DE102009046188A1

DE102009046188A1 - Antriebseinrichtung

Info

Publication number: DE102009046188A1
Application number: DE200910046188
Authority: DE
Inventors: Martin Rosenau
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-05-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung (1) mit einem ersten Teil (2), welcher einen Elektromotor (4) und eine Sensoreinrichtung (5) aufweist, und einem von dem ersten Teil (2) abgesetzten zweiten Teil (3), welcher eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (6) aufweist, wobei mindestens zwei den Elektromotor (4) und die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (6) verbindende Motoranschlussleitungen (7) vorgesehen sind und die Sensoreinrichtung (5) in Abhängigkeit der Stellung des Elektromotors (4) ein Sensorsignal erzeugt. Dabei ist vorgesehen, dass eine der Sensoreinrichtung (5) zugeordnete Auswerteschaltung (19) dazu vorgesehen ist, das Sensorsignal auszuwerten und ein digital codiertes Digitalsignal entsprechend der Drehzahl und/oder der Winkelstellung des Elektromotors (4), zu erzeugen, und dass das Digitalsignal über eine die Sensoreinrichtung (5) mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (6) verbindende Sensoranschlussleitung (9) und/oder mindestens eine der Motoranschlussleitungen (7, 8) der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (6) zuführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung mit einem ersten Teil, welcher einen Elektromotor und eine Sensoreinrichtung aufweist, und einem von dem ersten Teil abgesetzten zweiten Teil, welcher eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung aufweist, wobei mindestens zwei den Elektromotor und die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung verbindende Motoranschlussleitungen vorgesehen sind und die Sensoreinrichtung in Abhängigkeit der Stellung des Elektromotors ein Sensorsignal erzeugt.
Stand der Technik
Antriebseinrichtungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden beispielsweise im Kraftfahrzeugbereich und dort für elektrische Fensterheber eingesetzt. Insbesondere zur Realisierung eines Einklemmschutzes für den elektrischen Fensterheber ist es notwendig, die Drehzahl und/oder die Winkelstellung des Elektromotors zu bestimmen. Zu diesem Zweck erzeugt die Sensoreinrichtung in Abhängigkeit der Stellung des Elektromotors das Sensorsignal. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass das Sensorsignal ein- oder mehrmals pro Umdrehung des Elektromotors erzeugt wird. Die Stellung des Elektromotors ist dabei als relative Winkelposition, also im Bereich von 0° bis 360°, zu verstehen. Aus dem Sensorsignal kann anschließend von der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung inkrementell die Winkelstellung des Elektromotors und/oder – unter Einbeziehung der Zeit – die Drehzahl bestimmt werden. Zum Einstellen der Drehzahl des Elektromotors ist dieser über Motoranschlussleitungen mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung verbunden. An diesen wird steuernd und/oder regelnd eine Spannung eingestellt, sodass der Elektromotor die gewünschte Drehzahl erreicht. Die Motoranschlussleitungen dienen also der Stromversorgung des Elektromotors. Die Antriebseinrichtung besteht aus zwei Teilen, wobei der erste Teil den Elektromotor und die Sensoreinrichtung und der zweite Teil die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung aufweist. Der erste Teil ist dabei von dem zweiten Teil abgesetzt, also entfernt von diesem angeordnet. Zwischen dem ersten und dem zweiten Teil sind zumindest die Motoranschlussleitungen vorgesehen. Zusätzlich ist es notwendig, die Sensoreinrichtung an die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung anzuschließen. Dazu sind im Normalfall zumindest drei zusätzliche Anschlussleitungen notwendig, um die Sensoreinrichtung mit Strom zu versorgen und das Sensorsignal der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung zuzuführen.
Um dieses Problem zu umgehen, kann es vorgesehen sein, die Sensoreinrichtung mit lediglich einer zusätzlichen Sensoranschlussleitung an die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung anzuschließen. Zu diesem Zweck wird mindestens eine der Motoranschlussleitungen als Masseleitung verwendet, sodass über die Sensoranschlussleitung die Stromversorgung der Sensoreinrichtung sichergestellt werden kann. Gleichzeitig kann die Sensoreinrichtung derart an die Sensoranschlussleitung gekoppelt sein, dass das Sensorsignal über diese an die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung übermittelt werden kann. Dabei kann die Sensoreinrichtung auch mehrere Sensoren aufweisen, wobei sich die Amplituden der Sensorsignale der Sensoren unterscheiden. Auf diese Weise können auch die Sensorsignale mehrerer Sensoren der Sensoreinrichtung über die Sensoranschlussleitung und mindestens eine der Motoranschlussleitungen der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung zugeführt werden.
Zum Betrieb des Elektromotors fließen über die Motoranschlussleitungen jedoch häufig sehr große Ströme, wodurch es bei der Übertragung des Sensorsignals beziehungsweise der Sensorsignale zu Störungen kommt. Auf diese Weise kann das Sensorsignal der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung nicht zuverlässig übermittelt werden. Gleichzeitig verfügt die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung jedoch über keinerlei Information, ob das von der Sensoreinrichtung gelieferte Sensorsignal zuverlässig ist. Somit kann auch ein Sensorsignal, welches von einer Störung beeinflusst ist, als zuverlässig angesehen und von der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung zum Steuern und/oder Regeln des Elektromotors herangezogen werden. Daraus können Fehlfunktionen resultieren, welche – insbesondere bei Einsatz der Antriebseinrichtung für den elektrischen Fensterheber – unter Umständen als sicherheitskritisch angesehen werden können.
Offenbarung der Erfindung
Demgegenüber weist die Antriebseinrichtung mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen den Vorteil auf, dass ein zuverlässiges Feststellen der Drehzahl und/oder der Winkelstellung des Elektromotors möglich ist, wobei gleichzeitig die notwendige Anzahl der Leitungen so gering als möglich gehalten ist. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem eine der Sensoreinrichtung zugeordnete Auswerteschaltung dazu vorgesehen ist, das Sensorsignal auszuwerten und ein digital kodiertes Digitalsignal, entsprechend der Drehzahl und/oder der Winkelstellung des Elektromotors, zu erzeugen, und indem das Digitalsignal über eine die Sensoreinrichtung mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung verbindende Sensoranschlussleitung und/oder mindestens eine der Motoranschlussleitungen der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung zuführbar ist. Die Auswerteschaltung ist dem ersten Teil beziehungsweise der Sensoreinrichtung zugeordnet. Sie liegt also lokal im Bereich des Sensors beziehungsweise der Sensoreinrichtung vor, sodass die Drehzahl und/oder die Winkelstellung des Elektromotors bereits dort bestimmt werden. Es ist also nicht notwendig, das Sensorsignal über eine fehlerträchtige Leitung der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung zuzuführen. Aufgrund des Sensorsignals wird vielmehr das Digitalsignal lokal erzeugt, welches zumindest Drehzahl und/oder Winkelstellung digital codiert enthält. Das Digitalsignal wird anschließend über die Sensoranschlussleitung und/oder mindestens eine der Motoranschlussleitungen der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung zugeführt.
In einer ersten Ausführungsform kann es dabei vorgesehen sein, dass das Digitalsignal über die Sensoranschlussleitung und eine oder beide der Motoranschlussleitungen übertragen wird. In einer weiteren Ausführungsform kann die Sensoranschlussleitung vollständig entfallen und das Digitalsignal nur über die Motoranschlussleitungen übertragen werden. Das Digitalsignal enthält dabei eine serielle Information, die beispielsweise im RS-232 oder LIN-Format vorliegt. Selbst wenn die Übertragung des Digitalsignals zu der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung kurzfristig unterbrochen oder gestört sein sollte, geht die Information des Sensorsignals nicht verloren, da dieses in der Auswerteschaltung ausgewertet wird und anschließend das Digitalsignal die endgültige Information, also die Drehzahl und/oder die Winkelstellung, der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung zuführt, sobald die Störung oder Unterbrechung nicht mehr vorliegt. Auf diese Weise ist stets eine zuverlässige Auswertung des Sensorsignals möglich, auch wenn die Verbindung zwischen dem ersten Teil und der zweiten Teil der Antriebseinrichtung gestört oder kurzfristig unterbrochen sein sollte.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Auswerteschaltung ein Modulator, insbesondere ein Transistor, zugeordnet ist, mit welchem das Digitalsignal auf die Sensoranschlussleitung und/oder die Motoranschlussleitung aufmodulierbar ist. Beispielsweise ist über den Modulator und eventuelle einen zusätzlichen Widerstand eine Verbindung zwischen der Sensoranschlussleitung und mindestens einer der Motoranschlussleitung herstellbar. Somit kann das Digitalsignal auf diese aufmoduliert werden. Ist der Modulator ein Transistor, so ist die Auswerteschaltung vorzugsweise an die Basis des Transistors angeschlossen, während Kollektor oder Emitter des Transistors beispielsweise der Sensoranschlussleitung und mindestens einer der Motoranschlussleitungen zugeordnet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Sensoranschlussleitung an den Kollektor und der Emitter über eine Diode an die Motoranschlussleitungen angeschlossen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Sensoreinrichtung über die Sensoranschlussleitung und mindestens eine Motoranschlussleitung oder über die mindestens zwei Motoranschlussleitungen mit Betriebsstrom versorgt ist. In ersterem Fall ist es insbesondere vorgesehen, die Motoranschlussleitungen als Masse zu verwenden und an die Sensoranschlussleitung ein (positives) Potential anzulegen. Zu diesem Zweck kann die Sensoreinrichtung über jeweils eine Diode an beide Motoranschlussleitungen angeschlossen sein. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Sensoreinrichtung lediglich über die Motoranschlussleitungen mit dem Betriebsstrom zu versorgen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass auf die zwei Motoranschlussleitungen ein Wechselstrom aufmoduliert ist, welcher der Sensoreinrichtung über einen Gleichrichter zugeführt ist. Auf diese Weise kann die Sensoreinrichtung mit dem Betriebsstrom versorgt werden. Der Gleichrichter dient dabei dem Gleichrichten des Wechselstroms und erfüllt optional zusätzlich eine Glättungsfunktion, wozu er beispielsweise einen Kondensator oder einen anderen Pufferspeicher aufweist. Soll die Sensoreinrichtung über die Motoranschlussleitungen mit dem Wechselstrom versorgt werden, so ist diese beispielsweise über zwei Dioden (Gleichrichterdioden) mit den Motoranschlussleitungen verbunden, welche den Gleichrichter zumindest teilweise bilden. in einer solchen Ausführungsform ist es vorteilhaft, das Digitalsignal ebenfalls über die zwei Motoranschlussleitungen der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung zuzuführen, indem es auf diese aufmoduliert wird. Damit kann die Sensoranschlussleitung vollständig entfallen und sowohl das Versorgen der Sensoreinrichtung mit Betriebsstrom als auch das Übertragen des Digitalsignals erfolgt über die Motoranschlussleitungen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Sensoreinrichtung ein Pufferspeicher, insbesondere Kondensator und/oder eine Stromquelle zugeordnet ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Digitalsignal über die Motoranschlussleitungen übertragen wird und/oder die Sensoreinrichtung über die Motoranschlussleitung mit Betriebsstrom versorgt ist. Soll lediglich eine geringe Drehzahl des Elektromotors erreicht werden, so liegt an den Motoranschlussleitungen nur eine geringe Spannung an. Diese ist unter Umständen nicht ausreichend, um die Sensoreinrichtung zu betreiben und somit das Sensorsignal zuverlässig auswerten zu können. Daher ist der Sensoreinrichtung der Pufferspeicher beziehungsweise die Stromquelle zugeordnet. Der Pufferspeicher wird aufgeladen, während an den Motoranschlussleitungen eine ausreichend hohe Spannung anliegt, um nachfolgend die Sensoreinrichtung mit Betriebsstrom zu versorgen, wenn die Spannung unter eine zum Betrieb der Sensoreinrichtung notwendige Spannung fällt. Der Pufferspeicher kann beispielsweise als Kondensator, aber auch als Akkumulator ausgebildet sein. Die Stromquelle ist beispielsweise eine Pufferbatterie.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Auswerteschaltung mit der Sensoreinrichtung integriert ist. Das bedeutet beispielsweise, dass die Auswerteschaltung auf einer gemeinsamen Leiterplatte mit der Sensoreinrichtung vorgesehen ist. Ist die Sensoreinrichtung als integrierte Schaltung ausgelegt, so kann die Auswerteschaltung ebenfalls in diese integriert sein. Sensoreinrichtung und Auswerteschaltung liegen somit auf demselben Halbleiterchip vor.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Auswerteschaltung dazu ausgebildet ist, dem Digitalsignal mindestens eine Prüfsumme hinzuzufügen. Neben der Drehzahl und/oder der Winkelstellung des Elektromotors enthält das Digitalsignal somit die Prüfsumme. Diese wird aus den Informationen gebildet, welche ansonsten übertragen werden, also der Drehzahl beziehungsweise der Winkelstellung. Somit kann sichergestellt werden, dass ein Übertragungsfehler des Digitalsignals über die Sensoranschlussleitung und/oder mindestens eine der Motoranschlussleitungen von der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung zuverlässig erkannt werden kann. In diesem Fall wird das Digitalsignal verworfen und der Elektromotor wird nicht anhand der falschen Informationen, welche in dem gestörten Digitalsignal enthalten sind, angesteuert. Vorzugsweise wird die Antriebseinrichtung in einen Notbetrieb versetzt, wenn das fehlerhafte Digitalsignal festgestellt wird. In dem Notbetrieb wird insbesondere der Elektromotor nicht mehr bestromt, also außer Funktion gesetzt. Auf diese Weise können, insbesondere wenn die Antriebseinrichtung als Teil eines elektrischen Fensterhebers eingesetzt, keine Verletzungen des Benutzers des Fensterhebers auftreten. Die Drehzahl des Elektromotors beziehungsweise eine Betriebsspannung des Elektromotors wird erst wieder eingestellt, wenn das Digitalsignal korrekt übertragen wurde, der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung also zuverlässige Informationen über die Drehzahl und/oder die Winkelstellung des Elektromotors vorliegen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Auswerteschaltung dazu ausgebildet ist, das Digitalsignal in einem bestimmten Intervall zu übertragen. Es ist also gerade nicht vorgesehen, das Digitalsignal lediglich dann zu übertragen, wenn das Sensorsignal auftritt beziehungsweise wenn eine Änderung der Drehzahl und/oder der Winkelstellung des Elektromotors festgestellt wird. Vielmehr soll das Digitalsignal in festgelegten Zeitabständen an die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung übermittelt werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Sensoreinrichtung einen Hallsensor aufweist. Dieser nutzt den so genannten Halleffekt aus, um das Sensorsignal in Abhängigkeit der Stellung des Elektromotors zu erzeugen. Beispielsweise ist der Hallsensor derart ausgebildet, dass er bei jeder Umdrehung des Elektromotors das Sensorsignal erzeugt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Es zeigen:
1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Antriebseinrichtung, bei welcher Sensorsignale über eine Sensoranschlussleitung und mindestens eine Motoranschlussleitung einer Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung zuführbar ist, und
2 eine Ausführungsform der Antriebseinrichtung, wobei einer Sensoreinrichtung eine Auswerteschaltung zugeordnet ist, welche das Sensorsignal auswertet und in ein digital kodiertes Digitalsignal umsetzt.
Die 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Antriebseinrichtung 1 mit einem ersten Teil 2 und einem zweiten Teil 3, welcher von dem ersten Teil abgesetzt, also entfernt von diesem angeordnet ist. Der erste Teil 2 weist einen Elektromotor 4 und eine Sensoreinrichtung 5 auf, während in dem zweiten Teil 3 eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 6 vorgesehen ist. Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 6 ist dabei über Motoranschlussleitungen 7 und 8 an den Elektromotor 4 angeschlossen. Die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 6 dient dazu, einen Motorstrom beziehungsweise eine Motorspannung zum Betreiben des Elektromotors 4 einzustellen. Die Sensoreinrichtung 5 ist über eine Sensoranschlussleitung 9 ebenfalls mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 6 verbunden. Die Sensoreinrichtung 5 erzeugt ein Sensorsignal in Abhängigkeit der Stellung des Elektromotors 4. Es ist dabei vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung 5 über die Sensoranschlussleitung 9 sowie eine der Motoranschlussleitungen 7 und 8 mit Betriebsstrom versorgt wird. Dabei wird entweder die Motoranschlussleitung 7 oder die Motoranschlussleitung 8 als Masse verwendet. Dies wird erreicht, indem die Sensoreinrichtung 5 über Dioden 10 und 11 jeweils mit der Motoranschlussleitung 7 beziehungsweise der Motoranschlussleitung 8 verbunden ist.
Die Sensoreinrichtung 5 weist zwei nicht näher dargestellte Hallsensoren auf. Jeder Hallsensor ist sowohl an die Sensoranschlussleitung 9 und eine der Motoranschlussleitungen 7 und 8 als auch an einen Transistor 12 beziehungsweise 13 angeschlossen. Diese stellen dabei jeweils einen Modulator 14 beziehungsweise 15 dar. Die Sensoreinrichtung 5 beziehungsweise die Hallsensoren sind dabei jeweils an eine Basis der Transistoren 12 beziehungsweise 13 angeschlossen. Die Emitter der Transistoren 12 und 13 sind weiter mit der Sensoranschlussleitung 9 und die Kollektoren über Widerstände 16 und 17 mit einer Leitung 18 verbunden. Letztere weist die Verbindung mit den Motoranschlussleitungen 7 und 8 über die Dioden 10 und 11 auf. Zwischen der Sensoranschlussleitung 9 und der Leitung 18 liegt die Betriebsspannung U₀ der Sensoreinrichtung 5 an. Durch die Sensoreinrichtung 5 beziehungsweise die beiden Hallsensoren fließt ein Betriebsstrom I₀. Solange die Hallsensoren kein Sensorsignal erzeugen, sind die Transistoren 12 und 13 nicht leitend; es besteht also keine elektrische Verbindung zwischen der Sensoranschlussleitung 9 und der Leitung 18 über diese. Erzeugt jedoch einer der Hallsensoren das Sensorsignal, so wird daraufhin der entsprechende Transistor 12 oder 13 durchgängig, da das Sensorsignal an seiner Basis anliegt. Daraufhin fällt eine zusätzliche Spannung über den Transistor 12 und den Widerstand 16 beziehungsweise dem Transistor 13 und dem Widerstand 17 ab.
Vorzugsweise weisen die Widerstände 16 und 17 voneinander unterschiedliche Widerstandswerte auf. Beispielsweise ist dem Widerstand 16 ein Widerstandswert R₁ und dem Widerstand 17 ein Widerstandswert R₂ zugeordnet. Gilt R₁ ungleich R₂, so fällt jeweils eine unterschiedliche Spannung ab. Der zusätzliche Spannungsabfall bewirkt einen zusätzlichen Strom, sodass sich der durch die Sensoranschlussleitung 9 fließende Strom I_S aus dem Betriebsstrom I₀ der Sensoreinrichtung 5 und dem zusätzlichen Strom zusammensetzt. Der zusätzliche Strom hängt dabei von der Betriebsspannung U₀ und den Widerständen 16 und 17 ab. Erzeugt keiner der Hallsensoren das Sensorsignal, ist also keiner der Transistoren 12 und 13 durchgängig, so entspricht I_S dem Betriebsstrom I₀. Ist dagegen der Transistor 12 durchgängig, so gilt I_S = I₀ + U₀/R₁; ist der Transistor 13 durchgängig, so gilt I_S = I₀ + U₀/R₂. Sind beide Transistoren 12 und 13 durchgängig, so fließt der Strom I_S = I₀ + U₀/R₁ + U₀/R₂. Somit kann mit der Antriebseinrichtung 1 zwischen den Sensorsignalen der beiden Hallsensoren der Sensoreinrichtung 5 unterschieden werden. Die Auswertung des Sensorsignals erfolgt dabei in der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 6 des zweiten Teils 3.
Nachteilig ist hierbei jedoch, dass der Motorstrom zum Betreiben des Elektromotors 4, welcher durch die Motoranschlussleitungen 7 beziehungsweise 8 fließt, bei der Übertragung des Sensorsignals an die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 6 Störungen verursacht, sodass dem Strom I_S unter bestimmten Bedingungen keine zuverlässige Information über das Sensorsignal entnommen werden kann. Es kann auch nicht festgestellt werden, ob ein Übertragungsfehler vorliegt, sodass unter Umständen die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 6 den Elektromotor 4 ansteuert, ohne zuverlässige Informationen über Drehzahl und/oder Winkelstellung des Elektromotors 4 zu haben. In diesem Fall kann es zu Fehlfunktionen der Antriebseinrichtung 1 kommen. Insbesondere wenn diese als Teil eines elektrischen Fensterhebers (nicht dargestellt) eingesetzt wird, kann dies als sicherheitskritisch angesehen werden.
Die Antriebseinrichtung 1 der 2 weist aus diesem Grund – bei grundsatzlich ähnlichem Aufbau – eine Auswerteschaltung 19 auf, welche das Sensorsignal der Sensoreinrichtung 5 – welches über Leitungen 20 und 21 übermittelt wird – unmittelbar auswertet. Das Sensorsignal beziehungsweise mehrere Sensorsignale, falls die Sensoreinrichtung 5 mehrere Sensoren, insbesondere Hallsensoren, aufweist, wird dabei in ein digital kodiertes Digitalsignal umgesetzt. Dieses Digitalsignal wird in der hier dargestellten Ausführungsform mittels des Modulators 14, welcher den Transistor 12 umfasst, auf die Sensoranschlussleitung 9 aufmoduliert. Zu diesem Zweck ist die Auswerteschaltung 19 an die Basis des Transistors 12 angeschlossen, während dessen Emitter mit der Sensoranschlussleitung 9 und der Kollektor über den Widerstand 16 an die Leitung 18 und daher über die Dioden 10 und 11 an die Motoranschlussleitungen 7 und 8 angeschlossen ist. Das von der Auswerteschaltung 19 erzeugte Digitalsignal wird folglich mittels des Modulators 14 über die Sensoranschlussleitung 9 und eine der Motoranschlussleitungen 7 oder 8 der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 6 zugeführt. Dabei ist zwischen dem Anschluss des Transistors 12 und dem Anschluss der Auswerteschaltung 19 an der Sensoranschlussleitung 9 eine Diode 22 vorgesehen. Diese dient zusammen mit den Dioden 10 und 11 dem Bereitstellen des Betriebsstroms für die Sensoreinrichtung 5, welche auch die Auswerteschaltung 19 angehört.
Parallel zu der Sensoreinrichtung 5 ist ein Pufferspeicher 23 vorgesehen, welcher beispielsweise als Kondensator ausgeführt sein kann. Alternativ ist es möglich, eine Stromquelle anstatt des Pufferspeichers 23 zu verwenden. Der Pufferspeicher 23 dient dazu, den Betriebsstrom für die Sensoreinrichtung 5 bereitzustellen, auch wenn der Elektromotor 4 momentan von der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 6 nicht bestromt ist, beziehungsweise falls der Elektromotor 4 in einem Kurzschlussbetrieb vorliegt. Auf diese Weise kann die Sensoreinrichtung 5 weiterhin betrieben werden. Mit der hier dargestellten Ausführungsform der Antriebseinrichtung 1 wird das Sensorsignal bereits in dem ersten Teil 2, also im Bereich der Sensoreinrichtung 5 selbst, ausgewertet. Es findet also keine Übertragung des Sensorsignals an die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 6 statt, wie dies in der Ausführungsform der 1 der Fall ist. Es kann also keine Beeinträchtigung des Sensorsignals bei der Übertragung stattfinden, beispielsweise verursacht durch hohe Motorströme durch die Motoranschlussleitungen 7 und 8 oder durch lösbare Verbindungen, insbesondere Steckverbindungen 24, welche in den Motoranschlussleitungen 7 und 8 und/oder der Sensoranschlussleitung 9 vorgesehen sein können. Über die Sensoranschlussleitung 9 wird lediglich das digital kodierte Digitalsignal an die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 6 übertragen. Das Digitalsignal umfasst dabei zumindest Informationen über die Drehzahl und/oder die Winkelstellung des Elektromotors 4. Zusätzlich kann das Digitalsignal auch eine Prüfsumme umfassen. Mittels dieser Prüfsumme kann die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 6 erkennen, ob die von der Auswerteschaltung 19 übermittelten Informationen bezüglich der Drehzahl und/oder der Winkelstellung des Elektromotors 4 zutreffend sind oder ob eine Störung der Verbindung – beispielsweise verursacht durch den hohen Motorstrom – vorliegt.
Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel der 1 gehen jedoch in einem solchen Fall bei der in der 2 gezeigten Antriebseinrichtung 1 keine Informationen verloren, da das Sensorsignal lokal in dem ersten Teil 2 ausgewertet wird. Es wird also stets das bereits ausgewertete Signal in Form des Digitalsignals der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 6 übermittelt. Sollte ein Übertragungsfehler auftreten, so kann das Digitalsignal auf einfache Weise erneut übertragen werden. Zu diesem Zweck ist beispielsweise die Auswerteschaltung 19 derart ausgebildet, dass sie das Digitalsignal periodisch, das heißt in einem bestimmten Signal überträgt. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 6 ein Signal an die Auswerteschaltung 19 sendet, sobald der Übertragungsfehler festgestellt wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Auswerteschaltung 19 die Drehzahl beziehungsweise die Winkelstellung solange speichert, bis die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 6 einen ordnungsgemäßen Empfang des Digitalsignal mittels eines Signals an die Auswerteschaltung 19 quittiert. Das Digitalsignal wird stromcodiert über die Sensoranschlussleitung 9 übertragen. Dabei dienen die Motoranschlussleitungen 7 und 8 als Masse. Es kann vorgesehen sein, dass eine Zählerlogik der Auswerteschaltung 19 lediglich einen begrenzten Wertebereich aufweist. Das bedeutet, dass die Auswerteschaltung 19 lediglich eine Art Puffer für das Sensorsignal darstellt und die endgültige Auswertung, insbesondere hinsichtlich der Winkelstellung des Elektromotors 4, erst in der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 6 stattfindet. Das Digitalsignal umfasst vorzugsweise eine serielle Information, die beispielsweise in RS-232 oder LIN-Format codiert ist.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Antriebseinrichtung 1 kann der Betriebsstrom der Sensoreinrichtung 5 auch durch eine auf die Motoranschlussleitungen 7 und 8 aufmodulierte Wechselspannung zur Verfügung gestellt werden. In diesem Fall ist es vorteilhaft, das Digitalsignal ebenfalls als Wechselspannung auf die Motoranschlussleitungen 7 und 8 aufzumodulieren und auf diese Weise der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 6 zuzuführen. Bei einer derartigen Ausführungsform kann die Sensoranschlussleitung 9 entfallen.
Dem Digitalsignal kann zusätzlich ein Zeitstempel beziehungsweise ein Zeitsignal hinzugefügt werden. Auf diese Weise ist eine asynchrone Auswertung des Digitalsignals in der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 6 möglich, unabhängig davon, ob und wann das Digitalsignal an diese übertragen wird. Auch bei einer vorübergehenden Störung der Übertragung kann so eine fehlerfreie Ansteuerung des Elektromotors 4 mittels der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 6 gewährleistet sein.

Claims

Antriebseinrichtung (1) mit einem ersten Teil (2), welcher einen Elektromotor (4) und eine Sensoreinrichtung (5) aufweist, und einem von dem ersten Teil (2) abgesetzten zweiten Teil (3), welcher eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (6) aufweist, wobei mindestens zwei den Elektromotor (4) und die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (6) verbindende Motoranschlussleitungen (7) vorgesehen sind und die Sensoreinrichtung (5) in Abhängigkeit der Stellung des Elektromotors (4) ein Sensorsignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Sensoreinrichtung (5) zugeordnete Auswerteschaltung (19) dazu vorgesehen ist, das Sensorsignal auszuwerten und ein digital codiertes Digitalsignal entsprechend der Drehzahl und/oder der Winkelstellung des Elektromotors (4) zu erzeugen, und dass das Digitalsignal über eine die Sensoreinrichtung (5) mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (6) verbindende Sensoranschlussleitung (9) und/oder mindestens eine der Motoranschlussleitungen (7, 8) der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (6) zuführbar ist.
Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerteschaltung (19) ein Modulator (14), insbesondere ein Transistor (12), zugeordnet ist, mit welchem das Digitalsignal auf die Sensoranschlussleitung (9) und/oder die Motoranschlussleitung (7, 8) aufmodulierbar ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (5) über die Sensoranschlussleitung (9) und mindestens eine Motoranschlussleitung (7, 8) oder über mindestens zwei Motoranschlussleitungen (7, 8) mit Betriebsstrom versorgt ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die zwei Motoranschlussleitungen (7, 8) ein Wechselstrom aufmoduliert ist, welcher der Sensoreinrichtung (5) über einen Gleichrichter zugeführt ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensoreinrichtung (5) ein Pufferspeicher (23), insbesondere Kondensator, und/oder eine Stromquelle zugeordnet ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung (19) mit der Sensoreinrichtung (5) integriert ist.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung (19) dazu ausgebildet ist, dem Digitalsignal mindestens eine Prüfsumme hinzuzufügen.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung (19) dazu ausgebildet ist, das Digitalsignal in einem bestimmten Intervall zu übertragen.
Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (5) einen Halssensor aufweist.