無刷電動機(jī)可以用來控制機(jī)械的執(zhí)行器。一個例子是使用無刷直流馬達(dá)(BLDC)或電子換相的執(zhí)行器驅(qū)動器，這將會比傳統(tǒng)的機(jī)械換相的DC馬達(dá)更有優(yōu)勢。這包括，例如改進(jìn)的EMC性能，降低的摩擦，減少的安裝空間和減輕的重量。一般來說，此類馬達(dá)通過齒輪機(jī)構(gòu)連接到實(shí)際的控制元件或執(zhí)行器部件。

通常，為了給BLDC馬達(dá)換相，需要在任意時(shí)刻的關(guān)于其轉(zhuǎn)子位置的信息。為此，經(jīng)常通過轉(zhuǎn)子位置傳感器在馬達(dá)軸處對轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行直接測量?？蛇x地，借助于馬達(dá)和控制元件或執(zhí)行器部件之間的機(jī)械耦合，轉(zhuǎn)子位置也可以通過執(zhí)行器部件上的位置傳感器而被間接確定。例如在DE 10 2011 005 566 A1中描述了這樣的定位系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是基于這樣一種認(rèn)知：需要在即使沒有轉(zhuǎn)子位置的連續(xù)確定時(shí)，也能對由BLDC馬達(dá)驅(qū)動的執(zhí)行器部件進(jìn)行可靠和精確地調(diào)節(jié)。這樣一來，定位系統(tǒng)中昂貴的傳感器可以被省略，這種定位系統(tǒng)所需的安裝空間也會減小。

同時(shí)也需要創(chuàng)建一種定位系統(tǒng)，其中盡管設(shè)置了用于確定轉(zhuǎn)子位置的傳感器，但是系統(tǒng)也可以甚至在位置確定失效時(shí)對執(zhí)行器部件進(jìn)行可靠和精確的調(diào)節(jié)。這樣的話，例如，或許需要在失去位置信息時(shí)，將執(zhí)行器部件永久和可靠地移動到任意的位置。同樣，也可能需要在失去位置信息后，只是將執(zhí)行器部件移動到應(yīng)急位置，其中，很可能地，只有通過克服反力例如彈簧力才能達(dá)到應(yīng)急位置。

發(fā)明的有益效果

根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的本發(fā)明的主題可以滿足這些需求。在從屬權(quán)利要求中，描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和改進(jìn)方案。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于調(diào)節(jié)定位系統(tǒng)執(zhí)行器部件的方法，其允許經(jīng)由電子換相的執(zhí)行器驅(qū)動器或者無刷DC馬達(dá)驅(qū)動的執(zhí)行器部件，甚至在沒有轉(zhuǎn)子位置的連續(xù)確定時(shí)，都可以被可靠和精確地調(diào)節(jié)。

其實(shí)現(xiàn)方式為：定位系統(tǒng)包括與執(zhí)行器部件耦合的電換相的執(zhí)行器驅(qū)動器或者無刷DC馬達(dá)，其中執(zhí)行器驅(qū)動器包括具有永磁體的轉(zhuǎn)子，其中該轉(zhuǎn)子具有沿著轉(zhuǎn)子的極軸延伸的第一軸線，其中該執(zhí)行器驅(qū)動器具有電換相的定子。該定子可以以空間相量激勵，其中該空間相量具有電相位和幅值，其中該空間相量是關(guān)于相對于轉(zhuǎn)子的第一軸線的差值相位來定向的。該方法包括以下步驟用于控制執(zhí)行器部件的預(yù)定位置：

■設(shè)定空間相量的差值相位為工作差值相位，

■設(shè)定該幅值為工作幅值，其中，工作差值相位和工作幅值被設(shè)置為：使得工作差值相位小于45°，并產(chǎn)生作用于轉(zhuǎn)子上且適于接近執(zhí)行器部件的預(yù)定位置的轉(zhuǎn)矩。

通過將空間相量的電相位轉(zhuǎn)過合適的差值相位角達(dá)到驅(qū)動器部件的預(yù)定位置。

執(zhí)行器部件可能會受到反力，即，例如具有總是會施加反抗轉(zhuǎn)矩于執(zhí)行器驅(qū)動器上的彈簧以在執(zhí)行器驅(qū)動器未供能時(shí)將執(zhí)行器部件移動到初始位置。

定位系統(tǒng)可以是諸如節(jié)流閥、廢氣循環(huán)閥門控制器、充氣移動閥、通用執(zhí)行器或者是屏幕雨刷馬達(dá)。

定子可具有整體極對數(shù)NP，NP可以是諸如NP＝1或NP＝2或NP＝3，或其他極對數(shù)。

執(zhí)行器部件通過具有一定齒數(shù)比的齒輪機(jī)構(gòu)耦合到執(zhí)行器驅(qū)動器。該齒數(shù)比可以是例如：10:1或20:1或40:1。但是，在1：1到500:1之間的其他齒數(shù)比也是可行的。

當(dāng)齒數(shù)比是1:1，且極對數(shù)NP＝1時(shí)，從而，空間相量的360°電相位的一次旋轉(zhuǎn)，與執(zhí)行器部件的一次完整旋轉(zhuǎn)正好對應(yīng)，即：執(zhí)行器部件旋轉(zhuǎn)的機(jī)械調(diào)整角α也是360°。當(dāng)齒數(shù)比是20:1，且極對數(shù)NP＝1時(shí)，空間相量的20次完整旋轉(zhuǎn)，即電相位轉(zhuǎn)過7200°，與執(zhí)行器部件的一次完整旋轉(zhuǎn)正好對應(yīng)，即：執(zhí)行器部件旋轉(zhuǎn)的機(jī)械調(diào)整角α為360°。當(dāng)齒數(shù)比是20:1，且極對數(shù)NP＝2時(shí)，空間相量的40次完整旋轉(zhuǎn)，即電相位轉(zhuǎn)過14400°，與執(zhí)行器部件的一次完整旋轉(zhuǎn)正好對應(yīng)，即：執(zhí)行器部件的360°旋轉(zhuǎn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方法的益處在于：可以無須連續(xù)地確定轉(zhuǎn)子的第一軸線的位置或轉(zhuǎn)子位置，就能將執(zhí)行器部件可靠地移動到預(yù)定位置。因此，例如，無須安裝傳感器來確定定位系統(tǒng)內(nèi)的位置，由此，定位系統(tǒng)可具有結(jié)構(gòu)更加緊湊和生產(chǎn)成本更為低廉的優(yōu)勢。

換言之，執(zhí)行器驅(qū)動器或馬達(dá)無須以效率最優(yōu)目的運(yùn)行。根據(jù)所提供的方法實(shí)現(xiàn)此，其中，空間相量并未被操控為具有90°左右的差值相位，而具有最小可行幅值。這樣，空間相量并未被近似地定向在轉(zhuǎn)子的第二軸線的方向上，該第二軸線垂直于轉(zhuǎn)子的第一軸線延伸。如此，空間相量并不是以其全部量對轉(zhuǎn)矩起作用。為了空間相量的效率最優(yōu)定向，需要對第一軸線位置的精確了解，因?yàn)?0°左右的差值相位可視為不穩(wěn)定的狀態(tài)：由于空間相量引起的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子被迫將其第一軸線定向在空間相量的方向上，即：以減小差值相位。

相反，根據(jù)所提供的方法，空間相量近似地在轉(zhuǎn)子的第一軸線的方向上轉(zhuǎn)動，且因此具有小于45°的差值相位，理想情況下是更小的角度，例如5°。與此同時(shí)，空間向量的幅值擴(kuò)展為這樣的量：其足以以選定的工作差值相位施加轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子上，該轉(zhuǎn)矩足夠克服產(chǎn)生和作用在轉(zhuǎn)子上的最大反抗轉(zhuǎn)矩，該反抗轉(zhuǎn)矩發(fā)生在從執(zhí)行器部件的位置(在該位置處，設(shè)定工作差值相位)到執(zhí)行器部件預(yù)定位置的路徑上。

對于選定的工作差值相位，空間相量的僅部分幅值——在垂直于轉(zhuǎn)子第一軸線的方向上起作用的那部分——對轉(zhuǎn)矩是起作用的，即：由總幅值乘以差值相位的正弦值所得的那部分。因此，最小可行工作差值相位，首先由待被克服的最大反抗轉(zhuǎn)矩(例如，來自將執(zhí)行器部件耦合于執(zhí)行器驅(qū)動器的齒輪機(jī)構(gòu)的摩擦力，或者是來自具有反力的執(zhí)行器部件的裝載，如以復(fù)位彈簧形式)確定，其次由空間相量的最大可用幅值和轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(如其磁力和長度)和齒數(shù)比確定?？臻g相量的最大可用幅值是由例如定子線圈或者定子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定，特別是由其電阻或者是其極對數(shù)確定。另外，可用的電源和相電壓的預(yù)備，即電源供應(yīng)的最后階段及其控制方法，對最大可用幅值也起作用。這是因?yàn)?，最終，這些因素將影響馬達(dá)中所能達(dá)到的最大電流向量。

力矩與差值相位的正弦值(近似)成線性關(guān)系。對于90°的差值相位，即：sin(90°)，轉(zhuǎn)矩T_M由下式(近似)計(jì)算：

T_M＝3/2*NP*Km*I,

其中，NP是極對數(shù)，Km是馬達(dá)常數(shù)，I是(具有差值相位90°的)電流向量的量。

取決于馬達(dá)類型和其磁路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在該方程上增加另外的項(xiàng)。但是，其對轉(zhuǎn)矩的影響通常并不大。

由于并不存在針對效率最優(yōu)化的差值相位，轉(zhuǎn)子以準(zhǔn)穩(wěn)定平衡的方式跟隨空間相量的定向，這種方式下，其可以轉(zhuǎn)至任何期望的位置，由此，與轉(zhuǎn)子耦合的執(zhí)行器部件也可以轉(zhuǎn)至任何期望的位置。因此，有利的是，不再需要轉(zhuǎn)子的精確位置信息，而只需要與以針對效率最優(yōu)化的差值相位的運(yùn)行相比的空間相量的幅值中的更高值。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案提出：定位系統(tǒng)包含用于檢測轉(zhuǎn)子第一軸線位置的位置值或者轉(zhuǎn)子位置的手段。術(shù)語“第一軸線位置的位置值”指的是第一軸線相對于空間相量的電相位的位置。這有利地保證了至少在一個時(shí)刻——例如，緊跟在轉(zhuǎn)子安裝在驅(qū)動器執(zhí)行器中之后——或者任意的其它時(shí)刻，執(zhí)行器驅(qū)動器的轉(zhuǎn)子的位置可以被檢測。如此，該方法可以尤其可靠地執(zhí)行。

這樣，例如對于齒數(shù)比40：1，極對數(shù)NP＝1的定位系統(tǒng)，為了描述執(zhí)行器部件(在真實(shí)空間中)的一次完整旋轉(zhuǎn)，第一軸線的位置可假定為0°到14400°(電相位)之間的取值；或者為了以90°(在真實(shí)空間中)機(jī)械地移位執(zhí)行器部件，第一軸線的位置可假定為0°到3600°(電相位)之間的取值。因此，在真實(shí)空間中，需要轉(zhuǎn)子的10次旋轉(zhuǎn)(或者是空間相量260在電相位空間的3600°)來實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器部件在真實(shí)空間中的90°的一次旋轉(zhuǎn)。因此，通過該手段確定的轉(zhuǎn)子第一軸線的位置與執(zhí)行器部件的位置精確地耦合。如果檢測到的位置值是例如1800°，從而同時(shí)也知道了執(zhí)行器部件處于45°的位置角。

至少一次精確地了解轉(zhuǎn)子第一軸線位置的位置值是有利的，因?yàn)樵邶X數(shù)比不等于1:1或者極對數(shù)不為NP＝1的情況下，可能會出現(xiàn)模棱兩可的情況。因此，在電相位在真實(shí)空間中每轉(zhuǎn)過360°時(shí)，空間相量總是指向相同的空間方向。根據(jù)所提供的方法，轉(zhuǎn)子在真實(shí)空間中被近似地定向在空間相量的此空間方向上。對轉(zhuǎn)子第一軸線相對于電相位的位置的位置值的精確了解然后允許確定為使執(zhí)行器部件調(diào)整到預(yù)定位置而必需的空間相量的電相位改變。如果，例如執(zhí)行器部件在真實(shí)空間中位于45°的位置，為了達(dá)到90°的位置，需要轉(zhuǎn)子(以及空間相量)五次完整的旋轉(zhuǎn)。于是，空間相量或者第一軸線的位置位于1800°的(電相位的)位置值，且必須被調(diào)整到3600°。如果第一軸線的位置是完全未知的，則換言之，對電相位沒有了解。則，轉(zhuǎn)子可能的確朝向空間相量，但是很難確定為了將執(zhí)行器部件帶到期望位置所需的轉(zhuǎn)子(或空間相量)旋轉(zhuǎn)多少次或者必須以多少量調(diào)整電相位。在上述提出的示例中，例如，當(dāng)電相位從1800°旋轉(zhuǎn)到2160°(即：轉(zhuǎn)過360°的差值相位)之后，空間相量處于與在3600°的必要值處相同的真實(shí)空間方向上。然而，執(zhí)行器部件此時(shí)不是移動了45°而移動到90°，而僅移動了9°而移動到54°。用于確定第一軸線位置的位置值的手段從而有利地保證了，使用該方法，執(zhí)行器部件可被安全和可靠地調(diào)整到任意期望的預(yù)定位置。

由于該手段是用于確定位置值的至少一個校準(zhǔn)步驟，其有利地保證了該位置值被確定一次，例如是在定位系統(tǒng)啟動之時(shí)或者是安裝轉(zhuǎn)子在執(zhí)行器驅(qū)動器中的時(shí)候，以及可以實(shí)現(xiàn)電相位到轉(zhuǎn)子的真實(shí)空間方向的必要指定。這樣的校準(zhǔn)方法或者校準(zhǔn)步驟有利地是例如由外部提供的傳感器執(zhí)行，以使驅(qū)動器執(zhí)行器本身不需要為其所有的傳感器。更有利地，在校準(zhǔn)步驟之后，無需確定另外的位置值，由此，本方法的執(zhí)行具顯著的魯棒性。例如，該校準(zhǔn)步驟可以在每次定位系統(tǒng)啟動之后執(zhí)行。

因?yàn)樵趫?zhí)行器部件的預(yù)定位置處執(zhí)行器部件是完全打開的，和/或執(zhí)行器部件停靠在機(jī)械止動部上，這有利地保證了該方法能尤其可靠地設(shè)定執(zhí)行器部件的預(yù)定位置。因此，例如，可以將空間相量的電相位轉(zhuǎn)過多個360°超出實(shí)際的目標(biāo)值，以用這種方式來保證執(zhí)行器部件確實(shí)達(dá)到機(jī)械止動部或者完全打開的位置。在這種空間相量的過旋轉(zhuǎn)中，機(jī)械止動部或者是執(zhí)行器部件完全打開的位置防止了執(zhí)行器部件也轉(zhuǎn)動到超過期望位置，對應(yīng)于空間向量。然而，如果在方法的開始階段對執(zhí)行器部件的位置的假設(shè)(空間相量的電相位旋轉(zhuǎn)基于該預(yù)設(shè))估計(jì)不足，則通過過旋轉(zhuǎn)空間相量和通過機(jī)械止動部或執(zhí)行器部件的完全打開，可以可靠地達(dá)到執(zhí)行器部件的精確定義位置。達(dá)到這樣良好定義的應(yīng)急工作點(diǎn)對于本方法在很多應(yīng)用中的使用都是極重要的，例如在機(jī)動車輛領(lǐng)域。

因?yàn)椋瑘?zhí)行器部件的預(yù)定位置會在300ms之內(nèi)達(dá)到，特別是在100ms之內(nèi)達(dá)到，這有利地保證了該方法能應(yīng)用在時(shí)間要求嚴(yán)格的定位系統(tǒng)之中，例如，用在內(nèi)燃機(jī)的節(jié)流閥裝置中。

由于空間相量的電相位的旋轉(zhuǎn)被控制為，使得相位控制值隨控制時(shí)間的描述給定在任何時(shí)刻均可微的曲線，即：特別地，在任何時(shí)刻，左導(dǎo)數(shù)和右導(dǎo)數(shù)一致，這有利地保證了執(zhí)行器驅(qū)動器的轉(zhuǎn)子能可靠地跟隨空間相量的相位位置，例如在空間相量旋轉(zhuǎn)的開始或結(jié)束時(shí)，轉(zhuǎn)子不會由于反力應(yīng)用或者由于慣性力矩而拖后(trailing)。換言之，因此有利地實(shí)現(xiàn)了執(zhí)行器部件被精確地移動到正確位置，且空間相量不會僅在電相位位置旋轉(zhuǎn)過多個360°之后才開始移動轉(zhuǎn)子，且轉(zhuǎn)子在相位變化結(jié)束時(shí)不會由于其慣性力矩而沖過目標(biāo)位置。本實(shí)施例保證了空間相量移動的平緩開始和停止。有利地，其也消除了將可能導(dǎo)致對例如軸承和其它機(jī)械部件的高負(fù)荷的執(zhí)行器部件的忽動忽?；蛲蝗灰苿印?/p>

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出了一種用于調(diào)整根據(jù)本發(fā)明第一方面的定位系統(tǒng)執(zhí)行器部件的方法，其中，該方法只在發(fā)生定義事件之后執(zhí)行，并且其中在用于調(diào)整執(zhí)行器部件的位置的定義事件未發(fā)生時(shí)，空間相量被定向?yàn)橄鄬τ谵D(zhuǎn)子的第一軸線的差值相位位于90°+/-45°的范圍之內(nèi)，即，在45°和135°之間，特別是在90°+/-20°的范圍之內(nèi)，即70°到110°。如果在用于對執(zhí)行器部件位置移位的定義事件未發(fā)生的情況下，空間相量被定向?yàn)橄鄬τ谵D(zhuǎn)子的第一軸線的差值相位位于85°到110°的范圍之內(nèi)，則特別有利的效果會出現(xiàn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，所提出的方法益處在于：在定義事件未發(fā)生時(shí)一直存在的常規(guī)工作模式下，定位系統(tǒng)以效率最優(yōu)目標(biāo)運(yùn)行，上述提出的有利方法僅應(yīng)用在定義事件發(fā)生之后。這里益處是在于：在定位系統(tǒng)的常規(guī)運(yùn)行中，減小的能耗是足夠的，但是在定義事件發(fā)生之后，無需對轉(zhuǎn)子第一軸線的位置的連續(xù)檢測，就可以迅速和可靠地達(dá)到執(zhí)行器部件的任何預(yù)定位置。因此，例如，在定義事件發(fā)生之后，定位系統(tǒng)可以快速達(dá)到執(zhí)行器部件的應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)，例如執(zhí)行器部件的全開位置。有利地，與現(xiàn)有技術(shù)中慣用的應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)相比，這種應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)還可以是執(zhí)行器部件的如此位置：在該位置，彈性力作用于執(zhí)行器部件上，這將會在執(zhí)行器驅(qū)動器未被供能(即例如節(jié)流閥的完全打開狀態(tài))的情況下使得執(zhí)行器部件遠(yuǎn)離應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)。

對于根據(jù)本發(fā)明第二方面的方法的改進(jìn)提出：定位系統(tǒng)包含用于檢測第一軸線位置的位置值的手段，其中該用于檢測第一軸線位置的位置值的手段為設(shè)置在執(zhí)行器部件上的至少一個傳感器和/或設(shè)置在執(zhí)行器驅(qū)動器上的至少一個傳感器。本發(fā)明的此改進(jìn)能有利地實(shí)現(xiàn)：在常規(guī)運(yùn)行時(shí)，即在定義事件發(fā)生之前，可以安全可靠地設(shè)定執(zhí)行器驅(qū)動器的效率最優(yōu)的運(yùn)行。例如，可以提供二到三個傳感器用于檢測轉(zhuǎn)子第一軸線位置的位置值，以使系統(tǒng)具有冗余，并在一個傳感器失效時(shí)，仍然可以獲得位置信息。

由于定位系統(tǒng)包括用于存儲第一軸線位置的位置值的存儲器，且由于在定義事件發(fā)生時(shí)，會從該存儲器中檢索位置值以設(shè)定工作差值相位，即小于45°的差值相位，所以，其有利地實(shí)現(xiàn)了當(dāng)定義事件發(fā)生時(shí)，可以可靠地獲得轉(zhuǎn)子第一軸線位置的位置值。例如，定義事件可以為傳感器故障或傳感器失效。在這種情況下，特別有利的是：如果在存儲器中可獲得位置值，則定位系統(tǒng)可以使用似真性(plausibility)檢驗(yàn)算法，以檢驗(yàn)最近存儲的位置值中有哪些仍包含合理的位置信息。因此，例如，在傳感器逐漸失效時(shí)，算法可以檢驗(yàn)從哪個時(shí)間開始存儲的位置值不再具有與提供的用于控制空間相量的控制信號看起來合理(似真，plausibe)的關(guān)聯(lián)。以此方式，有利地，能夠從存儲器中檢索適于設(shè)定工作差值相位的位置值，根據(jù)本發(fā)明第一方面的方法能得以應(yīng)用。

換言之，以此方式，可以從基于通過至少一個傳感器對轉(zhuǎn)子第一軸線的位置值的檢測的效率最優(yōu)模式切換到應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)模式，后者以提高的能量消耗在執(zhí)行器部件的控制上達(dá)到相似的可靠性，而無需(例如)通過傳感器檢測轉(zhuǎn)子第一軸線位置。

在該方法的進(jìn)一步實(shí)施例中，預(yù)定位置可以是執(zhí)行器部件的位置或設(shè)定，在該處執(zhí)行器部件停靠在機(jī)械止動部上。根據(jù)該方法，給出了空間相量的電相位為了達(dá)到執(zhí)行器部件的預(yù)定位置或設(shè)定而要轉(zhuǎn)過的空間相量電相位的差值相位角。該差值相位角從在預(yù)定位置處的空間相量的第一電相位和空間相量的第二電相位之間的差加上正或負(fù)的多個360°特別是加上720°或-720°來確定或算得，該第二電相位是空間相量在從存儲器中檢索到的位置值處所具有的相位。這樣，能有利地保證執(zhí)行器部件非常確定地達(dá)到預(yù)定位置，即便從存儲器檢索到的位置值與同時(shí)達(dá)到的位置值有顯著差別。通過將空間相量在實(shí)際所需空間相量電相位位置之上或之下過旋轉(zhuǎn)或欠旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子被可靠地帶到機(jī)械止動部。如果執(zhí)行器部件已經(jīng)到達(dá)了機(jī)械止動部，鑒于根據(jù)該方法設(shè)定的空間相量的大幅值，空間相量電相位的過旋轉(zhuǎn)或欠旋轉(zhuǎn)至多具有如此影響：轉(zhuǎn)子因?yàn)樽饔糜谄渖系姆戳Χ倭康靥?，然而之后再次通過旋轉(zhuǎn)空間相量而被帶到機(jī)械止動部。與現(xiàn)有技術(shù)相比，這樣的益處是負(fù)載有反力的應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)也可以非常確定地達(dá)到。這種負(fù)載有反力的應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)，可以例如在存在節(jié)流閥的情況下為節(jié)流閥的完全打開狀態(tài)。如果是在內(nèi)燃機(jī)中，可能需要如此，例如，所必需的空氣供應(yīng)量不再是由節(jié)流閥的打開控制，而是通過內(nèi)燃機(jī)閥門的沖程控制。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種用于調(diào)整定位系統(tǒng)執(zhí)行器部件的裝置。該定位系統(tǒng)具有與執(zhí)行器部件耦合的電換相的執(zhí)行器驅(qū)動器。該執(zhí)行器驅(qū)動器包括具有永磁體的轉(zhuǎn)子，其中該轉(zhuǎn)子具有沿著轉(zhuǎn)子的極軸延伸的第一軸線。該執(zhí)行器驅(qū)動器進(jìn)一步包括電換相的定子，其中該定子可以以空間相量激勵，其中該空間相量具有電相位和幅值，其中該空間相量可以關(guān)于相對于該轉(zhuǎn)子的第一軸線的差值相位來定向。提供該裝置被配置為達(dá)到執(zhí)行器部件的預(yù)定位置，其中：空間相量可被控制以使得差值相位可設(shè)定在工作差值相位，其中，空間相量可被控制以使得幅值可設(shè)定為工作幅值，其中，工作差值相位和工作幅值可被設(shè)置為：使得工作差值相位小于45°，且空間相量產(chǎn)生作用于轉(zhuǎn)子上且適于達(dá)到預(yù)定位置的轉(zhuǎn)矩。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，該裝置有利地實(shí)現(xiàn)了在帶有電換相的執(zhí)行器驅(qū)動器的定位系統(tǒng)中，無需對轉(zhuǎn)子第一軸線位置的連續(xù)測量，執(zhí)行器部件就能被安全可靠地調(diào)節(jié)。這樣，定位系統(tǒng)可被尤其緊湊和經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)，因?yàn)槔鐐鞲衅鞑贾每杀皇÷?。此外，以此方式，由于不再需要對轉(zhuǎn)子第一軸線的位置進(jìn)行檢測和計(jì)算，節(jié)省了用于確定位置信息的計(jì)算過程的時(shí)間，執(zhí)行器部件的控制可以尤其快捷。同時(shí)，也有利地減小用于此計(jì)算的能耗。

本發(fā)明這一方面的改進(jìn)提供了：該裝置被配置為在常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)下達(dá)到驅(qū)動器部件的預(yù)定位置，其中，空間相量可被定向?yàn)殛P(guān)于相對于轉(zhuǎn)子的第一軸線的差值相位大于45°，特別是關(guān)于差值相位大于70°，其中，幅值可以設(shè)置為使空間相量產(chǎn)生作用于轉(zhuǎn)子上且適于接近預(yù)定位置的轉(zhuǎn)矩。進(jìn)一步地，該裝置被配置為僅在定義事件發(fā)生之后接近執(zhí)行器部件的預(yù)定位置，其中，工作差值相位和工作幅值可設(shè)置為：使得工作差值相位小于45°，且空間相量產(chǎn)生作用于轉(zhuǎn)子上且適于接近預(yù)定位置的轉(zhuǎn)矩。這有利地保證了：在常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)下，即在定義事件發(fā)生之前，定位系統(tǒng)可以以效率最優(yōu)目的運(yùn)行，而在定義事件發(fā)生之后，對轉(zhuǎn)子第一軸線位置的連續(xù)檢測可以省略。

在該裝置進(jìn)一步的實(shí)施例中，提供了定位系統(tǒng)包括用于檢測第一軸線位置的位置值的手段，其中該用于檢測位置值的手段為設(shè)置在執(zhí)行器部件上的至少一個傳感器和/或設(shè)置在執(zhí)行器驅(qū)動器上的至少一個傳感器。其中，定位系統(tǒng)包括用于存儲第一軸線位置的位置值的存儲器，且其中，當(dāng)定義事件發(fā)生時(shí)，從存儲器中檢索位置值以設(shè)定工作差值相位，其中，定義事件為傳感器故障或傳感器失效。這種改良有利地保證：只要轉(zhuǎn)子第一軸線位置的可靠位置值能通過至少一個傳感器檢測到，就可保持以低能量消耗的常規(guī)的效率最優(yōu)工作模式來操控空間相量以激勵定子。如果傳感器信號丟失或者不再似真(plausible)，系統(tǒng)切換到應(yīng)急模式，其允許將執(zhí)行器部件可靠地調(diào)整到執(zhí)行器部件的任何期望位置或設(shè)定，而無需轉(zhuǎn)子第一軸線位置的連續(xù)位置值是可用的。例如，以此方式，可以達(dá)到執(zhí)行器部件的至少一個應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)或者應(yīng)急設(shè)定。

應(yīng)用該方法，原則上是也可以，在定義事件發(fā)生之后，即例如在傳感器失效之后，將執(zhí)行器部件永久地調(diào)整到任何期望的或者是外部預(yù)定位置或設(shè)定。最終，以此方式，定位系統(tǒng)的可靠運(yùn)行甚至在沒有轉(zhuǎn)子第一軸線位置的位置值的連續(xù)測量時(shí)，也是可行的。因此，例如，將此定位系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)動車輛時(shí)，如節(jié)流閥或者用于技術(shù)系統(tǒng)中，機(jī)動車輛或者技術(shù)系統(tǒng)的操作者需在定義事件發(fā)生之后立即咨詢維修中心(workshop)的情形可被避免或延后。這會具有安全方面的優(yōu)勢，因?yàn)槔缭诠?jié)流閥只是稍稍打開的跛行模式下，無需驅(qū)動機(jī)動車輛，直到下一個修理站，這對在多山的地形中滿載運(yùn)行的機(jī)動車輛來說十分困難，而在高速公路上則會對其它交通造成安全隱患。

根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種含有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該代碼在數(shù)據(jù)處理單元上運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明第一或第二方面的方法。此計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品有利地適于安全和可靠地調(diào)整定位系統(tǒng)中的執(zhí)行器部件，例如，甚至是在傳感器失效時(shí)。

附圖說明

從對示意性實(shí)施例的以下描述并參照附圖，本發(fā)明的進(jìn)一步特征和優(yōu)點(diǎn)對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將更加清晰，然而這些不應(yīng)被理解為對本發(fā)明的限制。

附圖中：

圖1a是定位系統(tǒng)的示意圖；

圖1b描述了針對繞定子運(yùn)轉(zhuǎn)的空間相量的各種幅值和差值相位，由定子施加在轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩，以及，描述了作為執(zhí)行器部件旋轉(zhuǎn)角的函數(shù)的作用于執(zhí)行器部件上的反抗轉(zhuǎn)矩；

圖2描述了在轉(zhuǎn)子上施加相同轉(zhuǎn)矩的各種空間相量的向量；

圖3a描述了在常規(guī)運(yùn)行下的方法過程；

圖3b描述了發(fā)生定義事件后的方法過程；

圖4描述了使得空間相量的電相位從第一位置到位于執(zhí)行器部件的預(yù)定位置的位置的控制。

具體實(shí)施方式

根據(jù)發(fā)明的示意性實(shí)施例，所有的附圖僅僅是對根據(jù)本發(fā)明的方法、裝置或者其組成部分的圖示描述。特別是，附圖中并未顯示用以標(biāo)定的距離和尺寸比例。在不同的附圖中，相應(yīng)的元件具有相同的參考標(biāo)記。

圖1a示出了定位系統(tǒng)100，其可以被控制單元(圖中未示)控制。該定位系統(tǒng)包括電子換相的執(zhí)行器驅(qū)動器200，例如，無刷電動機(jī)。

執(zhí)行器驅(qū)動器200通過具有齒數(shù)比G＝n1：n2的齒輪機(jī)構(gòu)280耦合到執(zhí)行器部件300。執(zhí)行器驅(qū)動器200包括具有永磁體的轉(zhuǎn)子210，其中該轉(zhuǎn)子具有沿著轉(zhuǎn)子210的極軸290延伸的第一軸線212。第一軸線212一般被命名為d-軸。轉(zhuǎn)子210還具有被定向?yàn)榇怪庇诘谝惠S線212的第二軸線214，因此，第二軸線214也垂直于極軸290，且(在轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系中)習(xí)慣上被稱為q-軸。

執(zhí)行器驅(qū)動器200還具有電子換相的定子230，本實(shí)施中顯示它具有的極對數(shù)是1。因此，定子具有3個勵磁線圈232A、232B、232C，它們被布置為以120°彼此偏移。相應(yīng)地，極對數(shù)是2時(shí)，將提供總共6個勵磁線圈，每個彼此以60°偏移。定子230，或者是線圈232A、232B、232C可以以空間相量260激勵。空間相量260可用極坐標(biāo)描述。相對于定子230的位置上固定的坐標(biāo)系，空間相量260可以由電相位φ_el和幅值A(chǔ)明確地確定，電相位φ_el描述到定子230中的參考軸線的角度值，幅值A(chǔ)表示空間相量260的長度并且與加載定子230的電流大小成比例。電相位φ_el可以假定為任意正的或負(fù)的值，其中在定子230的位置上固定的坐標(biāo)系中，在多個360°之后空間相量260總是指向同一方向。因此，在定子260的位置上固定的坐標(biāo)系中，空間相量260的方向只能反映上至多個360°的空間相量260的電相位φ_el。相對于轉(zhuǎn)子210，空間相量260具有差值相位θ，其中差值相位θ是空間相量260相對于轉(zhuǎn)子210的第一軸線212(在轉(zhuǎn)子210的位置上固定的坐標(biāo)系內(nèi))轉(zhuǎn)過的角度。差值相位θ按照定義可以假定為-180°和+180°之間的任意角度。由于定子線圈232勵磁產(chǎn)生的定子磁場，具有永磁體的轉(zhuǎn)子210這時(shí)將被迫對自身定向，以其極軸290沿著該定子磁場。從而，空間相量260的旋轉(zhuǎn)和定子磁場隨著空間相量260的同向旋轉(zhuǎn)(co-rotating)，引起轉(zhuǎn)子210的機(jī)械旋轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)定子磁場施加力或者由該力引起的轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子210上時(shí)，轉(zhuǎn)子210轉(zhuǎn)動。在沒有反抗轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)下，僅可能是這樣的情況，定子磁場以及由此的空間相量260相對于轉(zhuǎn)子210的第一軸線212轉(zhuǎn)過大于0°的差值相位。

在定子230的坐標(biāo)系中看出，只要空間相量260具有足夠大的幅值A(chǔ)來克服作用在轉(zhuǎn)子210上的任何反抗轉(zhuǎn)矩，具有其機(jī)械角相位的轉(zhuǎn)子210于是會跟隨空間相量260的電相位。假定無反抗轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)，轉(zhuǎn)子的機(jī)械相位，或者是轉(zhuǎn)子位置，或者是轉(zhuǎn)子210的第一軸線212位置，則因此與空間相量260的電相位φ_el精確地耦合。因此，術(shù)語“轉(zhuǎn)子210的第一軸線212位置的位置值L”可以被理解為轉(zhuǎn)子210從初始狀態(tài)0°開始的機(jī)械角度旋轉(zhuǎn)。

圖中示出了兩個不同的空間相量260的例子，它們相對于轉(zhuǎn)子210具有相同的差值相位θ，但是長度不同，即具有不同的幅值A(chǔ)。標(biāo)為260A的空間相量的幅值A(chǔ)1要小于標(biāo)為260B的空間相量的幅值A(chǔ)2。同時(shí)，還示出了記為i_q和i_d的空間相量260。這里，記為i_d的空間相量260被定向?yàn)檠刂D(zhuǎn)子210的第一軸線，并具有差值相位θ為0°。記為i_q的空間相量260被定向?yàn)檠刂D(zhuǎn)子210的第二軸線214，并具有差值相位為90°。一般來說，每個空間相量260都可被描述為記為i_q的空間相量260和記為i_d的空間相量260的線性組合。所示的空間相量260的電相位φ_el在此暫且是無關(guān)緊要的。

圖1a的右手部分示出了與執(zhí)行器驅(qū)動器200耦合的執(zhí)行器部件300。執(zhí)行器部件可以是諸如節(jié)流閥、通用執(zhí)行器部件、充氣移動閥、廢氣循環(huán)控制閥，或者是屏幕雨刷馬達(dá)，或者是安裝在執(zhí)行器部件上的任何其它元件。在所示的示意性實(shí)施例中，執(zhí)行器部件300是彈簧式的。為第一彈簧312提供第一支座310，其中，第一彈簧312被配置為將執(zhí)行器部件300移動到第一支座310。同時(shí)，為在與第一彈簧312的相反方向上起作用的第二彈簧322提供第二支座320。在所示的示意性實(shí)施例中，執(zhí)行器部件300例如是位于在圖中是水平的位置，即停留在第一支座310上的閉合位置。可以逆時(shí)針地將其移動機(jī)械相位或者是機(jī)械調(diào)整角α至機(jī)械止動部380。此移動可以由執(zhí)行器驅(qū)動器的轉(zhuǎn)子210的轉(zhuǎn)動引發(fā)。在執(zhí)行器驅(qū)動器200的未供能狀態(tài)，執(zhí)行器部件300移動到第一彈簧312和第二彈簧322的彈力可以互相抵消的位置。為了將執(zhí)行器部件在兩個方向之一上自此位置移開，則必需與彈簧作用相反的轉(zhuǎn)矩。在所示的示意性實(shí)施例中，在執(zhí)行器部件300上提供傳感器350來檢測執(zhí)行器部件300的位置值。

由于轉(zhuǎn)子210通過齒輪機(jī)構(gòu)280精確地耦合到執(zhí)行器部件300，通過確定執(zhí)行器部件300的位置(即調(diào)整角α)，轉(zhuǎn)子的第一軸線212的位置值，即轉(zhuǎn)子210的第一軸線212的機(jī)械相位或轉(zhuǎn)子位置，也可被精確地確立。執(zhí)行器部件300的機(jī)械相位α通過以下關(guān)系與轉(zhuǎn)子210的第一軸線212的位置值L聯(lián)系起來：

α＝L/G,

其中，G是齒輪機(jī)構(gòu)280的傳動比，G＝n1:n2。

設(shè)若空間相量260在任何時(shí)刻都被充分地激勵以拖動轉(zhuǎn)子210跟隨其，即定子230作用在轉(zhuǎn)子210上的力大于例如來自第一彈簧312的反力，該反力隨著執(zhí)行器部件300進(jìn)一步打開而增大，則執(zhí)行器部件300的機(jī)械相位同樣也與空間相量260的電相位φ_el精確耦合，遵從關(guān)系：

α＝L/(G*NP),

其中，NP是定子的極對數(shù)。

當(dāng)極對數(shù)NP＝1，齒數(shù)比G＝40:1時(shí)，空間相量260的3600°的一次旋轉(zhuǎn)對應(yīng)轉(zhuǎn)子210的第一軸線212的也3600°的一次旋轉(zhuǎn)，并引起執(zhí)行器部件300的調(diào)整角α為90°的機(jī)械旋轉(zhuǎn)。明顯，其他的齒數(shù)比也是可行的，例如，G＝20:1。

圖1b在右手側(cè)描述了作用在轉(zhuǎn)子210上的反抗轉(zhuǎn)矩T_C，反抗轉(zhuǎn)矩T_C是執(zhí)行器部件300的調(diào)整角α的函數(shù)。為了簡化起見，假定反抗轉(zhuǎn)矩T_C與執(zhí)行器部件300的調(diào)整角α之間的函數(shù)關(guān)系是線性相關(guān)的，如對于遵守胡克定律的彈簧所給定的。明顯地，在反抗轉(zhuǎn)矩T_C和旋轉(zhuǎn)角或調(diào)整角α之間可以存在不同的函數(shù)關(guān)系。因此，為了在方向上將執(zhí)行器部件調(diào)整更大的調(diào)整角α，就必須克服轉(zhuǎn)子210處的更大反抗轉(zhuǎn)矩T_C。這個轉(zhuǎn)矩T_C最終將由執(zhí)行器驅(qū)動器200提供。這意味著，隨著執(zhí)行器部件300的調(diào)整角α的增大，空間相量260施加在轉(zhuǎn)子210上的轉(zhuǎn)矩也必須增大。

圖1b在左手側(cè)描述了對于激勵定子230的空間相量260的不同幅值A(chǔ)和差值相位θ，定子230施加在轉(zhuǎn)子210上的轉(zhuǎn)矩T_M。這里，差值相位θ示出為在180°和+180°之間。如上文所述，對于理想條件下的0°差值相位θ，存在這樣的狀態(tài)，由于空間相量260和第一軸線212在此情況下被布置為是彼此共線的，空間相量260不施加轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子210的第一軸線212上。

換言之，這種情況下，空間相量260在q-軸方向沒有分量，q-軸即轉(zhuǎn)子210的第二軸線214，其可以單獨(dú)向轉(zhuǎn)子210施加轉(zhuǎn)矩。差值相位為-90°和+90°時(shí)，空間相量260施加在轉(zhuǎn)子210的第一軸線212上的轉(zhuǎn)矩為極大值。換言之，由此，以差值相位θ約為90°，即固定的幅值，可以獲得最大的轉(zhuǎn)矩；或者對于要達(dá)到的預(yù)定轉(zhuǎn)矩T_M，其可在90°的差值相位θ處以比在任何其它差值相位θ處更小的幅值達(dá)到。從而，由于達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)矩T_M需要最小的功率消耗或者最小的空間相量260幅值，執(zhí)行器驅(qū)動器200可以在約90°的差值相位θ以最優(yōu)效率目的運(yùn)行。

將圖1b的左手側(cè)和右手側(cè)放在一起看，對于執(zhí)行器部件300的每一個調(diào)整角α，可以確定反抗轉(zhuǎn)矩T_C，反抗轉(zhuǎn)矩T_C須由定子230的磁場施加，由空間相量260引起(provoke)，作用在轉(zhuǎn)子210上以達(dá)到或維持執(zhí)行器部件300的調(diào)整角α。如右手側(cè)的例子所示，為了達(dá)到或維持27°的調(diào)整角，需要的反抗轉(zhuǎn)矩T_C值為T1。在圖表的上方，示出了對于一些調(diào)整角α的執(zhí)行器部件300的調(diào)整角位置。

因此，提供的空間相量260必須能產(chǎn)生對轉(zhuǎn)子210的T1值的轉(zhuǎn)矩T_M。最終，對于每個調(diào)整角α，T_M＝T_C。如圖1b左手側(cè)所示，對于例如5°或175°的差值相位，這可以以具有幅值A(chǔ)3的空間相量260實(shí)現(xiàn)。如果使用幅值為A2的空間相量，其中A2比A3要小，則為了實(shí)現(xiàn)T1所需的差值相位為，例如25°或155°。然而，如果以效率最優(yōu)的幅值A(chǔ)1使用空間相量260，A1小于A2，轉(zhuǎn)矩T1只有在差值相位為90°時(shí)才能達(dá)到。

在幅值更小時(shí)，(如第一彈簧312的)反力將執(zhí)行器部件300和與之耦合的轉(zhuǎn)子210往回旋轉(zhuǎn)，直至再次達(dá)到轉(zhuǎn)矩平衡，即反抗轉(zhuǎn)矩T_C被由幅值和差值相位θ生成的轉(zhuǎn)矩T_M補(bǔ)償。

對于72°的調(diào)整角α，使用第二反抗轉(zhuǎn)矩T2，其大于第一反抗轉(zhuǎn)矩T1。因此，有必要在轉(zhuǎn)子上還提供第二轉(zhuǎn)矩。在該示意性描述中，這可以以幅值為A2，在差值相位為90°處實(shí)現(xiàn)，也可以以更大的幅值，如此非90°的差值相位也已足夠。

最后，由此可見，為了獲得轉(zhuǎn)矩T1，存在具有差值相位θ和幅值A(chǔ)的各種組合的解空間，其中，對于90°的差值相位θ，只有一個合適的幅值A(chǔ)u，其中該幅值A(chǔ)u是解空間中所有幅值中的最小值。同時(shí)，對于更小的差值相位，為了提供期望的轉(zhuǎn)矩T1就需要更大的幅值。因此，差值相位的下至0°值的下限和上至180°值的上限最終由于結(jié)構(gòu)的原因，由最大可用幅值A(chǔ)_o(即，例如由定子線圈232的電流承載能力)決定。為了保持安裝空間盡可能地小，并同時(shí)保持能量消耗盡可能地低，因此，經(jīng)常是將這種電子換相的馬達(dá)或執(zhí)行器驅(qū)動器200以最優(yōu)效率目標(biāo)運(yùn)行。在現(xiàn)實(shí)世界中，由于反抗轉(zhuǎn)矩和內(nèi)部的摩擦力，效率最優(yōu)化的差值相位可能會偏離90°。因此，對高的旋轉(zhuǎn)速度來說，稍微更高的量是合理的，借此，由于轉(zhuǎn)子磁通量的削弱，可以獲得更高的力矩?？臻g相量260的差值相位θ和幅值A(chǔ)的精確值可以通過多種途徑確定，例如，使用直接測量相電流的所謂的場定向方法(field-oriented method，F(xiàn)OR方法)。這種情況下，為了置空間相量于效率最優(yōu)模式，即位于約90°的差值相位，需要關(guān)于轉(zhuǎn)子210的第一軸線212的位置的連續(xù)信息。

根據(jù)定位系統(tǒng)100的設(shè)計(jì)，對應(yīng)每個調(diào)整角α的空間相量260的電相位φ_el，在第二x-軸上示出，第二x-軸布置于具有調(diào)整角α的第一x-軸的下方。只要轉(zhuǎn)子210沒有經(jīng)歷任何滑動，這對應(yīng)于轉(zhuǎn)子210的機(jī)械相位。

圖2詳細(xì)示出了具有其第一軸線212和其第二軸線214的轉(zhuǎn)子210與三個不同的空間相量260C、260D、260E之間的關(guān)系。所有三個空間相量260C、260D、260E在轉(zhuǎn)子210上施加的轉(zhuǎn)矩都相同。這是因?yàn)?，所有三個空間相量260C、260D、260E在轉(zhuǎn)子210的第二軸線214方向上具有相同的矢量分量i_C,q、i_D,q和i_E,q。然而，由于所有三個空間相量260C、260D、260E具有不同的差值相位θ_C、θ_D和θ_E，為了獲得期望轉(zhuǎn)矩T1它們一定具有不同大小的幅值A(chǔ)_C、A_D和A_E。差值相位θ距離轉(zhuǎn)子210的第一軸線212越近，為了在轉(zhuǎn)子210的第二軸線214方向上生成相同的向量分量需要的幅值A(chǔ)就越大。

圖3a左手邊示出了控制電路，其用于實(shí)現(xiàn)將執(zhí)行器部件300設(shè)置為期望值的方法。在步驟410，執(zhí)行器部件300要達(dá)到的調(diào)整角默認(rèn)值α_Soll或與其成比例的轉(zhuǎn)矩默認(rèn)值T_Soll，被饋送給控制器420，用于執(zhí)行器驅(qū)動器換相或生成合適的空間相量260。這個值可以臨時(shí)存儲在控制器420中。另一種可能的實(shí)施例，其中該值被存儲于單獨(dú)的存儲器480中，作為存儲于控制器420的額外另存或者代替?？臻g相量260對執(zhí)行器驅(qū)動器200的定子230進(jìn)行激勵，經(jīng)此轉(zhuǎn)子210將被轉(zhuǎn)到期望的位置值L_Soll。借助于齒輪機(jī)構(gòu)280，執(zhí)行器部件300也被帶動。安裝在執(zhí)行器部件300上的傳感器350檢測執(zhí)行器部件300的位置，并且因此間接檢測轉(zhuǎn)子210第一軸線212的位置值L。傳感器350可以是如圖3a所示，為旋轉(zhuǎn)角度傳感器，或者，在此處未示出的其他實(shí)施例中，為用于檢測平移位置的位置傳感器。位置值L首先提供給存儲器480。之后，結(jié)合對轉(zhuǎn)子位置特性曲線440的了解，來確定為了達(dá)到目標(biāo)值α_Soll或者轉(zhuǎn)矩T_Soll，空間相量260的電相位φ_el還需要旋轉(zhuǎn)過多少。在結(jié)果提供給執(zhí)行器驅(qū)動器換相器的控制器420之前，在傳感器信號評估手段450中檢查傳感器350的信號是否為似真的(plausible)，或者是否存在。如果檢查步驟450的檢查結(jié)果是有效的，執(zhí)行器驅(qū)動器換相器的控制器420會被告知為了達(dá)到目標(biāo)值α_Soll或者轉(zhuǎn)矩T_Soll空間相量還需要旋轉(zhuǎn)過多少。在這種常規(guī)運(yùn)行模式下，執(zhí)行器驅(qū)動器200優(yōu)選地是以效率最優(yōu)目標(biāo)運(yùn)行，即以位于45°到135°范圍之內(nèi)的工作差值相位θ_O運(yùn)行，優(yōu)選在70°到110°范圍之內(nèi)，特別是優(yōu)選在85°到110°范圍之內(nèi)。理想的是，工作差值相位θ_O在90°附近。

圖3a的右手側(cè)以圖表示出了為了在效率最優(yōu)模式下補(bǔ)償反抗轉(zhuǎn)矩T_C，y-軸上的空間相量260的幅值A(chǔ)的量是如何必須隨著x-軸上的空間相量260的電相位φ_el的增大而增大。對應(yīng)于電相位φ_el的空間相量260的幅值A(chǔ)由控制器240利用轉(zhuǎn)子位置特性曲線來賦值。

圖3b示出了如此狀態(tài)：其中在檢查步驟450中已經(jīng)確立，來自傳感器350的傳感器信號并非是似真的，或者已完全失去傳感器信號。在這種情況下，在該方法的示出的示意性實(shí)施例中其對應(yīng)于定義事件，檢查步驟450觸發(fā)從存儲器480的似真位置值L的檢索，如箭頭452所示。同時(shí)，執(zhí)行器部件300必須達(dá)到的調(diào)整角默認(rèn)值α_Soll或與其成比例的轉(zhuǎn)矩默認(rèn)值T_Soll的關(guān)聯(lián)值，也檢索自控制器420和/或存儲器480。似真(plausible)位置值L可以是諸如，最后的可用有效位置值L，或者是得自存儲器480中保存的多個位置值L的滑動平均或其它均值或計(jì)算結(jié)果。與此同時(shí)，檢查步驟450向執(zhí)行器驅(qū)動器換相器的控制器420發(fā)送信號，用箭頭454描述，將空間相量控制從常規(guī)運(yùn)行模式切換到應(yīng)急運(yùn)行模式。

在應(yīng)急運(yùn)行模式下，由于執(zhí)行器部件300和/或執(zhí)行器驅(qū)動器200的轉(zhuǎn)子210的可用似真位置信號的缺失，不再為了效率最優(yōu)控制空間相量260。同時(shí)，執(zhí)行器驅(qū)動器換向器通過根據(jù)箭頭456所示的信號路徑接收從存儲器檢索到的位置值L。從該位置值L和具有幅值A(chǔ)和差值相位θ的關(guān)聯(lián)的最近空間相量260出發(fā)，以及從空間相量260的電相位φ_el，差值相位θ--其在常規(guī)模式下為至少45°，理想情況至少70°，優(yōu)選地至少90°--立即變?yōu)樾∮?5°的工作差值相位θ_O，理想的是近似0°和10°之間，與此同時(shí)，空間相量260的幅值A(chǔ)增大到工作幅值A(chǔ)_O。選擇工作幅值A(chǔ)_O和工作差值相位θ_O的組合，以使得在轉(zhuǎn)子210的第一軸線212上，在從執(zhí)行器部件300的關(guān)于檢索到的位置值L的當(dāng)前位置到執(zhí)行器部件300的預(yù)定期望位置將覆蓋的整個路徑上，空間相量260施加的轉(zhuǎn)矩T_M大于該路徑上發(fā)生的最大反抗轉(zhuǎn)矩T_C。這在圖表的右手側(cè)用上升曲線750突然變化到具有恒定工作幅值A(chǔ)_O的水平線760來表示。差值相位θ同樣會進(jìn)行相位跳躍。

換言之，該方法基于空間相量260的差值相位θ的相位跳躍和幅值跳躍。從可獲得自存儲器480的位置值L，也確定空間相量260的電相位φ_el必須改變多少值以從檢索自存儲器的轉(zhuǎn)子210的第一軸線212的位置值L到達(dá)轉(zhuǎn)子210的第一軸線的位置值L_Ende(在該位置達(dá)到執(zhí)行器部件300的預(yù)定義位置)。執(zhí)行器驅(qū)動器換向器的控制器420此時(shí)改變空間相量260的電相位φ_el，直至達(dá)到預(yù)定位置值L_Ende。由于空間相量260施加在轉(zhuǎn)子210上的轉(zhuǎn)矩T_M總是大于最大反抗轉(zhuǎn)矩Tc，轉(zhuǎn)子210因此跟隨空間相量260，以及通過齒輪機(jī)構(gòu)280與執(zhí)行器驅(qū)動器200耦合的執(zhí)行器部件300，也移動到執(zhí)行器部件300的預(yù)定義位置。

在傳感器完全失效(例如，傳感器供電電壓損失，傳感器傳輸故障，轉(zhuǎn)換錯誤)的情況下，對具有電換相的執(zhí)行器驅(qū)動器200的執(zhí)行器部件來說，通過所述的方法，可以保持執(zhí)行器或執(zhí)行器部件300的可控性(可定位性)。如果多個傳感器350突然發(fā)生傳感器完全失效(所有傳感器350全都失效)，通過迅速切換到應(yīng)急模式下的執(zhí)行器驅(qū)動器200的受控運(yùn)行來保持可控性(空間相量260在第一軸線212方向上具有很高的幅值A(chǔ))。如此，基于傳感器信號(閥門位置或調(diào)整角α或平移位置)和轉(zhuǎn)子位置或轉(zhuǎn)子210第一軸線212的位置之間的最后調(diào)整的相互關(guān)系，執(zhí)行器部件300仍可以以高精度被定位或調(diào)整。原則上，使用該方法，可以保持在不同電相位φ_el下的常規(guī)運(yùn)行，即執(zhí)行器部件300仍可以差值的方式受控制，不會固定在單一的預(yù)定位置。更確切的，“每個控制周期中的預(yù)定位置”指的是與來自步驟410的調(diào)整角默認(rèn)值或轉(zhuǎn)矩默認(rèn)值相對應(yīng)的位置。與此相伴的是，定子230在未針對效率最優(yōu)化的運(yùn)行模式下的更高能量消耗。

圖4示出了優(yōu)化的軌跡規(guī)劃。y-軸表示空間相量260的電相位φ_el，x-軸表示時(shí)間?，F(xiàn)在可以假定，例如對于第一電相位φ1，定義事件如傳感器失效發(fā)生于第一時(shí)間t1，為了達(dá)到執(zhí)行器部件300的預(yù)定位置，需要空間相量260的第二電相位φ2，其應(yīng)該在時(shí)間Δt內(nèi)達(dá)到，Δt為例如是少于300ms或少于100ms。

那么，在從常規(guī)運(yùn)行模式切換到應(yīng)急運(yùn)行模式時(shí)，控制器原則上可以簡單地將電相位沿著直線(圖4中的線條700)以恒定相位變化率從第一電相位φ1移動到第二電相位φ2，或者簡單地跳躍到值φ2。可是這樣會有風(fēng)險(xiǎn)，在從第一時(shí)間之前的狀態(tài)過渡過程，或者在第二時(shí)間t2之后達(dá)到第二相位之后的過渡過程中，機(jī)械組件(即，例如轉(zhuǎn)子210和執(zhí)行器部件300)可能會遭受突發(fā)的和極大的加速度或制動。這是因?yàn)?，轉(zhuǎn)子210在加速或制動時(shí)具有一定的慣性力矩，其與線圈232的非?？焖俚耐娪嘘P(guān)。為了避免加在轉(zhuǎn)子210和/或執(zhí)行器部件300的機(jī)械部件上的這種負(fù)荷，要應(yīng)用算法來改變空間相量260的電相位φ_el，其確保在電相位從第一電相位φ1變化到第二電相位φ2的過程中，在時(shí)間變化中未發(fā)生不連續(xù)之處。例如，這在圖4中以S-形曲線710表示，在任何時(shí)候，其左手或右手側(cè)都是可微分的。此處，在切換到應(yīng)急運(yùn)行模式之后，從第一電相位φ1開始，電相位φ_el最初緩慢變化，以在之后一旦具有機(jī)械慣性的轉(zhuǎn)子210可以跟上空間相量260就達(dá)到高的變化率。在電相位的調(diào)整即將結(jié)束之際，即在達(dá)到第二電相位φ2之前，之后相位變化率越來越大幅地(ever more greatly)減小和變緩，以使轉(zhuǎn)子210的慣性力矩不會將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動為超過目標(biāo)位置。這樣的曲線路徑例如可以通過適合的濾波，例如使用低通濾波器或帶通濾波器來實(shí)現(xiàn)。

這樣的用于最優(yōu)軌跡規(guī)劃的濾波器元件，例如可以是電路的形式，例如可被提供在圖3a和3b的流程圖中，例如設(shè)定調(diào)整角默認(rèn)值α_Soll或與其成比例的轉(zhuǎn)矩默認(rèn)值T_Soll的步驟410和控制器420之間?？蛇x地或者此外，也可被提供在檢查步驟450和控制器420之間。

執(zhí)行器部件300可以例如是可旋轉(zhuǎn)地安裝，例如是節(jié)流閥。同樣，當(dāng)執(zhí)行器驅(qū)動器200被控制時(shí)，執(zhí)行器部件300做平移運(yùn)動而不是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的實(shí)施例(此處未示)也是可行的。因此，執(zhí)行器部件300可以配置為，例如廢氣旁通閥執(zhí)行器。以平移方式運(yùn)行的執(zhí)行器部件300可能是在輸出側(cè)具有能平移運(yùn)動的活塞連桿，例如能在5mm到300mm范圍內(nèi)移動，優(yōu)選地在10mm到30mm范圍。對于廢氣旁通閥執(zhí)行器，這種平移的執(zhí)行器部件300因其運(yùn)動形式而具有優(yōu)勢。無論如何，對其而言平行移動是有利的各種其它執(zhí)行器與廢氣旁通閥一樣也是可行的。

也可以想象，位置不借由角度傳感器進(jìn)行測量，而是用傳感器測量漸變的位置，其之后通過映射或者是函數(shù)相關(guān)被轉(zhuǎn)換為執(zhí)行器驅(qū)動器200的轉(zhuǎn)子位置，以因此對執(zhí)行器驅(qū)動器200進(jìn)行換相。