DE102016111891A1 - Verfahren zum Steuern eines bürstenlosen Gleichstrom(BLDC)-Elektromotors - Google Patents

Verfahren zum Steuern eines bürstenlosen Gleichstrom(BLDC)-Elektromotors Download PDF

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Abstract

Eine Steuerung zum Steuern eines bürstenlosen Gleichstrom(BLDC)-Motors ist beschrieben. Die Steuerung kann ein Hall-Steuermodul und ein Zeitsteuerungsmodul umfassen. Das Hall-Steuermodul kann eingerichtet sein, Eingaben von drei Hall-Sensoren zu empfangen, basierend auf den empfangenen Eingaben zu detektieren, dass einer der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, als Antwort auf das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, von einem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu einem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu schalten und eine Ausgabe zu erzeugen, um eine Vielzahl von Schaltern zu steuern, um geeignete Motorphasenwicklungen in dem Gleichstrommotor basierend zumindest teilweise auf dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu erregen. Das Zeitsteuerungsmodul kann eingerichtet sein, eine Kommutierungszeit aus den empfangenen Eingaben zu detektieren.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Anmeldung betrifft Elektromotoren und im Speziellen bürstenlosen Gleichstrom(BLDC)-Elektromotoren zugeordnete Verfahren und Schaltungen.
  • Hintergrund
  • Der Betrieb von BLDC-Motoren kann zumindest teilweise durch eine Steuerung durchgeführt werden. Die Steuerung steuert die Rotordrehung des BLDC-Motors basierend auf der Position des Rotors relativ zu den Statorspulen. In manchen Beispielen kann die Steuerung Hall-Effekt-Sensoren oder einen Drehgeber verwenden, um die Position des Rotors direkt zu messen. In anderen Beispielen kann die Steuerung die Gegenspannung in den nicht angesteuerten Spulen des BLDC-Motors messen, um die Position des Rotors ohne separate Hall-Effekt-Sensoren abzuleiten. In diesen Beispielen kann die Steuerung als eine „sensorlose“ Steuerung bezeichnet werden und erfordert einen Neustart des BLDC-Motors.
  • Es ist eine Aufgabe, Möglichkeiten bereitzustellen, auf einen Ausfall eines Hall-Sensors zu reagieren.
  • Zusammenfassung
  • Es werden ein Verfahren nach Anspruch 1, eine Steuerung nach Anspruch 11 sowie ein System nach Anspruch 20 bereitgestellt. Die Unteransprüche definieren weitere Ausführungsformen.
  • Die Anmeldung beschreibt Verfahren, Vorrichtungen und Systeme zur Verbesserung des Betriebs eines bürstenlosen Gleichstrom(BLDC)-Elektromotors und dreier Hall-Effekt-Sensoren (im Folgenden „Hall-Sensoren“). Die Verfahren können einer Steuerung ermöglichen, vom Betrieb in einer Drei-Hall-Sensoren-Betriebsart (im Folgenden als Drei-Hall-Sensoren-Modus bezeichnet) zu einer Zwei-Hall-Sensoren-Betriebsart (im Folgenden als Zwei-Hall-Sensoren-Modus bezeichnet) zu schalten, wenn einer der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist.
  • In manchen Beispielen betrifft die Anmeldung ein Verfahren zum Steuern eines BLDC-Motors. Das Verfahren umfasst das Empfangen von Eingaben von drei Hall-Sensoren, das Detektieren, dass einer der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, basierend auf den empfangenen Eingaben, das Schalten von einem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu einem Zwei-Hall-Sensoren-Modus als Antwort auf das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, und das Erzeugen einer Ausgabe, um eine Vielzahl von Schaltern zu steuern, um geeignete Motorphasenwicklungen in dem BLDC-Motor basierend zumindest teilweise auf dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu erregen.
  • In manchen Beispielen betrifft die Anmeldung eine Steuerung zum Steuern eines BLDC-Motors. Die Steuerung umfasst ein Hall-Steuermodul, das konfiguriert ist, Eingaben von drei Hall-Sensoren zu empfangen, basierend auf den empfangenen Eingaben zu detektieren, dass einer der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, als Antwort auf das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, von einem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu einem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu schalten und eine Ausgabe zu erzeugen, um eine Vielzahl von Schaltern zu steuern, um geeignete Motorphasenwicklungen in dem BLDC-Motor basierend zumindest teilweise auf dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu erregen.
  • In manchen Beispielen betrifft die Anmeldung ein System umfassend drei Hall-Sensoren, einen BLDC-Motor und eine Steuerung zum Steuern des BLDC-Motors. Die Steuerung umfasst ein Hall-Steuermodul, das konfiguriert ist, Eingaben von den drei Hall-Sensoren zu empfangen, basierend auf den empfangenen Eingaben zu detektieren, dass einer der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, als Antwort auf das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, von einem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu einem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu schalten und eine Ausgabe zu erzeugen, um eine Vielzahl von Schaltern zu steuern, um geeignete Motorphasenwicklungen in dem BLDC-Motor basierend zumindest teilweise auf dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu erregen.
  • Eine Betriebsart mit offener Regelschleife (open loop mode) wird im Folgenden auch als offener Schleifenmodus bezeichnet.
  • Die Details eines oder mehrerer Beispiele sind in den beigefügten Zeichnungen und der untenstehenden Beschreibung dargelegt. Weitere Merkmale, Gegenstände und Vorteile der Erfindung erschließen sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Patentansprüchen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein beispielhaftes System zum Steuern des Betriebs eines bürstenlosen Gleichstrom(BLDC)-Motors gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Steuerung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht.
  • 3 ist ein Zeitablaufdiagramm, das einen beispielhaften Drei-Hall-Sensoren-Modus für eine vollständige elektrische Umdrehung eines BLDC-Motors gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht.
  • 4 ist ein Zeitablaufdiagramm, das einen beispielhaften Zwei-Hall-Sensoren-Modus für eine vollständige elektrische Umdrehung eines BLDC-Motors gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht.
  • 5 ist eine Tabelle, die eine beispielhafte Kommutierungsmuster- und Hall-Tabelle für den Drei-Hall-Sensoren-Modus für eine vollständige elektrische Umdrehung eines BLDC-Motors gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht.
  • 6 ist eine Tabelle, die eine beispielhafte Kommutierungsmuster- und Hall-Tabelle für den Zwei-Hall-Sensoren-Modus für eine vollständige elektrische Umdrehung eines BLDC-Motors gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht.
  • 7 ist ein Zeitablaufdiagramm, das beispielhafte Modi einer Steuerung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht.
  • 8 ist eine Tabelle, die beispielhafte Hall-Tabellen für die beispielhaften Modi einer Steuerung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht.
  • 9 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren für Betriebe einer beispielhaften Steuerung zum Steuern des Betriebs eines BLDC-Motors gemäß einem oder mehrere Aspekten der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die Anmeldung beschreibt Verfahren zum Steuern eines Elektromotors, wie zum Beispiel eines bürstenlosen Gleichstrom(BLDC)-Elektromotors. Ein System kann eine Steuerung, eine Vielzahl von elektronischen Schaltern, eine Vielzahl von Sensoren (z.B. Hall-Sensoren) und einen BLDC-Motor umfassen. Die Steuerung kann konfiguriert sein, Eingaben (z.B. Hall-Sensorsignale) von der Vielzahl von Sensoren zu empfangen und eine Ausgabe oder Ausgaben basierend auf den Eingaben von der Vielzahl von Sensoren zu erzeugen, um die Vielzahl von elektronischen Schaltern und den BLDC-Motor zu steuern. In manchen Beispielen kann die Steuerung eine Rotorposition des BLDC-Motors basierend auf den Eingaben von der Vielzahl von Sensoren bestimmen, die verwendet werden können, um die erzeugte Ausgabe anzupassen. Dementsprechend kann die Steuerung die Vielzahl von elektronischen Schaltern des BLDC-Motors steuern, um den Motor zu betreiben, wenn die Vielzahl von Sensoren ordnungsgemäß funktioniert.
  • In manchen Beispielen kann die Steuerung konfiguriert sein, zu detektieren, dass ein Sensor der Vielzahl von Sensoren ausgefallen ist, und zwar basierend auf den empfangenen Eingaben von der Vielzahl von Sensoren. In manchen Beispielen kann die Steuerung für zumindest eine elektrische Umdrehung des BLDC-Motors in einem offenen Schleifenmodus arbeiten. Die Steuerung kann das Steuern des BLDC-Motors beibehalten, wenn einer der Vielzahl von Sensoren betriebsunfähig ist, indem sie den ausgefallenen Sensor identifiziert und den BLDC-Motor durch Kompensieren des ausgefallenen Sensors betreibt. Beispielsweise kann die Steuerung den ausgefallenen Sensor kompensieren, indem sie von einem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu einem Zwei-Hall-Sensoren-Modus schaltet. In manchen Beispielen kann das Kompensieren des ausgefallenen Sensors eine oder mehrere betriebliche Charakteristika des BLDC-Motors aufrechterhalten. Dementsprechend kann die Steuerung den Betrieb des BLDC-Motors verbessern, indem kein Neustart oder keine sofortige Reparatur des BLDC-Motors erforderlich ist, wenn ein Sensor der Vielzahl von Sensoren nicht mehr ordnungsgemäß funktioniert.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein beispielhaftes System 1 zum Steuern des Betriebs eines bürstenlosen Gleichstrom(BLDC)-Elektromotors 8 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht. 1 zeigt System 1 als separate und unterschiedliche Bauteile aufweisend, die als Steuerung 2, Treiber 4, eine Vielzahl von Schaltern (z.B. Schalter A+ bis C–, kollektiv „Wechselrichter 6“), Leistungsquelle 7 und BLDC-Motor 8 gezeigt sind, allerdings kann System 1 zusätzliche oder weniger Bauteile umfassen. Beispielsweise können Steuerung 2, Treiber 4, Wechselrichter 6, Leistungsquelle 7 und BLDC-Motor 8 fünf individuelle Bauteile sein oder eine Kombination eines oder mehrerer Bauteile darstellen, welche die Funktionalität von System 1 wie hierin beschrieben bereitstellen.
  • System 1 kann eine Leistungsquelle 7 umfassen, die dem BLDC-Motor 8 elektrische Leistung bereitstellt. Beispielsweise wenn die Leistungsquelle 7 einen Generator oder Generatoren, Transformatoren, Batterien, Solarmodule oder Nutzbremssysteme umfasst, kann System 1 eine Leistungsquelle 7 umfassen. In anderen Beispielen kann System 1 von der Leistungsquelle 7 getrennt sein. Beispielsweise wenn die Leistungsquelle 7 Leistungsnetze, Generatoren, Transformatoren, externe Batterien, externe Solarmodule, Windmühlen, hydroelektrische oder windgetriebene Generatoren oder jegliche andere Form von Vorrichtungen umfasst, die dazu in der Lage sind, System 1 elektrische Leistung bereitzustellen, kann System 1 von der Leistungsquelle 7 getrennt sein. Wie oben beschrieben, existieren zahlreiche Beispiele für Leistungsquelle 7 und können umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Leistungsnetze, Generatoren, Transformatoren, Batterien, Solarmodule, Windmühlen, Nutzbremssysteme, hydroelektrische oder windgetriebene Generatoren oder jegliche andere Form von Vorrichtungen, die dazu in der Lage sind, System 1 elektrische Leistung bereitzustellen.
  • System 1 kann Steuerung 2, Treiber 4, Wechselrichter 6 und BLDC-Motor 8 umfassen. In manchen Beispielen kann System 1 Teil von Elektro- oder Hybridfahrzeugen sein. Beispiele für Elektro- oder Hybridfahrzeuge umfassen Personenfahrzeuge, Nutzfahrzeuge, Geländefahrzeuge, Wasserfahrzeuge, Luftfahrzeuge oder jeglichen anderen Typ von Fahrzeugen. System 1 ist jedoch nicht auf Fahrzeuge beschränkt und kann jegliche Maschine mit BLDC-Motor 8 umfassen.
  • In manchen Beispielen kann die Steuerung 2 konfiguriert sein, den BLDC-Motor 8 basierend auf Eingaben von einer Vielzahl von Sensoren zu betreiben. Beispielsweise kann die Steuerung 2 konfiguriert sein, einen Dreiphasen-BLDC-Motor 8 mit drei Hall-Sensoren zu betreiben. In manchen Beispielen kann die Steuerung 2 auch konfiguriert sein, den Dreiphasen-BLDC-Motor 8 mit drei Hall-Sensoren zu betreiben, wenn zwei Hall-Sensoren ordnungsgemäß funktionieren und wenn ein dritter Hall-Sensor nicht ordnungsgemäß funktioniert. Beispielsweise kann die Steuerung 2 konfiguriert sein, Ausgaben 3 zu erzeugen, die modulierte Signale umfassen, welche die mittlere Spannung und den mittleren Strom zu den Spulen des BLDC-Motors 8 bestimmen und auch die Motordrehzahl und das Drehmoment des BLDC-Motors 8 basierend auf den empfangenen Eingaben (z.B. Hall-Sensorsignalen) von den drei Hall-Sensoren bestimmen. In manchen Beispielen kann die Steuerung 2 den BLDC-Motor 8 unter Verwendung einer sechsstufigen Kommutierungssequenz für jede elektrische Umdrehung des BLDC-Motors 8 steuern.
  • Die Fähigkeit der Steuerung 2, den BLDC-Motor 8 vom Betrieb in einem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu einem Betrieb in einem Zwei-Hall-Sensoren-Modus umzuschalten, kann eine verbesserte Steuerung des BLDC-Motors 8 bereitstellen. In manchen Beispielen kann die Steuerung 2 konfiguriert sein, den BLDC-Motor 8 in einem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu steuern, sodass, wenn ein Hall-Sensor der Vielzahl von Hallsensoren ausfällt, die Steuerung 2 den BLDC-Motor 8 dennoch über den Zwei-Hall-Sensoren-Modus ohne Auswirkung oder mit einer im Wesentlichen reduzierten Auswirkung auf den Betrieb des BLDC-Motors 8 steuern kann. In manchen Beispielen kann eine verbesserte Steuerung des BLDC-Motors 8 die Sicherheit oder Zuverlässigkeit verbessern, indem die Steuerung des BLDC-Motors 8 beibehalten wird, wenn ein Hall-Sensor betriebsunfähig wird. Beispielsweise kann die Steuerung 2 konfiguriert sein, vom Steuern des BLDC-Motors 8 in einem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu einem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu schalten, sodass die Steuerung 2 keinen Neustart des BLDC-Motors 8 benötigt.
  • Der Treiber 4 spiegelt und erzeugt Treiberausgaben 5 basierend auf Ausgaben 3 von der Steuerung 2. In manchen Beispielen kann der Treiber 4 einen Treiber eines Bipolartransistors mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), einen Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor(MOSFET)-Transistor, einen Galliumnitrid(GaN)-Treiber oder jeglichen anderen Treiber umfassen, der in der Lage ist, die Ausgabe von Steuerung 2 zu spiegeln und die gespiegelte Ausgabe dem Wechselrichter 6 bereitzustellen.
  • Der Wechselrichter 6 umfasst einen Dreiphasen-Wechselrichter, wobei drei auch die Anzahl der Phasen des BLDC-Motors 8 ist. Der Wechselrichter 6 umfasst einen oder mehrere Schalter (z.B. MOS-Leistungsschalter-Transistoren-basierte Schalter, Galliumnitrid(GaN)-basierte Schalter oder andere Typen von Schaltervorrichtungen), die durch die Steuerung 2 gemäß einem oder mehreren Modulationsverfahren gesteuert werden. Die Steuerung 2 kann einen oder mehrere Gate-Treiber (z.B. Treiber 4) umfassen und Steuerlogiken umfassen, um den einen oder die mehreren Schaltern unter Verwendung von Modulationsverfahren zu steuern (z.B. einzuschalten und auszuschalten). Die Modulation der Schalter von Wechselrichter 6 kann gemäß Pulsdichtemodulation (PDM), Pulsbreitenmodulation (PWM), Pulsfrequenzmodulation (PFM) oder einem anderen geeigneten Modulationsverfahren erfolgen. Bei PWM wird die Breite (d.h. Dauer) des Pulses basierend auf einem Modulatorsignal moduliert. Bei PDM entspricht die relative Dichte eines Pulses der Amplitude eines analogen Signals. Bei PFM wird die Frequenz einer Pulsfolge geändert, und zwar basierend auf der Momentanamplitude des Modulierungssignals in Abtastintervallen. Durch Steuern der Schalter von Wechselrichter 6 unter Verwendung von Modulationsverfahren und den hierin beschriebenen Verfahren kann die Steuerung 2 den Betrieb des BLDC-Motors 8 regeln und keinen Neustart des BLDC-Motors 8 erfordern, wenn ein Hall-Sensor der drei Hall-Sensoren ausfällt.
  • In manchen Beispielen kann der BLDC-Motor 8 einen permanentmagnetischen Synchronmotor (PMSM) umfassen. Beispielsweise kann ein PMSM eine Welle, einen Rotor, einen Stator und einen Permanentmagneten umfassen. Ein Permanentmagnet kann an oder in dem Rotor montiert sein. In manchen Beispielen kann der Permanentmagnet am Rotor oberflächenmontiert sein, in den Rotor eingelassen sein oder innerhalb des Rotors eingebettet sein. In manchen Beispielen kann der Permanentmagnet ein Innenmagnet sein. Der Permanentmagnet kann Seltenerdelemente wie zum Beispiel Neodym-Eisen-Bor (NdFeB), Samarium-Cobalt (SmCo) oder Ferritelemente (z.B. Barium (Ba) oder Strontium (Sr)) umfassen. In manchen Beispielen kann der Permanentmagnet eine Schutzbeschichtung umfassen, wie zum Beispiel eine Schicht aus Gold (Au), Nickel (Ni), Zink (Zn) oder dergleichen. Der BLDC-Motor 8 kann Sensoren (z.B. Hall-Effekt-Sensoren oder „Hall-Sensoren“) zum Detektieren und Messen der Statorströme Ia, Ib und Ic, der Motordrehzahl ωe und/oder der Rotorposition umfassen. In dem Beispiel von 1 können die Hall-Sensoren jeweils ein Hall-Sensor-Digitalsignal an die Steuerung 2 ausgeben (z.B. können drei individuelle Hall-Sensoren digitale Hall-Sensorsignale 10A, 10B und 10C, kollektiv „Eingaben 10“, ausgeben), und zwar basierend auf dem Drehmagnetfeld, das jeder Hall-Sensor im BLDC-Motor 8 detektiert. In manchen Beispielen können die Hall-Sensoren Eingaben 10 als einen Logikpegel so ausgeben, dass das logische HIGH und das logische LOW im Allgemeinen einer Binärzahl 1 bzw. 0 entsprechen kann.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Steuerung 20 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht. Die Steuerung 20 umfasst ein Hall-Steuermodul 24, einen Pulsmodulator 26, ein optionales Zeitsteuerungsmodul 28 und einen optionalen Treiber 30. Die Steuerung 20 kann Steuerung 2 wie in 1 beschrieben entsprechen und den Wechselrichter 6 über das Hall-Steuermodul 24 und den Phasenmodulator 26 steuern. Folglich kann die Steuerung 20 den BLDC-Motor 8 steuern. In weiteren Beispielen kann die Steuerung 20 eine höhere oder geringere Anzahl von Bauteilen umfassen. Wenn beispielsweise System 1, wie in 1 beschrieben, einen Treiber und einen externen Zeitgeber umfasst, dann kann es sein, dass die Steuerung 20 kein optionales Zeitsteuerungsmodul 28 und keinen optionalen Treiber 30 umfasst. Im Allgemeinen kann die Steuerung 20 jegliche geeignete Anordnung von Hardware, alleine oder in Kombination mit Software und/oder Firmware, umfassen, um die verschiedenen hierin beschriebenen, der Steuerung 20 und dem Hall-Steuermodul 24 zugeordneten Verfahren durchzuführen.
  • Das Hall-Steuermodul 24 kann Folgendes umfassen: einen Speicher 22, wie zum Beispiel einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen programmierbaren Nur-Lese-Speicher (PROM), einen löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM), einen elektronisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM), einen Flashspeicher, umfassend ausführbare Befehle zum Veranlassen des einen oder der mehreren Prozessoren, die ihnen zugeordneten Handlungen durchzuführen. In manchen Beispielen kann der Speicher 22 konfiguriert sein, Verweistabellen mit Daten zu speichern, die repräsentativ für Hall-Mustern zugeordnete Kommutierungsmusterausgaben sind. In manchen Beispielen kann der Speicher 22 konfiguriert sein, eine Kommutierungsmuster- und Hall-Tabelle für einen Drei-Hall-Sensoren-Modus, einen offenen Schleifenmodus und einen Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu speichern. In manchen Beispielen kann der Speicher 22 auch konfiguriert sein, eine Verweistabelle von erwarteten Hall-Mustern zu speichern.
  • In verschiedenen Beispielen kann der Hall-Steuermodus 24 auch einen oder mehrere Prozessoren 23 umfassen, wie zum Beispiel einen oder mehrere Mikroprozessoren, Digitalsignalprozessoren (DSPs), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), frei programmierbare Verknüpfungsfelder (FPGAs) oder jegliche andere äquivalente integrierte oder diskrete Logikschaltungsanordnung sowie jegliche Kombination solcher Bauteile. In manchen Beispielen kann das Hall-Steuermodul 24 konfiguriert sein, Eingaben 10 und Ausgabereferenzspannungen für den Pulsmodulator 26 basierend auf empfangenen Eingaben 10 zu empfangen.
  • Der Pulsmodulator 26 kann eine oder mehrere Pulsmodulationsvorrichtungen umfassen. Der Pulsmodulator 26 kann gemäß Pulsdichtemodulation (PDM), Pulsbreitenmodulation (PWM), Pulsfrequenzmodulation (PFM) oder jeglichem anderen geeigneten Pulsmodulationsverfahren arbeiten. Der Pulsmodulator 26 kann Referenzspannungen vom Hall-Steuermodul 24 empfangen und einem Treiber (z.B. optionalem Treiber 30 oder Treiber 4, wie in 1 beschrieben) modulierte Ausgaben 3 bereitstellen.
  • Das Zeitsteuerungsmodul 28 ist optional und umfasst einen Taktgeber, einen Oszillator oder jegliche elektronische Zeitsteuerungsvorrichtung, die in der Lage ist, dem Hall-Steuermodul 24 eine Zeitsteuerungseingabe (z.B. eine Zeitgeberunterbrechung) bereitzustellen und eine Kommutierungszeit von Eingaben 10 zu detektieren. In manchen Beispielen kann das Zeitsteuerungsmodul 28 ein Zeitgeber sein, der außerhalb der Steuerung 20 angeordnet ist und der Steuerung 20 eine Zeitsteuerungseingabe 32 bereitstellt. In manchen Beispielen kann die Zeitsteuerungseingabe 32 durch das Hall-Steuermodul der Steuerung 20 verwendet werden, um eine Kommutierungszeit zu bestimmen und/oder Zeitgeberunterbrechungen für eine periodenangepasste Interruptserviceroutine (ISR) bereitzustellen. Der Treiber 30 ist optional und umfasst einen IGBT-Treiber, einen MOSFET-Treiber oder jeglichen Treiber, der in der Lage ist, den Wechselrichter 6 mit Treiberausgaben 5 anzusteuern.
  • Das Hall-Steuermodul 24 kann die dem Pulsmodulator 26 bereitgestellten Referenzspannungen basierend auf Eingaben 10 und darauf, ob sich das Hall-Steuermodul in einem Drei-Hall-Sensoren-Modus oder einem Zwei-Hall-Sensoren-Modus befindet, anpassen. Der Pulsmodulator 26 kann den Arbeitszyklus des Wechselrichters 6 basierend auf durch das Hall-Steuermodul 24 über einen Treiber (z.B. Treiber 30) bereitgestellte Referenzspannungen anpassen. Folglich kann die Steuerung 20 den Betrieb des BLDC-Motors 8 verbessern, wenn ein Sensor der drei Hall-Sensoren ausfällt, indem sie jegliche Auswirkung des ausgefallenen Hall-Sensors auf den Betrieb des BLDC-Motors 8 verhindert oder im Wesentlichen reduziert. Weitere Details der Steuerung 20, die den Betrieb des BLDC-Motors 8 verbessern, wenn ein Hall-Sensor der drei Hall-Sensoren ausfällt, ist in den 4–8 beschrieben.
  • 3 ist ein Zeitablaufdiagramm, das einen beispielhaften Drei-Hall-Sensoren-Modus 200 für eine vollständige elektrische Umdrehung des BLDC-Motors 8 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht. 3 wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. In dem Beispiel von 3 weist der Drei-Hall-Sensoren-Modus 200 sechs Hall-Ereignisse oder Änderungen der Hall-Sensorsignale 10A, 10B und 10C (z.B. Änderungen der durch die Steuerung 20 empfangenen Eingaben 10) alle sechzig Grad der elektrischen Umdrehung des BLDC-Motors 8 auf. Der Prozessor 23 kann ein abgetastetes Hall-Muster (z.B. zu einem bestimmten Zeitpunkt abgetastete Eingaben 10) mit einem erwarteten Hall-Muster (z.B. einem in einer Verweistabelle in Speicher 22 gespeichertem Hall-Muster) vergleichen. Der Prozessor 23 kann auch mit einem externen Zeitgeber oder einem Zeitsteuerungsmodul die Zeitdauer zwischen zwei korrekten Hall-Ereignissen erfassen, um die Motordrehzahl des BLDC-Motors 8 zu berechnen.
  • Beispielsweise ein Anfangs-Hall-Ereignis der drei Hall-Sensoren, wobei ein erster Hall-Sensor (Hall-Signal 10A) LOW ist, ein zweiter Hall-Sensor (Hall-Signal 10B) HIGH ist und ein dritter Hall-Sensor (Hall-Signal 10C) LOW ist. In diesem Beispiel ein zweites Hall-Ereignis der drei Hall-Sensoren, wobei ein erster Hall-Sensor (Hall-Signal 10A) LOW ist, ein zweiter Hall-Sensor (Hall-Signal 10B) HIGH ist und ein dritter Hall-Sensor (Hall-Signal 10C) HIGH ist. In diesem Beispiel ein drittes Hall-Ereignis der drei Hall-Sensoren, wobei ein erster Hall-Sensor (Hall-Signal 10A) LOW ist, ein zweiter Hall-Sensor (Hall-Signal 10B) LOW ist und ein dritter Hall-Sensor (Hall-Signal 10C) HIGH ist. In diesem Beispiel ein viertes Hall-Ereignis der drei Hall-Sensoren, wobei ein erster Hall-Sensor (Hall-Signal 10A) HIGH ist, ein zweiter Hall-Sensor (Hall-Signal 10B) LOW ist und ein dritter Hall-Sensor (Hall-Signal 10C) HIGH ist. In diesem Beispiel ein fünftes Hall-Ereignis der drei Hall-Sensoren, wobei ein erster Hall-Sensor (Hall-Signal 10A) HIGH ist, ein zweiter Hall-Sensor (Hall-Signal 10B) LOW ist und ein dritter Hall-Sensor (Hall-Signal 10C) LOW ist. In diesem Beispiel ein sechstes Hall-Ereignis der drei Hall-Sensoren, wobei ein erster Hall-Sensor (Hall-Signal 10A) HIGH ist, ein zweiter Hall-Sensor (Hall-Signal 10B) HIGH ist und ein dritter Hall-Sensor (Hall-Signal 10C) LOW ist.
  • Wie in 3 veranschaulicht, können die durch die Steuerung 20 empfangenen Eingaben 10 (z.B. Hall-Signale 10A, 10B und 10C) von den drei Hall-Sensoren HIGH- oder LOW-Digitalsignale, ähnlich binären Eingaben, sein. In manchen Beispielen kann das erste Hall-Ereignis 010 sein, das zweite Hall-Ereignis kann 110 sein, das dritte Hall-Ereignis kann 100 sein, das vierte Hall-Ereignis kann 101 sein, das fünfte Hall-Ereignis kann 001 sein und das sechste Hall-Ereignis kann 011 sein.
  • Im Drei-Hall-Sensoren-Modus 200 kann die Steuerung 20 während jedes Hall-Ereignisses Schalter EIN- und AUSschalten (z.B. Ausgaben 3 erzeugen, um Schalter A+ bis C– EIN- und AUSzuschalten), um entweder eine Verbindung einer bestimmten Motorphasenwicklung (z.B. Phase A, Phase B oder Phase C) mit einer Spannung Vdc oder einer Masse herzustellen oder beizubehalten, oder die bestimmte Motorphasenwicklung von sowohl der Spannung Vdc als auch der Masse zu trennen. Wie in 3 veranschaulicht, sind alle Motorphasenwicklungen in drei verschiedenen Zuständen für jeden Schritt der sechs Kommutierungsschritte.
  • Beispielsweise kann die Steuerung 20 beim Detektieren eines ersten Hall-Ereignisses, wobei Eingaben 10 010 sein können, eine Verbindung der Spannung Vdc mit der Phase C durch EINschalten oder EINgeschaltetlassen von Schalter C+ herstellen oder beibehalten. Die Steuerung 20 kann durch EINschalten von Schalter A– eine Masse mit Phase A verbinden. Die Steuerung 20 kann auch Phase B durch AUSschalten beider Schalter B+ und B– trennen.
  • Beim Detektieren eines zweiten Hall-Ereignisses, wobei Eingaben 10 110 sein können, kann die Steuerung 20 durch EINschalten von Schalter B+ eine Spannung Vdc mit Phase B verbinden. Die Steuerung 20 kann eine Masseverbindung an Phase A durch EINgeschaltetlassen von Schalter A– beibehalten. Die Steuerung 20 kann auch Phase C durch AUSschalten beider Schalter C+ und C– trennen.
  • Beim Detektieren eines dritten Hall-Ereignisses, wobei Eingaben 10 100 sein können, kann die Steuerung 20 durch EINgeschaltetlassen von Schalter B+ die Spannung Vdc zur Phase B beibehalten. Die Steuerung 20 kann eine Masseverbindung an Phase C durch EINschalten von Schalter C– herstellen. Die Steuerung 20 kann auch Phase A durch AUSschalten beider Schalter A+ und A– trennen.
  • Beim Detektieren eines vierten Hall-Ereignisses, wobei Eingaben 10 101 sein können, kann die Steuerung 20 durch EINschalten von Schalter A+ eine Spannung Vdc mit Phase A verbinden. Die Steuerung 20 kann eine Masseverbindung an Phase C durch EINgeschaltetlassen von Schalter C– beibehalten. Die Steuerung 20 kann auch Phase B durch AUSschalten beider Schalter B+ und B– trennen.
  • Beim Detektieren eines fünften Hall-Ereignisses, wobei Eingaben 10 001 sein können, kann die Steuerung 20 durch EINgeschaltetlassen von Schalter A+ die Spannung Vdc an Phase A beibehalten. Die Steuerung 20 kann durch EINschalten von Schalter B– eine Masseverbindung an Phase B herstellen. Die Steuerung 20 kann auch durch AUSschalten beider Schalter C+ und C– Phase C trennen.
  • Beim Detektieren eines sechsten Hall-Ereignisses, wobei Eingaben 10 011 sein können, kann die Steuerung 20 durch EINschalten von Schalter C+ eine Spannung Vdc mit Phase C verbinden. Die Steuerung 20 kann durch EINgeschaltetlassen von Schalter B– eine Masseverbindung an Phase B beibehalten. Die Steuerung 20 kann auch durch AUSschalten beider Schalter A+ und A– Phase A trennen.
  • Nach dem Detektieren des sechsten Hall-Ereignisses kann die Steuerung 20 wieder das erste Hall-Ereignis detektieren und das Verfahren (z.B. die sechs Kommutierungsschritte wiederholen) wie oben beschrieben kontinuierlich durchführen, bis die Steuerung 20 entweder ein POWER OFF-Signal empfängt oder einen Hall-Sensor-Ausfall detektiert. Es versteht sich, dass von den oben nicht genannten Schaltern von Wechselrichter 6 in Bezug auf jedes Hall-Ereignis angenommen wird, dass sie von der Steuerung 20 AUSgeschaltet werden. Eine beispielhafte Kommutierungsmuster- und Hall-Tabelle für den Drei-Hall-Sensoren-Modus 200 ist ferner in 5 unten beschrieben.
  • 4 ist ein Zeitablaufdiagramm, das einen beispielhaften Zwei-Hall-Sensoren-Modus 300 für eine vollständige elektrische Umdrehung des BLDC-Motors 8 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht. 4 wird unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. In dem Beispiel von 4 weist der Zwei-Hall-Sensoren-Modus 300 vier Hall-Ereignisse auf, da ein Hall-Sensor ausgefallen ist, daher wird jedes Hall-Ereignis alle sechzig oder einhundertzwanzig Grad der elektrischen Umdrehung des BLDC-Motors 8 detektiert. Der Prozessor 23 kann ein abgetastetes Hall-Muster (z.B. durch die Steuerung 20 empfangene Eingaben 10, die Hall-Ereignisse umfassen) mit einem erwarteten Hall-Muster (z.B. einem in einer Verweistabelle in Speicher 22 gespeicherten Hall-Muster) vergleichen. Der Prozessor 23 kann auch die erfasste Zeitdauer zwischen zwei korrekten Hall-Ereignissen verwenden, um das Kommutierungsmuster in einer periodenangepassten Interruptserviceroutine (ISR) anzuwenden, um das fehlende Hall-Ereignis zusätzlich zum Berechnen der Motordrehzahl des BLDC-Motors 8 zu kompensieren. In anderen Worten, der Prozessor 23 kann die erfasste Zeitdauer zwischen zwei korrekten Hall-Ereignissen verwenden, um eine Kommutierungszeit zu bestimmen. Der Prozessor 23 kann dann die bestimmte Kommutierungszeit verwenden, um das fehlende Hall-Ereignis durch Ersetzen des fehlenden Hall-Ereignisses mit einer Zeitgeberunterbrechung in einer periodenangepassten Interruptserviceroutine zu kompensieren.
  • In dem Beispiel von 4 weist der Zwei-Hall-Sensoren-Modus 300 nur vier Kommutierungsschritte von zwei Hall-Sensoren auf. Beispielsweise ein Anfangs-Hall-Ereignis von zwei Hall-Sensoren, wobei ein erster Hall-Sensor (Hall-Signal 10A) LOW ist und ein zweiter Hall-Sensor (Hall-Signal 10B) HIGH ist. In diesem Beispiel tritt ein zweites Hall-Ereignis von zwei Hall-Sensoren nach einer ersten Zeitgeberunterbrechung ein, wobei ein erster Hall-Sensor (Hall-Signal 10A) LOW ist und ein zweiter Hall-Sensor (Hall-Signal 10B) LOW ist. In diesem Beispiel ein drittes Hall-Ereignis von zwei Hall-Sensoren, wobei ein erster Hall-Sensor (Hall-Signal 10A) HIGH ist und ein zweiter Hall-Sensor (Hall-Signal 10B) LOW ist. In diesem Beispiel tritt ein viertes Hall-Ereignis von zwei Hall-Sensoren nach einer zweiten Zeitgeberunterbrechung ein, wobei ein erster Hall-Sensor (Hall-Signal 10A) HIGH ist und ein zweiter Hall-Sensor (Hall-Signal 10B) HIGH ist. Wie durch 4 veranschaulicht, werden die fehlenden Hall-Ereignisse von dem ausgefallenen Hall-Sensor durch eine erste Zeitgeberunterbrechung und eine zweite Zeitgeberunterbrechung ersetzt.
  • Wie in 4 veranschaulicht, bilden die Hall-Signale 10A und 10B einen Teil der durch die Steuerung 20 empfangenen Eingaben 10, wobei die Hall-Signale 10A und 10B die Signale von den zwei funktionieren Hall-Sensoren sind und HIGH- und LOW-Signale ähnlich binären Eingaben sein können. In diesem Beispiel kann das Hall-Signal 10C auch einen Teil der Eingaben 10 bilden, aber das Hall-Signal 10C ist entweder nur ein konstantes HIGH oder LOW und wurde durch eine durch einen Zeitgeber oder eine Zeitsteuerungsmodul bereitgestellte Zeitgeberunterbrechung ersetzt. Dementsprechend ist die Eingabe 10 beim ersten Hall-Ereignis X10, beim zweiten Hall-Ereignis X00, beim dritten Hall-Ereignis X01 und beim vierten Hall-Ereignis X11, wobei X für das entweder konstante HIGH-oder LOW-Signal des Hall-Signals 10C steht.
  • Im Zwei-Hall-Sensoren-Modus 300 kann die Steuerung 20 während jedes Hall-Ereignisses und jeder Zeitgeberunterbrechung Schalter EIN- und AUSschalten (z.B. Ausgaben 3 erzeugen, um Schalter A+ bis C– EIN- und AUSzuschalten), um eine Verbindung einer bestimmten Motorphasenwicklung (z.B. Phase A, Phase B oder Phase C) mit einer Spannung Vdc oder einer Masse entweder herzustellen oder beizubehalten, oder die bestimmte Motorphasenwicklung von sowohl der Spannung Vdc als auch der Masse zu trennen. Wie in 4 veranschaulicht, sind alle Motorphasenwicklungen in drei verschiedenen Zuständen für jeden Schritt der sechs Kommutierungsschritte.
  • Beispielsweise beim Detektieren eines ersten Hall-Ereignisses, wobei Eingaben 10 X10 sein können, kann die Steuerung 20 durch EINschalten oder EINgeschaltetlassen von Schalter C+ eine Verbindung einer Spannung Vdc mit Phase C herstellen oder beibehalten. Die Steuerung 20 kann durch EINschalten von Schalter A– eine Masse mit Phase A verbinden. Die Steuerung 20 kann auch durch AUSschalten beider Schalter B+ und B– Phase B trennen.
  • Beim Bestimmen oder Empfangen einer ersten Zeitgeberunterbrechung, wobei Eingaben 10 immer noch X10 sein können, kann die Steuerung 20 durch EINschalten von Schalter B+ eine Spannung Vdc mit einer Phase B verbinden. Die Steuerung 20 kann durch EINgeschaltetlassen von Schalter A– eine Masseverbindung an Phase A beibehalten. Die Steuerung 20 kann auch durch AUSschalten beider Schalter C+ und C– Phase C trennen.
  • Beim Detektieren eines zweiten Hall-Ereignisses, wobei Eingaben 10 X00 sein können, kann die Steuerung 20 durch EINgeschaltetlassen von Schalter B+ die Spannung Vdc an Phase B beibehalten. Die Steuerung 20 kann durch EINschalten von Schalter C– eine Masseverbindung an Phase C herstellen. Die Steuerung 20 kann auch durch AUSschalten beider Schalter A+ und A– Phase A trennen.
  • Beim Detektieren eines dritten Hall-Ereignisses, wobei Eingaben 10 X01 sein können, kann die Steuerung 20 durch EINschalten von Schalter A+ eine Spannung Vdc mit Phase A verbinden. Die Steuerung 20 kann durch EINgeschaltetlassen von Schalter C– eine Masseverbindung an Phase C beibehalten. Die Steuerung 20 kann auch durch AUSschalten beider Schalter B+ und B– Phase B trennen.
  • Beim Bestimmen oder Empfangen einer zweiten Zeitgeberunterbrechung, wobei Eingaben 10 immer noch X01 sein können, kann die Steuerung 20 durch EINgeschaltetlassen von Schalter A+ die Spannung Vdc an Phase A beibehalten. Die Steuerung 20 kann durch EINschalten von Schalter B– eine Masseverbindung an Phase B herstellen. Die Steuerung kann auch durch AUSschalten beider Schalter C+ und C– Phase C trennen.
  • Beim Detektieren eines vierten Hall-Ereignisses, wobei Eingaben 10 X11 sein können, kann die Steuerung 20 durch EINschalten von Schalter C+ eine Spannung Vdc mit Phase C verbinden. Die Steuerung 20 kann durch EINgeschaltetlassen von Schalter B– eine Masseverbindung an Phase B beibehalten. Die Steuerung 20 kann auch durch AUSschalten beider Schalter A+ und A– Phase A trennen.
  • Nach dem Detektieren eines vierten Hall-Ereignisses kann die Steuerung 20 wieder das erste Hall-Ereignis detektieren und das Verfahren kontinuierlich durchführen (z.B. die sechs Kommutierungsschritte wiederholen), wie oben beschrieben, bis die Steuerung 20 ein POWER OFF-Signal empfängt. Es versteht sich, dass von den oben nicht genannten Schaltern von Wechselrichter 6 in Bezug auf jedes Hall-Ereignis oder jede Zeitgeberunterbrechung angenommen wird, dass sie von der Steuerung 20 AUSgeschaltet werden. Eine beispielhafte Kommutierungsmuster- und Hall-Tabelle für den Zwei-Hall-Sensoren-Modus 300 ist ferner in 6 unten beschrieben.
  • 5 ist eine Tabelle, die eine beispielhafte Kommutierungsmuster- und Hall-Tabelle für den Drei-Hall-Sensoren-Modus 200 für eine vollständige elektrische Umdrehung des BLDC-Motors 8 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht. 5 wird unter Bezugnahme auf 1 und 3 beschrieben. In dem Beispiel von 5 umfassen die Eingaben 10 HIGH- oder LOW-Signale von drei Hall-Sensoren (z.B. Hall-Signal 10A, Hall-Signal 10B und Hall-Signal 10C) und Ausgaben 3 umfassen EIN- oder AUS-Steuersignale für Schalter (z.B. Schalter A+–C–) im Wechselrichter 6. In manchen Beispielen können Ausgaben 3 eine im Speicher der Steuerung 20 (z.B. Speicher 22, wie in 2 beschrieben) gespeicherte Verweistabelle sein. Die unten beschriebene Steuerung 20 ordnet bestimmte Eingaben 10 bestimmten Ausgaben 3 zu, es versteht sich jedoch, dass die unten stehende Beschreibung ein Beispiel ist, das zum besseren Verständnis vieler Beispiele bereitgestellt ist.
  • Wie in der ersten Zeile von Einträgen in der Tabelle von 5 gezeigt, kann die Steuerung 20 010 als Eingaben 10 empfangen, die ein Anfangs- oder erstes Hall-Ereignis angeben, wobei das Hall-Signal 10C LOW ist, das Hall-Signal 10B HIGH ist und das Hall-Signal 10A LOW ist. Beim Empfangen von 010 als Eingaben 10 kann die Steuerung 20 Ausgaben 3 erzeugen, um Schalter B–, A+, B+ und C– AUSzuschalten und Schalter A– und C+ EINzuschalten.
  • Wie in der zweiten Zeile von Einträgen in der Tabelle von 5 gezeigt, kann die Steuerung 20 110 als Eingaben 10 empfangen, die ein zweites Hall-Ereignis angeben, wobei das Hall-Signal 10C HIGH ist, das Hall-Signal 10B HIGH ist und das Hall-Signal 10A LOW ist. Beim Empfangen von 110 als Eingaben 10 kann die Steuerung 20 Ausgaben 3 erzeugen, um Schalter A+, B–, C– und C+ AUSzuschalten und Schalter A– und B+ EINzuschalten.
  • Wie in der dritten Zeile von Einträgen in der Tabelle von 5 gezeigt, kann die Steuerung 20 100 als Eingaben 10 empfangen, die ein drittes Hall-Ereignis angeben, wobei das Hall-Signal 10C HIGH ist, das Hall-Signal 10B LOW ist und das Hall-Signal 10A LOW ist. Beim Empfangen von 100 als Eingaben 10 kann die Steuerung 20 Ausgaben 3 erzeugen, um Schalter A–, A+, B– und C+ AUSzuschalten und Schalter B+ und C– EINzuschalten.
  • Wie in der vierten Zeile von Einträgen in der Tabelle von 5 gezeigt, kann die Steuerung 20 101 als Eingaben 10 empfangen, die ein viertes Hall-Ereignis angeben, wobei das Hall-Signal 10C HIGH ist, das Hall-Signal 10B LOW ist und das Hall-Signal 10A HIGH ist. Beim Empfangen von 101 als Eingaben 10 kann die Steuerung 20 Ausgaben 3 erzeugen, um Schalter A–, B–, B+ und C+ AUSzuschalten und Schalter A+ und C– EINzuschalten.
  • Wie in der fünften Zeile von Einträgen in der Tabelle von 5 gezeigt, kann die Steuerung 20 001 als Eingaben 10 empfangen, die ein fünftes Hall-Ereignis angeben, wobei das Hall-Signal 10C LOW ist, das Hall-Signal 10B LOW ist und das Hall-Signal 10A HIGH ist. Beim Empfangen von 001 als Eingaben 10 kann die Steuerung 20 Ausgaben 3 erzeugen, um Schalter A–, B+, C– und C+ AUSzuschalten und Schalter A+ und B– EINzuschalten.
  • Wie in der sechsten Zeile von Einträgen in der Tabelle von 5 gezeigt, kann die Steuerung 20 011 als Eingaben 10 empfangen, die ein sechstes Hall-Ereignis angeben, wobei das Hall-Signal 10C LOW ist, das Hall-Signal 10B HIGH ist und das Hall-Signal 10A HIGH ist. Beim Empfangen von 011 als Eingaben 10 kann die Steuerung 20 Ausgaben 3 erzeugen, um Schalter A–, A+, B+ und C– AUSzuschalten und Schalter B– und C+ EINzuschalten.
  • Die Steuerung 20 kann nach dem Empfangen von 011 als Eingaben 10 dann 010 als Eingaben 10 empfangen, die ein Anfangs-Hall-Ereignis und eine vollständige elektrische Umdrehung des BLDC-Motors 8 angeben. Die Steuerung 20 kann das oben beschriebene Verfahren wiederholen, bis die Steuerung 20 ein Abschaltsignal zum AUSschalten des BLDC-Motors 8 empfängt. In anderen Worten, es gibt sechs unterschiedliche Eingangssignale von drei Hall-Sensoren (z.B. Hall-Signal 10A, Hall-Signal 10B und Hall-Signal 10C), die sechs verschiedenen Kommutierungsschritten zugeordnet sind, die verwendet werden, um den BLDC-Motor 8 zu betreiben, bis die Steuerung 20 ein Abschaltsignal empfängt oder einer der drei Hall-Sensoren ausfällt.
  • 6 ist eine Tabelle, die eine beispielhafte Kommutierungsmuster- und Hall-Tabelle für den Zwei-Hall-Sensoren-Modus 300 für eine vollständige elektrische Umdrehung des BLDC-Motors 8 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht. 6 wird unter Bezugnahme auf 1 und 4 beschrieben. In dem Beispiel von 6 umfassen die Eingaben 10 HIGH- oder LOW-Signale von den Hall-Signalen 10A und 10B und nur ein LOW-Signal von Hall-Signal 10C, da der die Ausgabe von Hall-Signal 10C bereitstellende Hall-Sensor ausgefallen ist, und Ausgaben 3 umfassen EIN- oder AUS-Steuersignale für Schalter (z.B. Schalter A+–C–) im Wechselrichter 6. In manchen Beispielen können Ausgaben 3 eine im Speicher von Steuerung 20 (z.B. Speicher 22, wie in 2 beschrieben) gespeicherte Verweistabelle sein. Die unten beschriebene Steuerung 20 ordnet bestimmte Eingaben 10 bestimmten Ausgaben 3 zu, es versteht sich jedoch, dass die untenstehende Beschreibung ein zum besseren Verständnis bereitgestelltes Beispiel von vielen Beispielen ist.
  • Wie in der ersten Zeile von Einträgen in der Tabelle von 6 gezeigt, kann die Steuerung 20 010 Eingaben 10 empfangen, die ein Anfangs-Hall-Ereignis angeben, wobei das Hall-Signal 10C LOW ist, das Hall-Signal 10B HIGH ist und das Hall-Signal 10A LOW ist. Beim Empfangen von 010 als Eingaben 10 kann die Steuerung 20 Ausgaben 3 erzeugen, um Schalter A+, B–, B+ und C– AUSzuschalten und Schalter A– und C+ EINzuschalten.
  • Wie in der zweiten Zeile von Einträgen in der Tabelle von 6 gezeigt, kann die Steuerung 20 010 als Eingaben 10 empfangen, die das Anfangs-Hall-Ereignis angeben, wobei das Hall-Signal 10C LOW ist, das Hall-Signal 10B HIGH ist und das Hall-Signal 10A LOW ist. Dies kann jedoch aufgrund des Ausfalls von Hall-Signal 10C das zweite Hall-Ereignis sein und nicht das Anfangs-Hall-Ereignis. Daher kann die Steuerung 20 beim Empfangen von 010 als Eingaben 10 und einer Zeitgeberunterbrechung von einem externen Zeitgeber oder einem Zeitsteuerungsmodul bestimmen, dass dies das zweite Hall-Ereignis ist, und Ausgaben 3 erzeugen, um Schalter A+, B–, C– und C+ AUSzuschalten und Schalter A– und B+ EINzuschalten.
  • Wie in der dritten Zeile von Einträgen in der Tabelle von 6 gezeigt, kann die Steuerung 20 000 als Eingaben 10 empfangen, die ein drittes Hall-Ereignis angeben, wobei das Hall-Signal 10C LOW ist, das Hall-Signal 10B LOW ist und das Hall-Signal 10A LOW ist. Beim Empfangen von 000 als Eingaben 10 kann die Steuerung 20 Ausgaben 3 erzeugen, um Schalter A–, A+, B– und C+ AUSzuschalten und Schalter B+ und C– EINzuschalten.
  • Wie in der vierten Zeile von Einträgen in der Tabelle von 6 gezeigt, kann die Steuerung 20 001 als Eingaben 10 empfangen, die ein viertes Hall-Ereignis angeben, wobei das Hall-Signal 10C LOW ist, das Hall-Signal 10B LOW ist und das Hall-Signal 10A HIGH ist. Beim Empfangen von 001 als Eingaben 10 kann die Steuerung 20 Ausgaben 3 erzeugen, um Schalter A–, B–, B+ und C+ AUSzuschalten und Schalter A+ und C– EINzuschalten.
  • Wie in der fünften Zeile von Einträgen in der Tabelle von 6 gezeigt, kann die Steuerung 20 001 als Eingaben 10 empfangen, die das vierte Hall-Ereignis angeben, wobei das Hall-Signal 10C LOW ist, das Hall-Signal 10B LOW ist und da Hall-Signal 10A HIGH ist. Aufgrund des Ausfalls von Hall-Signal 10C kann dies jedoch das fünfte Hall-Ereignis sein und nicht das vierte Hall-Ereignis. Daher kann die Steuerung 20 beim Empfangen von 001 als Eingaben 10 und einer Zeitgeberunterbrechung von einem externen Zeitgeber oder einem Zeitsteuerungsmodul Ausgaben 3 erzeugen, um Schalter A–, B+, C– und C+ AUSzuschalten und Schalter A+ und B– EINzuschalten.
  • Wie in der sechsten Zeile von Einträgen in der Tabelle von 6 gezeigt, kann die Steuerung 20 011 als Eingaben 10 empfangen, die ein sechstes Hall-Ereignis angeben, wobei das Hall-Signal 10C LOW ist, das Hall-Signal 10B HIGH ist und das Hall-Signal 10A HIGH ist. Beim Empfangen von 011 als Eingaben 10 kann die Steuerung 20 Ausgaben 3 erzeugen, um Schalter A–, A+, B+ und C– AUSzuschalten und Schalter B– und C+ EINzuschalten.
  • Die Steuerung 20 kann dann 010 als Eingaben 10 empfangen, wobei das Hall-Signal 10C LOW ist, das Hall-Signal 10B HIGH ist und das Hall-Signal 10A LOW ist. Die Steuerung 20 kann das oben beschriebene Verfahren wiederholen, bis die Steuerung 20 ein Abschaltsignal zum AUSschalten des BLDC-Motors 8 empfängt.
  • In anderen Worten, es gibt aufgrund des Ausfalls eines Hall-Sensors nur vier unterschiedliche Eingangssignale von den zwei Hall-Sensoren, die den sechs Kommutierungsschritten zugeordnet sind, die zum Betreiben des BLDC-Motors 8 verwendet werden. Um den Ausfall eines Hall-Sensors zu kompensieren, kann die Steuerung 20 in manchen Beispielen eine Zeitgeberunterbrechung verwenden, um zwischen ähnlichen Signalen der vier unterschiedlichen Eingangssignale zu unterscheiden, wobei effektiv sechs unterschiedliche Eingangssignale von vier unterschiedlichen Eingangssignalen erreicht werden. In manchen Beispielen kann die Zeitgeberunterbrechung durch ein Zeitsteuerungsmodul der Steuerung 20 bereitgestellt sein. In weiteren Beispielen kann die Zeitgeberunterbrechung durch einen Zeitgeber außerhalb der Steuerung 20 bereitgestellt sein. Obwohl der Ausfall eines Hall-Sensors als ein konstantes LOW-Signal veranschaulicht wurde, versteht es sich, dass der Ausfall eines Hall-Sensors auch ein konstantes HIGH-Signal sein könnte.
  • 7 ist ein Zeitablaufdiagramm, das beispielhafte Modi der Steuerung 20 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht. 7 wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. In dem Beispiel von 7 umfassen Eingaben 10 während des Drei-Hall-Sensoren-Modus von Steuerung 20 (z.B. der in den 3 und 5 beschriebene Drei-Hall-Sensoren-Modus 200) Eingangssignale von drei Hall-Sensoren und werden verwendet, um Ausgaben 3 zum Betreiben des BLDC-Motors 8 zu erzeugen. Beispielsweise können Eingaben 10 während des Drei-Hall-Sensoren-Modus von Steuerung 20 ausreichend sein, um die Rotorposition des BLDC-Motors 8 zu detektieren und das geeignete Kommutierungsmuster anzuwenden. Beim Ausfall eines der drei Hall-Sensoren und während des Drei-Hall-Sensoren-Modus von Steuerung 20 kann es jedoch sein, dass Eingaben 10 nicht mehr ausreichend sind, um die Rotorposition des BLDC-Motors 8 zu detektieren und das geeignete Kommutierungsmuster anzuwenden.
  • Wenn ein beliebiger der drei Hall-Sensoren während des Drei-Hall-Sensoren-Modus von Steuerung 20 ausfällt, kann die Steuerung 20 in einem offenen Schleifenmodus arbeiten, indem der Motor bei derselben Drehzahl laufen gelassen wird, um den ausgefallenen Hall-Sensor zu detektieren und das Steuerschema von Steuerung 20 in den Zwei-Hall-Sensoren-Modus (z.B. den in 4 und 6 beschriebenen Zwei-Hall-Sensoren-Modus 300) umzuschalten.
  • Wie in 7 veranschaulicht, löst ein Hall-Sensor-Ausfall ein falsches Hall-Ereignis aufgrund eines Unterschieds zwischen einem abgetasteten Hall-Muster und einem erwarteten Hall-Muster aus. Wenn die Steuerung 20 ein falsches Hall-Ereignis detektiert, kann die Steuerung 20 den Drei-Hall-Sensoren-Modus deaktivieren und die Steuerung 20 kann stattdessen für eine elektrische Umdrehung in einem offenen Schleifenmodus arbeiten. In diesen Beispielen kann die Steuerung 20 den ausgefallenen Hall-Sensor in zumindest vier Kommutierungsschritten des offenen Schleifenmodus identifizieren. Zu Beginn des offenen Schleifenmodus kann die Steuerung 20 ein Zeitsteuerungsmodul oder einen externen Zeitgeber verwenden, um das Detektieren einer Kommutierungszeit zwischen zwei korrekten Hall-Ereignissen (z.B. die Zeit zwischen dem falschen Hall-Ereignis und dem nächsten korrekten Hall-Ereignis) zu beginnen und Kommutierungsmuster basierend auf der detektierten Kommutierungszeit und mit demselben Arbeitszyklus anzuwenden, um dieselbe Motordrehzahl des BLDC-Motors 8 beizubehalten. In anderen Worten, während des offenen Schleifenmodus kann es sein, dass die Steuerung 20 nicht Kommutierungsmuster basierend auf Eingaben 10 anwendet. Stattdessen kann die Steuerung 20 Kommutierungsmuster basierend auf einem erwarteten Kommutierungsmuster und einer detektierten Kommutierungszeit und mit demselben Arbeitszyklus anwenden, um dieselbe Motordrehzahl des BLDC-Motors 8 für eine elektrische Umdrehung beizubehalten. Auf diese Weise kann die Steuerung 20 in der Lage sein, jegliche Änderung des Betriebs des BLDC-Motors 8 zu verhindern oder im Wesentlichen zu reduzieren, wenn die Steuerung 20 während des Identifizierens des ausgefallenen Hall-Sensors vom Betrieb in einem Drei-Hall-Sensoren-Modus zum Betrieb in einem offenen Schleifenmodus schaltet.
  • In anderen Worten, die Steuerung 20 kann in einem offenen Schleifenmodus für eine elektrische Umdrehung des BLDC-Motors 8 arbeiten (z.B. sechs Kommutierungsmuster anwenden), und während dieser Periode kann die Steuerung 20 alle drei Hall-Sensor-Eingangswerte von den Eingaben 10 auslesen, immer wenn ein Kommutierungsmuster durch die Steuerung 20 angewendet wird. Die Steuerung 20 kann einen ausgefallenen Hall-Sensor identifizieren, indem sie Hall-Werte von Eingaben 10 während des gesamten offenen Schleifenmodus erfasst, und jeglicher Hall-Sensor, der während des gesamten offenen Schleifenmodus seinen Wert nicht ändert (z.B. jeglicher Hall-Sensor 10A, 10B oder 10C, der seinen Wert nicht ändert) ist ausgefallen. Ein ausgefallener Hall-Sensor kann als entweder ein HIGH- oder ein LOW-Signal während einer vollständigen elektrischen Umdrehung des BLCD-Motors 8 beibehaltend definiert werden. Wenn beispielsweise der Hall-Sensor, der das Hall-Signal 10C bereitstellt, ausfällt, ist der Wert von Hall-Signal 10C für eine vollständige elektrische Umdrehung entweder HIGH oder LOW (z.B. 0 oder 1), wie in 8 veranschaulicht.
  • Nach dem Identifizieren des fehlerhaften Hall-Sensors kann die Steuerung 20 die Kommutierungsmuster- und Hall-Tabelle für das Zwei-Hall-Sensor-Steuerschema aktualisieren. In anderen Worten, die Steuerung 20 kann sich an den fehlerhaften Hall-Sensor anpassen, indem sie die Kommutierungsmuster- und Hall-Tabelle für den Zwei-Hall-Sensoren-Modus basierend auf den detektierten Werten der Hall-Sensoren während des offenen Schleifenmodus von Steuerung 20 aktualisiert. Beispielsweise kann die Steuerung 20 Kommutierungs- und Hall-Tabellen aktualisieren, indem sie adaptive Hall-Muster-Detektion verwendet oder die Tabelle neu anordnet, die für den Drei-Hall-Sensoren-Modus verwendet wird. Nach dem Betrieb im offenen Schleifenmodus kann die Steuerung 20 nach dem Aktualisieren der dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zugeordneten Kommutierungs- und Hall-Tabelle das Steuerschema der Steuerung 20 in den Zwei-Hall-Sensoren-Modus umschalten. Auf diese Weise kann die Steuerung 20 in der Lage sein, jegliche Änderung des Betriebs des BLDC-Motors 8 zu verhindern oder im Wesentlichen zu reduzieren, wenn die Steuerung 20 in dem Drei-Hall-Sensoren-Modus, offenen Schleifenmodus und Zwei-Hall-Sensoren-Modus arbeitet, wodurch der Steuerung 20 ermöglicht wird, den BLDC-Motor 8 kontinuierlich zu betreiben.
  • Die oben beschriebene Steuerung 20 detektiert einen ausgefallenen Hall-Sensor und schaltet von einem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu einem Zwei-Hall-Sensoren-Modus. Es versteht sich jedoch, dass die Steuerung unter Verwendung ähnlicher Verfahren auch einen reparierten Hall-Sensor detektieren und von einem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zurück zu einem Drei-Hall-Sensoren-Modus schalten kann. In anderen Worten, wenn ein ausgefallener Hall-Sensor durch einen funktionierenden Hall-Sensor ersetzt wird, kann die Steuerung 20 im offenen Schleifenmodus arbeiten und zu dem Drei-Hall-Sensoren-Modus schalten.
  • 8 ist eine Tabelle, die beispielhafte Hall-Tabellen für die beispielhaften Modi der Steuerung 20 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht. 8 wird unter Bezugnahme auf 1 und 7 beschrieben.
  • In dem Beispiel von 8 arbeitet die Steuerung 20 in einem Drei-Hall-Sensoren-Modus und empfängt Eingaben 10, und Eingaben 10 umfassen sechs unterschiedliche Eingangssignale (z.B. ein Hall-Ereignis). Beispielsweise empfängt die Steuerung 20 001, 011, 010, 110, 100 oder 101 als Eingaben 10 von drei Hall-Sensoren und vergleicht Eingaben 10 mit einem erwarteten Hall-Muster der drei Hall-Sensoren. Die Steuerung 20 erzeugt Ausgaben 3 gemäß Eingaben 10 und stellt dem Treiber 4 die erzeugten Ausgaben 3 bereit. Der Treiber 4 empfängt die erzeugten Ausgaben 3 und erzeugt eine Treiberausgabe 5 basierend auf den erzeugten Ausgaben 3 für den Wechselrichter 6. Der Wechselrichter 6 stellt den geeigneten Phasenwicklungen des BLDC-Motors 8 basierend auf der erzeugten Treiberausgabe 5 Energie bereit, was den Rotor des BLDC-Motors 8 veranlasst, zu rotieren.
  • Die Steuerung 20 kann ein falsches Hall-Ereignis detektieren, wenn sie Eingaben 10 mit dem erwarteten Hall-Muster der drei Hall-Sensoren vergleicht. Beim Detektieren eines falschen Hall-Ereignisses kann die Steuerung 20 in einem offenen Schleifenmodus für eine elektrische Umdrehung des BLDC-Motors 8 arbeiten (z.B. sechs Kommutierungsschritte), um den ausgefallenen Hall-Sensor zu identifizieren. Parallel dazu kann die Steuerung 20 auch ein Zeitsteuerungsmodul oder einen externen Zeitgeber verwenden, um eine Kommutierungszeit zu bestimmen, und weiterhin Kommutierungsmuster an dem BLDC-Motor 8 anwenden, und zwar basierend auf dem erwarteten Hall-Muster und der bestimmten Kommutierungszeit. Wie in 8 veranschaulicht, kann die Steuerung 20 in manchen Beispielen detektieren, dass das Hall-Signal 10C ein „X“ durch alle sechs Kommutierungsschritte hindurch aufweisen kann, wobei X für ein entweder konstantes LOW- oder HIGH-Signal steht, und dass der das Hall-Signal 10C ausgebende Hall-Sensor ausgefallen ist.
  • Wenn die Steuerung 20 den ausgefallenen Hall-Sensor identifiziert hat (z.B. den Hall-Sensor, der das Hall-Signal 10C ausgibt), kann die Steuerung 20 die Kommutierungsmuster- und Hall-Tabelle für den Zwei-Hall-Sensoren-Modus entsprechend aktualisieren. Wie in 8 veranschaulicht, kann die Steuerung 20 in manchen Beispielen die Kommutierungsmuster- und Hall-Tabelle aktualisieren, um Zeitgeberunterbrechungen von einem Zeitgeber einzuschließen. Die Steuerung 20 kann die eingeschlossenen Zeitgeberunterbrechungen verwenden, um zwischen den vier unterschiedlichen Eingangssignalen von Eingaben 10 von den drei Hall-Sensoren zu unterscheiden. In manchen Fällen basieren die Zeitgeberunterbrechungen auf einer Kommutierungszeit zwischen zwei vorausgegangenen korrekten Hall-Ereignissen. In diesen Beispielen sind die Zeitgeberunterbrechungen abhängig von den korrekten Hall-Ereignissen, welche die korrekte Angabe der Rotorposition und Motordrehzahl des BLDC-Motors 8 bereitstellen.
  • In anderen Worten, identifiziert die Steuerung 20 nach dem Betrieb im offenen Schleifenmodus den ausgefallenen Sensor (z.B. den Hall-Sensor, der das Hall-Signal 10C ausgibt) und schließt Zeitgeberunterbrechungen von einem Zeitgeber ein, wobei sich Eingaben 10 zwischen Hall-Ereignissen nicht ändern. Wie in 8 veranschaulicht, können beispielsweise die von der Steuerung 20 empfangenen letzten Eingaben 10 des offenen Schleifenmodus als X01 dargestellt sein und die ersten Eingaben 10 des Zwei-Hall-Sensoren-Modus ohne Zeitgeberunterbrechungen können als X01 dargestellt sein. Durch Einschließen der Zeitgeberunterbrechungen von einem Zeitgeber kann die Steuerung 20 den ausgefallenen Hall-Sensor kompensieren, indem sie zwischen den Signalen der Eingaben 10 unterscheidet.
  • 9 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren für Operationen der beispielhaften Steuerung 20 zum Steuern des Betriebs des BLDC-Motors 8 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Anmeldung veranschaulicht. 9 wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Die Steuerung 20 kann konfiguriert sein, Eingaben 10 von drei Hall-Sensoren zu empfangen (402).
  • Die Steuerung 20 kann konfiguriert sein, basierend auf den empfangenen Eingaben zu detektieren, dass einer der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist (404). In manchen Beispielen kann die Steuerung 20 konfiguriert sein, basierend auf den empfangenen Eingaben zu detektieren, dass einer der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, und zwar durch Abtasten eines Hall-Musters der empfangenen Eingaben von den drei Hall-Sensoren, Vergleichen des empfangenen Hall-Musters mit einem erwarteten Hall-Muster und Bestimmen, ob ein Vergleich zwischen dem abgetasteten Hall-Muster und dem erwarteten Hall-Muster einen Ausfall des einen der drei Hall-Sensoren angibt. In manchen Beispielen kann die Steuerung 20 konfiguriert sein, das Hall-Muster alle sechzig Grad von dreihundertsechzig Grad einer elektrischen Umdrehung abzutasten. In manchen Beispielen kann die Steuerung 20 konfiguriert sein, zu bestimmen, ob der Vergleich zwischen dem abgetasteten Hall-Muster und dem erwarteten Hall-Muster den Ausfall des einen der drei Hall-Sensoren angibt, indem sie detektiert, dass die Eingabe von dem einen der drei Hall-Sensoren in dem abgetasteten Hall-Muster HIGH und nicht LOW sein sollte, oder indem sie detektiert, dass die Eingabe von dem einen der drei Hall-Sensoren in dem abgetasteten Hall-Muster LOW und nicht HIGH sein sollte.
  • Die Steuerung 20 kann konfiguriert sein, als Antwort auf das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, von einem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu einem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu schalten (406). In manchen Beispielen kann die Steuerung 20 konfiguriert sein, von dem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu schalten, indem sie den Drei-Hall-Sensoren-Modus deaktiviert, für zumindest eine elektrische Umdrehung des BLDC-Motors in einem offenen Schleifenmodus arbeitet und nach dem Arbeiten in dem offenen Schleifenmodus in dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus arbeitet, wobei der Zwei-Hall-Sensoren-Modus auf einer Kommutierungs- und Hall-Tabelle für ein Zwei-Hall-Sensoren-Steuerschema basiert. In manchen Beispielen kann die Steuerung 20 konfiguriert sein, von dem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu schalten, was ferner das Identifizieren eines ausgefallenen Hall-Sensors des Drei-Hall-Sensoren-Modus während des offenen Schleifenmodus und das Aktualisieren der Kommutierungs- und Hall-Tabelle für das Zwei-Hall-Steuerschema basierend auf dem identifizierten ausgefallenen Hall-Sensor umfassen kann. In diesen Beispielen kann die Steuerung 20 den ausgefallenen Hall-Sensor der drei Hall-Sensoren während des offenen Schleifenmodus identifizieren, indem sie bestimmt, ob die empfangenen Eingaben von jedem der drei Hall-Sensoren während der zumindest einen elektrischen Umdrehung des offenen Schleifenmodus unverändert bleiben. In manchen Beispielen kann die Steuerung 20 in dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus arbeiten, indem sie einen Periodenwert, welcher der zwischen zwei empfangenen Eingaben der zwei funktionierenden Hall-Sensoren erfassten Zeit entspricht, zeitlich steuert und ein Kommutierungsmuster in einer periodenangepassten Interruptserviceroutine anwendet, um den ausgefallenen Hall-Sensor zu kompensieren. Die zwei empfangenen Eingaben können jeweils das abgetastete Hall-Muster umfassen, das dem erwarteten Hall-Muster entspricht. In manchen Beispielen kann die Steuerung 20 in dem offenen Schleifenmodus arbeiten, indem sie eine Kommutierungszeit aus den empfangenen Eingaben detektiert und Kommutierungsmuster basierend auf der detektierten Kommutierungszeit mit einem im Wesentlichen ähnlichen Arbeitszyklus anwendet, um eine aktuelle Motordrehzahl des BLDC-Motors beizubehalten.
  • Die Steuerung 20 kann konfiguriert sein, eine Ausgabe zu erzeugen, um eine Vielzahl von Schaltern zu steuern, um geeignete Motorphasenwicklungen in dem BLDC-Motor basierend zumindest teilweise auf dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu erregen (408). In manchen Beispielen kann die Steuerung 20 die Ausgabe erzeugen, um die Vielzahl von Schaltern zu steuern, um geeignete Motorphasenwicklungen des BLDC-Motors basierend zumindest teilweise auf dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu erregen, indem sie eine Treiberausgabe erzeugt, um einen Treiber zu steuern, der die Vielzahl von Schaltern betätigt, um die geeigneten Motorphasenwicklungen in dem BLDC-Motor basierend zumindest teilweise auf dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu erregen.
  • Die folgenden Beispiele veranschaulichen hierin beschriebene Verfahren, Vorrichtungen und Systeme.
  • Beispiel 1: Ein Verfahren zum Steuern eines bürstenlosen Gleichstrom(BLDC)-Motors, wobei das Verfahren das Empfangen von Eingaben von drei Hall-Sensoren, basierend auf den empfangenen Eingaben das Detektieren, dass einer der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, und als Antwort auf das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, das Schalten von einem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu einem Zwei-Hall-Sensoren-Modus und das Erzeugen einer Ausgabe, um eine Vielzahl von Schaltern zu steuern, um geeignete Motorphasenwicklungen in dem BLDC-Motor basierend auf dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu erregen, umfasst.
  • Beispiel 2: Das Verfahren nach Beispiel 1, wobei das auf den empfangenen Eingaben basierende Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, das Abtasten eines Hall-Musters der empfangenen Eingaben von den drei Hall-Sensoren, das Vergleichen des abgetasteten Hall-Musters mit einem erwarteten Hall-Muster und das Bestimmen, ob ein Vergleich zwischen dem abgetasteten Hall-Muster und dem erwarteten Hall-Muster einen Ausfall des einen der drei Hall-Sensoren angibt, umfasst.
  • Beispiel 3: Das Verfahren nach Beispiel 2, wobei das Abtasten alle sechzig Grad von dreihundertsechzig Grad einer elektrischen Umdrehung erfolgt.
  • Beispiel 4: Das Verfahren nach Beispiel 2 oder 3, wobei das Bestimmen, ob der Vergleich zwischen dem abgetasteten Hall-Muster und dem erwarteten Hall-Muster das Versagen des einen der drei Hall-Sensoren angibt, eines von Detektieren, dass die Eingabe von dem einen der drei Hall-Sensoren in dem abgetasteten Hall-Muster HIGH und nicht LOW sein sollte, oder Detektieren, dass die Eingabe von dem einen der drei Hall-Sensoren in dem abgetasteten Hall-Muster LOW und nicht HIGH sein sollte, umfasst.
  • Beispiel 5: Das Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 4, wobei als Antwort auf das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, das Schalten von dem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus das Deaktivieren des Drei-Hall-Sensoren-Modus, das Arbeiten in einem offenen Schleifenmodus für zumindest eine elektrische Umdrehung des BLDC-Motors und nach dem Arbeiten in dem offenen Schleifenmodus das Arbeiten in dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus umfasst, wobei der Zwei-Hall-Sensoren-Modus auf einer Kommutierungs- und Hall-Tabelle für ein Zwei-Hall-Sensor-Steuerschema basiert.
  • Beispiel 6: Das Verfahren nach Beispiel 5, wobei als Antwort auf das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, das Schalten von dem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus ferner das Identifizieren eines ausgefallenen Hall-Sensors der drei Hall-Sensoren während des offenen Schleifenmodus und das Aktualisieren der Kommutierungs- und Hall-Tabelle für das Zwei-Hall-Sensor-Steuerschema basierend auf dem identifizierten Hall-Sensor umfasst.
  • Beispiel 7: Das Verfahren nach Beispiel 6, wobei das Identifizieren des ausgefallenen Hall-Sensors der drei Hall-Sensoren während des offenen Schleifenmodus das Bestimmen umfasst, ob die empfangenen Eingaben von jedem der drei Hall-Sensoren während der zumindest einen elektrischen Umdrehung des offenen Schleifenmodus unverändert bleibt.
  • Beispiel 8: Das Verfahren nach Beispiel 6 oder 7, wobei das Arbeiten in dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus das zeitliche Steuern eines Periodenwerts, welcher der zwischen zwei empfangenen Eingaben der zwei funktionierenden Hall-Sensoren der drei Hall-Sensoren erfassten Zeit entspricht, wobei die zwei empfangenen Eingaben jeweils das abgetastete Hall-Muster umfassen, das dem erwarteten Hall-Muster entspricht, und das Anwenden eines Kommutierungsmusters in einer periodenangepassten Interruptserviceroutine zum Kompensieren des ausgefallenen Hall-Sensors umfasst.
  • Beispiel 9: Das Verfahren nach einem der Beispiele 5 bis 8, wobei das Arbeiten in dem offenen Schleifenmodus das Detektieren einer Kommutierungszeit von den empfangenen Eingaben und das Anwenden von Kommutierungsmustern basierend auf der detektierten Kommutierungszeit mit einem im Wesentlichen ähnlichen Arbeitszyklus, um eine aktuelle Motordrehzahl des BLDC-Motors beizubehalten, umfasst.
  • Beispiel 10: Das Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 9, wobei das Erzeugen der Ausgabe, um die Vielzahl von Schaltern zu steuern, um geeignete Motorphasenwicklungen in dem BLDC-Motor basierend zumindest teilweise auf dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu erregen, das Erzeugen einer Treiberausgabe umfasst, um einen Treiber zu steuern, der die Vielzahl von Schaltern betätigt, um die geeigneten Motorphasenwicklungen in dem BLDC-Motor basierend zumindest teilweise auf dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu erregen.
  • Beispiel 11: Eine Steuerung zum Steuern eines bürstenlosen Gleichstrom(BLDC)-Motors, wobei die Steuerung ein Hall-Steuermodul umfasst, das konfiguriert ist, Eingaben von drei Hall-Sensoren zu empfangen, basierend auf den empfangenen Eingaben zu detektieren, dass einer der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, als Antwort auf das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, von einem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu einem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu schalten und eine Ausgabe zu erzeugen, um eine Vielzahl von Schaltern zu steuern, um geeignete Motorphasenwicklungen in dem BLDC-Motor basierend zumindest teilweise auf dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu erregen.
  • Beispiel 12: Die Steuerung nach Beispiel 11, wobei das Hall-Steuermodul konfiguriert ist, basierend auf den empfangenen Eingaben zu detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, umfasst das Hall-Steuermodul, das konfiguriert ist, ein Hall-Muster der empfangenen Eingaben von den drei Hall-Sensoren abzutasten, das abgetastete Hall-Muster mit einem erwarteten Hall-Muster zu vergleichen und zu bestimmen, ob ein Vergleich zwischen dem abgetasteten Hall-Muster und dem erwarteten Hall-Muster einen Ausfall des einen der drei Hall-Sensoren angibt.
  • Beispiel 13: Die Steuerung nach Beispiel 11 oder 12, wobei als Antwort auf das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, das Hall-Steuermodul konfiguriert ist, von dem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu schalten, umfasst das Hall-Steuermodul, das konfiguriert ist, den Drei-Hall-Sensor-Modus zu deaktivieren, für zumindest eine elektrische Umdrehung des BLDC-Motors in einem offenen Schleifenmodus zu arbeiten und nach dem Arbeiten in dem offenen Schleifenmodus in dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu arbeiten, wobei der Zwei-Hall-Sensoren-Modus auf einer Kommutierungs- und Hall-Tabelle für ein Zwei-Hall-Sensor-Steuerschema basiert.
  • Beispiel 14: Die Steuerung nach Beispiel 13, wobei als Antwort auf das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, das Hall-Steuermodul konfiguriert ist, von dem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu schalten, umfasst das Hall-Steuermodul, das ferner konfiguriert ist, einen ausgefallenen Hall-Sensor der drei Hall-Sensoren während des offenen Schleifenmodus zu identifizieren und die Kommutierungs- und Hall-Tabelle für das Zwei-Hall-Sensoren-Steuerschema basierend auf dem identifizierten ausgefallenen Hall-Sensor zu aktualisieren.
  • Beispiel 15: Die Steuerung nach Beispiel 14, wobei das Hall-Steuermodul konfiguriert ist, den ausgefallenen Hall-Sensor der drei Hall-Sensoren während des offenen Schleifenmodus zu identifizieren, umfasst das Hall-Steuermodul, das konfiguriert ist, zu bestimmen, ob die empfangenen Eingaben von jedem der drei Hall-Sensoren während der zumindest einen elektrischen Umdrehung des offenen Schleifenmodus unverändert bleiben.
  • Beispiel 16: Die Steuerung nach Beispiel 14 oder 15, wobei die Steuerung ferner einen Zeitgeber umfasst, wobei der Zeitgeber konfiguriert ist, einen Periodenwert, welcher der zwischen zwei empfangenen Eingaben der zwei funktionierenden Hall-Sensoren der drei Hall-Sensoren erfassten Zeit entspricht, zeitlich zu steuern, wobei die zwei empfangenen Eingaben jeweils das abgetastete Hall-Muster, das dem erwarteten Hall-Muster entspricht, umfassen und wobei das Hall-Steuermodul konfiguriert ist, in dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu arbeiten, umfasst das Hall-Steuermodul, das konfiguriert ist, ein Kommutierungsmuster in einer periodenangepassten Interruptserviceroutine anzuwenden, um den ausgefallenen Hall-Sensor zu kompensieren.
  • Beispiel 17: Die Steuerung nach einem der Beispiele 13 bis 16, wobei die Steuerung ferner ein Zeitsteuerungsmodul umfasst, das konfiguriert ist, eine Kommutierungszeit aus den empfangenen Eingaben zu detektieren, und wobei das Hall-Steuermodul konfiguriert ist, in dem offenen Schleifenmodus zu arbeiten, umfasst das Hall-Steuermodul, das konfiguriert ist, Kommutierungsmuster basierend auf der detektierten Kommutierungszeit mit einem im Wesentlichen ähnlichen Arbeitszyklus anzuwenden, um eine aktuelle Motordrehzahl des BLDC-Motors beizubehalten.
  • Beispiel 18: Die Steuerung nach einem der Beispiele 11 bis 17, ferner umfassend einen Pulsmodulator, wobei das Hall-Steuermodul konfiguriert ist, die Ausgabe zu erzeugen, um die Vielzahl von Schaltern zu steuern, um geeignete Motorphasenwicklungen in dem BLDC-Motor basierend zumindest teilweise auf dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu erregen, umfasst das Bereitstellen der Ausgabe für den Pulsmodulator, wobei der Pulsmodulator konfiguriert ist, eine Treiberausgabe zu erzeugen, um einen Treiber zu steuern, der die Vielzahl von Schaltern betätigt, um die geeigneten Motorphasenwicklungen in dem BLDC-Motor basierend zumindest teilweise auf dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu erregen.
  • Beispiel 19: Ein System, umfassend drei Hall-Sensoren, einen bürstenlosen Gleichstrom(BLDC)-Motor und eine Steuerung zum Steuern des BLDC-Motors, wobei die Steuerung ein Hall-Steuermodul umfasst, das konfiguriert ist, Eingaben von den drei Hall-Sensoren zu empfangen, basierend auf den empfangenen Eingaben zu detektieren, dass einer der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, als Antwort auf das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, von einem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu einem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu schalten und eine Ausgabe zu erzeugen, um eine Vielzahl von Schaltern zu steuern, um geeignete Motorphasenwicklungen in dem BLDC-Motor basierend zumindest teilweise auf dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu erregen.
  • Beispiel 20: Das System nach Beispiel 19, wobei als Antwort auf das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, das Hall-Steuermodul konfiguriert ist, von dem Drei-Hall-Sensoren-Modus zu dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu schalten, umfasst das Hall-Steuermodul, das konfiguriert ist, den Drei-Hall-Sensor-Modus zu deaktivieren, für zumindest eine elektrische Umdrehung des BLDC-Motors in einem offenen Schleifenmodus zu arbeiten und nach dem Arbeiten in dem offenen Schleifenmodus in dem Zwei-Hall-Sensoren-Modus zu arbeiten, wobei der Zwei-Hall-Sensoren-Modus auf einer Kommutierungs- und Hall-Tabelle für ein Zwei-Hall-Sensor-Steuerschema basiert.
  • Die oben angeführten Beispiele werden herangezogen, um Beispiele oder Anwendungen zu zeigen, die auf die hierin beschriebenen Verfahren und Schaltungen anwendbar sind. In einem oder mehreren Beispielen können die hierin beschriebenen Funktionen in Hardware, Software, Firmware oder jeglicher Kombination davon implementiert sein. Beispielsweise können ein oder mehrere der hierin beschriebenen Steuerungen in Hardware, Software, Firmware oder jeglicher Kombination davon implementiert sein. Wenn in Software implementiert, können die Funktionen als ein oder mehrere Befehle oder Codes auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert oder darüber gesendet werden und durch eine hardwarebasierte Verarbeitungseinheit ausgeführt werden. Computerlesbare Medien können computerlesbare Speichermedien, die einem greifbaren Medium wie zum Beispiel einem Datenspeichermedium entsprechen, oder Kommunikationsmedien umfassen, einschließlich jeglichen Mediums, das die Übertragung eines Computerprogramms von einem Ort zu einem anderen, z.B. gemäß einem Kommunikationsprotokoll, erleichtert. Auf diese Weise kann ein computerlesbares Medium im Allgemeinen (1) einem greifbaren computerlesbaren Speichermedium, das nichtflüchtig ist, oder (2) einem Kommunikationsmedium, wie zum Beispiel einem Signal oder einer Trägerwelle, entsprechen. Datenspeichermedien können jegliches verfügbare Medium sein, auf das von einem oder mehreren Computern oder einem oder mehreren Prozessoren zugegriffen werden kann, um Befehle, Code und/oder Datenstrukturen zur Implementierung der in dieser Anmeldung beschriebenen Verfahren abzurufen. Ein Computerprogrammprodukt kann ein computerlesbares Medium umfassen.
  • Beispielhalber, aber nicht einschränkend können solche computerlesbaren Speichermedien RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM oder ein anderes Bildplattenspeicher-, Magnetplattenspeicher- oder andere Magnetspeichervorrichtungen, Flashspeicher oder jegliches andere Medium umfassen, das verwendet werden kann, um gewünschten Programmcode in der Form von Befehlen oder Datenstrukturen zu speichern, und auf das durch einen Computer zugegriffen werden kann. Auch wird jede Verbindung ordnungsgemäß computerlesbares Medium genannt. Wenn beispielsweise Befehle von einer Website, einem Server oder einer anderen entfernten Quelle unter Verwendung eines Koaxialkabels, eines Lichtleitkabels, Twisted Pair, Digital Subscriber Line (DSL) oder drahtlosen Technologien wie zum Beispiel Infrarot, Funk und Mikrowellen gesendet werden, dann sind das Koaxialkabel, Lichtleitkabel, Twisted Pair, DSL oder drahtlose Technologien wie zum Beispiel Infrarot, Funk und Mikrowellen in der Definition von Medium enthalten. Es versteht sich jedoch, dass computerlesbare Speichermedien und Datenspeichermedien nicht Verbindungen, Trägerwellen, Signale oder andere flüchtige Medien umfassen, sondern stattdessen nichtflüchtige, greifbare Speichermedien betreffen.
  • Befehle können durch einen oder mehrere Prozessoren, wie zum Beispiel einen oder mehrere Digitalsignalprozessoren (DSPs), Mehrzweckmikroprozessoren, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), frei programmierbare Verknüpfungsfelder (FPGAs) oder andere äquivalente integrierte oder diskrete Logikschaltungsanordnungen ausgeführt werden. Dementsprechend kann sich der Begriff „Prozessor“, wie hierin verwendet, auf jegliche der vorangegangenen Strukturen oder jegliche andere Struktur beziehen, die zur Implementierung der hierin beschriebenen Verfahren geeignet ist. Zusätzlich dazu kann die hierin beschriebene Funktionalität in manchen Aspekten innerhalb dedizierter Hardware- und/oder Softwaremodule, die zum Kodieren und Dekodieren konfiguriert sind, bereitgestellt sein oder in einem kombinierten Codec inkorporiert sind. Auch können die Verfahren gänzlich in einer oder mehreren Schaltungen oder Logikelementen implementiert sein.
  • Die Verfahren der vorliegenden Anmeldung können in einer Vielzahl von Vorrichtungen oder Apparaten implementiert sein, einschließlich einer integrierten Schaltung (IC) oder einem Satz von ICs (z.B. einem Chipsatz). Verschiedene Bauteile, Module oder Einheiten sind in dieser Anmeldung beschrieben, um funktionale Aspekte von Vorrichtungen hervorzuheben, die konfiguriert sind, die offenbarten Verfahren durchzuführen, erfordern jedoch nicht notwendigerweise eine Realisierung durch verschiedene Hardwareeinheiten. Vielmehr können, wie oben beschrieben, verschiedene Einheiten in einer Hardwareeinheit kombiniert sein oder durch eine Sammlung interoperativer Hardwareeinheiten, einschließlich eines oder mehrerer oben beschriebener Prozessoren, in Verbindung mit geeigneter Software und/oder Firmware bereitgestellt sein.
  • Es wurden verschiedene Beispiele beschrieben. Diese und andere Beispiele liegen innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Patentansprüche.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Steuern eines bürstenlosen Gleichstrommotors, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen von Eingaben von drei Hall-Sensoren; Detektieren, dass einer der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, basierend auf den empfangenen Eingaben; als Antwort auf das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, das Schalten von einer Drei-Hall-Sensoren-Betriebsart in eine Zwei-Hall-Sensoren-Betriebsart; und Erzeugen einer Ausgabe, um eine Vielzahl von Schaltern zu steuern, um geeignete Motorphasenwicklungen in dem Gleichstrommotor basierend zumindest teilweise auf der Zwei-Hall-Sensoren-Betriebsart zu erregen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, basierend auf den empfangenen Eingaben Folgendes umfasst: Abtasten eines Hall-Musters der empfangenen Eingaben von den drei Hall-Sensoren; Vergleichen des abgetasteten Hall-Musters mit einem erwarteten Hall-Muster; und Bestimmen, ob ein Vergleich zwischen dem abgetasteten Hall-Muster und dem erwarteten Hall-Muster einen Ausfall des einen der drei Hall-Sensoren angibt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Abtasten alle sechzig Grad von dreihundertsechzig Grad einer elektrischen Umdrehung erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Bestimmen, ob der Vergleich zwischen dem abgetasteten Hall-Muster und dem erwarteten Hall-Muster den Ausfall des einen der drei Hall-Sensoren angibt, eines der Folgenden umfasst: Detektieren, dass die Eingabe von dem einen der drei Hall-Sensoren in dem abgetasteten Hall-Muster HIGH und nicht LOW sein sollte; oder Detektieren, dass die Eingabe von dem einen der drei Hall-Sensoren in dem abgetasteten Hall-Muster LOW und nicht HIGH sein sollte.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, wobei als Antwort auf das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, das Schalten von der Drei-Hall-Sensoren-Betriebsart in die Zwei-Hall-Sensoren-Betriebsart Folgendes umfasst: Deaktivieren der Drei-Hall-Sensoren-Betriebsart; Arbeiten in einer Betriebsart mit offener Regelschleife für zumindest eine elektrische Umdrehung des Gleichstrommotors; und Arbeiten in der Zwei-Hall-Sensoren-Betriebsart nach dem Arbeiten in der Betriebsart mit offener Regelschleife, wobei die Zwei-Hall-Sensoren-Betriebsart auf einer Kommutierungs- und Hall-Tabelle für ein Zwei-Hall-Sensor-Steuerschema basiert.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei als Antwort auf das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, das Schalten von der Drei-Hall-Sensoren-Betriebsart zu der Zwei-Hall-Sensoren-Betriebsart ferner Folgendes umfasst: Identifizieren eines ausgefallenen Hall-Sensors der drei Hall-Sensoren während der Betriebsart mit offener Regelschleife; und Aktualisieren der Kommutierungs- und Hall-Tabelle für das Zwei-Hall-Sensor-Steuerschema basierend auf dem identifizierten ausgefallenen Hall-Sensor.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Identifizieren des ausgefallenen Hall-Sensors der drei Hall-Sensoren während der Betriebsart mit offener Regelschleife ein Bestimmen umfasst, ob die empfangenen Eingaben von jedem der drei Hall-Sensoren während der zumindest einen elektrischen Umdrehung der Betriebsart mit offener Regelschleife unverändert bleiben.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Arbeiten in der Zwei-Hall-Sensoren-Betriebsart Folgendes umfasst: zeitliches Steuern eines Periodenwerts, welcher der zwischen zwei empfangenen Eingaben der zwei funktionierenden Hall-Sensoren der drei Hall-Sensoren erfassten Zeit entspricht, wobei die zwei empfangenen Eingaben jeweils das abgetastete Hall-Muster umfassen, das dem erwarteten Hall-Muster entspricht; und Anwenden eines Kommutierungsmusters in einer periodenangepassten Interruptserviceroutine, um den ausgefallenen Hall-Sensor zu kompensieren.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5–8, wobei das Arbeiten in der Betriebsart mit offener Regelschleife Folgendes umfasst: Detektieren einer Kommutierungszeit aus den empfangenen Eingaben; und Anwenden von Kommutierungsmustern basierend auf der detektierten Kommutierungszeit mit einem im Wesentlichen ähnlichen Arbeitszyklus, um eine aktuelle Motordrehzahl des Gleichstrommotors beizubehalten.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–9, wobei das Erzeugen der Ausgabe, um die Vielzahl von Schaltern zu steuern, um geeignete Motorphasenwicklungen in dem Gleichstrommotor basierend zumindest teilweise auf der Zwei-Hall-Sensoren-Betriebsart zu erregen, ein Erzeugen einer Treiberausgabe umfasst, um einen Treiber zu steuern, der die Vielzahl von Schaltern betätigt, um die geeigneten Motorphasenwicklungen in dem Gleichstrommotor basierend zumindest teilweise auf der Zwei-Hall-Sensoren-Betriebsart zu erregen.
  11. Steuerung zum Steuern eines bürstenlosen Gleichstrommotors, wobei die Steuerung Folgendes umfasst: ein Hall-Steuermodul, das eingerichtet ist: Eingaben von drei Hall-Sensoren zu empfangen; zu detektieren, dass einer der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, basierend auf den empfangenen Eingaben; als Antwort auf das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, von einer Drei-Hall-Sensoren-Betriebsart in eine Zwei-Hall-Sensoren-Betriebsart zu schalten; und eine Ausgabe zu erzeugen, um eine Vielzahl von Schaltern zu steuern, um geeignete Motorphasenwicklungen in dem Gleichstrommotor basierend zumindest teilweise auf der Zwei-Hall-Sensoren-Betriebsart zu erregen.
  12. Steuerung nach Anspruch 11, wobei das Hall-Steuermodul, um basierend auf den empfangenen Eingaben zu detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, eingerichtet ist: ein Hall-Muster der empfangenen Eingaben von den drei Hall-Sensoren abzutasten; das abgetastete Hall-Muster mit einem erwarteten Hall-Muster zu vergleichen; und zu bestimmen, ob ein Vergleich zwischen dem abgetasteten Hall-Muster und dem erwarteten Hall-Muster ein Versagen des einen der drei Hall-Sensoren angibt.
  13. Steuerung nach Anspruch 11 oder 12, wobei, um als Antwort auf das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, von der Drei-Hall-Sensoren-Betriebsart zu der Zwei-Hall-Sensoren-Betriebsart zu schalten, das Hall-Steuermodul eingerichtet ist: die Drei-Hall-Sensoren-Betriebsart zu deaktivieren; für zumindest eine elektrische Umdrehung des Gleichstrommotors in einer Betriebsart mit offener Regelschleife zu arbeiten; und nach dem Arbeiten in der Betriebsart mit offener Regelschleife in der Zwei-Hall-Sensoren-Betriebsart zu arbeiten, wobei die Zwei-Hall-Sensoren-Betriebsart auf einer Kommutierungs- und Hall-Tabelle für ein Zwei-Hall-Sensor-Steuerschema basiert.
  14. Steuerung nach Anspruch 13, wobei, um als Antwort auf das Detektieren, dass der eine der drei Hall-Sensoren ausgefallen ist, von der Drei-Hall-Sensoren-Betriebsart in die Zwei-Hall-Sensoren-Betriebsart zu schalten, das Hall-Steuermodul eingerichtet ist: einen ausgefallenen Hall-Sensor der drei Hall-Sensoren während der Betriebsart mit offener Regelschleife zu identifizieren; und die Kommutierungs- und Hall-Tabelle für das Zwei-Hall-Sensor-Steuerschema basierend auf dem identifizierten ausgefallenen Hall-Sensor zu aktualisieren.
  15. Steuerung nach Anspruch 14, wobei, um den ausgefallenen Hall-Sensor der drei Hall-Sensoren während der Betriebsart mit offener Regelschleife zu identifizieren, das Hall-Steuermodul eingerichtet ist, zu bestimmen, ob die empfangenen Eingaben von jedem der drei Hall-Sensoren während der zumindest einen elektrischen Umdrehung des offenen Schleifenmodus unverändert bleiben.
  16. Steuerung nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Steuerung ferner einen Zeitgeber umfasst, wobei der Zeitgeber eingerichtet ist, einen Periodenwert, welcher der zwischen zwei empfangenen Eingaben der zwei funktionierenden Hall-Sensoren der drei Hall-Sensoren erfassten Zeit entspricht, zeitlich zu steuern, wobei die zwei empfangenen Eingaben jeweils das abgetastete Hall-Muster umfassen, das dem erwarteten Hall-Muster entspricht, und wobei, um in der Zwei-Hall-Sensoren-Betriebsart zu arbeiten, das Hall-Steuermodul eingerichtet ist, ein Kommutierungsmuster in einer periodenangepassten Interruptserviceroutine anzuwenden, um den ausgefallenen Hall-Sensor zu kompensieren.
  17. Steuerung nach einem der Ansprüche 13–16, wobei die Steuerung ferner ein Zeitsteuerungsmodul umfasst, das eingerichtet ist, eine Kommutierungszeit aus den empfangenen Eingaben zu detektieren, und wobei, um in der Betriebsart mit offener Regelschleife zu arbeiten, das Hall-Steuermodul eingerichtet ist, Kommutierungsmuster basierend auf der detektierten Kommutierungszeit mit einem im Wesentlichen ähnlichen Arbeitszyklus anzuwenden, um eine aktuelle Motordrehzahl des Gleichstrommotors beizubehalten.
  18. Steuerung nach Anspruch 11, ferner umfassend einen Pulsmodulator, wobei das Hall-Steuermodul so eingerichtet ist, dass das Erzeugen der Ausgabe, um die Vielzahl von Schaltern zu steuern, um geeignete Motorphasenwicklungen in dem Gleichstrommotor basierend zumindest teilweise auf der Zwei-Hall-Sensoren-Betriebsart zu erregen, ein Bereitstellen der Ausgabe für den Pulsmodulator umfasst, wobei der Pulsmodulator eingerichtet ist, eine Treiberausgabe zu erzeugen, um einen Treiber zu steuern, der die Vielzahl von Schaltern betätigt, um die geeigneten Motorphasenwicklungen in dem Gleichstrommotor basierend zumindest teilweise auf der Zwei-Hall-Sensoren-Betriebsart zu erregen.
  19. Steuerung nach einem der Ansprüche 11–18, eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–10.
  20. System, umfassend: drei Hall-Sensoren; einen bürstenlosen Gleichstrommotor; und eine Steuerung zum Steuern des Gleichstrommotors nach einem der Ansprüche 11–19.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6706938B2 (ja) * 2016-03-18 2020-06-10 ローム株式会社 モータ駆動装置
SE544431C2 (en) * 2018-03-29 2022-05-24 Scania Cv Ab Method and system for electrical proulsion of a commercial vehicle at low speed
CN109687809B (zh) * 2018-12-05 2020-06-09 北京控制工程研究所 一种无刷直流电机霍尔传感器实时故障识别重构系统和方法
CA3055662A1 (en) * 2019-09-16 2021-03-16 Neutron Automotive Controls Inc. Redundant brushless direct current motor control system and related methods
JPWO2021205804A1 (de) * 2020-04-08 2021-10-14
CN111969901B (zh) * 2020-09-01 2022-02-01 南通大学 一种计及霍尔位置传感器故障的无刷直流电机容错控制方法
US20220311364A1 (en) * 2021-03-25 2022-09-29 Snap-On Incorporated Controlling a brushless motor
JP2023012681A (ja) * 2021-07-14 2023-01-26 株式会社デンソー モータ制御装置
US11573075B1 (en) * 2021-09-16 2023-02-07 Beta Air, Llc Systems and methods for estimating angular position
CN114485738B (zh) * 2022-01-06 2024-01-12 天津中德应用技术大学 一种双组霍尔传感器装置及其控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19517665A1 (de) * 1994-11-21 1996-11-14 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Elektronisch kommutierter Motor, und Verfahren zur Ansteuerung eines drei- oder mehrsträngigen, elektronisch kommutierten Motors
DE102011085896A1 (de) * 2011-03-17 2012-09-20 Mitsubishi Electric Corporation Elektromotor-Steuervorrichtung
DE112009004758T5 (de) * 2009-05-08 2012-12-20 Mitsubishi Electric Corporation Motor-Steuervorrichtung
DE102014220922A1 (de) * 2014-10-15 2016-04-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren für eine fehlertolerante Drehwinkelerfassung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5563481A (en) * 1992-04-13 1996-10-08 Smith & Nephew Endoscopy, Inc. Brushless motor
US6120462A (en) * 1999-03-31 2000-09-19 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Control method for an automated surgical biopsy device
JP4719218B2 (ja) * 2005-06-13 2011-07-06 シナノケンシ株式会社 開閉体駆動装置
JP4404160B2 (ja) * 2008-01-21 2010-01-27 ダイキン工業株式会社 モータ駆動制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19517665A1 (de) * 1994-11-21 1996-11-14 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Elektronisch kommutierter Motor, und Verfahren zur Ansteuerung eines drei- oder mehrsträngigen, elektronisch kommutierten Motors
DE112009004758T5 (de) * 2009-05-08 2012-12-20 Mitsubishi Electric Corporation Motor-Steuervorrichtung
DE102011085896A1 (de) * 2011-03-17 2012-09-20 Mitsubishi Electric Corporation Elektromotor-Steuervorrichtung
DE102014220922A1 (de) * 2014-10-15 2016-04-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren für eine fehlertolerante Drehwinkelerfassung

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