[发明专利]压电驱动系统、以及用于运行这种系统的方法

说明书

当前技术

本发明从一种根据独立权利要求的类型的、用于调节尤其在机动车 上的运动部件的压电驱动系统出发。

EP 1 091 074 B1已公开了一种车窗系统，其中该车窗借助一种驱动 工具而被调节，该驱动工具包括压电驱动操纵器。该压电驱动操纵器具 有压电元件，该压电元件借助该压电变换效应而沿着一个导引工具来运 动该车窗。该驱动工具在此具有作为传感器的测量值发生器，该测量值 发生器可以给该电控制单元提供针对驱动力的测量值，该测量值也可以 用于防夹保护装置。然而这种传感器所具有的缺点是，它与压电驱动无 关、或者与其激励模式无关地工作，并从而需要额外的分析耗费。另外 对于特定的夹紧状况不能达到足够的敏感性，因为该传感器没有与压电 驱动的运行方式相协调。

本发明的公开

本发明的优点

相反，根据本发明的、具有独立权利要求的特征的、用于运行压电 驱动系统的方法以及该压电驱动系统所具有的优点是，该压电执行器的 应答信号可以用于检测该驱动系统的负载变化，其中该压电执行器用于 把驱动力施加到运动部件上。在此该压电执行器一方面借助用于调节运 行的激励信号被控制，使得该压电执行器的应答信号一方面与该压电执 行器的激励信号有关；另一方面还检测到整个系统对该激励信号的应 答。从而检测到运动部件的非常快速而精确的负载变化，由此保证了非 常可靠的防夹保护功能。在此该应答信号的信息同样可以针对该驱动系 统的控制而被分析。通过该压电执行器作为驱动装置以及作为传感器的 双重利用，省略了使用额外的检测器以及它的供电，使得元件的数目明 显减少，这导致重量的降低。

通过在从属权利要求中所阐述的措施，实现了在独立权利要求中所 阐明的实施的有利进一步构造和改善。为了调节部件，该压电执行器借 助用于实施调节运动的激励信号而被激励。如果现在在该压电执行器的 正常激励运行中同时检测到应答信号，那么就没有时间延迟地提供关于 部件负载变化的信息。如果该应答信号同样被用于调控该调节系统，那 么对于该防夹保护功能就完全不需要额外的部件，使得该压电执行器同 时用作驱动工具和负载传感器。

在本发明的另一实施方式中，该压电执行器的正常激励运行被短时 中断，以获得该驱动系统对该压电执行器的激励信号的应答信号。这所 具有的优点是，该应答信号不必与该激励信号相分立，由此也还可以检 测到较敏感的应答信号。因为该激励运行的中断处于毫秒范围内，所以 单个短时的中断对于调节运行不产生干扰。

尤其合适的是，为了负载检测而测量电流信号的幅度以及其变化。 在此，可以有利地把激励电压的幅度比如持续保持为其最大值。在此该 电流幅度的变化体现为一个比较量，为了识别夹紧情况该比较量可以与 一个界限值相比较。

或者也可以测量电压的幅度以识别负载变化，其中优选恒定保持该 激励电流的最大幅度。

因为该压电执行器优选在作为激励信号的确定谐振频率中被运行， 所以作为应答信号也可以检测由系统的负载变化而造成的激励频率的 变化。在此，电流/电压信号的激励频率的偏移体现为该负载变化的一个 尺度。

为了检测负载变化，可以给该压电执行器输入一个特定的测试信 号，并随后检测该驱动系统的应答信号，其中比如可以测量电流幅度、 或者电压幅度、或者频率变化。作为测试信号尤其适合的是阶跃函数、 确定的尖峰波形或者该高频激励信号的包络的斜坡曲线。

在另一实施中，在断开正常的激励信号之后，检测该压电执行器由 于其衰变特性(Abklingverhalten)而产生的衰减，以检测待调节部件的 负载。

替换地，可以在开始激励运行时检测该压电执行器的振荡特性，以 获得要产生的驱动力。为了达到更高的负载检测敏感性，可以在正常调 节运行期间在另一工作点激励该压电执行器。该工作点比如可以具有该 激励信号的、与正常激励运行偏离的激励频率或电流或电压幅度，以在 该工作点上达到该调节系统的更强的应答信号。由此可以在使用该压电 执行器时其一方面在调节运行上被优化，另一方面在传感器运行上被优 化。

为了触发防夹保护，比如停止或反转该运动部件，该应答信号—— 或者其在时间或在调节行程上的变化——连续地与一个界限值相比较。 该界限值可以根据实验来确定，和/或通过学习过程根据之前调节过程的 变化来确定。