DE102012220123B4

DE102012220123B4 - Motorsteuerung

Info

Publication number: DE102012220123B4
Application number: DE102012220123.8A
Authority: DE
Inventors: Mirko KRESS; Thorsten Müller; Volker STEIGERWALD
Original assignee: Magna Electronics Europe GmbH and Co OHG
Current assignee: Magna Powertrain Bad Homburg GmbH
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2014-07-24
Anticipated expiration: 2032-11-06
Also published as: DE102012220123A1; US20140125263A1

Abstract

Motorsteuerung für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einer die Bestromung der Wicklungen eines bürstenlosen Gleichstrommotors (M) bewirkenden Elektronik, mit einem Taktgenerator (TG) zur Bereitstellung eines die Prozesse der Elektronik steuernden Taktsignals, wobei die Motorsteuerung (MS) zum Senden und/oder Empfangen von Signalen mit einem Slave (LS) eines Bussystems (LB) als Kommunikationsschnittstelle gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bussystem als LIN-Bus (LB) ausgebildet ist, und dass der Taktgeber (TG) der Motorsteuerung (MS) als RC-Oszillator ausgebildet ist, und dass der Takt des LIN-Masters die Kommunikationsschnittstelle des LIN Slave synchronisiert und zusätzlich über den LIN Slave der Takt des LIN-Master zur Synchronisation des vom Taktgenerator (TG) der Motorsteuerung (MS) erzeugten Taktes verwendet wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Motorsteuerung für ein Kraftfahrzeug nach der Art von Anspruch 1.
Innerhalb von Kraftfahrzeugen werden eine Vielzahl von Einrichtungen mittels bürstenloser Gleichstrommotoren betätigt. Ein Beispiel ist der Ventilator eines Kühlers, mittels dem Luft durch einen Wärmetauscher gefördert wird.
Die DE 10 2005 029 198 A1 beschreibt die Steuerung einer Schiebetüre eines Kraftfahrzeuges über einen LIN-Bus und eine Slave-ECU. Der Schiebetürantrieb kann kann ein DC-Bürstenmotor oder ein bürstenloser Gleichstrommotor, ein BLDC-Motor sein.
Ein Motortreiber für einen elektronisch kommutierten Elektromotor gemäß der DE 196 10 994 A1 steuert die Drehmomenterzeugung mittels PWM-Signal.
Die DE 42 00 477 C2 beschreibt eine elektrische Regeleinrichtung für bürstenlose Elektromotore mit einem Drehmomentbefehlssignalgenerator, einer Zeitmessschaltung sowie Zählern.
Aus der DE 60 030 623 T2 ist eine weitere Steuerung eines BLDC-Motors bekannt, bei der Spannungsleseschritte zum Abtasten der Phasenspannungen durchgeführt werden.
Die DE 10 2009 053 734 A1 beschreibt ein Verfahren zum Synchronisieren von Zeitgebern der Teilnehmer eines Netzwerkes. Die DE 10 2004 027 503 A1 zeigt ein Verfahren zur Etablierung einer globalen Zeitbasis in einem zeitgesteuerten Kommunikationssystem.
Ein globales Zeitsignal bei einer Motorsteuerung sieht die DE 103 23 980 A1 vor. Vorgesehen sind zwei Kommunikationsbussysteme mit unterschiedlichen Übertragungsgeschwindigkeiten.
Die Steuerung eines BLDC-Motors bedarf eines Taktes, wobei die Steuergenauigkeit sowie die Einhaltung einer vorgesehenen Drehzahl von der Genauigkeit des Taktsignales, des Taktgenerators abhängt. Bekannt ist die Verwendung von Taktgeneratoren, die einen Schwingquarz umfassen. Bei Hochtemperaturanwendungen ist eine derartige Ausrüstung kritisch und kostenintensiv. Alternativ kann ein RC-Oszillator mit einer hohen Ungenauigkeit.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Motorsteuerung in gegenüber den bekannten Lösungen verbesserter Ausführung vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der ungenaue Takt der Motorsteuerung immer wieder eine Synchronisierung über das Bussystem, über welches die Motorsteuerung mit der Fahrzeugsteuerung verbunden ist, erfährt. Vorzugsweise erfolgt die Synchronisation über den Master des Bussystems, der eine sehr präzise Taktung, einen entsprechend genauen Taktgeber aufweist.
Im Kraftfahrzeugbereich dient ein LIN-Bus der Steuerung, Anbindung von Modulen für Türen, Lenkräder, Sitze, Klimasteuerungen, Lichtanlagen, Regensensoren, Lichtmaschinen. An diesen Baugruppen lassen sich über den LIN-Bus auf einfache Weise intelligente Sensoren und Aktoren anschließen. Der Kommunikationsstandard liegt dabei unterhalb des CAN-Busses.
Eine Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die Motorsteuerung einen den Umgebungsbedingungen genügenden, kostengünstigen Taktgeber aufweist, wobei der Takt dieses Taktgeber über den mit der Steuerung verbundenen LIN-Slave in regelmäßigen Zeitabständen eine Synchronisierung erfährt. Der kostengünstige Taktgeber der Motorsteuerung produziert ein Taktsignal mit lediglich geringer Genauigkeit, was entsprechend nur eine reduzierte System-, Drehzahlgenauigkeit erlaubt. Durch das sukzessive Synchronisieren des Taktes der Motorsteuerung mit dem hochgenauen Takt des Lin-Masters wird somit auch eine höhere System-, Drehzahlgenauigkeit erzielt.
Gemäß LIN-Spezifikation hat der Takt des LIN-masters eine Genauigkeit < 0,5%. Der präzise LIN-Takt (vom LIN-Master) wird somit nicht nur dazu verwendet, die Kommunikationsschnittstelle des LIN-Busses (den LIN-Slave) zu synchronisieren sondern zusätzlich auch über diese Schnittstelle auch den Takt der Motorsteuerung zu verbessern. Die beschriebene Ausführung ermöglicht somit eine hohe Steuerungsgenauigkeit, ohne einen kostenintensiven Taktgeber (Quarz) einsetzen zu müssen. Die Motorsteuerung kann mit einem kostengünstigen RC-Oszillator ausgerüstet werden.
Des Weiteren erfolgt die Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand der Zeichnungen.
1 zeigt ein als LIN-Bus ausgebildetes Bussystem LB mit einer Slave-Station LS. Über diese Slave-Station, den LIN-Slave LS erfolgt die Anbindung einer Motorsteuerung MS an die Fahrzeugelektronik, welche nicht weiter dargestellt ist. Die Motorsteuerung MS steht mit einem Bürstenlosen Gleichstrommotor in Verbindung und bestromt dessen Wicklungen entsprechend der Rotorlage. Der vorgegebene und anzufahrende Drehzahlwert wird der Motorsteuerung MS über den LIN-Bus LB und den LIN-Slave zugeführt. Bei dem Motor M handelt es sich um den Antrieb eines nicht dargestellten Kühlerlüfters, so dass Motor sowie die Steuerung einem entsprechenden Temperaturbereich ausgesetzt ist.
Die Motorsteuerung MS weist die zur Bestromung der Wicklungen des Motors M erforderlichen Leistungsendstufen sowie einen als RC-Oszillator ausgebildeten Taktgeber, Taktgenerator TG auf. Der Taktgenerator der Motorsteuerung MS erzeugt eine Folge Rechteckimpulse, wie diese in 2, unten, über die Zeit t dargestellt sind.
Der Taktgenerator des LIN-Masters erzeugt eine Impulsfolge – Zeitdarstellung 2, oben – mit hoher Genauigkeit. Über den LIN-Bus-Slave LS wird dieser Mastertakt zur Synchronisierung des ungenaueren Taktes des Taktgenerators TG der Motorsteuerung MS verwendet. Die ungenauere Taktfolge der Motorsteuerung MS wird mit der Taktung des LIN-Busses LB phasenweise beaufschlagt, derartig, dass zu Beginn der Synchronisierung StSy eine Phasensynchronisation erfolgt und zum Zeitpunkt ESy die Taktung synchronisiert ist. Der Taktgenerator TG stellt nun – für eine bestimmte Zeit – ein Taktsignal mit hoher Güte bereit. Der Synchronisierungsvorgang wird periodisch wiederholt.
Bezugszeichen

LB

LIN-Bus, Bussystem

LS

Slave, Slavestation, LIN-Bus-Slave

MS

Motorsteuerung

M

Motor, bürstenloser Gleichstrommotor

TG

Taktgenerator, RC-Oszillator Motorsteuerung

t

Zeit

StSy

Start Synchronisierung

ESy

Ende Synchronisierung

Claims

Motorsteuerung für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einer die Bestromung der Wicklungen eines bürstenlosen Gleichstrommotors (M) bewirkenden Elektronik, mit einem Taktgenerator (TG) zur Bereitstellung eines die Prozesse der Elektronik steuernden Taktsignals, wobei die Motorsteuerung (MS) zum Senden und/oder Empfangen von Signalen mit einem Slave (LS) eines Bussystems (LB) als Kommunikationsschnittstelle gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bussystem als LIN-Bus (LB) ausgebildet ist, und dass der Taktgeber (TG) der Motorsteuerung (MS) als RC-Oszillator ausgebildet ist, und dass der Takt des LIN-Masters die Kommunikationsschnittstelle des LIN Slave synchronisiert und zusätzlich über den LIN Slave der Takt des LIN-Master zur Synchronisation des vom Taktgenerator (TG) der Motorsteuerung (MS) erzeugten Taktes verwendet wird.
Motorsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, der Motor (M) dem Antrieb eines Kühlerlüfters dient.