DE102005056444A1 - Component e.g. control gear, operating device for motor vehicle, has control device unit fixedly connected to stator unit of commuted motor, where device is transferred from action state to idle state by state control input - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für Komponenten, insbesondere für Komponenten eines Kraftfahrzeugs. Es gehört zum Stand der Technik, diverse Kraftfahrzeugkomponenten mittels Elektromotoren zu betätigen bzw. zu steuern, wie beispielsweise im Rahmen elektronischer Ventilsteuerungssysteme (elektromechanischer Ventiltrieb, kurz EVT) oder von Schaltgetrieben. Der Begriff Schaltgetriebe fasst automatisierte Getriebe zusammen, die auf das Handschaltgetriebe (HSG) aufbauen und im Wesentlichen ähnliche Technologien nutzen. Dazu gehören das elektronische Kupplungsmanagement (EKM), das automatisierte Schaltgetriebe (ASG), das unterbrechungsfreie Schaltgetriebe (USG), das Parallelschaltgetriebe (PSG) und das elektrische Schaltgetriebe (ESG).The The present invention relates to an actuator for components, especially for Components of a motor vehicle. It belongs to the state of the art, diverse To actuate motor vehicle components by means of electric motors to control, such as in the context of electronic valve control systems (electromechanical valve train, short EVT) or of manual transmissions. The term manual gearbox summarizes automated transmissions, which rely on the manual transmission (HSG) and essentially similar Use technologies. This includes the electronic clutch management (EKM), the automated manual transmission (ASG), the uninterruptible gearbox (USG), the parallel gearbox (PSG) and the electric manual transmission (ESG).
Üblicherweise weisen derartige Betätigungsvorrichtungen einen oder mehrere Elektromotoren zur Betätigung der betreffenden Komponenten auf. Für die meisten Anwendungen der Betätigungsvorrichtungen ist es von Bedeutung, dass die Elektromotoren zuverlässig und wartungsfrei betrieben werden können. Daher werden bevorzugt bürstenlose, d.h. elektronisch kommutierte Elektromotoren (Electronically Commuted, kurz EC-Motoren) eingesetzt. Bei diesen kann die verschleißanfällige Stromzuführung zum Rotor des Elektromotors über Schleifkontakte bzw. Bürsten entfallen, da für den Rotor ein oder mehrere Permanentmagneten eingesetzt werden. Die bei der Verwendung von Gleichspannung daher notwendige Umpolung der Spulen der Elektromagneten des Stators (kurz Statorspulen) erfolgt bei EC-Motoren automatisch gesteuert durch die über Hall-Sonden bestimmte Drehstellung des Rotors.Usually have such actuators one or more electric motors for actuating the respective components on. For most applications of actuators It is important that the electric motors reliable and can be operated maintenance-free. Therefore, brushless, i.e. electronically commutated electric motors (Electronically Commuted, EC motors for short). In these, the wear-prone power supply to Rotor of the electric motor via Sliding contacts or brushes accounted for for the rotor one or more permanent magnets are used. The Therefore, when using DC voltage necessary polarity reversal the coils of the electromagnets of the stator (short stator coils) takes place with EC motors automatically controlled by the rotational position determined via Hall probes of the rotor.
Gemäß dem Stand der Technik wird ein EC-Motor von einer beabstandet zu diesem angeordneten System-Steuerungseinrichtung angesteuert, in der üblicherweise auch die Leistungsendstufen zur Umpolung der Statorspulen angeordnet sind. Gegenstand einer Weiterentwicklung ist es, die Leistungsendstufen zusammen mit der Ansteuerungslogik, welche die Lagemesssignale der Hall-Sonden erfasst und daraus die Ansteuerungssignale für die Leistungsendstufe zur Umpolung ableitet, unmittelbar an bzw. in den EC-Motor zu verlagern.According to the state In the art, an EC motor is arranged at a distance therefrom Controlled system control device, usually in the also arranged the power output stages for Umpolung the stator coils are. The subject of further development is the power output stages together with the control logic, which the Lagemesssignale the Hall probes detected and from the control signals for the power amplifier derives to Umpolung, to relocate directly to or in the EC motor.
Dadurch
können
insofern Systemverbesserungen erzielt werden, als die Anzahl von
elektrischen Verbindungen zwischen dem System-Steuerungseinrichtung
und dem EC-Motor reduziert werden kann. Dies ist in vielfacher Hinsicht
vorteilhaft, da es eine Reduzierung der Energieverluste in den elektrischen
Verbindungen zur Leistungszuführung
(vgl.
Ein weiterer Vorteil dieser Weiterentwicklung ist, dass eine übergeordnete Steuereinrichtung nicht mehr in unmittelbarer Motornähe, also z. B. getriebefest montiert werden muss. Ferner erlaubt eine unmittelbar am EC-Motor angeordnete Ansteuerungseinrichtung ein einheitliches EC-Motorenkonzept unanhängig davon, welche Art von Komponente, beispielsweise ein Getriebe oder eine Kupplung, durch den EC-Motor betätigt werden soll. Die Einheit von Ansteuerungseinrichtung und EC-Motor wird mitunter auch als Elektronikmotor bezeichnet.One Another advantage of this development is that a parent Control device no longer close to the engine, so z. B. gearbox must be mounted. Furthermore, one allows immediate the EC motor arranged drive device a uniform EC motor concept independent of which type of component, such as a gear or a clutch to be operated by the EC motor. The unit of driving device and EC motor is sometimes called Designated electronic motor.
Gemäß der üblichen
Struktur einer Betätigungsvorrichtung
(vgl.
Die
Logikeinrichtung weist wiederum Untereinheiten zur Signalerfassung,
Signalverarbeitung, Signalspeicherung, Signalgenerierung sowie Treiber für die üblicherweise
eingesetzten Feldeffekttransistoren der Endstufe (kurz Endstufen-FETs)
in der Leistungseinrichtung (vgl.
Es lassen sich wenigstens zwei Systemvarianten beim Einsatz von Betätigungsvorrichtungen unterscheiden. Im ersten Fall (auch als Applikation 1 bezeichnet) ist die Betätigungsvorrichtung nicht Teil eines sicherheitskritischen Systems und kann daher autark betrieben werden. Ein Überwachungssystem für die Betätigungsvorrichtung ist in diesem Fall nicht erforderlich. Das Aktivieren bzw. Deaktivieren der Betätigungsvorrichtung kann dann direkt, z. B. über die Zündung erfolgen.It At least two system variants can be distinguished when operating devices are used. In the first case (also referred to as application 1) is the actuator not part of a safety-critical system and can therefore be self-sufficient operate. A monitoring system for the actuator is not required in this case. The activation or deactivation the actuator can then directly, for. B. over the ignition respectively.
Gegebenenfalls kann durch die Ansteuerungseinrichtung eine Nachlauffunktion bewirkt werden, damit der EC-Motor nach dem Ausschalten der Zündung eine bestimmte Endposition anfährt bzw. bestimmte Parameter für den erneuten Start des EC-Motors abgespeichert wer den können. Danach schaltet sich die Ansteuerungseinrichtung bevorzugt in einen Ruhezustand.Possibly can be caused by the driving device a tracking function so that the EC motor turns off after switching off the ignition certain end position anfährt or certain parameters for the restart of the EC motor stored who can. Then switch the control device preferably in a state of rest.
In einer zweiten typischen Anwendung von Betätigungsvorrichtungen (auch als Applikation 2 bezeichnet) sind diese Teil eines sicherheitskritischen Systems. Ihre Steuerung erfolgt daher zweckmäßigerweise durch eine übergeordnete Steuerungseinrichtung. Damit in der Ansteuerungseinrichtung auf einen eigenen Überwachungsrechner verzichtet werden kann, übernimmt die übergeordnete Steuerungseinrichtung ebenfalls die Überwachung des Motors. Die übergeordnete Steuerungseinrichtung kann – beispielsweise in einer Gefahrensituation oder bei einer Betriebsstörung der betätigten Fahrzeugkomponente oder der Betätigungsvorrichtung selbst – bewirken, dass die Betätigungsvorrichtung in einen sicheren Systemzustand überführt wird.In a second typical application of actuators (also referred to as application 2) these are part of a safety-critical system. Their control is therefore expediently carried out by a higher-level control device. So that in the driving device on a separate monitoring computer can be dispensed with, the parent control device also takes over the monitoring of the engine. The higher-level control device can - for example, in a dangerous situation or in a malfunction of the actuated vehicle component or the actuator itself - cause the actuator is transferred to a safe system state.
Bei einem sicheren Systemzustand lassen sich zwei Fälle unterscheiden: Im Fall a) muss der EC-Motor – beispielsweise beim Ausfall des Bordcomputers – schnellstmöglich zum Stillstand gebracht werden und danach in der aktuellen Position verharren. Im Fall b) wird ein Freilaufmodus des EC-Motors dadurch bewirkt, dass alle Endstufen-FETs abgeschaltet werden, d.h. diese gehen in einen hochohmigen Betriebszustand über und trennen die Statorspulen von der Spannungsversorgung.at A safe system state can be divided into two cases: In the case a) the EC engine - for example in case of failure of the on-board computer - as soon as possible to Standstill and then remain in the current position. In case b) a freewheeling mode of the EC-motor is effected thereby, that all final stage FETs are turned off, i. these go into one high-impedance operating state via and disconnect the stator coils from the power supply.
Im Stand der Technik werden die Betätigungsvorrichtungen an die beiden dargestellten Anwendungsfälle angepasst, woraus sich ein erheblicher Anpassungsaufwand – u. a. z. B. aus der Entwicklung unterschiedlicher Ansteuerungseinrichtungen – ergibt.in the The state of the art becomes the actuators adapted to the two applications shown, from which a considerable adaptation effort - u. a. z. B. from development different control devices - results.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Betätigungsvorrichtung der beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, die sich wenigstens für die beiden dargestellten Anwendungsfälle einsetzen lässt, wobei der Aufwand, die Betätigungsvorrichtung an den Anwendungsfall anzupassen, minimiert ist.It Therefore, the object of the present invention is an actuating device of the type described to make at least for the two presented Use use cases leaves, the effort, the actuator to adapt to the application is minimized.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass nicht notwendigerweise sämtliche Vorteile durch alle Weiterbildungen erreicht werden.These The object is achieved by the The subject matter of claim 1 solved. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the dependent claims. It It is noted, however, that not necessarily all advantages be achieved by all training.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betätigen von Komponenten eines Kraftfahrzeugs weist wenigstens einen Elektromotor auf, der seinerseits wenigstens eine Statoreinheit und wenigstens eine Rotoreinheit aufweist. Erfindungsgemäß ist wenigstens eine Ansteuerungseinrichtung für den Elektromotor vorgesehen, welche wenigstens eine Logikeinrichtung und wenigstens eine Leistungseinrichtung aufweist. Die Ansteuerungseinrichtung ist erfindungsgemäß fest mit der Statoreinheit verbunden. Ferner kann die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung über wenigstens einen einzelnen Zustandssteuerungseingang von einem ersten Zustand in wenigstens einen zweiten Zustand überführt werden. Bevorzugt ist der Elektromotor elektronisch kommutierbar, d.h. ein EC-Motor. Vorzugsweise weist die Statoreinheit wenigstens drei Lagemesssensoren, bevorzugt Hall-Sensoren, zur Bestimmung von Lagemesssignalen auf, welche die relative Lage zwischen der Stator- und der Rotoreinheit charakterisieren.The inventive device to operate of components of a motor vehicle has at least one electric motor on, in turn, at least one stator and at least having a rotor unit. According to the invention, at least one driving device for the Electric motor provided which at least one logic device and at least one power device. The driving device is according to the invention with connected to the stator. Furthermore, the actuating device according to the invention via at least a single state control input from a first state be converted into at least a second state. Preferably, the Electromotor electronically commutated, i. an EC motor. Preferably the stator unit has at least three position measuring sensors, preferably Hall sensors, for the determination of position measurement signals, which the Characterize the relative position between the stator and the rotor unit.
Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung ist in vielfacher Hinsicht vorteilhaft. Einerseits entfällt die Notwendigkeit der Anpassung der Ansteuerungseinrichtung an den Anwendungsfall der Betätigungsvorrichtung. Zudem ist durch den einzelnen Zustandssteuerungseingang die Anzahl von Verbindungen zwischen den übergeordneten Steuereinrichtungen und den überwachten und gesteuerten Betätigungsvorrichtungen minimiert. Dies reduziert außerdem die Wahrscheinlichkeit von Betriebsstörungen der Betätigungsvorrichtung durch Kabelbrüche. Ferner kann eine durchtrennte Verbindung zum einzelnen Zustandssteuerungseingang zuverlässiger detektiert werden. Dadurch kann vermieden werden, dass die Betätigungsvorrichtung unnötigerweise in einen Sicherungszustand überführt wird.The Actuator according to the invention is beneficial in many ways. On the one hand eliminates the Need to adapt the control device to the application the actuator. In addition, the number is through the individual state control input of connections between the parent Control devices and the monitored and controlled actuators minimized. This also reduces the likelihood of malfunction of the actuator through cable breaks. Further can be a severed connection to the single state control input detected more reliably become. This can be avoided that the actuator unnecessarily is converted into a backup state.
Als Betätigungsvorrichtung wird im Rahmen dieser Erfindung eine Vorrichtung verstanden, welche in definierter Weise auf eine vorbestimmte Komponente eines Kraftfahrzeugs einwirkt. Bevorzugt handelt es sich um eine Vorrichtung, die in mechanischer Weise auf die entsprechende Komponente des Kraftfahrzeugs einwirkt, wie beispielsweise ein oder mehrere Elektromotoren, die in definierter Weise die Komponenten bedienen.When actuator is understood in the context of this invention, a device which in a defined manner to a predetermined component of a motor vehicle acts. Preferably, it is a device that in mechanical way to the corresponding component of the motor vehicle acts, such as one or more electric motors, the operate the components in a defined manner.
Als Ansteuerungseinrichtung für den Elektromotor wird – insbesondere, aber nicht ausschließlich – eine Einrichtung verstanden, welche im Wesentlichen die Ansteuerung des Elektromotors, das heißt die Regulierung der an den Elektromotor abgegebenen Leistung in Abhängigkeit der Drehstellung der Rotoreinheit gegenüber der Statoreinheit vornimmt.When Control device for the electric motor becomes - in particular, but not exclusively - an institution understood, which is essentially the control of the electric motor, that is called Regulation of the power delivered to the electric motor depending on the rotational position of the rotor unit relative to the stator makes.
Als feste Verbindung wird im Rahmen dieser Erfindung verstanden, dass die Ansteuereinrichtung – im Gegensatz etwa zu einer bloßen Kabelverbindung – in fester bzw. kraftschlüssiger Verbindung mit wenigstens der Statoreinheit des Elektromotors steht. Durch diese Anordnung kann eine Vielzahl von längeren elektrischen Verbindungen zwischen der Ansteuerungseinrichtung bzw. einem Teil der Ansteuerungseinrichtung und dem Elektromotor eingespart werden.When solid compound is understood in the context of this invention, that the control device - in Contrast to a mere Cable connection - in stronger or stronger Connection with at least the stator of the electric motor is. By this arrangement, a plurality of longer electrical connections between the drive device or a part of the drive device and the electric motor can be saved.
Als Zustandssteuerungseingang wird im Rahmen der Erfindung ein Abschnitt der Betätigungsvorrichtung verstanden, wobei die Beaufschlagung dieses Abschnitts mit vorbestimmten Werten einer physikalischen Größe die Überführung der Betätigungsvorrichtung in vorbestimmte Zustände bewirkt. Bevorzugt ist diese physikalische Größe der elektrische Strom oder die elektrische Spannung. Es sind jedoch auch Größen wie die Kraft oder der hydraulische Druck denkbar, welche den Zustandssteuerungseingang mechanisch, beispielsweise über einen Schalter steuern.In the context of the invention, a state control input is understood as a section of the actuating device, wherein the application of this section with predetermined values of a physical quantity brings about the transfer of the actuating device into predetermined states. Preferably, this physical quantity is the electric current or the electric voltage. It However, variables such as the force or the hydraulic pressure are conceivable, which control the state control input mechanically, for example via a switch.
Als Zustand der Betätigungsvorrichtung wird im Rahmen der Erfindung deren Betriebszustand verstanden. Dieser lässt sich durch eine wenigstens einen der Betriebsparameter wie Leistungs- und Stromaufnahme des Elektromotors, Drehzahl des Elektromotors, Drehrichtung des Elektromotors, Drehposition des Elektromotors, Temperatur des Elektromotors, aber auch Eigenschaften der Ansteuerungseinrichtung wie Signalzustände in der Logikeinrichtung und dergleichen charakterisieren. Eine Änderung des Betriebszustands bedeutet, dass sich wenigstens eine der genannten Eigenschaften ändert.When State of the actuator is understood in the context of the invention whose operating condition. This let yourself by at least one of the operating parameters such as power and current consumption of the electric motor, speed of the electric motor, Direction of rotation of the electric motor, rotational position of the electric motor, Temperature of the electric motor, but also properties of the control device like signal states in the logic device and the like. A change of the operating state means that at least one of said Properties changes.
In einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist wenigstens eine Entscheidereinrichtung vorgesehen, welche wenigstens mit dem Zustandssteuerungseingang verbunden ist. Die Entscheidereinrichtung bewirkt in Abhängigkeit wenigstens einer Eigenschaft der physikalischen Größe, mit welcher der Zustandssteuerungseingang beaufschlagt ist, d.h. abstrakt des dort anliegenden Signals (Zustandssteuerungssignal), die Überführung der Betätigungsvorrichtung vom ersten in den zweiten Zustand.In A preferred embodiment of the present invention is at least a decision device is provided, which at least with the state control input connected is. The decision maker operates in dependence at least one property of the physical quantity with which the state control input is applied, i. abstract of signal present there (state control signal), the transfer of the actuator from the first to the second state.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Eigenschaft des Zustandssteuerungssignals, deren Änderung von der Entscheidereinrichtung erfasst wird und welche die Überführung der Betätigungsvorrichtung vom ersten in den zweiten Zustand bewirkt, einer Gruppe von Signaleigenschaften entnommen, welche den Signalpegel, die Signal frequenz, periodische Signalmuster, singuläre Signalmuster, das Frequenzspektrum, die Signalanstiegs- und Abfallzeit, das Signaltastverhältnis und dergleichen enthält.In a further preferred embodiment the invention is the property of the state control signal their change is detected by the decision maker and which the transfer of the actuator from the first to the second state, a group of signal properties taken from the signal level, the signal frequency, periodic Signal pattern, singular Signal pattern, frequency spectrum, signal rise and fall time, the signal duty ratio and the like.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht die Entscheidereinrichtung wenigstens ein vorbestimmtes Entscheidungskriterium, bevorzugt mehrere vorbestimmte Entscheidungskriterien vor. Ein Entscheidungskriterium legt im Rahmen dieser Erfindung für vorbestimmte Fälle der Über- oder Unterschreitung vorbestimmter Schwellwerte der Eigenschaft des Zustandssteuerungssignals vorbestimmte, sich durch unterschiedliche Betriebsparameter der Betätigungsvorrichtung auszeichnende zweite Zustände fest, in welche die Betätigungsvorrichtung beim Eintritt eines dieser Fälle überführt wird.In a further preferred embodiment of the present invention the decision maker sees at least one predetermined decision criterion, prefers several predetermined decision criteria. A decision criterion sets in the context of this invention for predetermined cases of over- or Falling below predetermined thresholds of the property of the state control signal predetermined, by different operating parameters of the Actuating device distinguishing second states firmly, in which the actuator when one of these cases is transferred.
D.h. die Entscheidungskriterien legen vorbestimmte Veränderungsmuster des Zustandssteuerungssignals fest, die von der Entscheidereinrichtung erkannt werden, wobei die Entscheidereinrichtung infolge der Veränderungsmustererkennung die Überführung der Betätigungsvorrichtung in einen zweiten Zustand bewirkt. Insbesondere ermöglichen die Entscheidungskriterien die Unterscheidung von Veränderungsmustern des Zustandssteuerungssignals und erlauben, dass die Betätigungsvorrichtung bei unterschiedlichen Veränderungsmustern in unterschiedliche zweite Zustände, welche sich durch unterschiedliche Betriebsparameter der Betätigungsvorrichtung auszeichnen, überführt wird. Bevorzugt weist die Entscheidereinrichtung wenigstens ein Logikgatter, vorzugsweise eine Kombination von Logikgattern auf.That the decision criteria set predetermined change patterns of the state control signal detected by the decider wherein the decision means is due to the change pattern recognition the transfer of the actuator in a second state causes. In particular, allow the decision criteria the distinction of change patterns the state control signal and allow the actuator with different patterns of change in different second states, which is due to different operating parameters of the actuator distinguish, is transferred. The decision device preferably has at least one logic gate, preferably a combination of logic gates.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Logikeinrichtung wenigstens eine Signalerfassungseinrichtung, eine Speichereinrichtung, eine Recheneinrichtung und eine Treibereinrichtung auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Leistungseinrichtung wenigstens eine Wechselrichtereinrichtung mit Leistungsschalteinrichtungen auf, wobei als Leistungsschalteinrichtungen vorzugsweise Leistungsfeldeffekttransistoren vorgesehen sind.In a further preferred embodiment the logic device has at least one signal detection device, a memory device, a computing device and a driver device. In a further preferred embodiment of the present invention Invention, the power device with at least one inverter device Power switching devices, wherein as a power switching devices preferably power field effect transistors are provided.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der erste Zustand der Betätigungsvorrichtung ein Aktionszustand und der zweite Zustand der Betätigungsvorrichtung ein Ruhezustand. Als Aktionszustand der Betätigungsvorrichtung wird verstanden, dass Leistung an den Elektromotor abgegeben wird, als Ruhezustand der Betätigungsvorrichtung hingegen, dass keine Leistung an den Elektromotor abgegeben wird.In a further advantageous embodiment of the present invention is the first state of the actuator an action state and the second state of the actuator a hibernation. As an action state of the actuator is understood that power is delivered to the electric motor, as a resting state the actuator however, that no power is delivered to the electric motor.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der erste Zustand der Betätigungsvorrichtung ein Aktionszustand und der zweite Zustand der Betätigungsvorrichtung ein Sicherungszustand. Als Sicherungszustand wird verstanden, dass der Elektromotor, bewirkt durch eine übergeordnete Steuerungseinrichtung, einen vorbestimmten, an die Anwendung der Betätigungsvorrichtung angepassten Betriebszustand einnimmt. Beim Übergang in den Sicherungszustand steuert die übergeordnete Steuerungseinrichtung die Betriebsparameter der Betätigungsvorrichtung in vorbestimmter Weise, d.h. die übergeordnete Steuerungseinrichtung bewirkt eine Sicherungszustandsübergangsfunktion, um das Risiko einer Beschädigung der betätigten Fahrzeugkomponente oder der Betätigungsvorrichtung selbst zu minimieren.In another preferred embodiment is the first state of the actuator a Action state and the second state of the actuator a backup state. As a security state is understood that the electric motor causes through a parent Control device, a predetermined, to the application of actuator adapted operating state occupies. When transitioning to the backup state controls the parent Control device, the operating parameters of the actuator in a predetermined manner, i. the higher-level control device causes a fuse state transition function, at the risk of damage the actuated Vehicle component or the actuator to minimize itself.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bewirkt die Ansteuerungseinrichtung beim Übergang in den Ruhezustand wenigstens einer Ruhezustandsübergangsfunktion. Als Ruhezustandsübergangsfunktion wird im Rahmen der Erfindung verstanden, dass die Ansteuerungseinrichtung die Betriebsparameter der Betätigungsvorrichtung in vorbestimmter Weise vor dem Abschalten der Leistungsabgabe an den Elektromotor steuert.In a further preferred embodiment, the control device at the transition to the idle state causes at least one idle state transition function. As idle state transition function is understood in the context of the invention that the drive means the Be operating parameters of the actuator in a predetermined manner before switching off the power output to the electric motor controls.
Vorzugsweise ist die Ruhezustandsübergangsfunktion einer Gruppe entnommen, welche das Anfahren einer vorbestimmten Endposition durch den Elektromotor, das Abspeichern wenigstens eines vorbestimmten Parameters in Abhängigkeit der Lagemesssignale oder der Lagemesssignale selbst in der Speichereinrichtung und dergleichen enthält.Preferably is the hibernation transition feature taken from a group, which is the start of a predetermined End position by the electric motor, the storage of at least one predetermined Parameters in dependence the position measurement signals or the position measurement signals themselves in the memory device and the like.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geht die Ansteuerungseinrichtung nach dem Bewirken der Ruhezustandsübergangsfunktion selbst in einen Ansteuerungseinrichtungsruhezustand über. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird die Betätigungsvorrichtung von einer übergeordneten Steuerungseinrichtung gesteuert und/oder überwacht. Bevorzugt steuert die übergeordnete Steuerungseinrichtung die Betätigungsvorrichtung wenigstens auch über den einzelnen Zustandssteuerungseingang.In a preferred embodiment The control device follows the present invention effecting the hibernation transfer function even in a driver idle state. In another preferred embodiment is the actuator of a parent Control device controlled and / or monitored. Preferably controls the parent Control device, the actuator at least over the single state control input.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bewirkt die übergeordnete Steuerungseinrichtung beim Übergang der Betätigungsvorrichtung in den Sicherungszustand wenigstens eine Sicherungszustandsübergangsfunktion.In a further advantageous embodiment of the present invention Invention causes the parent Control device at the transition the actuator at least one backup state transition function in the backup state.
Bevorzugt ist die Sicherungszustandsübergangsfunktion einer Gruppe entnommen, welche das Bremsen des Elektromotors, bevorzugt innerhalb eines kurzen Zeitintervalls, den Freilauf des Elektromotors, das Abschalten der Leistungsschalteinrichtungen und dergleichen enthält.Prefers is the backup state transition function taken from a group which the braking of the electric motor, preferred within a short time interval, the freewheel of the electric motor, switching off the power switching devices and the like contains.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform schaltet die Ansteuerungseinrichtung während des Ausführens der Sicherungszustandsübergangsfunktion die Treibereinrichtung zeitlich verzögert ab. Bevorzugt ist diese Verzögerung einstellbar.In a further preferred embodiment switches the driver during execution of the Fuse state transition function the driver device delayed in time. This is preferred delay adjustable.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Bremsen des Elektromotors dadurch bewirkt, dass die Leistungsschalteinrichtungen die Spulenstromkreise der Statoreinheit kurzschließen. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird der Freilauf des Elektromotors dadurch bewirkt, dass die Leistungsschalteinrichtungen die Spulenstromkreise der Statoreinheit öffnen.In a preferred embodiment the braking of the electric motor is caused by the fact that the power switching devices Short circuit the coil circuits of the stator unit. In another preferred embodiment the freewheel of the electric motor is caused by the fact that the power switching devices Open the coil circuits of the stator unit.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform geht die Ansteuerungseinrichtung nach dem Bewirken der Sicherungszustandsübergangsfunktion durch die übergeordnete Steuerungseinrichtung in einen Ansteuerungseinrichtungsruhezustand über. Als Ansteuerungseinrichtungsruhezustand wird verstanden, dass wenigstens Teile der Ansteuerungseinrichtung stromlos sind.In a further preferred embodiment the driver goes through after effecting the fuse state transition function the parent Control device in a driver rest state via. When Driver quiet state is understood to be at least Parts of the drive device are de-energized.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Rotoreinheit fest mit einer mechanischen Kraftübertragungseinrichtung verbunden. Bevorzugt wird eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung für Schaltgetriebe, Nockenwellverstellsysteme, elektronische Kupplungsmanagementsysteme und dergleichen verwendet.In a further preferred embodiment the rotor unit is fixed to a mechanical power transmission device connected. Preferred is an actuator according to the invention for manual transmission, Camshaft adjustment systems, electronic clutch management systems and the like.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den beiliegenden Figuren.Further Advantages and embodiments The present invention will be apparent from the accompanying figures.
Darin zeigen:In this demonstrate:
Da
in der in
So
symbolisieren beispielsweise die mit U, V und W bezeichneten elektrischen
Verbindungen die Leistungsverbindungen zu den Statorspulen des EC-Motors
Wie
bereits dargestellt, bringt diese Struktur mit den mitunter längeren Verbindungsleitungen
zwischen der System-Steuerungseinrichtung
Die
weiteren Schnittstellen der System-Steuerungseinrichtung
Ein
Ausführungsbeispiel
für eine
erfindungsgemäße Weiterentwicklung
der Betätigungsvorrichtung
ist in
Die
Darstellung in
Als
Schnittstellen der Ansteuerungseinrichtung
Über den
CAN-Bus
Daneben
kann die übergeordnete
Steuerungseinrichtung
In
Die
Ansteuerungseinrichtung
Das
linke untere, teilweise gestrichelt umrandete Rechteck bezeichnet
die Logikeinrichtung
Aus
den Lagemesssignalen der Hall-Sensoren ermittelt die Logikeinrichtung
Die
Leistungseinrichtung
In
den
Im
ersten Anwendungsfall der Betätigungsvorrichtung
In
Über den
CAN-Bus
Anders
als in dem in
Dabei
kann sich – je
nach Anwendung – der Sicherungszustand
dadurch auszeichnen, dass der EC-Motor
Hierbei
stellt vorzugsweise eine Entscheidereinrichtung gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung
Im
ersten Anwendungsfall der Betätigungsvorrichtung
Die
Wiederaktivierung des Systems erfolgt im ersten Anwendungsfall gemäß
Ferner
kann die Logikeinrichtung
Vorzugsweise
ist die Logikeinrichtung
Für die Applikation
2 der Betätigungsvorrichtung
In
Die
Logikeinrichtung
Der
Zustandssteuerungseingang
Soll
die Länge
der Nachlaufzeit durch die Recheneinrichtung
Soll
jedoch die übergeordnete
Steuerungseinrichtung
Gemäß der in
Die
andere bereits erwähnte
Sicherungszustandsübergangsfunktion,
nämlich
der „Nothalt" der Betätigungsvorrichtung,
wird im Ausführungsbeispiel nach
Wird
eine Betätigungsvorrichtung
Dennoch
muss zur Ausführung
der Sicherungszustandsübergangsfunktionen „Nothalt" beziehungsweise „Freilauf" sichergestellt werden,
dass die Feldeffekttransistoren der Treiber einrichtung
Hierzu
ist in
Die drei Statorspulen A, B und C sind mit einem ihrer Spulenenden sternförmig zusammengeschaltet. Das jeweils andere Spulenende kann über eines der Endstufen-FET-Paare HS1-LS1, HS2-LS2 und HS3-LS3 entweder mit Masse über den jeweiligen Low-Side-FET oder über den jeweiligen High-Side-FET mit dem Batteriespannungspotential UBat verbunden werden. Dies legt die Richtung der Ströme iA, iB, iC durch die Statorspulen und damit die Richtung der Magnetfelder der Statorspulen fest. Die Gates der Endstufen-FETs werden dabei durch die Treibereinrichtung angesteuert, wobei die Ansteuerungseinrichtung das Ein- und Ausschalten der jeweiligen Endstufen-FETs im geeigneten Moment in Abhängigkeit von der über die Hall-Sensoren bestimmten Drehstellung der Rotoreinheit vornimmt.The three stator coils A, B and C are connected in a star shape with one of their coil ends. The respective other coil end can be connected via one of the output stage FET pairs HS1-LS1, HS2-LS2 and HS3-LS3 either to ground via the respective low-side FET or via the respective high-side FET to the battery voltage potential U Bat become. This determines the direction of the currents i A , i B , i C through the stator coils and thus the direction of the magnetic fields of the stator coils. The gates of the output stage FETs are thereby driven by the driver device, wherein the control device makes the switching on and off of the respective output stage FETs at the appropriate moment as a function of the rotational position of the rotor unit determined via the Hall sensors.
- 100100
- Betätigungsvorrichtung (Elektronikmotor)actuator (Electronic Engine)
- 120120
- Ansteuerungseinrichtung (Motorintegrierte Elektronik)driving means (Motor integrated electronics)
- 121121
- Logikeinrichtunglogic device
- 12111211
- Komparatorcomparator
- 12121212
- Verzögerungsschaltungdelay circuit
- 12151215
- Logikgatterlogic gates
- 12161216
- Recheneinrichtung (Mikrorechner)computing device (Microcomputer)
- 12171217
- Treibereinrichtungdriving means
- 12181218
- Internes Zustandssteuerungssignal („En/Di")internal Condition control signal ("En / Di")
- 12191219
- Wählbare KapazitätSelectable capacity
- 122122
- Leistungseinrichtungpower device
- 123123
- Filtereinrichtung (EMV Puffer Filter)filtering device (EMC buffer filter)
- 150150
- EC-Motor (Electronically Commuted Motor)EC motor (Electronically Commuted Motor)
- 300300
- übergeordnete Steuereinrichtungparent control device
- 400400
- System-SteuerungseinrichtungSystem controller
- 501501
- Versorgungsspannung („Ubatt")Supply voltage ("U batt ")
- 502502
- Masse („GnD")Dimensions ( "GND")
- 510510
- CAN-BusCAN bus
- 520520
- einzelner Zustandssteuerungseingang („EN/DI")single State control input ("EN / DI")
- 530530
- Zündungignition
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018095482A1 (en) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Method and circuit arrangement for determining the position of a rotor in an electric motor |
-
2005
- 2005-11-26 DE DE102005056444A patent/DE102005056444A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018095482A1 (en) * | 2016-11-22 | 2018-05-31 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Method and circuit arrangement for determining the position of a rotor in an electric motor |
US10804824B2 (en) | 2016-11-22 | 2020-10-13 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Method and circuit arrangement for determining the position of a rotor in an electric motor |
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