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

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 Download PDF

Info

Publication number
DE102005056444A1
DE102005056444A1 DE102005056444A DE102005056444A DE102005056444A1 DE 102005056444 A1 DE102005056444 A1 DE 102005056444A1 DE 102005056444 A DE102005056444 A DE 102005056444A DE 102005056444 A DE102005056444 A DE 102005056444A DE 102005056444 A1 DE102005056444 A1 DE 102005056444A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
state
actuating device
actuator
signal
actuating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102005056444A
Other languages
German (de)
Inventor
Wai-Wai Buchet
Martin Zimmermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG, LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH filed Critical LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG
Priority to DE102005056444A priority Critical patent/DE102005056444A1/en
Publication of DE102005056444A1 publication Critical patent/DE102005056444A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/10Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/352Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/03Auxiliary actuators
    • F01L2820/032Electric motors

Abstract

The device has a control device (120) for an electronically commuted motor (150) with stator and rotor units. The device (120) has logic and output units and fixedly is connected to the stator unit. The stator unit has hall-sensors to determine position measurement signals that characterize relative position between the stator and rotor units. The device is transferred from an action state to an idle state using a state control input. An independent claim is also included for an application of an operating device for operating a component of a motor vehicle.

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. 1, Verbindungen U, V und W) und geringere Störabstrahlungen in das Bordnetz und die Umgebung bewirkt, sowie Rückwirkungen auf die Lagemesssignale (vgl. 1, Verbindungen H1, H2 und H3) minimiert.As a result, system improvements can be achieved in that the number of electrical connections between the system controller and the EC motor can be reduced. This is advantageous in many respects, since there is a reduction in the energy losses in the electrical connections to the power supply (cf. 1 , Compounds U, V and W) and lower noise emissions in the electrical system and the environment causes, as well as repercussions on the position measurement signals (see. 1 , Compounds H1, H2 and H3) minimized.

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. 2) weist diese neben dem EC-Motor mit drei integrierten Hall-Sonden eine motoreigene Ansteuerungseinrichtung auf, die mitunter auch als motorintegrierte Elektronik (MiE) bezeichnet wird. Die Ansteuerungseinrichtung gliedert sich ihrerseits in eine Logikeinrichtung, eine Leistungseinrichtung und eine Filtereinrichtung zur Absorption von Störabstrahlungen zur Erhöhung der Elektromagnetischen Verträglichkeit der Elektronik (auch EMV Puffer Filter genannt).According to the usual structure of an actuator (see FIG. 2 ) has this in addition to the EC motor with three integrated Hall probes on a motor-own control device, which is sometimes referred to as motor-integrated electronics (MiE). The control device is in turn divided into a logic device, a power device and a filter device for absorbing spurious radiation to increase the electromagnetic compatibility of the electronics (also called EMC buffer filter).

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. 7) auf.The logic device in turn has subunits for signal acquisition, signal processing, signal storage, signal generation and drivers for the commonly used field effect transistors of the output stage (short power amplifier FETs) in the power device (see. 7 ) on.

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:

1a ein Anwendungsbeispiel für eine Betätigungsvorrichtung nach dem Stand der Technik; 1a an application example of a prior art actuator;

1b ein Anwendungsbeispiel für eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung; 1b an application example of an embodiment of the actuating device according to the invention;

2 die Struktur und die Schnittstellen gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung; 2 the structure and the interfaces according to an embodiment of the actuating device according to the invention;

3a eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung für eine autark betriebene Anwendung (Applikation 1); 3a an embodiment of the actuating device according to the invention for a self-sufficient application (application 1);

3b eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung für eine Anwendung mit übergeordneter Steuerungseinrichtung (Applikation 2); 3b an embodiment of an actuating device according to the invention for an application with higher-level control device (application 2);

4 eine Schnittstellenlegende der Ausführungsbeispiele gemäß 3a und 3b; 4 an interface legend of the embodiments according to 3a and 3b ;

5 einen Symbolschaltplan für eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Logikeinrichtung; 5 a symbolic diagram for an embodiment of a logic device according to the invention;

6 die Wahrheitstabelle der Treibereinrichtung aus 5; und 6 the truth table of the driver device 5 ; and

7 einen Prinzipschaltplan für eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leistungseinrichtung zur Ansteuerung durch die Logikeinrichtung gemäß 5. 7 a block diagram for an embodiment of a power device according to the invention for driving by the logic device according to 5 ,

1a zeigt eine Betätigungsvorrichtung nach dem Stand der Technik. Diese weist, wie in 1a durch das untere Rechteck symbolisiert, einen EC-Motor 150 mit drei Hall-Sensoren als Lagemesssensoren auf. Als oberes großes Rechteck in 1a ist eine System-Steuerungseinrichtung 400 dargestellt, in der zusätzlich die Leistungsendstufen 122 für den EC-Motor 150 untergebracht sind. 1a shows an actuating device according to the prior art. This points, as in 1a symbolized by the lower rectangle, an EC motor 150 with three Hall sensors as position sensors. As upper big rectangle in 1a is a system controller 400 shown, in addition to the power output stages 122 for the EC motor 150 are housed.

Da in der in 1a dargestellten Anwendung einer Betätigungsvorrichtung nach dem Stand der Technik die System-Steuerungseinrichtung 400 räumlich beabstandet von dem EC-Motor 150 angeordnet ist, sind zwischen diesen beiden Einrichtungen zahlreiche elektrische Verbindungen vorgesehen, die in 1a als vertikale Linien angedeutet sind.As in the in 1a the application of an actuating device according to the prior art, the system control device 400 spaced apart from the EC motor 150 is arranged between these two devices numerous electrical connections are provided in 1a are indicated as vertical lines.

So symbolisieren beispielsweise die mit U, V und W bezeichneten elektrischen Verbindungen die Leistungsverbindungen zu den Statorspulen des EC-Motors 150. Rechts daneben sind mit "5V" und "GND" Spannungsversorgungsverbindungen für die Hall-Sensoren vorgesehen. Noch weiter rechts in 1a sind die elektrischen Verbindungen H1, H2 und H3 gezeigt, welche die Lagemesssignale vom EC-Motor 150 zu der System-Steuerungseinrichtung 400 übertragen.For example, the electrical connections labeled U, V and W symbolize the power connections to the stator coils of the EC motor 150 , To the right, power supply connections for the Hall sensors are provided with "5V" and "GND". Still right in 1a the electrical connections H1, H2 and H3 are shown showing the position measurement signals from the EC motor 150 to the system controller 400 transfer.

Wie bereits dargestellt, bringt diese Struktur mit den mitunter längeren Verbindungsleitungen zwischen der System-Steuerungseinrichtung 400 und dem EC-Motor 150 zahlreiche Nachteile mit sich, wie beispielsweise die Energieverluste über den ohmschen Widerständen der Leistungsverbindungsleitungen U, V und W. Ferner werden beim Schalten der Spannungen auf diesen Leitungen Störsignale in das Bordnetz abgestrahlt, wodurch mitunter auch die Lagemesssignale H1, H2 und H3 gestört werden können.As already shown, this structure brings with the sometimes longer connecting lines between the system controller 400 and the EC motor 150 numerous disadvantages with it, such as the energy loss over the ohmic resistors of the power connection lines U, V and W. Furthermore, when switching the voltages on these lines noise signals radiated into the electrical system, which sometimes the Lagemesssignale H1, H2 and H3 can be disturbed.

Die weiteren Schnittstellen der System-Steuerungseinrichtung 400 sind über die an deren linken Rand angrenzenden horizontalen Linien 501 und 502 sowie an deren oberen Rand angeordneten Pfeile 510 und 530 symbolisiert. Dabei bezeichnen die Anschlüsse 501 und 502 die Versorgungsanschlüsse der System-Steuerungseinrichtung 400. Mit dem Bezugszeichen 510 ist, wie durch die dickere Pfeillinie symbolisiert, eine so genannte CAN-Bus-Leitung (Control Area Network) angedeutet, welche mehrere Steuerungs- und Signalleitungen aufweist. Der rechte obere Pfeil 530 symbolisiert die Schnittstelle der System-Steuerungseinrichtung 400 zur Zündung.The other interfaces of the system control device 400 are above the horizontal lines adjacent to their left edge 501 and 502 and arranged at the upper edge arrows 510 and 530 symbolizes. Here are the connections 501 and 502 the supply ports of the system controller 400 , With the reference number 510 is, as symbolized by the thicker arrow line, a so-called CAN bus line (Control Area Network) indicated, which has a plurality of control and signal lines. The right upper arrow 530 symbolizes the interface of the system controller 400 to the ignition.

Ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Weiterentwicklung der Betätigungsvorrichtung ist in 1b dargestellt. Dabei bezeichnet das Bezugszeichen 100 die durch das komplette untere Rechteck symbolisierte erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung. Diese gliedert sich in den durch das untere Rechteck angedeuteten EC-Motor 150, welcher ebenfalls über drei Hall-Sensoren als Lagemesseinrichtung verfügt, sowie in die durch das direkt darüber liegende Rechteck angedeutete Ansteuerungseinrichtung 120. Diese gliedert sich ihrerseits – durch die Unterteilung mittels der gestrichelten Linie symbolisiert – in eine Logikeinrichtung 121 und eine Leistungseinrichtung 122.An embodiment of an inventive development of the actuator is shown in 1b shown. In this case, the reference numeral 100 the symbolized by the complete lower rectangle actuator according to the invention. This is divided into the indicated by the lower rectangle EC motor 150 , which also has three Hall sensors as position measuring device, as well as in the direction indicated by the directly overlying rectangle control device 120 , This is in turn divided - symbolized by the subdivision by means of the dashed line - in a logic device 121 and a power device 122 ,

Die Darstellung in 1b bringt zum Ausdruck, dass die Ansteuerungseinrichtung 120 und der EC-Motor 150 unmittelbar räumlich zusammen angeordnet sind, bzw. genauer, dass die Ansteuerungseinrichtung 120 fest mit der Statoreinheit des EC-Motors 150 verbunden ist. Wie leicht ersichtlich, entfallen in dieser vorteilhaften Weiterbildung längere Leistungsverbindungsleitungen U, V und W zur Ansteuerung der Statorspulen sowie längere Leitungen zur Übertragung der Lagemesssignale, d.h. z. B. die Verbindungen H1, H2 und H3 aus 1a. Die Problematik der Energieverluste in den Verbindungsleitungen beziehungsweise der Störabstrahlungen können hierdurch weitestgehend vermieden werden. Ferner ist die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung 100 weniger anfällig gegen Erschütterungen, welche nicht selten zu Kontaktverlusten an Kontaktierungsstellen bzw. an Steckverbindungen der Leistungs-, Mess- und Steuerleitungen oder gar Kabelbrüchen zwischen der System-Steuerungseinrichtung 400 und dem EC-Motor 150 führen können.The representation in 1b expresses that the driving device 120 and the EC motor 150 are arranged directly together spatially, or more precisely, that the driving device 120 fixed to the stator unit of the EC motor 150 connected is. As can easily be seen, longer power connection lines U, V and W for controlling the stator coils and longer lines for transmitting the position measurement signals, ie, for example, the connections H1, H2 and H3, are omitted in this advantageous development 1a , The problem of energy losses in the connecting lines or the noise emissions can thereby be largely avoided. Furthermore, the actuating device according to the invention 100 less susceptible to vibrations, which not infrequently lead to contact losses at contact points or at plug connections of the power, measurement and control lines or even cable breaks between the system control device 400 and the EC motor 150 being able to lead.

Als Schnittstellen der Ansteuerungseinrichtung 120 sind an ihrer linken Seite die Versorgungsanschlüsse 501 und 502 vorgesehen sowie an ihrer Oberseite der CAN-Bus 510 und der erfindungsgemäße Zustandssteuerungseingang 520. Letzterer verbindet die Ansteuerungseinrichtung 120 mit der durch das obere Rechteck symbolisierten, übergeordneten Steuerungseinrichtung 300.As interfaces of the control device 120 are on their left side the supply connections 501 and 502 provided and on its upper side the CAN bus 510 and the state control input according to the invention 520 , The latter connects the control device 120 with the symbolized by the upper rectangle, higher-level control device 300 ,

Über den CAN-Bus 510 können Betriebsparameter, wie beispielsweise die aktuelle Drehzahl des Elektromotors 150 an die übergeordnete Steuerungseinrichtung 300 übertragen werden. Damit ist die übergeordnete Steuerungseinrichtung 300 in der hier dargestellten Anwendung der Betätigungsvorrichtung 100 in einem sicherheitskritischen System in der Lage, die Betätigungsvorrichtung 100 zentral zu überwachen.Over the CAN bus 510 can operating parameters, such as the current speed of the electric motor 150 to the higher-level control device 300 be transmitted. This is the higher-level control device 300 in the application of the actuator shown here 100 in a safety-critical system capable of operating the actuator 100 centrally monitored.

Daneben kann die übergeordnete Steuerungseinrichtung 300 Daten auch von anderen Komponenten des Kraftfahrzeugs erfassen und durch eine vorgesehene Prozessor- bzw. Recheneinrichtung darüber entscheiden, ob ein sicherheitskritischer Zustand eingetreten ist. Ist dies der Fall, so kann die übergeordnete Steuerungseinrichtung 300 die Betätigungsvorrichtung 100 über den erfindungsgemäßen einzelnen Zustandssteuerungseingang 520 in einen sicheren Systemzustand überführen.In addition, the higher-level control device 300 Capture data from other components of the motor vehicle and decide by an intended processor or computing device on whether a safety-critical state has occurred. If this is the case, then the higher-level control device 300 the actuator 100 via the individual state control input according to the invention 520 into a safe system state.

In 2 sind die Struktur einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung 100 sowie deren Schnittstellen für zwei im nachfolgenden beschriebene Anwendungsfälle dargestellt. Das äußerste Rechteck 100 deutet dabei die übergeordnete Einheit der Betätigungsvorrichtung an. Das rechte innere Rechteck symbolisiert den EC-Motor 150 mit den Hall-Sensoren. Links daneben bezeichnet das Rechteck breiter Linienstärke die mit dem EC-Motor 150 fest verbundene Ansteuerungseinrichtung 120.In 2 are the structure of an actuator according to the invention 100 as well as their interfaces for two applications described below. The outermost rectangle 100 indicates the parent unit the actuator on. The right inner rectangle symbolizes the EC motor 150 with the Hall sensors. To the left of it, the rectangle of wide line width designates that with the EC engine 150 firmly connected control device 120 ,

Die Ansteuerungseinrichtung 120 gliedert sich wiederum in das obere schmale Rechteck, welches eine Filtereinrichtung 123 für Störstrahlungen aus dem und/oder in das Bordnetz und seitens des benachbarten EC-Motors 150 darstellt. Dabei filtert die Filtereinrichtung 123 insbesondere Störungen aus den Spannungsversorgungsleitungen der Betätigungsvorrichtung 100 heraus.The driving device 120 divided in turn into the upper narrow rectangle, which is a filter device 123 for interfering radiation from and / or into the vehicle electrical system and from the neighboring EC motor 150 represents. The filter device filters 123 in particular disturbances from the power supply lines of the actuator 100 out.

Das linke untere, teilweise gestrichelt umrandete Rechteck bezeichnet die Logikeinrichtung 121. Das rechte untere Rechteck innerhalb der Ansteuerungseinrichtung 120 kennzeichnet die Leistungseinrichtung 122, welche den EC-Motor 150 unmittelbar ansteuert. Die Logikeinrichtung 121 übernimmt dabei Funktionen der Signalerfassung, insbesondere der Lagemesssignale der Hall-Sensoren des EC-Motors 150. Ferner ist eine Recheneinrichtung (in 5 mit 1216 bezeichnet) innerhalb der Logikeinrichtung 121 vorgesehen, welche in der Lage ist, die Lagemesssignale und andere Steuersignale zu verarbeiten. Beispielsweise können auch Korrekturoperationen auf die Lagemesssignale angewendet werden.The lower left, partially dashed rimmed rectangle indicates the logic device 121 , The lower right rectangle within the driver 120 identifies the power device 122 which the EC motor 150 directly drives. The logic device 121 takes over functions of the signal acquisition, in particular the position measurement signals of the Hall sensors of the EC motor 150 , Furthermore, a computing device (in 5 With 1216 designated) within the logic device 121 which is capable of processing the position measurement signals and other control signals. For example, correction operations can also be applied to the position measurement signals.

Aus den Lagemesssignalen der Hall-Sensoren ermittelt die Logikeinrichtung 121 Ansteuerungssignale für eine Treibereinrichtung (in 5 mit 1217 bezeichnet) die noch Teil der Logikeinrichtung 121 ist. Die Treibereinrichtung steuert die Leistungseinrichtung 122 an. Die Leistungseinrichtung 122 nimmt daraufhin die Umpolung der Statorspulen des EC-Motors 150 vor, und zwar im jeweils geeigneten Moment in Abhängigkeit von der Drehposition der Rotoreinheit.The logic device determines from the position measurement signals of the Hall sensors 121 Drive signals for a driver device (in 5 With 1217 referred to) still part of the logic device 121 is. The driver device controls the power device 122 at. The power device 122 then takes the polarity reversal of the stator coils of the EC motor 150 before, in each case suitable moment depending on the rotational position of the rotor unit.

Die Leistungseinrichtung 122 verfügt dazu über einen aus Leistungs-FETs als Leistungsschalteinrichtungen aufgebauten Wechselrichter, wie er beispielsweise in 7 dargestellt ist. Ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Logikeinrichtung 121 ist in 5 dargestellt.The power device 122 It has a built-in from power FETs as a power switching devices inverter, such as in 7 is shown. An embodiment of a logic device according to the invention 121 is in 5 shown.

In den 3a und 3b ist dargestellt, dass die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung 100 aufgabengemäß für die zwei Hauptanwendungsfälle von Betätigungsvorrichtungen eingesetzt werden kann. Dabei zeigt 3a eine Betätigungsvorrichtung 100, bestehend aus dem EC-Motor 150 und der mit ihm fest verbundenen Ansteuerungseinrichtung 120 in einem nicht sicherheitskritischen System. Das heißt, die Betätigungsvorrichtung 100 muss in diesem Falle nicht von einer übergeordneten Steuerungs- oder Überwachungseinrichtung überwacht oder gesteuert werden. Zwar können die Betriebsparameter der Betätigungsvorrichtung 100 über den CAN-Bus 510 abgefragt werden; der Zustandssteuerungseingang 520 ist jedoch direkt mit der Zündung 530 verbunden.In the 3a and 3b it is shown that the actuating device according to the invention 100 According to the task can be used for the two main applications of actuators. It shows 3a an actuator 100 consisting of the EC motor 150 and the driving device fixedly connected to it 120 in a non-safety critical system. That is, the actuator 100 does not need to be monitored or controlled by a higher-level control or monitoring device in this case. Although the operating parameters of the actuator 100 over the CAN bus 510 be queried; the state control input 520 is however directly with the ignition 530 connected.

Im ersten Anwendungsfall der Betätigungsvorrichtung 100 kann durch die Ansteuerungseinrichtung 120 eine Nachlauffunktion implementiert werden, so dass der EC-Motor 150 nach dem Ausschalten der Zündung 530 eine bestimmte Endposition anfährt. Zusätzlich oder alternativ können – insbesondere für das Wiederaktivieren der Betätigungsvorrichtung 100 – deren aktuelle Betriebsparameter im Moment des Abschaltens noch abgespeichert werden. Nach dem Ausführen dieser Ruhezustandsübergangsfunktionen beziehungsweise Nachlauffunktionen schaltet sich die Ansteuerungseinrichtung 120 selbst in den Ansteuerungseinrichtungsruhezustand.In the first application of the actuator 100 can by the driving device 120 a caster function can be implemented so that the EC motor 150 after switching off the ignition 530 a certain end position anfährt. Additionally or alternatively, especially for re-activating the actuator 100 - whose current operating parameters are still stored at the moment of switching off. After carrying out these idle state transition functions or follow-up functions, the control device switches 120 even in the driver dormancy state.

In 3b ist demgegenüber der zweite Anwendungsfall dargestellt, in welchem die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung 100 innerhalb eines sicherheitskritischen Systems eingesetzt wird. Daher wird die Betätigungsvorrichtung 100 von der durch das obere Rechteck symbolisierten übergeordneten Steuerungseinrichtung 300 überwacht und gesteuert. Dabei können in der übergeordneten Steuerungseinrichtung 300 auch weitere Steuerungs- und Überwachungsfunktionen in Hard- und Software implementiert sein, welche nicht die betrachtete Betätigungsvorrichtung 100 betreffen.In 3b In contrast, the second application is shown, in which the actuating device according to the invention 100 is used within a safety-critical system. Therefore, the actuator becomes 100 from the upper control symbolized by the upper rectangle 300 monitored and controlled. In this case, in the higher-level control device 300 also other control and monitoring functions in hardware and software to be implemented, which is not the considered actuator 100 affect.

Über den CAN-Bus 510 werden der übergeordneten Steuerungseinrichtung 300 aktuelle Betriebsparameter der Betätigungsvorrichtung 100 übermittelt. Die Steuerung der Betätigungsvorrichtung 100 erfolgt erfindungsgemäß, wie auch im in 3a dargestellten ersten Anwendungsfall, über den einzelnen Zustandssteuerungseingang 520.Over the CAN bus 510 become the higher-level control device 300 current operating parameters of the actuator 100 transmitted. The control of the actuator 100 takes place according to the invention, as well as in 3a illustrated first application, via the individual state control input 520 ,

Anders als in dem in 3a dargestellten Beispiel, in dem die in der Ansteuerungseinrichtung 120 implementierte Nachlauffunktion den Übergang der Betätigungsvorrichtung 100 in einen Ruhezustand bestimmt, muss in dem in 3b dargestellten zweiten Anwendungsfall für die Betätigungsvorrichtung 100 in einem sicherheitskritischen System die übergeordnete Steuerungseinrichtung 300 in der Lage sein, eine Überführung der Betätigungsvorrichtung 100 in einen Sicherungszustand zu bewirken.Unlike in the 3a illustrated example in which the in the driving device 120 implemented tracking function the transition of the actuator 100 determined in a state of rest, must be in the in 3b illustrated second application for the actuator 100 in a safety-critical system, the higher-level control device 300 to be able to transfer the actuator 100 to effect a backup state.

Dabei kann sich – je nach Anwendung – der Sicherungszustand dadurch auszeichnen, dass der EC-Motor 150, beispielsweise bei einem Ausfall des Bordrechners, schnellstmöglich zum Stillstand gebracht wird und danach in der aktuellen Position verharrt. Es kann jedoch in einem anderen Fall gewünscht sein, dass der EC-Motor 150 in einen Freilaufmodus übergeht. Auch dies wird alleine über den einzelnen erfindungsgemäßen Zustandssteuerungseingang 520 der Betätigungsvorrichtung 100 bewirkt.This may - depending on the application - the backup state characterized by the fact that the EC motor 150 , For example, in the event of a failure of the on-board computer, brought to a standstill as soon as possible and then remains in the current position. However, in another case, it may be desired that the EC motor 150 goes into a freewheeling mode. This is also alone on the individual state of the invention control entrance 520 the actuator 100 causes.

Hierbei stellt vorzugsweise eine Entscheidereinrichtung gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung 100 sicher, dass – je nach Anwendungsfall – die Ansteuerungseinrichtung 120 direkt, beispielsweise über eine darin imple mentierte Ruhezustandsübergangsfunktion, den Übergang in den Ruhezustand bewirkt. Andernfalls wird die Ansteuerung durch eine übergeordnete Steuerungseinrichtung 300 in einem sicherheitskritischen System als solche erkannt und diese bewirkt über den einzelnen erfindungsgemäßen Zustandsteuerungseingangs 520 wie in 3b angedeutet die Überführung der Betätigungsvorrichtung 100 in einen Sicherungszustand. Vorzugsweise weist die Entscheidereinrichtung eine Kombination von Logikgattern auf.In this case, preferably a decision device according to a preferred embodiment of the actuating device according to the invention 100 sure that - depending on the application - the control device 120 directly, for example via an imple mented idle state transition function, causes the transition to the idle state. Otherwise, the control is by a higher-level control device 300 recognized as such in a safety-critical system and this causes via the individual state control input according to the invention 520 as in 3b indicated the transfer of the actuator 100 in a backup state. Preferably, the decider means comprises a combination of logic gates.

Im ersten Anwendungsfall der Betätigungsvorrichtung 100, wie in 3a dargestellt, kann die Ansteuerungseinrichtung 120 autark arbeiten. Der Zustandsteuerungseingang 520 kann direkt mit der Zündung 530 verbunden werden, und die innerhalb der Ansteuerungseinrichtung 120 implementierte Ruhezustandsübergangsfunktion (Nachlauffunktion) bewirkt eine Aufrechterhaltung der Spannungsversorgung des EC-Motors 150 nach dem Abschalten der Zündung 530.In the first application of the actuator 100 , as in 3a illustrated, the driving device 120 work independently. The state control input 520 can directly with the ignition 530 be connected, and within the driver 120 implemented idle state transition function (trailing function) causes maintenance of the power supply of the EC motor 150 after switching off the ignition 530 ,

Die Wiederaktivierung des Systems erfolgt im ersten Anwendungsfall gemäß 3a über die Zündung beziehungsweise über ein Wiederaktivierungs- oder Wake-Up-Signal, das die Logikeinrichtung 121 beim Einschalten der Versorgung selbst generieren kann.The re-activation of the system takes place in the first application according to 3a via the ignition or via a re-activation or wake-up signal, which is the logic device 121 when switching on the supply itself can generate.

Ferner kann die Logikeinrichtung 121 im ersten Anwendungsfall gemäß 3a nach dem Ausschalten der Zündung über eine Selbsthaltefunktion bzw. ein Selbsthaltesignal sicherstellen, dass der Systemzustand beziehungsweise die Spannungsversorgung ihrer Treibereinrichtung aufrechterhalten wird. Hierdurch kann ein Nachlauf des EC-Motors 150 realisiert werden.Furthermore, the logic device 121 in the first application according to 3a After switching off the ignition via a self-holding function or a self-holding signal to ensure that the system state or the power supply of their driver device is maintained. This can cause a lag of the EC motor 150 will be realized.

3b zeigt ein Anwendungsbeispiel für eine Betätigungsvorrichtung 100 in einem sicherheitskritischen System. Darin kann die übergeordnete Steuereinrichtung 300 die Ansteuerungseinrichtung 120 in den stromlosen Ruhezustand versetzen und dadurch auch die Nachlaufzeit der Ansteuerungseinrichtung 120 nach dem Ausschalten der Zündung bestimmen. Die optionale Selbsthaltung der Ansteuerungseinrichtung 120 ist in diesem Fall inaktiv. Das heißt, die Ansteuerungseinrichtung 120 wird beim Abschalten über den Zustandssteuerungseingang 520 „EN/DI" automatisch in den sicheren Zustand versetzt, wie beispielsweise im Falle einer Systemrücksetzung. 3b shows an application example of an actuator 100 in a safety-critical system. Therein, the higher-level control device 300 the driving device 120 put in the de-energized state of rest and thereby also the follow-up of the control device 120 after switching off the ignition. The optional self-holding of the control device 120 is inactive in this case. That is, the driving device 120 is switched off via the state control input 520 "EN / DI" is automatically set to the safe state, such as in the case of a system reset.

Vorzugsweise ist die Logikeinrichtung 121 der Ansteuerungseinrichtung 120 so gestaltet, dass auch ein Kabelbruch beziehungsweise ein Durchtrennen der Verbindung zwischen der übergeordneten Steuerungseinrichtung 300 und dem Zustandssteuerungseingang 520 einen Ü bergang der Betätigungsvorrichtung in den Sicherungszustand auslöst. Im in 3b dargestellten sicherheitskritischen System ist es erforderlich, die Ansteuerungseinrichtung 120 für den Wiederbetrieb der Betätigungsvorrichtung 100 aktiv von außen freizugeben.Preferably, the logic device 121 the driving device 120 designed so that even a cable break or a severing of the connection between the parent control device 300 and the state control input 520 causes a transition of the actuator in the security state. Im in 3b shown safety-critical system, it is necessary, the control device 120 for the re-operation of the actuator 100 actively release from the outside.

4 zeigt eine Schnittstellenlegende für die in 3a und 3b dargestellten beiden Anwendungsfälle Applikation 1 und Applikation 2. Dabei kommt die in 3a dargestellte Applikation 1 der Betätigungsvorrichtung 100 in einem autark betriebenen System mit lediglich zwei Versorgungsleitungen „UBatt" und „GnD", dem erfindungsgemäßen Zustandssteuerungseingang „EN/DI" und den zwei zweiadrigen CAN-Bus-Steuerleitungen „CAN (1.)" und „CAN (2.)" aus. 4 shows an interface legend for the in 3a and 3b Both applications shown application 1 and application 2. Here comes the in 3a illustrated application 1 of the actuator 100 in an autonomously operated system with only two supply lines "U Batt " and "GnD", the state control input "EN / DI" according to the invention and the two two-wire CAN bus control lines "CAN (1st)" and "CAN (2nd)" out.

Für die Applikation 2 der Betätigungsvorrichtung 100 in einem sicherheitskritischen System mit einer übergeordneten Steuerungseinrichtung 300 sind zwei zusätzliche digitale Drehzahleingänge „n1", „n2" und eine Startersignalleitung „Kl.50" implementiert.For the application 2 of the actuator 100 in a safety-critical system with a higher-level control device 300 Two additional digital speed inputs "n1", "n2" and a starter signal line "Kl.50" are implemented.

In 5 ist ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Logikeinrichtung 121 als symbolischer Schaltplan dargestellt. Diese weist als wesentliche Schnittstelle die links oben zugeführte Batteriespannung „UBatt" zur Spannungsversorgung, gekennzeichnet durch die Versorgungsleitung 501 sowie die zugehörige Masse 502, auf. Unterhalb von „UBatt" ist der erfindungsgemäße Zustandssteuerungseingang 520 – hier mit „EN/DI" bezeichnet – dargestellt.In 5 is an embodiment of a logic device according to the invention 121 shown as a symbolic circuit diagram. This has, as essential interface, the battery voltage "U Batt " supplied on the top left to the power supply, characterized by the supply line 501 as well as the associated mass 502 , on. Below "U Batt " is the state control input according to the invention 520 - here with "EN / DI" - represented.

Die Logikeinrichtung 121 nach 5 weist als Hauptbestandteile die im mittleren unteren Bereich als Quadrat symbolisierte Recheneinrichtung 1216 sowie die im rechten Bereich als Rechteck dargestellte Treibereinrichtung 1217 auf.The logic device 121 to 5 has as main components the symbolized in the middle lower area as a square computing device 1216 and the driver device shown as a rectangle in the right area 1217 on.

Der Zustandssteuerungseingang 520 ist über einen Kapazitäts-Entstörfilter mit dem Eingang des „Oder"-Gatters 1215 verbunden. Der zweite Eingang des „Oder"-Gatters 1215 wird von der Recheneinrichtung 1216 über das Signal „PwH" angesteuert. Dieses stellt im Falle einer Abschaltung der Betätigungsvorrichtung 100 über den Zustandssteuerungseingang 520 „EN/DI" sicher, dass das interne Zustandssteuerungssignal 1218 „En/Di" logisch „1" bleibt. Dadurch kann die Recheneinrichtung 1216 festlegen, wie lange der Systemzustand für den Nachlauf beziehungsweise für die Ruhezustandsübergangsfunktion aufrechterhalten wird.The state control input 520 is via a capacitive noise filter with the input of the "OR" gate 1215 connected. The second input of the "OR" gate 1215 is from the computing device 1216 controlled by the signal "PwH", which in case of a shutdown of the actuator 100 via the state control input 520 "EN / DI" sure that the internal state control signal 1218 "En / Di" remains logical "1". This allows the computing device 1216 Define how long the system state for the caster or the hibernation function is maintained.

Soll die Länge der Nachlaufzeit durch die Recheneinrichtung 1216 – genauer durch das Selbsthaltesignal „PwH" bestimmt werden, wird über die Verknüpfung des internen Zustands steuerungssignals 1218 „En/Di" mittels der „Oder"- bzw. „Und"-Gatter an den „BRK"- und „DIS"-Eingängen der Treibereinrichtung 1217 sichergestellt, dass in diesen Fällen die Sicherungszustandsübergangsfunktionen der Treibereinrichtung 1217 nicht bewirkt werden.If the length of the follow-up time by the computing device 1216 - Are more accurately determined by the latch signal "PwH", is the linkage of the internal state control signal 1218 "En / Di" by means of the "or" and "and" gates at the "BRK" and "DIS" inputs of the driver device 1217 ensures that in these cases the backup state transition functions of the driver device 1217 not be effected.

Soll jedoch die übergeordnete Steuerungseinrichtung 300 den Übergang der Betätigungsvorrichtung 100 in einen Sicherungszustand bewirken, müssen Signale generiert werden, die Vorrang vor dem Selbsthaltesignal „PwH" haben. Dies kann – je nach Anwendungsfall – z. B. über das Signal „DIS" (für Disable) als Eingangssignal der Treibereinrichtung 1217 bewirkt werden, welches einen Freilauf des EC-Motors 150 auslösen kann.However, if the higher-level control device 300 the transition of the actuator 100 In a fuse state, signals must be generated that take precedence over the self-holding signal "PwH." This can - depending on the application - eg via the signal "DIS" (for Disable) as the input signal of the driver device 1217 be effected, which is a freewheel of the EC motor 150 can trigger.

Gemäß der in 6 dargestellten Wahrheitstabelle der Treibereinrichtung 1217 hat eine logische „0" am „DIS"-Eingang, beziehungsweise wie in der Wahrheitstabelle dargestellt, eine logische „1" des negierten „DIS"-Signals zur Folge, dass die in 7 dargestellten Endstufentreiber der High-Side (HS1, HS2, HS3), welche die Statorspulen mit der positiven Versorgungsspannung verbinden, sowie die Low-Side-FETs (LS1, LS2, LS3), welche die Statorspulen mit der Masse verbinden, abgeschaltet werden. Hierdurch werden die Statorspulen des EC-Motors 150 von der Versorgungsspannung hochohmig getrennt, wodurch ein Freilauf des Motors möglich wird.According to the in 6 shown truth table of the driver device 1217 has a logical "0" at the "DIS" input, or as shown in the truth table, a logical "1" of the negated "DIS" signal results in that the in 7 shown high-side amplifier (HS1, HS2, HS3), which connect the stator coils to the positive supply voltage, and the low-side FETs (LS1, LS2, LS3), which connect the stator coils to ground, are turned off. This will cause the stator coils of the EC motor 150 separated from the supply voltage high impedance, whereby a freewheeling of the motor is possible.

Die andere bereits erwähnte Sicherungszustandsübergangsfunktion, nämlich der „Nothalt" der Betätigungsvorrichtung, wird im Ausführungsbeispiel nach 5 durch das „BRK" („Brake", das heißt Bremssignal) bewirkt. Hat das negierte „BRK"-Signal den logischen Wert „1", wie in der Wahrheitstabelle in 6 dargestellt, hat dies zur Folge, dass die Low-Side-FETs LS1, LS2 und LS3 nach 7 eingeschaltet werden. Das heißt, die drei Statorspulen bzw. Statorphasen werden kurzgeschlossen. Infolgedessen wird die Rotoreinheit über die in den Statorspulen induzierten Gegenspannungen abgebremst.The other security state transition function already mentioned, namely the "emergency stop" of the actuating device, becomes apparent in the exemplary embodiment 5 caused by the "BRK"("brake", that is brake signal). If the negated "BRK" signal has the logical value "1", as in the truth table in FIG 6 This has the consequence that the low-side FETs LS1, LS2 and LS3 after 7 be turned on. That is, the three stator coils or stator phases are short-circuited. As a result, the rotor unit is braked over the induced in the stator coils reverse voltages.

Wird eine Betätigungsvorrichtung 100 mit einer wie in 5 dargestellten Logikeinrichtung 121 in einem sicherheitskritischen System verwendet, so kann die Recheneinrichtung 1216 deaktiviert bleiben, das heißt, das „PwH"-Signal ist dauerhaft „0", und das interne Zustandssteuerungssignal 1218 „En/Di" entspricht dem Signal am Zustandssteuerungseingang 520 „EN/DI".Will an actuator 100 with a like in 5 illustrated logic device 121 used in a safety-critical system, so the computing device 1216 remain disabled, that is, the "PwH" signal is permanently "0", and the internal state control signal 1218 "En / Di" corresponds to the signal at the state control input 520 "EN / DI".

Dennoch muss zur Ausführung der Sicherungszustandsübergangsfunktionen „Nothalt" beziehungsweise „Freilauf" sichergestellt werden, dass die Feldeffekttransistoren der Treiber einrichtung 1217 zur Ansteuerung der Leistungsendstufe für eine vorbestimmte Nachlaufzeit mit Spannung versorgt werden, da entweder die Ausgangstreiber im Falle des Freilaufs alle auszuschalten sind, beziehungsweise im Falle des Nothalts, die Low-Side-Treiber die Statorspulen mittels der Endstufen-FETs kurzschließen müssen.Nevertheless, to perform the fuse state transition functions "emergency stop" or "freewheeling" must be ensured that the field effect transistors of the driver device 1217 be energized for driving the power amplifier for a predetermined overrun time, either because the output driver in the case of freewheel all are turned off, or in the case of emergency stop, the low-side driver must short-circuit the stator by means of the power amplifier FETs.

Hierzu ist in 5 die Verzögerungsschaltung 1212 vorgesehen, welche die Versorgung der Low-Side-Treiber über die Spannung „VBB" so lange aufrechterhält, bis die Rotoreinheit durch Kurzschließen der Statorspulen durch die Low-Side-FETs mittels der Low-Side-Treiber ausreichend abgebremst wurde. Vorzugsweise ist dabei die Verzögerungszeit durch eine extern bestückbare Kapazität 1219 einstellbar.This is in 5 the delay circuit 1212 is provided, which maintains the supply of the low-side driver via the voltage "VBB" until the rotor unit has been sufficiently braked by shorting the stator coils by the low-side FETs by means of the low-side driver Delay time due to an externally available capacity 1219 adjustable.

7 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild der Endstufe mit den High-Side-FETs (HS1, HS2, HS3) und Low-Side-FETs (LS1, LS2, LS3), welche die Umpolung der Statorspulen vornehmen. Im Ausführungsbeispiel nach 7 sind drei Statorspulen A, B und C vorgesehen, die im vereinfachten Schaltbild durch ihre elektrischen Ersatzelemente, d.h. ihre Widerstände und ihre Induktivitäten RA-LA, RB-LB bzw. RC-LC symbolisiert sind. 7 shows a simplified circuit diagram of the power amplifier with the high-side FETs (HS1, HS2, HS3) and low-side FETs (LS1, LS2, LS3), which make the polarity reversal of the stator coils. In the embodiment according to 7 three stator coils A, B and C are provided, which are symbolized in the simplified circuit diagram by their electrical equivalent elements, ie their resistances and their inductances R A -L A , R B -L B and R C -L C.

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

Claims (25)

Vorrichtung (100) zum Betätigen von Komponenten eines Kraftfahrzeugs mit wenigstens einem Elektromotor (150), welcher wenigstens eine Statoreinheit und eine Rotoreinheit aufweist, wenigstens einer Ansteuerungseinrichtung (120) für den Elektromotor (150), welche wenigstens eine Logikeinrichtung (121) und wenigstens eine Leistungseinrichtung (122) aufweist, wobei die Ansteuerungseinrichtung (120) fest mit der Statoreinheit verbunden ist, und wobei die Betätigungsvorrichtung (100) wenigstens über einen einzelnen Zustandssteuerungseingang (520) von einem ersten Zustand in wenigstens einen zweiten Zustand überführt werden kann.Contraption ( 100 ) for actuating components of a motor vehicle with at least one electric motor ( 150 ), which has at least one stator unit and one rotor unit, at least one drive device ( 120 ) for the electric motor ( 150 ), which at least one logic device ( 121 ) and at least one power device ( 122 ), wherein the drive device ( 120 ) is fixedly connected to the stator unit, and wherein the actuating device ( 100 ) at least via a single state control input ( 520 ) can be converted from a first state to at least a second state. Betätigungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Entscheidereinrichtung vorgesehen ist, welche wenigstens mit dem Zustandssteuerungseingang (520) verbunden ist und 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 (100) vom ersten in den zweiten Zustand bewirkt.Actuating device ( 100 ) according to claim 1, characterized in that at least one decision device is provided, which at least with the state control input ( 520 ) and dependent on at least one property of the physical quantity, with which the state control input is applied, ie abstract of the signal present there (state control signal), the transfer of the actuator ( 100 ) is effected from the first to the second state. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaft des Zustandssteuerungssignals, deren Änderung von der Entscheidereinrichtung erfasst wird und welche die Überführung der Betätigungsvorrichtung (100) vom ersten Zustand in den zweiten Zustand bewirkt, einer Gruppe von Signaleigenschaften entnommen ist, welche den Signalpegel, die Signalfrequenz, periodische Signalmuster, singuläre Signalmuster, das Signalfrequenzspektrum, die Signalanstiegs- und -abfallzeit, das Signaltastverhältnis und dergleichen enthält.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the property of the state control signal whose change is detected by the decision device and which the transfer of the actuator ( 100 ) from the first state to the second state is taken from a group of signal characteristics including signal level, signal frequency, periodic signal patterns, singular signal patterns, signal frequency spectrum, signal rise and fall time, signal duty cycle and the like. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entscheidereinrichtung wenigstens ein vorbestimmtes Entscheidungskriterium, bevorzugt mehrere vorbestimmte Entscheidungskriterien vorsieht, welche für vorbestimmte Fälle der Über- oder Unterschreitung vorbestimmter Schwellwerte der Eigenschaft des Zustandssteuerungssignals vorbestimmte, sich durch unterschiedliche Betriebsparameter der Betätigungsvorrichtung auszeichnende zweite Zustände festlegt, in welche die Betätigungsvorrichtung beim Eintritt eines dieser Fälle überführt wird.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the decision device provides at least one predetermined decision criterion, preferably a plurality of predetermined decision criteria, predetermined for predetermined cases of exceeding or falling below predetermined threshold values of the property of the state control signal, characterized by different operating parameters of the actuator second States in which the actuator is transferred when one of these cases occurs. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entscheidereinrichtung wenigstens ein Logikgatter (1215), bevorzugt eine Kombination von Logikgattern aufweist.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the decision device at least one logic gate ( 1215 ), preferably a combination of logic gates. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (150) elektronisch kommutierbar ist.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the electric motor ( 150 ) is electronically commutated. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoreinheit wenigstens drei Lagemesssensoren, bevorzugt Hall-Sensoren, zur Bestimmung von Lagemesssignalen aufweist, welche die relative Lage zwischen der Statoreinheit und der Rotoreinheit charakterisieren.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the stator unit has at least three position measuring sensors, preferably Hall sensors, for determining position measuring signals which characterize the relative position between the stator unit and the rotor unit. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerungseinrichtung (120) ferner wenigstens eine Filtereinrichtung (123) zur Absorption von Störabstrahlung aufweist.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the driving device ( 120 ) at least one filter device ( 123 ) for absorbing disturbance radiation. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikeinrichtung (121) wenigstens eine Signalerfassungseinrichtung, eine Speichereinrichtung, eine Recheneinrichtung (1216) und eine Treibereinrichtung (1217) aufweist.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the logic device ( 121 ) at least one signal detection device, a memory device, a computing device ( 1216 ) and a driver device ( 1217 ) having. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungseinrichtung (122) wenigstens eine Wechselrichtereinrichtung mit Leistungsschalteinrichtungen aufweist, wobei als Leistungsschalteinrichtungen vorzugsweise Leistungsfeldeffekttransistoren vorgesehen sind.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the power device ( 122 ) has at least one inverter device with power switching devices, wherein as power switching devices preferably power field effect transistors are provided. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zustand der Betätigungsvorrichtung (100) ein Aktionszustand und der zweite Zustand der Betätigungsvorrichtung (100) ein Ruhezustand ist.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first state of the actuating device ( 100 ) an action state and the second state of the actuator ( 100 ) is a resting state. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zustand der Betätigungsvorrichtung (100) ein Aktionszustand und der zweite Zustand der Betätigungsvorrichtung (100) ein Sicherungszustand ist.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first state of the actuating device ( 100 ) an action state and the second state of the actuator ( 100 ) is a backup state. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerungseinrichtung (120) beim Übergang in den Ruhezustand wenigstens eine Ruhezustandsübergangsfunktion bewirkt.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the driving device ( 120 ) causes at least one idle state transition function when transitioning to the idle state. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ruhezustandsübergangsfunktion einer Gruppe entnommen ist, welche das Anfahren einer vorbestimmten Endposition durch den Elektromotor (150), das Abspeichern wenigstens eines vorbestimmten Parameters in Abhängigkeit der Lagemesssignale oder der Lagemesssignale selbst in der Speichereinrichtung und dergleichen enthält.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the idle state transition function is taken from a group which indicates the approach of a predetermined end position by the electric motor ( 150 ), which stores at least one predetermined parameter depending on the position measuring signals or the position measuring signals themselves in the memory device and the like. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerungseinrichtung (120) nach dem Bewirken der Ruhezustandsübergangsfunktion selbst in einen Ansteuerungseinrichtungsruhezustand übergeht.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the driving device ( 120 ) transitions to a driver idle state even after the idle state transition function itself is effected. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (100) von einer übergeordneten Steuerungseinrichtung (300) gesteuert und/oder überwacht wird.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the actuating device ( 100 ) from a higher-level control device ( 300 ) is controlled and / or monitored. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die übergeordnete Steuerungseinrichtung (300) die Betätigungsvorrichtung (100) wenigstens auch über den einzelnen Zustandssteuerungseingang (520) steuert.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the higher-level control device ( 300 ) the actuator ( 100 ) at least also via the individual state control input ( 520 ) controls. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die übergeordnete Steuerungseinrichtung (300) beim Übergang der Betätigungsvorrichtung (100) in den Sicherungszustand wenigstens eine Sicherungszustandsübergangsfunktion bewirkt.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the higher-level control device ( 300 ) at the transition of the actuator ( 100 ) causes at least one fuse state transition function in the fuse state. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungszustandsübergangsfunktion einer Gruppe entnommen ist, welche das Bremsen des Elektromotors (150), bevorzugt in nerhalb eines kurzes Zeitintervalls, den Freilauf des Elektromotors (150), das Abschalten der Leistungsschalteinrichtungen und dergleichen enthält.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the fuse state transition function is taken from a group which controls the braking of the electric motor ( 150 ), preferably within a short time interval, the freewheel of the electric motor ( 150 ), the shutdown of the power switching devices and the like. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ansteuerungseinrichtung (120) während des Ausführens der Sicherungszustandsübergangsfunktion die Treibereinrichtung (1217) zeitlich verzögert abschaltet, wobei die Verzögerung bevorzugt einstellbar ist.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 120 ) during the execution of the save state transition function the driver device ( 1217 ) switches off with a time delay, wherein the delay is preferably adjustable. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsen des Elektromotors (150) dadurch bewirkt wird, dass die Leistungsschalteinrichtungen die Spulenstromkreise der Statoreinheit kurzschließen.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the braking of the electric motor ( 150 ) is caused by the power switching devices shorting the coil circuits of the stator unit. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf des Elektromotors (150) dadurch bewirkt wird, dass die Leistungsschalteinrichtungen die Spulenstromkreise der Statoreinheit öffnen.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the freewheel of the electric motor ( 150 ) is effected by the power switching means opening the coil circuits of the stator unit. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerungseinrichtung (120) nach dem Bewirken der Sicherungszustandsübergangsfunktion durch die übergeordnete Steuerungseinrichtung (300) in einen Ansteuerungseinrichtungsruhezustand übergeht.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the driving device ( 120 ) after the fuse state transition function has been effected by the higher-level control device ( 300 ) transitions to a driver idle state. Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoreinheit fest mit einer mechanischen Kraftübertragungseinrichtung verbunden ist.Actuating device ( 100 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rotor unit is fixedly connected to a mechanical power transmission device. Verwendung einer Betätigungsvorrichtung (100) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche zum Betätigen einer Komponente, welche aus einer Gruppe von Komponenten ausgewählt ist, die Schaltgetriebe, Nockenwellenverstellsysteme, elektronische Kupplungsmanagementsysteme und dergleichen enthält.Use of an actuator ( 100 ) according to at least one of the preceding claims for actuating a component selected from a group of components including transmission, camshaft phasing systems, electronic clutch management systems and the like.
DE102005056444A 2004-12-18 2005-11-26 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 Withdrawn DE102005056444A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005056444A DE102005056444A1 (en) 2004-12-18 2005-11-26 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

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004060996 2004-12-18
DE102004060996.9 2004-12-18
DE102005056444A DE102005056444A1 (en) 2004-12-18 2005-11-26 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

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005056444A1 true DE102005056444A1 (en) 2006-06-22

Family

ID=36571317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005056444A Withdrawn DE102005056444A1 (en) 2004-12-18 2005-11-26 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

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102005056444A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008057014B4 (en) Drive arrangement for the motorized adjustment of a closure element in a motor vehicle
EP0716214B2 (en) Method and device for controlling the stopping of electric motor driven roller shutters or the like
EP0714568B1 (en) Device for driving a power controlling element of a vehicle driving unit
DE112015001258T5 (en) Control and control method for electric motor
DE202005019464U1 (en) Adjustment device and electronic module
EP2754236A1 (en) Drive assembly for the motorized adjustment of an adjusting element of a motor vehicle
DE102016209915A1 (en) Adjustment drive of a motor vehicle
DE102006027828A1 (en) Motor controller
EP1672777B1 (en) Actuating device for vehicle parts
EP1901411B1 (en) Method for actuating the motor of a battery driven tool
DE102011087120B4 (en) Actuator of an air passage device
DE102013108258A1 (en) Drive system for a Fahrzeugfahrzeugrangierantriebantrieb
EP1911146B1 (en) Electric motor
DE60024160T2 (en) Motor drive control with low current limit value
EP1985522B1 (en) Protective device for a power steering mechanism
EP1203443B1 (en) Method for controlling an electric driving motor of an adjusting device pertaining to a motor vehicle
EP3673133A1 (en) Drive device for a vehicle flap
DE102005056444A1 (en) 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
WO2005093934A1 (en) Method for operating a supply unit for a driver circuit, and supply unit for a driver circuit
DE102010015095A1 (en) Driver circuit for controlling surge in supply voltage to inductive load e.g. motor of motor car, has over-voltage detection circuits detecting voltage surge and controlling pre-driver to switch off low-side switch
EP2269296B1 (en) Drive circuit for a dc motor, comprising an h-bridge and a motor braking circuit
DE102006058971A1 (en) Control device checking method for e.g. brush motor, involves supplying power to final stage of electric motor for initiating motor when shutdown mode is activated, and recognizing initiation of motor as fault
DE102014103369B4 (en) Control circuit for an electric motor
DE102009041451B4 (en) Control unit for electric and / or pneumatic adjusting drives
EP2009312B1 (en) Electrically operated clutch actuator

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 H, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE

Effective date: 20120822

R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination

Effective date: 20121127