的方法的流程圖,
圖3示意性地示出了在第一次啟動汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī)時(shí)關(guān)于電流-電壓曲線的曲線圖,
圖4示意性地示出了在隨后啟動汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī)時(shí)關(guān)于電流-電壓曲線的曲線圖。
具體實(shí)施方式
圖1示意性地示出了具有裝置10的汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī)1。驅(qū)動電機(jī)1具有電機(jī)定子2和電機(jī)轉(zhuǎn)子3。電機(jī)轉(zhuǎn)子3可以通過未示出的機(jī)軸與未示出的流體泵的未示出的泵輪連接。驅(qū)動電機(jī)1的定子2具有三個(gè)可通電的定子線圈21,轉(zhuǎn)子3具有帶有北極N和南極S的永久磁體31。為了對線圈21進(jìn)行控制或通電,驅(qū)動電機(jī)1具有帶有功率電子器件41的控制電子器件4,該功率電子器件適用于以定義的線圈電壓200和啟動旋轉(zhuǎn)頻率300給線圈21通電,其中,可設(shè)置線圈電壓值201、200a、202、200b、200c、203、204。可設(shè)置的線圈電壓值201、200a、202、200b、200c、203、204存儲在控制電子器件4的存儲器43中并且可以從那里調(diào)用。
特別地,施加在線圈21上的可變的線圈電壓200通過例如以幾kHz的頻率和預(yù)定的占空因數(shù)在功率電子器件41中對驅(qū)動電機(jī)1的供電電壓199進(jìn)行時(shí)鐘控制來實(shí)現(xiàn)。為此,控制電子器件4可以以特定的占空因數(shù)來控制功率電子器件41,例如控制以22/250的起始占空因數(shù)開始,這相應(yīng)于供電電壓199的大約10%。
在驅(qū)動電機(jī)1處設(shè)置電流監(jiān)視電子器件42,用于監(jiān)視540流過功率電子器件41的電流400。電流監(jiān)視電子器件42作為具有低歐姆測量電阻的電流測量電路構(gòu)造在電壓源和負(fù)載之間。電流400可以通過建立關(guān)系來確定。電流監(jiān)視電子器件42適用于,檢測在功率電子器件41上下降的電流或從第一電流值401至較小的第二電流值402的電流下降403。
為了控制功率電子器件41,控制電子器件4具有控制模式發(fā)生器模塊44,其適用于定義用于給線圈21通電的控制模式。控制電子器件4由此與功率電子器件41和電流監(jiān)視電子器件42連接,以便例如依據(jù)電流下降403的檢測541將功率電子器件41控制為,使得提高或減小施加在線圈21上的電壓值201、200a、202、200b、200c、203、204。
圖2示出了用于說明用于啟動101、102汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī)1的方法的流程圖,通過其可以識別轉(zhuǎn)子3的啟動。為此,在第一步驟519中,對定子線圈21施加定向電壓脈沖,以便電機(jī)轉(zhuǎn)子3對準(zhǔn)定子線圈21的方向。
在隨后的步驟520中,對定子線圈21施加具有預(yù)定的第一起始電壓值201的線圈電壓200。起始電壓脈沖201具有這樣小的值,即,使得轉(zhuǎn)子3本身還沒有開始旋轉(zhuǎn)。
在下一個(gè)步驟521中,將施加在線圈21上的電壓200提高預(yù)定的電壓差值200a。因此,施加在線圈21上的電壓200被提高了該電壓差值200a。電壓差值200a是預(yù)先給定的,并且在此存儲在存儲器43中并可以從那里調(diào)用。現(xiàn)在一直重復(fù)步驟521或?qū)㈦妷?00一直提高電壓差值200a,直至檢測到從第一電流值401至較小的第二電流值402的電流下降403。為此,在整個(gè)起動過程101、102期間,監(jiān)視540在功率電子器件41上流過的電流400。
在步驟541中進(jìn)行電流下降403的檢測。這例如可以通過連續(xù)地比較第一電流值401與隨后的第二電流值402來實(shí)現(xiàn)。在此,將處于第一電流值401和第二電流值402之間的電流差值400a與存儲在存儲器43中的閾值相比較。在超過所存儲的閾值時(shí),在控制電子器件4中產(chǎn)生用于控制功率電子器件41的信號。在電流下降403的瞬間啟動轉(zhuǎn)子3。
在本發(fā)明的該實(shí)施中,在檢測541到電流下降403時(shí)施加的電壓值202被存儲在存儲器43中。這在步驟530中進(jìn)行。在驅(qū)動電機(jī)1的隨后的起動過程102中,在步驟531中從存儲器43中讀取或調(diào)用存儲在存儲器43中的電壓值202并且作為起始電壓值201使用,可選地利用附加的安全余量。
可以對于不同的工作點(diǎn)執(zhí)行用于啟動轉(zhuǎn)子3的上述步驟的該過程,并且存儲在運(yùn)行特性曲線或運(yùn)行特性曲線族中,和/或在每個(gè)起動過程101、102中重新進(jìn)行。然后或在線圈電壓200提高預(yù)定的安全值200b而進(jìn)一步一次性地提高到第一運(yùn)行電壓值203之后,可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動電機(jī)1的功率消耗的最佳值,這在下一個(gè)步驟522中進(jìn)行。在第一運(yùn)行電壓203下,以不受調(diào)節(jié)的運(yùn)行來控制驅(qū)動電機(jī)1。在本發(fā)明的本實(shí)施中,然后還進(jìn)一步提高523線圈電壓200,直至驅(qū)動電機(jī)1可以轉(zhuǎn)入受調(diào)節(jié)的運(yùn)行。
圖3示出了在啟動101、102汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī)1時(shí)關(guān)于電流-電壓曲線的曲線圖。特別地,該曲線圖示出了施加在定子線圈21上的線圈電壓200以及在功率電子器件41處監(jiān)視的電流400的時(shí)間上的變化。明顯可以看出,線圈電壓200怎樣從起始電壓值201連續(xù)地相應(yīng)地提高電壓差值200a。電流400也隨著線圈電壓200的逐步提高而上升。在線圈電壓200達(dá)到啟動電壓值202的特定的點(diǎn)處,電流400突然下降并且開始保持在較低的水平上,或者(如在此所示出的)重新上升。該點(diǎn)是驅(qū)動電機(jī)1的臨界點(diǎn),其中轉(zhuǎn)子3開始跟隨借助線圈21產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場。
然后,線圈電壓200重新提高安全值200b而被提高到第一運(yùn)行電壓203,其中驅(qū)動電機(jī)1在不受調(diào)節(jié)的運(yùn)行下進(jìn)一步啟動。在該狀態(tài)下,轉(zhuǎn)子3可靠地跟隨旋轉(zhuǎn)磁場,該旋轉(zhuǎn)磁場由根據(jù)預(yù)定模式剛性或盲目地控制線圈21來實(shí)現(xiàn)。
在圖3中示出的本發(fā)明的實(shí)施中,線圈電壓200從第一運(yùn)行電壓值203持續(xù)提高電壓差值200c至第二運(yùn)行電壓值204。隨著電壓200的提高,可以相應(yīng)地進(jìn)行轉(zhuǎn)速的升速或轉(zhuǎn)子3的加速。當(dāng)轉(zhuǎn)子3在運(yùn)行線圈電壓204下最終達(dá)到最小轉(zhuǎn)速時(shí),可以測量轉(zhuǎn)子位置,并且驅(qū)動電機(jī)1的運(yùn)行可以從不受調(diào)節(jié)的運(yùn)行轉(zhuǎn)入受調(diào)節(jié)的運(yùn)行。
圖4示出了在至少第二次或隨后啟動102汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī)1時(shí)具有線圈電壓200和電流400的關(guān)于電流-電壓曲線的曲線圖。這意味著,驅(qū)動電機(jī)1已經(jīng)事先執(zhí)行了圖1中所示的啟動過程101,并且在存儲器43中存儲了相應(yīng)于第一起動過程101的啟動電壓值202的存儲器電壓值。
現(xiàn)在,在隨后的起動過程102中使用存儲器電壓值202,其中起始電壓值201等同于存儲器電壓值202。由此,以存儲器電壓值202進(jìn)行定子線圈21的第一次通電520。在該電壓值(存儲器電壓值202)下,電機(jī)轉(zhuǎn)子3適用于直接啟動,從而可以直接檢測541下降了最小值400a的電流下降403。
在檢測到電流下降403之后,電壓被提高安全值200b到運(yùn)行電壓203、204。在圖4中所示的實(shí)施中(與圖3中所示的實(shí)施不同)沒有設(shè)置電壓200的進(jìn)一步提高。在此,轉(zhuǎn)子3可以在運(yùn)行電壓203、204下隨著時(shí)間的經(jīng)過達(dá)到最小轉(zhuǎn)速,從而驅(qū)動電機(jī)1可以被切換為受調(diào)節(jié)的運(yùn)行。
替換地,可以使用相應(yīng)于存儲器電壓值202和安全值200b的總和的電壓值200作為起始電壓值201。因此,起始電壓值201已經(jīng)包括安全值200b。由此,電機(jī)1可以直接以運(yùn)行電壓值203、204啟動。在該情況下,可以沒有電流下降403,其中,電力消耗直接跟隨定子的旋轉(zhuǎn)磁場。
附圖標(biāo)記列表
1 汽車輔助組件驅(qū)動電機(jī)
10 裝置
2 電機(jī)定子
21 定子線圈
3 電機(jī)轉(zhuǎn)子
31 永久磁體
4 控制電子器件
41 功率電子器件
42 電流監(jiān)視電子器件
43 存儲器讀取模塊
44 啟動模式發(fā)生器模塊
101 啟動、起動過程
102 隨后的起動過程
199 供電電壓
200 線圈電壓
201 起始電壓;起始電壓值
200a 電壓差值
202 啟動電壓;啟動電壓值
200b 安全值
200c 運(yùn)行電壓差值
203 第一運(yùn)行電壓;第一運(yùn)行電壓值
204 第二運(yùn)行電壓;第二運(yùn)行電壓值
300 啟動旋轉(zhuǎn)頻率
400 電流
401 電流降起點(diǎn);上電流跳變值
402 電流降終點(diǎn);下電流跳變值
403 電流下降
400a 最小值,電流跳變差值
519 施加定向電壓
520 施加線圈電壓
521 逐步提高線圈電壓
522 安全提高線圈電壓
523 運(yùn)行提高線圈電壓
530 存儲電壓值
531 讀取電壓值
532 調(diào)整運(yùn)行特性曲線
540 監(jiān)視電流
541 檢測電流下降