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Die Erfindung behandelt eine Steuerschaltung mit wenigstens zwei unterschiedlichen Schnittstellen zum Empfangen von Steuersignalen, mit einer Schalteinheit, zum Aktivieren jeweils einer der Schnittstellen mit einer Steuereinheit zur Verarbeitung der Steuersignale der aktiven Schnittstelle, und mit einem Steuerausgang, an den ein durch die Steuereinheit zu steuerndes Gerät anschließbar ist.
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Solche Steuerschaltungen werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen zum Ansteuern von Stellmotoren eingesetzt. Beispielhafte Anwendungen von Stellmotoren in Kraftfahrzeugen sind Sitzversteller, Klimaklappensteller, Scheinwerfersteller, Kühlergrillklappensteller, Fensterheber und viele mehr. In der Regel ist die Steuerschaltung mit dem Stellmotor zu einer Aktuatoreinheit kombiniert.
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Zur Übermittlung der Steuersignale, beispielsweise „Fenster auf“, besitzt die Steuerschaltung eine Schnittstelle, die Steuersignale in einem für diese Schnittstelle spezifischem Format empfangen kann. Die Ansteuerschaltung weist weiterhin einen Mikroprozessor oder Mikrocontroller auf, der dieses Steuersignal in eine Ansteuerung für den Stellmotor umsetzt und an einen Steuerausgang, an dem ein Stellmotor angeschlossen ist, ausgibt.
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In älteren Kraftfahrzeugen erfolgt die Übertragung von Steuersignalen über eine Pulsweitenmodulation(PWM)-Schnittstelle. Dabei sind die Steuerbefehle beispielsweise über das Tastverhältnis definiert. Etwa kann ein Tastverhältnis von 10% bis 20% „Fenster auf“ bedeuten und ein Tastverhältnis von 70% bis 80% „Fenster zu“.
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In neueren Kraftfahrzeugen erfolgt die Übertragung von Steuersignalen über eine Local Interconnect Network(LIN)-Schnittstelle. Der LIN-Bus hat gegenüber der PWM-Schnittstelle den Vorteil, dass viele verschiedene Stellantriebe über eine gemeinsame Datenleitung angesprochen werden können. Die Unterscheidung erfolgt dabei durch die Übermittlung und Auswertung einer Adresse.
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Damit eine Aktuatoreinheit in Kraftfahrzeugen universell einsetzbar ist, ist es notwendig, dass sie sowohl eine LIN- und eine PWM-Schnittstelle aufweist, die über verschiedene Anschlusskontakte eines Steckverbinders ansteuerbar sind. Dies ermöglicht beispielsweise eine mechanisch identische Aktuatoreinheit in unterschiedlichen Fahrzeugmodellen, die unterschiedliche Schnittstellen nutzen, einzusetzen. In einer Aktuatoreinheit muss daher die interne Beschaltung für beide Schnittstellen erfolgen, wodurch die Aktuatoreinheit teurer und aufwändiger ist.
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Da immer nur Steuersignale von einer Schnittstelle empfangen und ausgewertet werden können, weist die Steuerschaltung eine Schalteinheit auf, mit der die jeweils gültige Schnittstelle aktivierbar ist. Diese Schalteinheit kann extern geschaltet sein, beispielsweise durch einen Schalter oder einen Schalteingang. Die Steuerschaltung kann aber auch über eine automatische Erkennung verfügen, die erkennt an welcher Schnittstelle ein Signal anliegt. Dadurch wird die verwendete Schnittstelle in jedem Fahrzeug einfach durch den Kabelbaum, bzw. die Verdrahtung, definiert und ausgewählt. Eine solche automatische Erkennung kann hier sehr einfach ausgebildet sein, da es in einem Kraftfahrzeug praktisch keine Einbausituation gibt, bei der die Anschlusskontakte beider Schnittstellen beschaltet sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es eine Steuerschaltung der vorgenannten Art zu schaffen, die einfacher und kostengünstiger herstellbar ist und erweiterte Anwendungen ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Steuerschaltung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
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Die Erfindung stellt eine Steuerschaltung mit wenigstens zwei unterschiedlichen Schnittstellen zum Empfangen von Steuersignalen bereit, wobei die Steuerschaltung eine Schalteinheit, zum Aktivieren jeweils einer der Schnittstellen, sowie eine Steuereinheit zur Verarbeitung der Steuersignale der aktiven Schnittstelle, und einen Steuerausgang, an den ein durch die Steuereinheit zu steuerndes Gerät anschließbar ist, umfasst. Dabei sind wenigstens zwei der unterschiedlichen Schnittstellen mit einem gemeinsamen Steuereingang verbunden. Desweiteren weist die Steuerschaltung eine Erkennungseinheit zum Erkennen von für die Schnittstellen gültigen Steuersignalen auf, und die Erkennungseinheit ist dazu ausgebildet, diejenige Schnittstelle zu aktivieren, für welche gültige Steuersignale am Steuereingang anliegen.
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Dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Steuerschaltung wenigstens zwei der unterschiedlichen Schnittstellen mit einem gemeinsamen Steuereingang verbunden sind, ist beispielsweise nur noch ein Steckkontakt notwendig.
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Eine eventuell notwendige externe Beschaltung, beispielsweise mit einer Schutzschaltung für die Schnittstelle, ist somit nur noch einmal notwendig. Die Ansteuerschaltung kann somit kostengünstiger in einer Aktuatoreinheit integriert werden.
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Die erfindungsgemäße Steuerschaltung weist zudem eine Erkennungseinheit zum Erkennen von für die Schnittstellen gültigen Steuersignalen auf und die Erkennungseinheit ist zum Aktivieren einer Schnittstelle mit gültigen Signalen ausgebildet.
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Dabei ist die Erkennungseinheit vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie den Steuereingang gleichzeitig auf gültige Steuersignale für alle vorhandenen Schnittstellen überwacht.
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In einer alternativen Ausführung kann für jede Schnittstelle eine separate Erkennungseinheit vorhanden sein, die jedoch jeweils mit dem gemeinsamen Steuereingang verbunden sind.
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In einer, insbesondere für Kraftfahrzeuge angepassten Ausführung der Erfindung, weist die Steuerschaltung zwei Schnittstellen auf, wobei die erste Schnittstelle eine PWM-Schnittstelle und die zweite Schnittstelle eine LIN-Schnittstelle ist.
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Die Erkennung eines gültigen Signals kann auf vielfältige Weise erfolgen und ist insbesondere auch von der Schnittstelle abhängig. Analoge Steuersignale könnten beispielsweise durch eine bestimmte Spannung erkennbar sein.
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In der Regel übertragen die Steuersignale die Steuerinformationen jedoch in einer digitalen Form. Das Steuersignal ist daher meist ein Rechtecksignal. In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist die Erkennungseinheit daher Mittel zum Erkennen des Tastverhältnisses und/oder der Frequenz der Steuersignale am Steuereingang auf. Bestimmte Schnittstellen setzen mitunter charakteristische Frequenzen voraus, so dass die Frequenz des Steuersignals ein Merkmal eines gültigen Signals sein kann.
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Unabhängig von der Frequenz kann auch das Tastverhältnis des Steuersignals durch die Schnittstellenspezifikation vorgegeben sein. Oder das Tastverhältnis ist die Steuerinformation, wie beispielsweise bei einer PWM-Schnittstelle. In beiden Fällen ist das Tastverhältnis ein wichtiges Kriterium für die Gültigkeit des Steuersignals.
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Die Erkennungseinheit kann zur Bestimmung der Frequenz und/oder des Tastverhältnisses Hardwarebauteile aufweisen. Die Implementierung kann jedoch aufwändig und teuer sein.
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Besonders vorteilhaft ist es daher, wenn die Ansteuerschaltung einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller oder zumindest einen Prozessorkern aufweist, der zur Ausführung eines Betriebsprogramms ausgebildet und eingerichtet ist. In diesem Betriebsprogramm kann zusätzlich zur Umsetzung der Steuersignale zumindest teilweise auch die Erkennung der Steuersignale in einer Software implementiert sein.
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Hierzu ist es zweckmäßig, wenn die Erkennungseinheit mit dem Mikroprozessor gekoppelt ist und dazu eingerichtet ist, Interrupt-Signale an den Mikroprozessor zu senden, sobald im Steuersignal festgelegte Ereignisse auftreten und im Betriebsprogramm des Mikroprozessors auf diese Signale reagiert werden kann. Auf diese Weise erfolgt die Erkennung eines gültigen Signals teilweise im Betriebsprogramm und teilweise in Hardware.
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Insbesondere kann die Erkennungseinheit dazu ausgebildet sein, bei steigenden Flanken des Steuersignals einen Interrupt auszulösen.
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In einer Ausführung der Erfindung ist die Steuerschaltung als Motorcontroller zur Ansteuerung eines elektronisch kommutierten Gleichstrommotors ausgebildet und weist eine Vollbrückenschaltung auf. Die Ansteuerschaltung ist somit als vollwertiger Motorcontroller ohne externe Bauteile verwendbar. Es ist dabei unerheblich, ob die Vollbrücke als H-Brücke für DC-Motoren, B6 Brücke für verschiedene 3-phasige Motoren oder als doppelte H-Brücke für beispielsweise Schrittmotoren ausgebildet ist. Die Art des angeschlossenen verwendeten Motors ist für die Erfindung nicht maßgeblich. Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand eines 3-phasigen bürstenlosen Gleichstrommotors beschrieben.
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Zur Ansteuerung eines Leistungsmotors kann insbesondere bei einer Ausführung als integrierte Schaltung auch eine Schnittstelle zur Ansteuerung der Brückenschalter einer Vollbrückenschaltung vorhanden sein.
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Die Ansteuerschaltung kann als elektronische Schaltung mit diskreten Bauteilen aufgebaut sein. Sie kann jedoch auch eine oder mehrere integrierte Schaltkreise aufweisen. Insbesondere vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Ansteuerschaltung selbst insgesamt als integrierte Schaltung und/oder als Ein-Chip-System (englisch System-on-a-Chip, kurz SoC) ausgebildet ist. Auf diese Weise können alle für die Funktion wichtigen Komponenten und Bauteile kombiniert werden und als Funktionseinheit kostengünstig hergestellt werden. Insbesondere wird dadurch die Verwendung in einer Aktuatoreinheit vereinfacht, da neben der Ansteuerschaltung nur noch wenige weitere Bauteile erforderlich sind. Eine Aktuatoreinheit kann dadurch besonders platzsparend und kostengünstig ausgebildet sein.
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Die Schalteinheit zur Aktivierung jeweils einer Schnittstelle kann ein tatsächlicher Schalter sein, mit dem jeweils der Steuereingang mit der jeweiligen Schnittstelle verbunden werden kann. Die Schalteinheit kann jedoch auch rein im Betriebsprogramm realisiert sein, so dass auf zusätzliche Hardwarebauteile verzichtet werden kann. Bei dieser Ausführung kann das Aktivieren einer Schnittstelle einfach dadurch erfolgen, dass die Steuersignale anders interpretiert werden, also in einem anderen Schnittstellenprogramm verarbeitet werden.
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Die Erfindung umfasst weiterhin auch eine Aktuatoreinheit, insbesondere einen Stellantrieb für ein Kraftfahrzeug, mit einer erfindungsgemäßen Steuerschaltung und einem mit dem Steuerausgang verbundenen Elektromotor.
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Neben der erfindungsgemäßen Steuerschaltung umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zum Erkennen von gültigen Steuersignalen, das insbesondere in einer erfindungsgemäßen Steuerschaltung durchgeführt wird.
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Dieses erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungseinheit die Gültigkeit der Steuersignale durch Auswertung der Frequenz und/oder des Tastverhältnisses erkennt und die erste Schnittstelle, an der ein gültiges Steuersignal anliegt, aktiviert wird.
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Insbesondere erfolgt die Überwachung der verschiedenen Schnittstellen immer gleichzeitig. Sobald ein für eine Schnittstelle gültiges Signal erkannt wurde, wird diese Schnittstelle aktiviert. Damit sind die anderen Schnittstellen deaktiviert und werden nicht mehr abgefragt.
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Vorzugsweise erfolgt die Erkennung und Aktivierung einer Schnittstelle nur einmal beim Einrichten der Steuerschaltung oder beim Einschalten. In der Regel erfolgt während dem Betrieb kein Wechsel der Schnittstellen, so dass dieses Verfahren keinen Nachteil mit sich bringt. Eine dauerhafte Auswahl der Schnittstelle erfolgt dann beispielsweise bei der abschließenden Konfiguration des zu steuernden Geräts, beispielsweise eines Aktuators, in der Fertigung. Selbstverständlich kann für andere Anwendungen auch eine andere Vorgehensweise notwendig oder sinnvoll sein, so dass die Erkennung auch sich wiederholend, beispielsweise permanent oder intervallweise, erfolgen kann.
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In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung, sendet die Erkennungseinheit zur Erkennung eines PWM-Signals zu jeder steigenden Flanke des Steuersignals ein Interrupt-Signal an den Mikroprozessor und bestimmt dort in einer PWM-Interrupt-Routine die Frequenz und das Tastverhältnis. Sobald eine vorbestimmte Anzahl an Steuersignalen gültig sind, wird die PWM-Schnittstelle aktiviert. Ein Steuersignal kann beispielsweise als gültig gelten, wenn die vorbestimmte Anzahl aufeinanderfolgende Steuersignale in Frequenz und Tastverhältnis im Wesentlichen identisch sind. Das bedeutet innerhalb einer zu vernachlässigbaren Toleranz. Insbesondere kann die vorbestimmte Anzahl zwischen zwei und sechs gültigen Signalen liegen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung wartet die Erkennungseinheit zur Erkennung eines LIN-Signals einen gültigen LIN-Header ab und startet dann über ein Interrupt-Signal im Mikroprozessor eine LIN-Interrupt-Routine, in der zunächst die Adresse des LIN-Signals ausgewertet wird. Sofern die Adresse und ein nachfolgendes Datenpaket gültig sind wird die LIN-Schnittstelle aktiviert.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird die Erkennung der verwendeten Schnittstelle auch nach einer fehlerhaften Kommunikation, beispielsweise einer vorbestimmten Zeit ohne gültige Signale, wieder aktiviert. Dadurch kann das System auch bei einer vorübergehenden fehlerhaften oder gestörten Erkennung der Schnittstelle wieder selbständig in den Normalbetrieb zurückkehren und damit selbstheilend arbeiten.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
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Es zeigt:
- 1 ein Prinzipschaltbild eines Aktuators mit einer Ansteuerschaltung nach dem Stand der Technik,
- 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung,
- 3 ein Blockschaltbild einer alternativen erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung,
- 4 ein Impulsdiagramm eines PWM-Steuersignals,
- 5 ein Impulsdiagramm eines LIN-Steuersignals,
- 6 ein Blockschaltbild eines Aktuators mit einer erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung und
- 7 ein Blockschaltbild eines Aktuators mit einer erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung mit einem zusätzlichen Signaleingang.
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In 1 ist ein Blockschaltbild einer Aktuatoreinheit 1 nach dem Stand der Technik gezeigt. Diese Aktuatoreinheit 1 kann beispielsweise ein Klappensteller in einem Automobil sein. Die Aktuatoreinheit 1 weist eine Steuerschaltung 2 und einen Elektromotor 3 auf, über den ein Stellglied, im Beispiel etwa eine Klimaklappe oder Kühlerklappen, bewegt werden. Der Elektromotor 3 kann wahlweise ein Getriebe aufweisen, um höhere Stellkräfte oder Stellgeschwindigkeiten zu erzeugen.
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Die Steuerschaltung 2 weist zwei Schnittstellen auf, über die Steuersignale empfangen werden können. Im Beispiel ist die erste Schnittstelle eine PWM-Schnittstelle 4 und die zweite Schnittstelle eine LIN-Schnittstelle 5.
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Die Aktuatoreinheit 1 weist eine Steckverbindung 6 auf, mit vier Steckkontakten 7. Ein Steckkontakt 7-3 ist über eine Schutzschaltung 8 mit der PWM-Schnittstelle 4 verbunden. Ein zweiter Steckkontakt 7-2 ist über eine zweite Schutzschaltung 8 mit der LIN-Schnittstelle 5 verbunden. Die beiden anderen Steckkontakte 7-1 und 7-4 führen die Betriebsspannung (Steckkontakt 7-4) beziehungsweise Masse (Steckkontakt 7-1).
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Die Steuerschaltung 2 weist weiter eine automatische Schalteinheit 9 auf, die zur Aktivierung einer der Schnittstellen ausgebildet ist. In einem Automobil ist es praktisch ausgeschlossen, dass an beiden Signal-Steckkontakten Steuersignale anliegen. Die Erkennung der aktiven Schnittstelle erfolgt daher einfach anhand einer angelegten Spannung oder das Anlegen eines Signals.
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Die Schutzschaltung 8 verhindert eine Beschädigung der Steuerschaltung 2, insbesondere der Schnittstellenbauteile, durch eventuell falsche Beschaltung oder Spannungsspitzen. Die Schutzschaltung 8 weist beispielsweise Kondensatoren 10, die etwa als Filterkondensatoren verbaut sind, Schutzdioden 11, Ferritkerne FB, aktive Pegelumsetzer ALS, Transistoren Q und eventuell weitere Bauteile auf. Wichtig ist, dass die Schutzschaltungen 8 für beide Schnittstellen notwendig sind. Die Aktuatoreinheit 1 im Stand der Technik benötigt daher einen hohen Aufwand zur externen Beschaltung der Steuerschaltung 2.
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Die Steuerschaltung 2 weist weiter einen Mikrocontroller 12 zur Umsetzung der Steuersignale und zur Ansteuerung des Stellmotors 3 auf. Die Steuerschaltung 2 weist auch eine Vollbrückenschaltung 15 auf, mit der ein dreiphasiger Gleichstrommotor 3 ansteuerbar ist.
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Die 2 zeigt nun eine erste beispielhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Steuerschaltung 2. Die Steuerschaltung 2 weist einen Steuereingang 13 auf, an den ein Steuersignal anschließbar ist, beispielsweise über einen Steckkontakt wie in 1 gezeigt. Der Steuereingang 13 ist mit einer Schalteinheit 9 verbunden, mit der das Steuersignal wahlweise an eine der zwei Schnittstellen, die in dem Mikrocontroller 12 realisiert sind, verbindbar ist.
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Mit dem Steuereingang 13 ist weiterhin eine Erkennungseinheit 14 verbunden, die für die Schnittstellen gültige Signale erkennt und die Schalteinheit 9 steuert.
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Eine Vollbrückenschaltung 15 ist durch den Mikrocontroller 12 angesteuert und mit einem Steuerausgang 16 verbunden, an den beispielsweise ein zu steuernder Elektromotor anschließbar ist.
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Die Erkennungseinheit 14 ist zusätzlich mit dem Mikrocontroller 12 verbunden. Einerseits können über diese Verbindung im Betriebsprogramm des Mikrocontrollers 12 Interrupts ausgelöst werden und andererseits Informationen über die Schaltstellung der Schalteinheit 9 an den Mikrocontroller 12 übermittelt werden.
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Die Anordnung der beiden Schnittstellen im Mikrocontroller ist nur beispielhaft und daher in keiner Weise einschränkend. Es wäre auch möglich, die Schnittstellen als separate Schnittstelleneinheiten auszubilden.
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Eine alternative Ausführung der Erfindung ist in 3 gezeigt, bei der keine separate Schalteinheit vorhanden ist. Vielmehr ist hier die Schalteinheit im Mikrocontroller 12 integriert. Die Ansteuerung der Schalteinheit erfolgt jedoch auch hier über die Erkennungseinheit 14, die mit einem Schalteingang 17 des Mikrocontrollers 12 verbunden ist. Im Beispiel besitzt die Steuerschaltung 2 eine PWM-Schnittstelle 4 und eine LIN-Schnittstelle 5.
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Die Erkennung eines gültigen PWM-Steuersignals erfolgt beispielsweise wie nachfolgend beschrieben. In 4 ist beispielhaft ein PWM-Steuersignal 18 gezeigt. Das PWM-Signal 18 unterliegt dabei einer PWM-Schnittstellenspezifikation, etwa wie folgt:
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• PWM Frequenz:
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| - Nennfrequenz: |
200 Hz |
| - Min. Freq.: |
165Hz ±5 Hz |
| - Max. Freq.: |
235Hz ±5 Hz |
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.• Tastverhältnis:
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| - Minimum: |
10% ±2% |
| - Maximum: |
90% ±2% |
| - Aktor Öffnen: |
10% bis 35% (±2%) |
| - Aktor Schließen: |
65% bis 90% (±2%) |
| - Initialisieren: |
35% bis 65% (±2%) |
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In der Erkennungseinheit 14 für die PWM-Steuersignale wird eine steigende Flanke 19 des PWM-Steuersignals 18 erkannt. Bei jeder steigenden Flanke 19 wird ein Interrupt-Signal an den Mikroprozessor 12 gesendet. Dort wird eine PWM-Interrupt-Routine gestartet um die Frequenz und das Tastverhältnis zu bestimmen.
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Dazu wird beispielsweise mit dem Interrupt ein Zähler gestartet, der beim nächsten Interrupt gestoppt wird. Durch Vergleich der Zählerstände der einzelnen Zählerläufe kann festgestellt werden, ob sich die Frequenz im gültigen Bereich befindet und auch konstant bleibt.
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Um das Tastverhältnis festzustellen, wird zusätzlich jeweils bei der fallenden Flanke 20 der aktuelle Zählerstand gespeichert. Aus dem Verhältnis dieses Zählerwertes zum Zählerwert am Ende der Periode T kann das Tastverhältnis bestimmt werden. Dieses muss für eine vorbestimmte Anzahl an Perioden T im Wesentlichen identisch sein. Im Beispiel gilt das Steuersignal als gültig, wenn zehn aufeinanderfolgende Perioden T gültig und identisch sind. Eine einzelne Periode T ist gültig, wenn die Frequenz und das Tastverhältnis der oben angegebenen Spezifikation entsprechen.
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Die fallende Flanke 20 kann durch die Erkennungseinheit 14 mit einem weiteren Interrupt erkannt und gemeldet werden. Sie kann jedoch auch innerhalb der Interrupt-Routine erkannt werden.
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In diesem Beispiel erfolgt die Erkennung durch eine Kombination aus Hardware (Erkennungseinheit) und Software (Interrupt-Routine). Selbstverständlich kann die Erkennung vollständig in Hardware erfolgen, wobei spezielle Frequenzzähler und dergleichen Bausteine notwendig sind.
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Sobald das Steuersignal am Steuereingang 13 als gültiges PWM-Signal erkannt wurde, wird über die Schalteinheit 9 die PWM-Schnittstelle 4 aktiviert. Das bedeutet, dass alle anderen vorhandenen Schnittstellen deaktiviert werden. Im Beispiel der 2 wird der Steuereingang 13 über die Schalteinheit 9 mit der PWM-Schnittstelle 4 verbunden. Im Beispiel der 3 schaltet der Mikrocontroller 12 die PWM-Schnittstelle 4 intern.
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Die Erkennung eines LIN-Signals 21 erfolgt im Beispiel ebenfalls kombiniert in der Erkennungseinheit 14 und dem Mikrocontroller 12. In 5 ist beispielhaft und schematisch ein LIN-Signal 20 gezeigt. Das LIN-Protokoll schreibt dabei einen bestimmten Aufbau eines Signals vor, so dass die Erkennungseinheit 14 in Hardware darauf eingerichtet ist. Zu Beginn eines LIN-Signals 20 steht ein Break-Feld 22, das aus mindestens 13 Low-Bits gefolgt von einem High-Bit besteht. Daran schließt sich ein Sync-Feld 23 an, das aus einer abwechselnden Folge von Low- und High-Bits besteht, insgesamt 8 Bit. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird am Ende des Sync-Feldes 23 ein Interrupt-Signal an den Mikrocontroller 12 gesendet, das eine LIN-Interrupt-Routine startet.
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Im Anschluss an das Sync-Feld 23 wird im LIN-Signal die Empfänger-Adresse des LIN-Steuersignals 20 in einem ID-Feld 24 gesendet, das ebenfalls 8 Bit lang ist. Diese Adresse wird in der LIN-Interrupt-Routine ausgewertet. Stimmt die Empfänger-Adresse nicht mit der eigenen Adresse überein, ist das Steuersignal nicht für das eigene Gerät gedacht und muss somit nicht beachtet werden. Auch wenn technisch ein LIN-Signal vorliegt, ist es für das eigene Gerät nicht gültig. Stimmt die Adresse jedoch überein, werden auch die nachfolgenden Daten des Daten-Feldes 25 ausgewertet. Enthalten die Daten einen gültigen Befehl, wird das LIN-Signal 20 insgesamt als gültig erkannt und die LIN-Schnittstelle 5 aktiviert. Die Aktivierung erfolgt dabei analog wie oben bei der PWM-Schnittstelle beschrieben.
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Weist die Steuerschaltung 2 andere Schnittstellen auf, können andere Verfahren und Möglichkeiten zur Erkennung eines gültigen Signals notwendig oder sinnvoll sein. Entscheidend für die Erfindung ist lediglich, dass die Erkennung der verschiedenen Schnittstellen gleichzeitig erfolgt, da nur ein Steuereingang 13 vorhanden ist. Eine serielle Erkennung, wobei zuerst ein Signal einer Schnittstelle geprüft wird und dann gegen eine andere Schnittstelle geprüft wird, dauert zu lange und wäre nicht zuverlässig.
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Die Erkennungseinheit kann daher für verschiedene Schnittstellen eingerichtet sein. Es kann aber auch für jede Schnittstelle eine separate Erkennungseinheit vorhanden sein.
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Die 6 zeigt eine erfindungsgemäße Aktuatoreinheit 1, die eine erfindungsgemäße Steuerschaltung 2 aufweist und ansonsten im Wesentlichen der 1 entspricht. Bei der Steckverbindung 6 ist hier jedoch nur noch ein Steckkontakt 7-2 belegt. Dieser Steckkontakt 7-2 ist auch hier über eine Schutzschaltung 8 mit dem Steuereingang 13 der erfindungsgemäßen Steuerschaltung 2 verbunden. In einem Automobil kann der Steckkontakt nun ein PWM-Steuersignal oder ein LIN-Steuersignal empfangen.
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Ein entscheidender Vorteil der Erfindung, und allen Ausführungen gemein, besteht darin, dass die Steuerschaltung 2 nach Außen nur einen Steuereingang 13 aufweist. Im Vergleich zum Stand der Technik ist hier nun nur noch eine Schutzschaltung 8 notwendig. Die Aktuatoreinheit 1 ist dadurch einfacher und kostengünstiger ausführbar. Und auch vielseitiger einsetzbar.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass an dem freigewordenen Steckkontakt 7-3 zusätzliche Funktionen einer Aktuatoreinheit 1 realisiert werden können. In 7 ist eine Aktuatoreinheit 1 gezeigt, die im Wesentlichen der 6 entspricht. Der freie Steckkontakt 7-3 ist hier jedoch mit einem zusätzlichen Eingang 26 der Steuerschaltung 2 verbunden, so dass zusätzliche Informationen an die Steuerschaltung 2 übertragen werden können. Im Beispiel ist der Steckkontakt 7-3 extern mit einem einfachen Schalter 27 belegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aktuatoreinheit
- 2
- Steuerschaltung
- 3
- Elektromotor
- 4
- PWM-Schnittstelle
- 5
- LIN-Schnittstelle
- 6
- Steckverbinder
- 7
- Steckkontakte
- 7-1
- Steckkontakt
- 7-2
- Steckkontakt
- 7-3
- Steckkontakt
- 7-4
- Steckkontakt
- 8
- Schutzschaltung
- 9
- Schalteinheit
- 10
- Kondensator
- 11
- Diode
- 12
- Mikrocontroller
- 13
- Steuereingang
- 14
- Erkennungseinheit
- 15
- Vollbrücke
- 16
- Steuerausgang
- 17
- Schalteingang
- 18
- PWM-Steuersignal
- 19
- steigende Flanke
- 20
- fallende Flanke
- 21
- LIN-Steuersignal
- 22
- Break-Feld
- 23
- Sync-Feld
- 24
- Adress-Feld
- 25
- Daten-Feld
- 26
- Eingang
- 27
- Schalter
- ALS
- Aktiver Pegelumsetzer (englisch active level shifter)
- FB
- Ferritkern (englisch ferrite bead)
- Q
- Transistor
- R
- Widerstand
- T
- Periode
