用于調(diào)節(jié)馬達(dá)轉(zhuǎn)速的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于調(diào)節(jié)馬達(dá)轉(zhuǎn)速的方法。 現(xiàn)有技術(shù)
[0002] 為了調(diào)節(jié)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，例如內(nèi)燃機(jī)的電動(dòng)機(jī)，使用PI調(diào)節(jié)器，它們具有用于不同 的運(yùn)行狀態(tài)的不同的參數(shù)組，該參數(shù)組具有用于PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)（比例和積分系數(shù))。此外， PI調(diào)節(jié)器可-個(gè)微分分量擴(kuò)展成PID調(diào)節(jié)器。
[0003] 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)回路中的最大的干擾參數(shù)是禪合在的馬達(dá)上的負(fù)荷。它可W在運(yùn)行中在 短時(shí)間內(nèi)在一個(gè)大的值域上變化，例如由于接入機(jī)動(dòng)車的負(fù)載，如空調(diào)設(shè)備或伺服轉(zhuǎn)向器 或者由于在空載行駛中交變的行駛阻力。
[0004] 為了避免留下的調(diào)節(jié)偏差，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器具有積分I-分量，它補(bǔ)償在負(fù)荷中的偏 差。積分I-分量此時(shí)依據(jù)調(diào)節(jié)偏差確定。但是該導(dǎo)致通過積分的較大的相位延遲，它需要 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的一個(gè)相位增益的微分D-分量。
[0005] 因此需要揭示出如何能夠比利用至今為止的PUD)調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)更好的調(diào)節(jié)質(zhì)量 的途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 按照本發(fā)明建議具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的一種用于調(diào)節(jié)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速的方法和 一種實(shí)施該方法的計(jì)算單元。有利的實(shí)施例是從屬權(quán)利要求和下面的說明的內(nèi)容。
[0007] 本發(fā)明的一個(gè)主要方面在于，在一種用于調(diào)節(jié)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速或角速度的方法 中，基于實(shí)際角加速度值和理論角加速度值的比較確定調(diào)節(jié)器輸出力矩的積分I-分量。在 此，該馬達(dá)可W是機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)或(例如混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的）電動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器例如 可W設(shè)計(jì)成驅(qū)動(dòng)裝置的滑轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置。
[000引馬達(dá)通常具有I-環(huán)節(jié)（積分元件）的積分特性。由于使用加速度值而不是速度 值，減小了由此產(chǎn)生的相位移。因此可W取消附加的微分D-分量。此外，理論角速度(亦即 理論轉(zhuǎn)速）僅僅取決于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例P-分量的已知的放大系數(shù)和馬達(dá)（即轉(zhuǎn)子）的只 緩慢改變的并且容易適配的質(zhì)量慣性矩。因此，該方法相對(duì)于參數(shù)偏差對(duì)干擾特別不敏感 (高抗干擾性)。此外，按照本發(fā)明的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器補(bǔ)償作為干擾參數(shù)的負(fù)荷的速度快于常規(guī) 的PI(D)調(diào)節(jié)器，因?yàn)樵撠?fù)荷在加速度的基礎(chǔ)上被補(bǔ)償。最后，該轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器可W簡單地 應(yīng)用。因?yàn)椋缟纤?，理論角速度最好僅僅通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例P-分量的放大系數(shù)和 通過馬達(dá)的質(zhì)量慣性矩來確定，而負(fù)荷的補(bǔ)償借助于積分I-分量的積分系數(shù)來確定。
[0009] 按照一個(gè)實(shí)施方式，在使用一個(gè)特征線下由實(shí)際角速度和理論角速度之間的偏差 (W下也稱為調(diào)節(jié)偏差）確定理論角加速度值。由此實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器也可W用于具有非線 性特性的馬達(dá)。
[0010] 按照另一個(gè)實(shí)施方式，通過調(diào)節(jié)偏差與一個(gè)常數(shù)相乘確定理論角加速度值。由此 實(shí)現(xiàn)，具有簡單結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器可W用于具有線性特性的馬達(dá)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。
[0011] 按照另一個(gè)實(shí)施方式，確定轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的一個(gè)比例P-分量的調(diào)節(jié)器輸出力矩，它 然后與積分I-分量的調(diào)節(jié)器輸出力矩相加形成轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的總調(diào)節(jié)器輸出力矩。比例 P-分量的調(diào)節(jié)器輸出力矩有利地由調(diào)節(jié)偏差，即角速度差，確定。由此實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的進(jìn)一步改 善，因?yàn)槌私羌铀俣韧膺€考慮角速度。
[0012] 按照另一個(gè)實(shí)施方式，所述常數(shù)是由一個(gè)調(diào)節(jié)器系數(shù)和馬達(dá)的質(zhì)量慣性矩形成的 商。在此處，調(diào)節(jié)器系數(shù)是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的一個(gè)比例P-分量的放大系數(shù)。由此實(shí)現(xiàn)，能夠特 別簡單地測(cè)定理論角加速度值，不需要附加的微分環(huán)節(jié)(微分元件）和不需要附加的加速度 傳感器。
[0013] 按照另一個(gè)實(shí)施方式，W-個(gè)掃描步寬(采樣步距）調(diào)節(jié)偏差，W便由兩個(gè)測(cè)定的 調(diào)節(jié)偏差值和掃描步寬形成一個(gè)微分值。為此，由兩個(gè)調(diào)節(jié)偏差值和該掃描步寬形成所述 商。因此，通過該微分值提供對(duì)應(yīng)于模擬的實(shí)際角加速度值的、時(shí)間上離散的參數(shù)，因此該 方法也可W通過掃描調(diào)節(jié)器實(shí)施。
[0014] 按照另一個(gè)實(shí)施方式，實(shí)施微分值（A?Da))的低通濾波。由此實(shí)現(xiàn)，能夠補(bǔ)償 形成微分值的微分環(huán)節(jié)的干擾敏感性。由此降低微分值的干擾敏感性。
[0015] 一種按照本發(fā)明的計(jì)算單元，例如用于馬達(dá)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，尤其在程序技術(shù)上，被 設(shè)置用于實(shí)施按照本發(fā)明的方法。
[0016] 該方法W軟件形式進(jìn)行實(shí)施也是有利的，因?yàn)樵摦a(chǎn)生的費(fèi)用極低，尤其是在執(zhí)行 的計(jì)算單元還被用于其它的任務(wù)并且因此本來就存在時(shí)。用于提供計(jì)算機(jī)程序的合適的數(shù) 據(jù)載體尤其是軟盤、硬盤、閃存、EEPROM、CD-ROM、DVD等等。也可W通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(互聯(lián) 網(wǎng)、局域網(wǎng)等等）下載程序。
[0017] 本發(fā)明的其它的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施例由說明書和附圖給出。
[001引不言而喻，上述的和下面還要解釋的特征不僅能夠在相應(yīng)給出的組合中，而且能 夠在另外的組合中或者單獨(dú)地應(yīng)用，而不脫離本發(fā)明的范圍。
[0019] 本發(fā)明借助于實(shí)施例在附圖中示意示出并且在下面參照附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0020] 圖1顯示了按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的調(diào)節(jié)回路的示意圖，和 圖2顯示了圖1中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 圖1中示出按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的調(diào)節(jié)回路，具有馬達(dá)2和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 器4。
[0022] 本實(shí)施例中，馬達(dá)2是用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的內(nèi)燃機(jī)或電動(dòng)機(jī)。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器4可W設(shè)計(jì)成用于馬達(dá)2的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和最終轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)或者轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器4是防打 滑調(diào)節(jié)裝置的一個(gè)部件。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器4可W是一個(gè)計(jì)算單元的一部分，例如機(jī)動(dòng)車的發(fā)動(dòng) 機(jī)控制器的一部分。
[002引馬達(dá)2具有轉(zhuǎn)子吸有示出，例如電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子或者內(nèi)燃機(jī)的曲軸)，其具有質(zhì)量胺 性矩J，轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中W實(shí)際角速度值旋轉(zhuǎn)，其中，在馬達(dá)2上施加有負(fù)載力矩轉(zhuǎn) 速調(diào)節(jié)器4為此被設(shè)置用于將實(shí)際角速度調(diào)節(jié)到理論角速度《SD11。
[0024] 只要轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器4的調(diào)節(jié)器輸出力矩Mk正好對(duì)應(yīng)于施加的負(fù)載力矩Mu就不會(huì)產(chǎn) 生角加速度并且馬達(dá)2的轉(zhuǎn)子W恒定的實(shí)際角速度值=?SDii旋轉(zhuǎn)。
[0025] 因此角速度的改變由調(diào)節(jié)器輸出力矩1^和負(fù)載力矩1^之間的差引起。按照角動(dòng) 量原理，該適用于在實(shí)際角速度和理論角速度之間的調(diào)節(jié)偏差（A? = 的時(shí)間 導(dǎo)數(shù)，它對(duì)應(yīng)于一個(gè)角加速度：
(1) 因此馬達(dá)2具有一個(gè)積分特性，也就是說，它如積分器或者如調(diào)節(jié)回路中的I-環(huán)節(jié)一 樣運(yùn)行。
[0026] 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器4的調(diào)節(jié)器輸出力矩Mk由一個(gè)積分I-分量MI和一個(gè)其它的、通常的 比例P-分量Mp組成：
(2) 為了確定積分I-分量Ml,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器4具有I-轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器4a，和為了確定比例P-分 量Mp，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器4具有P-轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器4b。
[0027] 在該種調(diào)節(jié)中，（持續(xù)的或靜態(tài)的）負(fù)載力矩ML理想地由I-分量MI精確地補(bǔ)償。 相應(yīng)地由等式（1)得到：
(3) 相應(yīng)地，該^ ^理想地是一個(gè)理論角加速度值。
[002引如果負(fù)載力矩1^是恒定的，那么其它的干擾可^通過P-分量調(diào)整。
[0029] 如果P-轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器4b設(shè)計(jì)成線性調(diào)節(jié)器，那么由確定單元6通過角速度調(diào)節(jié)偏 差A(yù)?與一個(gè)常數(shù)相乘來確定理論角加速度a,。11作為P-轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器4b的輸入?yún)?shù)，所 述常數(shù)由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器4的比例的分量Mp的調(diào)節(jié)器系數(shù)KP和馬達(dá)2的質(zhì)量