[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Adressierung von Aktuatoren gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf eine Anordnung mit Aktuatoren gemäss Oberbegriff des Anspruchs 11.
[0002] Um die Kommunikation zwischen einer Steuereinheit und Aktuatoren über einen Bus zu ermöglichen, ist diesen vorgängig eine Adresse zuzuordnen. Diese ist so festzulegen, dass die Steuereinheit den jeweiligen Aktuator eindeutig identifizieren und dadurch gezielt ansteuern kann.
[0003] Aus der EP 1 226 989 Al ist ein Verfahren zur Adressierung von Aktuatoren bekannt, welche an Klappen in einer Klimaanlage gekoppelt sind und welche durch den Winkelbereich identifizierbar, um welchen die jeweilige Klappe schwenkbar ist. Bei der Adressvergabe werden die Aktuatoren bis zum Anschlag verschwenkt und Informationen über des sich daraus ergebenden Winkelbereichs an die Steuereinheit geliefert. Diese vergleicht die Informationen mit bereits gespeicherten Daten über die Art der am Bus angeschlossenen Aktuatoren und teilt dann eine eindeutige Adresse zu, welche ein gezieltes Ansteuern des jeweiligen Aktuators erlaubt. Nachteil dieser Art von Adressvergabe ist, dass alle Aktuatoren einen unterschiedlichen Winkelbereich aufweisen müssen, damit sie eindeutig identifizierbar sind.
Anordnungen, bei welchen mehrere Klappen um den gleichen Winkel schwenkbar sind, können mit diesem Verfahren nicht adressiert werden.
[0004] Aus der WO 02/069 149 A1 ist ein Verfahren zur Adressierung bekannt, bei welchem die Aktuatoren durch einen zusätzlichen Leiter verbunden sind und Mittel zum Einspeisen einer elektrischen Signatur in den Leiter aufweisen. Nachteil an diesem Verfahren ist, dass ein zusätzlicher Leiter erforderlich ist und die Aktuatoren mit zusätzlichen Komponenten zu versehen sind, die lediglich bei der Adressierung benötigt werden. Das Verfahren und der Aufbau werden dadurch relativ kompliziert und teuer.
[0005] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein einfacheres Verfahren zur Adressierung von Aktuatoren sowie eine Anordnung anzugeben, mit welchem dieses Verfahren durchführbar ist.
[0006] Diese Aufgabe wird gelöst durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren und die im Anspruch 11 angegebene Anordnung. Die weiteren Ansprüche geben bevorzugte Ausführungen an.
[0007] Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Figuren erläutert.
Es zeigen
<tb>Fig. 1<sep>schematisch eine erfindungsgemässe Anordnung;
<tb>Fig. 2 <sep>den zeitlichen Verlauf der Signale, welche bei der Adressierung von der Steuereinheit und des antwortenden Teilnehmers auf dem Bus erzeugt werden;
<tb>Fig. 3<sep>eine Detailansicht aus Fig. 2;
<tb>Fig. 4 <sep>ein Flussdiagramm, welches schematisch die Zuordnung der provisorischen Adressen anzeigt; und
<tb>Fig. 5 <sep>weitere Teilschritte aus der Zuordnung gemäss Fig. 4.
[0008] Fig. 1 zeigt eine Anordnung mit einer Steuereinheit 31 (auch "Master" genannt) und mit Teilnehmern 1, 2,..., N (auch "Slaves" genannt). Die Anzahl N der Teilnehmer 1, 2,..., N ist an den Anwendungszweck der Anordnung angepasst und kann eine beliebige Zahl sein.
[0009] Die Steuereinheit 31 und die Teilnehmer 1 bis N sind an einen Bus 40, vorzugsweise einen seriellen Bus, z.B. einen LIN-Bus ("Local Interconnect Network") angeschlossen, der durch einen Einzeldraht gebildet ist und zum Austausch von Signalen dient, sowie an Versorgungsleitungen 41a und 41b, die zur Energieversorgung dienen und dazu mit einer Stromversorgungseinheit, beispielsweise einer Batterie verbunden sind. Im vorliegenden Beispiel erfolgt die Stromversorgung via die Steuereinheit 31, indem diese zwischen der Stromversorgungseinheit und den Versorgungsleitungen 41a und 41b geschaltet ist.
[0010] Die Steuereinheit 31 umfasst eine Steuerschaltung 32, welche über eine Busschnittstelle 33 Signale auf den Bus 40 abgibt und von diesem empfängt und welche eine zentrale Rechnereinheit (z.B. Mikroprozessor) und einen Speicher aufweist, in welchem insbesondere die zur Adressierung nötigen Daten und/oder Programme gespeichert sind.
[0011] Der jeweilige Teilnehmer 1, 2,..., N ist als Aktuator ausgebildet, der eine Steuerschaltung 11, einen Treiber 12 und einen Elektromotor 13 mit Spulen 13a und einem bewegbaren Stellelement 13b aufweist. Dieses ist z.B. als Linear- oder Drehachse ausgebildet und an eine zu bewegende Komponente ankoppelbar. Beispielsweise ist die Anordnung gemäss Fig. 1 Teil einer Klima-, Heizungs- und/oder Lüftungsanlage, um einzelne Klappen gesteuert zu bewegen, oder Teil eines Fahrzeugscheinwerfers, um einen Reflektor oder eine andere strahlenbeeinflussende Komponente gesteuert zu bewegen.
[0012] Die Steuerschaltung 11 ist beispielsweise als ASIC ("Application Specific Integrated Circuit") ausgebildet und weist u.a. einen Oszillator als Taktgeber 11a sowie einen Speicher 11b auf, der nicht-flüchtig und z.B. in Form eines EEPROM ausgebildet ist.
[0013] Der jeweilige Elektromotor 13 ist beispielsweise als bürstenloser Motor bekannter Art, wie Schrittmotor oder bürstenloser Gleichstrommotor, oder anderer Motor zum gesteuerten Bewegen des Stellelements 13b ausgebildet.
[0014] Der jeweilige Treiber 12 dient zum Bestromen des Elektromotors 13, wobei die Bestromung in Abhängigkeit von Steuersignalen erfolgt, welche die Steuerschaltung 11 erzeugt. Diese ist wiederum von der Steuerschaltung 32 der Steuereinheit 31 via die Busschnittstelle 33 und den Bus 40 ansteuerbar, um das Stellelement 13b des Elektromotors 13 gesteuert zu bewegen.
[0015] Zur Kommunikation zwischen der Steuereinheit 31 und den Aktuatoren 1 bis N wird diesen bei der Inbetriebnahme eine Adresse zugeordnet. Dabei erhält jeder Teilnehmer 1, 2,..., N in einer ersten Schrittfolge eine provisorische Adresse, wie dies nachfolgend im Abschnitt A erläutert ist, und in einer zweiten Schrittfolge eine definitive Adresse, wie dies nachfolgend im Abschnitt B erläutert ist.
A. Zuordnung der provisorischen Adressen
[0016] Die Adressierung ist so ausgestaltet, dass sie über eine einzige Busleitung 40 möglich ist und die Teilnehmer 1 bis N frei von Mitteln sind, die ausschliesslich zur Adressierung benötigt werden.
[0017] Ein Beispiel der Adressierung wird nachfolgend anhand der Fig. 2 und 3 erläutert, in welchen die horizontale Achse der Zeitachse entspricht und die vertikale Achse den Verlauf des von der Steuereinheit 31 sowie des antwortenden Teilnehmers erzeugten Signals auf dem Bus 40. Im Beispiel gemäss Fig. 2 und 3 antwortet der Teilnehmer 3. Der Signalverlauf ist analog für die jeweiligen anderen Teilnehmer, wenn diese antworten.
[0018] Vor der Inbetriebnahme der Anordnung sind die einzelnen Teilnehmer 1, 2,..., N noch unadressiert, d.h. sie sind so konfiguriert, dass ein von der Steuereinheit 31 gesendeter Befehl von allen Teilnehmern 1 bis N empfangen wird. Beim Starten sendet die Steuereinheit 31 einen Adressierungsbefehl, welcher in Fig. 2 durch den Signalverlauf beim "Master 31" vor dem Zeitpunkt TO angedeutet ist. Der Adressierungsbefehl wird von allen Teilnehmern 1 bis N zum Zeitpunkt TO empfangen. TO kann für jeden Teilnehmern 1, 2,..., N differieren, da die jeweiligen Taktgeber 11a nicht miteinander synchronisiert sind.
[0019] Die Teilnehmer 1 bis N verarbeiten den Adressierungsbefehl so, dass nur ein Teilnehmer 1, 2,..., N antwortet. Zu diesem Zweck wartet jeder Teilnehmer 1, 2,..., N eine Zeitspanne T1, bevor er den Zustand des Busses 40 prüft. Die Zeitspanne T1 ist dabei so gewählt, dass sie für jeden Teilnehmer 1, 2,..., N verschieden ist. Dazu kann z.B. der Umstand ausgenutzt werden, dass die Taktgeber 11a der Teilnehmer 1 bis N nicht miteinander synchronisiert sind und eine bestimmte Ungenauigkeit in der Frequenz aufweisen. Selbst wenn diese Ungenauigkeit klein ist, macht sie sich bemerkbar, wenn beispielsweise ein Zähler von einem Anfangswert bis zu einem genügend grossen Endwert läuft. Eine unterschiedliche Zeitspanne T1 lässt sich somit z.B. dadurch bestimmen, indem jeder Teilnehmer 1, 2,..., N einen Zähler vom Anfangswert bis zum Endwert laufen lässt.
[0020] Alternativ wäre es z.B. auch denkbar, einen Zufallsgenerator zu verwenden, um unterschiedliche T1 festzulegen.
[0021] Nach der Zeitspanne T1 prüft der jeweilige Teilnehmer 1, 2,..., N, ob sich der Bus 40 im Zustand "0" (dominanter Zustand) oder im Zustand "1" (rezessiver Zustand) befindet. Ist der Bus 40 im Zustand "0", antwortet bereits einer der Teilnehmer 1 bis N, d.h. der Bus 40 ist belegt. Die anderen Teilnehmer antworten dann nicht und gehen in den Empfangsmodus.
[0022] Ist der Bus im Zustand "1", so wartet der Teilnehmer 1, 2,..., N eine weitere Zeitspanne T2, die bei allen Teilnehmern 1 bis N gleich gewählt ist und z.B. so festgelegt ist, dass T2 mindestens der Zeitdauer entspricht, die ein Teilnehmer 1, 2,..., N braucht, um die Antwort an die Steuereinheit 31 zu übermitteln. Nach der Zeitspanne T2 prüft der jeweilige Teilnehmer 1, 2,..., N wieder den Zustand des Busses. Ist er im Zustand "1", sendet der Teilnehmer 1, 2,..., N eine Antwort, andernfalls, d.h. beim Zustand "0" sendet er keine Antwort und geht in den Empfangsmodus.
[0023] Fig. 2 und besonders die Detailansicht gemäss Fig. 3zeigen beispielhaft den Teilnehmer 3, welcher die kürzeste Zeitspanne T1 hat und demnach als erster zweimal den Zustand "1" erkennt und zwar nach T1l und nach T1+T2. Der Teilnehmer 3 wird demnach als erster von den Teilnehmern 1 bis N antworten. Die Antwort an die Steuereinheit 31 setzt sich dabei aus einem ersten Byte, welches aus 8 Nullen besteht, und einer weiteren Null als Startbit zusammen. Das Vorsehen von Nullen versetzt demnach den Bus 40 in den Zustand "0" und ermöglicht so den anderen Teilnehmern zu erkennen, dass der Bus 40 besetzt ist, weil ein Teilnehmer bereits antwortet.
[0024] In den Fig. 2 und 3 ist zur besseren Unterscheidung der Signalniveaus bei den Teilnehmern 1, 2 und N den vom Teilnehmer 3 erzeugten Signalverlauf in einer punktierten Linie dargestellt. Wie aus Fig. 3ersichtlich, ist u.a. für den Teilnehmer N zum Zeitpunkt T1+T2 der Bus 40 belegt, da dann der Teilnehmer 3 bereits antwortet und somit der Bus 40 im Zustand "0" ist.
[0025] Da nur einer der Teilnehmer 1 bis N antwortet, kann die Steuereinheit 31 diesem eine provisorische Adresse zuordnen. Die Steuereinheit 31 beginnt anschliessend mit dem nächsten Adressierungsbefehl, wobei dieser nur von diejenigen Teilnehmern verarbeitet wird, die noch keine Adresse haben.
[0026] Trotz des Vorsehens von unterschiedlichen Zeitspannen T1 besteht eine gewisse Wahrscheinlichkeit, dass zwei oder mehr der Teilnehmer 1 bis N gleichzeitig antworten. Als weitere Massnahme zur Konfliktbehebung kann die Antwort, welche ein Teilnehmer 1, 2,..., N an die Steuereinheit 31 sendet, für jeden Teilnehmer 1 bis N unterschiedlich ausgestaltet sein. Eine unterschiedliche Antwort kann z.B. anhand von T1 gebildet werden. Bei jedem Teilnehmer 1, 2,..., N ist eine Bitfehlererkennung ("Bit Error Detection") vorgesehen, welche nach jedem gesendeten Bit überprüft, ob der Zustand der Busleitung 40 noch diesem Bit entspricht. Sendet z.B. ein erster Teilnehmer eine "0" und gleichzeitig ein zweiter Teilnehmer eine "1", so wird die "1" des ersten Teilnehmers überschrieben, was dieser aufgrund der Bitfehlererkennung erkennt.
Der erste Teilnehmer beendet dann unmittelbar den Sendevorgang und nur noch der zweite Teilnehmer fährt fort, das nächste Bit zu senden.
[0027] Ein möglicher Algorithmus zur Zuordnung der provisorischen Adressen ist im Flussdiagramm gemäss Fig. 4und 5dargestellt. Er umfasst folgende Schritte 47-64:
[0028] Anfänglich werden eine Anzahl N von Teilnehmern 1 bis M an den Bus 40 angeschlossen und die entsprechende Zahl N in die Steuereinheit 31 eingegeben und gespeichert. Anschliessend
<tb>47:<sep>startet die Steuereinheit das Programm zur Adressierung
<tb>48:<sep>Die Steuereinheit wählt eine erste Adresse aus und
<tb>49:<sep>sendet einen Adressierungsbefehl an alle N Teilnehmer.
<tb>50:<sep>Die Teilnehmer verarbeiten den Adressierungsbefehl so, dass nur einer der Teilnehmer die Adresse als provisorische Adresse übernimmt. Die Verarbeitung, welche so erfolgt, wie oben im Zusammenhang mit den Fig. 2und 3 erläutert, ist in Fig. 4detaillierter dargestellt (vgl. auch nachstehende Erläuterung).
<tb>61:<sep>Die Steuereinheit prüft, ob ein Teilnehmer antwortet: Erfolgt keine Antwort, geht das Programm zurück zum Schritt 48. Erfolgt eine Antwort,
<tb>62:<sep>prüft die Steuereinheit, ob eine Anzahl N von Adressen zugeordnet worden sind: Falls nein,
<tb>63:<sep>nimmt die Steuereinheit die nächste Adresse und das Programm geht zurück zum Schritt 49. Falls ja,
<tb>64:<sep>endet das Programm.
[0029] Der in Fig. 4 erwähnte Verarbeitungsschritt 50 umfasst folgende in Fig. 5 dargestellte Folge von Schritten 51-60:
<tb>51:<sep>Jeder Teilnehmer prüft, ob es sich bei dem von der Steuereinheit gesendeten Befehl um einen Adressierungsbefehl handelt. Wenn nein,
<tb>52:<sep>stoppt der jeweilige Teilnehmer das Senden einer etwaigen Antwort und geht in den Empfangsmodus. Wenn ja,
<tb>53:<sep>prüft jeder Teilnehmer, ob er noch im unadressierten Zustand ist und somit noch keine provisorische Adresse erhalten hat. Wenn nein, geht der Teilnehmer zum Schritt 52. Wenn ja,
<tb>54:<sep>wartet der Teilnehmer eine bestimmte Zeitdauer T1, die für alle Teilnehmer unterschiedlich ist, und
<tb>55:<sep>prüft dann, ob sich die Busleitung im Zustand "0" befindet. Wenn dies der Fall ist, geht der Teilnehmer zum Schritt 52. Andernfalls
<tb>56:<sep>wartet der Teilnehmer eine bestimmte Zeitdauer T2 und
<tb>57:<sep>prüft dann ein zweites Mal, ob sich die Busleitung im Zustand "0" befindet. Wenn dies der Fall ist, geht der Teilnehmer zum Schritt 52. Andernfalls
<tb>58:<sep>sendet der Teilnehmer eine Antwort, die für alle Teilnehmer unterschiedlich ist.
<tb>59:<sep>Beim Senden überprüft der Teilnehmer bei jedem gesendeten Bit, ob es vom jeweiligen Zustand der Busleitung abweicht. Wenn ein Bit abweicht, geht der Teilnehmer zum Schritt 52. Nur wenn kein Bit abweicht,
<tb>60:<sep>hat der Teilnehmer seine Antwort vollständig gesendet.
B. Zuordnung der definitiven Adressen
[0030] Nach Beendigung des Programms gemäss Fig. 4und 5hat jeder Aktuator 1 bis N eine provisorische Adresse erhalten. Die Steuereinheit 31 weiss jedoch dann noch nicht, welche Adresse zu welchem Aktuator in der Anordnung gehört. Beispielsweise umfasst die Anordnung einen ersten Aktuator 1, der zum Bewegen einer ersten Klappe in einer Klimaanlage dient, und einen zweiten Aktuator 2 zum Bewegen einer zweiten Klappe. In der Steuereinheit 31 sind zwar Informationen darüber gespeichert, dass zwei verschiedene Klappen anzusteuern sind, jedoch weiss sie aufgrund der provisorischen Adresse noch nicht, welcher Aktuator 1, 2 welche Klappe bewegt.
[0031] Um die Informationen darüber zu ermitteln, welche provisorische Adresse zu welchem Aktuatoren gehört, wird eine Sensorvorrichtung 45 verwendet, wie sie schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Die Sensorvorrichtung 45, welche dazu dient, eine Bewegung des jeweiligen Stellelements 13b zu erfassen, steht in Wirkverbindung mit den Stellelementen 13b der Aktuatoren 1 bis N und ist zur Signalübermittlung über eine Leitung 46 mit der Steuereinheit 31 verbunden. Bei geeigneter Ausgestaltung der Sensorvorrichtung 45, z.B. durch Vorsehen einer Busschnittstelle ist es auch denkbar, die Sensorvorrichtung 45 an den Bus 40 anzuschliessen und die Leitung 46 wegzulassen. Die Sensorvorrichtung 45 wird lediglich zur Adressierung verwendet und kann z.B. bei der Fertigung der Anordnung mit den Aktuatoren 1 bis N vorgesehen sein.
Die Sensorvorrichtung 45 weist geeignete Mittel zum Erfassen der Bewegung der Stellelemente 13b auf, beispielsweise einen Laser, mittels welchem die Stellelemente 13b abgetastet werden.
[0032] Zur Zuordnung der definitiven Adressen wählt die Steuereinheit 31 die erste Adresse der provisorischen Adressen aus und sendet an diese einen Bewegungsbefehl. Dieser bewirkt beim Aktuator 1, 2,..., N mit der entsprechenden provisorischen Adresse eine Bewegung des Stellelements 13b, was von der Sensorvorrichtung 45 erfasst wird. Diese liefert ein entsprechendes Messsignal an die Steuereinheit 1, die somit nun weiss, welcher der Aktuatoren 1 bis M bewegt worden ist. Im obigen Beispiel hat z.B. der Bewegungsbefehl an die erste provisorischen Adresse zu einer Bewegung des zweiten Aktuators 2 geführt, der zum Bewegen der zweiten Klappe dient.
[0033] Durch sukzessives Senden von Bewegungsbefehlen an die einzelnen provisorischen Adressen kann die Steuereinheit 31 aufgrund der von der Sensorvorrichtung 45 gelieferten Messsignalen die provisorischen Adressen den Funktionen der einzelnen Aktuatoren 1 bis N zuordnen. Aufgrund dieser Zuordnung teilt die Steuereinheit 31 schliesslich jedem Aktuator 1, 2,..., N eine definitive Adresse zu, welche im jeweiligen Speicher 11b gespeichert wird. Die Steuereinheit 31 kann nun über die definitive Adresse jeden Aktuator 1, 2,..., N gezielt ansteuern.
[0034] Das hier beschriebene Verfahren erlaubt eine einfache automatische Adressierung der Aktuatoren. Insbesondere hat es den Vorteil, dass die Aktuatoren nicht mit zusätzlichen Komponenten oder zusätzliche Leitungen zu versehen sind, die lediglich bei der Adressierung benötigt werden.
[0035] Aus der vorangehenden Beschreibung sind dem Fachmann zahlreiche Abwandlungen zugänglich, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, der durch die Ansprüche definiert ist.
The present invention relates to a method for addressing actuators according to the preamble of claim 1 and to an arrangement with actuators according to the preamble of claim 11.
In order to enable the communication between a control unit and actuators via a bus, an address is previously assigned to them. This is to be determined so that the control unit can uniquely identify the respective actuator and thereby selectively control it.
From EP 1 226 989 Al a method for addressing of actuators is known, which are coupled to flaps in an air conditioner and which can be identified by the angular range around which the respective flap is pivotable. When addressing the actuators are pivoted to the stop and information about the resulting angle range supplied to the control unit. This compares the information with already stored data on the type of actuators connected to the bus and then assigns a unique address, which allows targeted activation of the respective actuator. Disadvantage of this type of address assignment is that all actuators must have a different angular range, so that they are uniquely identifiable.
Arrangements in which several flaps are pivotable at the same angle can not be addressed with this method.
From WO 02/069 149 A1 a method for addressing is known in which the actuators are connected by an additional conductor and having means for feeding an electrical signature in the conductor. Disadvantage of this method is that an additional conductor is required and the actuators are to be provided with additional components that are needed only in the addressing. The method and structure thereby become relatively complicated and expensive.
Starting from this prior art, an object of the present invention is to provide a simpler method for addressing actuators and an arrangement with which this method is feasible.
This object is achieved by the method specified in claim 1 and the arrangement specified in claim 11. The other claims indicate preferred embodiments.
The invention will be explained below with reference to an embodiment with reference to figures.
Show it
<Tb> FIG. 1 schematically shows an arrangement according to the invention;
<Tb> FIG. 2 <sep> the time course of the signals which are generated in the addressing of the control unit and the responding subscriber on the bus;
<Tb> FIG. 3 <sep> is a detail view from FIG. 2;
<Tb> FIG. Fig. 4 is a flowchart schematically indicating the assignment of the provisional addresses; and
<Tb> FIG. 5 <sep> further sub-steps from the assignment according to FIG. 4.
Fig. 1 shows an arrangement with a control unit 31 (also called "master") and with participants 1, 2, ..., N (also called "slaves"). The number N of subscribers 1, 2,..., N is adapted to the purpose of the application and may be any number.
The control unit 31 and the subscribers 1 to N are connected to a bus 40, preferably a serial bus, e.g. connected to a LIN bus ("Local Interconnect Network"), which is formed by a single wire and is used to exchange signals, as well as to supply lines 41a and 41b, which are used for power supply and are connected to a power supply unit, such as a battery. In the present example, the power is supplied via the control unit 31 by being connected between the power supply unit and the supply lines 41a and 41b.
The control unit 31 comprises a control circuit 32, which outputs via a bus interface 33 signals to the bus 40 and receives from this and which has a central processing unit (eg microprocessor) and a memory in which in particular the necessary for addressing data and / or programs are stored.
The respective participant 1, 2, ..., N is formed as an actuator having a control circuit 11, a driver 12 and an electric motor 13 with coils 13a and a movable actuator 13b. This is e.g. designed as a linear or rotary axis and can be coupled to a component to be moved. For example, the arrangement according to FIG. 1 is part of an air conditioning, heating and / or ventilation system to move controlled individual flaps, or part of a vehicle headlight to move a reflector or other radiation-influencing component controlled.
The control circuit 11 is formed for example as an ASIC ("Application Specific Integrated Circuit") and has u.a. an oscillator as a clock 11a, and a memory 11b which is non-volatile and e.g. is formed in the form of an EEPROM.
The respective electric motor 13 is formed, for example, as a brushless motor known type, such as stepper motor or brushless DC motor, or other motor for controlled movement of the actuating element 13b.
The respective driver 12 is used to energize the electric motor 13, wherein the current is applied in response to control signals, which generates the control circuit 11. This in turn can be controlled by the control circuit 32 of the control unit 31 via the bus interface 33 and the bus 40 in order to move the control element 13b of the electric motor 13 in a controlled manner.
For communication between the control unit 31 and the actuators 1 to N this is assigned an address during startup. In this case, each participant 1, 2,..., N receives a provisional address in a first sequence of steps, as explained below in section A, and in a second sequence of steps a definite address, as explained in section B below.
A. Assignment of provisional addresses
The addressing is designed so that it is possible via a single bus line 40 and the participants 1 to N are free of funds that are needed exclusively for addressing.
An example of the addressing is explained below with reference to FIGS. 2 and 3, in which the horizontal axis corresponds to the time axis and the vertical axis corresponds to the course of the signal generated by the control unit 31 and the responding subscriber on the bus 40. In the example According to Fig. 2 and 3, the participant answers 3. The waveform is analogous to the other participants when they respond.
Before the arrangement of the arrangement, the individual participants 1, 2, ..., N are still unaddressed, i. they are configured such that an instruction sent from the control unit 31 is received by all subscribers 1 through N. When starting the control unit 31 sends an addressing command, which is indicated in Fig. 2 by the waveform at the "master 31" before the time TO. The addressing command is received by all subscribers 1 to N at the time TO. TO may differ for each subscriber 1, 2, ..., N since the respective clocks 11a are not synchronized with each other.
The participants 1 to N process the addressing command so that only one participant 1, 2, ..., N responds. For this purpose, each subscriber 1, 2,..., N waits a time period T1 before checking the status of the bus 40. The period T1 is chosen so that it is different for each participant 1, 2, ..., N. For this, e.g. exploited the fact that the clocks 11a of the participants 1 to N are not synchronized with each other and have a certain inaccuracy in frequency. Even if this inaccuracy is small, it makes itself felt, for example, when a counter runs from an initial value to a sufficiently large final value. A different time period T1 can thus be determined e.g. determined by each participant 1, 2, ..., N running a counter from the initial value to the final value.
Alternatively, it would be e.g. Also possible to use a random number generator to set different T1.
After the time period T1, the respective subscriber 1, 2, ..., N checks whether the bus 40 is in the state "0" (dominant state) or in the state "1" (recessive state). If the bus 40 is in the state "0", one of the subscribers 1 to N already answers, i. Bus 40 is busy. The other participants then do not answer and go into receive mode.
If the bus is in the state "1", then the subscriber 1, 2, ..., N waits for a further time period T2, which is chosen to be the same for all subscribers 1 to N and e.g. is set so that T2 corresponds at least to the time period that a subscriber 1, 2,..., N needs to transmit the response to the control unit 31. After the period of time T2, the respective subscriber 1, 2,..., N again checks the status of the bus. If it is in the state "1", the subscriber 1, 2, ..., N sends a response, otherwise, i. when the status is "0", it does not send a response and goes into receive mode.
Fig. 2 and in particular the detail view according to FIG. 3 show by way of example the subscriber 3, which has the shortest time period T1 and thus recognizes first twice the state "1" and after T1l and after T1 + T2. The subscriber 3 will therefore be the first to answer from the participants 1 to N. The response to the control unit 31 is composed of a first byte, which consists of 8 zeros, and a further zero as start bit together. Thus, the provision of zeroes puts the bus 40 in the "0" state, allowing the other parties to see that the bus 40 is busy because a subscriber is already answering.
2 and 3, the signal waveform generated by the subscriber 3 is shown in a dotted line to better distinguish the signal levels at the participants 1, 2 and N. As apparent from Fig. 3, u.a. for the subscriber N at time T1 + T2, the bus 40 is occupied, since then the subscriber 3 already answers and thus the bus 40 is in the state "0".
Since only one of the participants 1 to N responds, the control unit 31 can assign a provisional address to it. The control unit 31 then begins with the next addressing command, which is processed only by those participants who have no address yet.
Despite the provision of different time periods T1, there is a certain probability that two or more of the subscribers 1 to N will respond at the same time. As a further measure for resolving conflicts, the answer which a subscriber 1, 2,..., N sends to the control unit 31 can be designed differently for each subscriber 1 to N. A different answer may e.g. be formed on the basis of T1. Each participant 1, 2, ..., N is a bit error detection ("Bit Error Detection") is provided which checks after each transmitted bit, whether the state of the bus line 40 still corresponds to this bit. Send e.g. a first participant a "0" and at the same time a second participant a "1", then the "1" of the first participant is overwritten, which recognizes this due to the bit error detection.
The first participant then immediately ends the transmission process and only the second participant continues to send the next bit.
A possible algorithm for assigning the provisional addresses is shown in the flow chart according to FIGS. 4 and 5. It includes the following steps 47-64:
Initially, a number N of subscribers 1 to M are connected to the bus 40 and the corresponding number N is entered into the control unit 31 and stored. Subsequently
<tb> 47: <sep> the control unit starts the program for addressing
<tb> 48: <sep> The control unit selects a first address and
<tb> 49: <sep> sends an addressing command to all N subscribers.
<tb> 50: <sep> The subscribers process the addressing command so that only one of the subscribers adopts the address as a provisional address. The processing performed as described above in connection with Figs. 2 and 3 is shown in more detail in Fig. 4 (see also the explanation below).
<tb> 61: <sep> The control unit checks if a subscriber answers: If there is no answer, the program goes back to step 48. If an answer is given,
<tb> 62: <sep> checks the control unit whether a number N of addresses have been assigned: if no,
<tb> 63: <sep> the control unit takes the next address and the program goes back to step 49. If yes,
<tb> 64: <sep> ends the program.
The processing step 50 mentioned in FIG. 4 comprises the sequence of steps 51-60 shown in FIG. 5:
<tb> 51: <sep> Each subscriber checks if the command sent from the control unit is an addressing command. If not,
<tb> 52: <sep> the respective station stops sending a possible answer and goes into receive mode. If so,
<tb> 53: <sep> each participant checks whether he is still in the unaddressed state and thus has not yet received a provisional address. If not, the subscriber goes to step 52. If yes,
<tb> 54: <sep>, the subscriber waits for a certain period of time T1, which is different for all participants, and
<tb> 55: <sep> then checks if the bus line is in "0" state. If so, the subscriber goes to step 52. Otherwise
<tb> 56: <sep> the subscriber waits for a certain period of time T2 and
<tb> 57: <sep> then checks a second time whether the bus line is in the "0" state. If so, the subscriber goes to step 52. Otherwise
<tb> 58: <sep> the participant sends a response that is different for all participants.
<tb> 59: <sep> During sending, the subscriber checks for every bit sent whether it deviates from the respective state of the bus line. If a bit deviates, the subscriber goes to step 52. Only if no bit deviates,
<tb> 60: <sep> the participant has completely sent his answer.
B. Assignment of the definitive addresses
After completion of the program according to FIGS. 4 and 5, each actuator 1 to N has received a provisional address. However, the control unit 31 does not yet know which address belongs to which actuator in the arrangement. For example, the arrangement comprises a first actuator 1, which serves for moving a first flap in an air conditioning system, and a second actuator 2 for moving a second flap. Although information is stored in the control unit 31 about the fact that two different flaps are to be actuated, however, because of the provisional address, it still does not know which actuator 1, 2 moves which flap.
To determine the information about which provisional address belongs to which actuator, a sensor device 45 is used, as shown schematically in Fig. 1. The sensor device 45, which serves to detect a movement of the respective actuating element 13b, is in operative connection with the actuating elements 13b of the actuators 1 to N and is connected to the control unit 31 for signal transmission via a line 46. With a suitable configuration of the sensor device 45, e.g. By providing a bus interface, it is also conceivable to connect the sensor device 45 to the bus 40 and to omit the line 46. The sensor device 45 is used for addressing only and may be e.g. be provided in the manufacture of the arrangement with the actuators 1 to N.
The sensor device 45 has suitable means for detecting the movement of the adjusting elements 13b, for example a laser, by means of which the adjusting elements 13b are scanned.
For the assignment of the definitive addresses, the control unit 31 selects the first address of the provisional addresses and sends to this a movement command. This causes the actuators 1, 2, ..., N with the corresponding provisional address a movement of the actuating element 13b, which is detected by the sensor device 45. This supplies a corresponding measurement signal to the control unit 1, which thus now knows which of the actuators 1 to M has been moved. In the above example, e.g. the movement command to the first provisional address led to a movement of the second actuator 2, which serves to move the second flap.
By successively sending movement commands to the individual provisional addresses, the control unit 31 can assign the provisional addresses to the functions of the individual actuators 1 to N on the basis of the measurement signals supplied by the sensor device 45. Based on this assignment, the control unit 31 finally assigns each actuator 1, 2, ..., N a definite address, which is stored in the respective memory 11b. The control unit 31 can now control each actuator 1, 2,..., N via the definitive address.
The method described here allows a simple automatic addressing of the actuators. In particular, it has the advantage that the actuators are not to be provided with additional components or additional lines that are needed only in the addressing.
Numerous modifications will be apparent to those skilled in the art from the foregoing description without departing from the scope of the invention, which is defined by the claims.