用于確定和/或控制電動機的位置的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于確定和/或控制尤其在機動車輛的離合器操縱系統中的電動機的位置的方法，其中電動機的轉子的位置由在電動機的轉動軸線之外設置在電動機的定子上的傳感裝置接收，其中由傳感裝置接收的位置信號由評估單元評估。
【背景技術】
[0002]在現代的機動車輛、尤其載客車輛中，越來越多地使用自動的離合器，如在DE 102011 014 936 Al中描述的那樣。這種離合器的使用具有改進的駕駛舒適性的優點并且引起，能夠更頻繁地以具有長的傳動比的檔位行駛。在此使用的離合器在液壓離合器系統中使用，其中由電換向的馬達驅動的電動液壓的致動器經由液壓管線與離合器連接。
[0003]尤其在傳感器設置在電動機的轉動軸線之外的電動機中，高的位置分辨率是必需的。在此，磁性傳感環抗扭地與電動機的轉子、例如在軸端上連接(在軸上)，而感測磁性傳感環的傳感裝置例如固定在定子上(離軸)。傳感裝置在其位置方面保持不變。電動機的轉子具有有限數量的極對，從這些極對中，將磁場開關的預定數量的邊沿用于位置確定。
[0004]已知的是，在設置在轉子上的磁性傳感環的直徑小的情況下，實際上將雙極磁體用作為圓環，因此轉子的位置能夠通過評估單元可靠地在360°上以電學的方式分辨。然而，在磁性傳感環的直徑方面，所述磁性傳感環是受限的，因為磁場的曲率經由極對一直不足以得到由傳感器發出的傳感器信號的足夠的分辨率。
[0005]使用多個傳感器也是已知的，其中實際上例如使用5個傳感器(3個開關霍爾傳感器和2個模擬霍爾傳感器)。然而，這需要離合器中的大的結構空間并且是成本耗費的解決方案。

【發明內容】

[0006]因此，本發明基于下述目的，提出一種用于確定和/或控制尤其在離合器操縱系統中的電動機的位置的方法，其中雖然構造簡單仍以高的安全等級進行轉子位置檢測。
[0007]根據本發明，所述目的通過下述方式實現:與傳感裝置和評估單元之間的傳輸距離相關地，將位置信號在傳輸距離短的情況下將位置信號借助于SPI協議信號傳輸給評估單元，和/或在傳輸距離較長的情況下將位置信號借助于PWM信號傳輸給評估單元。這具有下述優點，將位置信號經由數字信號傳輸。因為SPI協議信號雖然高精度但是也是易受干擾的，在傳輸距離較長的情況下，將位置信號借助于PWM信號傳輸。因此，在使用僅一個傳感器系統的情況下，能夠與給出的在自動的離合器中的安裝關系相關地決定，選擇何種傳輸類型。因此，這尤其在評估單元中使用微處理器情況下是非常成本有益的，所述微處理器能夠評估SPI協議信號和評估PWM信號，因此需要僅一個電模塊來達到兩個條件。
[0008]有利地，在啟動電動機時，將電動機的絕對位置經由SPI協議信號或PWM信號從傳感裝置傳輸至評估單元，其中隨后經由通過評估單元從轉子的增量位置導出的換向進行電動機的通電。經由SPI協議信號或PWM信號傳輸轉子的絕對位置在此在兩種情況下高精度地進行。如果一次確定所述絕對位置，那么將馬達換向所需要的位置信息經由增量接口傳輸，其中對由傳感裝置發出的通過旋轉的磁性傳感環的極變換造成的邊沿計數。這種方式包含短的信號暫停時間并且是非常精確的。
[0009]在一個設計方案中，為了傳輸電動機的轉子的極對的絕對位置，對P麗信號的占空比進行評估。PWM信號相對于外部的干擾影響、尤其在傳感裝置和評估單元之間的距離較大的情況下是不靈敏的并且允許通過在評估單元中評估占空比精確地確定絕對位置。
[0010]在一個變型形式中，在轉子的由評估單元計算的增量位置和極對的絕對位置之間進行比較。所述比較用于提高計算的位置信息的可信性或者用于識別傳輸誤差或計算誤差。通過對絕對位置和增量位置進行比較，能可靠地實現位置信號的可信度測試。
[0011]有利地，比較周期性地執行，使得在電動機運行期間始終確保，電動機的換向的控制也在正確的時刻進行。
[0012]在一個改進方案中，為了確定轉子的位置，使用在電動機的轉子上固定的具有小的直徑的磁性傳感環，所述磁性傳感環具有僅一個極對。使用具有兩個相反磁性的極的小的磁性傳感環允許可靠地評估僅一個電周期。
[0013]替選地，為了確定轉子的位置，使用固定在電動機的轉子上的具有大的直徑和多個極對的磁性傳感環，其中磁性傳感環的極對的數量等于轉子的極對的數量。由此確保，由傳感裝置發出的傳感器信號始終在電周期之內是單義的。這種傳感器信號能夠用于馬達換向的位置信息，因為其完全能夠在360°上是電可用的。
【附圖說明】
[0014]本發明允許多種實施方式。其中的兩個實施方式根據在附圖中示出的圖片詳細闡述。
[0015]附圖示出:
[0016]圖1示出用于操縱自動的摩擦離合器的離合器操縱系統的簡化圖，
[0017]圖2示出傳感裝置的輸出信號至評估單元的傳輸的示意圖；
[0018]圖3示出具有多個極對的固定在轉子上的磁性傳感環，
[0019]圖4示出具有第一環直徑的磁性傳感環的第一實施例，
[0020]圖5示出具有第二環直徑的磁性傳感環的第二實施例。
【具體實施方式】
[0021]在圖1中簡化地示出用于自動的離合器的離合器操縱系統I。離合器操縱系統I在機動車輛的動力傳動系中與摩擦離合器2相關聯并且包括主動缸3，所述主動缸經由也稱作為壓力管線的液壓管線4與從動缸5連接。在從動缸5中，從動活塞6可軸向運動，所述從動活塞經由操縱機構7并且在插入分離軸承8的條件下操縱摩擦離合器2。主動缸3能夠經由連接開口與補償容器9連接。主動活塞10能夠在主動缸3中運動。活塞桿11始于主動活塞10，所述活塞桿沿縱向方向能夠與主動活塞10 —起平移運動。主動缸3的活塞桿11經由絲杠12與電動的伺服驅動器13耦聯。電動的伺服驅動器13包括構成為換向的直流馬達的電動機14和評估單元15。絲杠12將電動機14的轉動運動轉換成活塞桿11的或主動缸活塞10的縱向運動。摩擦離合器2通過電動機14、絲杠12、主動缸3和從動缸5自動地操縱。
[0022]在電動的伺服驅動器13中或在電動的伺服驅動器上集成有傳感裝置16，如在圖2中示出的那樣。在此，傳感裝置16在空間上與評估單元15分開。
[0023]因此，傳感裝置16例如設置在變速器殼中，而評估單元15安置在變速器殼之外。在傳感裝置16之內設置有信號處理電路17，所述信號處理電路具有SPI接口 18和/或PWM接口 19。此外，信號處理電路17具有增量接口 20。
[0024]圖3示出電動機14的轉子22，所述轉子構成為空心軸。沒有進一步示出的換向的電動機14的轉子22在朝向在沒有繼續示出的定子上定位的傳感裝置16的前側上具有磁性傳感環23，所述磁性傳感環包括預設數量的磁極N、S。在轉子23之內固定有轉子磁體24，其中轉子磁體24具有與磁性傳感環23相同數量的極對N、S。在此，極對N、S由兩個磁極N、S形成，所述磁極的磁化方向沿相反的方向伸展。這種離軸傳感器系統以非常高的分辨率或精度工作并且通過使用標準傳感裝置能夠實現快速且可靠的數據傳輸。
[0025]在接通電動機14時，首先確定電動機14的轉子22的絕對位置。在此，在極對N、S中感測的絕對位置經由PWM接口 19或SPI接口 18傳輸。在此與傳感裝置16和評估單元15之間的距離相關地進行在SPI接口 18和PWM接口 19之間的選擇。如果能越過傳感裝置16和評估單元15之間僅短的傳輸路徑，那么始終將數字