DE102015118659A1

DE102015118659A1 - Verfahren und System zur Steuerung des Betriebs einer Steuereinrichtung

Info

Publication number: DE102015118659A1
Application number: DE102015118659.4A
Authority: DE
Inventors: Tobias Kiefer; Martin Winker
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2017-05-04

Abstract

Die Erfindung ist gerichtet auf ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Steuereinrichtung, die mit einer Spannungsversorgung verbunden ist, welche eine Versorgungsspannung für die Steuereinichtung ausgibt, mit den Verfahrensschritten: Erfassen des Pegels der Versorgungsspannung und Auswerten des erfassten Spannungspegels als Teil eines Start-Prozesses, der in der Steuereinrichtung abläuft; Halten der Steuereinrichtung in einem Betriebszustand mit niedriger Leistungsaufnahme, wenn der erfasste Spannungspegel größer als Null und kleiner als ein erster Spannungswert ist; solange der erfasste Spannungspegel kleiner als der erste Spannungswert ist, Fortfahren mit der Erfassung des Pegels der Versorgungsspannung und der Auswertung des erfassten Spannungspegels als Teil des Start-Prozesses; wenn der erfasste Spannungspegel gleich oder größer als der erste Spannungswert ist, Wechseln von dem Start-Prozess in einen Arbeits-Prozess der Steuereinrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Steuerung des Betriebs einer Steuereinrichtung, die mit einer Spannungsversorgung verbunden ist, welche eine Versorgungsspannung für die Steuereinrichtung erzeugt. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Steuereinrichtungen in Kraftfahrzeugen, die über die Fahrzeugbatterie versorgt werden und eine Last, z. B. eine oder mehrere elektrische Maschinen ansteuern. Die elektrischen Maschinen können Elektromotoren für verschiedene Stellkomponenten in dem Kraftfahrzeug umfassen, beispielsweise zur Verstellung einer Kühlerjalousie, eines Ventils, eines Lüfters etc.
Solche Steuereinrichtungen umfassen in der Regel einen Mikrocontroller zur Abarbeitung eines Steuer- oder Anwendungsprogramms, wobei der Mikrocontroller nur dann seinen Betrieb aufnimmt, wenn über die Fahrzeugbatterie eine ausreichend hohe Versorgungsspannung bereitgestellt wird. Dadurch wird sicher gestellt, dass die Last erst angesteuert wird, wenn die Versorgungsspannung ausreichend zum Betrieb der Last ist.
In Anwendungen im Kraftfahrzeugbereich kann die Spannungsversorgung über ihre Lebensdauer starken Schwankungen unterworfen sein. Gleichwohl werden beispielsweise im Automobilbereich hohe Anforderungen an langfristige Leistungsfähigkeit und ständige Betriebsbereitschaft der Spannungsversorgung gestellt; diese muss auch über Spannungsschwankungen hinweg funktionsfähig bleiben. Es gibt beispielsweise einen Prüfablauf, bei dem die Spannungsversorgung von 12 V auf 0 V heruntergefahren und dann wieder auf 12 V hochgefahren wird, wobei dieser Prüfablauf über eine relativ lange Zeitspanne, von z. B. einer Stunde, durchgeführt wird. Alle elektrischen Abnehmer, die in dem Fahrzeug von der Spannungsversorgung versorgt werden, müssen bei dieser Prüfung mit dem Spannungsabfall und dem Spannungsanstieg zurechtkommen, funktionsfähig bleiben und die Prüfung ohne Beschädigung bestehen. Eine weitere Anforderung besteht darin, dass das Gesamtsystem der aus der Spannungsversorgung gespeisten Abnehmer ab einem definierten Spannungspegel (z. B. 6 V), der unterhalb der Versorgungsspannung (z. B. 12 V) liegt, fehlerfrei arbeiten können und bei ansteigender Spannung ab diesem definierten Spannungspegel ihren Betrieb problemlos aufnehmen können müssen. Beispielsweise bei einem Power-On Reset (POR), bei dem die Spannung von 0 V auf die Versorgungsspannung ansteigt, müssen alle angeschlossenen Systemkomponenten ab dem definierten Spannungspegel zuverlässig arbeiten. Unterhalb dieses definierten Spannungspegels darf es nicht zu instabilen Zuständen der an der Spannungsversorgung angeschlossenen Abnehmer kommen, insbesondere nicht zu einer gegenseitigen Beeinflussung selbiger Abnehmer.
Hierfür kann eine Spannungs-Überwachungsschaltung vorgesehen sein, welche die Versorgungsspannung überprüft und alle angeschlossenen Systemkomponenten in einem Reset-Zustand hält, bis der von der Spannungsversorgung gelieferte Spannungspegel einen definierten Wert überschreitet. Solche Spannungs-Überwachungsschaltungen können eine Hysterese aufweisen, um Schwingungen zu verhindern, die sich bei langsam ansteigender Versorgungsspannung ergeben können, wenn nach dem In-Betrieb-Nehmen verschiedener Abnehmer der Spannungspegel wieder abfällt.
In einem Gesamtsystem können verschiedene Abnehmer von der Spannungsversorgung mit Energie versorgt werden. Am Ausgang der Spannungsversorgung oder an den Eingängen verschiedener Untersysteme, die an die Spannungsversorgung angeschlossen sind, können eine oder mehrere Polaritäts-Umkehr-Schutzeinrichtungen vorgesehen sein. Ein Beispiel für eine Polaritäts-Umkehr-Schutzeinrichtung ist eine einfache Diode, die verhindert, dass von den Abnehmern oder Untersystemen ein Rückstrom fließt. Insbesondere dient die Polaritäts-Umkehr-Schutzeinrichtung als Verpolschutz, so dass eine falsch angeschlossene Stromquelle, deren positiver und negativer Spannungsanschluss vertauscht wurden, keine Komponenten des Systems beschädigt.
In dem oben beschriebenen Prüfablauf kann diese Diode oder eine andere Polaritäts-Umkehr-Schutzeinrichtung jedoch zu Problemen führen. Denn wenn die Versorgungsspannung ansteigt, bleibt das Gesamtsystem zunächst im Reset-Zustand, bis ein definierter Spannungspegel erreicht ist, wie oben dargelegt. In diesem Zustand ist der Spannungsabfall über der Diode nahezu 0 V, aufgrund der sehr geringen Stromaufnahme der Abnehmer. Sobald die Spannungs-Überwachungseinrichtung den Betrieb des Systems freigibt und die einzelnen Untersysteme mit Spannung versorgt werden, um ihren Betrieb aufzunehmen, fließt ein erhöhter Strom durch die Diode und erzeugt somit einen höheren Spannungsabfall, der z. B. in der Größenordnung von 0,4 V liegen kann. Durch diesen größeren Spannungsabfall kann der Gesamtspannungspegel der Spannungsversorgung insgesamt absinken und unter den definierten Spannungspegel fallen, was dazu führt, dass das gesamte System wieder in den Reset-Zustand geht. Da der Spannungsanstieg sowohl im Normalbetrieb als auch in dem beschriebenen Prüfungsablauf langsam sein kann, kann sich dadurch eine Schwingung zwischen dem Betriebszustand und dem Reset-Zustand ergeben, was zu vermeiden ist.
Anwendung im Kraftfahrzeug verschärfen diese Probleme noch, weil nicht nur die Steuereinrichtung des Systems an sich ein Stromverbraucher ist, sondern weil auch eine oder mehrere Lasten, wie Elektromotoren oder allgemeiner Aktoren, von der Versorgungsspannung versorgt werden müssen. In diesem Fall ist die Gefahr des Einbruchs der Spannungsversorgung noch gravierender, weil die Steuereinrichtung angeschlossene Untersysteme, wie Elektromotoren, ansteuert und z. B. einen Antriebsstrom oder Haltestrom an einen Motor anlegt, wodurch der Stromverbrauch steigt und ein höherer Spannungsabfall entsteht. Dadurch kann wiederum die Spannung soweit abfallen, dass die Spannungs-Überwachungseinrichtung signalisiert, dass das System zurückgesetzt werden muss.
Schließlich gibt es im Kraftfahrzeug das zusätzliche Phänomen, dass beim Anlassen des Motors beim Kaltstart wie auch beim Warmstart nur eine begrenzte Menge der Ausgangsleistung der Spannungsversorgung für die elektrischen Abnehmer zur Verfügung steht, sodass während dem Anlassen des Motors ein weiterer Spannungsabfall der Versorgungsspannung zu erwarten ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zur Steuerung des Betriebs einer Steuereinrichtung, die mit einer Spannungsversorgung verbunden ist, anzugeben, die einen zuverlässigen Betrieb angeschlossener Stromabnehmer unabhängig von einem Spannungsabfall sicherstellen kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und ein System gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung sieht ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Steuereinrichtung vor, wobei die Steuereinrichtung mit einer Spannungsversorgung verbunden ist, die eine Versorgungsspannung für die Steuereinrichtung ausgibt. Der Pegel der Versorgungsspannung wird erfasst, und der erfasste Spannungspegel wird als Teil eines Start-Prozesses der Steuereinrichtung ausgewertet. Solange der erfasste Spannungspegel unter einem ersten Spannungswert liegt, wird die Erfassung und Auswertung des gefassten Spannungspegels in dem Start-Prozess der Steuereinrichtung fortgesetzt, und die Steuereinrichtung wird in einem – Betriebszustand mit niedriger Leistungsaufnahme gehalten. Erreicht oder übersteigt der erfasste Spannungspegel den ersten Spannungswert, dann geht die Steuereinrichtung von dem Start-Prozess in einen Arbeits-Prozess über. In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Steuereinrichtung ein Bootloader-Modul auf, und der Start-Prozess wird in dem Bootloader-Modul abgearbeitet. Der Übergang von dem Start-Prozess in den Arbeits-Prozess kann in einem Beispiel dadurch realisiert sein, dass die Steuereinrichtung von einem Softwaremodul, das den Start-Prozess definiert, beispielsweise dem Bootloader-Modul, zu einem anderen Softwaremodul springt, das eine oder mehrere Anwendungen definiert. In einem anderen Beispiel kann der Übergang von dem Start-Prozess in den Arbeits-Prozess dadurch erfolgen, dass in einer Abfrageschleife andere und/oder zusätzliche Funktionalitäten freigegeben werden, wenn von dem Start-Prozess in den Arbeits-Prozess übergegangen wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann durch die Steuereinrichtung selbst überprüft werden, ob der Spannungspegel der Versorgungsspannung ausreichend hoch ist, um die Steuereinrichtung und ggf. Abnehmer, wie einen Elektromotor oder allgemeiner einen Aktor oder eine andere Last, in einen Arbeits-Betriebsmodus zu setzen. Dies kann beispielsweise relevant sein bei einem Power-On-Reset. Das Verfahren stellt sicher, dass die eigentlichen Anwendungen erst dann starten, wenn das Spannungsniveau der Versorgungsspannung einen ausreichend hohen Pegel erreicht hat, um zu verhindern, dass das System bei einer erhöhten Stromaufnahme in den Reset-Zustand zurückfällt. Hierzu wird nicht oder nicht nur eine Spannungs-Überwachungs-Schaltung verwendet, sondern diese wird unterstützt oder ersetzt durch eine Software, die in einer Untereinheit der Steuereinrichtung laufen kann. Diese Software hält das gesamte System, einschließlich Steuereinrichtung und Abnehmer, in einem Niederspannungs-Zustand und hält dadurch die Stromaufnahme auf einem niedrigen Wert, bis die Spannungsversorgung ein ausreichend hohes und stabiles Spannungsniveau erreicht hat. Der Start-Prozess der Steuereinrichtung kann schon bei einer sehr niedrigen Versorgungsspannung arbeiten und benötigt geringe Ressourcen. Die Leistungsaufnahme ist ebenfalls gering.
Der Arbeits-Prozess kann in einen ersten Arbeits-Prozess und einen zweiten Arbeits-Prozess aufgeteilt sein. Der erste Arbeits-Prozess kann beispielsweise vorsehen, dass lediglich Kommunikationsschnittstellen der Steuereinrichtung aktiviert werden, um an die Steuereinrichtung angeschlossene Einheiten anzusprechen und beispielsweise Statussignale von diesen zu empfangen. In dem ersten Arbeits-Prozess können auch alle oder die meisten Funktionen der Steuereinrichtung aktiviert und/oder initialisiert werden. In diesem Beispiel werden erst dann, wenn der erfasste Spannungspegel weiter ansteigt und einen zweiten definierten Spannungswert erreicht, in einem zweiten Arbeits-Prozess sämtliche Funktionen der Steuereinrichtung freigegeben, um die an die Steuereinrichtung angeschlossenen Einheiten, beispielsweise einen Elektromotor, anzusteuern. In dem zweiten Arbeits-Prozess kann beispielsweise ein Elektromotor bestromt werden, um ein Haltemoment oder ein Verstellmoment zu erzeugen. Allgemeiner können im zweiten Arbeits-Prozess alle Abnehmer, wie Aktoren, angesteuert werden.
Zusätzlich zur Erfassung des Spannungspegels der Versorgungsspannung kann der Start-Prozess einen Timer verwenden, wobei ein Übergang von dem Start-Prozess in den Arbeits-Prozess erst nach Ablauf einer vorgegebenen ersten Zeitspanne erfolgt. Dadurch können während des Start-Prozesses weitere Funktionen ausgeführt werden, beispielsweise ein Bootloader-Prozess, und es wird verhindert, dass die Steuereinrichtung zu schnell in den Arbeits-Prozess übergeht. Während des Start-Prozesses kann beispielsweise geprüft werden, ob die Steuerung eine Aufforderung zur Aktualisierung der Software der Steuereinrichtung empfängt, und wenn eine solche Aufforderung empfangen wird, kann ein Aktualisierungs-Prozess gestartet werden.
Der Start-Prozess kann beispielsweise einen Analog-Digital-Wandler der Spannungsversorgung oder ein Niederspannungs-Flag (soweit vorhanden) in der Steuereinrichtung selbst überprüfen, um festzustellen, ob der Spannungspegel der Spannungsversorgung den definierten Spannungspegel erreicht hat und somit einen sicheren Betrieb zulässt. Hierzu kann auch jede andere Spannungsmessung in dem System dienen, solang der gemessene Wert dem Spannungspegel der Versorgungsspannung entspricht. Sobald erfasst ist, dass das sichere Spannungsniveau erreicht ist, kann von dem Start-Prozess in den Arbeits-Prozess gewechselt werden.
Wenn die Steuereinrichtung über einen integrierten Bootloader verfügt, kann der Start-Prozess als zusätzliche Funktionalität in den Bootloader integriert werden. Ein Bootloader, auch als Startprogramm oder Urlader bezeichnet, ist eine Software, die sich in vielen Rechnerarchitekturen im ersten Block eines bootfähigen Mediums befindet und als eine Art Startprogramm dient. Zu Beginn der Ausführung des Bootloaders kann dieser zunächst während einer vorbestimmten Zeitspanne abwarten, ob externe Signale oder Befehle, z. B. zum Einspielen eines neuen Hauptprogramms erhalten werden. Werden diese Befehle erhalten, so wird das neue Hauptprogramm in einen Speicher der Steuereinrichtung geladen. Werden innerhalb des vorbestimmten Zeitraums keine derartigen Signale oder Befehle erhalten, so veranlasst der Bootloader einen Sprung zum Hauptprogramm. Der Bootloader selbst hat üblicherweise jedoch keine die Anwendung direkt betreffende Funktionalität, sondern er dient zum Starten der Anwendungssoftware. Der Bootloader kann daher erfindungsgemäß dazu verwendet werden, ein Starten der Anwendungssoftware zu verhindern, bis sichere Betriebsbedingungen festgestellt wurden.
Ein Vorteil der Verwendung des Bootloaders in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass der Spannungspegel der Versorgungsspannung nicht für jede Anwendung erneut überprüft werden muss. Der Bootloader kann für das Gesamtsystem einen einzigen Prüfvorgang durchführen.
Ein weiterer Vorteil der Realisierung des Verfahrens über den Bootloader ist, dass die entsprechende Funktionalität, die dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegt, auf einfache Weise jedem Steuerprozess hinzugefügt werden kann, indem der Bootloader entsprechend programmiert wird. Eine Änderung der Anwendungs-Software ist nicht notwendig. Dadurch können umfangreiche Tests und damit Kosten eingespart werden, weil der Bootloader im Vergleich zur Anwendungssoftware in der Regel wesentlich einfacher zu analysieren und damit leichter zu testen ist. Auch muss der Bootloader nur einmal getestet werden und kann dann in vielen kompatiblen Applikationen eingesetzt werden.
Die Erfindung sieht auch ein System zur Steuerung des Betriebs einer Steuereinrichtung vor, wobei die Steuereinrichtung mit einer Spannungsversorgung verbunden ist, welche eine Versorgungsspannung an die Steuereinrichtung ausgibt. Das System umfasst einen Detektor zur Erfassung des Pegels der Versorgungsspannung; ein Start-Modul, das dazu eingerichtet ist, die Steuereinrichtung in einem Betriebsmodus mit niedriger Leistungsaufnahme zu halten, wenn der erfasste Spannungspegel größer als Null und kleiner als der erste Spannungswert ist, und den Pegel der Versorgungsspannung mithilfe des Detektors weiter zu erfassen und auszuwerten, solange der erfasste Spannungspegel kleiner als der erste Spannungswert ist; und ein Arbeits-Modul der Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, von dem Start-Modul zu dem Arbeits-Modul zu wechseln, wenn der erfasste Spannungspegel gleich oder größer als der erste Spannungswert ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Start-Modul Teil eines Bootloader-Moduls der Steuereinrichtung. Das Arbeits-Modul kann eine Anwendungs-Software umfassen.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung ist im Folgenden anhand verschiedener Ausgestaltungen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren zeigen:
1 ein Diagramm eines Spannungsverlaufs einer Energieversorgung und einer zugehörigen Motor-Stromkurve eines Elektromotors, der über die Energieversorgung gespeist wird, gemäß dem Stand der Technik;
2 ein Blockdiagramm eines Beispiels einer Steuereinrichtung gemäß der Erfindung;
3 ein Blockdiagramm eines Beispiels einer Stelleinrichtung, die durch die Steuereinrichtung der 2 angesteuert werden kann;
4 ein Ablaufdiagramm eines Beispiels eines Verfahrens zur Steuerung des Betriebs der Steuereinrichtung;
5 ein Diagramm eines Spannungsverlaufs U(t) einer Energieversorgung und einer zugehörigen Motor-Stromkurve I(t) eines Elektromotors, der über die Energieversorgung gespeist wird, bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Ausführungsbeispiele, in denen ein Elektromotor über die Batterie eines Kraftfahrzeugs mit Energie versorgt wird. Die Ausgangsspannung der Batterie dient als Eingangsspannung der Steuereinrichtung und wird überwacht. Die Steuereinrichtung kann eine Polaritäts-Umkehr-Schutzeinrichtung mit einer Diode aufweisen, die in einer Versorgungsspannungsleitung liegt.
In dem Beispiel der 1 wird ein Prüfdurchlauf durchgeführt, bei dem die Eingangsspannung der Steuereinrichtung zunächst auf 0 V gesenkt und dann auf eine Betriebsspannung von 12 V wieder erhöht wird. Wenn die Spannung wieder ansteigt, ist das System zunächst in einem zurückgesetzten, undefinierten Zustand (I-1), bis ein bestimmter Spannungspegel erreicht ist, beispielsweise U₁ in 1. Während dieses Intervalls (I-1) ist der Spannungsabfall über der Diode der Polaritäts-Umkehr-Schutzeinrichtung nahezu Null. Wenn der erste Spannungswert U₁ erreicht ist, beginnt das System zu arbeiten, und Strom fließt durch die Diode, so dass sich ein höherer Spannungsabfall, von z. B. 0,4 V ergibt. Während also das System nach Erreichen des ersten Spannungswertes U₁ seinen Betrieb aufnimmt und beispielsweise ein Strom I₁ fließt, um die Steuereinrichtung mit Energie zu versorgen und ihre Funktionen freizugeben, oder sogar um einen mit der Steuereinrichtung gekoppelten Elektromotor anzusteuern, der ein Haltemoment erzeugt (Abschnitt II-1), bewirkt der zusätzliche Spannungsabfall über der Diode und/oder aufgrund der an die Energieversorgung angeschlossene Last, dass die Ausgangsspannung der Spannungsversorgung abfällt. Wenn die Spannung bis auf einen zweiten Spannungswert U₂ abfällt, der niedriger ist als der erste Spannungswert U₁, geht das System wieder in den zurückgesetzten undefinierten Zustand (Abschnitt I-2). In diesem Reset-Zustand geht der Motorstrom auf Null oder nahezu Null zurück, wodurch der Elektromotor und möglicherweise andere angetriebene Komponenten außer Betrieb gehen. Der Spannungsabfall über der Diode und der Last an der Spannungsversorgung entfällt, so dass die Spannung wieder ansteigen kann, beispielsweise bis zu einem dritten Spannungswert U₃ am Ende der Phase I-2, wobei sich beispielsweise ein elektrischer Strom I₃ einstellt. Aufgrund des langsamen Spannungsanstiegs kann sich so eine Schwingung zwischen den Betriebsphasen II-1, II-2, II-3 und den Reset-Phasen I-2, I-3, I-4 ergeben, wobei insbesondere in den Reset-Phasen I-2, I-3, I-4 undefinierte Betriebszustände auftreten können. Während diese Oszillation der Eingangsspannung schon allein durch die Steuereinrichtung und die ihr zugeordneten Komponenten, wie die Polaritäts-Umkehr-Schutzeinrichtung, verursacht werden kann, wird sie noch gravierender, wenn eine Last, wie ein Elektromotor, an die Steuereinrichtung angeschlossen ist.
Dieses Problem wird durch die Erfindung vermieden, indem die Steuereinrichtung vor Inbetriebnahme aller Funktionalitäten der Steuereinrichtung selbst und vor Inbetriebnahme der angeschlossenen Komponenten sicherstellt, dass die Spannungsversorgung ausreichend ist, damit die Steuereinrichtung und alle angeschlossenen Komponenten ordnungsgemäß arbeiten können.
2 zeigt ein Beispiel einer Steuereinrichtung gemäß der Erfindung in Form eines Blockdiagramms. Die Steuereinrichtung dient in diesem Beispiel der Ansteuerung eines Elektromotors 8. Der Elektromotor 8 ist beispielsweise ein dreiphasiger bürstenloser Gleichstrommotor.
In dem gezeigten Beispiel umfasst die Steuereinrichtung eine Steuereinheit 10 mit einem Controller 12, beispielsweise einem Mikrocontroller. Die Steuereinheit 10 umfasst im Beispiel außerdem folgende mit dem Mikrocontroller gekoppelte Peripherie-Elemente: Einen Analog/Digital-Wandler (ADC) 14, einen Back-EMF-Komparator 16 (EMF = Elektromotorische Kraft) und eine optionale Erfassung- und Vergleichs-Einheit CCU 18 (Englisch: Capture/Compare Unit). Desweiteren können weitere Peripherie-Elemente vorhanden sein, beispielsweise dem Mikrocontroller zugeordnete Glättungskondensatoren und Widerstände, etwa Pullup-Widerstände, sowie Timer, Flashspeicher, EPROM (erasable programmable read-only memory) und andere elektronische Bauteile. Die Peripherie-Elemente können in den Mikrocontroller integriert sein oder als separate Bauteile mit dem Mikrocontroller gekoppelt sein. Zu der Steuereinheit gehören im dem gezeigten Beispiel ferner ein PWM-Modul 20 (PWM = Pulsweitenmodulation) und ein LIN-Modul 22 zur Ansteuerung eines Local. Interconnected Network(LIN)-Busses 24. Anstelle oder zusätzlich zu der Kommunikation über den LIN-Bus kann die Steuereinrichtung auch direkt ein Pulsweitenmodulations(PWM)-Signal ausgeben. Das PWM-Modul 20 kann beispielsweise als Enhanced PWM-Modul ausgeführt sein, wodurch ein erweiterter Funktionsumfang bereitgestellt werden kann. Dadurch können beispielsweise die Totzeiten der Halbleiterschalter bei der Kommutierung des Elektromotors eingestellt oder zwischen verschiedenen PWM-Modi, wie etwa Halbbrücken-PWM oder Vollbrücken-PWM, ausgewählt werden.
Die Steuereinheit 10 empfängt an dem Analog/Digital-Wandler 14 das Ausgangssignal einer Strommessung zur Bestimmung des Motorstroms über eine Leitung 26; der Back-EMF-Komparator 16 empfängt das Ausgangssignal einer BEMF-Messung zur Ermittlung der Gegen-elektromotorischen. Kraft an den Phasenwicklungen des Elektromotors über eine Leitung 28; und die Erfassung- und Vergleichs-Einheit 18 empfängt an ihrem Eingang Messsignale von einem oder mehreren Hallsensoren 30, die der Erfassung der Drehlage oder Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 8 dienen, über eine Hall-Messleitung 32. Die Anordnung bestehend aus der Vergleichs-Einheit 18, den Hallsensoren 30 und der Hall-Messleitung 32 ist optional. Ebenso kann die Lageerkennung ausschließlich sensorlos mittels einer BEMF-Messung durchgeführt werden. Selbstverständlich können beide Verfahren zur Lageerkennung kombiniert werden. Alternativ zu den Hallsensoren 30 kann auch eine andere Sensor-Anordnung, beispielsweise bestehend aus kapazitiven oder induktiven Sensoren über eine entsprechende Auswerteeinheit an den Mikrocontroller 12 gekoppelt sein. Das Enhanced PWM-Modul 20 ist einem High-Side-Gate-Treiber 34 und mit einem Low-Side-Gate-Treiber 36 zur Ansteuerung einer Endstufe 38 zur Steuerung des Elektromotors 8 gekoppelt. Der High-Side-Gate-Treiber 34 steuert einen der Versorgungsspannung V_Bat zugeordneten Transistor der Endstufe 30 an, und der Low-Side-Gate-Treiber 36 steuert einen Masse zugeordneten Transistor der Endstufe 38 an. Als Transistoren können insbesondere MOSFETs verwendet werden. Für jede Phase des Elektromotors 8 sind ein. Gate-Treiber-Paar 34, 36 und eine Endstufe 38 vorgesehen. Im Falle eines dreiphasigen Elektromotors ist die Endstufe 38 beispielsweise durch eine H6-Brücke realisiert. Dabei ist jeweils eine Halbbrücke einer Phasenwicklung zugeordnet. Somit steuern die den Transistoren zugeordneten High-Side-Gate-Treiber 34 drei obere Brückenschalter und die Low-Side-Gate-Treiber 36 drei untere Brückenschalter der Endstufe 38 an. Die Low-Side- und High-Side-Gate-Treiber 34, 36 können prinzipiell auch in die Steuereinheit 10, beziehungsweise in den Controller 12 integriert, oder wie gezeigt, als separate Einheit realisiert sein.
Die Steuereinrichtung umfasst in dem gezeigten Beispiel ferner eine Reglereinheit 40, beispielsweise einen 12 V bis 15 V Regler, der zwischen einem Ausgang der Steuereinheit 10 und der Versorgungsspannung V_Bat angeschlossen ist. In dem gezeigten Beispiel umfasst die Steuereinrichtung ferner eine Polaritäts-Umkehr-Schutzschaltung in Form einer Diode 42 und ein Eingangs-L-C-Glied 44. Das Eingangs-L-C-Glied 44 ist zur Glättung der Eingangsspannung ferner mit einem Kondensator 45 gekoppelt. Zur Messung der Back-EMF ist ferner für jede Phase des Elektromotors 8 ein Spannungsteiler 46 mit einer Spannungs-Messeinheit 48 gekoppelt. Eine weitere Spannungs-Messeinheit 50 erfasst die Eingangsspannung V_Bat und führt diese dem ADC 14 zu.
Die in 2 gezeigte Steuereinrichtung arbeitet wie folgt. Die Steuereinheit erfasst über die Spannungs-Messeinheit 50 und den Analog/Digital-Wandler 14 den Spannungspegel der Eingangsspannung V_Bat und regelt im Normalbetrieb das Spannungsniveau der Versorgungsspannung auf einen vorgegebenen Wert mithilfe der Reglereinheit 40. Die Steuereinheit erhält ferner über den Analog/Digital-Wandler 14 Strommesssignale über die Leitung 26 für jede der Phasen des Elektromotors 8, wobei die Ergebnisse der Spannungsmessung und der Strommessung über den Analog/Digital-Wandler 14 jeweils in digitale Signale umgewandelt werden. Für die Ansteuerung und Regelung des Betriebs des Elektromotors 8 verwertet die Steuereinheit ferner die Ergebnisse der BEMF-Messung über die Messleitung 28. Zusätzlich können Hallsensoren zur Lageerkennung vorgesehen sein, wobei die Ausgangssignale der Hall-Sensoren 30 über die Hall-Messleitung 32 ebenfalls der Steuereinheit zur Verwertung zugeführt werden. Mithilfe der BEMF-Messung kann eine Null-Durchgangserkennung der in der jeweils unbestromten Phasenwicklung induzierten Motorspannung zur Erfassung der Rotorposition und zur Kommutierungsregelung erfolgen. Aus den Ausgangssignalen der Hall-Sensoren lassen sich Drehlage und Drehgeschwindigkeit des Rotors ableiten. All diese Größen dienen der Regelung des Motorbetriebs, wobei Regelalgorithmen in dem Controller 12 hinterlegt sein können, der seine digitalen Eingangssignale über die beschriebenen Einheiten erhält. Die Ansteuerung des Elektromotors erfolgt über den High-Side-Gate-Treiber 34 und den Low-Side-Gate-Treiber 36 sowie die Endstufe 38, wobei, wie oben erwähnt, für jede Motorphase eine entsprechende Einheit aus Gate-Treiber 34, 36 und Endstufe 38 vorgesehen ist.
Die Steuereinheit kann ferner über einen LIN-Bus mit einem Local Interconnect Network (LIN) eines Kraftfahrzeugs verbunden werden, um weitere Einheiten innerhalb des LIN-Netzwerks anzusteuern. Die an den LIN-Bus angeschlossenen Einheiten können nach Art eines LIN-Slaves angesteuert werden, wobei die Steuereinheit in dem Fahrzeug als LIN-Master dient. Optional kann der LIN-Bus auch mit einem CAN-Bus gekoppelt sein. Die Steuereinheit 10 kann auch direkt für einen CAN-Bus oder ein anderes Bus-System konfiguriert sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Ansteuerung verschiedener Einheiten auch über eine Pulsweitenmodulation erfolgen, indem eine Stellnachricht auf einer Signalleitung über Pulsweitenmodulation kodiert wird. Dadurch können verschiedene Einheiten oder Aktoren auf verschiedene Art und unter Nutzung verschiedener Protokolle angesteuert werden.
Erfindungsgemäß nimmt die Steuereinrichtung der 2 und insbesondere der Controller 12 seinen Normalbetrieb erst auf, nachdem sichergestellt ist, dass die Eingangsspannung V_Bat einen ausreichend hohen und stabilen Spannungswert aufweist. Hierzu ist in dem Controller 12 ein Start-Modul realisiert, das unter anderem das Ergebnis der Spannungs-Messeinheit 50 auswertet. Dieses Start-Modul kann in einem Bootloader-Programm-Modul realisiert sein, das in dem Controller 12 vorgesehen ist. Ein Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs ist unten mit Bezug auf 4 beschrieben.
Als ein Beispiel einer Anwendung der Erfindung ist in 3 ein Klappenantrieb für eine Kühlerjalousie eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Die Kühlerjalousie umfasst mehrere Klappen oder Lamellen, die durch den Klappenantrieb bewegt werden können. Die Kühlerjalousie ist schematisch bei 110 dargestellt. Der Klappenantrieb 120, auch als Aktor bezeichnet, umfasst eine Ansteuerelektronik 122, beispielsweise die Steuereinrichtung der 2, einen Elektromotor 124, beispielsweise den Elektromotor 8 der 2, und ein Getriebe 126. Der Elektromotor 124 ist beispielsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor. Das Getriebe 126 kein ein mehrstufiges Übersetzungsgetriebe sein, das als ein Zahnradgetriebe, Schneckengetriebe, Planetengetriebe etc. aufgebaut sein kann, um einen Getriebestrang zwischen der Motorwelle und einer Kupplung 128 zur Kühlerjalousie 110 zu bilden. In dem Beispiel der 3 wird über eine Rückkopplungsleitung 130 ein Betriebssignal M des Elektromotors 124 an das Steuermodul 122 zurückgeführt. Dieses Betriebssignal M kann z. B. dem Motorstrom oder einer in dem Elektromotor induzierten Spannung (BEMF) entsprechen und kann dazu genutzt werden, ein auf den Elektromotor 124 wirkendes Bremsmoment zu erfassen. Das Betriebssignal kann z. B. eines oder mehrere der Messsignale auf den Messleitungen 26, 28, 31 in 2 umfassen. Die Steuereinrichtung 122 wird über zwei Versorgungsleitungen mit einer Betriebsspannung Vbat, z. B. mit der Bordnetzspannung eines Kraftfahrzeugs, und mit Masse GND verbunden. Die Steuereinrichtung 122 ist mit einer Kommunikations- oder Steuerleitung 132 gekoppelt, über die sie mit einem Bussystem eines Kraftfahrzeugs kommunizieren kann, beispielsweise mit dem LIN-Bus der 2.
Ein Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 4 dargestellt. Das Verfahren beginnt in 4 mit einem Power-on-Reset (POR) 52, wobei als erste Verfahrensschritte nach dem POR die Hardware (HW) der Steuereinrichtung im Schritt (HW initialisieren) 54 und ein Timer im Schritt (Time Out initialisieren) 56 initialisiert werden. Das Initialisieren der Hardware im Schritt 54 kann die Initialisierung des LIN-Busanschlusses 24, des Analog/Digital-Wandlers 14 und weiterer Funktionseinheiten und Ein-Ausgangs-Ports der Steuereinheit 10 umfassen. Das Initialisieren des Timers im Schritt 56 kann das Einstellen des Timers auf ein erstes Zeitintervall, von z. B. 50 ms, umfassen (nicht gezeigt). Diese Schritte können ebenso wie die nachfolgende Abfrageschleife 58 in einem Start-Modul oder Start-Prozess der Steuereinrichtung ablaufen, das in Software (SW) oder Hardware realisiert sein kann. Der Start-Prozess kann insbesondere Teil der durch einen Bootloader durchgeführten Routine sein, wenn die Steuereinrichtung über einen Bootloader verfügt. In denn gezeigten Beispiel ist der Start-Prozess in einem Bootloader realisiert.
Der Initialisierung folgt eine Abfrageschleife (Update?) 58, die mit einem Prüfschritt (Update-Anfrage prüfen) 60 beginnt, in dem geprüft wird, ob die Steuereinrichtung über eine Kommunikationsleitung (nicht gezeigt) die Aufforderung zum Einspielen eines Software- oder Firmware-Updates erhält. Im Schritt 60 wird entschieden, ob eine Update-Anforderung empfangen wurde, und wenn dies der Fall ist (Ja), wird zu einer Routine (SW-Update starten) 62 verzweigt, in der das Einspielen eines Software- oder Firmware-Updates gestartet wird. Sofern im Block 62 eine neue Software eingespielt wird, muss die Steuereinrichtung neu gestartet werden, bevor der Betrieb wieder aufgenommen werden kann. Es erfolgt ein Reset, und der Prozess fährt nach dem Reset im Schritt 54 fort.
Liegt keine Anforderung für ein Software- oder Firmware-Update vor (Nein), wird im Schritt 64 die Eingangsspannung der Steuereinrichtung überprüft (Spannung prüfen). Hierzu dient die Spannungsmessung mit der Spannungs-Messeinheit 50. Im Schritt 66 wird dann geprüft, ob die Eingangsspannung V_Bat größer als ein erster Spannungswert ist, beispielsweise größer als 6 V oder ein anderer geeigneter Spannungswert. Der erste Spannungswert kann ein definierter Anteil der maximalen Eingangsspannung, beispielsweise 50% der maximalen Eingangsspannung sein. Er sollte jedenfalls ausreichend hoch sein, damit die Steuereinrichtung ihren Betrieb aufnehmen kann. In der weiteren Beschreibung wird als erster Spannungswert ein Wert von 6 V angenommen, ohne Beschränkung hierauf. Wenn in dem Schritt 66 festgestellt wird, dass die Eingangsspannung kleiner oder gleich 6 V ist, geht die Abfrage zurück zum Block 60, wo erneut geprüft wird, ob eine Update-Anforderung vorliegt. Die Sequenz der Schritte 60 bis 66 wird solange wiederholt, bis die Eingangsspannung V_Bat größer als 6 V ist (Ja). Es kann ein Abbruchkriterium implementiert sein, so dass die aus den Schritten 60 bis 66 gebildete Schleife nur so oft wiederholt wird, bis eine maximale Anzahl an Durchlaufen erreicht ist oder bis eine vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist.
Dann wird im Schritt 68 der Timer ausgelesen (Time Out prüfen), um die Zeitspanne seit dem Initialisieren des Timers im Schritt 56 zu ermitteln. Im Schritt 70 wird geprüft, ob die verstrichene Zeitspanne eine vorgegebene erste Zeitspanne überschreitet, beispielsweise größer ist als 50 ms, ohne Beschränkung hierauf. Diese vorgegebene (minimale) Zeitspanne, die verstrichen sein muss, bevor der Start-Prozess die Abfrageschleife 58 verlassen darf, dient dazu sicherzustellen, dass die Eingangsspannung dauerhaft über dem ersten Spannungswert (in diesem Beispiel 6 V) liegt. Während in dem beschriebenen Beispiel die minimal Dauer der ersten Abfrageschleife 58 50 ms ist, kann auch ein anderes Zeitintervall gewählt werden, beispielsweise eine Zeitspanne von mehreren Sekunden oder sogar mehreren Minuten. Wenn die vorgegebene Zeitspanne von 50 ms nicht abgelaufen ist (Nein), fährt der Prozess mit der Überprüfung der Update-Anforderung im Schritt 60 fort. Ist aber die vorgegebene Zeitspanne abgelaufen (Ja), wird die Initialisierung der Hardware im Schritt 72 rückgängig gemacht (HW-Initialisierung rückgängig machen), so dass ein definierter Zustand der Steuereinrichtung und ihrer angeschlossenen Abnehmer zu Beginn eines Arbeits-Prozesses gewährleistet ist. Es wird im Schritt 72 also die Initialisierung der Hardware rückgängig gemacht. Dieser Schritt kann in anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung entfallen oder von einer erneuten Initialisierung der Hardware gefolgt werden, wobei die erneute Initialisierung einen für das Ausführen des folgenden Arbeitsprozesses (Anwendung starten) 74 bevorzugten Zustand bereitstellt. Der Arbeits-Prozess beginnt im Schritt 74 und kann ein oder mehrere Anwendungsprogramme beinhalten. Der Arbeits-Prozess kann mehrere abgestufte Prozesse umfassen, die abhängig von dem erfassten Spannungspegel der Versorgungsspannung aktiviert werden. Es ist z. B. möglich bei einem definierten niedrigeren Spannungsniveau, das allerdings über dem ersten definierten Spannungswert liegt, in einem ersten Arbeits-Prozess alle Funktionalitäten der Steuereinrichtung grundsätzlich zu aktivieren und die Kommunikation mit den angeschlossenen Teilnehmern zu erlauben, aber noch keine Aktoren anzusteuern. Ein zweiter Arbeits-Prozess kann dann gestartet werden, wenn das Spannungsniveau auf einen definierten höheren Spannungswert ansteigt, bei dem alle Funktionalitäten der Steuereinrichtung, einschließlich der Ansteuerung der Aktoren, freigegeben werden.
5 zeigt schematisch ein Beispiel des Verlaufs der Eingangsspannung U der Steuereinrichtung der 2 und den zugehörigen Verlauf des Motorstroms I des Elektromotors 8 in einem Prüfablauf, bei dem die Spannungsversorgung während einer relativ langen Zeitspanne von maximaler Spannung (z. B. 12 V) auf 0 V heruntergefahren und dann wieder auf die maximale Spannung hochgefahren wird. Die verschiedenen Betriebsabschnitte des Elektromotors, entsprechend dem Motorstrom I, sind von 1 bis 8 durchnmmeriert.
Im Abschnitt 1 ist der Elektromotor bestromt, wobei beispielsweise ein Haltemoment an eine Stelleinrichtung angelegt wird. Die Bestromung könnte auch so eingestellt sein, dass ein Verstellvorgang einer Stelleinrichtung erfolgen kann. Im Abschnitt 2 beginnt die Spannung U einen ersten Spannungsgrenzwert zu unterschreiten, so dass die Steuereinheit in einen Modus mit niedriger Leistungsaufnahme (Niederspannungs-Modus) geht. In dem Modus mit niedriger Leistungsaufnahme kann die Steuereinrichtung zwar noch auf LIN- oder andere Nachrichten reagieren und auch einen Großteil ihrer Funktionalität aufrechterhalten, der Elektromotor wird jedoch nicht mehr mit Strom versorgt. In diesem Abschnitt 2 ist die Versorgungsspannung U bereits zu niedrig, um einen definierten Betriebszustand des Motors sicher aufrechterhalten zu können. Im Abschnitt 3 sinkt die Spannung weiter bis zu einem minimalen Wert (z. B. 0 V), so dass der Controller 12 und somit die Steuereinrichtung abgeschaltet wird.
Im Abschnitt 4 steigt die Spannung bereits wieder, wobei bei diesen sehr niedrigen Spannungswerten undefinierte Zustände am Controller mit undefiniertem Stromverbrauch im Controller 12 auftreten können. Hieraus ergibt sich auch ein undefiniertes Verhalten der angeschlossenen Komponenten und Schaltelemente. Dieses bekannte aber undefinierte Verhalten ist im Abschnitt 4 beispielhaft durch eine Stromspitze dargestellt. Im Abschnitt 5 steigt die Spannung weiter an. In diesen Abschnitt bleibt die Steuereinrichtung weiterhin abgeschaltet. Im Abschnitt 6 ist die Spannung ausreichend hoch, damit der Controller 12 und somit die Steuereinrichtung ihren Betrieb aufnehmen kann, um die Initialisierung durchzuführen und die Abfrageschleife 58 zu starten. Diese läuft während des Abschnitts 6, wobei z. B. der Bootloader-Prozess und die Spannungsprüfung durchgeführt werden, wie mit Bezug auf 4 beschrieben ist. Die Abfrageschleife hat eine definierte Mindestdauer von z. B. 50 ms. Sie kann aber auch deutlich länger sein, beispielsweise bis zu 120 s. Am Ende des Abschnitts 6 ist die Eingangsspannung ausreichend hoch, dass in dem dann folgenden Abschnitt 7 erste Anwendungsprogramme starten können, beispielsweise eine Ansteuerung der LIN-Schnittstelle, das Starten bestimmter Überwachungsfunktionen der Steuereinrichtung, das Erfassen von Statussignalen von angeschlossenen Einheiten und Ähnliches. In diesem Abschnitt 7 werden die Motorwicklungen des Elektromotors noch nicht bestromt und auch keine Lasten mit hoher Stromaufnahme versorgt. Der Funktionsumfang der Steuereinrichtung ist noch eingeschränkt. Aktoren werden nicht angesteuert, sondern die Eingangsspannung ist hier beispielsweise nur ausreichend zur Durchführung der Kommunikation mit angeschlossenen Komponenten.
Am Ende von Abschnitt 7 wird festgestellt, dass die Eingangsspannung ausreichend hoch ist, um in den Abschnitt 8 überzugehen, in dem auch der Motor bestromt werden kann, beispielsweise mit einem Haltestrom oder mit einem Verstellstrom, wobei auch andere Stelleinrichtungen angesteuert werden können. Am Anfang des Abschnitts 8 ist der Strom gegenüber dem Dauerbetrieb etwas erhöht, weil die Spannung noch nicht auf ihrem Maximalwert ist. Durch den höheren Strom kann auch bei niedriger Spannung ein gewünschtes Drehmoment bereitgestellt werden. Dann gehen die Steuereinrichtung und die angeschlossenen Systeme in den Normalbetrieb.
Bezugszeichenliste

8: Elektromotor
10: Steuereinheit
12: Controller
14: Analog-digital-Wandler
16: BEMF-Komparator
18: Erfassungs- und Vergleichs-Einheit
20: PMW-Modul
22: LIN-Modul
24: LIN-Bus
26: Strommessleitung
28: BEMF-Messleitung
30: Hall-Sensor
32: Hall-Messleitung
34: High Side Gate Treiber
36: Low Side Gate Treiber
38: Endstufe
40: Reglereinheit
42: Polaritäts-Umkehr-Schutzschaltung, Diode
44: Eingangs-L-C-Glied
45: Kondensator
46: Spannungsteiler
48: Spannungsmesseinheit
50: Spannungsmesseinheit
52: Power On Reset (POR)
54: Hardware (HW) initialisieren
56: Timer initialisieren
58: Abfrageschleife
60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74: Verfahrensschritte
120: Klappenantrieb
122: Ansteuerelektronik
124: Elektromotor
126: Getriebe
128: Kupplung
130: Rückkopplungsleitung
132: Kommunikations-/Steuerleitung
GND: Masseanschluss
U₁: erster Spannungswert
U₂: zweiter Spannungswert
U₃: dritter Spannungswert
V_Bat: Versorgungsspannung
I₁, I₂: elektrischer Strom
I-1, I-2, I-3, I-4: Intervalle während eines Prüfdurchlaufs

Claims

Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Steuereinrichtung, die mit einer Spannungsversorgung verbunden ist, welche eine Versorgungsspannung für die Steuereinrichtung ausgibt, mit den Verfahrensschritten: Erfassen des Pegels der Versorgungsspannung und Auswerten des erfassten Spannungspegels als Teil eines Start-Prozesses, der in der Steuereinrichtung ablauft; Halten der Steuereinrichtung in einem Betriebszustand mit niedriger Leistungsaufnahme, wenn der erfasste Spannungspegel größer als Null und kleiner als ein erster Spannungswert ist; solange der erfasste Spannungspegel kleiner als der erste Spannungswert ist, Fortfahren mit der Erfassung des Pegels der Versorgungsspannung und der Auswertung des erfassten Spannungspegels als Teil des Start-Prozesses; wenn der erfasste Spannungspegel gleich oder größer als der erste Spannungswert ist, Wechseln von dem Start-Prozess in einen Arbeits-Prozess der Steuereinrichtung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Start-Prozess in einem Bootloader-Modul der Steuereinrichtung ablauft.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Erfassung des Pegels der Versorgungsspannung und die Auswertung des erfassten Spannungspegels als Teil des Start-Prozesses während wenigstens einer vorgegebenen ersten Zeitspanne ausgeführt wird, bevor von dem Start-Prozess in den Arbeits-Prozess gewechselt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeits-Prozess das Ansteuern eines Elektromotors (8) umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Arbeits-Prozess einen ersten Arbeits-Prozess umfasst, in dem eine Kommunikationsschnittstelle der Steuereinrichtung aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Arbeits-Prozess einen zweiten Arbeits-Prozess umfasst, in dem die Steuereinrichtung einen Elektromotor (8) ansteuert.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der erste Arbeits-Prozess gestartet wird, wenn der erfasste Spannungspegel größer als der erste Spannungswert ist, und der zweite Arbeits-Prozess gestartet wird, wenn der erfasste Spannungspegel größer als ein zweiter Spannungswert ist, wobei der zweite Spannungswert größer ist als der erste Spannungswert.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei am Anfang des Start-Prozesses die Steuereinrichtung initialisiert und ein Timer gesetzt wird, während des Start-Prozesses geprüft wird, ob die Steuereinrichtung eine Aufforderung zur Aktualisierung der Software oder Firmware der Steuereinrichtung empfängt, und wenn eine solche Aufforderung empfangen wird, ein Aktualisierungs-Prozess gestartet wird; wenn keine Aktualisierungs-Aufforderung empfangen wird, der Start-Prozess solange eine Abfrage-Schleife durchläuft, bis der erfasste Spannungspegel gleich oder größer als der erste Spannungswert ist und der Timer den Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne angibt; und danach ein Anwendungsprogramm in der Steuereinrichtung gestartet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Pegel der Spannungsversorgung in einen Analog-Digital-Wandler vor und/oder nach einer Polaritäts-Umkehr-Schutzeinrichtung (42) und/oder an einem Eingang der Steuereinrichtung erfasst wird.
System zur Steuerung des Betriebs einer Steuereinrichtung, die mit einer Spannungsversorgung verbunden ist, welche eine Versorgungsspannung für die Steuereinrichtung ausgibt, umfassend einen Detektor zur Erfassung des Pegels der Versorgungsspannung; ein Start-Modul der Steuereinrichtung zur Auswertung des erfassten Spannungspegels; wobei das Start-Modul dazu eingerichtet ist, die Steuereinrichtung in einem Betriebsmodus mit niedriger Leistungsaufnahme zu halten, wenn der erfasste Spannungspegel größer als Null und kleiner als ein erster Spannungswert ist, und den Pegel der Versorgungsspannung weiter zu erfassen und auszuwerten, solange der erfasste Spannungspegel kleiner als der erste Spannungspegel ist; und ein Arbeits-Modul der Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, von dem Start-Modul zu dem Arbeits-Modul zu wechseln, wenn der erfasste Spannungspegel gleich oder größer als der erste Spannungswert ist.
System nach Anspruch 10, wobei das Start-Modul Teil eines Bootloader-Moduls der Steuereinrichtung ist.
System nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Arbeits-Modul eine Anwendungs-Software umfasst.
System nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Steuereinrichtung einen Analog-Digital-Wandler (14), eine Polaritätsumkehr-Schutzeinrichtung (42) und eine Spannungsmess-Einrichtung (50) aufweist und die Spannungsmess-Einrichtung (50) so angeordnet ist, dass sie den Pegel der Spannungsversorgung an dem Analog-Digital-Wandler (14) und/oder vor oder nach der Polaritätsumkehr-Schutzeinrichtung (42) und/oder an einem Eingang der Steuereinrichtung erfasst.
System nach Anspruch 13, wobei die Polaritätsumkehrschutz-Schaltung (50) eine Diode aufweist.
System nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Steuereinrichtung eine Steuereinheit (10) eines Kraftfahrzeuges ist, die Spannungsversorgung eine Batterie aufweist und der erste Spannungswert im Bereich von 10% bis 50% der Batterienominalspannung liegt.
System nach einem der Ansprüche 10 bis 15 wobei die Spannungsversorgung dazu eingerichtet ist, die Steuereinrichtung und wenigstens eine elektrische Maschine mit Energie zu versorgen.
System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine ein Elektromotor (8) ist.
System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (8) Teil eines Klappenstellers in einem Automobil ist.