DE102011053513B4 - Method for operating an electric drive motor - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebsmotors, der in Verschiedenen Modi betrieben wird und dazu dient, ein Verstellelement in einem Kraftfahrzeug anzutreiben, wobei ein Anlaufmodus unterbrochen wird, wenn in dem Kraftfahrzeug ein Gerät betrieben wird, das in einem besonderen Maße elektromagnetisch störanfällig ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regler, über den der Antriebsmotor, wenn sich der Antriebsmotor nicht im Anlaufmodus befindet, angesteuert wird, im Anlaufmodus des Antriebsmotors überbrückt wird, wobei der Regler im Anlaufmodus eine Pulsbreitenmodulation oder Pulsweitenmodulation ausführt.Method for operating an electric drive motor, which is operated in various modes and is used to drive an adjusting element in a motor vehicle, a starting mode being interrupted when a device is operated in the motor vehicle that is particularly susceptible to electromagnetic interference, characterized that a controller, via which the drive motor is controlled when the drive motor is not in start-up mode, is bridged in the start-up mode of the drive motor, the controller carrying out pulse width modulation or pulse width modulation in the start-up mode.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebsmotors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for operating an electric drive motor according to the preamble of patent claim 1.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 01 467 A1 ist ein multifunktionales Hybrid-Schütz bekannt, das zusätzlich zum Anlauf, Laufenlassen und Anhalten des Motors eine Motorschutzfunktion gegen einen abnormalen Zustand aufweist. Die gattungsbildende deutsche Offenlegungsschrift 198 60 153 A1 offenbart ein Verfahren zum Unterdrücken von durch eine elektrische Maschine verursachten Empfangsstörungen eines Funkempfängers, insbesondere eines Autoradios, wobei bei Verwendung eines mit Gleichspannung in Form einer Impulsfolge mit zugeordneter Impulsfolgefrequenz versorgten Elektromotors als elektrische Maschine, für mehrere als Empfangsfrequenz in Betracht kommende Funkfrequenzen jeweils mindestens eine Impulsfolgefrequenz ermittelt wird, bei der Empfangsstörungen nicht (oder allenfalls vernachlässigbare Empfangsstörungen) auftreten, wobei dann, wenn das Funkempfangsgerät mit einer der Frequenzen als Empfangsfrequenz betrieben wird, der Elektromotor mit einer entsprechenden, Empfangsstörungen nicht verursachenden Impulsfolgefrequenz betrieben wird. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2009 012 315 A1 offenbart ein Verfahren zum Transport von Mediendaten in einem Kommunikationsnetzwerk, wobei eine Identifikation von elektromagnetischen Frequenzbereichen, welche bei Antriebskomponenten des Fahrzeugs oder bei einer Ansteuerung von Antriebskomponenten des Fahrzeugs auftreten, durchgeführt wird und der mindestens eine Frequenzbereich und der mindestens eine weitere Frequenzbereich nicht mit den identifizierten elektromagnetischen Frequenzbereichen überlappen, wobei die Antriebskomponenten aus der Gruppe der elektrischen Antriebe von Fahrzeuginnenraumteilen oder elektrischen Komponenten des Hauptantriebs zur Fortbewegung des Fahrzeugs aufweisen.From the German disclosure document DE 102 01 467 A1 A multi-functional hybrid contactor is known which has a motor protection function against an abnormal condition in addition to starting, running and stopping the motor. The generic German disclosure document 198 60 153 A1 discloses a method for suppressing reception interference of a radio receiver, in particular a car radio, caused by an electric machine, wherein when using an electric motor supplied with direct voltage in the form of a pulse train with an assigned pulse repetition frequency as an electrical machine, at least one pulse repetition frequency for several radio frequencies that can be considered as the reception frequency is determined in which reception interference does not occur (or at most negligible reception interference) occurs, whereby when the radio receiving device is operated with one of the frequencies as the reception frequency, the electric motor is operated with a corresponding pulse repetition frequency that does not cause reception interference. The German disclosure document DE 10 2009 012 315 A1 discloses a method for transporting media data in a communication network, wherein an identification of electromagnetic frequency ranges which occur in drive components of the vehicle or when driving drive components of the vehicle is carried out and the at least one frequency range and the at least one further frequency range do not correspond to the identified ones overlap electromagnetic frequency ranges, the drive components from the group of electric drives of vehicle interior parts or electrical components of the main drive for moving the vehicle.

Aufgabe der Erfindung ist es, die elektromotorische Verträglichkeit im Betrieb eines elektrischen Antriebsmotors, der in verschiedenen Modi betrieben wird und dazu dient, ein Verstellelement in einem Kraftfahrzeug anzutreiben, zu verbessern.The object of the invention is to improve the electromotive compatibility in the operation of an electric drive motor, which is operated in different modes and serves to drive an adjusting element in a motor vehicle.

Die Aufgabe ist durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bei dem elektrischen Antriebsmotor handelt es sich vorzugsweise um einen bürstenlosen Elektromotor. Beim Anlaufen können bürstenlose Elektromotoren eine Losbrechfunktion aufweisen, um eine mechanische Schwergängigkeit im Anlauf zu überwinden. Zu diesem Zweck kann der Antriebsmotor beim Anlaufen gepulst oder getaktet werden. Dadurch verschlechtert sich jedoch das elektromagnetische Verhalten des Antriebsmotors. Zur Abhilfe wird gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung vorgeschlagen, den Anlaufmodus kurzzeitig zu unterbrechen oder abzuschalten, wenn in dem Kraftfahrzeug ein Gerät, wie ein Fernseher, betrieben beziehungsweise eingeschaltet wird, das beziehungsweise der in einem besonderen Maße elektromagnetisch störanfällig ist. Wenn der Anlaufmodus unterbrochen wird, dann wird keine Taktung durchgeführt.The task is solved by a method with the features of patent claim 1. The electric drive motor is preferably a brushless electric motor. When starting, brushless electric motors can have a breakaway function to overcome mechanical stiffness during startup. For this purpose, the drive motor can be pulsed or clocked when starting. However, this deteriorates the electromagnetic behavior of the drive motor. As a remedy, according to an essential aspect of the invention, it is proposed to briefly interrupt or switch off the start-up mode when a device, such as a television, is operated or switched on in the motor vehicle, which is particularly susceptible to electromagnetic interference. If the start-up mode is interrupted, no clocking is carried out.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass im Anlaufmodus eine Losbrechfunktion ausgeführt wird, die unterbrochen wird, wenn in dem Kraftfahrzeug ein Gerät betrieben wird, das in einem besonderen Maße elektromagnetisch störanfällig ist. Das liefert den Vorteil, dass der Betrieb des Geräts, insbesondere des Fernsehgeräts, in dem Kraftfahrzeug nicht durch einen Betrieb des Antriebsmotors im Anlaufmodus beeinträchtigt wird.A preferred exemplary embodiment of the method is characterized in that a breakaway function is carried out in the start-up mode, which is interrupted if a device that is particularly susceptible to electromagnetic interference is being operated in the motor vehicle. This provides the advantage that the operation of the device, in particular the television set, in the motor vehicle is not impaired by operation of the drive motor in start-up mode.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antriebsmotor mit einem Tastgrad von 100 Prozent betrieben wird, wenn in dem Kraftfahrzeug ein Gerät betrieben wird, das in einem besonderen Maße elektromagnetisch störanfällig ist. Ein Tastgrad (Duty Cycle) von 100 Prozent bedeutet, dass keine Taktung vorgenommen wird.A further preferred embodiment of the method is characterized in that the electric drive motor is operated with a duty cycle of 100 percent when a device is operated in the motor vehicle that is particularly susceptible to electromagnetic interference. A duty cycle of 100 percent means that no clocking is carried out.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anlaufmodus unterbrochen wird, wenn in dem Kraftfahrzeug ein Fernsehgerät betrieben wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, dass der Betrieb eines Fernsehgeräts in dem Kraftfahrzeug durch den Betrieb des elektrischen Antriebsmotors im Anlaufmodus merklich, das heißt für einen Fahrzeuginsassen sichtbar, beeinträchtigt wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können derartige Störungen, die in der Praxis wahrscheinlich eher selten auftreten, unterbunden werden.A further preferred exemplary embodiment of the method is characterized in that the start-up mode is interrupted when a television set is being operated in the motor vehicle. In the context of the present invention, it was found that the operation of a television set in the motor vehicle is noticeably impaired, that is to say visible to a vehicle occupant, by the operation of the electric drive motor in start-up mode. The method according to the invention can be used to prevent such disturbances, which probably rarely occur in practice.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass Informationen darüber, ob in dem Kraftfahrzeug ein Gerät betrieben wird, das in einem besonderen Maße elektromagnetisch störanfällig ist, über einen Datenbus an ein Steuergerät übermittelt werden, das den elektrischen Antriebsmotor steuert. Wenn in dem Steuergerät aufgrund der über den Datenbus bereitgestellten Informationen festgestellt wird, dass das Fernsehgerät eingeschaltet ist, dann wird der Antriebsmotor mit einem Tastgrad von 100 Prozent, das heißt ohne Taktung, angesteuert.A further preferred exemplary embodiment of the method is characterized in that information about whether a device that is particularly susceptible to electromagnetic interference is being operated in the motor vehicle is transmitted via a data bus to a control device that controls the electric drive motor. If the control unit determines that the television is switched on based on the information provided via the data bus, then the drive motor is activated with a duty cycle of 100 percent, i.e. without clocking.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Durchführung des Verfahrens umfasst einen Regler, der im Anlaufmodus des Antriebsmotors überbrückt wird. Wenn sich der Antriebsmotor nicht im Anlaufmodus befindet, dann wird der Antriebsmotor über den Regler angesteuert.A further exemplary embodiment for carrying out the method includes a controller which is in Start-up mode of the drive motor is bridged. If the drive motor is not in start-up mode, the drive motor is controlled via the controller.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Regler im Anlaufmodus eine Pulsbreitenmodulation oder Pulsweitenmodulation ausführt. Bei der Pulsbreitenmodulation oder Pulsweitenmodulation (Pulse Width Modulation) wird die Breite oder Weite von Impulsen zur Ansteuerung des Antriebsmotors geändert.Another advantage is that the controller performs pulse width modulation or pulse width modulation in startup mode. With pulse width modulation or pulse width modulation, the width or width of pulses to control the drive motor is changed.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:

  • 1 einen Regelkreis zur Ansteuerung eines elektrischen Antriebsmotors, der in verschiedenen Modi betrieben wird;
  • 2 ein Ablaufdiagramm beim Anlaufen eines Antriebsmotors und
  • 3 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines elektrischen Antriebsmotors.
Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which various exemplary embodiments are described in detail with reference to the drawing. Show it:
  • 1 a control circuit for controlling an electric drive motor that is operated in different modes;
  • 2 a flowchart when starting a drive motor and
  • 3 a flowchart of a method according to the invention for operating an electric drive motor.

In 1 ist durch einen Pfeil 1 eine Vorgabe für einen Regler 4 mit einer Regelstrecke 5 angedeutet. Bei der Vorgabe handelt es sich zum Beispiel um eine konstante Drehzahl eines bürstenlosen Elektromotors, der in einem Kraftfahrzeug als Antriebsmotor für ein Verstellelement eines Fahrzeugsitzes dient.In 1 an arrow 1 indicates a specification for a controller 4 with a controlled system 5. The specification is, for example, a constant speed of a brushless electric motor, which serves as a drive motor for an adjustment element of a vehicle seat in a motor vehicle.

Bürstenlose Elektromotoren können beim Anlaufen gepulst oder getaktet werden, um mechanischen Schwankungen mit Hilfe des Reglers 4 auszuregeln. Dadurch kann die Akustik beim Anlaufen des Elektromotors verbessert werden. Insbesondere können hörbare Anlaufgeräusche reduziert oder ganz unterbunden werden.Brushless electric motors can be pulsed or clocked when starting up in order to correct mechanical fluctuations using the controller 4. This can improve the acoustics when the electric motor starts. In particular, audible start-up noises can be reduced or completely eliminated.

Durch das Pulsen oder die Taktung verschlechtert sich allerdings das EMV-Verhalten. Die Großbuchstaben EMV stehen für elektromagnetische Verträglichkeit. Diese Verschlechterung des EMV-Verhaltens ist vor allem bei einem eingeschalteten Fernsehgerät im Kraftfahrzeug störend, da die Verschlechterung am Bildschirm des Fernsehgeräts sichtbar ist.However, the EMC behavior deteriorates due to pulsing or clocking. The capital letters EMV stand for electromagnetic compatibility. This deterioration in EMC behavior is particularly disturbing when the television set in the motor vehicle is switched on, since the deterioration is visible on the television screen.

In 1 ist durch einen Pfeil 8 eine Rückführung der Regelgröße auf einen Subtraktionspunkt angedeutet. Die Losbrechfunktion ist durch ein Rechteck 6 angedeutet. Durch die Losbrechfunktion 6 wird der Regler 4 im Anlaufmodus des Antriebsmotors überbrückt.In 1 an arrow 8 indicates that the controlled variable is returned to a subtraction point. The breakaway function is indicated by a rectangle 6. The breakaway function 6 bridges the controller 4 in the start-up mode of the drive motor.

In 2 sind durch Punkte oder Kreise 10 und 20 Start und Ende des dargestellten Ablaufplans angedeutet. Nach dem Start 10 wird, wie durch eine Raute 11 angedeutet ist, abgefragt beziehungsweise überprüft, ob sich der Antriebsmotor im Anlaufmodus befindet.In 2 are indicated by points or circles 10 and 20 start and end of the flow chart shown. After the start 10, as indicated by a diamond 11, it is queried or checked whether the drive motor is in start-up mode.

Der Anlaufmodus kann über eine Positionsvorgabe, über eine Zeitvorgabe oder über sonstige Merkmale des Anlaufverhaltens erkannt werden. Wenn sich der Antriebsmotor nicht im Anlaufmodus befindet, dann wird, wie durch ein Rechteck 14 angedeutet ist, die Stellgröße durch den Regler 4 moduliert.The starting mode can be recognized via a position specification, a time specification or other characteristics of the starting behavior. If the drive motor is not in start-up mode, then, as indicated by a rectangle 14, the manipulated variable is modulated by the controller 4.

Wenn sich der Antriebsmotor jedoch im Anlaufmodus befindet, dann wird, wie durch eine Rechteck 15 angedeutet ist, der Regler durch die Losbrechfunktion überbrückt. Dabei wird zum Beispiel eine Pulswellenmodulation oder Pulsbreitenmodulation von 100 Prozent durchgeführt.However, if the drive motor is in start-up mode, then, as indicated by a rectangle 15, the controller is bypassed by the breakaway function. For example, pulse wave modulation or pulse width modulation of 100 percent is carried out.

In 3 sind durch Kreise oder Punkte 30 und 40 Start und Ende des dargestellten Ablaufplans angedeutet. Nach dem Start 30 wird, wie durch eine Raute 31 angedeutet ist, zunächst abgefragt beziehungsweise überprüft, ob ein Fernsehgerät oder ein anderes Gerät, das in einem besonderen Maße elektromagnetisch störanfällig ist, in dem Kraftfahrzeug eingeschaltet ist.In 3 are indicated by circles or points 30 and 40 start and end of the flow chart shown. After the start 30, as indicated by a diamond 31, it is first queried or checked whether a television set or another device that is particularly susceptible to electromagnetic interference is switched on in the motor vehicle.

Wenn das nicht der Fall ist, wird, wie durch einen Zweig 36 angedeutet ist, der Anlaufmodus nicht unterbrochen. Wenn das Fernsehgerät oder ein vergleichbares Gerät im Kraftfahrzeug eingeschaltet ist, dann wird, wie in einem Zweig 34 durch ein Rechteck 35 angedeutet ist, der Anlaufmodus unterbrochen, das heißt, es wird keine Taktung durchgeführt. Das Rechteck 35 stellt zum Beispiel einen Tastgrad (Duty Cycle) von 100 Prozent dar.If this is not the case, the start-up mode is not interrupted, as indicated by a branch 36. If the television or a comparable device in the motor vehicle is switched on, then, as indicated in a branch 34 by a rectangle 35, the start-up mode is interrupted, that is, no clocking is carried out. The rectangle 35, for example, represents a duty cycle of 100 percent.

Claims (5)

Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebsmotors, der in Verschiedenen Modi betrieben wird und dazu dient, ein Verstellelement in einem Kraftfahrzeug anzutreiben, wobei ein Anlaufmodus unterbrochen wird, wenn in dem Kraftfahrzeug ein Gerät betrieben wird, das in einem besonderen Maße elektromagnetisch störanfällig ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regler, über den der Antriebsmotor, wenn sich der Antriebsmotor nicht im Anlaufmodus befindet, angesteuert wird, im Anlaufmodus des Antriebsmotors überbrückt wird, wobei der Regler im Anlaufmodus eine Pulsbreitenmodulation oder Pulsweitenmodulation ausführt.Method for operating an electric drive motor, which is operated in various modes and is used to drive an adjusting element in a motor vehicle, a starting mode being interrupted when a device is operated in the motor vehicle that is particularly susceptible to electromagnetic interference, characterized that a controller, via which the drive motor is controlled when the drive motor is not in start-up mode, is bridged in the start-up mode of the drive motor, the controller carrying out pulse width modulation or pulse width modulation in the start-up mode. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Anlaufmodus eine Losbrechfunktion ausgeführt wird, die unterbrochen wird, wenn in dem Kraftfahrzeug ein Gerät betrieben wird, das in einem besonderen Maße elektromagnetisch störanfällig ist.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a breakaway function is carried out in the start-up mode, which is interrupted if a device is operated in the motor vehicle that is particularly susceptible to electromagnetic interference. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antriebsmotor mit einem Tastgrad von 100 Prozent betrieben wird, wenn in dem Kraftfahrzeug ein Gerät betrieben wird, das in einem besonderen Maße elektromagnetisch störanfällig ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electric drive motor is operated with a duty cycle of 100 percent when a device is operated in the motor vehicle that is particularly susceptible to electromagnetic interference. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlaufmodus unterbrochen wird, wenn in dem Kraftfahrzeug ein Fernsehgerät betrieben wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the start-up mode is interrupted when a television set is operated in the motor vehicle. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Informationen darüber, ob in dem Kraftfahrzeug ein Gerät betrieben wird, das in einem besonderen Maße elektromagnetisch störanfällig ist, über einen Datenbus an ein Steuergerät übermittelt werden, das den elektrischen Antriebsmotor steuert.Method according to one of the preceding claims, characterized in that information about whether a device which is particularly susceptible to electromagnetic interference is being operated in the motor vehicle is transmitted via a data bus to a control device which controls the electric drive motor.
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