申请/专利权人：ZF 腓德烈斯哈芬股份公司

申请日：2017-10-18

公开（公告）日：2021-01-08

公开（公告）号：CN107965604B

主分类号：F16K31/06(20060101)

分类号：F16K31/06(20060101);F16H61/02(20060101)

优先权：["20161019 DE 102016220445.9"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.01.08#授权;2019.10.29#实质审查的生效;2018.04.27#公开

摘要：本发明涉及对感性负载的调控。多个感性负载105能够彼此并联地联接在两个接线端120、125之间，能调控的电压205施加在这两个接线端之间。用于运行负载105的方法300、400包括如下步骤：检测305、405之前未通电的负载105到接线端120、125上的接通；将电压205调控310、410、435到预定的第一值210上；并且在预定的持续时间315、415期满之后将电压205调控310、410、435到预定的第二值215，其中，第二值215小于第一值210。本发明还涉及用于运行在两个接线端之间的多个能开关的感性负载的设备。

主权项：1.用于运行多个感性负载105的方法300、400，所述多个感性负载能彼此并联地联接在两个接线端120、125之间，能调控的电压205施加在所述两个接线端上；其中，所述方法300、400包括如下步骤：检测305、405之前未通电的负载105到所述接线端120、125上的接通；将所述电压205调控310、410、435到预定的第一值210；并且在预定的持续时间315、415期满之后将所述电压205调控325、420、435到预定的第二值215，其中，所述第二值215小于所述第一值210；其中，基于处在所述两个接线端120、125之间的电阻来确定所述第一值210和所述第二值215中的一个值。

全文数据：对感性负载的调控技术领域[0001]本发明涉及对感性负载的调控。尤其是，本发明涉及对多个感性负载的调控，这些感性负载可以彼此并联地与电压源连接。背景技术[0002]能调控的多档变速器、例如用于载重汽车的能调控的多档变速器包括多个执行器，执行器借助于压缩空气来运行。为了调控压缩空气而设置切换阀，切换阀能电驱控。每个切换阀都包括至少一个电线圈，在有电流流过电线圈时，电线圈产生磁场，磁场对调控所配属的空气阀的衔铁加载力。执行器例如可以被用于挂入挡或挂出挡、被用于操纵离合器或者被用于激活分组变速器。[0003]为了驱控多个开关元件，通常设置电组件或电子组件。为了确保调节元件的良好的响应特性，而同时避免由于电流产生的线圈过载，通常借助于适合的设备来调整线圈可以联接在其上的电压。尤其是，该电压可以依赖于变速器的温度而改变。该调整通常基于如下想法，即，所有线圈都类似地构造并且尤其是经受相同的温度。[0004]DE102011114616A1涉及一种用于调控感性负载的设备。在此，负载的切换过程和保持过程分别配属有不同的调控装置。[0005]但是，线圈不总是经受相同的条件，并且可能显示出不同的特性。因而，阀的切换特性可能与所期望的特性有偏差，使得对变速器的调控可能不那么精确地进行。发明内容[0006]本发明的任务在于，说明一种借助其能够实现对例如在变速器调控装置中的多个感性负载进行经改进的驱控的技术。本发明借助于独立权利要求的主题来解决该任务。从属权利要求给出优选的实施方式。[0007]本发明涉及一种用于运行多个感性负载的方法，感性负载可以彼此并联地联接在两个接线端之间，能调控的电压施加在这两个接线端上，该方法包括如下步骤:检测之前未通电的负载接通至接线端上;将电压调控到预定的第一值;并且在预定的持续时间期满之后，将电压调控到预定的第二值，其中，第二值小于第一值。[0008]通过暂时提高电压，可以使之前未通电的、被接入或应被接入的负载以经改进的方式工作。尤其是，可以对构建流经感性负载的电流进行加速。如果感性负载包括线圈，那么该线圈可以在较短的时间内构建磁场，该磁场尤其是可以对衔铁加载力。由此，借助于线圈和衔铁的调节过程可以更快并且更能重现地进行。衔铁例如可以作用到气动阀、液压阀或者机械执行器上。优选地，线圈和衔铁布置在变速器、尤其是商用车的变速器上。调控的动力学可以是可变的，而且负载的可调控性或可调节性可以被改进。该方法可借助于公知的用于多个并联的负载的调控设备来实现。[0009]通过将电压降低到预定的第二值，可以避免流经其中一个负载的过大的电流流动。由此，可以避免负载上的可能损害负载直至功能失灵的过大的电压降。此外，可以防止效率的变差、负载或者与负载热耦合的元件的温度的提高、负载的使用寿命的降低或者由于监控装置引起的功能限制。[0010]本发明所基于的认识是，已经通电的、即已经与接线端连接使得有电流流过的负载由于暂时提高的电压虽然被激励到提高的电流流动，但是电流的随时间的变化与在之前未通电的负载中相比不那么强烈。换句话说，已经在电压上运行的负载可以在没有损坏的情况下继续运行，而且同时有更高的电流暂时地流过所接通的负载，以便改进它的响应特性。[0011]更优选的是，该方法包括在另外的预定的持续时间之后将电压调控到预定的第三值，其中，第三值小于第二值。第三值尤其是可以被选择为使得第三值在包括带有衔铁的线圈的感性负载上确保了对己经被吸引的衔铁的紧固。在此流动的电流可以小于在负载或线圈未通电时为了吸引落下的衔铁所需的电流。因此，在该实施方式中，可以产生三个不同的电压，三个不同的电压对应于接入负载的不同阶段，负载尤其是可以包括带有衔铁的线圈。三个阶段可以用上升第一电压）、峰值第二电压）以及保持第三电压来表示。[0012]此外，还优选的是，针对多个时间上错开地接通的负载，将电压始终调控到其中最高的值。如果在任意的时间点以及从任意的电压出发接入负载，那么电压可以被提高到第一值。如果在预定的持续时间在其之后电压应被降低到第二值期满之前要接入另外的负载，那么可以将第一电压保持到第一值。于是，预定的持续时间可以从接入另外的负载的时间点起来测量。在这种情况下，只有当不存在另外的并联的负载的接入过程时才降低电压。如果在等待时间（在其后电压应被降低到第三值期间应接通负载，那么可以实现相对应的特性。在另一实施方式中，附加地可以防止第一值由于所描述的再触发而比预定的时间更长地保持被驱控。由此，可以防止负载的过载。[0013]此外，还优选的是，当没有负载联接在接线端上时，电压被降低到预定的第四值，预定的第四值小于预定的第三值。尤其是，第四值可以是零，使得当没有负载接入时切断电压。由此，可以保护用于在接线端上提供能调控的电压的调控装置，并且可以节约电能。[0014]优选的是，基于接线端之间的电阻来确定其中至少一个值。由此，可以以经改进的方式研宄一个或多个感性负载的运行条件。[0015]在一个特别优选的实施方式中，基于施加在接线端上的电压和流经接线端的电流来确定电阻。这样，借助于两个简单的测量可以获知并联至接线端的负载的电阻。不需要确定流经负载的单个电流。在其它实施方式中，接线端上的电阻例如也可以基于温度测量以及基于负载的电阻与温度的公知的相关性来确定。针对多个负载可以确定单个温度或者使用相同的温度。针对并联的电阻，优选地根据基尔霍夫定律确定多个被接入的负载的电阻。[0016]本发明涉及一种用于运行感性负载的方法，感性负载可以联接在两个接线端之间，能调控的电压施加在这两个接线端上，该方法包括如下步骤:检测之前未通电的负载联接在接线端上;将电压调控到预定的第一值;在预定的持续时间期满之后将电压调控到预定的第二值，其中，第二值小于第一值;并且在另外的预定的持续时间之后将电压调控到第三值，其中，第三值小于第二值。[0017]通过在三个时间阶段中使用三个不同的电压，可以实现在第一阶段中对之前未通电的感性负载的更快的充能Energetisierung、在第二阶段中对充能的可靠的保持以及对被降低的充能的节约能量的维持。尤其是当感性负载产生使磁衔铁运动的磁场时，这些阶段可以在时间上以如下方式来协调，使得例如在第一阶段中从较大的距离吸引衔铁、在第二阶段中从较小的距离吸引衔铁，以及在第三阶段以被降低的能量使已经最大限度地被吸引的衔铁保持在其定位中。[0018]用于运行两个接线端之间的多个能开关的感性负载的设备包括:半桥，其用于提供在接线端之间的预定的电压；以及驱控装置，驱控装置被设立成驱控半桥，使得在接线端之间出现预定的电压。在此，负载可以彼此并联地联接在两个接线端之间。此外，驱控装置被设立成当之前未通电的负载被联接到接线端之间时将接线端之间的电压调控到预定的第一值，并且在预定的持续时间期满之后将电压降低到小于第一值的预定的第二值。[0019]原则上，设备可以对应于例如基于其中一个负载的温度来调整接线端上的电压的公知的设备。通过以提到的方式构造驱控装置，可以实现上面描述的方法及其优点。方法和设备的特征能相对应地彼此更换地来组合。[0020]此外，驱控装置尤其是可以被设立成在另外的预定的持续时间期满之后将接线端之间的电压从第二值降低到小于第二值的第三值。[0021]优选的是，半桥包括:第一电流阀，其用于将第一接线端与中间电路电压的高电位连接；以及第二电流阀，其用于将第一接线端与中间电路电压的低电位连接。在此，驱控装置优选地被设立成交替地驱控电流阀，以便调整出预定的电压。半桥可以与驱控逻辑电路一起整合在一个结构元件中。驱控逻辑电路例如可以依赖于预给定地调整或调节电压、执行针对电流阀的死区时间补偿或者确定故障状态，例如其中一个接线端在其中一个电位上的短路。在一个实施方式中，多个半桥彼此整合地实施在一个构件中。例如，可以设置两个或三个半桥，而且构件可以被设立成用于驱控直流马达或者无刷电动马达。[0022]用于运行在两个接线端之间的能开关的感性负载的设备包括:半桥，其用于提供在接线端之间的预定的电压；以及驱控装置，驱控装置被设立成驱控半桥，使得在接线端之间出现预定的电压。在此，驱控装置被设立成当之前未通电的负载被联接到接线端之间时，将接线端之间的电压调控到预定的第一值;在预定的持续时间期满之后将电压降低到预定的小于第一值的第二值;并且在另外的预定的持续时间期满之后从第二值降低到小于第二值的第三值。附图说明[0023]现在参考随附的附图更详细地随本发明进行描述，在附图中：[0024]图1示出了用于驱控感性负载的设备；[0025]图2示出了在感性负载上的时间变化曲线；以及[0026]图3和图4分别示出了用于驱控感性负载的方法。具体实施方式[0027]图1示出了用于驱控一个或多个感性负载105的设备100。负载105优选包括线圈110以及可选包括衔铁115。衔铁115可以在有电流流经线圈110时运动，以便引起对例如阀或者另外的装置的机械操纵。尤其是，负载105可以被设立成对变速器或离合器上的执行器、尤其是商用车中的变速器或离合器上的执行器进行调控。对此，衔铁115尤其是可以操纵气动或液压阀，气动或液压阀对来自或者到达气动或液压执行器的流体流进行调控，用来操纵变速器的元件。[0028]多个负载105可以并联地在一个电压上运行，该电压施加在设备100的第一接线端120与第二接线端125之间。在此，负载1〇5分别具有感性部件，也就是说表现得如线圈或者如由线圈和电阻构成的组合那样。为了接入或关断负载105,可以设置所配属的开关130,开关130在所示出的实施方式中分别设置在负载105与第二接线端125之间（“低侧（lowside”）。开关130也可以分别设置在其它位置、尤其是可以设置在第一接线端120与负载1〇5之间（“高侧highside”）。在一个实施方式中，直至七个负载105能彼此并联地运行。也可以形成多组能并联地切换的负载105,其中，每个组都配属有自身的电压调控部，而且自身的电压调控部优选地根据所示出的并且这里所描述的设备100来构造。[0029]设备100优选在中间电路电压135上运行，中间电路电压可以对应于车辆的车载电网电压并且在一个实施方式中约为12V或者约为24V。在此，中间电路电压通常可以被视为恒定的。第一接线端120可以借助于半桥140交替地与中间电路电压135的高电位和低电位连接，使得预定的电压出现在第一接线端上。对于切换任务来说，半桥140包括两个电流阀145,两个电流阀可以按轮流的方式被驱控，其中，驱控时间的占空比能影响在第一接线端120上的电压。电流阀145尤其是可以构造为半导体，比如被构造为场效应晶体管FET、金属氧化物半导体场效应晶体管M0SFET、绝缘栅双极型晶体管（IGBT、晶闸管或者三端双向交流开关Triac。[0030]为了驱控电流阀145,优选设置有驱控装置150,驱控装置在本实施方式中包括驱动器155和与驱动器分开的处理装置160。驱动器155和处理装置160也可以彼此整合地来实施。处理装置160优选地包括可编程微型计算机或者微调控器或者现场可编程门阵列FPGA。驱动器155优选地被设立成依赖于处理装置160的信号地自动地调整第一接线端120上的电压并且优选也保持第一接线端120上的电压，其方式是:驱动器155分别以适合的方式驱控电流阀145。尤其是，驱动器155可以被设立成接受将第一接线端120上的电压调控到预定的第一或者第二值、优选也调控到第三或第四值的请求。[0031]如在下面还更详细描述的那样，在此优选的是，第一值大于第二值，第二值大于第三值并且第三值大于第四值。第一接线端120上的电压可以依赖于在接线端120与125之间的总电阻地受影响。对此，驱动器155可以包括针对第一接线端120上的电压的探测装置165和或针对第一接线端120上的电流的探测装置170。第二接线端125优选具有关于中间电路电压135的预定的电位。尤其是，第二接线端125可以与中间电路电压135的其中一个电位连接，在图1的图示中与低电位连接。[0032]处理装置160可以与负载105的开关130连接，以便确定负载105被接入或应被接入。在另一实施方式中，处理装置160也可以得到请求接入负载1〇5的逻辑信号并且于是操纵相对应的开关130。开关130尤其是可以通过能电调控的电流阀来实现。[0033]本发明提出以如下方式设计驱控装置150,使得当尤其是之前未通电的负载105联接在接线端120、125上时，驱控装置150将施加在接线端120与125之间的电压暂时提高到第一值。然后，电压应在预定的等待时间之后被降低到第二值并且可选地在另外的预定的等待时间之后被降低到第三值。[0034]图2示出了在图1的示例性的设备1〇〇的感性负载1〇5上的时间变化曲线。在此，涉及示例性的并且不一定按正确比例的图示。在靠上的图示中，在水平方向上示出了时间而在竖直方向上示出了接线端120与125之间的电压205,在中间的图示中，在竖直方向上示出了经过第一负载105的电流，而在靠下的图示中，在竖直方向上示出了经过第二负载1〇5的电流。在此，负载105示范性地来选择并且优选地具有相同的电感或电阻。为了比较目的，在图示中的中断的线分别代表公知的技术，在其中接线端120与125之间的电压是恒定的。[0035]本发明提出可以将电压205调整到第一值210和第二值215。更优选的是，也可以将电压205调整到第三值220并且还可以更优选地调整到第四值225。如上面已经描述的那样，在此优选的是，第一值210大于第二值215,第二值215大于第三值220,并且第三值220又大于第四值225。[0036]在时间点T1接入第一负载105。在此，将电压205调整到第一值210,以便易于尽可能快地构建经过第一负载105的电流。在预定的持续时间或等待时间之后，电压205在时间点T2被降低到第二值215。经过第一负载105的电流还进一步被构建并且渐近地接近预定的值。优选地，在另外的预定的持续时间之后，电压205在时间点T3被降低到第三值220。于是，流经第一负载105的电流降低到更低的值，更低的值例如足以使衔铁115保持在关于线圈110的被吸引的定位中。如果没有负载105被接通或切断，那么电压205可以留在该值。[0037]在时间点T4接入第二负载105。对此，电压205又被提高到第一值210。经过第二负载105的电流跟随与在时间点T1之后经过第一负载105的电流相同的曲线，然而经过已接入的第一负载105的电流更缓慢地升高。线圈110的充能与电压205之差越大，经过线圈110升高的电流就越迅速地升高。因为第一负载105已经被充能到第三值220,所以流经第一负载105的电流的变化小于第二负载105的电流的变化，第二负载105在时间点T4是没有能量的。[0038]在预定的第一等待时间之后，在时间点T5又使电压205降低到第二值215。在另外的预定的等待时间之后，在时间点T6进一步降低到第三值220。[0039]在时间点17将两个负载105关断，其方式是:尤其是借助于所配属的开关130将两个负载与设备1〇〇的接线端120、125中的至少一个接线端分开。流经负载105的电流首先迅速降低并且接着较缓慢地降低到零。通过使电压205降低到第四值225可以实现相同的效果。[0040]图3示出了尤其是借助于图1的设备100的用于驱控感性负载105的第一方法300。该方法300可以至少部分地在驱控装置15〇或处理装置160上实施。对此，该方法300可以作为具有程序代码媒介的计算机程序产品存在。[0041]在步骤3〇5中，检查之前未通电的负载1〇5是否已接通至或是否应接通至设备100的接线端12〇、125。在否的情况下，那么步骤3〇5可以任意频繁地被重复。否则，在步骤310中，将接线端120、I25上的电压2〇5调控到第一值210。紧接着，在步骤315中，等候预定的持续时间。在等待期间，在步骤320中可以检查在此期间是否应接通或已接通另外的之前未通电的负载105。在是的情况下，该方法300可以回到步骤310。否则，在预定的等待时间期满之后，在步骤325中，将电压205降低到第二值215。在步骤330中，可以等候另外的预定的等待时间，其中，在步骤335中，在等待期间可以检查在此期间是否还应接入或已接入另外的之前未通电的负载105。在是的情况下，那么该方法3〇0可以重新回到步骤310。否则，在步骤330的等待时间期满之后，在步骤340中，可以将电压205降低到第三值220。在另一实施方式中，尤其是在步骤330或M0之后，在步骤3奶中，例如可以周期性地检查负载105宄竟是否与接线端12〇和125连接。如果是否的情况，那么在步骤350中，可以将电压205降低到第四值225,第四值225尤其可以是零。然后或者在负载105接入的情况下，该方法300优选地回到步骤305。[0042]在另一实施方式中，可以在步骤310中确定第一值210是否总地比预定的持续时间更长地被驱控。在是的情况下，为了避免所有接入的负载105过载，例如可以将电压205降低到第二值215。[0043]图4示出了用于驱控感性负载105的作为对于方法300的替换方法的第二方法400。在方法400中，优选给每个接入的负载静态地或动态地配属有自身的子方法405至430。在步骤405中，确定应接通或己接通之前未通电的负载1〇5。于是，在步骤410中，请求第一电压值210。在步骤415中的预定的等待时间之后，在步骤420中，请求第二电压值215。可选的是，在步骤425中的另外的预定的等待时间之后，可以在步骤430中请求第三电压值220。紧接着，子方法优选回到步骤405。[0044]在步骤435中，接收对于电压值21〇、215和M0的请求。最后，调整出接线端120、125上的最大的电压值210J15或者220。在另一实施方式中可以规定，第一电压值210的较长持续时间如上面已关于图3所描述的那样类似地改变。此外，还可以规定，电压205附加地降低到第四值225,如上面所描述的那样。[0045]附图标记列表[0046]1〇〇设备[0047]1〇5负载[0048]11〇线圈[0049]115衔铁[0050]120第一接线端[0051]125第二接线端[0052]130开关[0053]135中间电路电压[0054]140半桥[0055]145电流阀[0056]150驱控装置[0057]155驱动器[0058]160处理装置[0059]165针对电压的探测装置[0060]170针对电流的探测装置[0061]205电压[0062]210第一值[0063]215第二值[0064]220第三值[0065]225第四值[0066]300第一方法[0067]305接通负载？[0068]310将电压调控到第一值[0069]315等待[0070]320接通负载？[0071]325将电压调控到第二值[0072]330等待[0073]335接通负载？[0074]340将电压调控到第三值[0075]345没有负载被接入？[0076]350将电压调控到第四值[0077]400第二方法[0078]405接通负载[0079]410请求第一电压值[0080]415等待[0081]420请求第二电压值[0082]425等待[0083]430请求第三电压值[0084]435驱控所请求的最高电压值

权利要求：1.用于运行多个感性负载105的方法300、400，所述多个感性负载能彼此并联地联接在两个接线端（120、125之间，能调控的电压205施加在所述两个接线端上;其中，所述方法300、400包括如下步骤:检测（305、405之前未通电的负载（105到所述接线端（120、125上的接通;将所述电压205调控310、410、435到预定的第一值210;并且在预定的持续时间（315、415期满之后将所述电压205调控325、420、435到预定的第二值215，其中，所述第二值215小于所述第一值210。2.根据权利要求1所述的方法300、400，所述方法还包括在另外的预定的持续时间330、425之后将所述电压（205调控340、430、435到预定的第三值（220，其中，所述第三值220小于所述第二值215。3.根据权利要求1或2所述的方法300、400，其中，针对多个在时间上错开地接通的负载105，将所述电压205始终调控到所述值210、215、220、225中的最高值。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法300、400，其中，当没有负载（105联接到所述接线端（120、125上时，将所述电压205降低到预定的第四值225，所述预定的第四值小于所述预定的第三值220。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法（300、400，其中，所述值（210、215、220、225中的一个值基于处在所述两个接线端120、125之间的电阻来确定。6.根据权利要求5所述的方法300、400，其中，所述电阻基于施加在所述接线端（120、125上的电压205和流经所述接线端（120、125的电流来确定。7.用于运行感性负载（105的方法（300、400，所述感性负载能联接在两个接线端120、125之间，能调控的电压（205施加在所述两个接线端之间；其中，所述方法300、400包括如下步骤:检测（305、405之前未通电的负载（105到所述接线端（120、125上的接通；将所述电压（205调控（310、410、435到预定的第一值（210;在预定的持续时间315、415期满之后将所述电压（205调控325、420、435到预定的第二值215，其中，所述第二值215小于所述第一值210;并且在另外的预定的持续时间（330、425之后将所述电压205调控到第三值220，其中，所述第三值220小于所述第二值215。8.用于运行在两个接线端（120、125之间的多个能开关的感性负载（105的设备100，其中，所述设备（100包括如下部件:半桥（140，所述半桥用于提供在所述接线端120、125之间的预定的电压205;以及驱控装置150，所述驱控装置被设立成驱控所述半桥（140，使得在所述接线端（120、125之间出现预定的电压205;其中，所述负载（105能彼此并联地联接到所述两个接线端（120、125之间，其特征在于，所述驱控装置（150被设立成当之前未通电的负载（105被联接到所述接线端（120、125之间时，将所述接线端120、125之间的电压205调控到预定的第一值210，并且在预定的持续时间（315、415期满之后将所述电压降低到小于所述第一值21〇的预定的第二值215。9.根据权利要求8所述的设备（100，其中，所述驱控装置（150还被设立成在另外的预定的持续时间（330、425期满之后将所述接线端（12〇、125之间的电压（205从所述第二值215降低到小于所述第二值215的第三值220。10.根据权利要求8或9所述的设备（1〇〇，其中，所述半桥（140包括：第一电流阀145，所述第一电流阀用于将第一接线端（120、125与中间电路电压135的高电位连接；以及第二电流阀（145，所述第二电流阀用于将所述第一接线端（120、125与所述中间电路电压（I35的低电位连接;并且所述驱控装置（150被设立成交替地驱控所述电流阀（145，以便调整出所述预定的电压205。11.用于运行在两个接线端（120、125之间的能开关的感性负载（1〇5的设备（1〇〇，其中，所述设备（1〇〇包括如下部件:半桥（140，所述半桥用于提供在所述接线端（120、125之间的预定的电压（205;以及驱控装置（150，所述驱控装置被设立成驱控所述半桥140，使得在所述接线端（120、I25之间出现预定的电压205，其特征在于，所述驱控装置（150被设立成当之前未通电的负载（1〇5被联接到所述接线端（120、125之间时，将所述接线端（120、125之间的电压2〇5调控到预定的第一值210，在预定的持续时间（315、415期满之后将所述电压降低到小于所述第一值210的预定的第二值215，并且在另外的预定的持续时间（33〇、425期满之后将所述电压从所述第二值215降低到小于所述第二值215的第三值220。

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