DE102006038209A1

DE102006038209A1 - Voltage-controlled electric motor i.e. brushless direct current motor, operating method, involves determining output voltage of amplifier based on operating parameters of electric motor and measured supply voltage

Info

Publication number: DE102006038209A1
Application number: DE200610038209
Authority: DE
Inventors: Mathias Fernengel; Andre Giesin; Reiner Dr. Grossmann; Frank Sader
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2006-08-16
Filing date: 2006-08-16
Publication date: 2008-02-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (2) zum Betrieb eines spannungsgesteuerten Elektromotors (1), wobei der Elektromotor (1) mit zumindest einer Ausgangsspannung (Ua1, Ua2, Ua3) eines Verstärkers (23) beaufschlagt wird und der Verstärker (23) mit einer Versorgungsspannung (Uv) versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsspannung (Uv) durch ein Messmittel (25) erfasst wird und zumindest eine Ausgangsspannung (Ua1, Ua2, Ua3) des Verstärkers (23) in Abhängigkeit von Betriebsgrößen des Elektromotors (1) und der erfassten Versorgungsspannung (Uv) ermittelt wird. Durch die Berücksichtigung der Versorgungsspannung (Uv) können Ungleichförmigkeiten des von dem Elektromotor abzugebenden Drehmoments vermieden werden.The invention relates to a method and a device (2) for operating a voltage-controlled electric motor (1), wherein the electric motor (1) is acted upon by at least one output voltage (Ua1, Ua2, Ua3) of an amplifier (23) and the amplifier (23). is supplied with a supply voltage (Uv), characterized in that the supply voltage (Uv) by a measuring means (25) is detected and at least one output voltage (Ua1, Ua2, Ua3) of the amplifier (23) in dependence on operating variables of the electric motor (1 ) and the detected supply voltage (Uv) is determined. By taking into account the supply voltage (Uv), non-uniformities of the torque to be output by the electric motor can be avoided.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines spannungsgesteuerten Elektromotors, wobei der Elektromotor mit zumindest einer Ausgangsspannung eines Verstärkers beaufschlagt wird und der Verstärker mit einer Versorgungsspannung versorgt wird.The The invention relates to a method and an apparatus for operation a voltage controlled electric motor, wherein the electric motor is applied with at least one output voltage of an amplifier and the amplifier is supplied with a supply voltage.

Für den Betrieb von Elektromotoren kommen prinzipiell zwei Verfahren in Betracht. Zum einen kann der Elektromotor stromgeregelt betrieben werden. Bei diesem Verfahren ist eine Strommessung in den Wicklungssträngen des Elektromotors notwendig. Durch die Berücksichtigung der Wicklungsströme und den Betrieb des Elektromotors in einer Regelschleife können die gewünschten Betriebsgrößen des Elektromotors, wie z. B. Drehmoment oder Drehzahl, sehr genau eingestellt werden. Nachteil sind dagegen die durch die Verwendung von Stromsensoren entstehenden Kosten.For the business of electric motors come in principle two methods into consideration. On the one hand, the electric motor can be operated under current control. In this method, a current measurement in the winding strands of Electric motor necessary. By taking into account the winding currents and the Operation of the electric motor in a control loop, the desired Operating variables of the Electric motor, such. As torque or speed, very accurately adjusted become. Disadvantage, however, are the resulting from the use of current sensors Costs.

Zum anderen kann der Elektromotor spannungsgesteuert betrieben werden, d. h. die Wicklungsströme des Elektromotors werden nicht durch Stromsensoren erfasst und nicht für die Steuerung des Elektromotors berücksichtigt. Durch den Verzicht auf Stromsensoren werden, im Vergleich zur Stromregelung, Kosten gespart. Nachteilig ist dagegen, dass es zu Abweichungen zwischen dem Ist-Drehmoment des Elektromotors und dem gewünschten Drehmoment aufgrund veränderter Randbedingungen, wie z. B. Versorgungsspannung und Temperatur, kommen kann.To the other the electric motor can be operated voltage-controlled, d. H. the winding currents of the electric motor are not detected by current sensors and not for the Control of the electric motor considered. By dispensing with current sensors, in comparison to current regulation, Cost savings. The disadvantage, on the other hand, is that there are deviations between the actual torque of the electric motor and the desired torque due to changed Boundary conditions, such. As supply voltage and temperature come can.

Insbesondere für Elektromotoren, die in elektrischen Servolenkungen in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, sind diese Abweichungen unerwünscht. Servolenkungen sind Einrichtungen zur Verstärkung der Lenkkraft, die dafür ausgelegt sind, eine von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs aufgebrachte Lenkkraft zu verstärken. Das Verstärken der Kraft erfolgt elektromechanisch mittels eines Elektromotors. Die Servolenkung umfasst vorzugsweise einen Drehmomentsensor, der das vom Fahrer auf das Lenkrad übertragene aktuelle Drehmoment erfasst. Das Drehmoment wird dann verstärkt, wobei der Verstärkungsfaktor abhängig sein kann von verschiedenen Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs. Anschließend wird der Elektromotor entsprechend angesteuert. Der Elektromotor ist vorzugsweise mittels eines Getriebes mit der Lenkeinrichtung des Kraftfahrzeugs gekoppelt. Ungleichförmigkeiten des von dem Elektromotor abgegebenen Drehmoments, die bei der Spannungssteuerung auftreten können, werden von dem Fahrer als Ruckeln am Lenkrad wahrgenommen. Eine Gleichförmigkeit des Drehmoments ist somit wesentlich für einen hohen Fahrkomfort. Derartige Ungleichförmigkeiten des Drehmoments werden auch als Drehmomentenrippel bezeichnet.Especially for electric motors, used in electric power steering systems in motor vehicles these deviations are undesirable. Power steering systems are Facilities for reinforcement the steering power for that are designed, one applied by the driver of the motor vehicle Strengthen steering power. Reinforcing the force is electromechanical by means of an electric motor. The power steering system preferably includes a torque sensor that that transmitted from the driver to the steering wheel current torque detected. The torque is then amplified, with the gain factor dependent may be of different operating sizes of the motor vehicle. Subsequently, will the electric motor controlled accordingly. The electric motor is Preferably by means of a transmission with the steering device of the Motor vehicle coupled. Nonuniformities of the electric motor delivered torque that occur in the voltage control can, are perceived by the driver as jerking on the steering wheel. A uniformity The torque is therefore essential for a high level of ride comfort. such uniformities The torque is also referred to as a torque ripple.

Die Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines spannungsgesteuerten Elektromotors zu schaffen, derart, dass die Abweichung zwischen dem Ist-Drehmoment und dem gewünschten Drehmoment des Motors minimiert wird.The The object of the invention is a method and an apparatus for Operation of a voltage-controlled electric motor to provide such, that the deviation between the actual torque and the desired Torque of the motor is minimized.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Versorgungsspannung durch ein Messmittel erfasst wird und zumindest eine Ausgangsspannung des Verstärkers in Abhängigkeit von Betriebsgrößen des Elektromotors und der erfassten Versorgungsspannung ermittelt wird. Durch die Berücksichtigung der Versorgungsspannung wird die Abweichung zwischen dem Ist-Drehmoment und dem gewünschten Drehmoment des Motors und damit auch der Drehmomentenrippel minimiert. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine hohe Stellgenauigkeit des vom Elektromotor abgegebenen Drehmomentes, ohne den Einsatz von Stromsensoren. Durch den Verzicht auf Stromsensoren kann das Verfahren kostengünstig realisiert werden. Als Beispiele für Verstärker zur Speisung (Ansteuerung) des Elektromotors können Linearverstärker, Schaltverstärker, PWM- Verstärker und Wechselrichter genannt werden. Üblicherweise beinhalten diese Verstärker zumindest eine Brückenschaltung zur Erzeugung zumindest einer Ausgangsspannung mit welcher zumindest ein Strang des Elektromotors beaufschlagt wird. Ferner sind als Verstärker auch Schaltmittel, wie z. B. Leistungstransistoren, zu verstehen die zwischen der Versorgungsspannung und zumindest einem Strang des Elektromotors geschaltet sind, mit denen zumindest eine Ausgangsspannung verändert werden kann.The The object is achieved in that the supply voltage is detected by a measuring means and at least an output voltage of the amplifier dependent on of farm sizes of the Electric motor and the detected supply voltage is determined. By consideration the supply voltage is the deviation between the actual torque and the desired Torque of the motor and thus minimizes the torque ripple. The inventive method allows thus a high positioning accuracy of the delivered by the electric motor Torque, without the use of current sensors. By the renunciation On current sensors, the process can be realized inexpensively. When examples for amplifier to power (control) of the electric motor linear amplifier, switching amplifier, PWM amplifier and Called inverters. Usually include these amplifiers at least one bridge circuit for generating at least one output voltage with which at least a strand of the electric motor is acted upon. Furthermore, as amplifier also switching means, such as. B. power transistors to understand that between the supply voltage and at least one strand the electric motor are connected, with which at least one output voltage changed can be.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden für eine Versorgungsspannung (Uv0) Kennlinien ermittelt und in einem Speicher hinterlegt, anhand derer Puls/Pausen-Verhältnisse (PPV0) der Ausgangsspannung des Verstärkers in Abhängigkeit von Betriebsgrößen des Elektromotors ermittelt werden. Durch die Ermittlung und Abspeicherung der Kennlinien stehen diese als Referenzwerte für spätere Ermittlungen der Puls/Pausen-Verhältnisse (PPV) zur Verfügung. Somit wird eine effektive Ermittlung der Puls/Pausen-Verhältnisse ermöglicht. Insbesondere Schaltverstärker erzeugen Ausgangsspannungen, die nur zwei Werte annehmen können. Entweder den Wert der Versorgungsspannung des Verstärkers (Puls) oder den Wert 0 V (Pause). Durch das Verhältnis zwischen Puls und Pause wird der Effektivwert der Ausgangsspannung eingestellt.In An advantageous embodiment of the invention are for a supply voltage (Uv0) characteristics determined and stored in a memory, based their pulse / pause ratios (PPV0) of the output voltage of the amplifier as a function of Operating variables of the Electric motor can be determined. By the determination and storage the characteristic curves are these as reference values for later investigations of the pulse / pause ratios (PPV) available. Thus, an effective determination of the pulse / pause ratios allows. In particular, switching amplifier generate output voltages that can only take two values. Either the value of the supply voltage of the amplifier (pulse) or the value 0V (pause). By the ratio between pulse and pause becomes the rms value of the output voltage set.

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Puls/Pausen-Verhältnisse der Ausgangsspannung des Verstärkers in Abhängigkeit von Betriebsgrößen des Elektromotors, der erfassten Versorgungsspannung und der in dem Speicher abgelegten Kennlinien ermittelt werden. Hierdurch wird eine effektive Ermittlung der Puls/Pausen-Verhältnisse ermöglicht.In this context, it is advantageous if the pulse / pause ratios of the output voltage of the amplifier in dependence on operating variables of the electric motor, the detected supply voltage and the stored in the memory characteristics are determined. This will enables effective determination of the pulse / pause ratios.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die Puls/Pausen-Verhältnisse PPV anhand des Verhältnisses

ermittelt werden. Hierdurch wird eine besonders einfache und effektive Ermittlung der Puls/Pausen-Verhältnisse ermöglicht.In this context, it is particularly advantageous if the pulse / pause ratios PPV based on the ratio

be determined. This allows a particularly simple and effective determination of the pulse / pause ratios.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden als Betriebsgröße des Elektromotors das von dem Elektromotor zu erzeugende Drehmoment und/oder die von dem Elektromotor zu erzeugende Drehzahl verwendet.According to one Another advantageous embodiment of the invention are used as the operating variable of the electric motor the torque to be generated by the electric motor and / or that of used to generate the electric motor speed.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird der Elektromotor in einer elektrischen Servolenkung eines Kraftfahrzeugs eingesetzt. Durch die Erfindung besitzt das Drehmoment eine besonders große Gleichförmigkeit wodurch das Ruckeln am Lenkrad minimiert und der Fahrkomfort erhöht wird.According to one further advantageous embodiment The invention relates to the electric motor in an electric power steering a motor vehicle used. By the invention has Torque a particularly large uniformity which minimizes jerking on the steering wheel and increases ride comfort.

Des Weiteren beinhaltet die Erfindung eine Vorrichtung zum Betrieb eines spannungsgesteuerten Elektromotors, welche den Elektromotor mit zumindest einer Ausgangsspannung eines Verstärkers beaufschlagt und den Verstärker mit einer Versorgungsspannung versorgt, welche ein Messmittel aufweist, das die Versorgungsspannung erfasst, und welche zumindest eine Ausgangsspannung des Verstärkers in Abhängigkeit von Betriebsgrößen des Elektromotors und der erfassten Versorgungsspannung verändert.Of Furthermore, the invention includes an apparatus for operating a voltage-controlled electric motor, which the electric motor with subjected to at least one output voltage of an amplifier and the amplifier supplied with a supply voltage having a measuring means, which detects the supply voltage, and which at least one output voltage of the amplifier dependent on of operating variables of the electric motor and the detected supply voltage changed.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Verstärker als Schaltverstärker ausgeführt. Schaltverstärker weisen einen besonders hohen Wirkungsgrad auf.According to one advantageous embodiment of the invention is the amplifier as switching amplifier executed. switching amplifier have a particularly high efficiency.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Elektromotor als bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC-Motor) ausgeführt. BLDC-Motoren sind Maschinen mit Permanentmagneten im Rotor. Der Rotor erzeugt das Erregerfeld. Der Stator des BLDC-Motors besitzt eine Drehstromwicklung und wird von einem Wechselrichter (Verstärker) gespeist, der Drehstrom zur Verfügung stellt. BLDC-Motoren sind selbstgeführte Maschinen und benötigen einen Drehwinkellagegeber zum Betrieb. Der Ankerstrom bildet zusammen mit dem Feld des Permanentmagneten ein zeitlich möglichst konstantes Drehmoment. Die Weiterschaltung des Statorfeldes erfolgt mit Hilfe des Wechselrichters rotorstellungsabhängig beziehungsweise polradlageabhängig so, dass sich zwischen der Statordrehdurchflutung und dem Rotorfeld ein konstanter Winkel von π/2 elektrisch einstellt. Die Polradlage wird vorzugsweise über Sensoren erfasst oder aus Klemmenspannungen und/oder Klemmenströmen abgeleitet. Das Betriebsverhalten entspricht weitgehend dem des Gleichstrommotors. BLDC-Motoren haben eine sehr gute Dynamik und können einfach gesteuert werden. Die bürstenlose Technik ist verschleiß- und wartungsfrei.In A further advantageous embodiment is the electric motor as brushless DC motor (BLDC motor) executed. BLDC motors are machines with permanent magnets in the rotor. The rotor generates the excitation field. The stator of the BLDC motor has a three-phase winding and is from an inverter (amplifier) fed, the three-phase current available provides. BLDC motors are self-guided machines and require a rotary encoder to the operation. The armature current forms together with the field of the permanent magnet a temporal as possible constant torque. The indexing of the stator field takes place with the aid of the inverter, depending on the position of the rotor position or depending on the position of the pole wheel, that is between the stator rotation flooding and the rotor field constant angle of π / 2 set electrically. The pole wheel position is preferably via sensors detected or derived from terminal voltages and / or terminal currents. The operating behavior largely corresponds to that of the DC motor. BLDC motors have very good dynamics and can be easily controlled. The brushless Technology is wear and maintenance free.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Messmittel als Spannungsteiler ausgeführt. Durch einen Spannungsteiler kann die Versorgungsspannung kostengünstige erfasst werden.According to one Another advantageous embodiment of the invention is the measuring means designed as a voltage divider. By a voltage divider, the supply voltage can be detected inexpensively become.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:embodiments The invention will be described below with reference to the schematic drawings explained. Show it:

1 einen BLDC-Motor und eine Vorrichtung zum Betrieb (Steuern) des BLDC-Motors für den Einsatz in einer elektrischen Servolenkung und 1 a BLDC motor and a device for operation (control) of the BLDC motor for use in an electric power steering and

2 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung des BLDC-Motors gemäß 1. 2 a flowchart of the inventive method for controlling the BLDC motor according to 1 ,

Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.elements same construction and function are cross-figurative with the same Provided with reference numerals.

Der BLDC-Motor 1 umfasst einen permanent erregten Rotor 12 und einen Stator, der vorzugsweise drei Stränge 13, 14, 15 aufweist, wobei die an diesen Strängen anliegende Last jeweils durch eine Induktivität 17 und einen Widerstand 18 darstellbar ist. Die drei Stränge 13–15 sind vorzugsweise in Sternschaltung geschaltet. Auf dem Rotor 12 ist ein oder sind mehrere Permanentmagnete 12a angeordnet.The BLDC motor 1 includes a permanently excited rotor 12 and a stator, preferably three strands 13 . 14 . 15 in each case, wherein the load applied to these strands load by an inductance 17 and a resistance 18 is representable. The three strands 13 - 15 are preferably connected in star connection. On the rotor 12 is one or more permanent magnets 12a arranged.

Eine Vorrichtung 2 zum Steuern des BLDC-Motors 1 weist ein Steuergerät 21 mit einem Speicher 22 und einen Verstärker 23, der als PWM-Verstärker ausgeführt ist, auf. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 2 zum Steuern des BLDC-Motors 1 einen Kondensator 24 zur Pufferung einer Versorgungsspannung Uv des Verstärkers 23. Die Versorgungsspannung Uv wird von einem Bordnetz BN eines Fahrzeuges, in dem der BLDC-Motor 1 bevorzugt eingebaut ist, zur Verfügung gestellt. Üblicherweise wird die Versorgungsspannung Uv mittels eines Generators (Lichtmaschine) und einer Fahrzeugbatterie erzeugt. Durch unterschiedliche Betriebszustände des Fahrzeugs können Schwankungen der Versorgungsspannung Uv auftreten. Diese Schwankungen können Ungleichförmigkeiten eines von dem BLDC-Motor 1 abgegebenen Drehmoments hervorrufen. Weiterhin weist die Vorrichtung 2 zum Steuern des BLDC-Motors 1 ein Messmittel 25 zur Erfassung der Versorgungsspannung Uv auf. Das Messmittel 25 kann z. B. durch einen Spannungsteiler mittels Widerstände realisiert werden.A device 2 for controlling the BLDC motor 1 has a controller 21 with a memory 22 and an amplifier 23 , which is designed as a PWM amplifier on. Furthermore, the device comprises 2 for controlling the BLDC motor 1 a capacitor 24 for buffering a supply voltage Uv of the amplifier 23 , The supply voltage Uv is provided by a vehicle electrical system BN of a vehicle in which the BLDC motor 1 is preferably incorporated, provided. Usually, the supply voltage Uv is generated by means of a generator (alternator) and a vehicle battery. Due to different operating states of the vehicle, fluctuations of the supply voltage Uv can occur. These fluctuations can be nonuniformities of one of the BLDC motor 1 cause emitted torque. Furthermore, the device 2 for controlling the BLDC motor 1 a measuring device 25 for detecting the supply voltage Uv. The measuring device 25 can z. B. be realized by a voltage divider by means of resistors.

In dem Steuergerät 21 werden abhängig von den zugeführten Betriebsgrößen, wie beispielsweise einer Drehzahl N, mit der der BLDC-Motor 1 betrieben werden soll, oder auch eines Drehmoments M, das von dem BLDC-Motor abgegeben werden soll, und in Abhängigkeit der durch das Messmittel 25 erfassten Versorgungsspannung Uv des Verstärkers 23 Ausgangspannungen Ua1, Ua2, Ua3 des Verstärkers 23 ermittelt und diese als Spannungssignale an den Verstärker 23 übertragen. Der Steuereinheit 2 ist dafür ein Drehmomentsensor 7 zugeordnet, welcher das von einem Fahrer des Fahrzeugs erzeugte Drehmoment an einer mit einem Lenkrad gekoppelten Stange erfasst. Abhängig von diesem Drehmoment und ggf. weiteren Betriebsgrößen des Fahrzeugs wird dann das durch den BLDC-Motor aufzubringende Drehmoment M ermittelt.In the control unit 21 be dependent on the supplied operating variables, such as a speed N, with the BLDC motor 1 is to be operated, or even a torque M to be delivered by the BLDC motor, and in dependence on the by the measuring means 25 detected supply voltage Uv of the amplifier 23 Output voltages Ua1, Ua2, Ua3 of the amplifier 23 determined and these as voltage signals to the amplifier 23 transfer. The control unit 2 is for a torque sensor 7 which detects the torque generated by a driver of the vehicle on a rod coupled to a steering wheel. Depending on this torque and possibly other operating variables of the vehicle, the torque M to be applied by the BLDC motor is then determined.

Der Vorrichtung 2 zum Steuern des BLDC-Motors 1 ist ferner ein Lagesensor 3 zugeordnet, der die Winkelstellung des Rotors 12 erfasst. Abhängig von dem zeitlichen Verlauf der erfassten Winkelstellung wird die Drehzahl N ermittelt. Der Lagesensor 3 kann als Hallsensor, als magnetoresistiver Sensor, als optischer Sensor oder als ein so genannter Resolver ausgebildet sein.The device 2 for controlling the BLDC motor 1 is also a position sensor 3 assigned to the angular position of the rotor 12 detected. Depending on the time course of the detected angular position, the rotational speed N is determined. The position sensor 3 can be designed as a Hall sensor, as a magnetoresistive sensor, as an optical sensor or as a so-called resolver.

Die Ermittlung der Ausgangsspannungen Ua1, Ua2, Ua3 des Verstärkers 23 erfolgt anhand von in dem Speicher 22 des Steuergerätes 21 hinterlegten Kennlinien und der erfassten Versorgungsspannung Uv. Die Kennlinien werden vorzugsweise vor dem Einsatz des BLDC-Motors 1 in dem Fahrzeug bei einer konstanten Versorgungsspannung Uv0 durch Versuche oder Simulationen ermittelt. Anhand der Kennlinien ergeben sich die Ausgangsspannungen Ua1, Ua2, Ua3 in Abhängigkeit des abzugebenden Drehmoments M und/oder der Drehzahl N des BLDC-Motors 1.The determination of the output voltages Ua1, Ua2, Ua3 of the amplifier 23 takes place on the basis of in the memory 22 of the control unit 21 stored characteristic curves and the detected supply voltage Uv. The characteristics are preferably before the use of the BLDC motor 1 in the vehicle at a constant supply voltage Uv0 determined by experiments or simulations. Based on the characteristics, the output voltages Ua1, Ua2, Ua3 arise as a function of the torque M to be delivered and / or the speed N of the BLDC motor 1 ,

Die von dem Steuergerät 21 an den Verstärker 23 übertragenen Spannungssignale werden in dem Verstärker 23 in drei Ausgangsspannungen Ua1, Ua2, Ua3 umgeformt, mit denen jeweils die drei Stränge 13–15 des BLDC-Motors beaufschlagt werden. Das von dem BLDC-Motor 1 abzugebende Drehmoment M und/oder die Drehzahl N des BLDC-Motors 1 werden über die drei Ausgangsspannungen Ua1, Ua2, Ua3 des Verstärkers 23 gesteuert.The from the control unit 21 to the amplifier 23 transmitted voltage signals are in the amplifier 23 transformed into three output voltages Ua1, Ua2, Ua3, with each of the three strands 13 - 15 of the BLDC motor. That of the BLDC engine 1 to be delivered torque M and / or the speed N of the BLDC motor 1 be over the three output voltages Ua1, Ua2, Ua3 of the amplifier 23 controlled.

Der Verstärker 23 ist als Schaltverstärker (PWM-Verstärker) ausgeführt und erzeugt pulsweitenmodulierte Ausgangsspannungen Ua1, Ua2, Ua3. Die Effektivwerte der Ausgangsspannungen Ua1, Ua2, Ua3 werden durch die jeweiligen Puls/Pausen-Verhältnisse der Ausgangsspannungen Ua1, Ua2, Ua3 eingestellt. Durch die Vorrichtung 2 werden die drei Ausgangsspannungen Ua1, Ua2, Ua3 des Verstärkers 23 in Abhängigkeit von Betriebsgrößen des Elektromotors 1 und der erfassten Versorgungsspannung Uv verändert. Hierdurch werden Abweichungen zwischen dem Ist-Drehmoment und dem gewünschten Drehmoment M des BLDC-Motors 1 und somit auch Ungleichförmigkeiten des Ist-Drehmoments minimiert.The amplifier 23 is designed as a switching amplifier (PWM amplifier) and generates pulse width modulated output voltages Ua1, Ua2, Ua3. The rms values of the output voltages Ua1, Ua2, Ua3 are set by the respective pulse / pause ratios of the output voltages Ua1, Ua2, Ua3. Through the device 2 become the three output voltages Ua1, Ua2, Ua3 of the amplifier 23 depending on operating variables of the electric motor 1 and the detected supply voltage Uv changed. As a result, deviations between the actual torque and the desired torque M of the BLDC motor 1 and thus minimizes non-uniformities of the actual torque.

In 2 wird ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung des BLDC-Motors 1 gemäß 1 gezeigt. In einem Schritt S1 wird in dem Steuergerät 21 anhand der Signale des Drehmomentsensors 7 und ggf. weiterer Betriebsgrößen des Fahrzeugs das von dem BLDC-Motor 1 aufzubringende Drehmoment M ermittelt. In einem Schritt S2 werden mittels der in dem Speicher 22 hinterlegten Kennlinien, die bei der Versorgungsspannung Uv0 ermittelt wurden, Puls/Pausen-Verhältnisse PPVO der Ausgangsspannungen Ua1, Ua2, Ua3 des Verstärkers 23 bestimmt. In einem Schritt S3 wird durch das Messmittel 25 der aktuelle Wert der Versorgungsspannung Uv des Verstärkers 23 erfasst. In einem Schritt S4 werden die Puls/Pausen-Verhältnisse PPV der Ausgangsspannungen Ua1, Ua2, Ua3 des Verstärkers 23 unter Berücksichtigung der aktuellen Versorgungsspannung Uv nach der Formel

bestimmt. Durch den Verstärker 23 werden schließlich die Stränge 13–15 des BLDC-Motors 1 mit den anhand der vorherigen Formel ermittelten Ausgangsspannungen Ua1, Ua2, Ua3 beaufschlagt.In 2 is a flowchart of an embodiment of the inventive method for controlling the BLDC motor 1 according to 1 shown. In a step S1, in the control unit 21 based on the signals of the torque sensor 7 and possibly other operating variables of the vehicle that of the BLDC engine 1 applied torque M determined. In a step S2, by means of the in the memory 22 deposited characteristic curves, which were determined at the supply voltage Uv0, pulse / pause ratios PPVO the output voltages Ua1, Ua2, Ua3 of the amplifier 23 certainly. In a step S3 is by the measuring means 25 the current value of the supply voltage Uv of the amplifier 23 detected. In a step S4, the pulse / pause ratios PPV of the output voltages Ua1, Ua2, Ua3 of the amplifier 23 taking into account the current supply voltage Uv according to the formula

certainly. Through the amplifier 23 eventually become the strands 13 - 15 of the BLDC motor 1 with the determined by the previous formula output voltages Ua1, Ua2, Ua3 acted upon.

11: BLDC-MotorBLDC motor
1212: Rotorrotor
12a12a: Permanentmagnetpermanent magnet
13–1513-15: Strangstrand
1717: Induktivitätinductance
1818: Widerstandresistance
22: Vorrichtung zum Betrieb des BLDC-Motorscontraption to operate the BLDC motor
2121: Steuergerätcontrol unit
2222: SpeicherStorage
2323: Verstärkeramplifier
2424: Kondensatorcapacitor
2525: Messmittelmeasuring Equipment
33: Lagegeberposition encoder
77: Drehmomentsensortorque sensor
BNBN: Bordnetzboard network
MM: Drehmomenttorque
NN: Drehzahlrotation speed
PPVPPV: Puls/Pausen-Verhältnisse der AusgangsspannungPulse / pause ratios the output voltage
PPV0PPV0: Puls/Pausen-Verhältnisse der Ausgangsspannung bei Uv0Pulse / pause ratios the output voltage at Uv0
Ua1–Ua3U a1-Ua3: Ausgangsspannungen des Verstärkersoutput voltages of the amplifier
Uvuv: Versorgungsspannungsupply voltage
Uv0Uv0: Versorgungsspannung bei Aufnahme der Kennlinien.supply voltage when recording the characteristics.
S1–S4S1-S4: Schrittesteps

Claims

Method for operating a voltage-controlled electric motor ( 1 ), wherein the electric motor ( 1 ) with at least one output voltage (Ua1, Ua2, Ua3) of an amplifier ( 23 ) and the amplifier ( 23 ) is supplied with a supply voltage (Uv), characterized in that the supply voltage (Uv) by a measuring means (Uv) 25 ) is detected and at least one output voltage (Ua1, Ua2, Ua3) of the amplifier ( 23 ) as a function of operating variables of the electric motor ( 1 ) and the detected supply voltage (Uv) is determined.

Method according to Claim 1, characterized in that characteristic curves are determined for a supply voltage (Uv0) and stored in a memory ( 22 ) based on the pulse / pause ratios (PPV0) of the output voltage (Ua1, Ua2, Ua3) of the amplifier ( 23 ) as a function of operating variables of the electric motor ( 1 ) be determined.

Method according to Claim 2, characterized in that the pulse / pause ratios (PPV) of the output voltage (Ua1, Ua2, Ua3) of the amplifier ( 23 ) as a function of operating variables of the electric motor ( 1 ), the detected supply voltage (Uv) and in the memory ( 22 ) stored characteristics are determined.

Method according to claim 3, characterized in that the pulse / pause ratio (PPV) based on the ratio

be determined.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the operating variable of the electric motor ( 1 ) that of the electric motor ( 1 ) to be generated torque (M) and / or by the electric motor ( 1 ) to be generated speed (N) can be used.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor ( 1 ) is used in an electric power steering of a motor vehicle.

Contraption ( 2 ) for operating a voltage-controlled electric motor ( 1 ), which the electric motor ( 1 ) with at least one output voltage (Ua1, Ua2, Ua3) of an amplifier ( 23 ) and the amplifier ( 23 ) supplied with a supply voltage (Uv), characterized by means which supply the supply voltage Uv by a measuring means ( 25 ) and at least one output voltage (Ua1, Ua2, Ua3) of the amplifier ( 23 ) as a function of operating variables of the electric motor ( 1 ) and the detected supply voltage (Uv).

Method according to claim 7, characterized in that the amplifier ( 23 ) as a switching amplifier ( 23 ), in particular as a PWM amplifier.

Device according to one of the preceding claims 7 or 8, characterized in that the electric motor ( 1 ) as a BLDC motor ( 1 ) is executed.

Device according to one of the preceding claims 7 to 9, characterized in that the measuring means ( 25 ) is designed as a voltage divider.