DE102017102105B4

DE102017102105B4 - INTELLIGENTE ERKENNUNGSEINHEIT (iDU) ZUM ERKENNEN DER POSITION EINES MIT EINER PULSMODULATION GESTEUERTEN ROTORS

Info

Publication number: DE102017102105B4
Application number: DE102017102105.1A
Authority: DE
Inventors: Martin Barth
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2016-02-03
Filing date: 2017-02-03
Publication date: 2024-01-04
Anticipated expiration: 2037-02-04
Also published as: US9859826B2; DE102017102105A1; US20170222585A1; CN107040173A; CN107040173B

Abstract

Motorsteuerschaltung (108) zum Steuern eines Elektromotors (110), die aufweist:mindestens eine Schaltvorrichtung (142A, 142B), die dazu ausgebildet ist:ein pulsmoduliertes Signal von einer Pulsmodulationsvorrichtung zu erhalten, wobei eine Frequenz des pulsmodulierten Signals unter einer Schwellenwertfrequenz liegt;einen Strom an den Elektromotor (110) aufgrund des pulsmodulierten Signals auszugeben;eine Transientenerkennungsschaltung (128), die dazu ausgebildet ist:eine Stromtransiente zu erkennen;einen Puls als Reaktion auf das Erkennen der Stromtransiente auszugeben; undeinen Pulszähler (136), der dazu ausgebildet ist:einen Wert zu aktualisieren, der eine Position eines Rotors des Elektromotors (110) anzeigt; undden Wert auszugeben, der die Position des Rotors anzeigt;eine Pulsverlängerungsschaltung (132), die dazu ausgebildet ist:den Puls von der Transientenerkennungsschaltung (128) zu erhalten;eine Dauer des Pulses aufgrund einer Drehzahl des Rotors zu verlängern; undden Puls mit der verlängerten Dauer auszugeben; undeine Flankenausblendungsschaltung (130A, 130B), die dazu ausgebildet ist:ein Flankenausblendungssignal zu erzeugen, während die mindestens eine Schaltvorrichtung (142A, 142B) zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand umschaltet; unddas Flankenausblendungssignal auszugeben,wobei die Pulsverlängerungsschaltung (132) außerdem dazu ausgebildet ist:das Flankenausblendungssignal von der Flankenausblendungsschaltung (130A, 130B) zu erhalten; unddas Ausgeben eines zweiten Pulses aufgrund des Flankenausblendungssignals zu unterlassen.

Description

Diese Offenbarung bezieht sich auf Elektromotoren und insbesondere auf das Erkennen der Position eines Rotors eines Elektromotors mithilfe einer Stromtransientenerkennung.
Der Betrieb von Elektromotoren erfordert oftmals eine zweckbestimmte Steuereinheit. Die Steuereinheit muss die Position des Rotors erkennen können, um den Elektromotor zu steuern. Einige Steuereinheiten können die Position des Rotors ohne Sensoren ermitteln. Eine Steuereinheit kann die Position des Rotors zum Beispiel mithilfe einer Technik ermitteln, die als Rippelzählung bekannt sind und die ein Zählen der Anzahl von Rippeln in dem Strom umfasst, die durch die gegenelektromotorische Kraft (Back ElectroMotive Force, BEMF) und die Umpolung des Rotors verursacht werden. Die Steuereinheit kann die Position des Rotors aufgrund der Rippelzählung ermitteln. Bei einigen Beispielen kann die Steuereinheit den Rotor mithilfe einer Pulsbreitenmodulation (Pulse-Width Modulation, PWM) steuern. Wenn die Frequenz des PWM-Signals ähnlich wie die Frequenz der Rippel ist, die durch die Umpolung verursacht werden, kann die Steuereinheit nicht in der Lage sein, die Anzahl der Rippel in dem Strom genau zu zählen.
Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf eine Motorsteuerschaltung zum Steuern eines Elektromotors. Die Steuereinheit kann mindestens eine Schaltvorrichtung umfassen, die dazu ausgebildet ist, von einer Pulsmodulationsvorrichtung ein pulsmoduliertes Signal zu erhalten, wobei eine Frequenz des pulsmodulierten Signals unter einer Schwellenwertfrequenz liegt, und aufgrund des pulsmodulierten Signals einen Strom an den Elektromotor auszugeben. Die Motorsteuerschaltung kann eine Transientenerkennungsschaltung umfassen, die dazu ausgebildet ist, eine Stromtransiente zu erkennen und als Reaktion auf das Erkennen der Stromtransiente einen Puls auszugeben. Die Motorsteuerschaltung kann außerdem einen Pulszähler umfassen, der dazu ausgebildet ist, aufgrund des Pulses einen Wert zu aktualisieren, der eine Stellung des Rotors des Elektromotors anzeigt, und den Wert auszugeben, der die Stellung des Rotors des Elektromotors anzeigt.
US 2009 / 0 324 205 A1 betrifft die Überwachung der Rotorposition in einem DC-Motor durch Zählen von Pulsen, die in einem PWM-Antriebsstrom des Motors auftreten. Hierzu wird der Antriebsstrom mittels eines Shuntwiderstands erfasst und einer Einheit zur Erkennung schneller Spitzen zugeführt. Diese erzeugt ein Signal mit Motorpulsen, die einen Zähler inkrementieren.
Die DE 10 2010 017 835 A1 beschreibt einen mechanisch kommutierten Gleichstrommotors mit einem Anker, der über ein Getriebe auf eine Fahrzeugscheibe wirkt, um diese zu öffnen und zu schließen. Mittels eines Rippelzählers werden Stromrippel, die beim Kommutieren in einem Ankerstromsignal auftreten, gezählt, um die Stellposition der Fahrzeugscheibe zu ermitteln.
Die DE 10 2007 044 902 A1 betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Drehposition des Ankers eines Gleichstrommotors mit Kommutator. Hierzu wird der zeitliche Verlauf eines Ankerstromsignals des Gleichstrommotors, das durch Kommutierung hervorgerufene Strom-Ripples aufweist, ausgewertet. Auf dem Strom-Ripple basierende Zählimpulse werden genutzt, um die Lage des Ankers zu ermitteln.
Um die Drehstellung der Antriebswelle eines Gleichstrommotors zu bestimmen, werden gemäß der DE 100 28 036 A1 im Ankerstromsignal enthaltene Stromrippel gezählt. Da sich die Form des Ankerstromsignals abhängig von den Betriebsbedingungen ändern kann, können neben den erwünschten Stromrippeln unerwünschte Stromrippel auftreten, die zu einer Fehlzählung führen. Um dies zu vermeiden, werden die unerwünschten Stromrippel ermittelt und die Zählung wird rechnerisch korrigiert.
Aus EP 0 997 341 B1 ist es ebenfalls bekannt, die Position eines Ankers durch Zählen von Stromrippeln zu ermitteln. Die Zählung kann dabei inkrementiert oder dekrementiert werden.
Bei einem Beispiel umfasst ein Verfahren ein Erhalten eines pulsmodulierten Signals durch mindestens eine Schaltvorrichtung von einer Pulsmodulationsvorrichtung, wobei eine Frequenz des pulsmodulierten Signals unter einer Schwellenwertfrequenz liegt. Das Verfahren kann ein Ausgeben eines Stroms von der mindestens einen Schaltvorrichtung an den Elektromotor aufgrund des pulsmodulierten Signals umfassen. Das Verfahren kann auch ein Erkennen einer Stromtransiente durch eine Transientenerkennungsschaltung und ein Ausgeben eines Pulses durch die Transientenerkennungsschaltung als Reaktion auf das Erkennen der Stromtransiente umfassen. Das Verfahren kann außerdem auf der Grundlage des Pulses mithilfe eines Pulszählers ein Aktualisieren eines Werts, der eine Stellung des Rotors des Elektromotors anzeigt, und mithilfe des Pulszählers ein Ausgeben des Werts umfassen, der die Stellung des Rotors des Elektromotors anzeigt. Das Verfahren umfasst außerdem das Erhalten des Pulses von der Transientenerkennungsschaltung durch eine Pulsverlängerungsschaltung, das Verlängern durch die Pulsverlängerungsschaltung einer Dauer des Pulses aufgrund einer Drehzahl des Rotors und das Ausgeben des Pulses mit der verlängerten Dauer durch die Pulsverlängerungsschaltung. Das Verfahren umfasst weiterhin das Erzeugen eines Flankenausblendungssignals durch eine Flankenausblendungsschaltung, während die mindestens eine Schaltvorrichtung zwischen einem offenen Zustand und deinem geschlossenen Zustand umschaltet; das Ausgeben des Flankenausblendungssignals durch die Flankenausblendungsschaltung; das Erhalten des Flankenausblendungssignals durch die Pulsverlängerungsschaltung; und das Unterlassen eines Ausgebens eines zweiten Pulses durch die Pulsverlängerungsschaltung aufgrund des Flankenausblendungssignals.
Bei einem weiteren Beispiel umfasst ein System einen Elektromotor und eine Motorsteuerschaltung. Die Motorsteuerschaltung kann mindestens eine Schaltvorrichtung umfassen, die dazu ausgebildet ist, von mindestens einer Pulsmodulationsvorrichtung ein pulsmoduliertes Signal zu erhalten, wobei eine Frequenz des pulsmodulierten Signals unter einer Schwellenwertfrequenz liegt, und aufgrund des pulsmodulierten Signals einen Strom an den Elektromotor auszugeben. Die Motorsteuerschaltung kann auch eine Transientenerkennungsschaltung umfassen, die dazu ausgebildet ist, eine Stromtransiente zu erkennen und als Reaktion auf das Erkennen der Stromtransiente einen Puls auszugeben. Die Motorsteuerschaltung kann außerdem einen Pulszähler umfassen, der dazu ausgebildet ist, aufgrund des Pulses einen Wert zu aktualisieren, der eine Stellung des Rotors des Elektromotors anzeigt, und den Wert auszugeben, der die Stellung des Rotors des Elektromotors anzeigt. Das System umfasst außerdem eine Pulsverlängerungsschaltung, die dazu ausgebildet ist, den Puls von der Transientenerkennungsschaltung zu erhalten, die Dauer des Pulses aufgrund einer Drehzahl des Rotors zu verlängern und den Puls mit der verlängerten Dauer auszugeben. Das System umfasst weiterhin eine Flankenausblendungsschaltung, die dazu ausgebildet ist, ein Flankenausblendungssignal zu erzeugen, während die mindestens eine Schaltvorrichtung zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand umschaltet; und das Flankenausblendungssignal auszugeben. Die Pulsverlängerungsschaltung ist außerdem dazu ausgebildet, das Flankenausblendungssignal von der Flankenausblendungsschaltung zu erhalten und das Ausgeben eines zweiten Pulses aufgrund des Flankenausblendungssignals zu unterlassen.
Die Einzelheiten von einer oder mehreren Beispielen der Offenbarung werden in den begleitenden Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Weitere Merkmale, Gegenstände und Vorteile werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie den Ansprüchen offensichtlich.

1 ist ein Blockschaubild, das ein beispielhaftes System für ein Steuern eines Elektromotors gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung darstellt.
2 ist ein Blockschaltbild, das eine beispielhaften Motorsteuerschaltung gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung darstellt.
3 ist ein Schaltbild, das einen beispielhaften Treiber gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung darstellt.
4 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften Stromerfassungsauswahlschalter gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung darstellt.
5 ist ein Blockschaltbild, das eine beispielhafte Transientenerkennungseinheit gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung darstellt.
6 ist eine grafische Darstellung, die eine intelligente Pulsverlängerungseinheit gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung darstellt.
7 ist eine grafische Darstellung, die eine Erzeugungseinheit für verlorene Pulse gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung darstellt.
8 ist ein Ablaufplan, der ein beispielhaftes Verfahren für ein Steuern eines Elektromotors gemäß einem oder mehreren Techniken dieser Offenbarung darstellt.

Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf Techniken zum Steuern einer Maschine, die einen Elektromotor umfasst. Die Maschine umfasst eine Steuereinheit, die den Motor mindestens teilweise aufgrund der Position eines Rotors des Motors steuert. Die Maschine umfasst auch eine Motorsteuerschaltung, die Informationen bereitstellt, die der Steuereinheit die Position des Rotors anzeigen. Die Motorsteuerschaltung umfasst zum Beispiel eine Transientenerkennungsschaltung, um von einer Umpolung des Rotors verursachte Stromtransienten zu erkennen. Bei einigen Beispielen gibt die Motorsteuerschaltung einen Puls als Reaktion auf das Erkennen der Stromtransienten aus. Die Motorsteuerschaltung kann einen Pulszähler umfassen, um die Anzahl der Pulse zu zählen und den Wert des Pulszählers an die Steuereinheit auszugeben. Da die Anzahl der erwarteten Pulse für jede Drehung des Rotors bekannt ist, kann die Steuereinheit die Position des Rotors aufgrund der Anzahl der Pulse ermitteln. Bei einigen Beispielen kann die Motorsteuerschaltung Stromtransienten erkennen, die von anderen Ereignissen als der Umpolung des Rotors verursacht werden. Die Motorsteuerschaltung kann eine Schaltung und Logik umfassen, um zu verhindern, dass die Motorsteuerschaltung einen Puls für alle erkannten Stromtransienten ausgibt, sodass der Wert des Pulszählers die Position des Rotors genauer anzeigen kann.
Die Offenbarung beschreibt Techniken, die den Betrieb der Maschine verbessern können, indem der Motorsteuerschaltung ermöglicht wird, die Anzahl von falschen Pulsen zu verringern oder zu beseitigen, die andernfalls ausgegeben werden können, wenn eine Stromtransiente erkannt wird. Durch das Verringern oder Beseitigen der Anzahl von falschen Pulsen kann die Steuereinheit die Position des Rotors genauer ermitteln. Infolgedessen können die in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken das Steuern des Motors verbessern und das Risiko eines Beschädigens des Motors vermindern.
1 ist ein Blockschaubild, das ein beispielhaftes System 100 für ein Steuern eines Elektromotors gemäß einer oder mehreren beispielhaften Techniken dieser Offenbarung darstellt. 1 zeigt das System 100 mit getrennten und unterschiedlichen Komponenten, die als Stromquelle 102 und Maschine 104 gezeigt werden, das System 100 kann jedoch zusätzliche oder weniger Komponenten aufweisen. Zum Beispiel können die Stromquelle 102, die Steuereinheit 106, die Motorsteuerschaltung 108 und der Elektromotor 110 vier individuelle Komponenten sein oder sie können eine Kombination aus einer oder mehreren Komponenten darstellen, welche die Funktionalität des hier beschriebenen Systems 100 bereitstellen.
Bei dem Beispiel der 1 umfasst das System 100 eine Stromquelle 102, die einer oder mehreren Komponenten des Systems 100 einen Strom bereitstellt. Zahlreiche Beispiele von Stromquellen 102 sind vorhanden, zu denen, ohne auf diese beschränkt zu sein, Stromnetze, Generatoren, Transformatoren, Batterien, Solarkollektoren, Windenergieanlagen, rückspeisende Bremssysteme, hydroelektrische oder windgetriebene Generatoren oder eine beliebige andere Form von Vorrichtungen gehören können, die in der Lage sind, dem System 100 elektrische Energie bereitzustellen.
Bei dem Beispiel der 1 umfasst die Maschine 104 eine Steuereinheit 106, eine Motorsteuerschaltung 108 und einen Elektromotor 110. Bei einigen Beispielen umfasst die Maschine 104 eine Heiz-, Lüftungs und Klimaanlagenmaschine (Heating, Ventilation and Air Conditioning machine, HVAC-Maschine). Bei weiteren Beispielen umfasst die Maschine 104 ein Fahrzeug wie zum Beispiel ein Personenfahrzeug, ein Nutzfahrzeug, ein Geländefahrzeug, ein Wasserfahrzeug, ein Flugzeug oder jede andere beliebige Art eines Fahrzeugs. Bei Beispielen, bei denen die Maschine 104 ein Fahrzeug umfasst, kann der Motor 110 ein Rad, ein Fenster, einen Sitz oder eine beliebige andere mechanische Vorrichtung antreiben, die Teil des Fahrzeugs ist. Die Maschine 104 ist jedoch nicht unbedingt auf irgendeine spezielle Maschine beschränkt und die Techniken dieser Offenbarung können bei Maschinen eine Anwendung finden, die einen Elektromotor 110 umfassen.
Bei einigen Beispielen kann der Motor 110 einen Bürstengleichstrommotor umfassen, der eine Welle, einen Rotor, einen Stator, einen Permanentmagnet und eine Vielzahl von Polwendersegmenten umfasst. Bei einigen Beispielen umfasst der Motor 110 einen sensorlosen Elektromotor. Zum Beispiel umfasst ein sensorloser Motor keine Sensoren zum Überwachen der Statorströme oder der Drehzahl, der Richtung oder der Position des Rotors.
Die Steuereinheit 106 steuert den Betrieb des Elektromotors 110. Bei einigen Beispielen kann die Steuereinheit 106 dazu ausgebildet sein, mit der Motorsteuerschaltung 108 zu kommunizieren. Die Steuereinheit 106 kann zum Beispiel eine oder mehrere Pulsmodulationsvorrichtungen umfassen, die ein oder mehrere pulsmodulierte Signale für eine Vielzahl von Schaltvorrichtungen in der Motorsteuerschaltung 108 bereitstellen können. Das eine oder die mehreren pulsmodulierten Signale können eine oder mehrere der Vielzahl von Schaltvorrichtungen veranlassen, zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand umzuschalten, wodurch der Stromfluss durch den Motor 110 gesteuert werden kann. Die eine oder mehreren Pulsmodulationsvorrichtungen können gemäß einer Pulsdichtemodulation (Pulse Density Modulation, PDM), einer Pulsbreitenmodulation (Pulse Width Modulation, PWM), einer Pulsfrequenzmodulation (Pulse Frequency Modulation, PFM) oder einer anderen geeigneten Modulationstechnik betrieben werden. Zu den Beispielen der Steuereinheit 106 können gehören, ohne auf diese beschränkt zu sein, ein oder mehrere Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren (DSPs), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits, ASICs), anwenderprogrammierbare Gate-Arrays (Field Programmable Gate Arrays, FPGAs) oder beliebige andere äquivalente integrierte oder diskrete Logikschaltungen sowie Kombinationen dieser Komponenten.
Die Maschine 104 umfasst die Motorsteuerschaltung 108. Ähnlich wie zu der Steuereinheit 106 können zu der Motorsteuerschaltung 108 gehören, ohne auf diese beschränkt zu sein, ein oder mehrere Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren (DSPs), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits, ASICs), anwenderprogrammierbare Gate-Arrays (Field Programmable Gate Arrays, FPGAs) oder beliebige andere äquivalente integrierte oder diskrete Logikschaltungen sowie Kombinationen dieser Komponenten. Bei einigen Beispielen können die Steuereinheit 106 und die Motorsteuerschaltung 108 diskrete Komponenten sein. Bei weiteren Beispielen können die Steuereinheit 106 und die Motorsteuerschaltung 108 jedoch als eine einzige Steuereinheit integriert sein.
Die Motorsteuerschaltung 108 kann ein oder mehrere Signale von der Steuereinheit 106 erhalten. Die Motorsteuerschaltung 108 kann zum Beispiel von der Steuereinheit 106 ein oder mehrere pulsmodulierte Signale (z.B. PWM-Signale) und ein Signal erhalten, das die Drehrichtung des Rotors anzeigt. Bei einigen Beispielen kann die Motorsteuerschaltung 108 eine Vielzahl von Schaltvorrichtungen (z.B. Transistoren) umfassen. Das eine oder die mehreren PWM-Signale können eine oder mehrere der Vielzahl von Schaltvorrichtungen veranlassen, zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand umzuschalten, um den Stromfluss durch den Motor 110 selektiv zu steuern. Bei einigen Beispielen kann die Motorsteuerschaltung 108 vier Schaltvorrichtungen umfassen, die in einer H-Brückenkonfiguration angeordnet sind, sodass zwei Schaltvorrichtungen mit der positiven Klemme des Motors 110 verbunden sind und die beiden anderen Schaltvorrichtungen mit der negativen Klemme des Motors 110 verbunden sind. Das eine oder die mehreren PWM-Signale können einen mit der positiven Klemme verbundenen Schalter und einen mit der negativen Klemme verbundenen Schalter veranlassen, zu schließen, und somit erlauben, dass ein Gleichstrom durch den Motor 110 fließt. Der Gleichstromfluss zwischen der positiven Klemme und der negativen Klemme des Motors 110 veranlasst, dass sich der Motor dreht. Wenn sich der Motor dreht, können ein oder mehrere Polwender gegen den Stator bürsten, wodurch in dem Strom ein Rippel und/oder eine Transiente verursacht werden kann.
Bei einigen Beispielen kann die Motorsteuerschaltung 108 einen Rippel- und/oder Transientenstrom in dem Rotor erkennen, der von der Steuereinheit 106 verwendet werden kann, um die Position des Rotors des Motors 110 zu ermitteln. Die Motorsteuerschaltung 108 kann zum Beispiel die Anzahl der Rippel (auf die auch als Rippelzählung Bezug genommen wird) zählen, was einer Position des Rotors entsprechen kann. Die Motorsteuerschaltung 108 kann jedoch nicht in der Lage sein, die Rippelanzahl genauer zu zählen, wenn die Frequenz des von der Steuereinheit 106 erhaltenen PWM-Signals geringer als eine Schwellenwertfrequenz ist. Zum Beispiel kann die Frequenz des PWM-Signals unterhalb der Schwellenwertfrequenz ähnlich wie die Frequenz der Rippel in dem Strom sein, sodass die Motorsteuerschaltung 108 nicht in der Lage sein kann, zu unterscheiden, ob ein Rippel in dem Strom durch die gegenelektromotorische Kraft (Back ElectroMotive Force, BEMF) und die Umpolung des Rotors verursacht wird oder ob er durch das PWM-Signal verursacht wird. Wenn das PWM-Signal geringer als eine Schwellenwertfrequenz ist, kann die Motorsteuerschaltung 108 infolgedessen nicht in der Lage sein, die Rippel genau zu zählen, sodass die Steuereinheit 106 nicht in der Lage sein kann, die Position des Rotors genau zu ermitteln.
Bei einigen Beispielen kann die Motorsteuerschaltung 108, anstatt die Anzahl der Rippel zu zählen, die Stromtransienten in dem Strom erkennen. Eine Stromtransiente kann eine kurze aber relativ große Änderung in dem Strom umfassen. Bei einigen Beispielen kann der Motor 110 eine Stromtransiente erzeugen, wenn zwei Polwender des Rotors beide in einem Kontakt mit der gleichen Bürste des Stators stehen, wodurch ein Kurzschluss in dem Motor 110 und ein vorübergehender Anstieg in dem Motorstrom verursacht werden kann. Die Anzahl der von der Umpolung des Rotors verursachten Stromtransienten, kann die Position des Rotors anzeigen. Wenn der Rotor zum Beispiel drei Polwendersegmente umfasst und der Stator zwei Magnete umfasst, kann erwartet werden, dass jede Umdrehung des Rotors sechs Stromtransienten verursacht. Bei einigen Beispielen kann die Motorsteuerschaltung 108 jedoch Stromtransienten erkennen, die nicht von der Umpolung des Rotors verursacht werden. Auf diese Stromtransienten kann auch als parasitäre Stromtransienten Bezug genommen werden. Bei einem Beispiel kann die Vielzahl von Schaltvorrichtungen eine parasitäre Stromtransiente jedes Mal verursachen, wenn die Vielzahl von Schaltvorrichtungen zwischen dem offenen Zustand und dem geschlossenen Zustand umschaltet, indem ein mit dem Motor 110 verbundener Kondensator veranlasst wird, sich aufzuladen oder sich zu entladen.
Die Motorsteuerschaltung 108 kann die Stromtransienten erkennen und mindestens für einige der erkannten Stromtransienten einen Puls ausgeben. Die Motorsteuerschaltung 108 kann einen Pulszähler umfassen, um die Anzahl der Pulse zu zählen, wodurch die Position des Rotors angezeigt werden kann. Wenn der Rotor zum Beispiel drei Polwendersegmente umfasst und der Stator zwei Magnete umfasst, kann jede Umdrehung des Rotors sechs Stromtransienten verursachen, wodurch die Motorsteuerschaltung 108 veranlasst werden kann, sechs Pulse auszugeben. Der Pulszähler kann die Anzahl der Pulse zählen und die Motorsteuerschaltung 108 kann den Wert des Zählers an die Steuereinheit 106 ausgeben. Da die Anzahl der erwarteten Stromtransienten (und somit die Anzahl der erwarteten Pulse) pro Drehung des Rotors bekannt ist, kann die Steuereinheit 106 die Position des Rotors aufgrund der Anzahl der Pulse ermitteln. Als Reaktion auf das Ermitteln der Position des Rotors, kann die Steuereinheit 106 den Motor 110 steuern (indem z.B. die Einschaltdauer der PWM verändert wird.)
Die Motorsteuerschaltung kann parasitäre Stromtransienten erkennen, die nicht von der Umpolung des Rotors verursacht werden. Eine parasitäre Stromtransiente kann, wenn sie nicht eingerechnet wird, die Motorsteuerschaltung 108 veranlassen, Extrapulse auszugeben, sodass die Pulsanzahl die Position des Rotors nicht genau wiedergibt. Bei einigen Beispielen kann die Motorsteuerschaltung 108 somit eine Schaltung und eine Logik umfassen, um eine Pulsanzahl auszugeben, welche die Position des Rotors genauer anzeigt. Die Motorsteuerschaltung 108 kann zum Beispiel eine erste Stromtransiente erkennen (z.B. eine parasitäre Stromtransiente oder eine durch die Umpolung des Rotors verursachte Stromtransiente). Als Reaktion auf das Erkennen einer ersten Stromtransiente kann die Motorsteuerschaltung 108 einen ersten Puls ausgeben. Die Motorsteuerschaltung 108 kann einen Zeitgeber auf eine spezielle Zeitdauer einstellen, die auf der erwarteten Zeitdauer zwischen den Umpolungen beruhen kann; und kann den Puls aufrechterhalten, bis der Zeitgeber abgelaufen ist. Mit anderen Worten kann die Motorsteuerschaltung 108 die Dauer des Pulses auf die spezielle Zeitdauer verlängern. Die spezielle Zeitdauer kann einen Anteil (z.B. 40%, 50%, 60% oder einen beliebigen anderen Anteil) der erwarteten Zeitdauer zwischen den Umpolungen (die auf Motorparametern wie zum Beispiel der Spannung von einer Stromquelle, der Drehzahl des Rotors oder anderen Motorparametern beruhen können) repräsentieren. Zum Beispiel kann die Motorsteuerschaltung 108 den Zeitgeber auf 50% der erwarteten Zeitdauer zwischen den Umpolungen einstellen. Wenn eine zweite Stromtransiente vor dem Ablaufen des Zeitgebers erkannt wird, kann dies anzeigen, dass sich der Rotor nicht schnell genug bewegt hat, um beide Stromtransienten zu verursachen und dass entweder die erste Stromtransiente oder die zweite Stromtransiente eine parasitäre Stromtransiente ist. Somit kann die Motorsteuerschaltung 108 das Ausgeben eines zweiten Pulses unterlassen, während der Puls aufrechterhalten wird. Auf diese Weise kann die Motorsteuerschaltung 108 die Anzahl von Pulsen ausgeben, welche die Anzahl der Umpolungen des Rotors genauer wiedergibt, was verwendet werden kann, um die Position des Rotors zu ermitteln.
Wenn bei einigen Beispielen die Frequenz des PWM-Signals, das die Schaltvorrichtungen veranlasst, zwischen dem offenen Zustand und dem geschlossenen Zustand umzuschalten, unter einer Schwellenwertfrequenz liegt, kann die Motorsteuerschaltung 108 nicht in der Lage sein, zwischen den Stromtransienten, die durch die Vielzahl von Schaltvorrichtungen verursacht werden, und der durch die Umpolung des Rotors des Motors 110 verursachten Stromtransiente zu unterscheiden. Bei einigen Beispielen, bei denen die Maschine 104 eine HVAC umfasst, kann die Schwellenwertfrequenz des PWM-Signals ungefähr 50 Hertz (Hz) (plus oder minus einige Hertz), ungefähr 100 Hz (plus oder minus einige Hertz) oder eine beliebige Frequenz zwischen ungefähr 50 und ungefähr 100 Hz betragen. Wenn die Schwellenwertfrequenz zum Beispiel 75 Hz beträgt und die Frequenz des PWM-Signals 60 Hz beträgt, kann die Motorsteuerschaltung 108 nicht in der Lage sein, zwischen den Stromtransienten, die durch die Vielzahl von Schaltvorrichtungen verursacht werden, und der durch die Umpolung des Rotors verursachten Stromtransiente zu unterscheiden. Bei einigen Beispielen kann die Motorsteuerschaltung 108 die parasitären Stromtransienten ausblenden, die durch das Umschalten der Schaltvorrichtungen zwischen dem offenen Zustand und dem geschlossenen Zustand verursacht werden. Mit anderen Worten kann die Motorsteuerschaltung 108 das Ausgeben von Pulsen während der Zeit unterlassen, in der die Schaltvorrichtungen zwischen dem offenen Zustand und dem geschlossenen Zustand umschalten. Die Motorsteuerschaltung 108 kann zum Beispiel eine Logik umfassen, um aufgrund eines oder mehrerer erhaltener PWM-Signale ermitteln, wann die Vielzahl von Schaltvorrichtungen zwischen dem offenen Zustand und dem geschlossenen Zustand umschaltet. Die Motorsteuerschaltung 108 kann ein Flankenausblendungssignal erzeugen und das Ausgeben eines Pulses unterlassen, während die Vielzahl von Schaltvorrichtungen zwischen dem offenen Zustand und dem geschlossenen Zustand umschaltet. Auf diese Weise kann die Motorsteuerschaltung 108 ein Zählen zusätzlicher Pulse vermeiden, die nicht die Position des Rotors anzeigen.
Die Steuereinheit 106 kann den Wert des Pulszählers erhalten und die Position des Rotors zumindest teilweise aufgrund des erhaltenen Werts ermitteln. Die Steuereinheit 106 kann den Rotor mindestens teilweise aufgrund der Position des Rotors steuern. Die Steuereinheit 106 kann zum Beispiel die Einschaltdauer des mindestens einen PWM-Signals anpassen, wodurch der Rotor veranlasst werden kann, die Drehzahl und/oder die Position zu ändern.
Die in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken können einer Motorsteuerschaltung ermöglichen, eine Anzahl von Pulsen zu zählen, welche die Position des Rotors genauer anzeigt. Eine Steuereinheit kann einen genaueren Wert von dem Pulszähler erhalten und kann die Position des Rotors genauer ermitteln. Durch das Erkennen einer ersten Stromtransiente, das Ausgeben eines Pulses und das Verlängern des Pulses auf eine spezielle Zeitdauer kann die Motorsteuerschaltung 108 das Ausgeben eines zweiten Pulses unterlassen, wenn der Rotor sich nicht schnell genug bewegt, um eine zweite Stromtransiente zu erzeugen. Wenn andererseits ein PWM-Signal eine Frequenz unter einer Schwellenwertfrequenz aufweist, kann die Motorsteuerschaltung 108 eine parasitäre Stromtransiente ausblenden, die durch das Umschalten der Schaltvorrichtung verursacht wird, wodurch der Motorsteuerschaltung 108 ermöglicht wird, das Ausgeben eines Pulses zu unterlassen, während die Schaltvorrichtung zwischen dem offenen Zustand und dem geschlossenen Zustand umschaltet. Somit kann die Motorsteuerschaltung 108 eine genauere Pulsanzahl ausgeben und zählen, sodass die Steuereinheit 106 die Position des Rotors genauer ermitteln und den Rotor genauer steuern kann.
2 ist ein Blockschaltbild, das eine beispielhaften Motorsteuerschaltung 108 gemäß einer oder mehreren Techniken dieser Offenbarung darstellt. Wie in 2 dargestellt wird kann die Motorsteuerschaltung 108 der Maschine 104 umfassen: Motorparameter 120, Eingangslogikvorrichtungen 122A und 122B (gemeinsam Eingangslogikvorrichtungen 122), Treiber 124A und 124B (gemeinsam Treiber 124), einen Stromerfassungsauswahlschalter 126, eine Transientenerkennungseinheit 128, Flankenausblendungsschaltungen 130A und 130B (gemeinsam Flankenausblendungsschaltungen 130) eine intelligente Pulsverlängerungseinheit 132, eine Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 und einen intelligenten Pulszähler 136.
Die Motorparameter 120 können Informationen über den Motor 110 umfassen. Die Motorparameter 120 können zum Beispiel die Spannung der Stromquelle (z.B. V_BAT), eine Motorkonstante und/oder andere Informationen umfassen, die den Zustand des Motors 110 anzeigen. Die Motorparameter 120 können die Signale P_i und P_j ausgeben, die den Zustand des Motors 110 anzeigen.
Bei einigen Beispielen können die Eingangslogikvorrichtungen 122 eine Vielzahl von Eingangssignalen von der Steuereinheit 106 erhalten und können ein oder mehrere Signale ausgeben, die auf den erhaltenen Eingangssignalen beruhen. Die Eingangslogikvorrichtungen 122 können von der Steuereinheit 106 ein oder mehrere pulsmodulierte Signale (z.B. PWM-Signale) und ein Signal erhalten, das die Drehrichtung des Rotors anzeigt. Aufgrund der Eingangssignale kann jede Eingangslogikvorrichtung 122 ein Signal an eine entsprechende Flankenausblendungsschaltung 130 zu senden, um die entsprechende Flankenausblendungsschaltung 130 zu veranlassen, ein Flankenausblendungssignal zu erzeugen, wie weiter unten beschrieben wird. Auf ähnliche Weise kann jede Eingangslogikvorrichtung 122 bei einigen Beispielen ein Signal an den Stromerfassungsauswahlschalter 126 senden, um einen Strom auszuwählen und an die Transientenerkennungseinheit 128 auszugeben, wie weiter unten ausführlicher beschrieben wird. Bei einigen Beispielen kann jede Eingangslogikvorrichtung 122 ein Signal an eine Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 senden. Bei einigen Beispielen kann jede Eingangslogikvorrichtung 122 ein oder mehrere PWM-Signale an einen entsprechenden Treiber 124 senden.
Die Treiber 124 können das eine oder die mehreren PWM-Signale (z.B. direkt von der Steuereinheit 106 oder über die Eingangslogikvorrichtungen 122) erhalten. Jeder Treiber 124 kann eine Vielzahl von Schaltvorrichtungen (z.B. MOS-Transistor-gestützte Schalter, Galliumnitrid-gestützte (GaN-gestützte) Schalter, Thyristoren, Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (Insulated Gate Bipolar Transistors, IGBTs) oder eine Kombination davon) umfassen, um den Elektromotor 110 anzutreiben. Die Vielzahl der Schaltvorrichtungen des Treibers 124 kann aufgrund des einen oder der mehreren PWM-Signale ein- und ausgeschaltet werden, wodurch dem Motor 110 ein Strom bereitgestellt werden kann. Einer der Treiber 124 (z.B. der Treiber 124A) kann mit der positiven Klemme des Motors 110 verbunden werden, während der andere Treiber 124 (z.B. der Treiber 124B) mit der negativen Klemme des Motors 110 verbunden werden kann. Somit kann ein Strom von dem Treiber 124A durch den Motor 110 zu dem Treiber 124B oder umgekehrt fließen.
Bei einigen Beispielen kann der Stromerfassungsauswahlschalter 126 von jedem Treiber 124 einen oder mehrere Kandidatenströme erhalten. Zum Beispiel kann der Stromerfassungsauswahlschalter vier Kandidatenströme (z.B. zwei Kandidatenströme von jedem Treiber 124) erhalten. Der Stromerfassungsauswahlschalter 126 kann einen der erhaltenen Kandidatenströme auswählen, um ihn an die Transientenerkennungseinheit 128 zu senden. Der Stromerfassungsauswahlschalter 126 kann zum Beispiel einen positiven Strom und einen negativen Strom erhalten und kann den positiven Strom auswählen um ihn an die Transientenerkennungseinheit 128 zu senden. Als Reaktion auf das Auswählen eines des einen oder der mehreren Kandidatenströme kann der Stromerfassungsauswahlschalter 126 den ausgewählten Strom ausgeben.
Die Transientenerkennungseinheit 128 kann die Stromausgabe des Stromerfassungsauswahlschalters 126 erhalten. Die Transientenerkennungseinheit 128 kann den erhaltenen Strom filtern, um eine Stromtransiente zu erkennen. Der Strom durch den Motor 110 kann zum Beispiel eine Gleichstromkomponente, die von der Gleichstromquelle (z.B. einer Batterie) bereitgestellt wird, und eine Transientenkomponente umfassen. Bei einigen Beispielen kann die Stromtransiente durch die Umpolung des Motors 110, indem die Schaltvorrichtungen schalten, oder durch eine andere kurze aber relativ große Änderung in dem Strom verursacht werden. Die Transientenerkennungseinheit 128 kann die Gleichstromkomponente des Stroms herausfiltern, um der Transientenkomponente ein Passieren zu erlauben. Bei einigen Beispielen kann die Transientenerkennungseinheit 128 einen Hochpassfilter umfassen, um die Signale unter eine Frequenz von 10 kHz abzuschwächen. Die Transientenerkennungseinheit 128 kann die Stromtransiente mit einem Bezugsstrom vergleichen. Als Reaktion auf das Ermitteln, dass die Stromtransiente größer als ein Bezugsstrom ist, kann die Transientenerkennungseinheit 128 einen Puls ausgeben.
Bei einigen Beispielen kann eine intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 den Puls von der Transientenerkennungseinheit 128, ein Flankenausblendungssignal von der einen oder den mehreren Flankenausblendungsschaltungen 130, eine Anzeige von Motorparametern P_i und eine Eingangsspannung (z.B. V_BAT) erhalten. Bei einigen Beispielen kann die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 dazu ausgebildet sein, einen erhaltenen Puls zu verändern, damit eine Anzahl von Pulsen ausgegeben wird, welche die Anzahl von Umpolungen des Rotors genauer angibt und folglich die Position des Rotors genauere repräsentiert.
Die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 kann den Puls ändern, indem die Dauer des erhaltenen Pulses auf eine spezielle Zeitdauer verlängert wird. Die spezielle Zeitdauer kann auf der erwarteten Zeitdauer zwischen einer ersten Umpolung des Rotors und einer zweiten Umpolung des Rotors beruhen. Bei einigen Beispielen kann die erwartete Zeitdauer zwischen den Umpolungen auf der Drehzahl des Rotors beruhen, die ihrerseits auf den Motorparametern P_i wie zum Beispiel dem Motorstrom, der Spannung der Stromquelle (z.B. V_BAT) und der mit dem Motor verbundenen Last beruhen. Mit anderen Worten kann die erwartete Zeitdauer zwischen den Umpolungen für eine gegebene Rotordrehzahl bekannt sein. Wenn somit eine zweite Stromtransiente zu früh erhalten wird, kann dies anzeigen, dass die zweite Stromtransiente eine parasitäre Stromtransiente ist und nicht von einer zweiten Umpolung des Rotors erzeugt wurde. Durch das Verlängern eines Pulses auf eine spezielle Zeitdauer kann die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 die Wahrscheinlichkeit verringern, dass zwei Pulse schneller ausgegeben werden, als der Rotor zwei Umpolungen unterliegt. Da die Rotordrehzahl nicht konstant sein muss, kann die spezielle Zeitdauer variabel sein. Bei einigen Beispielen kann die spezielle Zeitdauer ein Prozentsatz der erwarteten Zeitdauer zwischen einer ersten Umpolung des Rotors und einer zweiten Umpolung des Rotors wie zum Beispiel 50%, 60%, 70% oder ein anderer Prozentsatz der Zeit sein. Die spezielle Zeitdauer kann zum Beispiel auf einen Prozentsatz eingestellt sein, der lang genug ist, um die Wahrscheinlichkeit eines Ausgebens eines zweiten Pulses aufgrund einer parasitären Transiente zu verringern, die erhalten werden kann, bevor eine zweite Umpolung des Rotors eine zweite Stromtransiente verursacht. Auf ähnliche Weise kann die spezielle Zeitdauer auf einen Prozentsatz eingestellt werden, der klein genug ist, um die Wahrscheinlichkeit eines zu langen Verlängerns der Dauer des ersten Pulses und eines Überspringens einer zweiten durch die Umpolung des Rotors verursachten Stromtransiente zu verringern.
Die Flankenausblendungsschaltungen 130 können die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 veranlassen, das Ausgeben eines Pulses zu unterlassen. Jede der Flankenausblendungsschaltungen 130 kann ein Signal von einer entsprechenden Eingangslogikvorrichtung 122 erhalten. Die Flankenausblendungsschaltung 130 kann zum Beispiel ein Signal erhalten, das anzeigt, dass das PWM-Signal eine oder mehrere Schaltvorrichtungen veranlassen wird, zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand umzuschalten. Bei einigen Beispielen kann die Umschaltzeit (auf die auch als Schaltzeit Bezug genommen wird) durch die Zeitdauer angezeigt werden, die benötigt wird, damit die Flanke des PWM-Signals zwischen einer hohen Spannung (z.B. in dem geschlossenen Zustand) und einer niedrigen Spannung (z.B. in dem offenen Zustand) umschaltet. Da die Umschaltzeit bekannt sein kann, kann die Flankenausblendungsschaltung als Reaktion auf das Erhalten des Signals von der entsprechenden Eingangslogikvorrichtung 122 einen Flankenausblendungszeitgeber starten. Bei einigen Beispielen kann die Flankenausblendungsschaltung 122 nach dem Starten des Flankenausblendungszeitgebers ein Signal (auf das auch als ein Pulsvermeidungssignal Bezug genommen wird) an die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 senden, um zu vermeiden, dass die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 einen Puls ausgibt. Auf diese Weise kann die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 das Ausgeben eines Pulses unterlassen, der andernfalls als Folge eines Umschaltens der Schaltvorrichtungen zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand ausgegebenen würde. Bei einigen Beispielen kann die Flankenausblendungsschaltung 122 nach dem Ablaufen des Flankenausblendungszeitgebers ein Signal (auf das auch als ein Pulsrücksetzsignal Bezug genommen wird) an die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 senden, um der intelligenten Pulsverlängerungseinheit 132 zu ermöglichen, einen Puls auszugeben. Infolgedessen kann die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 Pulse für Stromtransienten ausgeben, die nicht vom Schalten der Schaltvorrichtungen verursacht werden.
Bei einigen Beispielen können die Flankenausblendungsschaltungen 130 vorteilhaft sein, wenn das PWM-Signal auf Frequenzen unterhalb einer Schwellenwertfrequenz (z.B. 50, 60, 70, 80, 90 oder 100 Hz oder einer beliebigen anderen Frequenz zwischen ungefähr 50 und ungefähr 100 Hz) betrieben wird. Die Schaltvorrichtungen können zum Beispiel zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand umschalten, wodurch ein Motorkondensator veranlasst wird, sich schnell aufzuladen oder zu entladen, wodurch eine Stromtransiente erzeugt werden kann. Wenn die Frequenz des einen oder der mehreren PWM-Signale geringer als eine Schwellenwertfrequenz ist, können die Schaltvorrichtungen im Vergleich zu den Schaltzeiten (z.B. wenige Mikrosekunden) relativ selten zwischen den Zuständen umschalten (z.B. alle paar Millisekunden). Somit kann die Flankenausblendungsschaltung 130 relativ selten Stromtransienten ausblenden. Bei Beispielen jedoch, bei denen die Frequenz des einen oder der mehreren PWM-Signale größer als die Schwellenwertfrequenz ist, kann die Flankenausblendungsschaltung 130 Stromtransienten relativ häufig ausblenden, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Ausblendens von Stromtransienten vergrößert werden kann, die durch die Umpolung des Rotors verursacht werden.
Bei einigen Beispielen kann die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 die Pulsausgabe der intelligenten Pulsverlängerungseinheit 132, ein Signal von den Eingangslogikvorrichtungen 122, eine Anzeige von Motorparametern P_j und eine Eingangsspannung (z.B. V_BAT) erhalten. Als Reaktion auf das Beenden des Pulses durch die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 kann die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 einen Pulserzeugungszeitgeber auf eine spezielle Zeitdauer einstellen. Bei einigen Beispielen kann die spezielle Zeitdauer des Pulserzeugungszeitgebers auf der erwarteten Zeitdauer zwischen dem Erhalten eines ersten Pulses von der intelligenten Pulsverlängerungseinheit 132 und dem Erhalten eines zweiten Pulses von der intelligenten Pulsverlängerungseinheit 132 beruhen. Die erwartete Zeitdauer kann auf der erwarteten Zeitdauer zwischen den Umpolungen des Rotors beruhen. Wenn die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 keinen zweiten Puls innerhalb einer speziellen Zeitdauer empfängt, kann dies anzeigen, dass eine Stromtransiente zu klein war, um die Erzeugung eines Pulses auszulösen. Wenn somit der Pulserzeugungszeitgeber abläuft, ohne dass die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 einen zweiten Puls empfängt, kann die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 einen zweiten Puls erzeugen. Als Reaktion auf das Beenden des Pulses, der durch die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 erzeugt wird, kann die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 den Pulserzeugungszeitgeber auf die spezielle Zeitdauer zurücksetzen. Die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 kann jeden Puls ausgeben, egal ob er von der intelligenten Pulsverlängerungseinheit 132 erhalten wurde oder von der Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 erzeugt wurde.
Der intelligente Pulszähler 136 kann von der Steuereinheit 106 eine Anzeige der Rotorrichtung und einen Puls von der Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 erhalten. Der intelligente Pulszähler 136 kann einen Zähler umfassen und der Wert des Zählers kann die Position des Rotors anzeigen. Wenn der Rotor zum Beispiel drei Polwendersegmente umfasst und der Stator zwei Magnete umfasst, kann die Position des Rotors durch einen Wert zwischen Null und Sechs angezeigt werden. Der intelligente Pulszähler 136 kann als Reaktion auf das Erhalten eines Pulses den Wert des Zählers aktualisieren. Wenn sich der Rotor zum Beispiel in einer ersten Richtung (z.B. Vorwärtsrichtung) dreht, wenn der intelligente Pulszähler einen Puls empfängt, kann der intelligente Pulszähler 136 den Zähler hochzählen. Wenn sich der Rotor bei einem weiteren Beispiel in einer zweiten Richtung (z.B. Rückwärtsrichtung) dreht, wenn der intelligente Pulszähler einen Puls empfängt, kann der intelligente Pulszähler 136 den Zähler herunterzählen. Bei einigen Beispielen umfasst das Hochzählen des Zählers das Vergrößern des Werts des Zählers um Eins und das Herunterzählen umfasst das Verringern des Werts des Zählers um Eins.
Bei einigen Beispielen kann der Wert des Pulszählers verloren gehen, wenn die Motorsteuerschaltung 108 nicht mehr mit Energie versorgt wird. Der intelligente Pulszähler 136 kann zum Beispiel den Wert des Zählers in einem Speicher wie zum Beispiel einer flüchtigen Speichervorrichtung (z.B. einem RAM) speichern. Nachdem die Motorsteuerschaltung 108 wieder mit Energie versorgt wird, kann der intelligente Pulszähler 136 bei einigen Beispielen eine Anzeige der Rotorposition von der Steuereinheit 106 erhalten und einen Wert speichern, der die Position des Rotors in dem Zähler anzeigt. Bei einigen Beispielen kann der intelligente Pulszähler 136 den Wert des Zählers in einer nichtflüchtigen Speichervorrichtung (z.B. einem Flashspeicher) speichern. Somit kann der intelligente Pulszähler 136 den Wert behalten, der die Position des Rotors anzeigt, selbst wenn die Motorsteuerschaltung 108 nicht mehr mit Energie versorgt wird.
Der intelligente Pulszähler 136 kann eine Anzeige des Werts des Zählers an die Steuereinheit 106 ausgeben. Da die Anzahl der Pulse bekannt ist, die einer vollständigen Umdrehung des Rotors zugeordnet ist, kann der von dem intelligenten Pulszähler 136 gespeicherte Wert die Rotorposition anzeigen. Infolgedessen kann die Steuereinheit 106 die Position des Rotors aufgrund des Werts des Zählers ermitteln. Die Steuereinheit 106 kann den Motor 110 aufgrund der Position des Rotors steuern. Die Steuereinheit 106 kann zum Beispiel das PWM-Signal aktualisieren, um den Rotor zu beschleunigen, abzubremsen oder zu stoppen.
3 ist ein Schaltbild, das einen beispielhaften Treiber 124 gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung darstellt. Jeder Treiber 124 kann eine Halbbrückenschaltung mit einer High-Side-Schaltvorrichtung 142A und einer Low-Side-Schaltvorrichtung 142B (gemeinsam die Schaltvorrichtungen 142) umfassen. Jeder Treiber 124 kann Gatetreiber 140A und 140B (gemeinsam die Gatetreiber 140) umfassen. Bei einigen Beispielen können die Treiber 124A und 124B gemeinsam eine sogenannte H-Brücke bilden. Bei einigen Beispielen kann jeder Treiber 124 einen oder mehrere Kandidatenströme an den Stromerfassungsauswahlschalter 126 ausgeben. Jeder Treiber 124 kann zum Beispiel den Strom über den High-Side-Schalter 142A als einen ersten Kandidatenstrom und den Strom zwischen dem High-Side-Schalter 142A und dem Low-Side-Schalter 142B als einen zweiten Kandidatenstrom ausgeben. Jeder Treiber 124 kann auch einen Strom ausgeben, um den Motor 110 anzutreiben.
4 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften Stromerfassungsauswahlschalter 126 gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung darstellt. Der Stromerfassungsauswahlschalter 126 kann einen oder mehrere Kandidatenströme von den Treibern 124 erhalten und einen des einen oder der mehreren Kandidatenströme als den Strom auswählen, der an die Transientenerkennungseinheit 128 ausgegeben wird. Der Stromerfassungsauswahlschalter 126 kann ein entsprechendes Stromerfassungselement 150 für jeden der der erhaltenen Kandidatenströme umfassen. Wie zum Beispiel in 4 gezeigt wird, kann der Stromerfassungsauswahlschalter 126 eine Vielzahl von Stromerfassungselementen 150A bis 150D (gemeinsam die Stromerfassungselemente 150) umfassen. Jedes Stromerfassungselement 150 kann einen entsprechenden Kandidatenstrom erfassen. Der Stromerfassungsauswahlschalter 126 kann zum Beispiel einen ersten über den High-Side-Schalter 142A des Treibers 124A ausgegebenen Kandidatenstrom, der von dem Stromerfassungselement 150A erfasst wird, einen zweiten zwischen dem High-Side-Schalter 142A und dem Low-Side-Schalter 142B des Treibers 124A ausgegebenen Kandidatenstrom, der von dem Stromerfassungselement 150B erfasst wird, einen dritten über den High-Side-Schalter 142A des Treibers 124B ausgegebenen Kandidatenstrom, der von dem Stromerfassungselement 150C erfasst wird, und einen vierten zwischen dem High-Side-Schalter 142A und dem Low-Side-Schalter 142B des Treibers 124B ausgegebenen Kandidatenstrom, der von dem Stromerfassungselement 150D erfasst wird, erhalten. Bei einigen Beispielen kann jedes Stromerfassungselement 150 einen Nebenschlusswiderstand umfassen. Bei einigen Beispielen kann jedes Stromerfassungselement 150 eine Stromerfassungsschaltung umfassen. Der Stromerfassungsauswahlschalter 126 kann eine Stromauswahlschalterlogik 152 umfassen, die einen aus der Vielzahl von erfassten Strömen zum Ausgeben auswählt. Zum Beispiel kann ein erstes Stromerfassungselement 150 einen positiven Strom erhalten und ein zweites Stromerfassungselement 150 kann einen negativen Strom erhalten. Die Stromauswahlschalterlogik 152 kann den positiven Strom auswählen, um ihn an die Transientenerkennungseinheit 128 zu senden. Als Reaktion auf das Auswählen eines des einen oder der mehreren Kandidatenströme kann der Stromerfassungsauswahlschalter 126 den ausgewählten Strom ausgeben.
5 ist ein Blockschaltbild, das eine beispielhafte Transientenerkennungseinheit gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung darstellt. Die Transientenerkennungseinheit 128 kann den von dem Stromerfassungsauswahlschalter 126 ausgewählten Strom erhalten und kann ein Signal an die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 ausgeben. Die Transientenerkennungseinheit 126 kann einen Hochpassfilter 154 und eine Vergleichseinheit 156 umfassen. Der Hochpassfilter kann den erhaltenen Strom filtern, um eine Stromtransiente zu erkennen. Die Vergleichseinheit 156 kann die Stromtransiente erhalten und die Stromtransiente mit einem Bezugsstrom vergleichen. Als Reaktion auf das Erhalten einer Stromtransiente, die größer ist als der Bezugsstrom, kann die Transientenerkennungseinheit 128 ein Signal an die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 ausgeben.
6 ist eine grafische Darstellung, die Operationen der intelligenten Pulsverlängerungseinheit 132 gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung darstellt. Wie oben beschrieben wurde, kann die Transientenerkennungseinheit 128 eine durch die Umpolung des Rotors verursachte Stromtransiente (auf die auch als wahre Umpolungstransiente Bezug genommen wird) erhalten und kann eine erkannte Stromtransiente mit einem Bezugsstrom vergleichen. Als Reaktion auf das Ermitteln, dass die Stromtransiente größer als der Bezugsstrom ist, kann die Transientenerkennungseinheit 128 einen Puls ausgeben. Die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 kann den Puls zu einem Zeitpunkt T₁ erhalten und kann den Puls aufrechterhalten. Mit anderen Worten kann die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 einen Pulsverlängerungszeitgeber auf eine spezielle Zeitdauer einstellen und kann den Puls auf die Dauer des Pulsverlängerungszeitgebers verlängern. Die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 kann den Pulsverlängerungszeitgeber aufgrund einer erwarteten Zeitdauer zwischen den Umpolungen des Rotors einstellen. Zum Zeitpunkt T₂ kann die Transientenerkennungseinheit 128 eine zweite nicht durch eine Umpolung des Rotors verursachte Stromtransiente erkennen (auf die auch als parasitäre Stromtransiente Bezug genommen wird). Die Transientenerkennungseinheit 128 kann ermitteln, dass die zweite Stromtransiente über dem Schwellenwertstrom liegt und einen zweiten Puls ausgeben. Die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 kann den zweiten Puls erhalten, kann aber den zweiten Puls ignorieren, da der Pulsverlängerungszeitgeber noch nicht abgelaufen ist. Während der Pulsverlängerungszeitgeber läuft, kann die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 somit einen einzigen Puls an die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 ausgeben, um zu vermeiden, dass der intelligente Pulszähler 136 zu viele Pulse zählt. Als Reaktion auf das Ablaufen des Pulsverlängerungszeitgebers kann die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 zum Zeitpunkt T₃ den verlängerten Puls beenden.
Zum Zeitpunkt T₄ kann die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 einen dritten Puls von der Transientenerkennungseinheit 128 erhalten. Da die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 aktuell keinen zuvor erhaltenen Puls verlängert, kann die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 den Pulsverlängerungszeitgeber für eine spezielle Zeitdauer einstellen, den Puls auf die Dauer des Pulsverlängerungszeitgebers verlängern und den verlängerten Puls an die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 ausgeben. Zum Zeitpunkt T₅ kann der Pulsverlängerungszeitgeber ablaufen und die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 kann den dritten Puls beenden.
Zum Zeitpunkt T₆ kann die Transientenerkennungseinheit 128 eine vierte Stromtransiente erkennen. Wie in 6 gezeigt wird kann die Stromtransiente eine parasitäre Transiente sein. Die Transientenerkennungseinheit 128 kann jedoch nicht in der Lage sein, zwischen parasitären Stromtransienten von der Umpolung des Rotors verursachten Stromtransienten zu unterscheiden. Somit kann die Transientenerkennungseinheit 128 einen Puls ausgeben und den Puls an die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 ausgeben. Die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 kann den Puls erhalten, den Pulsverlängerungszeitgeber für eine spezielle Zeitdauer einstellen und den Puls auf die Dauer des Pulsverlängerungszeitgebers verlängern. Zum Zeitpunkt T₇ kann die Transientenerkennungseinheit eine fünfte Stromtransiente erkennen und einen Puls ausgeben. Die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 kann den Puls erhalten, kann aber den zusätzlichen Puls ignorieren, da der vierte Puls noch aufrechterhalten wird. Nach dem Ablaufen des Pulsverlängerungszeitgebers zum Zeitpunkt T₈ kann die intelligente Pulsverlängerungseinheit den vierten Puls beenden.
Die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 kann die verlängerten Pulse ausgeben, kann aber das Ausgeben der Pulse unterlassen, die erhalten wurden, während die verlängerten Pulse aufrechterhalten wurden. Obwohl die Transientenerkennungseinheit 128 fünf Pulse ausgeben kann, kann die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 somit die Dauer von drei dieser Pulse verlängern, wodurch verursacht werden kann, dass die beiden verbleibenden Pulse nicht gezählt werden. Durch das Verlängern der Dauer einiger Pulse kann die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 Pulse ignorieren, die erhalten werden, bevor der Rotor sich wahrscheinlich weit genug gedreht hat, um wieder eine zweite Umpolung zu verursachen. Somit kann die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 eine Anzahl von Pulsen ausgeben, welche die Position des Rotors genauer wiedergibt.
7 ist eine grafische Darstellung, die eine Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 gemäß einem oder mehreren Aspekten dieser Offenbarung darstellt. Zum Zeitpunkt T₁ kann die Transientenerkennungseinheit 128 eine Stromtransiente erkennen und die Stromtransiente mit einem Bezugsstrom vergleichen. Wenn die Stromtransiente größer als der Bezugsstrom ist, kann die Transientenerkennungseinheit 128 einen Puls ausgeben. Die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 kann den Puls auf eine spezielle Zeitdauer verlängern. Zum Zeitpunkt T₂ kann die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 den Puls beenden. Als Reaktion auf das Beenden des Pulses durch die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 kann die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 einen Pulserzeugungszeitgeber auf eine spezielle Zeitdauer einstellen, die auf einer erwarteten Zeitdauer zwischen den Umpolungen des Rotors beruhen kann. Wenn die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 einen zweiten Puls nicht empfängt, bevor der Pulserzeugungszeitgeber abläuft, kann dies anzeigen, dass eine zweite Umpolung des Rotors keine Stromtransiente erzeugt hat, die groß genug ist, die Transientenerkennungseinheit 132 zu veranlassen, einen zweiten Puls auszugeben.
Die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 kann dazu ausgebildet sein, die kleine Stromtransiente auszugleichen, indem sie einen Puls erzeugt. Zum Zeitpunkt T₃ kann die Transientenerkennungseinheit 128 zum Beispiel eine zweite Stromtransiente erkennen, die kleiner als der Bezugsstrom ist. Infolgedessen kann die Transientenerkennungseinheit 128 das Ausgeben eines zweiten Pulses zum Zeitpunkt T₃ unterlassen. Zum Zeitpunkt T₄ kann der Pulsverlängerungszeitgeber ablaufen, wodurch die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 132 veranlasst wird, einen kurzen zweiten Puls zu erzeugen. Zum Zeitpunkt T₅ kann die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 den zweiten Puls beenden und den Pulserzeugungszeitgeber auf die spezielle Zeitdauer zurücksetzen. Bei einigen Beispielen kann die Transientenerkennungseinheit 128 zum Zeitpunkt T₆ eine Stromtransiente erkennen, die größer als der Bezugsstrom ist, und kann einen dritten Puls ausgeben. Die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 kann die Dauer des dritten Pulses verlängern. Zum Zeitpunkt T₇ kann die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 den dritten Puls beenden und die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 kann den Pulserzeugungszeitgeber auf die spezielle Zeitdauer zurücksetzen.
8 ist ein Ablaufplan, der ein beispielhaftes Verfahren für ein Steuern eines Elektromotors gemäß einem oder mehreren Techniken dieser Offenbarung darstellt. Aus rein anschaulichen Zwecken werden die beispielhaften Operationen nachfolgend im Zusammenhang mit der Maschine 104 beschrieben, die in den 1 und 2 gezeigt wird.
Bei einigen Beispielen können die Treiber 124 mindestens ein pulsmoduliertes Signal erhalten, das eine Frequenz unter einer Schwellenwertfrequenz definiert (802). Das mindestens eine pulsmodulierte Signal kann zum Beispiel ein pulsbreitenmoduliertes Signal (Pulse Width Modulated signal, PWM-Signal) umfassen. Die Treiber 124 können aufgrund des pulsmodulierten Signals einen Strom an einen Elektromotor 110 ausgeben (804). Das PWM-Signal kann zum Beispiel eine oder mehrere Schaltvorrichtungen (z.B. Transistoren) der Treiber 124 zum Schließen veranlassen, wodurch veranlasst wird, dass ein Strom durch den Motor 110 fließt. Der Stromerfassungsauswahlschalter 126 kann einen oder mehrere Kandidatenströme von den Treibern 124 erhalten und einen der Kandidatenströme auswählen, um ihn an die Transientenerkennungseinheit 128 zu senden. Bei einigen Beispielen kann die Transientenerkennungseinheit 128 den ausgewählten Strom von dem Stromerfassungsauswahlschalter 126 erhalten. Die Transientenerkennungseinheit 128 kann eine Stromtransiente in dem Strom erkennen (806). Die Transientenerkennungseinheit 128 kann zum Beispiel einen Filter (z.B. einen Hochpassfilter) umfassen, um den erhaltenen Strom zu filtern und die Stromtransiente zu erkennen. Die Transientenerkennungseinheit 128 kann einen Puls aufgrund der Stromtransiente einen Puls ausgeben (808). Die Transientenerkennungseinheit 128 kann zum Beispiel eine Vergleichseinheit umfassen, um die Stromtransiente mit einem Bezugsstrom zu vergleichen, und sie kann den Puls ausgeben, wenn die Stromtransiente größer als der Bezugsstrom ist.
Die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 kann den Puls erhalten und kann einen Pulsverlängerungszeitgeber auf eine spezielle Zeitdauer einstellen. Die spezielle Zeitdauer kann auf einer erwarteten Zeitdauer zwischen den Umpolungen des Rotors beruhen. Die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 kann den Puls auf die Dauer des Pulsverlängerungszeitgebers verlängern. Nach dem Ablaufen des Pulsverlängerungszeitgebers kann die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 den Puls beenden. Die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 kann den verlängerten Puls ausgeben. Bei einigen Beispielen kann die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 den verlängerten Puls von der intelligenten Pulsverlängerungseinheit 132 erhalten. Als Reaktion auf das Beenden des verlängerten Pulses durch die intelligente Pulsverlängerungseinheit 132 kann die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 einen Pulserzeugungszeitgeber auf eine spezielle Zeitdauer einstellen. Als Reaktion auf das Ablaufen des Pulserzeugungszeitgebers, ohne einen zweiten Puls zu erhalten, kann die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 einen zweiten Puls erzeugen. Die Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 kann jeden Puls ausgeben, egal ob er von der intelligenten Pulsverlängerungseinheit 132 erhalten wurde oder von der Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 erzeugt wurde.
Der intelligente Pulszähler 136 kann einen Wert aktualisieren, der die Position des Rotors aufgrund eines erhaltenen Pulses anzeigt (810). Der Pulszähler 136 kann zum Beispiel den Puls von der Erzeugungseinheit für verlorene Pulse 134 erhalten und kann den Wert hochzählen oder herunterzählen, wodurch die Position des Rotors angezeigt wird. Der intelligente Pulszähler 136 kann den Wert hochzählen, der die Position des Rotors anzeigt, wenn sich der Rotor einer ersten Richtung (einer Vorwärtsrichtung) dreht, und kann aber den Wert herunterzählen, der die Position des Rotors anzeigt, wenn sich der Rotor einer zweiten Richtung (einer Rückwärtsrichtung) dreht. Der intelligente Pulszähler 136 kann den Wert ausgeben, der die Position des Rotors anzeigt (812).
Die Steuereinheit 106 kann den Wert erhalten, der die Position des Rotors anzeigt, und kann den Rotor mindestens teilweise aufgrund der Position des Rotors steuern. Die Steuereinheit 106 kann zum Beispiel die Einschaltdauer des mindestens einen PWM-Signals anpassen, wodurch der Rotor veranlasst werden kann, die Drehzahl und/oder die Position zu ändern.
Die in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken können mindestens teilweise als Hardware, Software, Firmware oder eine beliebige Kombination davon umgesetzt werden. Zahlreiche Aspekte der beschriebenen Techniken können zum Beispiel mit einem oder mehreren Prozessoren einschließlich eines oder mehrerer Mikroprozessoren, digitaler Signalprozessoren (DSPs), anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits, ASICs), anwenderprogrammierbarer Gate-Arrays (Field Programmable Gate Arrays, FPGAs) oder beliebiger anderer äquivalenter integrierter oder diskreter Logikschaltungen sowie Kombinationen dieser Komponenten umgesetzt werden. Der Begriff „Prozessor“ oder „Verarbeitungsschaltung“ kann sich allgemein auf jede der vorangehenden Logikschaltungen allein oder in Kombination mit einer anderen Logikschaltung oder eine andere äquivalente Schaltung beziehen. Eine Steuereinrichtung, die eine Hardware umfasst, kann auch eine oder mehrere der Techniken dieser Offenbarung ausführen.
Diese Hardware, Software und Firmware können in der gleichen Vorrichtung oder in getrennten Vorrichtungen umgesetzt werden, um die zahlreichen in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken zu unterstützen. Außerdem kann jede oder jedes der beschriebenen Einheiten, Module oder Komponenten zusammen oder getrennt als diskrete aber miteinander nutzbare Logikvorrichtungen umgesetzt werden. Die Darstellung der verschiedenen Merkmale als Module oder Einheiten ist dafür vorgesehen, verschiedene funktionelle Aspekte hervorzuheben, und bedeutet nicht unbedingt, dass diese Module oder Einheiten durch getrennte Hardware-, Firmware- oder Softwarekomponenten realisiert werden müssen. Stattdessen kann eine Funktionalität, die einem oder mehreren Modulen oder einer oder mehreren Einheiten zugeordnet ist, durch separate Hardware-, Firmware- oder Softwarekomponenten oder integriert in gemeinsamen oder getrennten Hardware-, Firmware- oder Softwarekomponenten ausgeführt werden.
Die in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken können auch in einem Herstellungsartikel verkörpert oder codiert sein, der ein mit Befehlen codiertes computerlesbares Speichermedium umfasst. Die Befehle, die in einem Herstellungsartikel eingebettet oder codiert sind, der ein codiertes computerlesbares Speichermedium umfasst, kann einen oder mehrere programmierbare Prozessoren oder andere Prozessoren veranlassen, eine oder mehrere der hier beschriebenen Techniken umzusetzen, wie zum Beispiel, wenn Befehle, die in dem computerlesbaren Speichermedium enthalten oder codiert sind, durch den einen oder die mehreren Prozessoren ausgeführt werden. Die computerlesbaren Speichermedien können einen Direktzugriffsspeicher (Random Access Memory, RAM), einen Nur-Lese-Speicher (Read Only Memory, ROM), einen programmierbaren Nur-Lese-Speicher (Programmable Read Only Memory, PROM), einen löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (Erasable Programmable Read Only Memory, EPROM), einen elektronisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (Electronic Erasable Programmable Read Only Memory, EEPROM), einen Flashspeicher, ein Festplattenlaufwerk, einen Kompaktdisketten-ROM (Compact Disc ROM, CD-ROM), eine Diskette, eine Kassette, magnetische Medien, optische Medien oder andere computerlesbare Medien umfassen. Bei einigen Beispielen kann ein Herstellungsartikel ein oder mehrere computerlesbare Medien umfassen.
Bei einigen Beispielen kann ein computerlesbares Speichermedium ein nichtflüchtiges Medium umfassen. Der Begriff „nichtflüchtig“ kann anzeigen, dass das Speichermedium nicht in einer Trägerwelle oder einem verbreiteten Signal verkörpert ist. Bei bestimmten Beispielen kann ein nichtflüchtiges Speichermedium Daten speichern, die sich im Laufe der Zeit ändern können (z.B. in einem RAM oder einem Cachespeicher).

Claims

Motorsteuerschaltung (108) zum Steuern eines Elektromotors (110), die aufweist: mindestens eine Schaltvorrichtung (142A, 142B), die dazu ausgebildet ist: ein pulsmoduliertes Signal von einer Pulsmodulationsvorrichtung zu erhalten, wobei eine Frequenz des pulsmodulierten Signals unter einer Schwellenwertfrequenz liegt; einen Strom an den Elektromotor (110) aufgrund des pulsmodulierten Signals auszugeben; eine Transientenerkennungsschaltung (128), die dazu ausgebildet ist: eine Stromtransiente zu erkennen; einen Puls als Reaktion auf das Erkennen der Stromtransiente auszugeben; und einen Pulszähler (136), der dazu ausgebildet ist: einen Wert zu aktualisieren, der eine Position eines Rotors des Elektromotors (110) anzeigt; und den Wert auszugeben, der die Position des Rotors anzeigt; eine Pulsverlängerungsschaltung (132), die dazu ausgebildet ist: den Puls von der Transientenerkennungsschaltung (128) zu erhalten; eine Dauer des Pulses aufgrund einer Drehzahl des Rotors zu verlängern; und den Puls mit der verlängerten Dauer auszugeben; und eine Flankenausblendungsschaltung (130A, 130B), die dazu ausgebildet ist: ein Flankenausblendungssignal zu erzeugen, während die mindestens eine Schaltvorrichtung (142A, 142B) zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand umschaltet; und das Flankenausblendungssignal auszugeben, wobei die Pulsverlängerungsschaltung (132) außerdem dazu ausgebildet ist: das Flankenausblendungssignal von der Flankenausblendungsschaltung (130A, 130B) zu erhalten; und das Ausgeben eines zweiten Pulses aufgrund des Flankenausblendungssignals zu unterlassen.
Motorsteuerschaltung (108) nach Anspruch 1, bei der die Pulsverlängerungsschaltung (132) außerdem dazu ausgebildet ist: einen zweiten Puls von der Transientenerkennungsschaltung (128) zu erhalten, während der Puls mit der verlängerten Dauer ausgegeben wird; und das Ausgeben des zweiten Pulses als Reaktion auf das Erhalten des zweiten Pulses zu unterlassen.
Motorsteuerschaltung (108) nach Anspruch 1 oder 2, die außerdem eine Erzeugungsschaltung (134) für verlorene Pulse aufweist, die dazu ausgebildet ist: den Puls zu erhalten; als Reaktion auf ein Beenden des Pulses, einen Zeitgeber basierend auf einer erwarteten Zeitdauer zwischen einer ersten Umpolung des Rotors und einer zweiten Umpolung des Rotors auf eine spezielle Zeitdauer einzustellen; und einen zweiten Pulses als Reaktion auf das Ablaufen des Zeitgebers, ohne einen zweiten Puls zu erhalten, zu erzeugen; und den zweiten Puls als Reaktion auf das Erzeugen des zweiten Pulses auszugeben, wobei der Pulszähler (136) als Reaktion auf das Erhalten des zweiten Pulses außerdem dazu ausgebildet ist, den Wert zu aktualisieren, der die Position des Rotors anzeigt.
Motorsteuerschaltung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Pulszähler (136) außerdem dazu ausgebildet ist, eine Anzeige einer Richtung des Rotors zu erhalten, wobei der Pulszähler (136) außerdem dazu ausgebildet ist, den Wert, der die Position des Rotors anzeigt zu aktualisieren, indem er dazu ausgebildet ist: den Wert, der die Position des Rotors anzeigt, hochzuzählen, wenn die Richtung des Rotors eine erste Richtung umfasst; und den Wert, der die Position des Rotors anzeigt, herunterzuzählen, wenn die Richtung des Rotors eine zweite Richtung umfasst.
Motorsteuerschaltung (108) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die außerdem einen Stromerfassungsauswahlschalter (126) aufweist, der dazu ausgebildet ist: mindestens einen Kandidatenstrom zu erhalten; und einen speziellen Strom aus dem mindestens einen Kandidatenstrom auszuwählen, wobei der spezielle Strom die Stromtransiente umfasst.
Verfahren zum Steuern eines Elektromotors, wobei das Verfahren aufweist: Erhalten eines pulsmodulierten Signals von einer Pulsmodulationsvorrichtung durch mindestens eine Schaltvorrichtung (142A, 142B), wobei eine Frequenz des pulsmodulierten Signals unter einer Schwellenwertfrequenz liegt; Ausgeben eines Stroms von der mindestens einen Schaltvorrichtung (142A, 142B) an den Elektromotor (110) aufgrund des pulsmodulierten Signals; Erkennen einer Stromtransiente durch eine Transientenerkennungsschaltung (128); Ausgeben eines Pulses durch die Transientenerkennungsschaltung (128) als Reaktion auf das Erkennen der Stromtransiente; auf der Grundlage des Pulses, Aktualisieren eines Werts, der eine Position eines Rotors des Elektromotors (110) anzeigt, durch einen Pulszähler (136); Ausgeben des Werts, der die Position eines Rotors anzeigt, mit Hilfe des Pulszählers (136) Erhalten des Pulses von der Transientenerkennungsschaltung (128) durch eine Pulsverlängerungsschaltung (132); Verlängern einer Dauer des Pulses aufgrund einer Drehzahl des Rotors durch die Pulsverlängerungsschaltung (132); Ausgeben des Pulses mit der verlängerten Dauer durch die Pulsverlängerungsschaltung (132); und Erzeugen eines Flankenausblendungssignals durch eine Flankenausblendungsschaltung (130A, 130B), während die mindestens eine Schaltvorrichtung (142A, 142B) zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand umschaltet; Ausgeben des Flankenausblendungssignals durch die Flankenausblendungsschaltung (130A, 130B); Erhalten des Flankenausblendungssignals durch die Pulsverlängerungsschaltung (132); und Unterlassen eines Ausgebens eines zweiten Pulses durch die Pulsverlängerungsschaltung (132) aufgrund des Flankenausblendungssignals.
Verfahren nach Anspruch 6, das außerdem aufweist: Erhalten eines zweiten Pulses von der Transientenerkennungsschaltung (128) durch die Pulsverlängerungsschaltung (132), während sie den Puls mit der verlängerten Dauer ausgibt; und Unterlassen des Ausgebens des zweiten Pulses durch die Pulsverlängerungsschaltung (132) als Reaktion auf das Erhalten des zweiten Pulses.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, das außerdem aufweist: Erhalten des Pulses durch eine Erzeugungsschaltung (134) für verlorene Pulse; als Reaktion auf ein Beenden des Pulses, Einstellen eines Zeitgebers basierend auf einer erwarteten Zeitdauer zwischen einer ersten Umpolung des Rotors und einer zweiten Umpolung des Rotors auf eine spezielle Zeitdauer durch die Erzeugungsschaltung (134) für verlorene Pulse; und Erzeugen eines zweiten Pulses durch die Motorsteuerschaltung (108) als Reaktion auf das Ablaufen des Zeitgebers, ohne einen zweiten Puls zu erhalten; und als Reaktion auf das Erhalten des zweiten Pulses, Aktualisieren des Werts, der die Position des Rotors anzeigt, durch den Pulszähler (136).
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, das außerdem aufweist: Erhalten einer von der Steuereinheit (106) gesendeten Anzeige einer Richtung des Rotors durch den Pulszähler (136), wobei das Aktualisieren des Werts, der die Position des Rotors anzeigt, aufweist: Hochzählen des Werts, der die Position des Rotors anzeigt, wenn die Richtung des Rotors eine erste Richtung umfasst; und Herunterzählen des Werts des Pulszählers (136), wenn die Richtung des Rotors eine zweite Richtung umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, das außerdem aufweist: Erhalten mindestens eines Kandidatenstroms durch einen Stromerfassungsauswahlschalter (126); und Auswählen eines speziellen Stroms aus dem mindestens einen Kandidatenstrom durch den Stromerfassungsauswahlschalter (126), wobei der spezielle Strom die Stromtransiente umfasst.
System, das aufweist: einen Elektromotor (110); und eine Motorsteuerschaltung (108), die aufweist: mindestens eine Schaltvorrichtung (142A, 142B), die dazu ausgebildet ist: ein pulsmoduliertes Signals von mindestens einer Pulsmodulationsvorrichtung zu erhalten, wobei eine Frequenz des pulsmodulierten Signals unter einer Schwellenwertfrequenz liegt; einen Strom an den Elektromotor (110) aufgrund des pulsmodulierten Signals auszugeben; eine Transientenerkennungsschaltung (128), die dazu ausgebildet ist: eine Stromtransiente zu erkennen; einen Puls als Reaktion auf das Erkennen der Stromtransiente auszugeben; einen Pulszähler (136), der dazu ausgebildet ist: auf der Grundlage des Pulses, einen Wert zu aktualisieren, der eine Position eines Rotors des Elektromotors (110) anzeigt; und den Wert auszugeben, der die Position des Rotors anzeigt; und eine Pulsverlängerungsschaltung, die dazu ausgebildet ist: den Puls von der Transientenerkennungsschaltung (128) zu erhalten; die Dauer des Pulses aufgrund einer Drehzahl des Rotors zu verlängern; und den Puls mit der verlängerten Dauer auszugeben; und eine Flankenausblendungsschaltung (130A, 130B), die dazu ausgebildet ist: ein Flankenausblendungssignal zu erzeugen, während die mindestens eine Schaltvorrichtung (142A, 142B) zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand umschaltet; und das Flankenausblendungssignal auszugeben, wobei die Pulsverlängerungsschaltung außerdem dazu ausgebildet ist: das Flankenausblendungssignals von der Flankenausblendungsschaltung (130A, 130B) zu erhalten; und das Ausgeben eines zweiten Pulses aufgrund des Flankenausblendungssignals zu unterlassen.
System nach Anspruch 11, bei dem die Pulsverlängerungsschaltung außerdem dazu ausgebildet ist: einen zweiten Puls von der Transientenerkennungsschaltung (128) zu erhalten, während der Puls mit der verlängerten Dauer ausgegeben wird; und das Ausgeben des zweiten Pulses als Reaktion auf das Erhalten des zweiten Pulses zu unterlassen.
System nach einem der Ansprüche 11 oder 12, bei dem die Motorsteuerschaltung (108) außerdem eine Erzeugungsschaltung (134) für verlorene Pulse aufweist, die dazu ausgebildet ist: den Puls zu erhalten; als Reaktion auf ein Beenden des Pulses, einen Zeitgeber basierend auf einer erwarteten Zeitdauer zwischen einer ersten Umpolung des Rotors und einer zweiten Umpolung des Rotors auf eine spezielle Zeitdauer einzustellen; und einen zweiten Puls als Reaktion auf das Ablaufen des Zeitgebers, ohne einen zweiten Puls zu erhalten, zu erzeugen; und den zweiten Puls als Reaktion auf das Erzeugen des zweiten Pulses auszugeben, wobei der Pulszähler (136) als Reaktion auf das Erhalten des zweiten Pulses außerdem dazu ausgebildet ist, den Wert, der die Position des Rotors anzeigt, zu aktualisieren.
System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, das außerdem eine Steuereinheit (106) aufweist, die mindestens eine Pulsmodulationsvorrichtung aufweist, wobei der Pulszähler (136) außerdem dazu ausgebildet ist, eine Anzeige einer Richtung des Rotors zu erhalten, wobei der Pulszähler (136) außerdem dazu ausgebildet ist, den Wert, der die Position des Rotors anzeigt zu aktualisieren, indem er dazu ausgebildet ist: den Wert, der die Position des Rotors anzeigt, hochzuzählen, wenn die Richtung des Rotors eine erste Richtung umfasst; und den Wert, der die Position des Rotors anzeigt, herunterzuzählen, wenn die Richtung des Rotors eine zweite Richtung umfasst.