DE102016217685A1 - Recognition of the replacement of a brushless DC motor with rotor position feedback - Google Patents

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DE102016217685A1
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Inventor
Matthias Delp
Christopher Haas
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Vitesco Technologies GmbH
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Continental Automotive GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät (100) für den Betrieb eines bürstenlosen Gleichstrommotors (200) für ein Fahrzeug (300). Das Steuergerät (100) ist ausgeführt, bei Stillstand des bürstenlosen Gleichstrommotors (200) die Lage eines Rotors (210) des Gleichstrommotors (200) zu speichern. Des Weiteren ist das Steuergerät (200) ausgeführt, beim Hochlauf des Steuergeräts (200) die gespeicherte Lage des Rotors (210) mit der aktuellen Lage des Rotors (210) des Gleichstrommotors (200) zu vergleichen. Das Steuergerät (100) ist in der Lage, die Ansteuerung des bürstenlosen Gleichstrommotors (200) zu adaptieren, wenn die aktuelle Lage des Rotors (210) von der gespeicherten Lage des Rotors (210) um mehr als einen vorbestimmten Schwellwert abweicht und das Verhalten des Rotors (210) des bürstenlosen Gleichstrommotors (200) in Reaktion auf einen Testimpuls von einem vom Steuergerät (100) erwarteten Verhalten abweicht.The invention relates to a control device (100) for the operation of a brushless DC motor (200) for a vehicle (300). The control unit (100) is designed to store the position of a rotor (210) of the DC motor (200) when the brushless DC motor (200) is at a standstill. Furthermore, the control unit (200) is designed to compare the stored position of the rotor (210) with the current position of the rotor (210) of the DC motor (200) during run-up of the control device (200). The control unit (100) is able to adapt the control of the brushless DC motor (200) if the current position of the rotor (210) deviates from the stored position of the rotor (210) by more than a predetermined threshold value and the behavior of the Rotor (210) of the brushless DC motor (200) in response to a test pulse deviates from a expected behavior of the control unit (100) behavior.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät zur Ansteuerung eines bürstenlosen Gleichstrommotors, ein bürstenlosen Gleichstrommotor mit einem Steuergerät, ein Fahrzeug, ein Verfahren, ein Programmelement sowie ein computerlesbares Medium. The invention relates to a control device for controlling a brushless DC motor, a brushless DC motor with a control unit, a vehicle, a method, a program element and a computer-readable medium.

Das Lage des Rotors in bürstenlosen Gleichstrommotoren wird unter anderem mit Hilfe von Drehgebern, z.B. SIN-COS Sensoren realisiert. Auf Grund von Fertigungstoleranzen kann die Zuordnung des Messsignals zum Rotor adaptiert werden, um einen störungsfreien Betrieb sicher zu stellen, bzw. eine optimale Kommutierung zu ermöglichen. Üblicher Weise wird das Adaptionsergebnis in einem Steuergerät für einen bürstenlosen Gleichstrommotor nicht flüchtig gespeichert. Auf Basis dieses Adaptionsergebnisses wird der sichere Betrieb des bürstenlosen Gleichstrommotor gewährleistet. Erfolgt keine Adaption bzw. ist die Adaption nicht mehr gültig, kann, unter Umständen, der bürstenlose Gleichstrommotor nicht mehr korrekt angesteuert werden und der bürstenlose Gleichstrommotor läuft unruhig oder gar nicht. The position of the rotor in brushless DC motors is determined, inter alia, by means of rotary encoders, e.g. SIN-COS sensors realized. Due to manufacturing tolerances, the assignment of the measurement signal to the rotor can be adapted to ensure trouble-free operation, or to enable optimal commutation. Normally, the adaptation result is stored in a control unit for a brushless DC motor non-volatile. On the basis of this adaptation result, the safe operation of the brushless DC motor is ensured. If no adaptation or the adaptation is no longer valid, under certain circumstances, the brushless DC motor can no longer be controlled correctly and the brushless DC motor is running restlessly or not at all.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine geeignete Ansteuerung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor sicherzustellen. It is the object of the invention to ensure a suitable drive for a brushless DC motor.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen. This object is solved by the subject matters of the independent claims. Embodiments are to be taken from the dependent claims, the description and the figures.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Steuergerät für den Betrieb eines bürstenlosen Gleichstrommotors für ein Fahrzeug und zur Erkennung eines Austausches des bürstenlosen Gleichstrommotors. Das Steuergerät ist ausgeführt, bei Stillstand des bürstenlosen Gleichstrommotors, die Lage eines Rotors des bürstenlosen Gleichstrommotors zu speichern. Des Weiteren ist das Steuergerät ausgeführt bei Hochlauf des Steuergeräts die gespeicherte Lage des Rotors mit der aktuellen Lage des Rotors zu vergleichen. Das Steuergerät ist in der Lage eine vorbestimmte Ansteuerung des bürstenlosen Gleichstrommotors anzupassen (zu adaptieren), wenn die aktuelle Lage des Rotors von der gespeicherten Lage des Rotors um mehr als einen vorbestimmten Schwellwert abweicht und ein Verhalten des Rotors des bürstenlosen Gleichstrommotors in Reaktion auf einen Testimpuls von einem vom Steuergerät erwarteten Verhalten abweicht. A first aspect of the invention relates to a control apparatus for operating a brushless DC motor for a vehicle and detecting an exchange of the brushless DC motor. The control unit is designed to store the position of a rotor of the brushless DC motor when the brushless DC motor is at a standstill. Furthermore, the control unit is executed during startup of the controller to compare the stored position of the rotor with the current position of the rotor. The controller is capable of adapting (adapting) a predetermined drive of the brushless DC motor when the current position of the rotor deviates from the stored position of the rotor by more than a predetermined threshold and a behavior of the rotor of the brushless DC motor in response to a test pulse deviates from a behavior expected by the controller.

Mit anderen Worten, kann im Stillstand des bürstenlose Gleichstrommotors und bevor das Steuergerät ausgeschalten wird bzw. bevor das Steuergerät in einen Standby-Modus wechselt, die Lage des Rotors des bürstenlosen Gleichstrommotors in dem Steuergerät des bürstenlosen Gleichstrommotors gespeichert werden. Bei einem Neustart des Steuergerätes wird die gespeicherte Lage des Rotors mit der aktuellen Lage des Rotors verglichen. Dieser Vergleich der Rotorlagen dient dazu, die Ansteuerung des Gleichstrommotors gegebenenfalls anzupassen. In other words, at standstill of the brushless DC motor and before the controller is turned off or before the controller enters a standby mode, the position of the rotor of the brushless DC motor can be stored in the controller of the brushless DC motor. When the control unit is restarted, the stored position of the rotor is compared with the current position of the rotor. This comparison of the rotor positions serves to adapt the control of the DC motor if necessary.

Durch den Austausch des bürstenlosen Gleichstrommotors und/oder der Ansteuerfunktion/ -elektronik kann es vorkommen, dass das Adaptionsergebnis nicht mehr zum bürstenlosen Gleichstrommotor passt und ein einwandfreier Betrieb nicht sichergestellt werden kann. By replacing the brushless DC motor and / or the control function / electronics, it may happen that the adaptation result no longer fits the brushless DC motor and proper operation can not be ensured.

Die Erfassung der Lage des Rotors kann über einen Drehgeber erfolgen. Der Drehgeber ist ein Sensor, welche die Lage eines Rotors eines Motors angibt. Der Drehgeber wird benötigt, um die Spulen des Stators richtig anzusteuern. Insbesondere kann dieser zur genauen Bestimmung der Kommutierung genutzt werden. The position of the rotor can be detected by a rotary encoder. The rotary encoder is a sensor which indicates the position of a rotor of a motor. The encoder is required to properly control the coils of the stator. In particular, this can be used to accurately determine the commutation.

Die Rotorlage kann in einem beschreibbaren, nicht flüchtigen Speicher innerhalb des Steuergerätes gespeichert werden. Des Weiteren kann die aktuelle Ansteuerung in dem Speicher gespeichert werden, um den bürstenlosen Gleichstrommotor richtig anzusteuern. Auch kann in dem Speicher das Adaptionsergebnis gespeichert werden und auch gegebenenfalls angepasst werden. The rotor position can be stored in a writable, non-volatile memory within the control unit. Furthermore, the current drive can be stored in the memory to properly drive the brushless DC motor. Also, the adaptation result can be stored in the memory and also be adapted if necessary.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Steuergerät ausgeführt ist, die vorbestimmte Ansteuerung für den bürstenlosen Gleichstrommotor zu verwenden, wenn die gespeicherte Lage des Rotors und die aktuelle Lage des Rotors innerhalb eines vorbestimmten Schwellwertes liegen. An embodiment of the invention provides that the control unit is designed to use the predetermined control for the brushless DC motor when the stored position of the rotor and the current position of the rotor are within a predetermined threshold.

Mit anderen Worten kann das Steuergerät die auf dem Steuergerät hinterlegte Ansteuerung für den bürstenlosen Gleichstrommotor nutzten, wenn der Vergleich zwischen gespeicherter Lage des Rotors und der aktuellen Lage des Rotors innerhalb eines definierten Sollbereiches liegt. In other words, the controller can use the control for the brushless DC motor stored on the control unit, when the comparison between stored position of the rotor and the current position of the rotor is within a defined target range.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann ein Testimpuls auf die Spulen des Stators gegeben werden, wenn die gespeicherte Lage des Rotors und die aktuelle Lage des Rotors um mehr als einen vorbestimmten Schwellwert voneinander abweichen, wobei unter Berücksichtigung des Ergebnisses des Testimpulses die Ansteuerung des bürstenlosen Gleichstrommotors erfolgt. In a further embodiment of the invention, a test pulse may be applied to the coils of the stator when the stored position of the rotor and the current position of the rotor differ by more than a predetermined threshold, taking into account the result of the test pulse, the driving of the brushless DC motor he follows.

Zeigt sich bei dem Vergleich der gespeicherten Lage des Rotors und der aktuellen Lage des Rotors eine Abweichung, welche größer ist als ein definierter Sollbereich, kann ein Testimpuls von der Ansteuerung auf die Spulen des bürstenlosen Gleichstrommotors gegeben werden. Der Effekt des Testimpulses kann mittels des Drehgebers erfasst und mit Hilfe des Steuergerätes ausgewertet werden. Das Ergebnis des Testimpulses kann genutzt werden, um die Ansteuerung des Elektromotors anzupassen. Stimmt die gespeicherte Rotorlage nicht mit der aktuellen Rotorlage überein, kann unter Umständen der Motor getauscht worden sein, somit ist die gespeicherte Ansteuerung für den bürstenlosen Gleichstrommotor nicht mehr aktuell und muss an den, unter Umständen, neuen bürstenlosen Gleichstrommotor angepasst werden. If, in the comparison of the stored position of the rotor and the current position of the rotor, a deviation which is greater than a defined nominal range, a test pulse can be given by the drive on the coils of the brushless DC motor. The effect of Test pulse can be detected by means of the encoder and evaluated by means of the control unit. The result of the test pulse can be used to adjust the control of the electric motor. If the stored rotor position does not coincide with the current rotor position, under some circumstances the motor may have been exchanged, thus the stored control for the brushless DC motor is no longer up-to-date and must be adapted to the, under certain circumstances, new brushless DC motor.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann ein erwartetes Verhalten auf den Testimpuls des bürstenlosen Gleichstrommotors auf dem Steuergerät gespeichert werden, wobei das Steuergerät zum Vergleich des Verhaltens des bürstenlosen Gleichstrommotors nach Abgabe des Testimpulses mit dem erwarteten Verhalten ausgeführt ist. Das Steuergerät kann die vorbestimmte Ansteuerung verwenden, wenn das Verhalten des bürstenlosen Gleichstrommotors dem erwarteten Verhalten entspricht. In one embodiment of the invention, an expected behavior on the test pulse of the brushless DC motor may be stored on the controller, wherein the controller is designed to compare the behavior of the brushless DC motor after delivery of the test pulse with the expected behavior. The controller may use the predetermined drive if the behavior of the brushless DC motor meets the expected behavior.

Das Steuergerät erhält von dem Drehgeber die Information über das Verhalten des bürstenlosen Gleichstrommotors auf den ausgeführten Testimpuls. Diese Informationen über das Verhalten des bürstenlosen Gleichstrommotors kann das Steuergerät mit dem gespeicherten erwarteten Verhalten vergleichen. Stimmt das Verhalten des bürstenlosen Gleichstrommotors mit dem erwarteten Verhalten überein, kann die gespeicherte Ansteuerung des bürstenlosen Gleichstrommotors verwendet werden, da diese geeignet ist den bürstenlosen Gleichstrommotor zu betrieben. In diesem Fall wurde wahrscheinlich der Rotor des bürstenlosen Gleichstrommotors manuell bei ausgeschalteten Steuergerät gedreht, sodass die gespeicherte Lage des Rotors und die aktuelle Lage des Rotors nicht übereinstimmen. Es wurde kein Tausch durchgeführt, sondern nur eine Verdrehung des Rotors. Somit ist die gespeicherte Ansteuerung weiterhin gültig und kann verwendet werden. Es kann auch ein Tausch stattgefunden haben, wobei der getauschte neue bürstenlose Gleichstrommotor und der alte bürstenlose Gleichstrommotor dasselbe Verhalten zeigen. The controller receives from the encoder information about the behavior of the brushless DC motor to the executed test pulse. This information about the behavior of the brushless DC motor may compare the controller to the stored expected behavior. If the behavior of the brushless DC motor matches the expected behavior, the stored drive of the brushless DC motor can be used as it is suitable for driving the brushless DC motor. In this case, the rotor of the brushless DC motor was probably rotated manually with the control unit turned off, so that the stored position of the rotor and the current position of the rotor do not match. There was no exchange, but only a rotation of the rotor. Thus, the stored drive is still valid and can be used. There may also have been an exchange where the replaced new brushless DC motor and the old brushless DC motor show the same behavior.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Steuergerät ausgeführt ist, eine Adaption der Ansteuerung des bürstenlosen Gleichstrommotors durchzuführen, wenn das Verhalten des bürstenlosen Gleichstrommotors nicht dem erwarteten Verhalten entspricht. A further embodiment of the invention provides that the control unit is designed to carry out an adaptation of the control of the brushless DC motor if the behavior of the brushless DC motor does not correspond to the expected behavior.

Mit anderen Worten kann, wenn festgestellt wird, dass das erwartete Verhalten und das Verhalten des bürstenlosen Gleichstrommotors auf den Testimpuls nicht übereinstimmt, davon ausgegangen werden, dass der Motor getauscht wurde oder dass die gespeicherte Motoransteuerung nicht mehr der richtigen Ansteuerung für den bürstenlosen Gleichstrommotor entspricht. Ist dies der Fall, kann das Steuergerät eine Adaption der Ansteuerparameter vornehmen. Somit wird ein neuer Parametersatz für die Ansteuerung des bürstenlosen Gleichstrommotor erzeugt. Der erzeugte Parametersatz kann in dem Steuergerät gespeichert werden und für die Ansteuerung des bürstenlosen Gleichstrommotor verwendet werden. In other words, if it is determined that the expected behavior and behavior of the brushless DC motor do not match the test pulse, it can be assumed that the motor has been replaced or that the stored motor drive is no longer the correct drive for the brushless DC motor. If this is the case, the controller can make an adaptation of the control parameters. Thus, a new parameter set for the control of the brushless DC motor is generated. The generated parameter set can be stored in the controller and used to drive the brushless DC motor.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Steuergerät ausgeführt ist, den bürstenlosen Gleichstrommotor ohne erfolgreiche Adaption als Steppermotor mit einer Blockkommutierung zu betreiben. Another embodiment of the invention provides that the control unit is designed to operate the brushless DC motor without successful adaptation as a stepper motor with a block commutation.

Ist noch keine Adaption erfolgt oder war die erfolgte Adaption nicht erfolgreich, kann das Steuergerät den bürstenlosen Gleichstrommotor als Steppermotor mit Blockkommutierung betrieben. Diese Funktion ist bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor darstellbar, da in diesem Fall die Spulen des Stators Blockweise geschaltet werden und kein kontinuierlicher Betrieb erforderlich ist. Somit dreht sich der Rotor um ein Inkrement, wenn die Spulen des Stators entsprechend bestromt werden. If no adaptation has yet taken place or if the adaptation has not been successful, the control unit can operate the brushless DC motor as stepper motor with block commutation. This function can be used with a brushless DC motor because in this case the coils of the stator are switched in blocks and no continuous operation is required. Thus, the rotor rotates by an increment when the coils of the stator are energized accordingly.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft das Steuergerät, welches ausgeführt ist, eine slow response Diagnose durchzuführen. Wobei das Steuergerät ausgeführt ist, eine Adaption der Ansteuerung des bürstenlosen Gleichstrommotors auf Basis der slow response Diagnose durchzuführen, wenn die gespeicherte Lage des Rotors und die aktuelle Lage des Rotors innerhalb eines vorbestimmen Schwellwerts liegen und keine Ansteuerung des bürstenlosen Gleichstrommotors möglich ist. A further embodiment of the invention relates to the control unit which is designed to perform a slow response diagnosis. Wherein the controller is adapted to perform an adaptation of the control of the brushless DC motor based on the slow response diagnosis, when the stored position of the rotor and the current position of the rotor are within a predetermined threshold and no control of the brushless DC motor is possible.

Mit anderen Worten ist der bürstenlose Gleichstrommotor mit einer slow response Funktion ausgestattet, d.h. eine Funktion, welche während dem Betrieb des bürstenlosen Gleichstrommotors erkennt, dass die Ansteuerparameter nicht mit dem anzusteuernden bürstenlosen Gleichstrommotor korrespondieren. Diese Funktion ist für den reibungslosen Betrieb wichtig. Stellt das Steuergerät durch den Vergleich der aktuellen Lage des Rotors mit der gespeicherten Lage des Rotors keine Abweichung fest, tritt jedoch die slow response Funktion direkt nach dem Beginn der Ansteuerung des bürstenlosen Gleichstrommotor auf, kann davon ausgegangen werden, dass der bürstenlose Gleichstrommotor getauscht wurde. Der Einbau des neuen bürstenlosen Gleichstrommotors erfolgte jedoch zufällig mit derselben Lage des Rotors. Somit kann in diesem Fall auch die Adaption der Ansteuerparameter angestoßen werden und die gemessenen Ergebnisse können im Steuergerät gespeichert werden, um in Zukunft die Ansteuerungen unter Berücksichtigung dieser Parameter vornehmen zu können. In other words, the brushless DC motor is provided with a slow response function, i. a function which, during operation of the brushless DC motor, recognizes that the drive parameters do not correspond to the brushless DC motor to be driven. This feature is important for smooth operation. If the controller detects no deviation by comparing the current position of the rotor with the stored position of the rotor, but occurs slow response function immediately after the start of the control of the brushless DC motor, it can be assumed that the brushless DC motor has been replaced. The installation of the new brushless DC motor, however, happened to coincide with the same position of the rotor. Thus, in this case, the adaptation of the control parameters can be triggered and the measured results can be stored in the control unit in order to make the controls in the future taking into account these parameters.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit einem oben und im folgenden beschriebenen Steuergerät. Another aspect of the invention relates to a brushless DC motor with a control device described above and below.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem oben und im folgenden beschriebenen Steuergerät zum Betrieb eines bürstenlosen Gleichstrommotors. Another aspect of the invention relates to a vehicle having a control unit described above and hereinafter for operating a brushless DC motor.

Die Bezeichnung Fahrzeug ist nicht alleine auf einen Pkw begrenzt, sondern schließt auch Lkw, Busse, Traktoren, Panzer, Baumaschinen, Schienenfahrzeuge, Schiffe, Luftfahrzeuge, wie Helikopter oder Flugzeuge, Fahrräder und Motorräder mit ein. The term vehicle is not limited to a car alone, but also includes trucks, buses, tractors, tanks, construction machinery, rail vehicles, ships, aircraft, such as helicopters or aircraft, bicycles and motorcycles.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft das Verfahren zur Ansteuerung eines Gleichstrommotors, folgende Schritte aufweisend:

  • – Speichern der Lage des Rotors eines Gleichstrommotors bei Stillstand in einem Steuergerät,
  • – Vergleichen der aktuellen Lage des Rotors des Gleichstrommotors mit der gespeicherten Lage des Gleichstrommotors,
  • – Adaptieren der vorbestimmten Ansteuerung eines Gleichstrommotors, wenn die aktuelle Lage des Rotors von der gespeicherten Lage des Rotors um mehr als einen vorbestimmten Schwellwert abweicht und wenn ein Verhalten des Rotors des Gleichstrommotors in Reaktion auf einen Testimpuls von einem vom Steuergerät erwarteten Verhalten abweicht.
Another aspect of the invention relates to the method for driving a DC motor, comprising the following steps:
  • Storing the position of the rotor of a DC motor at standstill in a control unit,
  • Comparing the current position of the rotor of the DC motor with the stored position of the DC motor,
  • - Adapting the predetermined drive of a DC motor, when the current position of the rotor deviates from the stored position of the rotor by more than a predetermined threshold value and if a behavior of the rotor of the DC motor in response to a test pulse deviates from a expected behavior of the controller.

Mit anderen Worten kann das Verfahren im Stillstand die Lage des Rotors des bürstenlosen Gleichstrommotors speichern. Bei einem erneuten Starten des bürstenlosen Gleichstrommotors kann die gespeicherte Lage des Rotors mit der aktuellen Lage des Rotors vergleichen werden. Liegen die beiden Werte innerhalb eines Toleranzbereichs, kann die gespeicherte Ansteuerung des bürstenlosen Gleichstrommotors verwendet werden. Liegen die beiden Werte außerhalb eines Toleranzbereiches, kann ein Testimpuls auf die Spulen des Stators gegeben werden. Das resultierende Verhalten des bürstenlosen Gleichstrommotors wird mit dem erwarteten Verhalten des bürstenlosen Gleichstrommotors verglichen. Stimmen diese beiden Verhalten überein, kann die gespeicherte Ansteuerung verwendet werden. Stimmt das gezeigt Verhalten mit dem erwarteten Verhalten nicht überein, kann davon ausgegangen werden, dass der bürstenlose Gleichstrommotor getauscht wurde. Somit kann eine Adaption der Ansteuerparameter angestoßen werden. Nach erfolgter Adaption, können die bei der Adaption ermittelten Werte für die Ansteuerung hinterlegt werden. Zeigte der Vergleich der beiden Rotorlagen keine Auffälligkeiten und es erfolgte ein Tausch des bürstenlosen Gleichstrommotors, kann dies durch die slow response Funktion erkannt werden. Tritt die slow response Funktion direkt nach Start des bürstenlosen Gleichstrommotors auf, kann davon ausgegangen werden, dass der bürstenlose Gleichstrommotor getauscht wurde, jedoch mit zufällig derselbe Lage des Rotors wie zuvor eingebaut wurde. Auch in diesem Fall kann eine Adaption durch die slow response Funktion angestoßen werden. Erfolgt eine Adaption, ist jedoch die vorbestimmte Ansteuerung nicht möglich, sieht das Verfahren vor den bürstenlosen Gleichstrommotor als Steppermotor mit Blockkommutierung zu betrieben. In other words, the method can store at standstill the position of the rotor of the brushless DC motor. When restarting the brushless DC motor, the stored position of the rotor can be compared with the current position of the rotor. If the two values are within a tolerance range, the stored control of the brushless DC motor can be used. If the two values are outside a tolerance range, a test pulse can be applied to the coils of the stator. The resulting behavior of the brushless DC motor is compared with the expected behavior of the brushless DC motor. If these two behaviors match, the stored drive can be used. If the behavior shown does not match the expected behavior, it can be assumed that the brushless DC motor has been replaced. Thus, an adaptation of the control parameters can be triggered. After adaptation, the values determined during the adaptation can be stored for the control. The comparison of the two rotor positions showed no abnormalities and it was a replacement of the brushless DC motor, this can be detected by the slow response function. If the slow response function occurs immediately after the brushless DC motor is started, it can be assumed that the DC brushless motor has been replaced but the same position of the rotor has been installed as before. In this case too, an adaptation can be triggered by the slow response function. If an adaptation, but the predetermined drive is not possible, sees the method before the brushless DC motor operated as a stepper motor with block commutation.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Programmelement, das, wenn es von einem Steuergerät ausgeführt wird, das Steuergerät anleitet, das im Kontext der vorliegenden Erfindung beschriebene Verfahren durchzuführen. Another aspect of the present invention relates to a program element that, when executed by a controller, directs the controller to perform the method described in the context of the present invention.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, das, wenn es von einem Steuergerät ausgeführt wird, das Steuergerät anleitet, das im Kontext der vorliegenden Erfindung beschriebene Verfahren durchzuführen. Another aspect of the present invention relates to a computer readable medium having stored thereon a computer program which, when executed by a controller, directs the controller to perform the method described in the context of the present invention.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen und Figuren. Die Figuren sind schematisch und nicht maßstabsgetreu. Sind in der nachfolgenden Beschreibung in verschiedenen Figuren die gleichen Bezugszeichen angegeben, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente. Further features, advantages and possible applications of the invention will become apparent from the following description of the embodiments and figures. The figures are schematic and not to scale. If the same reference numerals are given in the following description in different figures, these designate the same or similar elements.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Steuergerätes für den Betrieb eines bürstenlosen Gleichstrommotors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 1 shows a schematic representation of a control device for the operation of a brushless DC motor according to an embodiment of the invention.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines bürstenlosen Gleichstrommotors mit einem Steuergerät für den Betrieb eines bürstenlosen Gleichstrommotors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 2 shows a schematic representation of a brushless DC motor with a control unit for the operation of a brushless DC motor according to an embodiment of the invention.

3 zeigt ein Fahrzeug mit einem Steuergerät für den Betrieb eines bürstenlosen Gleichstrommotors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 3 shows a vehicle with a control unit for the operation of a brushless DC motor according to an embodiment of the invention.

4 zeigt ein Flussdiagramm für den Betrieb eines bürstenlosen Gleichstrommotors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 4 shows a flowchart for the operation of a brushless DC motor according to an embodiment of the invention.

5 zeigt ein detaillierteres Flussdiagramm für den Betrieb eines bürstenlosen Gleichstrommotors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 5 shows a more detailed flowchart for the operation of a brushless DC motor according to an embodiment of the invention.

1 zeigt ein Steuergerät 100 für den Betrieb eines bürstenlosen Gleichstrommotors. Das Steuergerät 100 besteht unter anderem aus einer Recheneinheit 110 und einer Speichereinheit 120. In der Recheneinheit 110 wird die Ansteuerung für den bürstenlosen Gleichstrommotor vorgenommen. Auch erfolgt hier die Verarbeitung der Informationen des Drehgebers. Insbesondere wird in der Recheneinheit 110 des Steuergerätes 100 der Vergleich der Rotorlagen durchgeführt und das Ergebnis des Testimpulses verarbeitet. Des Weiteren werden in der Recheneinheit 110 des Steuergerätes 100 die Parameter der Adaption berechnet. Die Speichereinheit 120 des Steuergerätes 100 dient der Speicherung der benötigten Parameter. Insbesondere wird dort die aktuell gültige Ansteuerung und die aktuelle Parametrierung gespeichert. Des Weiteren ist in der Speichereinheit 120 die Lage des Rotors bei Stillstand gespeichert, welche anschließend durch die Recheneinheit 110 mit der aktuellen Lage des Rotors vergleichen wird. Nach erfolgter Adaption der Motorsteuerung kann in der Speichereinheit 120 das Ergebnis dieser Adaption gespeichert werden, um in Zukunft die hieraus ermittelten Parameter für die Ansteuerung zu verwenden. 1 shows a control unit 100 for the operation of a brushless DC motor. The control unit 100 consists among other things of a computing unit 110 and a storage unit 120 , In the arithmetic unit 110 the control for the brushless DC motor is made. Also here is the processing of the information of the encoder. In particular, in the arithmetic unit 110 of the control unit 100 performed the comparison of the rotor positions and processed the result of the test pulse. Furthermore, in the arithmetic unit 110 of the control unit 100 calculates the parameters of the adaptation. The storage unit 120 of the control unit 100 serves to store the required parameters. In particular, the currently valid control and the current parameterization are stored there. Furthermore, in the storage unit 120 the position of the rotor stored at standstill, which subsequently by the arithmetic unit 110 is compared with the current position of the rotor. After the adaptation of the engine control can in the storage unit 120 the result of this adaptation is stored in order to use in the future the parameters determined therefor for the control.

2 zeigt einen bürstenlosen Gleichstrommotor 200 mit einem Steuergerät 100. Der bürstenlose Gleichstrommotor 200 besteht unter andrem aus einem Stator 220, einem Rotor 210 und einem Drehgeber 230, welcher unter anderem die Informationen über die Lage des Rotors liefert. Das Steuergerät 100 erhält von dem Drehgeber 230 die Information über die aktuelle Lage des Rotors, welche mit der gespeicherten Lage des Rotors verglichen wird. Unter Berücksichtigung des Vergleichs berechnet die Recheneinheit 110 des Steuergeräts 100 die Ansteuerung des bürstenlosen Gleichstrommotors 200. Zeigt der Vergleich der beiden Rotorlagen eine Differenz, welche größer ist als ein definierter Schwellwert, gibt das Steuergerät 200 einen Testimpuls an den bürstenlosen Gleichstrommotor ab. Dabei werden die Spulen des Stators 220 kurz bestromt und das Verhalten des bürstenlosen Gleichstrommotors 200 gemessen. Entsprich das gemessene Verhalten des bürstenlosen Gleichstrommotors 200 dem in der Speichereinheit 120 gespeicherten erwarteten Verhalten, kann die in der Speichereinheit 120 gespeicherte Ansteuerung erfolgen. Zeigt das Verhalten des bürstenlosen Gleichstrommotors 200 Abweichungen zum gespeicherten Verhalten erfolgt eine Adaption des bürstenlosen Gleichstrommotors 200. Die Werte der Adaption dienen als neue Parameter zur Ansteuerung des bürstenlosen Gleichstrommotors 200, somit kann die Ansteuerung sichergestellt werden. Konnte durch die Adaption keine gültigen Parameter ermittelt werden, kann der bürstenlose Gleichstrommotor 200 in einem Notlauf als Steppermotor mit Blockkommutierung betrieben werden. Hierbei werden die Spulen des Stators 220 des bürstenlosen Gleichstrommotors 200 blockweise geschalten und der Rotor 210 des bürstenlosen Gleichstrommotors 200 kann sich um ein Inkrement drehen. 2 shows a brushless DC motor 200 with a control unit 100 , The brushless DC motor 200 consists among others of a stator 220 a rotor 210 and a rotary encoder 230 which, inter alia, provides the information about the position of the rotor. The control unit 100 receives from the encoder 230 the information about the current position of the rotor, which is compared with the stored position of the rotor. Taking into account the comparison calculates the arithmetic unit 110 of the control unit 100 the control of the brushless DC motor 200 , If the comparison of the two rotor positions shows a difference which is greater than a defined threshold value, the control unit indicates 200 a test pulse to the brushless DC motor. Thereby the coils of the stator become 220 briefly energized and the behavior of the brushless DC motor 200 measured. Corresponds to the measured behavior of the brushless DC motor 200 in the storage unit 120 stored expected behavior, which can be stored in the storage unit 120 stored control done. Shows the behavior of the brushless DC motor 200 Deviations from the stored behavior is an adaptation of the brushless DC motor 200 , The values of the adaptation serve as new parameters for controlling the brushless DC motor 200 , thus the control can be ensured. If no valid parameters could be determined by the adaptation, the brushless DC motor can be used 200 be operated in a emergency operation as a stepper motor with block commutation. Here are the coils of the stator 220 of the brushless DC motor 200 switched in blocks and the rotor 210 of the brushless DC motor 200 can rotate by one increment.

3 zeigt ein Fahrzeug 300 mit einem Steuergerät 100 für den Betrieb eines bürstenlosen Gleichstrommotors 200. Das Fahrzeug kann auch eine Vielzahl von Steuergeräten 100 für den Betrieb von mehreren bürstenlosen Gleichstrommotoren 200 aufweisen. 3 shows a vehicle 300 with a control unit 100 for the operation of a brushless DC motor 200 , The vehicle can also be a variety of control devices 100 for the operation of several brushless DC motors 200 exhibit.

4 zeigt ein schematisches Flussdiagramm für das Verfahren zum Betrieb eines bürstenlosen Gleichstrommotors. In Schritt 401 erfolgt die Speicherung der Lage des Rotors während des Stillstandes des Rotors in der Speichereinheit des Steuergerätes. Der Vergleich der aktuellen Lage des Rotors und der gespeicherten Lage des Rotors erfolgt in Schritt 402. Die Anpassung der gespeicherten Ansteuerung unter Berücksichtigung des Vergleichs der gespeicherten Lage des Rotors und der aktuellen Lage des Rotors erfolgt in Schritt 403. 4 shows a schematic flow diagram for the method for operating a brushless DC motor. In step 401 the storage of the position of the rotor takes place during the standstill of the rotor in the storage unit of the control unit. The comparison of the current position of the rotor and the stored position of the rotor takes place in step 402 , The adjustment of the stored drive taking into account the comparison of the stored position of the rotor and the current position of the rotor takes place in step 403 ,

5 zeigt ein detaillierteres Flussdiagramm für das Verfahren zum Betrieb eines bürstenlosen Gleichstrommotors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Zu Beginn wird die gespeicherte Lage des Rotors mit der aktuellen Lage des Rotors verglichen. Ist die Differenz kleiner als ein definierter Schwellwert und wird die slow response Funktion nicht aktiv, wird die vorbestimmte Ansteuerung freigegeben. Ist die Differenz größer als ein definierter Schwellwert, wird der bürstenlose Gleichstrommotor mit einem Testimpuls beaufschlagt. Das Ergebnis des Testimpulses wird mit dem gespeicherten erwarteten Verhalten des bürstenlosen Gleichstrommotors verglichen. Stimmt das erwartete Verhalten mit dem gezeigten Verhalten überein, kann die normale Ansteuerung freigegeben werden. Stimmt das erwartete und das gezeigt Verhalten nicht überein, wird eine Adaption der Parametrierung angestoßen und gespeichert, um die Ansteuerung des Motors zu ändern. Wird die slow response Funktion während des Betriebs aktiv, kann der bürstenlosen Gleichstrommotor in den Notlauf wechseln und gegebenenfalls eine Adaption der Parameter durchführen. Ist das Ergebnis der Adaption erfolgreich, werden die ermittelten Parameter in der normalen Ansteuerung berücksichtigt und gespeichert. Konnte die Adaption nicht erfolgreich abgeschlossen werden, kann der Motor im Notlauf als Steppermotor betrieben werden. 5 shows a more detailed flowchart for the method for operating a brushless DC motor according to an embodiment of the invention. At the beginning, the stored position of the rotor is compared with the current position of the rotor. If the difference is smaller than a defined threshold value and the slow response function is not active, the predetermined activation is enabled. If the difference is greater than a defined threshold, the brushless DC motor is subjected to a test pulse. The result of the test pulse is compared with the stored expected behavior of the brushless DC motor. If the expected behavior matches the behavior shown, the normal control can be enabled. If the expected and the shown behavior do not match, an adaptation of the parameterization is initiated and stored in order to change the control of the motor. If the slow response function is active during operation, the brushless DC motor can switch to emergency operation and, if necessary, adapt the parameters. If the result of the adaptation is successful, the determined parameters are taken into account and stored in the normal control. If the adaptation could not be completed successfully, the engine can be operated as a stepper motor in emergency mode.

Claims (11)

Steuergerät (100) für den Betrieb eines bürstenlosen Gleichstrommotors (200) für ein Fahrzeug (300) und zur Erkennung eines Austausches des bürstenlosen Gleichstrommotors (200), wobei das Steuergerät (100) ausgeführt ist, bei Stillstand des bürstenlosen Gleichstrommotors (200) die Lage eines Rotors (210) des bürstenlosen Gleichstrommotors (200) zu speichern, wobei das Steuergerät (100) ausgeführt ist, bei Hochlauf des Steuergeräts (100) die gespeicherte Lage des Rotors (210) mit der aktuellen Lage des Rotors (210) des bürstenlosen Gleichstrommotors (200) zu vergleichen, wobei das Steuergerät (100) ausgeführt ist, eine vorbestimmt Ansteuerung für den bürstenlosen Gleichstrommotor (200) zu adaptieren, wenn die aktuelle Lage des Rotors (210) von der gespeicherten Lage des Rotors (210) um mehr als einen vorbestimmten Schwellwert abweicht und ein Verhalten des Rotors (210) des bürstenlosen Gleichstrommotors (200) in Reaktion auf einen Testimpuls von einem vom Steuergerät (100) erwarteten Verhalten abweicht. Control unit ( 100 ) for the operation of a brushless DC motor ( 200 ) for a vehicle ( 300 ) and for detecting an exchange of the brushless DC motor ( 200 ), whereby the control unit ( 100 ) is executed, when the brushless DC motor ( 200 ) the position of a rotor ( 210 ) of the brushless DC motor ( 200 ), whereby the control unit ( 100 ) is executed when the control unit starts up ( 100 ) the stored position of the rotor ( 210 ) with the current position of the rotor ( 210 ) of the brushless DC motor ( 200 ), the control unit ( 100 ), a predetermined drive for the brushless DC motor ( 200 ), if the current position of the rotor ( 210 ) from the stored position of the rotor ( 210 ) deviates by more than a predetermined threshold value and a behavior of the rotor ( 210 ) of the brushless DC motor ( 200 ) in response to a test pulse from one of the controller ( 100 ) expected behavior deviates. Steuergerät (100) gemäß Anspruch 1, wobei das Steuergerät (100) ausgeführt ist, die vorbestimmte Ansteuerung auf dem Steuergerät (100) für den bürstenlosen Gleichstrommotor (200) zu verwenden, wenn die gespeicherte Lage des Rotors (210) und die aktuelle Lage des Rotors (210) innerhalb des vorbestimmten Schwellwertes liegen. Control unit ( 100 ) according to claim 1, wherein the control unit ( 100 ) is executed, the predetermined control on the control unit ( 100 ) for the brushless DC motor ( 200 ), when the stored position of the rotor ( 210 ) and the current position of the rotor ( 210 ) are within the predetermined threshold. Steuergerät (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuergerät (100) ausgeführt ist, den Testimpuls auf die Spulen eines Stators (220) des bürstenlosen Gleichstrommotors (200) zu geben, wenn die gespeicherte Lage des Rotors (210) und die aktuelle Lage des Rotors (210) um mehr als den vorbestimmten Schwellwert voneinander abweichen. Control unit ( 100 ) according to claim 1 or 2, wherein the control device ( 100 ) is carried out, the test pulse on the coils of a stator ( 220 ) of the brushless DC motor ( 200 ) when the stored position of the rotor ( 210 ) and the current position of the rotor ( 210 ) deviate from one another by more than the predetermined threshold value. Steuergerät (100) gemäß Anspruch 3, wobei das erwartete Verhalten des bürstenlosen Gleichstrommotors (200) auf dem Steuergerät (100) gespeichert ist, wobei das Steuergerät (100) zum Vergleich des Verhaltens des bürstenlosen Gleichstrommotors (200) nach Abgabe des Testimpulses mit dem erwartetem Verhalten des bürstenlosen Gleichstrommotors (200) ausgeführt ist, wobei das Steuergerät (100) zum Verwenden der vorbestimmten Ansteuerung ausgeführt ist, wenn das Verhalten des bürstenlosen Gleichstrommotors (200) dem erwarteten Verhalten des bürstenlosen Gleichstrommotors (200) entspricht. Control unit ( 100 ) according to claim 3, wherein the expected behavior of the brushless DC motor ( 200 ) on the control unit ( 100 ) is stored, wherein the control unit ( 100 ) for comparing the behavior of the brushless DC motor ( 200 ) after delivery of the test pulse with the expected behavior of the brushless DC motor ( 200 ) is executed, wherein the control unit ( 100 ) is performed to use the predetermined driving when the behavior of the brushless DC motor ( 200 ) the expected behavior of the brushless DC motor ( 200 ) corresponds. Steuergerät (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuergerät (100) ausgeführt ist, den bürstenlosen Gleichstrommotor (200) vor der Adaption als Steppermotor mit Blockkommutierung zu betreiben. Control unit ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the control device ( 100 ), the brushless DC motor ( 200 ) before the adaptation as a stepper motor with block commutation to operate. Steuergerät (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuergerät (100) ausgeführt ist, eine slow response Diagnose durchzuführen, wobei das Steuergerät (100) ausgeführt ist, eine Adaption der Ansteuerung des bürstenlosen Gleichstrommotors (200) unter Berücksichtigung der slow response Diagnose durchzuführen, wenn die gespeicherte Lage des Rotors (210) und die aktuelle Lage des Rotors (210) innerhalb des vorbestimmen Schwellwerts liegen und keine Ansteuerung des bürstenlosen Gleichstrommotors (200) möglich ist. Control unit ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the control device ( 100 ) is executed to perform a slow response diagnosis, wherein the control unit ( 100 ), an adaptation of the control of the brushless DC motor ( 200 ) taking into account the slow response diagnosis, if the stored position of the rotor ( 210 ) and the current position of the rotor ( 210 ) are within the predetermined threshold and no driving of the brushless DC motor ( 200 ) is possible. Bürstenloser Gleichstrommotor (200) mit einem Steuergerät (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6. Brushless DC motor ( 200 ) with a control device ( 100 ) according to one of claims 1 to 6. Fahrzeug (300) mit einem Steuergerät (100) zum Betrieb eines bürstenlosen Gleichstrommotors (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6. Vehicle ( 300 ) with a control device ( 100 ) for operating a brushless DC motor ( 200 ) according to one of claims 1 to 6. Verfahren zur Ansteuerung eines Gleichstrommotors, folgende Schritte aufweisend: Speichern (401) der Lage des Rotors eines Gleichstrommotors bei Stillstand in einem Steuergerät, Vergleichen (402) der aktuellen Lage des Rotors des Gleichstrommotors mit der gespeicherten Lage des Rotors des Gleichstrommotors, Adaptieren (403) der vorbestimmten Ansteuerung eines Gleichstrommotors, wenn die aktuelle Lage des Rotors von der gespeicherten Lage des Rotors um mehr als einen vorbestimmten Schwellwert abweicht und wenn ein Verhalten des Rotors des bürstenlosen Gleichstrommotors in Reaktion auf einen Testimpuls von einem vom Steuergerät erwarteten Verhalten abweicht. A method of driving a DC motor, comprising the steps of: storing ( 401 ) the position of the rotor of a DC motor at standstill in a control unit, comparing ( 402 ) of the current position of the rotor of the DC motor with the stored position of the rotor of the DC motor, adapting ( 403 ) of the predetermined drive of a DC motor when the current position of the rotor deviates from the stored position of the rotor by more than a predetermined threshold value and if a behavior of the rotor of the brushless DC motor in response to a test pulse deviates from a behavior expected by the controller. Programmelement, das, wenn es auf einem Steuergerät eines Elektromotors ausgeführt wird, das Steuergerät anleitet, das Verfahren gemäß Anspruch 9 durchzuführen.  Program element that, when executed on a controller of an electric motor, instructs the controller to perform the method according to claim 9. Computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement gemäß Anspruch 10 gespeichert ist.  Computer-readable medium on which a program element according to claim 10 is stored.
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