DE102012110049A1 - Method for determining position of positioning device that is driven by brushless direct-current motor, involves triggering control unit in order to exit standby mode such that signals of position sensors are determined - Google Patents

Method for determining position of positioning device that is driven by brushless direct-current motor, involves triggering control unit in order to exit standby mode such that signals of position sensors are determined Download PDF

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    • 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
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position

Abstract

The method involves determining a rotation position of an electromotor i.e. brushless direct-current (DC) motor, in a predetermined angular range by signals of position sensors i.e. hall sensors. Current signals are stored in a non volatile memory before a control unit goes into a standby mode. One of the sensors is supplied with energy at the standby mode such that the signal of the corresponding sensor is monitored. The control unit is triggered to exit the standby mode such that the signals of all sensors are determined when the monitored signal is changed from the corresponding state. Independent claims are also included for the following: (1) a control unit for determination of a position of a positioning device (2) a brushless DC motor.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuereinheit zur Bestimmung der Position einer Stelleinrichtung, sowie einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit einer derartigen Steuereinheit.The invention relates to a method and a control unit for determining the position of a control device, as well as a brushless DC motor with such a control unit.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Bürstenlose Gleichstrommotoren weisen Positionssensoren zur Kommutierungs-Steuerung auf. Als Positionssensoren werden zum Beispiel Hall-Sensoren verwendet, die mit dem Rotormagneten oder einem separaten Positionserfassungsmagneten zusammenwirken, um die Drehlage des Motors zu erfassen. Die Drehlageerfassung ist notwendig zur Ansteuerung der Statorwicklungen, oder Kommutierung. Ein Beispiel einer Motorsteuerung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor ist in der US 2011/0316459 A1 beschrieben.Brushless DC motors have position sensors for commutation control. As position sensors, for example, Hall sensors are used, which cooperate with the rotor magnet or a separate position detecting magnet to detect the rotational position of the motor. The rotary position detection is necessary to control the stator windings, or commutation. An example of a motor controller for a brushless DC motor is shown in FIG US 2011/0316459 A1 described.

In der folgenden Beschreibung wird im Wesentlichen auf einen permanentmagnetischen Dreiphasenmotor Bezug genommen, der zur Positionserfassung drei Hall-Sensoren verwendet. Die Erfindung Ist hierauf jedoch nicht beschränkt, und es können insbesondere mehr oder weniger Hall-Sensoren sowie andere Positionssensoren verwendet werden.In the following description, reference will be made, in essence, to a three-phase permanent magnet motor using three Hall sensors for position detection. However, the invention is not limited thereto, and in particular more or fewer Hall sensors and other position sensors can be used.

Ein Beispiel für einen bürstenlosen Gleichstrommotor, bei dem die Erfindung zur Anwendung kommen kann, ist in 1a schematisch dargestellt. Der in 1a schematisch in Schnittdarstellung gezeigte Elektromotor 1 ist ein Gleichstrommotor, mit einem Stator 2 und einem Rotor 3. Der Stator 2 trägt Statorwicklungen 5 auf einer Vielzahl von Polzähnen 4. Der Rotor 3 umfasst eine Vielzahl von Rotormagneten 7, die auf einem Rotorrückschluss 8 aufgebracht sind, und ist drehfest mit einer Welle 6 verbunden. Zwischen Rotor 3 und Stator 2 ist ein Arbeitsspalt gebildet. Man wird verstehen, dass 1a lediglich beispielhaft einen von vielen unterschiedlichen Elektromotoren zeigt, in dem das Verfahren und die Stelleinrichtung dieser Erfindung eingesetzt werden können.An example of a brushless DC motor in which the invention can be used is in 1a shown schematically. The in 1a schematically shown in sectional view electric motor 1 is a DC motor, with a stator 2 and a rotor 3 , The stator 2 carries stator windings 5 on a variety of pole teeth 4 , The rotor 3 includes a variety of rotor magnets 7 standing on a rotor yoke 8th are applied, and is rotatable with a shaft 6 connected. Between rotor 3 and stator 2 is formed a working gap. One will understand that 1a merely by way of example shows one of many different electric motors in which the method and actuator of this invention may be used.

Bei dem beispielhaften Elektromotor ist an einem Stirnende eine Leiterplatte 9 angeordnet, die in 1b schematisch dargestellt ist. Die Leiterplatte 9 kann die Steuerelektronik für den Elektromotor 1 tragen. Auf die Leiterplatte 9 sind in dem gezeigten Beispiel drei Hall-Sensoren H1, H2, H3 oder andere Magnetsensoren aufgebracht, die als Positionssensoren zur Erfassung der Drehlage des Elektromotors 1 dienen. Sowohl die in 1b gezeigte Anordnung der Positionssensoren als auch die Verwendung von Hall-Sensoren sind lediglich beispielhaft und sollen die Erfindung nicht beschränken.In the exemplary electric motor is at a front end of a circuit board 9 arranged in 1b is shown schematically. The circuit board 9 can the control electronics for the electric motor 1 wear. On the circuit board 9 In the example shown, three Hall sensors H1, H2, H3 or other magnetic sensors are applied, which serve as position sensors for detecting the rotational position of the electric motor 1 serve. Both the in 1b shown arrangement of the position sensors as well as the use of Hall sensors are merely exemplary and are not intended to limit the invention.

1a zeigt einen herkömmlichen Elektromotor 1, in dem das Verfahren und die Stelleinrichtung der Erfindung eingesetzt werden können. Das Verfahren und die Stelleinrichtung können aber auch in Verbindung mit einer Vielzahl von anderen Elektromotor-Konfigurationen eingesetzt werden, sei es solche, die heute schon bekannt sind, oder solche, die erst noch entwickelt werden. 1a shows a conventional electric motor 1 in which the method and the adjusting device of the invention can be used. However, the method and actuator may also be used in conjunction with a variety of other electric motor configurations, whether those already known today or those yet to be developed.

2 zeigt den Signalverlauf von drei Hall-Sensoren zur Erfassung der Drehlage des Motors, wobei die drei Hall-Sensoren den drei Phasen U, V, W des Gleichstrommotors zugeordnet sind. 2 shows the waveform of three Hall sensors for detecting the rotational position of the engine, wherein the three Hall sensors are assigned to the three phases U, V, W of the DC motor.

Die Ausgangssignale der Hall-Sensoren sind abhängig von ihrer relativen Lage zum Positionserfassungsmagneten logisch hoch, „1”, oder logisch niedrig, „0”. Das Ausgangssignal jedes Sensors kann somit den digitalen Wert 1 oder 0 annehmen. Die Ausgangssignale der Hall-Sensoren können zu jedem Zeitpunkt zu einem Pattern oder Muster zusammengefasst werden, wobei es acht mögliche Kombinationen gibt. In der Praxis treten das Muster [0,0,0], d. h. 0, und das Muster [1,1,1], d. h. 7, grundsätzlich nicht auf. Solche Muster werden daher als Fehler behandelt. Die verbleibenden sechs Hall-Muster wiederholen sich aufeinanderfolgend: Über eine elektrische Umdrehung im Uhrzeigersinn (CW – Clockwise-Richtung) entwickelt sich das Hall-Muster der drei Sensoren [HU, HV, HW] beispielsweise wie folgt:
[0,0,1], [0,1,1], [0,1,0], [1,1,0], [1,0,0], [1,0,1], [0,0,1], [0,1,1], ... usw.
The outputs of the Hall sensors are logic high, "1", or logic low, "0" depending on their relative position to the position sensing magnet. The output signal of each sensor can thus assume the digital value 1 or 0. The output signals of the Hall sensors can be combined into a pattern or pattern at any time, whereby there are eight possible combinations. In practice, the pattern [0,0,0], ie 0, and the pattern [1,1,1], ie 7, basically do not occur. Such patterns are therefore treated as errors. The remaining six Hall patterns are repeated in succession: Via a clockwise electrical turn (CW), the Hall pattern of the three sensors [HU, HV, HW] develops as follows:
[0,0,1], [0,1,1], [0,1,0], [1,1,0], [1,0,0], [1,0,1], [0 , 0,1], [0,1,1], ... etc.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht jede Änderung des Hall-Musters um ein Inkrement, bzw. abhängig von der Drehrichtung um ein Dekrement, einer Änderung von 60° elektrisch, wobei der elektrische Winkel wiederum abhängig ist von dem mechanischen Winkel und der Polpaarzahl. Dadurch kann die Drehlage des Motors mit einer für die Kommutierung ausreichenden Genauigkeit bestimmt werden.In the embodiment shown, each change of the Hall pattern by one increment, or depending on the direction of rotation by a decrement, corresponds to a change of 60 ° electrically, the electrical angle in turn being dependent on the mechanical angle and the number of pole pairs. As a result, the rotational position of the motor can be determined with sufficient accuracy for the commutation.

3 zeigt ein Beispiel für eine Ansteuerschaltung eines bürstenlosen Gleichstrommotors, die in der Erfindung eingesetzt werden kann. In dem Ausführungsbeispiel sind die drei Phasen des bürstenlosen Gleichstrommotors in Sternschaltung 34 geschaltet, wobei die Statorwicklungen oder Phasenwicklungen 5 an den Anschlusspunkten U, V, W angeschlossen sind. Über die Sternschaltung 34 sind die Statorwicklungen 5 mit einer Brückenschaltung 30 verbunden, die einen oberen Brückenzweig 31 und einen unteren Brückenzweig 32 aufweist. Jeder Brückenzweig enthält drei Phasenanschlüsse für die drei Phasen U, V, W des Stators, wobei die Phasenanschlüsse des oberen Brückenzweigs 31 mit UH, VH und WH bezeichnet sind und die Phasenanschlüsse des unteren Brückenzweigs 32 mit UL, VL und WL bezeichnet sind. Die Phasenanschlüsse und somit die Phasenwicklungen U, V, W werden über Schalter 33, zum Beispiel MOSFETs, bestromt, wobei die Schalter 33 so angesteuert werden, dass sie jeweils einen Strompfad zwischen der Eingangsspannung Uin und Masse GND bilden, zum Beispiel ein Strompfad von WH nach VL, ”WH-VL”, einen Strompfad von WH nach UL, ”WH-UL” etc., wobei die Brückenschaltung 30 mit dem Masseanschluss GND über eine Widerstand Rs verbunden ist. Dadurch können die Phasenanschlüsse U, V, W für die Kommutierung des Gleichstrommotors abwechselnd bestromt werden, wobei es möglich ist, den Motor in beiden Richtungen zu betreiben. 3 shows an example of a drive circuit of a brushless DC motor, which can be used in the invention. In the embodiment, the three phases of the brushless DC motor are in star connection 34 switched, with the stator windings or phase windings 5 are connected to the connection points U, V, W. About the star connection 34 are the stator windings 5 with a bridge circuit 30 connected to an upper bridge branch 31 and a lower bridge branch 32 having. Each bridge branch contains three phase connections for the three phases U, V, W of the stator, the phase connections of the upper bridge branch 31 UH, VH and WH and the phase terminals of the lower bridge branch 32 labeled UL, VL and WL. The Phase connections and thus the phase windings U, V, W are via switches 33 , for example MOSFETs, energized, the switches 33 be driven so that they each form a current path between the input voltage Uin and ground GND, for example, a current path from WH to VL, "WH-VL", a current path from WH to UL, "WH-UL", etc., wherein the bridge circuit 30 is connected to the ground terminal GND via a resistor Rs. As a result, the phase terminals U, V, W for the commutation of the DC motor can be alternately energized, it being possible to operate the motor in both directions.

Bürstenlose Gleichstrommotoren werden als Stellmotoren zum Beispiel im Automobilbereich zur Sitzhöhen- und Neigungsverstellung und als Klappensteller eingesetzt, um nur einige wenige Beispiele zu nennen. Wenn die Motoren eine Stelleinrichtung betreiben, ist es wichtig, den Verstellweg der Stelleinrichtung präzise zu erfassen, zu kontrollieren und bei einem Neustart des Motors zu rekonstruieren. Im Stand der Technik ist es bekamt, den Motor zu diesem Zweck zunächst an einem mechanischen Endanschlag über einen Normierzyklus zu referenzieren, wobei die so gelernte Drehlage des Motors und die zugehörige Position der Stelleinrichtung nicht mehr verloren gehen sollten.Brushless DC motors are used as actuators, for example in the automotive sector for seat height and tilt adjustment and flap valve, just to name a few examples. When the motors operate an actuator, it is important to precisely detect, control, and reconstruct the actuator adjustment path when the engine is restarted. In the prior art, it is bekamt to refer to the engine for this purpose initially on a mechanical end stop on a normalization cycle, with the thus learned rotational position of the engine and the associated position of the actuator should not be lost.

In Anwendungen im Automobilbereich, aber auch auf vielen anderen Gebieten, werden darüber hinaus hohe Anforderungen an den Ruhestrombetrieb gestellt. Das heißt, elektrische Verbraucher, einschließlich Gleichstrommotoren und ihrer Steuerung, müssen in einen Standby-Betrieb gehen können, solange sie nicht benötigt werden. In diesem Standby-Betrieb dürfen sie nur eine minimale Restromauforderung haben, können also nicht beispielsweise permanent ihre Position ermitteln. Diese Anforderung wird in der Praxis beispielsweise dadurch gelöst, dass die Position der Gleichstrommotoren über die Auswertung der Hall-Sensoren berechnet und während der Vorbereitung des Standby-Betriebs in einen nicht-flüchtigen Speicher abgelegt wird. Wenn der Motor dann wieder aktiviert wird und eine neue Betätigung der Stelleinrichtung durchgeführt werden soll, kann die Steuerung den letzten Verstellweg und die zugehörige Drehlage des Motors aus dem Speicher abrufen. Ein Beispiel für ein derartiges System ist in der DE 197 02 931 C1 beschrieben.In applications in the automotive sector, but also in many other areas, high demands are placed on the quiescent current operation beyond. That is, electrical loads, including DC motors and their controller, must be able to go into standby mode as long as they are not needed. In this standby mode, they may only have a minimum residual charge, so they can not permanently determine their position, for example. This requirement is in practice, for example, solved by calculating the position of the DC motors through the evaluation of the Hall sensors and stored during the preparation of the standby operation in a non-volatile memory. When the engine is then reactivated and a new actuation of the actuator is to be performed, the controller may retrieve the last displacement and associated rotational position of the engine from memory. An example of such a system is in DE 197 02 931 C1 described.

Bei dieser Lösung besteht jedoch das Problem, dass es durch äußere Einflüsse auf die Motorwelle, wie Stöße oder Vibrationen, zu einer tatsächlichen Positionsänderung der Stelleinrichtung kommen kann, während der Motor im Standby-Betrieb ist. Diese Positionsänderungen werden von der Motorsteuerung nicht erkannt und gehen verloren. Dadurch kann die Positionsgenauigkeit der Stelleinrichtung nicht mehr gewährleistet werden.In this solution, however, there is a problem that external influences on the motor shaft, such as shocks or vibrations, may cause an actual position change of the actuator while the engine is in standby mode. These position changes are not recognized by the engine control and are lost. As a result, the position accuracy of the adjusting device can no longer be guaranteed.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Steuereinheit zur Bestimmung der Position einer Stelleinrichtung und einen zugehörigen Gleichstrommotor anzugeben, mit denen die oben beschriebenen Positionsfehler möglichst über die gesamte Lebensdauer des Motors und seiner Steuereinheit ausgeschlossen werden können.It is an object of the invention to provide a method and a control unit for determining the position of a control device and an associated DC motor, with which the position errors described above can be excluded as possible over the entire life of the engine and its control unit.

ABRISS DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1, eine Steuereinheit gemäß Patentanspruch 7 sowie einen bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Patentanspruch 8 gelöst.This object is achieved by a method according to claim 1, a control unit according to claim 7 and a brushless DC motor according to claim 8.

Die Erfindung sieht ein Verfahren zur Bestimmung der Position einer Stelleinrichtung vor, die von einem Elektromotor angetrieben wird, insbesondere von einem bürstenlosen Gleichstrommotor, der eine Steuereinheit und wenigstens zwei Positionssensoren aufweist. Die Positionssensoren geben abhängig von der Drehlage des Elektromotors 1 jeweils ein Signal aus, wobei die Signale sämtlicher Positionssensoren die Drehlage des Elektromotors 1 in einem festgelegten Winkelbereich eindeutig bestimmen. Die aktuellen Signale werden in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert, bevor die Steuereinheit in den Standby-Betrieb geht. Während des Standby-Betriebs wird einer der Positionssensoren mit Energie versorgt, und das Signal dieses Positionssensors wird überwacht. Die Steuereinheit wird aufgeweckt, um den Standby-Betrieb zu verlassen und die Signale sämtlicher Positionssensoren zu ermitteln, falls das Signal dieses überwachten Positionssensors seinen Zustand ändert.The invention provides a method for determining the position of an actuating device, which is driven by an electric motor, in particular a brushless DC motor having a control unit and at least two position sensors. The position sensors give depending on the rotational position of the electric motor 1 in each case a signal, wherein the signals of all position sensors, the rotational position of the electric motor 1 uniquely determine within a specified angular range. The current signals are stored in non-volatile memory before the control unit enters standby mode. During standby, one of the position sensors is energized and the signal from this position sensor is monitored. The control unit is woken up to leave standby mode and to detect the signals of all position sensors if the signal of this monitored position sensor changes state.

Eine definierte Anfangsposition der Stelleinrichtung kann ermittelt werden, um eine quasi-absolute Position der Verstelleinrichtung ausgehend von der Anfangsposition oder einer vorhergehenden Position durch Auswertung der Signale sämtlicher Positionssensoren inkrementell zu bestimmen.A defined initial position of the adjusting device can be determined in order to determine a quasi-absolute position of the adjusting device starting from the initial position or a previous position by evaluating the signals of all position sensors incrementally.

In einer Ausgestaltung wird die aktuelle quasi-absolute Position der Stelleinrichtung gespeichert, bevor die Steuereinheit in den Standby-Betrieb geht, und im Falle einer Positionsänderung im Standby-Betrieb wird die quasi-absolute Position bestimmt, indem die vor dem Beginn des Standby-Betriebs abgespeicherte quasi-absolute Position um ein oder mehr Inkremente in positiver oder negativer Drehrichtung verändert wird, wobei diese Veränderung in Abhängigkeit vom Vergleich der aktuellen Signale der Positionssensoren von den vor Beginn des Standby-Betriebs gespeicherten Signalen sowie in Abhängigkeit von der Anzahl der Flankenwechsel des überwachten Sensors geschieht.In one embodiment, the current quasi-absolute position of the actuator is stored before the control unit goes into standby mode, and in the case of a position change in standby mode, the quasi-absolute position is determined by the before starting the standby mode stored quasi-absolute position is changed by one or more increments in the positive or negative direction of rotation, this change depending on the comparison of the current signals of the position sensors from the signals stored before the start of standby mode and in dependence on the number of edge changes of the monitored Sensors happens.

In einem Ausführungsbeispiel ist das von den Positionssensoren ausgegebene Signal ein logisch hohes oder niedriges Signal, „1” oder „0”, wobei die Signale der Positionssensoren zu einem Muster aus 1- und 0-Signalen zusammengefasst werden können, um die Drehlage des Elektromotors zu bestimmen. Es kann z. B. zunächst ein Muster ermittelt werden, das einer definierten Anfangsposition der Stelleinrichtung entspricht, und während des Betriebs des Elektromotors 1 wird ein Verstellweg der Stelleinrichtung ausgehend von der Anfangsposition oder einer vorhergehenden Position und somit eine quasi-absolute Position durch Auswertung von Änderungen des Musters ermittelt. Hieraus kann die aktuelle Position der Stelleinrichtung abgeleitet und zusammen mit dem aktuellen Muster gespeichert werden, wenn der Elektromotor 1 anhält. Beim Wiederanfahren des Elektromotors ist dann die aktuelle Position der Stelleinrichtung bekannt, und der Motor kann seinen Betrieb kontrolliert wieder aufnehmen.In one embodiment, the signal output from the position sensors is a logical one high or low signal, "1" or "0", wherein the signals of the position sensors can be combined into a pattern of 1 and 0 signals to determine the rotational position of the electric motor. It can, for. B. first, a pattern can be determined, which corresponds to a defined initial position of the actuator, and during operation of the electric motor 1 a displacement of the adjusting device based on the initial position or a previous position and thus a quasi-absolute position is determined by evaluating changes in the pattern. From this, the current position of the actuator can be derived and stored together with the current pattern when the electric motor 1 stops. When restarting the electric motor then the current position of the actuator is known, and the engine can resume its operation controlled.

Bevor die Steuereinheit in den Standby-Betrieb geht, werden in einem Ausführungsbeispiel die aktuelle Position der Stelleinrichtung und das aktuelle Muster in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert. Verlässt die Steuereinheit den Standby-Betrieb wieder, so wird in diesem Ausführungsbeispiel das aktuelle Muster ermittelt und mit dem gespeicherten Muster verglichen, um festzustellen, ob es eine Abweichung in dem von den Hall-Sensoren erzeugten Muster gibt. Wenn ja, dann ist dies ein Hinweis darauf, dass sich die Stelleinrichtung und somit der Elektromotor während des Standby-Betriebs bewegt haben, beispielsweise durch eine Erschütterung der Stelleinrichtung von außen. Die Position der Stelleinrichtung muss dann korrigiert werden.Before the control unit goes into standby mode, in one embodiment the current position of the actuator and the current pattern are stored in a non-volatile memory. In this embodiment, when the control unit returns to standby mode, the current pattern is determined and compared with the stored pattern to determine if there is a deviation in the pattern produced by the Hall sensors. If so, then this is an indication that the adjusting device and thus the electric motor have moved during the standby mode, for example, by a vibration of the actuator from the outside. The position of the actuator must then be corrected.

Wie man mit Bezug auf 2 erkennen wird, kann eine Drehwinkeländerung des Elektromotors 1 um ein oder zwei Inkremente im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn aus dem Hall-Muster rekonstruiert werden, weil bei einer solchen geringen Abweichung die Änderung noch eindeutig dem gespeicherten Muster zugeordnet werden kann. Dies kann anhand des folgenden Beispiels anschaulich gemacht werden:
Wird zum Beispiel der Elektromotor bei dem Muster [0,1,0] angehalten und geht in den Standby-Modus, so wird dieses Muster [0,1,0] und die zugehörige aktuelle Position der Stelleinrichtung in einem nicht-flüchtigen Speicher, wie einem EEPROM, abgelegt. Wenn sich während des Standby-Modus die Motorwelle durch äußere Einwirkung um ein oder zwei Inkremente im oder gegen den Uhrzeigersinn dreht, so kann dies beim Wiederanlauf des Motors rekonstruiert werden. Wenn der Motor den Betrieb wieder aufnimmt und das aktuelle Hall-Muster beispielsweise bei [1,0,0] ist, obwohl der Übergang in den Standby-Modus bei einem Hall-Muster von [0,1,0] erfolgt ist, dann kann die Steuereinheit erkennen, dass sich der Motor um zwei Inkremente im Uhrzeigersinn gedreht hat. Die dem aktuellen Hall-Muster zugeordnete Position der Stelleinrichtung kann dann korrigiert werden als gespeicherte Position der Stelleinrichtung plus zwei Inkremente (im Uhrzeigersinn). Dadurch können kleinere äußere Einwirkungen auf die Stelleinrichtung, z. B. durch Vibration, korrigiert werden, und dem aktuellen Hall-Muster kann immer die korrekte Position der Stellenrichtung zugeordnet werden.
How to relate to 2 can detect, a rotation angle change of the electric motor 1 be reconstructed one or two increments clockwise or counterclockwise from the Hall pattern, because with such a small deviation, the change can still be clearly assigned to the stored pattern. This can be illustrated by the following example:
For example, if the electric motor stops at the pattern [0,1,0] and goes into standby mode, this pattern [0,1,0] and the associated current position of the actuator in a non-volatile memory, such as an EEPROM, filed. If the motor shaft rotates clockwise or counterclockwise by one or two increments during standby mode, this can be reconstructed when the motor restarts. For example, if the motor resumes operation and the current reverb pattern is at [1,0,0] although the transition to standby mode has occurred at a Hall pattern of [0,1,0], then the control unit will detect that the motor has rotated two increments clockwise. The position of the actuator associated with the current Hall pattern can then be corrected as the stored position of the actuator plus two increments (clockwise). As a result, minor external influences on the adjusting device, for. B. by vibration, and the current Hall pattern can always be assigned to the correct position of the position direction.

Wenn bei dem gezeigten Beispiel die Abweichung des Hall-Musters von dem gespeicherten Muster jedoch mehr als zwei Inkremente beträgt, so kann nicht mehr eindeutig ermittelt werden, ob dies durch eine Drehung des Elektromotors im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn verursacht wurde. Des Weiteren ist es bei dem obigen Beispiel auch möglich, dass sich der Motor um mehr als 360° elektrisch im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht hat, beispielsweise um 8, 14 oder 20 Inkremente, etc. Denn aus dem gespeicherten und dem aktuellen Hall-Muster allein, lässt sich der aktuelle elektrische Winkel und somit die aktuelle Position der Stelleinrichtung nicht ableiten.In the example shown, however, if the deviation of the Hall pattern from the stored pattern is more than two increments, it can no longer be uniquely determined whether this was caused by a clockwise or counterclockwise rotation of the electric motor. Furthermore, in the above example, it is also possible that the motor has rotated more than 360 ° electrically clockwise or counterclockwise, for example by 8, 14 or 20 increments, etc. For from the stored and the current Hall Pattern alone, the current electrical angle and thus the current position of the actuator can not be derived.

Die Erfindung sieht daher vor, während des Standby-Betriebs einen der Positionssensoren mit Energie zu versorgen und das Ausgangssignal dieses Positionssensors zu überwachen. Typischerweise liegt der Strombedarf eines solchen, überwachten Sensors bei circa 3 mA, Idealerweise unterhalb von 2 mA. Die Steuereinheit wird aufgeweckt, um den. Standby-Betrieb zu verlassen, wenn das Ausgangssignal des überwachten Positionssensors seinen Zustand ändert. Die Erfindung kann daher auch dann, wenn sich die Steuereinheit des Elektromotors im Standby-Modus befindet, eine Bewegung der Stelleinrichtung erkennen und entsprechend korrigieren.The invention therefore provides to energize one of the position sensors during standby operation and to monitor the output signal of this position sensor. Typically, the power requirement of such a monitored sensor is about 3 mA, ideally less than 2 mA. The control unit is woken up to the. Leave standby mode when the output of the monitored position sensor changes state. The invention can therefore, even if the control unit of the electric motor is in standby mode, detect movement of the adjusting device and correct accordingly.

In einem praktischen Ausführungsbeispiel arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren auf der Grundlage von drei Positionssensoren, deren Ausgangssignale zu den Mustern [0,0,1]; [0,1,1]; [0,1,0]; [1,1,0]; [1,0,0]; und [1,0,1] zusammengefasst werden, um die Drehlage des Elektromotors 1 in Inkrementen von 60° (elektrisch) zu ermitteln. Die Position der Stelleinrichtung wird nach Auswertung dieses Musters bei Bedarf korrigiert.In a practical embodiment, the method according to the invention operates on the basis of three position sensors whose output signals relate to the patterns [0,0,1]; [0,1,1]; [0,1,0]; [1,1,0]; [1,0,0]; and [1,0,1] are summarized to the rotational position of the electric motor 1 in increments of 60 ° (electrical). The position of the actuator is corrected after evaluation of this pattern if necessary.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Steuereinheit aufgeweckt, wenn das Ausgangssignal des überwachten Positionssensors einen Flankenwechsel aufweist. Die Steuereinheit wird initialisiert, sobald sie den Standby-Betrieb verlässt, und ermittelt das aktuelle Muster der Positionssensoren und vergleicht dies mit dem gespeicherten Muster. Dies passiert innerhalb einer Zeitspanne, die kürzer ist als die maximale Zeit, die der Elektromotor benötigt, um sich durch externe Einwirkung um ein weiteres Inkrement zu drehen. In der Praxis wird in dem Fall, dass der Elektromotor durch einen Schlag oder Vibration in Drehung versetzt wird, die anfängliche Drehgeschwindigkeit ausreichend niedrig sein, um die Flanken des Sensorsignals schritthaltend zu erfassen, selbst wenn die Steuereinheit zunächst durch eine erste Flanke geweckt und initialisiert werden muss. In einem praktischen Beispiel kann die hierfür benötigte Zeit in der Größenordnung von etwa 2 ms liegen, wobei nicht zu erwarten ist, dass in dieser Zeitspanne eine Rotation des Elektromotors um mehr als 60° elektrisch erfolgt ist.In one embodiment of the invention, the control unit is woken up when the output signal of the monitored position sensor has an edge change. The control unit is initialized as soon as it leaves standby mode and determines the current pattern of the position sensors and compares this with the stored pattern. This happens within a period of time that is shorter than the maximum time it takes the electric motor to rotate by another increment by external action. In practice, in the event that the electric motor is hit by a blow or Vibration is set in rotation, the initial rotational speed be low enough to detect the edges of the sensor signal in a steady state, even if the control unit must first be awakened and initialized by a first edge. In a practical example, the time required for this purpose may be on the order of about 2 ms, wherein it is not to be expected that a rotation of the electric motor by more than 60 ° has taken place electrically in this period.

Die Korrektur der Position der Stelleinrichtung wird unter Berücksichtigung der Richtungsänderung der Flanke des Ausgangssignals des überwachten Positionssensors vorgenommen, weil eine steigende oder fallende Flanke, ausgehend von dem gespeicherten Muster, die Richtung der Positionsänderung der Stelleinrichtung erkennen lässt.The correction of the position of the actuator is made in consideration of the change in the direction of the edge of the output signal of the monitored position sensor, because a rising or falling edge, starting from the stored pattern, the direction of the change in position of the actuator recognizes.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung prüft die Steuereinheit, ob das Wecksignal von dem Positionssensor oder von einer anderen Quelle, beispielsweise durch externe Betätigung der Stelleinrichtung, stammt. Nur wenn das Wecksignal von dem Positionssensor stammt, muss die Änderung des Ausgangssignals des überwachten Positionssensors bei der Positionskorrektur berücksichtigt werden.According to a further aspect of the invention, the control unit checks whether the wake-up signal originates from the position sensor or from another source, for example by external actuation of the setting device. Only if the wake-up signal originates from the position sensor, the change in the output signal of the monitored position sensor must be taken into account in the position correction.

Die Erfindung sieht auch eine Steuereinheit zur Bestimmung der Position einer Stelleinrichtung vor, die von einem Elektromotor angetrieben wird. Die Steuereinheit weist ein Computerprogramm auf, das dazu eingerichtet ist, das oben beschriebene Verfahren auszuführen.The invention also provides a control unit for determining the position of an actuating device, which is driven by an electric motor. The control unit has a computer program which is set up to carry out the method described above.

Die Erfindung sieht auch einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit einer Steuereinheit und drei Positionssensoren vor. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet ist, zur Ansteuerung einer Stelleinrichtung das oben beschriebene Verfahren auszuführen. Dieses kann beispielsweise mittels eines Computerprogramms, mittels eines durch eine Hardwareschaltung definierten Ablaufs, mittels tabellarisch hinterlegter Vorschriften oder auf andere Weise realisiert werden.The invention also provides a brushless DC motor with a control unit and three position sensors. The control unit is configured to carry out the method described above for actuating an actuating device. This can be realized, for example, by means of a computer program, by means of a sequence defined by a hardware circuit, by means of regulations stored in tabular form or in some other way.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die Erfindung ist im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Figuren zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment. In the figures show:

1a ein Beispiel eines bürstenlosen Gleichstrommotors, in dem die Erfindung eingesetzt werden kann; 1a an example of a brushless DC motor in which the invention can be used;

1b eine schematisch dargestellte Leiterplatte zum Einbau in den bürstenlosen Gleichstrommtor der 1a; 1b a schematically illustrated circuit board for installation in the brushless DC motor of 1a ;

2 die Ausgangssignale von drei Hall-Sensoren zur Erfassung der Drehlage des Elektromotors; 2 the output signals of three Hall sensors for detecting the rotational position of the electric motor;

3 ein Beispiel einer Schaltung zur Ansteuerung eines Gleichstrommotors; und 3 an example of a circuit for driving a DC motor; and

4 ein Flussdiagram gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. 4 a flow chart according to an embodiment of the method according to the invention.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

Die Erfindung ist im Folgenden anhand des Beispiels eines bürstenlosen Gleichstrommotors beschrieben, der eine Steuereinheit und drei Positionssensoren, z. B. Hall-ICs, aufweist. Diese Sensoren können zum Beispiel die in 2 gezeigten Ausgangssignale erzeugen, wobei die logisch hohen und niedrigen Ausgangssignale, 1 und 0, erzeugt werden, wenn Nord- und Südpole eines Sensormagneten oder Rotormagneten an den jeweiligen Hall-ICs vorbeigehen. Wie oben beschrieben, kann anhand des durch die Hall-ICs gebildeten Musters die Drehlage des Rotors bestimmt, beziehungsweise rekonstruiert werden, abhängig davon, welcher Magnetpol welchem Hall-IC gegenüberliegt.The invention is described below with reference to the example of a brushless DC motor having a control unit and three position sensors, for. B. Hall ICs having. These sensors can be used, for example, in 2 produce output signals shown, wherein the logic high and low output signals, 1 and 0, are generated when north and south poles of a sensor magnet or rotor magnet pass by the respective Hall ICs. As described above, based on the pattern formed by the Hall IC, the rotational position of the rotor can be determined, or reconstructed, depending on which magnetic pole is opposed to which Hall IC.

Der Motor kann die in 3 gezeigte Ansteuerschaltung aufweisen, wobei die 1a bis 3 lediglich ein Beispiel von vielen möglichen Anwendungen der Erfindung zeigen.The engine can be used in 3 have shown drive circuit, wherein the 1a to 3 merely an example of many possible applications of the invention.

Ein Beispiel für die Anwendung der Erfindung ist in Stelleinrichtungen im Automobilbereich, beispielsweise zur Sitzverstellung oder als Klappensteller. In diesen Bereichen werden hohe Anforderungen an minimale Stromaufnahme im Standby-Betrieb oder Sleep-Mode gestellt, wobei im Standby Betrieb die Stromaufnahme beispielsweise <125 μA sein soll. Die Hall-ICs werden daher zweckmäßig über eine Pulsweiten-Modulation angesteuert. Zur Erfassung der Motorlage kann erfindungsgemäß die integrierte Motorsteuereinheit eines bürstenlosen Gleichstrommotors genutzt werden.An example of the application of the invention is in adjusting devices in the automotive sector, for example, for seat adjustment or as a flap plate. In these areas, high demands are placed on minimum current consumption in standby mode or sleep mode, wherein in standby mode, the power consumption should be, for example <125 uA. The Hall ICs are therefore suitably controlled via a pulse width modulation. For detecting the engine position, the integrated motor control unit of a brushless DC motor can be used according to the invention.

In der Praxis wird der Motor in Verbindung mit der Stelleinrichtung, für die er vorgesehen ist, bei Betriebsaufnahme zunächst an einem mechanischen Endanschlag über einen Normierzyklus referenziert. Dadurch wird die Position der Stelleinrichtung und die zugehörige Position des Elektromotors 1 gelernt und gespeichert. Das erfindungsgemäße Verfahren basiert darauf, dass diese Anfangsposition oder jede zuletzt angefahrene Position des Elektromotors 1 und der Stelleinrichtung gespeichert und als Ausgangsposition für einen nächsten Verstellzyklus genutzt werden. Während des Betriebs des Elektromotors 1 erfasst die Steuereinheit permanent die Drehlage des Elektromotors 1, leitet daraus die momentane Position der Stelleinrichtung ab und speichert beides für einen nächsten Verstellzyklus.In practice, the motor, in conjunction with the actuator for which it is intended, is initially referenced to a mechanical end stop via a normalization cycle during startup. This will change the position of the actuator and the associated position of the electric motor 1 learned and saved. The method according to the invention is based on the fact that this initial position or every last approached position of the electric motor 1 and the adjusting device stored and used as a starting position for a next adjustment cycle. During operation of the electric motor 1 the control unit permanently detects the Rotational position of the electric motor 1 , derives therefrom the current position of the actuator and stores both for a next adjustment cycle.

Das erfindungsgemäße Verfahren beginnt in einem ersten Schritt 10, in dem die aktuelle Drehlage des Elektromotors 1 und die Position der Stelleinrichtung während der Drehung des Elektromotors 1 erfasst und jedenfalls dann gespeichert werden, wenn der Elektromotor 1 anhält. Die Drehlage des Elektromotors 1 wird bei Verwendung von drei Hall-Sensoren auf der Grundlage des in 2 gezeigten Musters erfasst, wobei man verstehen wird, dass die Erfindung nicht auf die Verwendung von drei Positionssensoren und nicht auf das mit Bezug auf 1a erläuterte Signalmuster beschränkt ist. Die aktuelle Position der Stelleinrichtung wird dann ausgehend von einer zuvor ermittelten Position als Ausgangsposition und der Änderung des Signalmusters der Positionssensoren berechnet.The method according to the invention begins in a first step 10 , in which the current rotational position of the electric motor 1 and the position of the actuator during the rotation of the electric motor 1 recorded and in any case be stored when the electric motor 1 stops. The rotational position of the electric motor 1 when using three Hall sensors based on the in 2 It will be understood that the invention is not limited to the use of three position sensors and not to that with reference to FIGS 1a explained signal pattern is limited. The current position of the adjusting device is then calculated on the basis of a previously determined position as the starting position and the change of the signal pattern of the position sensors.

Wenn der Elektromotor 1 anhält, kann die Steuereinheit sofort oder nach einer vorgegebenen Zeitspanne oder auch durch externen Befehl in den Standby-Betrieb versetzt werden, wobei zur Vorbereitung des Standby-Betriebs die zuletzt ermittelte Drehlage des Motors und die zugehörige Position der Stelleinrichtung in einem nicht-flüchtigen Speicher der Steuereinheit, wie einem EEPROM, abgelegt werden, siehe Schritt 12.When the electric motor 1 stops, the control unit can be put into standby mode immediately or after a predetermined period of time or by external command, in preparation for the standby operation of the last determined rotational position of the engine and the associated position of the actuator in a non-volatile memory of Control unit, such as an EEPROM, stored, see step 12 ,

In der Praxis kann es verschiedene Arten geben, wie der Elektromotor 1 den Standby-Betrieb verlässt, wobei hier als Beispiel nur die Anforderung durch einen Nutzer, der die Stelleinrichtung betätigt, oder die Ansteuerung durch eine Flanke eines überwachten Positionssensors genannt sind. Die Steuereinheit kann hierzu einen Aufweck-Eingang aufweisen, der zum Beispiel mit einem externen Schalter und dem überwachten Positionssensor gekoppelt ist. In einem Ausführungsbeispiel kann die Steuereinheit so konfiguriert sein, dass sie durch eine steigende oder eine fallende Flanke eines der Positionssensoren, beispielsweise des Hall-ICs U (siehe 2), getriggert wird.In practice, there may be different types, such as the electric motor 1 Leaves the standby mode, which as an example only the request by a user who operates the actuator, or the control by a flank of a monitored position sensor are called. The control unit may for this purpose have a wake-up input, which is coupled to, for example, an external switch and the monitored position sensor. In one embodiment, the controller may be configured to be triggered by a rising or falling edge of one of the position sensors, such as the Hall IC U (see FIG 2 ), is triggered.

In einem Schritt 14 erhält die Steuereinheit des Elektromotors 1 einen Weckbefehl und prüft die Quelle des Weckbefehls, d. h. ob dieser von einer externen Quelle stammt, z. B. durch Betätigung eines Schalters durch einen Nutzer, oder durch die Flanke des überwachten Positionssensors ausgelöst wurde. Abhängig von dem Ergebnis der Prüfung wird die Position der Stelleinrichtung auf unterschiedliche Weise rekonstruiert.In one step 14 receives the control unit of the electric motor 1 a wake-up command and checks the source of the wake-up command, ie if it comes from an external source, eg. B. triggered by actuation of a switch by a user, or by the edge of the monitored position sensor. Depending on the result of the test, the position of the actuator is reconstructed in different ways.

Stellt die Steuereinheit fest, dass der Weckbefehl von einer externen Quelle, wie einem Schalter kam, so wird in einem Schritt 20 die Position der Stelleinrichtung auf der Grundlage des aktuellen Hall-Musters rekonstruiert, wie oben in Bezug auf den Stand der Technik beschrieben. Wenn das Hall-Muster dem gespeicherten Muster entspricht, ist keine Korrektur der Position der Stelleinrichtung notwendig, und die aktuelle Position entspricht der gespeicherten Position. Wenn eine Abweichung des aktuellen Hall-Musters von dem gespeicherten Hall-Muster um ein oder zwei Inkremente erkannt wird, kann hieraus abgeleitet werden, dass sich der Elektromotor 1 um ein oder zwei Inkremente im oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht hat, und die gespeicherte Position der Stelleinrichtung wird entsprechend korrigiert und als neue aktuelle Position übernommen. Anschließend wird im Schritt 22 der Elektromotor 1 solange angetrieben, wie das externe Ansteuersignal vorliegt. Dies erfolgt grundsätzlich wie in Bezug auf Schritt 10 beschrieben. Fällt das externe Signal weg, weil beispielsweise der Schalter losgelassen wird, so hält der Motor an, und das Verfahren setzt sich im Schritt 10 fort.If the control unit detects that the wake-up command came from an external source, such as a switch, it will be in one step 20 reconstructs the position of the actuator based on the current Hall pattern as described above in relation to the prior art. If the Hall pattern corresponds to the stored pattern, no correction of the position of the actuator is necessary, and the current position corresponds to the stored position. If a deviation of the current Hall pattern from the stored Hall pattern by one or two increments is detected, it can be deduced from this that the electric motor 1 has rotated one or two increments clockwise or counterclockwise, and the stored position of the actuator is corrected accordingly and adopted as a new current position. Subsequently, in step 22 the electric motor 1 as long as driven, as the external drive signal is present. This is basically done as in relation to step 10 described. If the external signal drops away, for example because the switch is released, the motor stops and the process continues in step 10 continued.

Wenn die Quelle des Weckbefehls jedoch eine steigende oder fallende Flanke des Positionssensors war, so wird für die Bestimmung der Position der Stelleinrichtung nicht nur das aktuelle Hall-Muster mit dem gespeicherten Hall-Muster verglichen, sondern es wird zusätzlich diese steigende oder fallende Flanke herangezogen, um die Position der Stelleinrichtung eindeutig zu ermitteln. Wurde beispielsweise der Elektromotor 1 bei dem Muster [0,1,0] gestoppt und geht in den Standby-Betrieb, so wurde dieses Muster [0,1,0] und die zugehörige Position gespeichert. Wird dann die Steuereinheit von einer fallenden Flanke des Hall-ICs U geweckt und ist das aktuelle Muster der Hall-ICs unmittelbar nach dem Wecken z. B. [1,0,1], so kann die Steuereinheit aufgrund dieser Information erkennen, dass der Motor um drei Inkremente gegen den Uhrzeigersinn gedreht hat – und nicht um drei Inkremente mit dem Uhrzeigersinn, und sie kann die aktuelle Position der Stelleinrichtung entsprechend korrigieren und diese neue aktuelle Position speichern; siehe Schritt 24.However, if the source of the wake-up command was a rising or falling edge of the position sensor, then not only the current Hall pattern is compared with the stored Hall pattern for the determination of the position of the actuator, but this rising or falling edge is additionally used, to uniquely determine the position of the actuator. For example, became the electric motor 1 when the pattern [0,1,0] is stopped and goes into standby mode, this pattern [0,1,0] and the corresponding position have been saved. Then, the control unit is awakened by a falling edge of the Hall ICs U and the current pattern of the Hall ICs immediately after the wake-up z. B. [1,0,1], the control unit can recognize on the basis of this information that the motor has rotated by three increments counterclockwise - and not three increments in the clockwise direction, and it can correct the current position of the actuator accordingly and save this new current position; see step 24 ,

Anschließend überwacht die Steuereinheit, ob weitere Änderungen des Musters auftreten, die darauf hinweisen, dass sich der Elektromotor 1 durch externe Einwirkung noch weiter dreht; siehe Schritt 26. Wenn dies der Fall ist, dann werden diese weiteren Änderungen des Musters erfasst, um die aktuelle Drehlage des Motors und somit die aktuelle Position der Stelleinrichtung zu erfassen und zu speichern, wie im Schritt 10 des beschriebenen Verfahrens. In der Praxis ist die für das Aufwecken der Steuereinheit aus dem Standby-Betrieb und die Erfassung des aktuellen Hall-Musters benötigte Zeit so gering, dass eine schritthaltende Positionserfassung gewährleistet werden kann. Wenn die Steuereinheit keine weiteren Änderungen des Hall-Musters mehr erkennt, geht sie zurück in den Standby-Betrieb; das Verfahren wird im Schritt 12 fortgesetzt.Subsequently, the control unit monitors whether further changes of the pattern occur, indicating that the electric motor 1 by external action still further rotates; see step 26 , If so, then these further changes to the pattern are detected to detect and store the current rotational position of the engine, and thus the current position of the actuator, as in step 10 of the described method. In practice, the time required to wake up the control unit from the standby mode and to detect the current Hall pattern is so small that an incremental position detection can be ensured. If the control unit no longer detects any further changes to the Hall pattern, it returns to standby mode; the procedure is in step 12 continued.

Die Erfindung erlaubt es, die Position einer Stelleinrichtung über der Lebensdauer des Motors präzise und fehlerfrei zu speichern, selbst wenn die Stelleinrichtung durch äußere Krafteinwirkung auf diese bzw. auf die Motorwelle bewegt wird, und einen minimalen Energieverbrauch des Motors und seiner Ansteuerung zu gewährleisten. The invention makes it possible to accurately and accurately store the position of an actuator over the life of the engine, even when the actuator is moved by external force to it or to the motor shaft, and to ensure a minimum power consumption of the motor and its drive.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Elektromotorelectric motor
22
Statorstator
33
Rotorrotor
44
Polzahnpole tooth
55
Statorwicklungenstator windings
66
Wellewave
77
Rotormagneterotor magnets
88th
Rückschlussconclusion
99
Leiterplattecircuit board
10, 12, 14, 20, 22, 24,2610, 12, 14, 20, 22, 24, 26
Verfahrensschrittesteps
3030
Brückenschaltungbridge circuit
3131
oberer BrückenzweigUpper bridge branch
3232
unterer Brückenzweiglower bridge branch
3333
Schalterswitch
3434
Sternschaltungstar connection
U, V, WAND MANY MORE
Anschlusspunkte der PhasenwicklungenConnection points of the phase windings
RS R S
Widerstandresistance
GNDGND
Masseanschlussground connection
UinUin
Eingangsspannunginput voltage
UH, VH, WHUH, VH, WH
Phasenanschlüsse des oberen BrückenzweigsPhase connections of the upper bridge branch
UL, VL, WLUL, VL, WL
Phasenanschlüsse des unteren BrückenzweigsPhase connections of the lower bridge branch
H1, H2, H3H1, H2, H3
HallsensorenHall sensors

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2011/0316459 A1 [0002] US 2011/0316459 A1 [0002]
  • DE 19702931 C1 [0012] DE 19702931 C1 [0012]

Claims (9)

Verfahren zur Bestimmung der Position einer Stelleinrichtung, die von einem Elektromotor (1) angetrieben wird, der eine Steuereinheit und wenigstens zwei Positionssensoren aufweist, welche abhängig von der Drehlage des Elektromotors (1) jeweils ein Signal ausgeben, wobei die Signale sämtlicher Positionssensoren die Drehlage des Elektromotors (1) in einem festgelegten Winkelbereich eindeutig bestimmen, wobei die aktuellen Signale in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert werden, bevor die Steuereinheit in den Standby-Betrieb geht, wobei während des Standby-Betriebs einer der Positionssensoren mit Energie versorgt wird und das Signal dieses Positionssensors überwacht wird, und wobei die Steuereinheit aufgeweckt wird, um den Standby-Betrieb zu verlassen und die Signale sämtlicher Positionssensoren zu ermitteln, falls das Signal dieses überwachten Positionssensors seinen Zustand ändert.Method for determining the position of a control device that is controlled by an electric motor ( 1 ), which has a control unit and at least two position sensors which depend on the rotational position of the electric motor ( 1 ) each output a signal, wherein the signals of all position sensors, the rotational position of the electric motor ( 1 ) within a predetermined angular range, wherein the current signals are stored in a non-volatile memory before the control unit goes into standby mode, during standby operation energizing one of the position sensors and monitoring the signal of that position sensor and the control unit is woken up to exit standby mode and to detect the signals of all the position sensors if the signal of this monitored position sensor changes state. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine definierte Anfangsposition der Stelleinrichtung ermittelt wird und dass eine quasi-absolute Position der Verstelleinrichtung ausgehend von der Anfangsposition oder einer vorhergehenden Position durch Auswertung der Signale sämtlicher Positionssensoren inkrementell ermittelt wird.A method according to claim 1, characterized in that a defined initial position of the adjusting device is determined and that a quasi-absolute position of the adjusting device is determined incrementally starting from the initial position or a previous position by evaluating the signals of all position sensors. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle quasi-absolute Position der Stellenrichtung gespeichert wird, bevor die Steuereinheit in den Standby-Betrieb geht.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the current quasi-absolute position of the position direction is stored before the control unit goes into standby mode. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Positionsänderung im Standby-Betrieb die quasi-absolute Position bestimmt wird, indem die vor dem Beginn des Standby-Betriebs abgespeicherte quasi-absolute Position um ein oder mehr Inkremente in positiver oder negativer Drehrichtung verändert wird, wobei diese Veränderung in Abhängigkeit vom Vergleich der aktuellen Signale der Positionssensoren mit den vor Beginn des Standby-Betriebs gespeicherten Signalen sowie in Abhängigkeit von der Anzahl der Flankenwechsel des überwachten Sensors geschieht.A method according to claim 3, characterized in that in the case of a change in position in standby mode, the quasi-absolute position is determined by changing the stored before the start of the standby operation quasi-absolute position by one or more increments in the positive or negative direction of rotation This change takes place as a function of the comparison of the current signals of the position sensors with the signals stored before the beginning of the standby mode as well as in dependence on the number of edge changes of the monitored sensor. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Elektromotor (1) ein bürstenloser Gleichstrommotor ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the electric motor ( 1 ) is a brushless DC motor. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit aufgeweckt wird, wenn das Ausgangssignal des überwachten Positionssensors einen Flankenwechsel aufweist.Method according to one of the preceding claims, wherein the control unit is woken up when the output signal of the monitored position sensor has an edge change. Steuereinheit zur Bestimmung der Position einer Stelleinrichtung, die von einem Elektromotor (1) angetrieben wird, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche auszuführen.Control unit for determining the position of an actuating device, which is controlled by an electric motor ( 1 ), the control unit being adapted to carry out the method according to one of the preceding claims. Bürstenloser Gleichstrommotor mit einer Steuereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrommotor drei Positionssensoren aufweist.Brushless DC motor with a control unit according to claim 7, characterized in that the DC motor has three position sensors. Bürstenloser Gleichstrommotor nach Anspruch 8, wobei die Positionssensoren Hall-Sensoren sind.The brushless DC motor of claim 8, wherein the position sensors are Hall sensors.
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