[发明专利]电子换向电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子换向电机。该电机优选具有定子和尤其是永磁地构造的转子。该电子换向电机具有优选与定子连接的功率输出级以及与功率输出级连接的处理单元。该处理单元构造为尤其是脉宽调制地控制功率输出级以用于产生至少一个定子电流，尤其是通过产生至少一个或多个交流电压。功率输出级优选在输出侧与定子连接。处理单元能够因此控制功率输出级以便给定子馈电并且借助于定子产生旋转磁场。

发明内容

按照本发明，所述电机具有与处理单元连接的电流传感器，所述电流传感器构造为获取由所述功率输出级产生的定子电流并且产生代表所述定子电流的电流信号。所述处理单元构造为借助于所述电流传感器在一个时间间隔、尤其在一个脉宽调制周期中在获取时间点获取所述电流的至少一个或仅仅一个电流值并且至少根据所述电流值或者附加地根据电压和包括定子的定子线圈的电感和/或欧姆电阻的阻抗确定在所述时间间隔中的所述电流的电流曲线并且控制功率输出级以根据所确定的电流曲线给所述定子馈电。

借助于之前提及的电流传感器，开始所述类型的电机能够有利地不具有或者仅仅具有少量的扭矩波动性，其中扭矩波动性是时间上的扭矩变动，特别是扭矩的时间上的幅度调制。尤其地，扭矩波动由于处理单元对定子的定子线圈的不准确的控制产生。该不准确的控制例如由不正确地确定的定子馈电状态的实际电流值引起。

借助于如此构造的、具有减小的或者不具有扭矩波动性的电机，该电机也能够通过与电机的电机轴连接的部分不发出具有扭矩波动性的频率的空气噪声。具有如此构造的电流传感器的电机在运行时因此也发出少量的空气噪声并且因此导致更少的噪声排放。进一步有利地通过如此构造的电机引起在伺服转向装置中改善的触觉，该伺服转向装置与电机连接。

优选地，所述处理单元构造为，根据所述时间间隔的多个时间段期间确定的电流由所述电流曲线形成在所述时间间隔中的所述电流的平均值。所述处理单元进一步构造为，根据所述平均值控制所述功率输出级。在此，由所述功率输出级连接到所述定子上的电压在所述时间段期间优选是恒定的。

借助于平均值形成能够有利地将用于电流获取的获取和处理成本保持很小，从而处理单元的运算能力还剩余地保留用于另外的处理任务。

在一个优选的实施形式中，所述处理单元构造为，确定在时间段期间流过的电荷并且根据在所述时间间隔中的所述时间段期间流过的电荷的总和确定所述电流的平均值。由此可以有利地准确地获取电流平均值。

在电机的一个优选实施形式中，所述多个时间段的数量相应于连接到所述定子的定子线圈的电压的可能的相互不同的开关状态的数量。例如每个定子线圈能够采用两个开关状态，例如一个开关状态，在该开关状态中将中间电路电压施加到定子线圈；以及另一开关状态，在该另一开关状态中没有电压施加到定子线圈。借助于用于相互可能不同的开关状态的时间段的平均值形成，有利地形成用于平均值形成的电流值的数量，尤其是形成流过的电荷量的数量，以便产生高的平均值精度。

在一个优选的实施形式中，所述电机具有与所述处理单元连接的温度传感器。所述温度传感器构造为，获取所述电机的至少一部分、尤其是所述定子和/或所述功率输出级的温度并且产生代表所述温度的温度信号。处理单元优选构造为，根据所述温度信号、优选地根据代表温度变化的所述温度信号的变化获取电流值以确定所述电流曲线。进一步优选地，有利地仅仅当存在通过温度信号代表的温度变化特别是预定的温度变化时，实施新的电流平均值以便控制功率输出级并且因此给定子馈电。通过温度有关地获取电流值——根据该电流值在对预定时间间隔的获取之后形成用于相互不同的时间段的平均值——能够有利地尽可能小地保持处理单元的运算负荷。

也就是说知道的是，定子线圈的电的特性、此外功率输出级的电的特性依赖于定子或功率输出级的环境温度。随着电的特性的变化，定子或在功率输出级中包含的半导体元件的阻抗也变化。由电机输出的扭矩在时间上的走向、尤其是扭矩可能的扭矩波动性因此极大地依赖于定子和/或功率输出级的温度。

在一个优选实施形式中，所述电流传感器由电阻尤其是分流电阻形成。所述电阻与所述功率输出级尤其地串联连接。

本发明也涉及一种用于运行电子换向电机的方法，其中给电机的定子线圈脉宽调制地通以电压以便产生旋转磁场。在该方法中，在时间间隔中在获取时间点获取流过所述定子线圈的电流的电流值，并且确定在所述时间间隔中的所述电流的电流曲线，并且根据所确定的电流曲线连接所述定子线圈。