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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Konfigurieren einer Steuervorrichtung für eine Mehrzahl von Elektromotoren, eine Steuervorrichtung, ein System und ein Fahrzeug.
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Bei bestehenden Systemen, die zur Steuerung mehrerer Elektromotoren vorgesehen sind, welche über eine Busvorrichtung mit einer Steuereinheit gekoppelt sind, müssen die Busadressen von Steuermodulen der Steuereinheit, die für die Kopplung mit den jeweiligen Elektromotoren genutzt werden, im Vorhinein bekannt sein. Um eine bedarfsgerechte Ansteuerung eines bestimmten Elektromotors zu ermöglichen, müssen die Busadressen der Steuereinheit zur Verfügung gestellt werden. Dadurch wird ermöglicht, dass die Steuereinheit über jeweilige Steuermodule mit den jeweiligen Elektromotoren kommunizieren kann, um deren Betrieb zu kontrollieren.
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Das führt dazu, dass beim Anschließen der jeweiligen Elektromotoren darauf geachtet werden muss, dass ein Elektromotor, der für eine bestimmte Betriebsfunktion vorgesehen ist, mit dem für diesen Elektromotor vorgesehenen Steuermodul gekoppelt werden muss und dass die jeweiligen Busadressen korrekt in einer Datenbank für die Steuereinheit hinterlegt werden müssen, so z.B. in der
DE 102 49 092 A1 und der
DE 103 16 620 A1 .
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DE 10 2004 031 573 B3 offenbart ein System, bei dem die Steuereinheit selbsttätig insbesondere die Anzahl angeschlossener Motorsteuereinrichtungen erkennt und die jeweiligen Motorsteuereinrichtungen selbsttätig mit deren Busadresse ansprechen kann. Aber auch hier müssen die Busadressen im Vorhinein bekannt sein.
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DE 10 2004 045 392 A1 offenbart ein System, bei dem die Adressierung mittels einer Konfigurationstabelle erfolgt. Um die Konfigurationstabelle zu erstellen, fragt die Steuereinheit die angeschlossenen Aktuatoren zunächst ab, die sich anschließend an der Steuereinheit mit ihrer jeweiligen Betriebsfunktion anmelden. Wiederum müssen die Busadressen im Vorhinein bekannt sein.
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Bestehende Systeme weisen somit das Erfordernis auf, dass die businterne Adressierung der jeweils angeschlossenen Motoren im Vorhinein bekannt ist. Dadurch ist das Anschlussprozedere aufwendig und fehlerträchtig. Da die Busadressen der jeweiligen Steuermodule in der Regel manuell den Betriebsfunktionen der jeweils angeschlossenen Elektromotoren zugewiesen werden müssen, ist auch das Prozedere der Zurverfügungstellung der Busadressen fehlerträchtig.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Stands der Technik auszuräumen oder zumindest zu verringern.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, von denen jeder für sich oder in (Sub-)Kombination Aspekte der Erfindung darstellen kann. Einige Aspekte werden im Hinblick auf Verfahren erläutert, andere im Hinblick auf Vorrichtungen. Die Aspekte sind aber jeweils wechselseitig entsprechend zu übertragen.
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Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Konfigurieren einer Steuervorrichtung für eine Mehrzahl von Elektromotoren bereitgestellt. Die Steuervorrichtung weist eine Datenverarbeitungsvorrichtung und mehrere mit der Datenverarbeitungsvorrichtung gekoppelte Steuermodule mit jeweiligen zugeordneten Modulidentifikationsnummern auf. Zumindest mehrere Elektromotoren sind über jeweilige Steuermodule jeweils einzeln mit der Datenverarbeitungsvorrichtung über eine gemeinsame Busvorrichtung gekoppelt. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:
- Eine Broadcastnachricht wird an alle Steuermodule über die gemeinsame Busvorrichtung durch die Datenverarbeitungsvorrichtung ausgesendet, sodass ein Betrieb mit den jeweiligen Steuermodulen gekoppelten Elektromotoren initiiert wird (Schritt A).
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Zumindest ein Betriebsparameter wird für jeden initiierten Elektromotor erfasst (Schritt B).
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Der zumindest eine Betriebsparameter wird für jeden initiierten Elektromotor aus Schritt B mit zumindest einer Datenbank verglichen (Schritt C).
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Jedem Elektromotor wird abhängig von dem Vergleich aus Schritt C eine Modulidentifikationsnummer desjenigen Steuermoduls zugewiesen, mit dem der jeweilige Elektromotor gekoppelt ist (Schritt D).
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Dadurch wird ein Verfahren bereitgestellt, mittels dem angeschlossene Elektromotoren automatisiert erkannt werden können. Die Kenntnis der jeweiligen Busadressen, über die die jeweiligen Elektromotoren angesprochen werden können, ist für dieses Verfahren nicht im Vorhinein notwendig. Folglich ist der Aufwand zum Konfigurieren des Systems gegenüber bestehenden Systemen verringert. Ferner ist auch die Fehleranfälligkeit reduziert, da etwaige Busadressen nicht manuell zur Verfügung gestellt werden müssen.
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Im Gegensatz zu bestehenden Konfigurationsverfahren ist lediglich erforderlich, dass den jeweiligen Steuermodulen jeweilige eindeutige Modulidentifikationsnummern zugewiesen sind. Anschließend werden sämtliche Elektromotoren, die über die Steuermodule mit der Datenverarbeitungsvorrichtung mittels der Busvorrichtung gekoppelt sind, initiiert. Da die Elektromotoren unterschiedliche Betriebsparameter aufweisen, und da in der Datenbank Sätze von Betriebsparametern für die verschiedenen Elektromotoren hinterlegt sind, die generell mit den Steuermodulen gekoppelt werden können, kann ein jeweiliger Elektromotor basierend auf seinen Betriebsparametern identifiziert werden. Dadurch ist grundsätzlich bekannt, welcher Elektromotor mit welchem Steuermodul gekoppelt ist. Folglich kann dem jeweiligen Elektromotor die jeweilige Modulidentifikationsnummer zugewiesen werden, sodass der Elektromotor mittels des mit ihm gekoppelten Steuermoduls angesprochen werden kann.
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Es ist insofern nicht mehr erforderlich, eine individuelle, manuelle Busadressierung für die Steuermodule der Steuereinheit vorzusehen, um einen bestimmten Elektromotor nach erfolgter Konfigurierung korrekt anzusprechen. Vielmehr kann die Steuervorrichtung universell für verschiedene Gruppen von Elektromotoren eingesetzt werden, ohne dass jeweils im Vorhinein manuelle Busadressierungen notwendig sind. Die Busadressierung erfolgt automatisiert im Nachhinein mittels der Kenntnis darüber, welcher Elektromotor mit welchem Steuermodul gekoppelt ist.
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Zudem ist das Verfahren im Hinblick auf die Steuermodule unabhängig. Es kann beispielsweise ein einheitlicher Typ eines Steuermoduls zur Kopplung mit verschiedenen Typen von Elektromotoren vorgesehen sein, wodurch die Komplexität der Gesamtanordnung und die Anzahl der verschiedenen notwendigen Komponenten verringert wird.
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Unter einer Broadcastnachricht kann vorliegend eine Nachricht verstanden werden, die von der Datenverarbeitungsvorrichtung an sämtliche Busadressen der Busvorrichtung ausgegeben wird, ohne dass dazu eine spezifische Adressierung von an der Busvorrichtung angeschlossenen Vorrichtungen notwendig ist.
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Vorteilhafterweise wird in Schritt D ferner jedem Steuermodul eine Betriebsfunktion basierend auf der Modulidentifikationsnummer zugewiesen. Die Elektromotoren sind generell für verschiedene Betriebsfunktionen vorgesehen, zum Beispiel die Translation eines Bauteils entlang einer ersten Achse mittels eines ersten Elektromotors und die Translation entlang einer von der ersten verschiedenen zweiten Achse mittels eines zweiten Elektromotors. Dadurch, dass zuvor identifiziert wurde, welcher Elektromotor mit welchem Steuermodul gekoppelt ist, kann über die dem Elektromotor zugewiesene Modulidentifikationsnummer eine Kopplung mit der jeweiligen Betriebsfunktion stattfinden. Somit wird die Steuervorrichtung in die Lage versetzt das korrekte Steuermodul anzusprechen, um eine bestimmte Betriebsfunktion auszulösen. In anderen Worten wird durch die vorhergehende Zuweisung der Modulidentifikationsnummer zu einem Elektromotor, die diesem Elektromotor zugewiesene Betriebsfunktion mit demjenigen Steuermodul gekoppelt, an dem der Elektromotor angeschlossen ist.
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Optional kann das Verfahren zusätzlich die folgenden Schritte umfassen:
- Es werden Endanschläge für zumindest einen Elektromotor ermittelt, die einen Verfahrraum des Elektromotors begrenzen (Schritt E).
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Das Steuermodul, mit dem dieser Elektromotor gekoppelt ist, wird basierend auf den ermittelten Endanschlägen kalibriert (Schritt F).
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Das Verfahren kann also nicht nur die automatisierte Adressierung und Kommunikationsmöglichkeit mit den jeweiligen Elektromotoren umfassen, sondern auch die automatisierte Kalibrierung der Steuermodule bezüglich der Betriebsfunktion, die durch den jeweiligen Elektromotor bereitgestellt wird. Typischerweise sind durch die Elektromotoren angetriebene Vorrichtungen nur innerhalb eines bestimmten Verfahrraums zwischen entgegengesetzten Endanschlägen verfahrbar, um diese und andere Komponenten vor Beschädigungen zu schützen. Nach der erfolgten Kalibrierung kann das Steuermodul, das mit dem jeweiligen Elektromotor gekoppelt ist, dann derart konfiguriert sein, dass es den Elektromotor nur entsprechend dem zur Verfügung stehenden Verfahrraum anspricht. Eine manuelle Kalibrierung des jeweiligen Steuermoduls kann so vermieden werden.
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Besonders bevorzugt umfasst der Betriebsparameter, der zum Vergleich mit der Datenbank herangezogen wird, zumindest einen Betriebsparameter aus einem der folgenden: einem Betriebsstrom, einem Blockstrom und einer Drehzahl des jeweiligen Elektromotors. Dies sind belastbare Kenngrößen, um Elektromotoren verschiedenen Typs oder auch gleichen Typs voneinander zu unterscheiden.
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Optional ist zur Erfassung des jeweiligen Betriebsparameters eines Elektromotors ein Sensor vorgesehen. Beispielsweise kann der Betriebsstrom oder der Blockstrom durch entsprechende Abgriffe innerhalb des Stromrichters erfolgen, der zur Ansteuerung des Elektromotors genutzt wird. Der Blockstrom liegt vor, wenn der Motor nicht weiter verfahren kann, also sich an einem (mechanischen) Endanschlag befindet. Dabei kann der Stromrichter Teil des Steuermoduls sein. Die Drehzahl des Elektromotors kann beispielsweise über die Auswertung der Induktivität erfolgen. Andere Sensortypen können ebenfalls eingesetzt werden, um die genannten Typen von Betriebsparametern zu erfassen.
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Bevorzugt wird nach einem Anschließen eines zusätzlichen Elektromotors an ein Steuermodul der Steuervorrichtung das Verfahren wie zuvor beschrieben zumindest basierend auf den Schritten A bis D erneut durchgeführt. Das bedeutet, dass die Steuervorrichtung hinsichtlich zusätzlicher Elektromotoren erweiterbar ist, zumindest sofern ein freies Steuermodul für einen Elektromotor zur Verfügung steht. Nachdem das Verfahren erneut durchgeführt wurde, kann auch dem zusätzlich angeschlossen Elektromotor die entsprechende Modulidentifikationsnummer zugewiesen sein. Somit wird die Steuervorrichtung in die Lage versetzt, den im Nachhinein angeschlossenen Elektromotor korrekt anzusprechen. Dazu kann es erforderlich sein, dass für den im Nachhinein angeschlossenen Elektromotor ein Satz von Betriebsparametern für den Vergleich aus Schritt C in der Datenbank hinterlegt ist.
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Alternativ oder kumulativ kann das Verfahren wie zuvor beschrieben basierend auf den Schritten A bis D auch wiederholt werden, wenn davon auszugehen ist, dass ein Elektromotor, der zuvor mit einem bestimmten Steuermodul gekoppelt war, gegen einen anderen Elektromotor ausgetauscht wurde. Dies kann zum Beispiel auf Wartungsarbeiten hindeuten, nach denen die mehreren Elektromotoren nicht entsprechend ihrer vorherigen Anschlusskonfiguration nunmehr mit denselben Steuermodulen wie zuvor gekoppelt wurden.
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Das Verfahren zur Erkennung eines nachträglich angeschlossenen Elektromotors oder einer geänderten Konfiguration der Elektromotoren kann durch ein externes Stellsignal ausgelöst werden, beispielsweise durch einen Anschlusserkennungsbefehl. Ferner kann das Verfahren zur Erkennung auch voll-automatisiert erfolgen. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung eingerichtet sein, um in bestimmten Zeitabständen die Anschlusskonfiguration von mit den Steuermodulen gekoppelten Elektromotoren zu überprüfen.
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Das hierin beschriebenen Verfahren kann insbesondere computerimplementiert erfolgen. Das Verfahren kann beispielsweise basierend auf einem Computerprogrammprodukt ablaufen, das Befehle aufweist, die von einer Datenverarbeitungsvorrichtung der Steuervorrichtung ausgeführt werden.
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Optional kann ein Speichermedium vorgesehen sein, auf dem das Computerprogrammprodukt derart gespeichert ist, dass es Befehle enthält, die bei Ausführung durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung, diese veranlassen, dass Verfahren wie zuvor beschrieben auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird auch eine Steuervorrichtung für eine Mehrzahl von Elektromotoren bereitgestellt. Die Steuervorrichtung weist eine Datenverarbeitungsvorrichtung und mehrere mit der Datenverarbeitungsvorrichtung gekoppelte Steuermodule mit jeweiligen zugeordneten Modulidentifikationsnummern auf. Zumindest mehrere Elektromotoren sind über jeweilige Steuermodule jeweils einzeln mit der Datenverarbeitungsvorrichtung über eine gemeinsame Busvorrichtung koppelbar. Die Steuervorrichtung ist eingerichtet,
um eine Broadcastnachricht an alle Steuermodule über die gemeinsame Busvorrichtung durch die Datenverarbeitungsvorrichtung auszusenden, sodass ein Betrieb der mit den jeweiligen Steuermodulen gekoppelten Elektromotoren initiiert wird,
um zumindest einen Betriebsparameter für jeden initiierten Elektromotor zu erfassen,
um den zumindest einen Betriebsparameter für jeden initiierten Elektromotor mit zumindest einer Datenbank zu vergleichen, und
um jedem Elektromotor abhängig von dem Vergleich eine Modulidentifikationsnummer desjenigen Steuermoduls zuzuweisen, mit dem der jeweilige Elektromotor gekoppelt ist.
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Dadurch wird eine Steuervorrichtung bereitgestellt, die universell mit verschiedenen Kollektionen von Elektromotoren nutzbar ist, ohne dass eine manuelle Busadressierung der jeweiligen Elektromotoren bzw. der mit ihnen gekoppelten Steuermodule notwendig ist. Insbesondere kann die Anschlusskonfiguration automatisiert erfolgen. Dadurch kann der Aufwand zur Konfigurierung der Steuervorrichtung und der angeschlossenen Elektromotoren gegenüber bekannten Steuervorrichtungen vorteilhaft reduziert werden. Ferner brauchen keine spezialisierten Steuermodule für verschiedene Elektromotoren vorgesehen werden. Vielmehr kann ein einheitlicher Typ eines Steuermoduls mit verschiedenen Typen von Elektromotoren gekoppelt werden, wodurch die Komplexität hinsichtlich der benötigten Anzahl verschiedener Komponenten reduziert ist.
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Die Steuervorrichtung ist also eingerichtet, um mit den Steuermodulen bidirektional zu kommunizieren. Die Steuermodule stellen die entsprechenden Betriebsspannungen und Betriebsströme für die Elektromotoren bereit. Dazu können die Steuermodule beispielsweise jeweils einen Stromrichter aufweisen. Alternativ kann der Stromrichter Teil des Elektromotors sein und von dem jeweiligen Steuermodul durch Stellsignale gesteuert werden.
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In einer alternativen Betrachtungsweise können die Steuermodule auch dem jeweiligen Elektromotor zugeordnet sein und zur Steuervorrichtung extern sein. Die externen Steuermodule sind über die Busvorrichtung mit der Steuervorrichtung gekoppelt. Die grundsätzliche Funktionsweise des zuvor beschriebenen Verfahrens und der zuvor beschriebenen Steuervorrichtung wird dadurch nicht beeinflusst. Dadurch, dass erfasst wird, welcher Elektromotor mit welchem Steuermodul gekoppelt ist, wird die Steuervorrichtung in die Lage versetzt, einen gewünschten Elektromotor korrekt anzusprechen. Dies ist unabhängig davon, ob das jeweilige Steuermodul Teil der Steuervorrichtung oder des Elektromotors ist.
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Optional werden die Betriebsparameter durch jeweilige Steuermodule der Steuervorrichtung erfasst, mit denen der jeweilige Elektromotor koppelbar ist. Der jeweils erfasste Betriebsparameter kann dann durch das jeweilige Steuermodul mit der zumindest einen Datenbank verglichen werden. Beispielsweise können die Steuermodule entsprechende Stromrichter zum Betrieb eines angeschlossenen Elektromotors aufweisen. Aus diesen Stromrichtern können die Betriebsparameter des jeweils angeschlossenen Elektromotors abgeleitet werden.
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Bevorzugt ist die zumindest eine Datenbank in einer Speichervorrichtung abgespeichert, die der Steuervorrichtung zugeordnet ist.
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Alternativ sind mehrere Datenbanken in jeweiligen Speichervorrichtungen abgespeichert, die jeweils einzeln einem Steuermodul zugeordnet sind.
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Dadurch wird die einfache Möglichkeit der Anpassung der Datenbank bereitgestellt. Beispielsweise kann die Speichervorrichtung hinsichtlich der Datenbank mit einer neueren Version überschrieben werden, in der Betriebsparameter zusätzlicher Elektromotoren hinterlegt sind.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird auch ein System umfassend eine Steuervorrichtung wie zuvor beschrieben, eine Mehrzahl von Elektromotoren und eine Busvorrichtung bereitgestellt. Mittels der Busvorrichtung sind mehrere Steuermodule, die mit jeweiligen Elektromotoren koppelbar sind, mit der Datenverarbeitungsvorrichtung der Steuervorrichtung gekoppelt. Das vorliegende System ist vorteilhaft einfach und effizient zu konfigurieren. Die Kenntnis der jeweiligen Busadressen der Steuermodule bzw. der Elektromotoren ist zur Konfigurierung nicht im Vorhinein notwendig. Insbesondere wird eine automatisierte Konfigurierungsmöglichkeit geschaffen.
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Bevorzugt umfasst die Busvorrichtung einen LIN-Bus oder CAN-Bus. Die Datenverarbeitungsvorrichtung der Steuervorrichtung kann dann als Bus-Master-Device der jeweiligen Busvorrichtung agieren, während die Steuermodule oder Elektromotoren als Bus-Slaves agieren. Das bedeutet, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung der Steuervorrichtung eine übergeordnete Funktionalität ausübt.
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Bevorzugt ist unter einem Elektromotor vorliegend ein elektrisch gesteuerter Motor zu verstehen, beispielsweise eine Gleichstrommaschine oder eine Wechselstrommaschine, um mechanische Arbeit an einer Lastvorrichtung auszuüben.
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Optional ist die Datenverarbeitungsvorrichtung Teil einer Schaltung oder eines Schaltkreises.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird auch ein Fahrzeug umfassend ein System wie zuvor beschrieben bereitgestellt.
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Im Sinne der vorliegenden Erfindung können Fahrzeuge insbesondere Landfahrzeuge, nämlich unter anderem Roller, Scooter, Zweiräder, Motorräder, Dreiräder, Trikes, Quads, Gelände- und Straßenfahrzeuge wie Personenkraftwagen, Busse, Lastkraftwagen, Traktoren und andere Nutzfahrzeuge, Schienenfahrzeuge (Bahnen), aber auch Wasserfahrzeuge (Boote) und Luftfahrzeuge wie Hubschrauber, Multicopter, Propellerflugzeuge und Strahlflugzeuge, welche zumindest einen dem Vortrieb des Fahrzeugs dienenden Motor aufweisen. Fahrzeuge können bemannt oder unbemannt sein. Neben Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren können auch zumindest teilweise elektrisch angetriebene Fahrzeuge oder Fahrzeuge umfasst sein, die zum Vortrieb zumindest auch elektrische Maschinen aufweisen.
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Grundsätzlich ist das System nicht auf Fahrzeug-spezifische Anwendungen beschränkt. Das System kann überall dort zum Einsatz kommen, wo mehrere Elektromotoren mit einer Steuervorrichtung über eine Busvorrichtung betrieben werden sollen. Anhand des hier erläuterten Verfahrens kann die Steuervorrichtung bezüglich der Elektromotoren fehlerunanfällig, aufwandsarm und automatisiert konfiguriert werden.
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Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
- - 1 eine schematische Darstellung eines Systems umfassend eine Steuervorrichtung, eine Mehrzahl von Elektromotoren und eine Busvorrichtung,
- - 2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Konfigurieren einer Steuervorrichtung für eine Mehrzahl von Elektromotoren, und
- - 3 ein Fahrzeug mit einem System.
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Alle nachstehend in Bezug auf die Ausführungsbeispiele und/oder die begleitenden Figuren offengelegten Merkmale können allein oder in einer beliebigen Unterkombination mit Merkmalen der Aspekte der vorliegenden Offenbarung, einschließlich Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen, kombiniert werden, vorausgesetzt, die sich ergebende Merkmalskombination ist für einen Fachmann auf dem Gebiet der Technik sinnvoll.
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Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung bedeutet die Formulierung „mindestens eines von A, B und C“ beispielsweise (A), (B), (C), (A und B), (A und C), (B und C) oder (A, B und C), einschließlich aller weiteren möglichen Kombinationen, wenn mehr als drei Elemente aufgeführt sind. Mit anderen Worten, der Begriff „mindestens eines von A und B“ bedeutet im Allgemeinen „A und/oder B“, nämlich „A“ allein, „B“ allein oder „A und B“.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems 10 umfassend eine Steuervorrichtung 12, eine Mehrzahl von Elektromotoren 14A bis 14D und eine Busvorrichtung 16.
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Die Elektromotoren 14A bis 14D sind von unterschiedlichen Typen und für unterschiedliche Betriebsfunktionen vorgesehen.
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Das System 10 weist ferner mehrere Steuermodule 18A bis 18E auf. Die Steuermodule 18A bis 18E sind vorliegend extern zur Steuervorrichtung 12. Die Steuermodule 18A bis 18E sind über die Busvorrichtung 16 mit der Steuervorrichtung 12 gekoppelt.
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Alternativ können die Steuermodule 18A bis 18E auch Teil der Steuervorrichtung 12 sein, die dann auch die Busvorrichtung 16 umfasst.
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Die Steuermodule 18A bis 18E können auch jeweils einzeln Teil eines Elektromotors 14A bis 14D sein. In diesem Fall kann die Busvorrichtung 16 Teil der Steuervorrichtung 12 sein, oder extern dazu.
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Die Elektromotoren 14A bis 14D sind jeweils einzeln mit einem der Steuermodule 18A bis 18E mittels einer Kopplungsvorrichtung 20 gekoppelt, beispielsweise einem Stecker. So sind die Elektromotoren 14A bis 14D über die Busvorrichtung 16 mit der Steuervorrichtung 12 gekoppelt.
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Die Steuervorrichtung 12 umfasst eine Datenverarbeitungsvorrichtung 22. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 22 übt bezüglich der Busvorrichtung 16 eine Masterfunktion aus, während die Steuermodule 18A bis 18E Slave-Funktionen ausüben. Das bedeutet, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung 22 den Steuermodulen 18A bis 18E übergeordnet ist.
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Ferner weist die Steuervorrichtung 12 eine Datenbank 24 auf, die beispielsweise in einer Speichervorrichtung der Steuervorrichtung 12 hinterlegt sein kann. Die Datenbank 24 umfasst Sätze von Betriebsparametern von Elektromotoren 14, die generell zur Kopplung mit Steuermodulen 18 des Systems 10 vorgesehen sind. Das bedeutet, dass in der Datenbank 24 Sätze von Betriebsparametern für diejenigen Elektromotoren 14 abgelegt sind, von denen generell davon ausgegangen wird, dass sie mit Steuermodulen 18 des Systems 10 gekoppelt werden könnten.
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Vorliegend umfassen die Betriebsparameter beispielsweise Informationen über Betriebsströme, Blockströme und Drehzahlen der jeweiligen Elektromotoren 14, für die generell die Kopplung mit den Steuermodulen 18 möglich ist.
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Ferner sind den Steuermodulen 18 jeweilige Modulidentifikationsnummern zugewiesen. Die Modulidentifikationsnummern umfassen aber keine im Vorhinein festgelegte Busadresse der Busvorrichtung 16. Das bedeutet, dass ein erstes Steuermodul 18A und ein zweites Steuermodul 18C generell gegeneinander ausgetauscht werden können. Sie verhalten sich bezüglich der Busvorrichtung 16 und bezüglich des nachfolgend erläuterten Verfahrens zur Konfigurierung der Steuervorrichtung 12 gleichermaßen. In anderen Worten ist es vorliegend unerheblich, entsprechend welcher Busadresse der Busvorrichtung 16 ein Steuermodul 18 mit der Busvorrichtung 16 gekoppelt ist. Dies muss im Vorhinein auch nicht bekannt sein.
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Die Modulidentifikationsnummern können beispielsweise Teil der Kommunikation zwischen der Steuervorrichtung 12 und dem jeweiligen Steuermodul 18 sein. Die Modulidentifikationsnummer kann beispielsweise eine Seriennummer des jeweiligen Steuermoduls 18 sein.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 26 zum Konfigurieren einer Steuervorrichtung 12 für eine Mehrzahl von Elektromotoren 14A bis 14D. Optionale Schritte sind gestrichelt dargestellt.
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Im Schritt 28 wird eine Broadcastnachricht an alle Steuermodule 18 über die gemeinsame Busvorrichtung 16 durch die Datenverarbeitungsvorrichtung 22 ausgesendet, sodass ein Betrieb der mit den jeweiligen Steuermodulen 18 gekoppelten Elektromotoren 14 initiiert wird.
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Anschließend wird im Schritt 30 zumindest ein Betriebsparameter für jeden initiierten Elektromotor 14 erfasst.
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Im nachfolgenden Schritt 32 wird der zumindest eine erfasste Betriebsparameter für jeden initiierten Elektromotor 14 aus Schritt 30 mit zumindest einer Datenbank 24 verglichen.
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Abschließend wird eine Modulidentifikationsnummer desjenigen Steuermoduls 18, mit dem der jeweilige Elektromotor 14 gekoppelt ist, an jeden Elektromotor 14 abhängig von dem Vergleich aus Schritt 32 im Schritt 34 zugewiesen.
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Da die Broadcastnachricht zunächst ungerichtet mittels der Busvorrichtung 16 an sämtliche an der Busvorrichtung 16 angeschlossene Komponenten ausgesendet wird, wird gewährleistet, dass für sämtliche an irgendwelchen Steuermodulen 18 angeschlossene Elektromotoren 14 der Betrieb initiiert wird. Dann kann über geeignete Sensoren zumindest jeweils ein Betriebsparameter für jeden Elektromotor 14 erfasst werden. Beispielsweise können die Steuermodule 18 entsprechende Stromrichter aufweisen, anhand derer der Betriebsstrom, der Blockstrom oder die Drehzahl des Motors, beispielsweise über die Induktivität, erfasst werden kann.
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Die Datenbank 24 ermöglicht dann, den oder die jeweils erfassten Betriebsparameter mit den hinterlegten Sätzen von Betriebsparametern zu vergleichen und festzustellen, welcher spezifische Elektromotor 14 mit welchem Steuermodul 18 gekoppelt ist. Anschließend kann dem Elektromotor 14 die jeweilige Modulidentifikationsnummer desjenigen Steuermoduls 18 zugewiesen werden, mit dem der jeweilige Elektromotor 14 gekoppelt ist.
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Da sämtliche Elektromotoren 14 für bestimmte Betriebsfunktionen vorgesehen sind, ist nach der Zuweisung der Modulidentifikationsnummer auch klar, welches Steuermodul 18 von der Steuervorrichtung 12 angesprochen werden muss, um eine bestimmte Betriebsfunktion auszulösen. In anderen Worten kann den jeweiligen Steuermodulen 18 die entsprechende Betriebsfunktion des mit ihm gekoppelten Elektromotors 14 zugeordnet werden.
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Im optionalen Schritt 36 können zudem Endanschläge für zumindest einen Elektromotor 14 ermittelt werden, der mit einem Steuermodul 18 gekoppelt ist. Die Endanschläge begrenzen dabei einen zur Verfügung stehenden Verfahrraum des jeweiligen Elektromotors 14. Die Endanschläge gewährleisten, dass eine von dem jeweiligen Elektromotor 14 angetriebene Komponente lediglich innerhalb eines vorgesehenen Bereichs verfahrbar ist, der durch den Verfahrraum des Elektromotors 14 begründet ist. So kann vermieden werden, dass die von dem Elektromotor 14 angetriebene Komponente in eine unzulässige Position verfahren wird.
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Das Ermitteln der Endanschläge für einen Elektromotor 14 kann beispielsweise anhand eines gesicherten Betriebsmodus erfolgen. Dazu kann beispielsweise ein Betriebsparameter des Elektromotors 14 derart angepasst werden, dass beim Erreichen eines Endanschlags eine Beschädigung des Elektromotors 14, des Steuermoduls 18 oder der von dem Elektromotor 14 angetriebenen Komponente vermieden wird. Beispielsweise kann der Elektromotor 14 hier mit einer reduzierten Leistung anhand eines reduzierten Betriebsstroms betrieben werden.
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Im optionalen Schritt 38 kann das entsprechende Steuermodul 18, mit dem der Elektromotor 14 gekoppelt ist, für den die Endanschläge ermittelt wurden, anschließend entsprechend der ermittelten Endanschläge kalibriert werden. Das bedeutet, dass das Steuermodul 18 hinsichtlich der Steuerung des Elektromotors 14 derart konfiguriert wird, dass der Elektromotor 14 nur im zulässigen Verfahrraum durch das Steuermodul 18 betrieben wird.
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Optional kann das Verfahren 26 dahingehend weitergebildet werden, dass entsprechend dem Schritt 40 eine Anschlusserkennung regelmäßig initiiert wird. Das bedeutet, dass die Steuervorrichtung 12 beispielsweise nach einem vordefinierten Zeitintervall das Verfahren 26 entsprechend der Schritte 28 bis 34 erneut ausführen kann. Dadurch kann festgestellt werden, ob sich die Anschlusskonfiguration der Elektromotoren 14 hinsichtlich der jeweiligen Steuermodule 18 geändert hat, oder auch, um festzustellen, ob eventuell zusätzliche Elektromotoren 14 an bisher nicht genutzte Steuermodule 18 gekoppelt sind.
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Der Schritt 40 kann beispielsweise auch dadurch ausgelöst sein, dass sich für ein Steuermodul 18 die Impedanz in unerwarteter Weise geändert hat. Insofern können die Steuermodule 18 eingerichtet sein, um eine veränderte Anschlusskonfiguration aufgrund eines geänderten, beispielsweise ausgetauschten, Elektromotors 14, der mit dem jeweiligen Steuermodul 18 gekoppelt ist, zu erkennen. Die Steuermodule 18 können dann eine entsprechende Benachrichtigung an die Steuervorrichtung 12 über die Busvorrichtung 16 ausgeben, die die Steuervorrichtung 12 veranlasst, das Verfahren 26 erneut auszuführen.
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Alternativ kann Schritt 40 auch durch ein externes Stellsignal ausgelöst werden, beispielsweise durch Wartungspersonal, das die Anschlusskonfiguration der Elektromotoren 14 bezüglich der Steuermodule 18 geändert hat oder einen Elektromotor 14 ausgetauscht hat.
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3 zeigt ein Fahrzeug 42 mit einem System 10. Das System 10 kann zum Beispiel für eine bestimmte Anwendung innerhalb des Fahrzeugs 42 vorgesehen sein. Beispielsweise können die mehreren Elektromotoren 14 vorgesehen sein, um gemeinsam den Benutzerkomfort für einen Nutzer des Fahrzeugs 42 zu verbessern. Beispielsweise können die Elektromotoren 14 vorgesehen sein, um Komponenten des Fahrzeugs 42 entsprechend dem Wunsch des Nutzers einzustellen. Beispielsweise kann so eine bedarfsgerechte Sitzposition für den Nutzer gewährleistet werden.
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Bestimmte hier offengelegte Ausführungsformen, insbesondere das/die jeweilige(n) Modul(e), verwenden Schaltkreise (z. B. einen oder mehrere Schaltkreise), um hier offengelegte Standards, Protokolle, Methoden oder Technologien zu implementieren, zwei oder mehr Komponenten funktionsfähig zu koppeln, Informationen zu erzeugen, Informationen zu verarbeiten, Informationen zu analysieren, Signale zu erzeugen, Signale zu kodieren/dekodieren, Signale umzuwandeln, Signale zu übertragen und/oder zu empfangen, andere Geräte zu steuern usw. Es können Schaltungen jeder Art verwendet werden.
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In einer Ausführungsform umfasst die Schaltung unter anderem eine oder mehrere Rechenvorrichtungen wie einen Prozessor (z. B. einen Mikroprozessor), eine Zentraleinheit (CPU), einen digitalen Signalprozessor (DSP), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), ein System auf einem Chip (SoC) oder Ähnliches oder beliebige Kombinationen davon, und kann diskrete digitale oder analoge Schaltungselemente oder Elektronik oder Kombinationen davon umfassen. In einer Ausführungsform umfasst die Schaltung Hardware-Schaltungsimplementierungen (z. B. Implementierungen in analogen Schaltungen, Implementierungen in digitalen Schaltungen und dergleichen sowie Kombinationen davon).
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In einer Ausführungsform umfassen Schaltkreise Kombinationen von Schaltkreisen und Computerprogrammprodukten mit Software- oder Firmware-Anweisungen, die auf einem oder mehreren computerlesbaren Speichern gespeichert sind und zusammenwirken, um ein Gerät zu veranlassen, eines oder mehrere der hier beschriebenen Protokolle, Verfahren oder Technologien auszuführen. In einer Ausführungsform umfasst die Schaltungstechnik Schaltkreise, wie z. B. Mikroprozessoren oder Teile von Mikroprozessoren, die zum Betrieb Software, Firmware und dergleichen benötigen. In einer Ausführungsform umfassen die Schaltkreise einen oder mehrere Prozessoren oder Teile davon und die dazugehörige Software, Firmware, Hardware und dergleichen.
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In der vorliegenden Anmeldung kann auf Mengen und Zahlen Bezug genommen werden. Sofern nicht ausdrücklich angegeben, sind solche Mengen und Zahlen nicht als einschränkend zu betrachten, sondern als Beispiele für die möglichen Mengen oder Zahlen im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung. In diesem Zusammenhang kann in der vorliegenden Anmeldung auch der Begriff „Mehrzahl“ verwendet werden, um auf eine Menge oder Zahl zu verweisen. In diesem Zusammenhang ist mit dem Begriff „Mehrzahl“ jede Zahl gemeint, die größer als eins ist, z. B. zwei, drei, vier, fünf, usw. Die Begriffe „etwa“, „ungefähr“, „nahe“ usw. bedeuten plus oder minus 5 % des angegebenen Wertes.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10249092 A1 [0003]
- DE 10316620 A1 [0003]
- DE 102004031573 B3 [0004]
- DE 102004045392 A1 [0005]
