WO2009053421A2

WO2009053421A2 - Verfahren und vorrichtung zur kommunikation zwischen einem steuergerät und einem stellgeber

Info

Publication number: WO2009053421A2
Application number: PCT/EP2008/064339
Authority: WO
Inventors: Harald Kazmierczak
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2007-10-25
Filing date: 2008-10-23
Publication date: 2009-04-30
Also published as: DE102007050990A1; WO2009053421A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Stellgebersystems (1 ) mit einer Steuereinheit (2) und einer über eine Ansteuerleitung (6) mit der Steuereinheit (2) verbundenen Stellgebereinheit (3), mit den folgenden Schritten: - Übertragen eines periodischen Ansteuersignals an die Stellgebereinheit über die Ansteuerleitung (6), um mithilfe eines Stellgebers (4) ein Stellelement (42) zu bewegen; - Detektieren eines Zustands des Stellgebers (4) und/oder des Stellelements (42); - Ausgeben eines von dem detektierten Zustand abhängigen Antwortsignals durch die Stellgebereinheit (3) auf die Ansteuerleitung (6).

Description

Beschreibung

Titel

Verfahren und Vorrichtung zur Kommunikation zwischen einem Steuergerät und einem Stellgeber

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Kommunikation zwischen einem Steuergerät und einem intelligenten Stellgeber, insbesondere einer Ansteuereinheit für eine verstellbare Klappe, z.B. in einem Kraftfahrzeug.

Stand der Technik

Klappensysteme in Kraftfahrzeugen werden zunehmend mit einer Vor-Ort-

Elektronik ausgestattet, die nahe der Antriebseinheit für eine zu stellende Klappe des Klappensystems angeordnet ist. Die Vor-Ort-Elektronik kommuniziert mit einem Steuergerät und übernimmt Aufgaben zur Ansteuerung der Antriebseinheit für das Klappensystem. Insbesondere umfasst die Vor-Ort-Elektronik eine Leis- tungsendstufe, die beispielsweise als eine H-Brücke ausgebildet werden kann. Diese wird mithilfe von pulsweitenmodulierten Signalen (PWM-Signale) angesteuert, um die Antriebseinheit in gewünschter Weise zu betreiben. Das Bereitstellen dieser PWM-Signale erfolgt über eine in der Vor-Ort-Elektronik vorgesehene Zu- standsmaschine oder einen Mikroprozessor, der eine von einem Steuergerät ü- bermittelte Information in das PWM-Signal umsetzt. Über eine weitere Signallei- tung wird eine Positionsinformation, wie z.B. ein Stellwinkel, der beispielsweise mithilfe eines Sensors erfasst wird, an das Steuergerät zurückgesendet.

Bei einem einfachen Klappensystem, das lediglich eine Klappe zwischen zwei o- der mehr Endlagen bewegen soll, wird in der Regel ein einfacher Aufbau des Stellgebers bevorzugt. Die Vor-Ort-Elektronik umfasst dann im Wesentlichen eine Spannungsversorgung, eine Leistungsendstufe zum Ansteuern der Antriebseinheit sowie einen Mikroprozessor bzw. eine Zustandsmaschine. Der Stellgeber ist mit dem Steuergerät nur über eine einzelne Signalleitung verbunden. Ein vom Steuer- gerät über die Signalleitung gesendetes Ansteuersignal wird von dem Mikroprozessor empfangen und ausgewertet. Der Mikroprozessor legt an die Endstufe ein Signal an, um die Antriebseinheit in entsprechender Weise in eine Endposition zu verfahren. Erreicht die Klappe ihre Endposition, erhöht sich die Stromaufnahme. Dies wird von der Endstufe erkannt und der Mikroprozessor setzt die Signallei- tung, mit der das Ansteuersignal von dem Steuergerät empfangen worden ist, aktiv auf einen vorbestimmten Spannungspegel, wie z.B. den Massepegel. Das Steuergerät, das die Ansteuerleitung in der Regel permanent überprüft, erkennt den Massepegel und schaltet das Ansteuersignal ab, so dass die Antriebseinheit nicht weiter angesteuert wird.

Eine Information, an welcher Position sich die Klappe während der Ansteuerung befindet, wird nicht detektiert. Daher kann auch ein Verklemmen oder Blockieren der Klappe an einer Position zwischen den Endpositionen nicht vom Erreichen einer der Endpositionen unterschieden werden. Daher kann eine entsprechende Information der Position nicht an das Steuergerät kommuniziert werden. Um ein Verklemmen der Klappe an einer Position zwischen den Endpositionen an das Steuergerät kommunizieren zu können, wird bislang eine weitere Steuerleitung zwischen dem Steuergerät und der Vor-Ort-Elektronik vorgesehen, mit der die Vor-Ort-Elektronik dem Steuergerät einen solchen Fehlerfall mitteilen kann. Es ist wünschenswert, auch bei Vorliegen einer einzelnen Ansteuerleitung zwischen Steuergerät und intelligentem Stellgeber dem Steuergerät eine Information über den Zustand des Stellgebers, insbesondere einen Fehlerfall, bei dem eine Endposition nicht vollständig angefahren worden ist, und weiterhin die aktuelle Position der Klappe bzw. des Stellgliedes mitteilen zu können.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kommunikation zwischen Steuergerät und Stellgeber zur Verfügung zu stellen, womit es möglich ist, auch bei Verwendung nur einer Signalleitung eine Benachrichtigung über einen Zustand des Stellgebers, wie z.B. einen aufgetretenen Fehler, und bei Bedarf eine Positionsinformation vom Stellgeber an das Steuergerät zu übertragen.

Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch die Stellgebereinheit und das Stellgebersystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Stellgebersystems mit einer Steuereinheit und einer über eine Ansteuerleitung mit der Steuer- einheit verbundenen Stellgebereinheit vorgesehen. Das Verfahren umfasst die Schritte des Übertragens eines periodischen Ansteuersignals an die Stellgebereinheit über die Ansteuerleitung, um mit Hilfe eines Stellgebers ein Stellelement zu bewegen; des Detektierens eines Zustands des Stellgebers und/oder des Stellelements; und des Ausgeben eines von dem detektierten Zustand abhängigen Antwortsignals durch die Stellgebereinheit auf die Ansteuerleitung. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Verfahren feststellt, ob das Stellele- ment blockiert wird, und dass ein Fehlersignal als Antwortsignal durch die Stellgebereinheit auf die Ansteuerleitung ausgegeben wird, wenn festgestellt wird, dass das Stellelement blockiert wird.

Das oben stehende Verfahren ermöglicht es in vorteilhafter Weise, in einem Stellgebersystem mit einer Steuereinheit und einer Stellgebereinheit sowohl das Ansteuersignal zum Übertragen der Ansteuerinformation für den Stellgeber als auch eine Information über den Stellgeber, insbesondere einen Blockierfall des Stellge- bers (oder sonstige Fehlerinformationen) über nur eine Ansteuerleitung zwischen der Steuereinheit und der Stellgebereinheit zu übertragen.

Weiterhin kann ein konstantes Potenzial durch die Stellgebereinheit auf die Ansteuerleitung ausgegeben werden, wenn festgestellt wird, dass das Stellelement eine Endposition erreicht hat.

Gemäß einer Ausführungsform kann in Folge des Empfangens des konstanten Potenzials durch die Stellgebereinheit das periodische Ansteuersignal auf der Ansteuerleitung gestoppt werden.

Es kann ein Blockierfall festgestellt werden, wenn die Zeitdauer bis zur Blockierung des Stellelements bei gegebener Geschwindigkeit des Stellelementes kleiner ist als eine Zeitdauer, die benötigt wird, um das Stellelement zur Endposition zu verfahren.

Weiterhin kann das periodische Ansteuersignal ein Tastverhältnis aufweisen, wobei ein Signal mit einem Tastverhältnis in mindestens einem Bereich einen oder mehrere Betriebsmodi des Stellgebers der Stellgebereinheit signalisiert.

Weiterhin kann nach dem Übertragen des Fehlersignals an die Steuereinheit ein Anfragesignal von der Steuereinheit an die Stellgebereinheit gesendet werden, wobei auf das Anfragesignal ein Positionssignal an die Steuereinheit übermittelt wird, das angibt, an welcher Position das Stellelement blockiert ist. Dabei verwendet die Stellgebereinheit die Ansteuerleitung, über die das Ansteuersignal von dem Steuergerät an den Stellgeber gesendet wird, weiterhin zur Übermittlung der Positionsinformation zurück zum Steuergerät, so dass das Steuergerät andere Systemeinstellungen vornehmen kann, die den blockierten Stellgeber berücksichtigen.

Weiterhin kann das periodische Ansteuersignal ein Tastverhältnis aufweisen, wo- bei ein Ansteuersignal in einem Bereich des Tastverhältnisses das Fehlersignal signalisiert.

Weiterhin kann das periodische Ansteuerungssignal in einem ersten Zeitfenster an die Stellgebereinheit über die Ansteuerleitung übermittelt werden, wobei das Feh- lersignal als periodisches Signal in einem zweiten Zeitfenster durch die Stellgebereinheit auf die Ansteuerleitung ausgegeben wird.

Gemäß einer Ausführungsform kann in dem zweiten Zeitfenster das Antwortsignal durch die Stellgebereinheit auf die Ansteuerleitung ausgegeben werden, wodurch einen der folgenden Informationen übermittelt wird: eine Angabe darüber, ob das Stellelement ordnungsgemäß angelaufen ist; eine Angabe darüber, dass ein Blockieren des Stellelementes festgestellt wird, eine Angabe über eine Temperatur in der Stellgebereinheit, - eine Angabe über einen Strom in der Stellgebereinheit, eine Angabe über eine Geschwindigkeit des Stellgebers in der Stellgebereinheit; eine Angabe über eine Position des Stellelementes der Stellgebereinheit.

Weiterhin kann die Information abhängig von einer Eigenschaft des periodischen Ansteuersignals ausgewählt werden. Gemäß einer Ausführungsform kann das Ansteuersignal ein Tastverhältnis aufweisen, wobei die zu übermittelnde Information abhängig von dem Tastverhältnis des Ansteuersignals ausgewählt wird und wobei die Information als periodisches Antwortsignal übermittelt wird, dessen Tastverhältnis die zu übermittelnde Information codiert.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben einer Stellgebereinheit in einem Stellgebersystem vorgesehen. Das Verfahren umfasst die Schritte des Empfangens eines periodischen Ansteuersignals über eine Ansteuerleitung, um mit Hilfe eines Stellgebers ein Stellelement abhängig von dem Ansteuersignal zu bewegen; des Detektieren eines Zustands des Stellgebers und/oder des Stellelements, und des Ausgebens eines von dem detektierten Zustand abhängigen Antwortsignals auf die Ansteuerleitung.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass festgestellt wird, ob das Stellelement blockiert wird; und dass ein Fehlersignal als Antwortsignal auf die Ansteuerleitung ausgegeben wird, wenn festgestellt wird, dass das Stellelement blockiert wird

Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Stellgebereinheit vorgesehen, die eine Datenverarbeitungseinheit aufweist, um ein periodisches Ansteuersignal über eine Ein-/Ausgangsschaltung zu empfangen, um abhängig von dem empfangenen Ansteuersignal über einen Stellgeber ein Stellelement zu bewegen und um einen Zustand des Stellgebers und/oder des Stellelements festzustellen, wobei die Da- tenverarbeitungseinheit ausgebildet ist, ein von dem detektierten Zustand abhängiges Antwortsignalauf die Ansteuerleitung auszugeben.

Weiterhin kann die Stellgebereinheit den Stellgeber und eine Ansteuerelektronik, die die Datenverarbeitungseinheit umfasst, aufweisen, wobei die Stellgebereinheit und die Ansteuereinheit als eine gemeinsame Einheit ausgebildet sind. Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Stellgebersystem mit der obigen Stellgebereinheit und mit einer über die Ansteuerleitung mit der Steuergebereinheit verbundenen Steuereinheit vorgesehen, wobei die Steuereinheit eine Steuerung um- fasst, um ein periodisches Ansteuersignal über die Ansteuerleitung zu senden; wobei die Stellgebereinheit ausgebildet ist, das Ansteuersignal zu empfangen, abhängig von dem Ansteuersignal über einen Stellgeber ein Stellelement zu bewegen und einen Zustand des Stellgebers und/oder des Stellelements festzustellen, wobei die Stellgebereinheit weiterhin eine Datenverarbeitungseinheit aufweist, um als Antwortsignal ein von dem detektierten Zustand abhängiges Antwortsignal auf die Ansteuerleitung auszugeben.

Gemäß einer Ausführungsform ist ein Stellgebersystem vorgesehen, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, das periodische Ansteuersignal in einem ersten Zeitfenster an die Stellgebereinheit über die Ansteuerleitung zu übermitteln, wobei die Stellgebereinheit ausgebildet ist, das Antwortsignal als periodisches Signal in einem zweiten Zeitfenster auf die Ansteuerleitung auszugeben.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogramm vorgesehen, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinheit ausge- führt wird, eines der obigen Verfahren ausführt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Blockdarstellung eines Stellgebersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Darstellung des Kommunikationsverfahrens zwischen Steuergerät und Stellgebereinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; Fig. 3 eine Darstellung eines Beispiels für eine mögliche Codierung des von dem Steuergerät bereitgestellten Ansteuersignals; und Fig. 4 eine Darstellung des Kommunikationsverfahrens zwischen Steuergerät und Stellgebereinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Beschreibung von Ausführungsformen

Fig. 1 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Stellgebersystems 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Stellgebersystem 1 umfasst ein Steuergerät 2 und eine Stellgebereinheit 3, die eine Ansteuerelektronik 5 und einen damit verbundenen Stellgeber 4 aufweist. Das Stellgebersystem 1 weist also eine Vor-Ort-Elektronik am Stellgeber 4 auf, die die konkrete Ansteuerung des Stellgebers 4 übernimmt. Das Stellgebersystem wird beispielsweise zur Ansteuerung von zu stellenden Elementen, wie z.B. einer Klappe, in einem Kraftfahrzeug eingesetzt. Der Stellgeber 4 umfasst eine Antriebseinheit 41 , z.B. in Form eines Motors, der mit einem Stellelement 42 , z.B. einer Klappe oder einem sonstigen zu stellen- den Element gekoppelt ist, um das Stellelement 42 zwischen zwei Endpositionen zu bewegen.

Die Ansteuerelektronik 5 ist unmittelbar an dem Stellgeber 4 oder in der Nähe des Stellgebers 4 angeordnet und umfasst eine Endstufe 51 zur Ansteuerung der An- triebseinheit 41 , einen Mikroprozessor 52 bzw. eine Zustandsmaschine sowie einen Ein-/Ausgangstreiber 53 zur Kommunikation mit dem Steuergerät 2.

Die Ansteuerelektronik 5 wird durch eine Versorgungsspannung U_vers mit elektrischer Energie, z.B. über ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs, versorgt. Das Steuerge- rät 2 ist mit der Stellgebereinheit 3 weiterhin über eine einzelne Ansteuerleitung 6 verbunden, über die von dem Steuergerät 2 Ansteuersignale an die Ansteuerelektronik 5 übermittelt werden können.

Der Stellgeber 4 ist im Wesentlichen ausgebildet, das Stellglied 42 mithilfe einer geeigneten Kopplungseinrichtung, z.B. eine Mechanik oder einem Getriebe, von einer Endposition in eine weitere Endposition zu verfahren. Der Mikroprozessor 52 ist so ausgebildet, um das über die Ansteuerleitung 6 gesendete und von dem Ein- /Ausgangstreiber 53 detektierte Ansteuersignal zu empfangen und entsprechend in pulsweitenmodulierte Signale (PWM-Signale) umzuwandeln. Die pulsweitenmo- dulierten Signale werden an die Endstufe 51 angelegt, die die entsprechenden Ansteuerspannungen bzw. -ströme für die Antriebseinheit 41 des Stellgebers 4 bereitstellt. Die Endstufe 51 ist vorzugsweise als H-Brücke ausgebildet. Die PWM- Signale zu Ansteuerung der Endstufe 51 weisen ein geeignetes Tastverhältnis auf, das von dem Mikroprozessor 52 vorgegeben wird. Das Tastverhältnis ist bei einem periodischen Signal definiert als die Zeitdauer des Anliegens des ersten Pe- gels, z.B. dem High-Pegel, bezogen auf die gesamte Zykluszeitdauer.

In Fig. 2 ist das Kommunikationsverfahren als Ablaufdiagramm dargestellt.

Das Ansteuersignal, das von der Steuereinheit 2 an die Ansteuerelektronik 5 ge- sendet wird, ist in der Regel ein periodisches Signal, bei dem über die Größe des Tastverhältnisses eine Information übermittelt wird, die der Mikroprozessor 52 in das PWM-Signal umsetzt, abhängig von dem die Antriebseinheit 41 über die Endstufe 51 angesteuert wird, um das Stellglied 42 in eine bestimmte Endposition zu verfahren (Schritt S1 ).

Erreicht das Stellelement 42 die Endposition, wird die Bewegung der Antriebseinheit 41 blockiert und der Strom durch die Endstufe 51 steigt an. Dies wird durch die Endstufe 51 oder den MikroController 52 in geeigneter Weise detektiert. Daraufhin wird entweder selbstständig das Bereitstellen der PWM-Steuersignale für die Endstufe 51 gestoppt oder zunächst durch Anlegen eines bestimmten Spannungspegels an die Ansteuerleitung 6, wie z.B. das Anlegen eines Massepotenzials an die Ansteuerleitung 6, für eine vorbestimmte Zeitdauer dem Steuergerät 2 signalisiert, dass eine Endposition der Stellgebereinheit 4 erreicht worden ist. Die vorbestimmte Zeitdauer ist vorzugsweise länger als die Zykluszeit, so dass sie eindeutig von dem PWM-Signal unterschieden werden kann. Das Steuersignal 2 detektiert das von der Ansteuerelektronik 5 auf die Ansteuerleitung 6 (zeitlich be- grenzt) angelegte konstante Potenzial und gibt daraufhin ein bestimmtes Ansteuersignal über die Ansteuerleitung 6 an die Ansteuerelektronik 5 aus, das den Mikroprozessor 52 anweist, die Ansteuerung der Endstufe 51 , d.h. das Bereitstellen der Pulsweiten modulierten Signale zu unterbrechen, so dass die Antriebseinheit 41 nicht weiter angesteuert wird. Die Endstufe 51 wird also so angesteuert, dass kein Strom mehr durch die Antriebseinheit 41 fließt. Dadurch verbleibt das Stellelement 42 in der zuletzt angefahrenen Position.

Tritt beim Verfahren des Stellelements 42 (Schritt S2) ein Fehler auf, der bewirkt, dass das Stellelement 42 zwischen zwei Endpositionen blockiert oder dass das Stellelement 42 eine der Endpositionen gar nicht verlassen kann, so wird dies, als wäre eine Endposition erreicht worden, über einen erhöhten Stromfluss durch die Endstufe 51 festgestellt. Durch einen geeigneten Positionssensor oder durch eine Plausibilitätsprüfung kann der Mikroprozessor 52 feststellen, ob die nächste End- position erreicht worden sein kann oder nicht. Die Plausibilitätsprüfung kann beispielsweise umfassen, dass mithilfe einer Bewegungsgeschwindigkeit der Antriebseinheit 41 , die durch die Ansteuerung der Antriebseinheit 41 durch den Mikroprozessor 52 zumindest ungefähr bekannt ist, und der seit dem Verlassen der letzten Endposition verstrichenen Zeit, die Position des Stellelements 42 berech- net wird. Wird dadurch festgestellt, dass die Endposition nicht erreicht worden sein kann, z.B. da nach dem Verlassen der letzten Endposition eine zu geringe Zeitdauer verstrichen ist, so dass es nicht möglich war, dass das Stellelement 42 die anzufahrende Endposition erreichen konnte, so wird dies dem Steuergerät 2 über die Ansteuerleitung 6 als Blockierfall mithilfe eines Fehlersignals mitgeteilt (Schritt S3).

Die Geschwindigkeit der Antriebseinheit 41 kann bei einer weiteren Ausführungsform bestimmt werden, indem für eine kurze Zeitdauer die Stromzufuhr zur Antriebseinheit 41 unterbrochen wird und die von der Antriebseinheit 41 erzeugte Generatorspannung detektiert wird. Die Generatorspannung wird durch den Mikroprozessor 52 eingelesen und, da die Generatorspannung zu der Drehzahl der An- triebseinheit 41 oder zur Bewegungsgeschwindigkeit der Antriebseinheit 41 proportional ist, in eine entsprechende Bewegungsgeschwindigkeit der Antriebseinheit 41 umgerechnet.

Der Mikroprozessor 52 soll das Steuergerät 2 über den Blockierfall benachrichtigen. Die Benachrichtigung des Steuergeräts 2 erfolgt durch Anlegen eines von dem Steuergerät 2 erkennbaren Signals, das sich von dem oben beschriebenen Signal zum Signalisieren des Erreichens der Endposition unterscheidet. Vorzugsweise wird die Benachrichtigung über einen Blockierfall mithilfe eines periodischen Fehlersignals mit einem vorbestimmten Tastverhältnis durchgeführt, das in dem Steuergerät 2 durch eine geeignete Eingangsschaltung 21 , die mit der Ansteuerleitung 6 verbunden ist, detektiert wird (Schritt S4). Durch das Fehlersignal wird dem Steuergerät 2 mitgeteilt, dass in dem Stellgeber 4 möglicherweise ein Fehler aufgetreten ist.

Eine Steuerung 22 der Steuereinheit 2 kann nun ein Anfragesignal über die Ein- /Ausgangstreiber 21 und über die Ansteuerleitung 6 an die Ansteuerelektronik 5 übermitteln (Schritt S5), das durch den Mikroprozessor 52 als eine Aufforderung zur Übertragung einer ermittelten Position des Stellgliedes 42 interpretiert wird (Schritt S6). Der Mikroprozessor 52 kann diese Positionsinformation entweder aus einem Sensorwert eines Positionssensors ableiten oder kann diese durch Interpolation über die zwischen dem Verlassen der Endposition und dem Auftreten des Blockierfalles verstrichenen Zeit und der bekannten Bewegungsgeschwindigkeit der Antriebseinheit 41 ableiten. Diese Positionsinformation wird nach dem Erhalt des Anfragesignals in der Stellgebereinheit 3 in Form eines periodischen Positionssignals mit einem von der zu übertragenden Positionsinformation abhängigen Tastverhältnis an die Steuereinheit 2 übertragen (Schritt S7) und dort ausgewertet.

In Fig. 3 sind Beispiele für mögliche Tastverhältnisse des von der Steuereinheit 2 ausgegebenen Ansteuersignals dargestellt, mit denen verschiedene Funktionen der Stellgebereinheit angesteuert werden. Man erkennt, dass bei einem Tastver- hältnis zwischen 10 und 40% ein Rechtslauf der Anthebseinheit 41 angesteuert wird, d.h. der Mikroprozessor interpretiert ein Tastverhältnis des Ansteuersignals zwischen 10 und 40% so, dass PWM-Steuersignale für die Endstufe bereitgestellt werden, die die Antriebseinheit 41 in einer ersten Drehrichtung, z.B. rechtsdre- hend, antreiben. Entsprechend bewirkt ein Ansteuersignal mit einem Tastverhältnis zwischen 60 und 90% ein Antreiben der Antriebseinheit 41 in einer dazu entgegen gesetzten zweiten Richtung, d.h. linksdrehend. Ein Tastverhältnis des Ansteuersignals zwischen 40 und 60% wird von dem Mikroprozessor 52 als Aufforderungssignal interpretiert, eine Positionsinformation an das Steuergerät zu übermit- teln. Tastverhältnisse zwischen 0 und 10% bzw. zwischen 90 und 100% können beispielsweise für ein Nichtansteuern der Antriebseinheit 41 vorgesehen werden.

Selbstverständlich ist es möglich, die Codierung des Ansteuersignals in beliebiger Weise vorzunehmen, solange der Mikroprozessor 52 das entsprechende Tastver- hältnis einer bestimmten Anweisung zuordnen kann. Selbstverständlich können mithilfe des Ansteuersignals auch weitere Anweisungen von dem Steuergerät an die Stellgebereinheit 3 übermittelt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, die Kommunikation zwi- sehen dem Steuergerät 2 und der Ansteuerelektronik 5 in aufeinanderfolgenden Zeitfenstern ZF1 , ZF2 durchzuführen. Eine Abfolge von derartigen Zeitfenstern ZF1 , ZF2 ist in Fig. 4 dargestellt. Bei dieser Kommunikation sendet die Steuereinheit 2 über die Ansteuerleitung 6 während eines ersten Zeitfensters ZF1 von z.B. einer Zeitdauer zwischen 5 und 50ms ein Ansteuersignal insbesondere in Form eines pulsweitenmodulierten Signals und schaltet nach dem Ende des ersten Zeitfensters auf einen Empfangsmodus um. Der Empfangsmodus wird für die Zeitdauer eines zweiten Zeitfensters ZF2 von z.B. einer Länge zwischen 5 und 50ms eingenommen und dient dazu, ein Antwortsignal von der Ansteuerelektronik 5 zu empfangen. Das erste und das zweite Zeitfenster ZF1 , ZF2 folgen im Wesentlichen im Wechsel unmittelbar oder mit zeitlichem Abstand aufeinander und dienen der Kommunikation zwischen dem Steuergerät 2 und der Ansteuerelektronik 5. Anhand des Tastverhältnisses des während des ersten Zeitfensters ZF1 von der Steuereinheit 2 an die Ansteuerelektronik 5 übertragenen pulsweitenmodulierten Ansteuersignals wird ein Stillstand, Rechtslauf oder Linkslauf des Elektromotors des Stellgebers 4 signalisiert. Die Ansteuerelektronik 5, die das Ansteuersignal empfängt, insbesondere der Mikroprozessor, generiert nach jedem Empfangen des Ansteuersignals ein entsprechendes Antwortsignal.

Das Antwortsignal kann bei dem erstmaligen Empfangen eines durch das Ansteuersignal signalisierten Rechtslaufs oder Linkslaufs einem Fehler-Antwortsignal entsprechen, das eine Fehlerinformation darüber angibt, ob das Anlaufen des Motors erfolgt ist. Das Fehler-Antwortsignal gibt das Anlaufen bzw. Nichtanlaufen (im Fehlerfall) des Elektromotors des Stellgebers 4 in Form eines bestimmten Tastverhältnisses bzw. eines Tastverhältnisses in einem bestimmten Tastverhältnisbereich an.

Mit anderen Worten entspricht das Fehler-Antwortsignal FA einem Antwortsignal, das auf ein Ansteuersignal folgt, das ein anderes Bewegungsverhalten wie das vorangehende Ansteuersignal signalisiert, wie z.B. einen Stillstand nach einem vorangehenden Rechts- oder Linkslauf oder eine entgegengesetzte Bewegungsrichtung oder einen Anlaufen aus einem Stillstand, so dass in der Steuereinheit 2 erkennbar ist, ob der von der Steuereinheit 2 ausgesendete Befehl ordnungsge- maß durch die Ansteuereinheit 5 bearbeitet und ausgeführt worden ist.

Nach einer Änderung des Ansteuersignals kann das Fehler-Antwortsignal zunächst für eine bestimmte Anzahl von zweiten Zeitfenstern ZF2, wie z.B. im in Fig. 4 gezeigten Beispiel 2 Zeitfenster ZF2, gesendet werden. Nach der Anzahl der entsprechenden zweiten Zeitfenster ZF2 kann dann als Antwortsignal eine Positionsinformation über die Position des Stellelements 42 kommuniziert werden. Die momentane Position des Stellelementes 42 kann durch einen geeigneten Positionssensor festgestellt werden oder über die Bewegungszeitdauer und die Geschwindigkeit der Antriebseinheit 41 wie zuvor beschrieben abgeschätzt werden.

Die Fehlerinformation, die angibt, dass der Anlauf des Stellgebers 4 erfolgt ist oder nicht, kann durch ein bestimmtes Tastverhältnis codiert sein. Die Fehlerinformation kann mit Hilfe von zwei verschiedenen Tastverhältnissen, wie z.B. 10% und 20% bzw. zwei verschiedenen Tastverhältnisbereichen, wie z.B. 5-15 % und 15 - 25%, wobei ein erstes Tastverhältnis angibt, dass der Anlauf des Stellgebers 4 blockiert ist, und das zweite Tastverhältnis angibt, dass der Anlauf des Stellgebers 4 nicht blockiert ist. Über weitere definierte Tastverhältnisbereiche, wie z.B. Tastverhältnisse zwischen 25 und 75% können für die Übermittlung der Positionsinformation für die aktuelle Position des Stellelements 42 verwendet werden.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel übermittelt die Ansteuereinheit 5 in zwei aufeinanderfolgenden zweiten Zeitfenstern ZF2 jeweils ein Fehler-Antwortsignal FA, das angibt, das ein Anlauf der Antriebseinheit 41 erfolgt ist (FA=1 ) als Antwort auf ein Ansteuersignal, das einen Rechtslauf RL signalisiert. Auf ein erneutes Senden des Ansteuersignals „RL" werden dann codierte Antwortsignale an die Steuereinheit 2 übermittelt, die die jeweilige Position des Stellgebers 4 signalisieren. Bei einem Wechsel der Ansteuerung zu einem Linkslauf wird ein entsprechendes Ansteuersignal „LL" an die Ansteuereinheit übermittelt. Im gezeigten Beispiel blockiert der Stellgeber 4 und es wird ein Antwortsignal generiert, das angibt, dass der Stellgeber blockiert ist (FA=O).

Die Zeitdauer des ersten und des zweiten Zeitfensters ZF1 , ZF2 sind möglicherweise gleich, können jedoch auch unterschiedlich gewählt sein. Die Zeitdauer des jeweiligen Zeitfensters ZF1 , ZF2 ist so gewählt, das das pulsweitenmodulierte Ansteuersignal und das Antwortsignal so übermittelt werden können, das die ent- sprechenden Empfangseinheiten, d.h. die Ein-/Ausgangstreiber 21 und die Ein- /Ausgangstreiber 53 der Ansteuerelektronik 5 des pulsweitenkodierte Signal ent- sprechend in geeigneter Weise dekodieren können. Eine bevorzugte Länge der Zeitfenster ZF1 , ZF2 beträgt zwischen 5 und 50 ms, vorzugsweise 10 ms.

Durch die geeignete Codierung des Tastverhältnisses des Antwortsignals können insgesamt folgende Informationen an die Steuereinheit 2 übermittelt werden.

- das Fehler-Antwortsignal zur Übermittlung der Fehlerinformation;

- ein Temperatur-Antwortsignal als Angabe über eine Temperatur im Stellgeber 4, z.B. dass eine Temperatur des Stellgebers zu hoch ist,

- ein Strom-Antwortsignaldas als Angabe über einen Strom im Stellgeber 4, z.B. dass ein Strom in den Stellgeber zu hoch ist,

- ein Geschwindigkeits-Antwortsignal als Angabe über eine Geschwindigkeit des Stellgebers 4, z.B. dass die Stellgeschwindigkeit des Stellgebers 4 von einer vorgegebenen Stellgeschwindigkeit abweicht,

- ein Blockier-Antwortsignal als Angabe über eine Blockierung des Stellge- bers 4, sowie

- das Positions-Antwortsignal als eine Angabe über die ungefähre Position des Stellelementes 42 des Stellgebers 4.

Claims

Ansprüche:

1. Verfahren zum Betreiben eines Stellgebersystems (1 ) mit einer Steuereinheit (2) und einer über eine Ansteuerleitung (6) mit der Steuereinheit (2) verbundenen Stellgebereinheit (3), mit den folgenden Schritten:

- Übertragen eines periodischen Ansteuersignals an die Stellgebereinheit (3) über die Ansteuerleitung (6), um mithilfe eines Stellgebers (4) ein Stellelement (42) zu bewegen;

- Detektieren eines Zustands des Stellgebers (4) und/oder des Stellele- ments (42);

- Ausgeben eines von dem detektierten Zustand abhängigen Antwortsignals durch die Stellgebereinheit (3) auf die Ansteuerleitung (6).

2. Verfahren nach Anspruch 1 mit den weiteren Schritten: - Feststellen, ob das Stellelement (42) blockiert wird;

- wenn festgestellt wird, dass das Stellelement (42) blockiert wird, Ausgeben eines Fehlersignals als Antwortsignal durch die Stellgebereinheit (3) auf die Ansteuerleitung (6).

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei ein konstantes Potenzial durch die

Stellgebereinheit auf die Ansteuerleitung (6) ausgegeben wird, wenn festgestellt wird, dass das Stellelement (42) eine Endposition erreicht hat.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei in Folge des Empfangens des konstan- ten Potenzials durch die Stellgebereinheit (3) das periodische Ansteuersignal auf der Ansteuerleitung (6) gestoppt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei ein Blockierfall festgestellt wird, wenn die Zeitdauer bis zur Blockierung des Stellelementes (42) bei gegebener Geschwindigkeit des Stellelementes (42) kürzer ist als eine Zeitdauer, die benötigt wird, um das Stellelement (42) zur Endposition zu verfahren.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das periodische An- Steuersignal ein Tastverhältnis aufweisen kann, wobei ein oder mehrere

Bereiche der Tastverhältnisse einen oder mehrere Betriebsmodi des Stellgebers signalisieren.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei nach dem Übertragen des Fehlersignals an die Steuereinheit (2) ein Anfragesignal von der Steuereinheit (2) an die Stellgebereinheit (3) gesendet wird, wobei auf das Anfragesignal ein Positionssignal an die Steuereinheit (2) übermittelt wird, das angibt, an welcher Position das Stellelement (42) blockiert ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das periodische Ansteuersignal ein

Tastverhältnis aufweisen kann, wobei ein Ansteuersignal in einem Bereich des Tastverhältnisses das Fehlersignal signalisiert.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das periodische Ansteuersignal in einem ersten Zeitfenster (ZF1 ) an die Stellgebereinheit (3) über die Ansteuerleitung (6) übermittelt wird, wobei das Antwortsignal als periodisches Signal in einem zweiten Zeitfenster (ZF2) durch die Stellgebereinheit (3) auf die Ansteuerleitung (6) ausgegeben wird.

10.Verfahren nach Anspruch 9, wobei in dem zweiten Zeitfenster (ZF2) das

Antwortsignal durch die Stellgebereinheit (3) auf die Ansteuerleitung (6) ausgegeben wird, wodurch einen der folgenden Informationen übermittelt wird: eine Angabe darüber, ob das Stellelement ordnungsgemäß angelau- fen ist; eine Angabe darüber, dass ein Blockieren des Stellelementes (42) festgestellt wird, eine Angabe über eine Temperatur in der Stellgebereinheit (3), eine Angabe über einen Strom in der Stellgebereinheit (3), eine Angabe über eine Geschwindigkeit des Stellgebers (4) in der

Stellgebereinheit (3); eine Angabe über eine Position des Stellelementes (4) der Stellgebereinheit

(3).

11.Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Information abhängig von einer Eigenschaft des periodischen Ansteuersignals ausgewählt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei das Ansteuersignal ein Tastverhältnis aufweist, wobei die zu übermittelnde Information abhängig von dem Tastverhältnis des Ansteuersignals ausgewählt wird und wobei die Information als periodisches Antwortsignal übermittelt wird, dessen Tastverhältnis die zu übermittelnde Information codiert.

13. Verfahren zum Betreiben einer Stellgebereinheit in einem Stellgebersystem (1 ), mit den folgenden Schritten:

- Empfangen eines periodischen Ansteuersignals über eine Ansteuerleitung (6), um mithilfe eines Stellgebers ein Stellelement (42) abhängig von dem

Ansteuersignal zu bewegen;

- Detektieren eines Zustands des Stellgebers (4) und/oder des Stellelements (42);

- Ausgeben eines von dem detektierten Zustand abhängigen Antwortsignals auf die Ansteuerleitung (6).

14. Stellgebereinheit, die eine Datenverarbeitungseinheit (52) aufweist, um ein periodisches Ansteuersignal über eine Ein-/Ausgangsschaltung (53) zu empfangen, um abhängig von dem empfangenen Ansteuersignal über ei- nen Stellgeber (4) ein Stellelement (42) zu bewegen und um einen Zustand des Stellgebers (4) und/oder des Stellelements (42)festzustellen; wobei die Datenverarbeitungseinheit (52) ausgebildet ist, ein von dem de- tektierten Zustand abhängiges Antwortsignalauf die Ansteuerleitung (6) auszugeben.

15. Stellgebereinheit nach Anspruch 14, wobei die Stellgebereinheit (3) den

Stellgeber (4) und eine Ansteuerelektronik (5), die die Datenverarbeitungseinheit (52) umfasst, aufweist, wobei die Stellgebereinheit und die Ansteuereinheit als eine gemeinsame Einheit ausgebildet sind.

16. Stellgebersystem mit einer Stellgebereinheit (3) nach Anspruch 14 oder 15 und mit einer über die Ansteuerleitung (6) mit der Steuergebereinheit (3) verbundenen Steuereinheit (2), wobei die Steuereinheit (2) eine Steuerung (22) umfasst, um ein periodisches Ansteuersignal über die Ansteuerleitung (6) zu senden; wobei die Stellgebereinheit (3) ausgebildet ist, das Ansteuersignal zu empfangen, abhängig von dem Ansteuersignal über einen Stellgeber (4) ein Stellelement (42) zu bewegen und festzustellen, ob das Stellelement (42) blockiert wird; wobei die Stellgebereinheit (3) weiterhin einen Datenverarbeitungseinheit (52) aufweist, um als Antwortsignal ein Fehlersignal auf die Ansteuerleitung (6) auszugeben, wenn festgestellt wird, dass das Stellelement (42) blockiert wird.

17. Stellgebersystem nach Anspruch 16, wobei die Steuereinheit (2) ausgebildet ist, das periodische Ansteuersignal in einem ersten Zeitfenster (ZF1 ) an die Stellgebereinheit (3) über die Ansteuerleitung (6) zu übermitteln, wobei die Stellgebereinheit (3) ausgebildet ist, das Antwortsignal als periodisches Signal in einem zweiten Zeitfenster (ZF2) auf die Ansteuerleitung (6) auszugeben.

8.Computerprogrannnn, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 ausführt.