[發(fā)明專利]用于控制拉桿磁鐵的方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980075904.1
• 申請(qǐng)日: 2019-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113056719A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 斯特凡·基爾希;巴斯蒂安·波導(dǎo)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貝洱海拉溫控系統(tǒng)有限公司
• 主分類號(hào): G06F3/01
• 分類號(hào): G06F3/01;H01F7/18;B60K37/04;G01R27/26
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11363
• 代理人: 許偉群;李少丹

一種用于控制拉桿磁鐵的裝置，該裝置設(shè)置有DC電壓源(14)至少一個(gè)與所述DC電壓源(14)并聯(lián)的帶有已知電容(C)的緩沖電容器(18)和布置在所述DC電壓源(14)與所述緩沖電容器(18)之間的第一開(kāi)關(guān)(28)。所述勵(lì)磁線圈(16)和與該勵(lì)磁線圈串聯(lián)的第二開(kāi)關(guān)(30)與所述緩沖電容器(18)并聯(lián)連接。控制和評(píng)估單元(22)在所述緩沖電容器(18)充電時(shí)使得所述第一開(kāi)關(guān)(28)斷開(kāi)，以及使得所述第二開(kāi)關(guān)(30)閉合，以便借助于所述測(cè)量電壓(20)來(lái)求出振蕩電路的頻率，該振蕩電路具有所述緩沖電容器(18)的電容(C)和所述拉桿磁鐵(12)的電感(L)。借助所述頻率，求出所述拉桿磁鐵(12)的電感(L)，并且由此求出所述拉桿磁鐵(12)的氣隙寬度(h)。借助所述拉桿磁鐵(12)的電磁特性的數(shù)學(xué)建模或者查詢表，把PWM控制信號(hào)施加到所述第二開(kāi)關(guān)(30)上，其中，可驅(qū)動(dòng)所述拉桿磁鐵(12)用于產(chǎn)生待由所述拉桿磁鐵(12)施加的預(yù)定的力。

技術(shù)領(lǐng)域

本專利申請(qǐng)要求2018年11月22日的德國(guó)專利申請(qǐng)10 2018 129 489.1的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容在此通過(guò)援引合并于本專利申請(qǐng)的主題。

本發(fā)明涉及應(yīng)用在帶觸覺(jué)反饋的運(yùn)載工具操作單元中的用于控制拉桿磁鐵的方法和裝置，用來(lái)產(chǎn)生規(guī)定的待由拉桿磁鐵施加的力，這些拉桿磁鐵在靜止?fàn)顟B(tài)下具有潛在變化的氣隙寬度。本發(fā)明尤其涉及應(yīng)用于運(yùn)載工具的帶觸覺(jué)反饋的操作單元的這種裝置和這種方法。本發(fā)明還涉及采用前述方法和/或前述裝置的帶觸覺(jué)反饋的運(yùn)載工具操作單元。

背景技術(shù)

拉桿磁鐵例如應(yīng)用于帶觸覺(jué)反饋的操作單元，以便脈沖式地機(jī)械地激勵(lì)接觸敏感的操作部件比如觸摸屏，用于觸覺(jué)地反饋有效的指令輸入。在此，這種脈沖式的機(jī)械的激勵(lì)應(yīng)在操作單元的壽命內(nèi)盡量保持恒定。

由于老化和溫度影響以及制造原因，在拉桿磁鐵的靜止?fàn)顟B(tài)下產(chǎn)生的氣隙的誤差范圍直至數(shù)百微米。氣隙的大小非常近似地與拉桿磁鐵的勵(lì)磁線圈電感或者拉桿磁鐵的電感成反比，從而給勵(lì)磁線圈施加的同一個(gè)電控制信號(hào)引起明顯不同的力曲線。

在實(shí)踐中，對(duì)拉桿磁鐵的控制往往通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)控回路來(lái)實(shí)現(xiàn)，借助該調(diào)控回路可以補(bǔ)償并且相應(yīng)地考慮氣隙的影響。在WO-A-2017/046026中記載了這種調(diào)控系統(tǒng)的一個(gè)例子。但出于成本和資源的原因(計(jì)算時(shí)間、中斷)，有時(shí)不考慮調(diào)控回路。

由US-B-8 657 587已知一種輸液泵，其中，引起泵作用的拉桿磁鐵在其氣隙方面受到監(jiān)視。

US-A-2018/0090253中介紹了一種操作單元，其中，采用了拉桿磁鐵，其氣隙寬度得到補(bǔ)償，以便調(diào)控由使用者施加到操作部件上的頂壓力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，提出用于在沒(méi)有傳感器和調(diào)控回路的情況下控制拉桿磁鐵的工作的方法和裝置，用來(lái)產(chǎn)生限定的待由拉桿磁鐵施加的力。此外，本發(fā)明的目的是，提出一種采用前述方法或前述裝置的操作單元。

為了實(shí)現(xiàn)該目的，通過(guò)本發(fā)明提出一種應(yīng)用在帶觸覺(jué)反饋的運(yùn)載工具操作單元中的用于控制拉桿磁鐵的裝置，用來(lái)產(chǎn)生規(guī)定的待由拉桿磁鐵施加的力，這些拉桿磁鐵在靜止?fàn)顟B(tài)下具有潛在變化的氣隙寬度，其中，該裝置設(shè)置有：

-用于給拉桿磁鐵的勵(lì)磁線圈供電的DC電壓源；

-至少一個(gè)與DC電壓源并聯(lián)的帶有已知電容的緩沖電容器；

-布置在DC電壓源與緩沖電容器之間的第一開(kāi)關(guān)，

-其中，拉桿磁鐵的勵(lì)磁線圈和與該勵(lì)磁線圈串聯(lián)的第二開(kāi)關(guān)與緩沖電容器并聯(lián)連接；和

-控制和評(píng)估單元，用于控制第一開(kāi)關(guān)以及第二開(kāi)關(guān)，且用于評(píng)估在勵(lì)磁線圈上降落的測(cè)量電壓，

-其中，控制和評(píng)估單元在充電的緩沖電容器情況下使得第一開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，以及使得第二開(kāi)關(guān)閉合，并且借助于測(cè)量電壓來(lái)求出振蕩電路的頻率，該振蕩電路具有緩沖電容器的電容和拉桿磁鐵的電感，