DE102009056910A1

DE102009056910A1 - Datenübertragung für einen Elektromotor

Info

Publication number: DE102009056910A1
Application number: DE102009056910A
Authority: DE
Inventors: Paul Layes
Original assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2009-12-03
Publication date: 2010-07-01
Also published as: EP2197101B1; EP2197101A2; EP2197101A3

Abstract

Es handelt sich um eine Anordnung mit einem Elektromotor (10), welcher einen Rotor (22) und einen Stator (20) aufweist und welchem eine Motorsteuerung und eine Versorgungsleitung (31) zugeordnet sind. Letztere sind dazu ausgebildet, zum einen eine Stromversorgung der Motorsteuerung (52) und des Elektromotors (10) und zum anderen die Übertragung einer digitalen Signalfolge mittels Änderung des Potenzials der Versorgungsleitung (31) zu ermöglichen. Die Anordnung hat eine Signalfolge-Empfangsvorrichtung (53), welche dazu ausgebildet ist, eine über die Versorgungsleitung (31) übertragene Signalfolge auszuwerten und daraus mindestens einen Motorparameter für den Betrieb des Elektromotors (10) zu ermitteln. Ferner hat sie ein Speicherglied (74) zum Speichern von Energie aus der Versorgungsleitung (31), um den Betrieb der Signalfolge-Empfangsvorrichtung (53) auch dann zu ermöglichen, wenn an der Signalfolge-Empfangsvorrichtung (53) kurzzeitig ein niedriges Potenzial anliegt. Auf diese Weise können auch bei laufendem Elektromotor Daten von bzw. zu diesem übertragen werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Datenübertragung für einen Elektromotor.
Es gibt Elektromotoren, die von außen gesteuert werden können. Die Drehzahl kann z. B. über die Höhe der Versorgungsspannung gesteuert werden, oder aber es kann eine Steuerleitung zur Signalübertragung vorgesehen werden.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine neue Anordnung und ein neues Verfahren zur Datenübertragung bei einem Elektromotor bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 6. Durch die Verwendung der Versorgungsleitung zur Datenübertragung wird die Verkabelung vereinfacht, und es ergibt sich ein wirtschaftlicher und einfacher Aufbau einer solchen Anordnung.
Im rotierenden Rotor eines Elektromotors ist kinetische Energie gespeichert, weshalb sich die Drehzahl des Rotors kaum ändert, wenn die Energiezufuhr während der Übertragung von Daten kurzzeitig unterbrochen wird. Deshalb kann die Versorgungsleitung bivalent betrieben werden, also einmal zur Stromversorgung des Motors, und zum anderen zur Datenübertragung, wobei zur Datenübertragung die Stromversorgung des Motors kurz unterbrochen wird.
Bevorzugte Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt:
1 ein Schaltbild mit einem Steuergerät und einem Motor,
2 eine schematische Darstellung einer Signalübertragung über die Spannungsversorgungsleitung,
3 eine andere schematische Darstellung einer Signalübertragung über die Spannungsversorgungsleitung,
4 ein Flussdiagramm für ein im Motor ablaufendes Hauptprogramm,
5 ein Flussdiagramm mit einer Routine zur Datenübertragung nach 2,
6 ein Flussdiagramm mit einer Routine zur Datenübertragung nach 3,
7 eine Darstellung eines Datenpakets, und
8 eine Darstellung eines Flussdiagramms mit einer Routine zum Einlesen der einzelnen Dateninformationen.
1 zeigt einen Motor 10 und ein Steuergerät 80.
Der Motor 10 hat einen Mikrocontroller oder Mikroprozessor, im Folgenden Mikrocontroller μC 12 genannt, eine Aufbereitungsschaltung 14 für die Messung der Versorgungsspannung, eine Pufferschaltung 16 als Energiespeicher für die Stromversorgung des μC 12, einen Stator 20, eine Endstufe 21 und einen permanentmagnetischen Rotor 22, der z. B. ein Lüfterrad 24 antreibt.
Der Stator 20 hat einen ersten Wicklungsstrang 26, der zwischen einer Versorgungsleitung 31 mit der Versorgungsspannung Ub und einem ersten Endstufen-Schalter (z. B. MOSFET) 28 angeordnet ist, der wiederum mit Masse 30 (GND) verbunden ist. Weiterhin hat der Stator 20 einen zweiten Wicklungsstrang 32, der zwischen der Versorgungsleitung 31 und einem zweiten Endstufen-Schalter (z. B. MOSFET) 34 angeordnet ist, der wiederum mit Masse 30 (GND) verbunden ist.
Der μC 12 hat einen Anschluss 40 für die Spannungsversorgung Uc (Betriebsspannung des μC) über die Leitung 50, vier wahlweise analoge oder digitale Eingänge 41, 42, 43, 44, vier digitale Ausgänge 45, 46, 47, 48 und einen Anschluss 49 zur Verbindung mit der Masse 30.
Der Ausgang 46 ist mit dem Steueranschluss (dem Gate bei einem MOSFET) des Endstufen-Schalters 28 und der Ausgang 47 mit dem Steueranschluss (dem Gate bei einem MOSFET) des Endstufen-Schalters 34 verbunden, und über die Ausgänge 46 und 47 kann entsprechend die Bestromung der Stränge 26 und 32 gesteuert werden, was durch den Funktionsblock ”COMMUT” 52 für die Kommutierung der Endstufe 21 bzw. allgemeiner die Motorsteuerung angedeutet ist.
Die Aufbereitungsschaltung 14 begrenzt den in den Eingang 41 fließenden Strom und führt eine Entstörung von Störspitzen durch. Falls erforderlich, wird der Spannungsbereich der Versorgungsspannung Ub an der Leitung 31 (z. B. 0 .. 30 V) in einen durch den μC 12 auswertbaren Bereich (z. B. 0 .. 5 V) transformiert, beispielsweise durch einen Spannungsteiler. Das resultierende Signal Ub' wird dem Eingang 41 zugeführt und im μC 12 durch die Signalfolgeempfangsvorrichtung „DATA_IN” 53 bzw. den entsprechenden Funktionsblock ausgewertet. Der Eingang 41 ist in diesem Fall digital.
Ein Widerstand 61 ist einerseits mit einem Punkt 60 der Leitung 31 und andererseits mit einem Punkt 62 verbunden, der wiederum über einen Widerstand 66 mit dem Eingang 41 des μC 12 verbunden ist. Der Punkt 62 ist über einen Kondensator 64 mit Masse GND 30 verbunden. Durch die Widerstände 61 und 66 wird die Spannung am Eingang 41 z. B. auf 5,6 V begrenzt, und durch den Kondensator 64 wird eine Entstörung durch Herausfiltern von Störspitzen bewirkt.
Die Pufferschaltung 16 hat eine Diode 70, deren Anode mit dem Punkt 62 und deren Kathode mit der Leitung 50 verbunden ist. Eine Zenerdiode 72 ist über die Kathode mit der Leitung 50 und über die Anode mit Masse GND 30 verbunden, und ein Kondensator 74 ist zur Zenerdiode 72 parallel geschaltet.
Der Speicherkondensator bzw. Energiepuffer 74 der Pufferschaltung 16 wird über den Strombegrenzungswiderstand 61 und die Diode 70 aufgeladen, wenn die Versorgungsspannung Ub an der Leitung 31 größer als die Spannung Uc am Kondensator 74 ist. Im umgekehrten Fall verhindert die Diode 70 eine Entladung des Kondensators 74. Durch die Zenerdiode 72 wird die Spannung Uc z. B. auf 5 V begrenzt, um eine Zerstörung des μC 12 zu verhindern.
Durch die Pufferschaltung 16 wird ein kurzzeitiges Abschalten der Versorgungsspannung Ub ermöglicht, ohne dass der μC 12 dabei ausgeschaltet bzw. zurückgesetzt wird. Dies ermöglicht eine Signalübertragung über die Leitung 31 ohne eine zusätzliche Pufferbatterie.
Das Steuergerät 80 hat einen Eingang 82, der z. B. in einem Auto mit der Spannung Ubat einer Batterie verbunden ist, einen Eingang 83 zur Eingabe eines Drehrichtungssignals Dr, einen Eingang 84 zur Eingabe eines Solldrehzahlsignals Dz, einen Eingang 85 zur Eingabe eines Ein-/Aus-Signals ”on/off” und einen Ausgang 86, der mit der Leitung 31 zum Motor 10 verbunden ist.
Das – vereinfacht dargestellte – Steuergerät 80 hat einen Schalter 81 und einen μC 88. Der Schalter 81 ist dazu ausgebildet, eine Unterbrechung oder eine Verbindung zwischen dem Eingang 82 (Ubat) und dem Ausgang 86 (Ub) zu ermöglichen. Der Schalter 81 ist z. B. ein MOSFET vom Typ VND5160. Ein solcher so genannter Highside Driver 81' enthält neben dem MOSFET zusätzliche Schaltungselemente wie eine Überwachungsfunktion, einen Überspannungsschutz und eine Strommessvorrichtung 81''' zur Messung des durch den MOSFET 81 fließenden Stroms I_Ub. Eine Übertragung des gemessenen Stromwerts I_Ub vom Highside Driver 81' bzw. der Strommessvorrichtung 81''' über die Leitung 81'' an den μC 30 ist schematisch dargestellt.
Der μC 88 hat einen Anschluss 90 zum Anschluss an eine Versorgungsspannung Vcc, vier wahlweise analoge oder digitale Eingänge 91, 92, 93, 94, vier digitale Ausgänge 95, 96, 97, 98 und einen Anschluss 99 zum Anschluss an Masse GND 30. Der μC 88 dient als Signalfolgesendeeinrichtung zur Übertragung von Daten an den Elektromotor 10 und ggf. auch als Signalfolgeempfangsvorrichtung zum Empfang von Daten vom Elektromotor 10.
Der Eingang 91 ist mit dem Eingang 83 (Dr), der Eingang 92 mit dem Eingang 84 (Dz) und der Eingang 94 mit dem Eingang 85 (on/off) verbunden, und der μC 88 steuert in Abhängigkeit von diesen Signalen den Schalter 81, um über die Spannungsversorgungsleitung 31 dem Motor 10 entsprechende Daten wie z. B. Drehzahl, Drehrichtung, Ein-/Ausschalten zu übertragen. Die Eingabe der Signale Dr 83, Dz 84 und on/off 85 kann z. B. auch über eine Schnittstelle zu einem LIN-Bus oder einem CAN-Bus realisiert sein. Die Werte DR, Dz und on/off kommen z. B. von einem übergeordneten Steuergerät 100.
Es folgen Beispielwerte für die verwendeten Bauteile:
Widerstände:

61 470 Ohm
66 10 kOhm

Diode:

70 BAW56

Zenerdiode

72 BZX384-B5V1

Kondensatoren:

64 10 nF
74 390 nF

MOSFETs:

28 SI2308DS
34 SI2308DS
81 VND5160

μCs:

12 MC9RS08KA
88 MC9RS08KA

2 zeigt zwei Diagramme mit der Versorgungsspannung Ub an der Leitung 31 und der Spannung Uc am Speicherkondensator 74, jeweils aufgetragen über die Zeit t.
Zum Zeitpunkt t₁₀₀ wird die Versorgungsspannung Ub auf 0 V (GND) gesetzt und bis zum Zeitpunkt t₁₀₂ auf 0 V gehalten, um die Spannung Uc so weit zu verringern, dass ein Reset des μC 12 erfolgt. Zum Zeitpunkt t₁₀₂ wird die Spannung Ub wieder auf 12 V (High) gesetzt, wodurch die Spannung Uc ansteigt und der μC 12 gestartet wird und ggf. Initialisierungsroutinen durchführen kann. Zwischen den Zeitpunkten t₁₀₃ und t₁₀₄ erfolgt eine digitale Datenübertragung mit einem Signal 106, indem die Spannung Ub auf vorgegebene Weise zwischen einem ersten Zustand Low (z. B. 0 V oder 0,9 V) und einem zweiten Zustand High (z. B. 12 V) hin- und hergeschaltet wird und der μC 12 daraus z. B. die gewünschte Drehrichtung Dr und Drehzahl Dz ermittelt.
Ab dem Zeitpunkt t₁₀₄ erfolgt der normale Lüfterbetrieb, und der Elektromotor 10 wird entsprechend den Vorgaben angesteuert.
3 zeigt in gleicher Weise die Spannungen Ub und Uc über die Zeit t.
Anders als in 2 erfolgt jedoch vor der Datenübertragung kein Reset des μC 12, sondern dieser überwacht ständig die Spannung Ub am Eingang 41, und beim ersten Wechsel der Spannung Ub von 12 V auf 0 V zum Zeitpunkt t₁₁₀ führt der μC 12 eine Auswertung der digitalen Signalimpulse 114 durch.
Nach dem Zeitpunkt t₁₁₂ wird der Lüfterbetrieb entsprechend den übermittelten Betriebswerten geändert bzw. fortgesetzt.
4 zeigt das Hauptprogramm, das im μC 12 abläuft. Beispielhaft ist eine Datenübertragung gemäß 2 mit einem Reset des μC 12 gezeigt.
Das Programm startet im Schritt S200, und im Schritt S202 werden die Drehzahlvariable Dz auf den Wert 9 und die Drehrichtungsvariable Dr auf den Wert 0 (Default-Werte) gesetzt, und der μC 12 wird initialisiert. Insbesondere werden die Eingänge 41 bis 44 sowie die Ausgänge 45 bis 48 eingestellt (Endstufe ausgeschaltet), und es werden z. B. Interrupt-Routinen initialisiert.
Im Schritt S204 findet die eigentliche Datenübertragung vom Steuergerät 80 zum Motor 10 statt, und anschließend beginnt im Schritt S206 das Hauptprogramm bzw. die Hauptschleife („MAIN START”).
Im Schritt S208 werden Messwerte eingelesen, es wird insbesondere über die Widerstände 61 und 66 die Spannung Ub gemessen. Da die Drehzahl abhängig von der Spannung Ub ist, kann bei einfachen Motoren z. B. die Ansteuerung der Endstufe 28 geändert werden, wenn die gemessene Spannung Ub absinkt, um einem Absinken der Drehzahl entgegenzuwirken.
Im Schritt S210 („OUTPUT DIAGNOSIS”) wird optional ein Diagnose-Signal von dem Motor 10 an das Steuergerät 80 ausgegeben, indem z. B. bei einem erfolgreichen Anlauf des Motors 10 der über die Leitung 31 fließende Strom durch Ein- und Ausschalten des Schalters 28 in vorgegebener Weise impulsförmig gesteuert wird. Ein Steuergerät 80 mit einer Strommessvorrichtung 81' wertet dann über die Strommessung dieses getaktete Signal aus und gibt z. B. über die Schnittstellen 83, 84 und 85 bzw. eine CAN- oder LIN-Schnittstelle einen entsprechenden Wert an das übergeordnete Steuergerät 100 aus. In gleicher Weise können auch andere Daten, Motorparameter und Anforderungen an das Steuergerät übertragen werden. Bei dieser Art der Datenübertragung sollte der Schalter 81 bevorzugt nicht gleichzeitig getaktet werden, um die Auswertung des Stroms I_Ub zu erleichtern. Die Datenübertragung von Datenwerten (z. B. Status, Ist-Drehzahl) bzw. entsprechenden Signalfolgen vom Motor 10 zum Steuergerät 80 geschieht entweder an Stelle von der normalen Kommutierung, oder aber während der normalen Bestromung des Motors 10, jedoch z. B. mit einem Takt mit einer so hohen Frequenz, wie sie üblicherweise nicht bei der Kommutierung vorkommt. So kann das Steuergerät 80 die Datenwerte jederzeit empfangen. Hierfür hat der μC 30 des Steuergeräts 80 eine entsprechende Daten-Auswerteroutine wie der μC 12, und der μC 12 dient auch als Signalfolgesendevorrichtung.
Anschließend erfolgt im Schritt S212 („START ROUTINE”) ggf. der Start bzw. das Anlaufen des Motors. Hierbei wird die Endstufe im Falle einer Änderung der Drehrichtung durch die Datenübertragung ausgeschaltet, bis der Motor 10 steht, und anschließen wird er neu gestartet. Für den Fall einer Änderung der Soll-Drehzahl durch die Datenübertragung bei gleich bleibender Drehrichtung ist ein Anhalten des Motors nicht erforderlich. Im Schritt S214 erfolgt die Kommutierung in Abhängigkeit von den Variablen Dz und Dr.
Im Schritt S216 endet das Hauptprogramm bzw. die Hauptschleife, und es erfolgt ein Sprung zurück zum Schritt S206.
5 zeigt die Routine ”START DATA” S204 für eine Datenübertragung gemäß 2.
Im Schritt S232 erfolgt der eigentliche Empfang der Daten, wie das in 7 und 8 beschrieben ist. Die entsprechenden Daten werden z. B. fünfmal übertragen.
Im Schritt S234 wird überprüft, ob die übertragenen Daten gültige Werte haben. Falls Ja, wird zum Schritt S236 gesprungen, falls Nein, wird zum Schritt S242 gesprungen. Im Schritt S236 wird überprüft, ob mindestens drei der fünf empfangenen Sendungen gleiche Werte aufweisen. Falls Ja, werden im Schritt S238 die entsprechenden Werte übernommen. Falls Nein, wird zum Schritt S242 gesprungen, und die Motorvariablen werden auf Default-Werte gesetzt. Von den Schritten S238 bzw. S242 erfolgt ein Sprung zum Schritt S240, und die Routine wird beendet.
Ein Ausschalten der Endstufe 21 ist bei dieser Routine nicht erforderlich, da sie nach der Initialisierung in S202 der 4 bereits ausgeschaltet ist.
Durch die redundante, fünffache Übertragung der Daten und die anschließenden Tests, ob mindestens drei der Übertragungen die gleichen Werte aufweisen, wird eine sichere Übertragung bzw. Fehlerkorrektur ermöglicht. Alternativ oder auch zusätzlich kann die Fehlerkorrektur über das Einfügen eines Parity-Bits oder eines Checksummenwerts in den Frame realisiert werden.
6 zeigt eine Datenübertragungsroutine S260 bei einer Datenübertragung gemäß 3.
Der Eingang 41 des μC 12 ist bei der Initialisierung derart eingestellt worden, dass ein Interrupt S262 ausgelöst wird, sobald die Spannung Ub auf 0 V fällt. Die Routine S260 ist als Interrupt-Routine realisiert. Im Schritt S264 werden die Schalter 28 und 34 der Endstufe 21 ausgeschaltet, so dass der Rotor 22 frei drehen kann und die Messung des Signals Ub nicht durch Kommutierungsvorgänge beeinträchtig wird. Auf Grund der Trägheit des Rotors 22 kann z. B. bei einem Lüfter eine Unterbrechung der Bestromung für 200 ms stattfinden, ohne dass der Rotor seine Drehzahl zu stark ändert.
Im Schritt S266 geschieht das eigentliche Einlesen der Daten, vgl. 7 und 8.
Im Schritt S268 wird überprüft, ob die empfangenen Daten gültige Werte haben. Falls Ja, erfolgt ein Sprung nach S270, falls Nein, erfolgt ein Sprung nach S276. In S270 wird wie in 5 überprüft, ob mindestens drei der fünf empfangenen Datensätze übereinstimmen. Falls Ja, werden die neuen Werte in S272 übernommen. Falls Nein, erfolgt ein Sprung nach S280, und die alten Werte behalten ihre Gültigkeit.
In S276 wird überprüft, ob die alten Werte größer als 0 sind. Falls Nein, wurden die alten Werte noch nicht initialisiert, und in S278 werden Default-Werte gesetzt. Falls Ja, erfolgt ein Sprung nach S280. Von den Schritten S278, S272 und S280 erfolgt ein Sprung zum Ende S274.
7 zeigt ein Protokoll für die Übertragung eines Drehrichtungswerts Dr und eines Drehzahlwerts Dz mit verschiedenen Abstraktionsstufen bis hinunter zum eigentlichen Signal Ub.
Ein Rahmen 132 (Englisch: frame) zur Übertragung der Werte Dr und Dz enthält einen Startwert ”Start”, einen Trennwert ”Tr”, einen Drehrichtungswert ”Dr”, einen Drehzahlwert ”Dz” sowie einen weiteren Trennwert ”Tr”.
Im Beispiel wird als Startwert „Start” fünfmal der Wert ”1” übertragen, als Trennwert jeweils ein Wert ”T”, als Drehrichtungswert Dr der Wert ”cw” (Drehung im Uhrzeigersinn), als Drehzahlwert Dz der Wert ”10”.
Bei der Drehrichtung wird gemäß dem Protokoll eine 1 übertragen wenn der Motor im Uhrzeigersinn (”cw”) drehen soll, und eine 0 für eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn („ccw”).
Bei der Drehzahl werden vier Bit übertragen, und der maximale dezimale Wert 15 entspricht der maximalen Drehzahl des entsprechenden Motors. Um dies zu erreichen, wird z. B. der Drehzahlwert Dz mit dem Wert 100/15 = 6,66 multipliziert, und das Ergebnis ergibt den Prozentsatz bezüglich der maximalen Drehzahl Nmax. Somit ergibt z. B. Dz = 5 eine Motordrehzahl von 5·6,66% = 33,3% von Nmax.
In der Zeile ”Daten” ist die entsprechenden logische Signalfolge wiedergegeben, also als Startwert fünf mal die 1, als Trennwert ein T, als Drehrichtungswert Dr eine 1, als Drehzahlwert Dz die Folge ”1, 0, 1, 0” (binäre Darstellung des dezimalen Werts 10) und als abschließender Trennwert der Wert T.
In der untersten Zeile „Signal” ist die digitale Signalfolge bzw. die Impulsfolge wiedergegeben, die über die Leitung 31 übermittelt wird. Der logische Wert ”1” wird durch einen Wechsel von LOW nach HIGH dargestellt, wobei z. B. jeweils 1 ms das Signal auf LOW und anschließend 1 ms auf HIGH ist. In gleicher Weise wird der logische Wert ”0” durch 1 ms HIGH und anschließend 1 ms LOW dargestellt. Als logischer Trennwert ”T” wird das Signal 2 Millisekunden lang auf HIGH gesetzt.
Im vorliegenden Beispiel wird zwischen den Zeitpunkten t₁₂₀ und t₁₂₂ fünf mal der logische Wert 1 übertragen, zwischen den Zeitpunkten t₁₂₂ und t₁₂₄ der Wert T, zwischen den Zeitpunkten t₁₂₄ und t₁₂₆ der Wert 1, zwischen den Zeitpunkten t₁₂₆ und t₁₂₈ die Werte 1, 0, 1, 0 und abschließend zwischen den Zeitpunkten t₁₂₈ und t₁₃₀ ein logischer Wert ”T”.
Wie in 5, S232 und S236 sowie in 6, S266 und S270 beschrieben, wird der Frame 132 z. B. fünfmal hintereinander übertragen, um eine Fehlerkorrektur zu ermöglichen. Da in einem Frame 12 Bit übertragen werden und jedes Bit 2 ms benötigt, benötigt ein Frame 24 ms. Die Übertragung von fünf Frames 132 benötigt somit 120 ms, und in diesem Zeitraum ändert sich die Drehzahl eines Lüfters nur wenig.
Natürlich kann der Aufbau der Frames, die Bedeutung der Werte, die Definition der Daten bzw. des entsprechenden Signals sowie das gesamte Protokoll auch anders definiert werden. Mit der vorliegenden Definition des gesamten Protokolls konnte für den μC 12 ein einfacher und damit auch billiger μC vom Typ MC9RS08KA verwendet werden.
8 zeigt die Routine S290 zur Auswertung des empfangenen Signals Ub.
In S292 wird überprüft, ob ein Startwert ”Start” (z. B. fünfmal der Wert 1 beim Modus gemäß 2 bzw. ein Pegelwechsel beim Modus gemäß 3) gesendet wird. Falls nicht, erfolgt ein Sprung nach S294, und dort wird überprüft, ob bereits zwei Sekunden seit dem Beginn der Routine S290 vergangen sind. Falls Ja, erfolgt ein Sprung zum Ende S310, falls Nein, erfolgt ein Sprung zurück nach S292.
Wurde in S292 dagegen erkannt, dass eine Datenübertragung stattfindet, wird in S296 ein Bit eingelesen. In S298 wird überprüft, ob bereits 12 Bit und damit ein gesamtes Frame 132 eingelesen wurden. Falls Nein, erfolgt ein Sprung zurück zu S296. Falls Ja, werden in S300 die empfangenen Daten gespeichert und im Schritt S302 überprüft, ob die Daten gültig sind. Falls Nein, erfolgt ein Sprung nach S294. Falls Ja, werden in S304 die Werte Dr und Dz aus dem Frame separiert und in S306 gespeichert. In S308 wird überprüft, ob bereits fünf Frames übertragen wurden. Falls Nein, erfolgt ein Sprung zurück zu S292. Falls Ja, erfolgt ein Sprung zum Ende S310.
Beim Verlassen der Routine S290 liegen somit fünf Werte für die Drehrichtung Dr und fünf Werte für die Drehzahl Dz vor.
Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfältige Abwandlungen und Modifikationen möglich.
So kann für den Eingang 41 des μC 12 ein analoger oder aber ein digitaler Eingang verwendet werden. Es kann für einfache Anwendungsfälle nur eine Datenübertragung gemäß 2 mit vorherigem Reset des μC 12 vorgesehen werden. Hierdurch kann ein sehr einfacher und damit günstiger μC 12 verwendet werden. Es kann aber auch nur eine Datenübertragung gemäß 3 vorgesehen werden.

Claims

Anordnung mit einem Elektromotor (10), welcher einen Rotor (22) und einen Stator (20) aufweist und welchem eine Motorsteuerung und eine Versorgungsleitung (31) zugeordnet sind, welche dazu ausgebildet sind, zum einen eine Stromversorgung der Motorsteuerung (52) und des Elektromotors (10) und zum anderen eine Übertragung einer digitalen Signalfolge mittels Änderung des Potenzials der Versorgungsleitung (31) zu ermöglichen, ferner mit einer Signalfolge-Empfangsvorrichtung (53), welche dazu ausgebildet ist, eine über die Versorgungsleitung (31) übertragene Signalfolge auszuwerten und daraus mindestens einen Motorparameter für den Betrieb des Elektromotors (10) zu ermitteln, und mit einem Speicherglied (74) zum Speichern von Energie aus der Versorgungsleitung (31), um den Betrieb der Signalfolge-Empfangsvorrichtung (53) auch dann zu ermöglichen, wenn an der Signalfolge-Empfangsvorrichtung (53) zeitweise ein niedriges Potenzial anliegt.
Anordnung nach Anspruch 1, bei welcher die Signalfolge-Empfangsvorrichtung (53) dazu ausgebildet ist, während der Übertragung einer digitalen Signalfolge die Energiezufuhr zum Elektromotor (10) über die Versorgungsleitung (31) zu unterbrechen.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Signalfolge-Empfangsvorrichtung (53) eine Fehlerkorrekturvorrichtung (S236; S270) aufweist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die Signalfolge-Empfangsvorrichtung (53) dazu ausgebildet ist, eine digitale Signalfolge auszuwerten, die zwischen der Betriebsspannung im normalen Betrieb des Elektromotors (10) und einer Spannung von weniger 0,9 V hin- und herwechselt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Steuergerät (80), welches zur Datenübertragung zu oder von einem Elektromotor (10) über eine Versorgungsleitung (31) ausgebildet ist, über welche Versorgungsleitung der Elektromotor (10) mit Energie versorgt wird, welches Steuergerät aufweist: Einen Schalter (81) zur Unterbrechung der Versorgungsleitung (31), eine Signalfolge-Sendevorrichtung (88) zur Ansteuerung dieses Schalters (81) abhängig von an den Elektromotor (10) zu übertragenden Daten, eine Strommessvorrichtung (81''') zur Messung des Stromes (I_Ub) auf der Versorgungsleitung (31), und eine Signalfolge-Empfangsvorrichtung zur Auswertung des Signals der Strommessvorrichtung (81''') und zur Ermittlung der vom Elektromotor (10) übertragenen Daten.
Verfahren zur Übertragung mindestens eines Motorparameters von einem Steuergerät (80) zu einem Elektromotor (10) über eine Versorgungsleitung (31), über welche die Versorgung des Elektromotors (10) mit elektrischer Energie (Ub) erfolgt, welches Verfahren folgende Schritte aufweist: A) der Motorparameter (Dr, Dz, on/off) wird in eine digitale Signalfolge (132) umgewandelt; B) die digitale Signalfolge (132) wird über die Versorgungsleitung (31) übertragen, indem das Potenzial (Ub) an der Versorgungsleitung (31) abhängig von der zu übertragenden Signalfolge (132) zwischen mindestens einem ersten höheren und einem zweiten niedrigeren Potenzial impulsförmig hin- und hergewechselt wird; C) nach der Übertragung wird der Elektromotor (10) über die Versorgungsleitung (31) und abhängig von dem mindestens einen übertragenen Motorparameter bestromt; D) ferner mit einem Speicherglied (74) und einer Signalfolge-Empfangsvorrichtung (12) bei welchem Verfahren das Speicherglied (74) über die Versorgungsleitung (31) aufgeladen wird, und bei welchem die Signalfolge-Empfangsvorrichtung (12) mittels Energie aus diesem Speicherglied (74) weiter betrieben wird, wenn bei der Übertragung der digitalen Signalfolge (132) das Potenzial an der Versorgungsleitung (31) auf dem zweiten, niedrigeren Potenzial ist.
Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem zur Einleitung der Übertragung eines Motorparameters die Signalfolge-Empfangsvorrichtung (12) zurückgesetzt wird, indem das Potenzial an der Versorgungsleitung (31) während einer vorgegebenen Zeitdauer auf das zweite, niedrigere Potenzial gesetzt und das Speicherglied (74) entladen wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei welchem durch die Signalfolge-Empfangsvorrichtung (12) überwacht wird, ob eine digitale Signalfolge über die Versorgungsleitung (31) übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem die Signalfolge-Empfangsvorrichtung (12) die Stromzufuhr zum Elektromotor (10) unterbricht, sobald sie den Beginn einer Übermittlung einer digitalen Signalfolge erkannt hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei welchem bei der Übertragung eines Motorparameters eine Fehlererkennung durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem die digitale Signalfolge mehrmals übertragen wird, und bei welchem der übertragene Motorparameter nur akzeptiert wird, wenn bei einer vorgegebenen Zahl von Übertragungen der Wert des übertragenen Motorparameters überein stimmt.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei welchem ein Defaultwert für den Motorparameter geladen wird, wenn der übertragene Motorparameter von der Fehlererkennung nicht akzeptiert wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei welchem der bisherige Wert des Motorparameters beibehalten wird, wenn der übertragene Motorparameter von der Fehlererkennung nicht akzeptiert wird.
Verfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 6 bis 13, zur Übertragung mindestens eines Datenwerts von einem Elektromotor (10) mit einem Endstufenschalter (28) zu einem Steuergerät (80) über eine Versorgungsleitung (31), über welche die Versorgung des Elektromotors (10) mit einer Gleichspannung (Ub) erfolgt, welches Verfahren folgende Schritte aufweist: A) der Datenwert wird in eine digitale Signalfolge (132') umgewandelt; B) die digitale Signalfolge (132') wird über die Versorgungsleitung (31) übertragen, indem der über die Versorgungsleitung (31) fließende Strom (I_Ub) abhängig von der digitalen Signalfolge durch Ein- und Ausschalten des Endstufenschalters (28) impulsförmig erhöht und erniedrigt wird; C) in dem Steuergerät (80) wird der über die Versorgungsleitung (31) fließende Strom (i_Ub) gemessen und daraus der übertragene Datenwert ermittelt.