EP2553801A2 - Method for driving an electric motor - Google Patents

Method for driving an electric motor

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Publication number
EP2553801A2
EP2553801A2 EP11710170A EP11710170A EP2553801A2 EP 2553801 A2 EP2553801 A2 EP 2553801A2 EP 11710170 A EP11710170 A EP 11710170A EP 11710170 A EP11710170 A EP 11710170A EP 2553801 A2 EP2553801 A2 EP 2553801A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
output
pattern
input
electric motor
module
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11710170A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Wagner
Dieter Thoss
Andreas Merker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2553801A2 publication Critical patent/EP2553801A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/28—Arrangements for controlling current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S388/00—Electricity: motor control systems
    • Y10S388/907—Specific control circuit element or device
    • Y10S388/909—Monitoring means

Definitions

  • the invention relates to a method for driving an electric motor and to a method for driving an electric motor
  • Circuit arrangement for carrying out the method.
  • BLDC motors brushless DC: brushless DC machines
  • BLDC motors There are different variants in BLDC motors, so for example. Motors are known with a so-called block commutation control. To control the motors, a 3-phase AC voltage is required. It should be noted that in today's systems either an additional control module is required or special timer or timer units are provided in the microcontroller.
  • the control for the electric motors uses the existing input and output. Output modules of timer modules.
  • a timer input module which is usually responsible for capturing and filtering input signals
  • a timer output module which is provided for outputting PWM signals over a plurality of output channels
  • a signal evaluation module which is provided for the evaluation of sensor inputs, for example, of Hall sensors, are used.
  • the signal evaluation module together with the timer output module, supports the control of electric motors, for example of BLDC motors.
  • the presented circuit arrangement is thus flexibly configurable.
  • the output can be used to control power amplifiers.
  • the entire configuration can be changed during runtime to e.g. switch between two engine modes.
  • the circuit described enables operation of a BLDC motor without requiring software intervention. There is a closed loop from the acquisition of the sensor data to the generation of the output signals, i. from the entrance to the exit, in front.
  • the time at which a new control pattern is applied to the outputs can be freely configured. Either updating may be synchronous with changes in the input signals (sensor signals) or asynchronous with the input signals but synchronous with events on the output signals, e.g. with a rising or falling edge at the output, done.
  • the commutation, i. Advancing the next output can be done synchronously with the input signal.
  • the output pattern or the output parameters are stored in a table in the signal evaluation module and can be flexibly configured at any time by a central processing unit (CPU).
  • CPU central processing unit
  • the shell arrangement at least in some of the embodiments, equipped with PWM generators, which can also be used for other PWM functions, especially when the BLDC functionality is not activated.
  • FIG. 1 shows in a block diagram the control of an electric motor.
  • Figure 2 shows waveforms in the control of the electric motor.
  • FIG. 3 shows in a block diagram an embodiment of the described circuit arrangement.
  • FIG. 1 shows, in a block diagram, the control of an electric motor, which is denoted overall by the reference numeral 10. This comprises three phases, namely a phase U 12, a phase V 14 and a phase W 16.
  • a transistor HU high, phase U
  • a transistor LU low, phase U
  • a Transistor HV 24 a transistor LV 26
  • a transistor LW 30 are provided.
  • a first trace 50 shows a first input signal, for example from a Hall sensor, to the timer input module, a second trace 52, a second input signal to the timer input module, and a third trace 54 to a third input signal to the timer input module.
  • These input signals 50, 52 and 54 represent an input pattern 56.
  • an output pattern 60 is shown on a timer output module, namely a first output signal 62, a second output signal 64, a third output signal 66, a fourth output signal 68, a fifth output signal 70 and a sixth output signal 72.
  • FIG. 3 shows a block diagram of an embodiment of the described circuit arrangement, which is denoted overall by the reference numeral 100.
  • the circuit arrangement comprises a timer input module 102, a timer output module 104 with two PWM generators 106 and 108 and a signal evaluation module 110.
  • Three input signals 120, 122 and 124 are input to the timer input module 102. These form the input pattern 125. Together with a validity bit, these are given to the signal evaluation module 110. From this signal evaluation module 110, eight output patterns 130 can be output in dependence on the input pattern 125.
  • the timer output module 104 outputs eight output signals corresponding to the selected output pattern 130, of which the first output signal 132 (channel 0) and the eighth output signal 134 (channel 7) are shown in this illustration.
  • the input signals 120, 122 and 124 on the timer input module 102 come from a BLDC motor and show the current motor position. These are typically three sensor signals.
  • the input pattern or signal pattern 125, that is expected at the inputs has been previously stored by the software in the signal evaluation module 110. Each input pattern 125 is associated with a freely configurable output pattern 130.
  • the output patterns 130 are stored in the signal evaluation module 110 and can be changed by the software at any time. Thus, it is possible to switch the engine operation during runtime.
  • the corresponding output pattern is switched to the outputs of the timer output module 104 or delayed, for example synchronously with an edge of the output signal.
  • Up to eight input and output patterns can be configured.
  • the PWM for one phase is always generated on the same PWM generator (channel 0 of the timer output module 104) and then switched to the corresponding outputs depending on the programmed output pattern 130.
  • the switching can either take place synchronously with the PWM or can be triggered via a further PWM channel (channel 2 of the timer output module 104).
  • a further PWM channel channel 2 of the timer output module 104.
  • Which trigger is used is arbitrary, as this depends on the motor parameters, e.g. the speed or the type of motor depends.
  • the Signalausticianmodul 1 10 reports the corresponding direction of rotation of the motor. If an input pattern 125 is detected which is not programmed or an input pattern 125 is skipped, this signals
  • Signal evaluation module 1 10 with an interrupt to the CPU.
  • the evaluation blocks do not signal the commutation change (such as the Hall sensors, for example), but the zero crossing of the back EMF voltage.
  • This zero crossing is 30 ° (electrical angle) earlier than the next commutation. Therefore, it is necessary in this method to delay the commutation by 30 °. If the signal evaluation module 110 detects a new input pattern 125, the channel 2 of the timer output module 104 is triggered with a so-called NIPD signal. The channel 2 of the timer output module 104 outputs a pulse (OneShot) and thus triggers the next commutation.
  • the CPU must calculate the 30 ° delay and write it to channel 2 of the timer output module 104.
  • the PWM which is always present at one of the outputs, is generated in channel 0 of the timer output module 104.
  • an inverted PWM signal may be generated at channel 1 of the timer output module 104, e.g. To control high and low switches (for example HU + LU) at the same time. This feature is required in some engine operating modes. HU + LU must never be switched on at the same time. To get a safe delay time, the existing triggering mechanism may be used in the channel of the timer output module 104.
  • the Signalausticianmodul 1 10, the timer input module 102 and the timer output module 106 generate the 3-phase AC voltage for the BLDC drive. Depending on an output stage driver, the output signals must be output to three or six timer outputs. The output of the signals is dependent on the input pattern returned by the motor. Two of the three phases for the control are usually switched statically, the third

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

A method for driving an electric motor and a circuit arrangement (100) for driving an electric motor are described. In this case, a number of output patterns (130) are stored in a signal evaluation module (110), wherein an input pattern (125) is predefined and one of the output patterns (130) is output on the basis of the input pattern (125) and is used to drive the electric motor.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Verfahren zum Ansteuern eines Elektromotors Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Elektromotors und eine The invention relates to a method for driving an electric motor and to a method for driving an electric motor
Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens. Circuit arrangement for carrying out the method.
Stand der Technik In der Fahrzeugtechnik werden immer häufiger Elektromotoren für verschiedenePRIOR ART In vehicle technology, electric motors are becoming more and more common for various applications
Aggregate, wie bspw. Kraftstoffpumpen oder Ölpumpen, eingesetzt. Für diese Antriebe werden üblicherweise sogenannte BLDC-Motoren (Brushless DC: bürstenlose Gleichstrommaschinen) eingesetzt. Diese Motoren sind robust und arbeiten nahezu verschleißfrei. Aggregates, such as. Fuel pumps or oil pumps used. For these drives usually so-called BLDC motors (brushless DC: brushless DC machines) are used. These motors are robust and work almost wear-free.
Es gibt unterschiedliche Varianten bei BLDC-Motoren, so sind bspw. Motoren mit einer sogenannten Blockkommutierung-Ansteuerung bekannt. Für die Ansteuerung der Motoren ist dabei eine 3-Phasen-Wechselspannung erforderlich. Es ist zu beachten, dass in heutigen Systemen entweder ein zusätzlicher Ansteuerbau- stein erforderlich ist oder im Mikrocontroller spezielle Zeitgeber- bzw. Timereinheiten vorgesehen sind. There are different variants in BLDC motors, so for example. Motors are known with a so-called block commutation control. To control the motors, a 3-phase AC voltage is required. It should be noted that in today's systems either an additional control module is required or special timer or timer units are provided in the microcontroller.
Offenbarung der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Elektromotors gemäßDISCLOSURE OF THE INVENTION The invention relates to a method for driving an electric motor according to
Anspruch 1 und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen. Die Ansteuerung für die Elektromotoren benutzt die vorhandenen Ein- und Ausgabebzw. Ausgangsmodule von Zeitgebermodulen. So kann ein Zeitgebereingabemodul, das üblicherweise dafür verantwortlich ist, Eingabesignale zu erfassen und zu filtern, ein Zeitgeberausgabemodul, das zur Ausgabe von PWM-Signalen über mehrere Ausgabekanäle vorgesehen ist, und ein Signalauswertemodul, das zur Auswertung von Sensoreingaben, bspw. von Hallsensoren, vorgesehen ist, verwendet werden. Das Signalauswertemodul unterstützt zusammen mit dem Zeitgeberausgabemodul das Ansteuern von Elektromotoren, bspw. von BLDC-Motoren. Claim 1 and a circuit arrangement for carrying out the method with the features of claim 9. Further embodiments will become apparent from the description and the drawings. The control for the electric motors uses the existing input and output. Output modules of timer modules. Thus, a timer input module, which is usually responsible for capturing and filtering input signals, can a timer output module, which is provided for outputting PWM signals over a plurality of output channels, and a signal evaluation module, which is provided for the evaluation of sensor inputs, for example, of Hall sensors, are used. The signal evaluation module, together with the timer output module, supports the control of electric motors, for example of BLDC motors.
Weiterhin ist zu beachten, dass ein großer Teil der erforderlichen Hardware nicht nur für den BLDC-Betrieb nutzbar ist, sondern auch für andere Funktionen verwendet werden kann, wenn kein BLDC-Betrieb erfolgt, wie bspw. die PWM-Ausgabe oder das Vermessen von Eingangssignalen. It should also be noted that much of the required hardware is not only useful for BLDC operation, but can be used for other functions when BLDC operation is not performed, such as PWM output or input signal gauging ,
Die vorgestellte Schaltungsanordnung ist somit flexibel konfigurierbar. Am Eingang kann ein Muster von Hallsensoren anliegen. Der Ausgang wiederum kann zur Ansteue- rung von Endstufen eingesetzt werden. Zudem kann die gesamte Konfiguration während der Laufzeit geändert werden, um z.B. zwischen zwei Motorbetriebsarten umzuschalten. The presented circuit arrangement is thus flexibly configurable. There may be a pattern of Hall sensors at the entrance. The output can be used to control power amplifiers. In addition, the entire configuration can be changed during runtime to e.g. switch between two engine modes.
Die beschriebene Schaltungsanordnung ermöglicht den Betrieb eines BLDC-Motors, ohne dass ein Software-Eingriff erforderlich ist. Es liegt ein geschlossener Kreis von der Erfassung der Sensordaten bis zur Erzeugung der Ausgangssignale, d.h. vom Eingang bis zum Ausgang, vor. The circuit described enables operation of a BLDC motor without requiring software intervention. There is a closed loop from the acquisition of the sensor data to the generation of the output signals, i. from the entrance to the exit, in front.
Der Zeitpunkt, zu dem ein neues Ansteuerungsmuster an den Ausgängen angelegt wird, kann frei konfiguriert werden. Entweder kann eine Aktualisierung bzw. ein Update synchron zu Änderungen an den Eingangssignalen (Sensorsignalen) oder asynchron zu den Eingangssignalen aber synchron zu Ereignissen an den Ausgangssignalen, wie z.B. bei einer steigenden oder fallenden Flanke am Ausgang, erfolgen. Die Kommutierung, d.h. das Weiterschalten der nächsten Ausgabe, kann synchron zum Eingangssignal vorgenommen werden. The time at which a new control pattern is applied to the outputs can be freely configured. Either updating may be synchronous with changes in the input signals (sensor signals) or asynchronous with the input signals but synchronous with events on the output signals, e.g. with a rising or falling edge at the output, done. The commutation, i. Advancing the next output can be done synchronously with the input signal.
Bei der vorgestellten Schaltungsanordnung, die bspw. zur Ansteuerung von BLDC- Motoren dient, ist das Ausgabemuster bzw. sind die Ausgabeparameter in einer Tabelle in dem Signalauswertemodul abgelegt und kann bzw. können flexibel jederzeit von einer zentralen Recheneinheit (CPU) konfiguriert werden. Insbesondere ist die Schal- tungsanordnung, mindestens in einigen der Ausführungen, mit PWM-Generatoren ausgestattet, die auch für andere PWM-Funktionen nutzbar sind, besonders wenn die BLDC-Funktionalität nicht aktiviert ist. In the presented circuit arrangement, which, for example, is used to drive BLDC motors, the output pattern or the output parameters are stored in a table in the signal evaluation module and can be flexibly configured at any time by a central processing unit (CPU). In particular, the shell arrangement, at least in some of the embodiments, equipped with PWM generators, which can also be used for other PWM functions, especially when the BLDC functionality is not activated.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Figur 1 zeigt in einem Blockschaltbild die Ansteuerung eines Elektromotors. FIG. 1 shows in a block diagram the control of an electric motor.
Figur 2 zeigt Signalverläufe bei der Ansteuerung des Elektromotors. Figure 2 shows waveforms in the control of the electric motor.
Figur 3 zeigt in einem Blockschaltbild eine Ausführungsform der beschriebenen Schaltungsanordnung. FIG. 3 shows in a block diagram an embodiment of the described circuit arrangement.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. The invention is illustrated schematically by means of embodiments in the drawings and will be described in detail below with reference to the drawings.
In Figur 1 ist in einem Blockschaltbild die Ansteuerung eines Elektromotors, der insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist, verdeutlich. Dieser umfasst drei Phasen, nämlich eine Phase U 12, eine Phase V 14 und eine Phase W 16. Zur Ansteuerung sind ein Transistor HU (high, Phase U) 20, ein Transistor LU (low, Phase U) 22, ein Transistor HV 24, ein Transistor LV 26, ein Transistor HW 28 und ein Transistor LW 30 vorgesehen. FIG. 1 shows, in a block diagram, the control of an electric motor, which is denoted overall by the reference numeral 10. This comprises three phases, namely a phase U 12, a phase V 14 and a phase W 16. For driving purposes, a transistor HU (high, phase U) 20, a transistor LU (low, phase U) 22, a Transistor HV 24, a transistor LV 26, a transistor HW 28 and a transistor LW 30 are provided.
In Figur 2 sind Signalverläufe dargestellt. Ein erster Verlauf 50 zeigt ein erstes Eingabe- bzw. Eingangssignal, bspw. von einem Hallsensor, an dem Zeitgebereingabemodul, ein zweiter Verlauf 52 ein zweites Eingangssignal am Zeitgebereingabemodul und ein dritter Verlauf 54 ein drittes Eingangssignal am Zeitgebereingabemodul. Diese Eingabesignale 50, 52 und 54 stellen ein Eingabemuster 56 dar. In Figure 2 waveforms are shown. A first trace 50 shows a first input signal, for example from a Hall sensor, to the timer input module, a second trace 52, a second input signal to the timer input module, and a third trace 54 to a third input signal to the timer input module. These input signals 50, 52 and 54 represent an input pattern 56.
Weiterhin ist ein Ausgabemuster 60 an einem Zeitgeberausgabemodul dargestellt, nämlich ein erstes Ausgabesignal 62, ein zweites Ausgabesignal 64, ein drittes Ausgabesignal 66, ein viertes Ausgabesignal 68, ein fünftes Ausgabesignal 70 und ein sechstes Ausgabesignal 72. Furthermore, an output pattern 60 is shown on a timer output module, namely a first output signal 62, a second output signal 64, a third output signal 66, a fourth output signal 68, a fifth output signal 70 and a sixth output signal 72.
In Figur 3 ist in einem Blockschaltbild eine Ausführungsform der beschriebenen Schaltungsanordnung wiedergegeben, die insgesamt mit der Bezugsziffer 100 bezeichnet ist. Die Schaltungsanordnung umfasst ein Zeitgebereingabemodul 102, ein Zeitgeberausgabemodul 104 mit zwei PWM-Generatoren 106 und 108 und ein Signalauswertemodul 1 10. FIG. 3 shows a block diagram of an embodiment of the described circuit arrangement, which is denoted overall by the reference numeral 100. The circuit arrangement comprises a timer input module 102, a timer output module 104 with two PWM generators 106 and 108 and a signal evaluation module 110.
Es werden drei Eingabesignale 120, 122 und 124 in das Zeitgebereingabemodul 102 eingegeben. Diese bilden das Eingabemuster 125. Zusammen mit einem Gültigkeitsbit werden diese in das Signalauswertemodul 1 10 gegeben. Von diesem Signalauswertemodul 1 10 können acht Ausgabemuster 130 in Abhängigkeit des Eingabemusters 125 ausgegeben werden. Three input signals 120, 122 and 124 are input to the timer input module 102. These form the input pattern 125. Together with a validity bit, these are given to the signal evaluation module 110. From this signal evaluation module 110, eight output patterns 130 can be output in dependence on the input pattern 125.
Das Zeitgeberausgabemodul 104 gibt entsprechend dem ausgewählten Ausgabemuster 130 acht Ausgabesignalen aus, von denen in dieser Darstellung das erste Ausgabesignal 132 (Kanal 0) und das achte Ausgabesignal 134 (Kanal 7) dargestellt sind. The timer output module 104 outputs eight output signals corresponding to the selected output pattern 130, of which the first output signal 132 (channel 0) and the eighth output signal 134 (channel 7) are shown in this illustration.
Die Eingabesignale 120, 122 und 124 am Zeitgebereingabemodul 102 kommen von einem BLDC-Motor und zeigen die aktuelle Motorlage. Es handelt sich typischerweise um drei Sensorsignale. Das Eingabemuster bzw. Signalmuster 125, das an den Eingängen erwartet wird, wurde zuvor von der Software in dem Signalauswertemodul 1 10 gespeichert. Zu jedem Eingabemuster 125 ist ein frei konfigurierbares Ausgabemuster 130 verknüpft. Die Ausgabemuster 130 sind in dem Signalauswertemodul 1 10 abgelegt und können jederzeit von der Software ge- ändert werden. Somit ist es möglich, während der Laufzeit den Motorbetrieb umzuschalten. The input signals 120, 122 and 124 on the timer input module 102 come from a BLDC motor and show the current motor position. These are typically three sensor signals. The input pattern or signal pattern 125, that is expected at the inputs has been previously stored by the software in the signal evaluation module 110. Each input pattern 125 is associated with a freely configurable output pattern 130. The output patterns 130 are stored in the signal evaluation module 110 and can be changed by the software at any time. Thus, it is possible to switch the engine operation during runtime.
Abhängig von dem Eingabemuster 125 wird entweder unmittelbar nachdem ein neues Muster erkannt wird das entsprechende Ausgangsmuster an die Ausgän- ge des Zeitgeberausgabemoduls 104 geschaltet oder verzögert bspw. synchron zu einer Flanke des Ausgangssignals. Es können bis zu acht Ein- und Ausgabemuster konfiguriert werden. Die PWM für eine Phase wird immer am selben PWM-Generator erzeugt (Kanal 0 des Zeitgeberausgabemoduls 104) und dann abhängig vom programmierten Ausgabemuster 130 auf die entsprechenden Ausgänge geschaltet. Depending on the input pattern 125, either immediately after a new pattern is detected, the corresponding output pattern is switched to the outputs of the timer output module 104 or delayed, for example synchronously with an edge of the output signal. Up to eight input and output patterns can be configured. The PWM for one phase is always generated on the same PWM generator (channel 0 of the timer output module 104) and then switched to the corresponding outputs depending on the programmed output pattern 130.
Um zu vermeiden, dass im Umschaltmoment kurze Schaltimpulse entstehen, kann das Umschalten entweder synchron zur PWM erfolgen oder über einen weiteren PWM- Kanal (Kanal 2 des Zeitgeberausgabemoduls 104) getriggert werden. Welcher Trigger verwendet wird ist frei wählbar, da dies von den Motorparametern, wie z.B. der Drehzahl oder dem Motortyp, abhängt. In order to avoid short switching pulses occurring at the moment of switching, the switching can either take place synchronously with the PWM or can be triggered via a further PWM channel (channel 2 of the timer output module 104). Which trigger is used is arbitrary, as this depends on the motor parameters, e.g. the speed or the type of motor depends.
Wird ein neues Eingabemuster 125 erkannt, meldet das Signalauswertemodul 1 10 die entsprechende Drehrichtung des Motors. Wird ein Eingabemuster 125 erkannt, das nicht programmiert ist, oder ein Eingabemuster 125 wird übersprungen, signalisiert dasIf a new input pattern 125 is detected, the Signalauswertemodul 1 10 reports the corresponding direction of rotation of the motor. If an input pattern 125 is detected which is not programmed or an input pattern 125 is skipped, this signals
Signalauswertemodul 1 10 dies mit einem Interrupt an die CPU. Signal evaluation module 1 10 with an interrupt to the CPU.
Erfolgt die Positionserfassung ohne Sensoren (Back-EMF), ist ein Auswertebaustein notwendig. Die Auswertebausteine signalisieren aber nicht den Kommutierungswech- sei (wie z.B. die Hallsensoren), sondern den Nulldurchgang der Back-EMF-Spannung.If the position is detected without sensors (Back-EMF), an evaluation block is necessary. The evaluation blocks do not signal the commutation change (such as the Hall sensors, for example), but the zero crossing of the back EMF voltage.
Dieser Nulldurchgang ist 30° (elektrischer Winkel) früher als die nächste Kommutierung. Deshalb ist es bei diesem Verfahren notwendig, die Kommutierung um 30° zu verzögern. Erkennt das Signalauswertemodul 1 10 ein neues Eingabemuster 125, wird mit einem sogenannten NIPD-Signal der Kanal 2 des Zeitgeberausgabemoduls 104 getriggert. Der Kanal 2 des Zeitgeberausgabemoduls 104 gibt einen Impuls (OneShot) aus und triggert somit die nächste Kommutierung. This zero crossing is 30 ° (electrical angle) earlier than the next commutation. Therefore, it is necessary in this method to delay the commutation by 30 °. If the signal evaluation module 110 detects a new input pattern 125, the channel 2 of the timer output module 104 is triggered with a so-called NIPD signal. The channel 2 of the timer output module 104 outputs a pulse (OneShot) and thus triggers the next commutation.
Die CPU muss die 30° Verzögerung berechnen und in den Kanal 2 des Zeitge- berausgabemoduls 104 schreiben. The CPU must calculate the 30 ° delay and write it to channel 2 of the timer output module 104.
Die PWM, die immer an einem der Ausgänge anliegt, wird im Kanal 0 des Zeitgeberausgabemoduls 104 erzeugt. Am Kanal 1 des Zeitgeberausgabemoduls 104 kann zusätzlich eine invertiertes PWM-Signal erzeugt werden, um z.B. High- und Low-Schalter (z.B. HU + LU) gleichzeitig anzusteuern. Diese Funktion ist in manchen Motorbetriebsarten erforderlich. Hierbei dürfen HU + LU nie gleichzeitig eingeschaltet sein. Um eine sichere Verzugszeit zu bekommen, kann der vorhandene Triggermechanismus im Kanal des Zeitgeberausgabemoduls 104 verwendet werden. The PWM, which is always present at one of the outputs, is generated in channel 0 of the timer output module 104. In addition, an inverted PWM signal may be generated at channel 1 of the timer output module 104, e.g. To control high and low switches (for example HU + LU) at the same time. This feature is required in some engine operating modes. HU + LU must never be switched on at the same time. To get a safe delay time, the existing triggering mechanism may be used in the channel of the timer output module 104.
Das Signalauswertemodul 1 10, das Zeitgebereingabemodul 102 und das Zeitgeberausgabemodul 106 erzeugen die 3-Phasenwechselspannung für die BLDC- Ansteuerung. In Abhängigkeit eines Endstufentreibers müssen die Ausgangssignale an drei oder sechs Zeitgeberausgänge ausgegeben werden. Die Ausgabe der Signale ist abhängig von dem Eingangsmuster, das von dem Motor zurückgegeben wird. Zwei der drei Phasen für die Ansteuerung werden in der Regel statisch geschaltet, die dritteThe Signalauswertemodul 1 10, the timer input module 102 and the timer output module 106 generate the 3-phase AC voltage for the BLDC drive. Depending on an output stage driver, the output signals must be output to three or six timer outputs. The output of the signals is dependent on the input pattern returned by the motor. Two of the three phases for the control are usually switched statically, the third
Phase gibt ein PWM-Signal aus und bestimmt damit das Drehmoment. Phase outputs a PWM signal and thus determines the torque.

Claims

Ansprüche claims
1 . Verfahren zum Ansteuern eines Elektromotors (10), bei dem in einem Signalauswertemodul (1 10) eine Anzahl von Ausgabemustern (60, 130) abgelegt sind, wobei ein Eingabemuster (56, 125) vorgegeben wird und in Abhängigkeit des Eingabemusters (56, 125) eines der Ausgabemuster (60, 130) ausgegeben wird, mit dem der Elektromotor (10) angesteuert wird. 1 . Method for driving an electric motor (10), in which a number of output patterns (60, 130) are stored in a signal evaluation module (110), wherein an input pattern (56, 125) is predetermined and dependent on the input pattern (56, 125) one of the output patterns (60, 130) is output, with which the electric motor (10) is driven.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem ein BLDC-Motor angesteuert wird. 2. The method of claim 1, wherein a BLDC motor is driven.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Ausgabemuster (60, 130) zumindest ein PWM-Signal umfasst. 3. The method of claim 2, wherein the output pattern (60, 130) comprises at least one PWM signal.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Eingabemuster (56, 125) von dem Elektromotor ausgegeben wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the input pattern (56, 125) is output from the electric motor.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Zuordnung von Eingabemuster (56, 125) zu Ausgabemuster (60, 130) frei konfigurierbar ist. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the assignment of input pattern (56, 125) to output pattern (60, 130) is freely configurable.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Ausgabemuster (60, 130) unverzögert ausgegeben wird. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the output pattern (60, 130) is output without delay.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Ausgabemuster (60, 130) verzögert ausgegeben wird. 7. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the output pattern (60, 130) is output delayed.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem ein Umschalten zwischen Ausgabemustern (60, 130) getriggert erfolgt. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein a switching between output patterns (60, 130) is triggered.
9. Schaltungsanordnung zum Ansteuern eines Elektromotors (10), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem Zeitgebereingabemodul (102), einem Zeitgeberausgabemodul (104) und einem Signalauswertemodul (1 10), in dem eine Anzahl von Ausgabemustern (60, 130) zur Ansteuerung des Elektromotors (10) abgelegt sind, die Eingabemustern (56, 125) zuzuordnen sind, wobei die Schaltungsanordnung (100) ausgebildet ist, ein Ausgabemuster (60, 130) auszugeben. 9. Circuit arrangement for driving an electric motor (10), in particular for carrying out a method according to one of claims 1 to 8, with a timer input module (102), a timer output module (104) and a signal evaluation module (1 10), in which a number of output patterns (60, 130) for controlling the electric motor (10) are stored, the Input patterns (56, 125) are assigned, wherein the circuit arrangement (100) is adapted to output an output pattern (60, 130).
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, die derart ausgebildet ist, dass in dem Ausgabemuster (60, 130) mindestens ein PWM-Signal umfasst ist. 10. Circuit arrangement according to claim 9, which is designed such that in the output pattern (60, 130) at least one PWM signal is included.
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