WO2023147812A1 - Controller for controlling a pump, and pump - Google Patents

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WO2023147812A1
WO2023147812A1 PCT/DE2023/100055 DE2023100055W WO2023147812A1 WO 2023147812 A1 WO2023147812 A1 WO 2023147812A1 DE 2023100055 W DE2023100055 W DE 2023100055W WO 2023147812 A1 WO2023147812 A1 WO 2023147812A1
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bridge driver
pump
control unit
designed
microcontroller
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PCT/DE2023/100055
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Inventor
Ludwig EISENBEIS
Wolfgang Käshammer
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
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    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
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Definitions

  • Control unit for controlling a pump and pump
  • the invention relates to a control unit for controlling a pump, having a power pack, a first bridge driver, a microcontroller for controlling the first bridge driver, and an output stage.
  • the invention relates to a pump with such a control device.
  • control unit is to be provided that can implement a number of different functions reliably and independently of one another and at the same time is constructed as cost-effectively as possible.
  • control unit having the features of claim 1 or by a pump having the features of the independent claim.
  • control unit has a second bridge driver, the first bridge driver and the second bridge driver being designed so that either the first bridge driver or the second bridge driver pump controls.
  • an additional bridge driver is integrated in the control unit, which also commutates the pump in order to be able to implement a first function from the first bridge driver and a second function from the second bridge driver.
  • control unit can be designed in such a way that activation of the first bridge driver and activation of the second bridge driver are inverted. This safely prevents both bridge drivers from working at the same time and sending control signals to the pump.
  • control device can be designed in such a way that the output stage can be used jointly by the first bridge driver and the second bridge driver. This has the advantage that because the two bridge drivers share the output stage, only one output stage is required, which has a positive effect on costs.
  • control device can be designed in such a way that the power pack can be used jointly by the first bridge driver and the second bridge driver. This has the advantage that because the same power pack can be used for both functions, an additional power pack and the associated additional costs can be omitted.
  • the second bridge driver can have an internal memory, with the second bridge driver being designed to read information from the internal memory and to control the pump on the basis of the information read out.
  • the second bridge driver thus has a certain intelligence in order to be able to control the pump without having to provide a (further) microcontroller.
  • the first bridge driver can be designed to control the pump in normal operation of the pump. This means that the first bridge driver, which is again controlled by the microcontroller, takes over control of the pump in regular operation.
  • the second bridge driver can be designed to control the pump in the event of a fault.
  • the second bridge driver is designed in particular to put the pump in a defined state, for example to deactivate certain components and to ensure cooling of the pump's e-machine (to avoid overheating).
  • the microcontroller can be designed to switch over from the first bridge driver to the second bridge driver in the event of an error. This ensures that the "correct" bridge driver is activated in the event of an error. That is, a safe-state signal is used to trigger switching to the second bridge driver.
  • the first bridge driver can be designed in such a way that it switches its outputs to high resistance/high impedance (in HI-Z/high impedance) when the microcontroller switches from the first bridge driver to the second bridge driver.
  • the same power stage can be used together.
  • the object of the invention is also achieved by a pump with a described control unit.
  • the invention relates to a pump in which a safe-state function is integrated in the control unit of the pump.
  • the background of the pump is that the combination of several functions in one control unit can result in dependencies, so that individual functions can be changed according to the integration can no longer be completely separated from one another.
  • the so-called safe-state function is affected, which means that the control unit is put into a defined “safe” state in the event of an error.
  • the safe-state function can be used to disable control unit components or put them into a defined state in order to prevent the control unit and thus the system from malfunctioning. In order to be able to ensure the independence of the functions, it is customary in known control devices to separate the functions.
  • the safe-state function may be required to continue cooling an e-machine of the pump in the event of a fault and to prevent overheating in the active short circuit, for which the pump can be set up as an external smart pump.
  • this requires an additional control unit with a power pack, microcontroller and bridge driver, which entails increased costs for the additional components and possibly an additional housing.
  • a second bridge driver is exclusively (additionally) used and it is ensured that exactly one of the two bridge drivers commutes the pump in every situation. As a result, existing components can continue to be used and it is not necessary to duplicate the existing control device or to provide a (complete) second control device.
  • the activation of the second bridge driver can preferably be inverted, so that one of the two bridge drivers is always working and simultaneous working is prevented.
  • the second bridge driver which controls the pump in the event of an error/safe state, can bring a certain intelligence to control the pump based on information in the internal memory (EEPROM: “Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory”) is provided by the main microcontroller to the first bridge driver.
  • EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory
  • a control unit that controls a pump consists of a power pack, a microcontroller, a bridge driver and the output stage, with the invention adding a second bridge driver that shares the output stage with the other (first) bridge driver.
  • the first (“main") bridge driver is controlled by the microcontroller, while the second bridge driver is controlled on the basis of data in an EEPROM, for example via a speed specification.
  • the switching can be done by an inverted enable logic, so that always only one bridge driver is active.
  • the first bridge driver is therefore normally available, with the microcontroller no longer being able to control the pump in the event of an error/safe state.
  • the safe state signal is used to trigger the switchover so that the second (“safe state”) bridge driver then takes over.
  • High impedance refers to an output signal condition where the signal is not driven. The signal is left open, allowing another output pin to drive the signal.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of a mode of operation of a control device for controlling a pump.
  • control unit 1 shows a schematic structure of a control unit 1 for controlling a pump (not shown explicitly).
  • the control unit 1 has a power pack.
  • control unit 1 has a first bridge driver 2, for example a B6 driver, TLE 9180.
  • the control unit 1 has a microcontroller 3 for controlling the first bridge driver 2, for example a PC, TC3x7.
  • the control unit 1 has an output stage 4 .
  • control device 1 has a second bridge driver 5, for example a sensorless controller, A4964.
  • first bridge driver 2 and the second bridge driver 5 are designed such that either the first bridge driver 2 or the second bridge driver 5 controls the pump.
  • this can be achieved in that the control unit 1 so is formed such that an activation of the first bridge driver 2 and an activation of the second bridge driver 5 are inverted.
  • the first bridge driver 2 is preferably designed to control the pump in normal operation of the pump.
  • the second bridge driver 5 is preferably designed to control the pump in the event of a fault.
  • the safe-state signal 8 emanating from the microcontroller 3 ensures that, in the event of a fault, switching takes place from the first bridge driver 2 to the second bridge driver 5 .
  • the first bridge driver 2 is designed in such a way that it switches its outputs to H1-Z when the microcontroller 3 switches from the first bridge driver 2 to the second bridge driver 5 .
  • the output stage 4 can be used jointly by the first bridge driver 2 and the second bridge driver 5 .
  • the power pack can be used jointly by the first bridge driver 2 and the second bridge driver 5 .
  • the second bridge driver 5 has an internal memory (EEPROM) 11 .
  • the second bridge driver 5 is designed to read information from the internal memory 11 and to control the pump on the basis of the information read.
  • the first bridge driver 2 and the second bridge driver 5 control the output stage 4 via a 6-PWM signal (pulse width modulation/square-wave signal) 12 .
  • the microcontroller 3 sends a 6 PWM signal 13 as an input signal to the first bridge driver 2.
  • the first bridge driver sends an actual 3 PWM signal 14 as an input signal to the microcontroller 3.
  • microcontroller 3 sends a reset signal 15 to first bridge driver 2 .
  • Microcontroller 3 and first bridge driver 5 communicate with one another via a serial peripheral interface (SPI) 16 .
  • the first bridge driver 2 sends a current measurement signal 17 to the microcontroller 3.
  • SPI serial peripheral interface
  • SPI serial peripheral interface
  • An SPI (Serial Peripheral Interface) -EOL (end of life) +diagnostic signal 20 is exchanged between the microcontroller 3 and the second bridge driver 5 .
  • the second bridge driver 5 has a 12 volt output 21 .
  • the system base chip 6 has three inputs 22, 23, 24 labeled KL30, KL31 and KL15.
  • the microcontroller 3 communicated with a CAN transceiver (Controller Area Network transceiver) 25, which in turn has a first interface 26, which is designated as CAN1_H (high-speed), and a second interface 27, which is designated as CAN1_L ( low-speed) communicates.
  • a third interface 28, referred to as CAN2_H (high-speed), and a fourth interface 29, referred to as CAN2_L (low-speed) are not connected.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

The invention relates to a controller (1) for controlling a pump, comprising: a power supply; a first bridge driver (2); a microcontroller (3) for controlling the first bridge driver (2); and an output stage (4), wherein the controller (1) has a second bridge driver (5), wherein the first bridge driver (2) and the second bridge driver (5) are designed in such a way that either the first bridge driver (2) or the second bridge driver (5) controls the pump. The invention also relates to a pump having a controller (1) of this kind.

Description

Steuergerät zum Steuern einer Pumpe sowie Pumpe Control unit for controlling a pump and pump
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät zum Steuern einer Pumpe, mit einem Netzteil, einem ersten Brückentreiber einem Mikrokontroller zum Steuern des ersten Brückentreibers und einer Endstufe. Zudem betrifft die Erfindung eine Pumpe mit einem solchen Steuergerät. The invention relates to a control unit for controlling a pump, having a power pack, a first bridge driver, a microcontroller for controlling the first bridge driver, and an output stage. In addition, the invention relates to a pump with such a control device.
Aus dem Stand der Technik sind bereits solche Steuergeräte bekannt, mit denen eine Pumpe kommutiert/gesteuert werden kann. Dabei kann es jedoch erforderlich sein, dass die Pumpe unterschiedliche Funktionen erfüllen kann, wie eine Safe-Safe- Funktion im Fehlerfall und eine Normalfunktion im Normalbetrieb. Dazu sind jedoch bei bekannten Pumpen mehrere Steuergeräte erforderlich, um diese Funktionen unabhängig gewährleisten zu können. Such control devices are already known from the prior art, with which a pump can be commutated/controlled. However, it may be necessary for the pump to be able to fulfill different functions, such as a safe-safe function in the event of a fault and a normal function in normal operation. However, in the case of known pumps, this requires several control units in order to be able to independently ensure these functions.
Dies hat wiederum den Nachteil, dass mehrere Steuergeräte, die üblicherweise jeweils ein Netzteil, einen Mikrokontroller, einen Brückentreiber und eine Endstufe aufweisen, mit erhöhten Kosten verbunden sind. This in turn has the disadvantage that multiple control units, each of which usually has a power pack, a microcontroller, a bridge driver and an output stage, are associated with increased costs.
Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern. Insbesondere soll ein Steuergerät bereitgestellt werden, das mehrere unterschiedliche Funktionen zuverlässig sowie unabhängig voneinander realisieren kann und dabei gleichzeitig möglichst kostengünstig aufgebaut ist. It is therefore the object of the invention to avoid or at least alleviate the disadvantages of the prior art. In particular, a control unit is to be provided that can implement a number of different functions reliably and independently of one another and at the same time is constructed as cost-effectively as possible.
Diese Aufgabe wird durch ein Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine Pumpe mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs gelöst. This object is achieved by a control unit having the features of claim 1 or by a pump having the features of the independent claim.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous developments are the subject of the subclaims.
Insbesondere wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Steuergerät einen zweiten Brückentreiber aufweist, wobei der erste Brückentreiber und der zweite Brückentreiber so ausgebildet sind, dass entweder der erste Brückentreiber oder der zweite Brückentreiber die Pumpe steuert. Das heißt, dass in dem Steuergerät ein zusätzlicher Brückentreiber integriert wird, der ebenfalls die Pumpe kommutiert, um eine erste Funktion von dem ersten Brückentreiber und eine zweite Funktion von dem zweiten Brückentreiber realisieren zu können. Dies hat den Vorteil, dass die zweite Funktion unabhängig von dem ersten Brückentreiber umsetzbar ist und die erste Funktion der Pumpe unabhängig von dem zweiten Brückentreiber umsetzbar ist. Dabei ist eine vollständige doppelte Ausführung der Steuergerätkomponenten nicht erforderlich, so dass das Steuergerät verhältnismäßig kostengünstig aufgebaut werden kann. In particular, this object is achieved in a generic device according to the invention in that the control unit has a second bridge driver, the first bridge driver and the second bridge driver being designed so that either the first bridge driver or the second bridge driver pump controls. This means that an additional bridge driver is integrated in the control unit, which also commutates the pump in order to be able to implement a first function from the first bridge driver and a second function from the second bridge driver. This has the advantage that the second function can be implemented independently of the first bridge driver and the first function of the pump can be implemented independently of the second bridge driver. It is not necessary for the control unit components to be completely duplicated, so that the control unit can be constructed relatively inexpensively.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Steuergerät so ausgebildet sein, dass eine Aktivierung des ersten Brückentreibers und eine Aktivierung des zweiten Brückentreibers invertiert sind. Dadurch wird sicher verhindert, dass beide Brückentreiber gleichzeitig arbeiten und Steuersignale an die Pumpe senden. According to a preferred embodiment, the control unit can be designed in such a way that activation of the first bridge driver and activation of the second bridge driver are inverted. This safely prevents both bridge drivers from working at the same time and sending control signals to the pump.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Steuergerät so ausgebildet sein, dass die Endstufe gemeinsam von dem ersten Brückentreiber und dem zweiten Brückentreiber nutzbar ist. Dies hat den Vorteil, dass dadurch, dass sich die beiden Brückentreiber die Endstufe teilen, nur eine Endstufe erforderlich ist, was sich positiv auf die Kosten auswirkt. According to a preferred embodiment, the control device can be designed in such a way that the output stage can be used jointly by the first bridge driver and the second bridge driver. This has the advantage that because the two bridge drivers share the output stage, only one output stage is required, which has a positive effect on costs.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Steuergerät so ausgebildet sein, dass das Netzteil gemeinsam von dem ersten Brückentreiber und dem zweiten Brückentreiber nutzbar ist. Dies hat den Vorteil, dass dadurch, dass für beiden Funktionen das gleiche Netzteil verwendbar ist, ein zusätzliches Netzteil und die damit verbundenen Mehrkosten entfallen können. According to a preferred embodiment, the control device can be designed in such a way that the power pack can be used jointly by the first bridge driver and the second bridge driver. This has the advantage that because the same power pack can be used for both functions, an additional power pack and the associated additional costs can be omitted.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der zweite Brückentreiber einen internen Speicher haben, wobei der zweite Brückentreiber ausgebildet ist, um Informationen aus dem internen Speicher auszulesen und die Pumpe auf Basis der ausgelesenen Informationen zu steuern. Somit hat der zweite Brückentreiber eine gewisse Intelligenz, um die Pumpe steuern zu können, ohne dass ein (weiterer) Mikrokontroller vorgesehen werden muss. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der erste Brückentreiber ausgebildet sein, um die Pumpe in einem Normalbetrieb der Pumpe zu steuern. Das heißt, dass der erste Brückentreiber, der wieder durch den Mikrokontroller gesteuert wird, die Steuerung der Pumpe im regulären Betrieb übernimmt. According to a preferred embodiment, the second bridge driver can have an internal memory, with the second bridge driver being designed to read information from the internal memory and to control the pump on the basis of the information read out. The second bridge driver thus has a certain intelligence in order to be able to control the pump without having to provide a (further) microcontroller. According to a preferred embodiment, the first bridge driver can be designed to control the pump in normal operation of the pump. This means that the first bridge driver, which is again controlled by the microcontroller, takes over control of the pump in regular operation.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der zweite Brückentreiber ausgebildet sein, um die Pumpe in einem Fehlerfall zu steuern. Das heißt, dass der zweite Brückentreiber insbesondere ausgelegt ist, um die Pumpe in einen definierten Zustand zu versetzen, beispielsweise um bestimmte Bausteine zu deaktivieren und für eine Kühlung der E-Maschine der Pumpe (zur Vermeidung eines Überhitzens) zu sorgen. According to a preferred embodiment, the second bridge driver can be designed to control the pump in the event of a fault. This means that the second bridge driver is designed in particular to put the pump in a defined state, for example to deactivate certain components and to ensure cooling of the pump's e-machine (to avoid overheating).
Gemäß einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann der Mikrokontroller ausgebildet sein, um im Fehlerfall von dem ersten Brückentreiber auf den zweiten Brückentreiber umzuschalten. So wird gewährleistet, dass im Fehlerfall der „richtige“ Brückentreiber aktiviert ist. Das heißt, dass ein Safe-State-Signal dazu verwendet wird, um die Umschaltung auf den zweiten Brückentreiber zu triggern. According to a development of the preferred embodiment, the microcontroller can be designed to switch over from the first bridge driver to the second bridge driver in the event of an error. This ensures that the "correct" bridge driver is activated in the event of an error. That is, a safe-state signal is used to trigger switching to the second bridge driver.
Gemäß einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann der erste Brückentreiber so ausgebildet sein, dass er seine Ausgänge hochohmig/in hohe Impedanz (in Hl-Z/High Impedance) schaltet, wenn der Mikrokontroller von dem ersten Brückentreiber auf den zweiten Brückentreiber umschaltet. Somit kann die gleiche Endstufe gemeinsam genutzt werden. According to a further development of the preferred embodiment, the first bridge driver can be designed in such a way that it switches its outputs to high resistance/high impedance (in HI-Z/high impedance) when the microcontroller switches from the first bridge driver to the second bridge driver. Thus, the same power stage can be used together.
Zudem wird die Aufgabe der Erfindung auch durch eine Pumpe mit einem beschriebenen Steuergerät gelöst. In addition, the object of the invention is also achieved by a pump with a described control unit.
Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine Pumpe, bei der im Steuergerät der Pumpe eine Safe-State-Funktion integriert ist. Der Hintergrund der Pumpe besteht darin, dass das Zusammenfassen von mehreren Funktionen in einem Steuergerät Abhängigkeiten mit sich bringen können, so dass sich einzelne Funktionen nach der Integration nicht mehr vollständig voneinander trennen lassen. Insbesondere ist dabei die sogenannte Safe-State-Funktion betroffen, unter der das Versetzen des Steuergeräts in einen definierten „sicheren“ Zustand im Fehlerfall verstanden wird. Beispielsweise können durch die Safe-State-Funktion Bausteine des Steuergeräts deaktiviert oder in einen definierten Zustand versetzt werden, um eine Fehlfunktion des Steuergeräts und somit des Systems zu verhindern. Um die Unabhängigkeit der Funktionen gewährleistet zu können, ist es bei bekannten Steuergeräten üblich, die Funktionen zu trennen. Bei einer Pumpe kann beispielsweise die Safe-State-Funktion benötigt werden, um eine E-Maschine der Pumpe im Fehlerfall weiter zu kühlen und eine Überhitzung im aktiven Kurzschluss zu verhindern, wofür die Pumpe als eine externe Smart-Pumpe aufgebaut sein kann. Dafür ist jedoch ein zusätzliches Steuergerät mit Netzteil, Mikrokontroller und Brückentreiber notwendig, was erhöhte Kosten für die zusätzlichen Bauteile und ggf. ein zusätzliches Gehäuse mit sich bringt. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird ausschließlich (zusätzlich) ein zweiter Brückentreiber eingesetzt und sichergestellt, dass in jeder Situation genau einer der beiden Brückentreiber die Pumpe kommutiert. Dadurch können vorhandene Komponenten weitergenutzt werden und es ist keine doppelte Ausführung des existierenden Steuergeräts oder das Vorsehen eines (kompletten) zweiten Steuergeräts notwendig. Vorzugsweise kann die Aktivierung des zweiten Brückentreibers invertiert bestehen, so dass immer einer der beiden Brückentreiber arbeitet und ein gleichzeitiges Arbeiten verhindert ist. Dabei kann der zweite Brückentreiber, der die Pumpe im Fehlerfall/Safe-State steuert, eine gewisse Intelligenz mitbringen, um die Pumpe auf Basis von Informationen im internen Speicher (EEPROM: „Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory“) zu steuern, was bei dem ersten Brückentreiber vom Hauptmikrokontroller erbracht wird. In other words, the invention relates to a pump in which a safe-state function is integrated in the control unit of the pump. The background of the pump is that the combination of several functions in one control unit can result in dependencies, so that individual functions can be changed according to the integration can no longer be completely separated from one another. In particular, the so-called safe-state function is affected, which means that the control unit is put into a defined “safe” state in the event of an error. For example, the safe-state function can be used to disable control unit components or put them into a defined state in order to prevent the control unit and thus the system from malfunctioning. In order to be able to ensure the independence of the functions, it is customary in known control devices to separate the functions. In the case of a pump, for example, the safe-state function may be required to continue cooling an e-machine of the pump in the event of a fault and to prevent overheating in the active short circuit, for which the pump can be set up as an external smart pump. However, this requires an additional control unit with a power pack, microcontroller and bridge driver, which entails increased costs for the additional components and possibly an additional housing. In the solution according to the invention, a second bridge driver is exclusively (additionally) used and it is ensured that exactly one of the two bridge drivers commutes the pump in every situation. As a result, existing components can continue to be used and it is not necessary to duplicate the existing control device or to provide a (complete) second control device. The activation of the second bridge driver can preferably be inverted, so that one of the two bridge drivers is always working and simultaneous working is prevented. The second bridge driver, which controls the pump in the event of an error/safe state, can bring a certain intelligence to control the pump based on information in the internal memory (EEPROM: "Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory") is provided by the main microcontroller to the first bridge driver.
Genauer gesagt besteht ein Steuergerät, das eine Pumpe steuert, aus einem Netzteil, einem Mikrokontroller, einem Brückentreiber und der Endstufe, wobei bei der Erfindung ein zweiter Brückentreiber hinzukommt, der sich die Endstufe mit dem anderen (ersten) Brückentreiber teilt. Dabei wird der erste („Haupt“-) Brückentreiber vom Mikrokontroller gesteuert, wohingegen der zweite Brückentreibe auf Basis von Daten in einem EEPROM gesteuert wird, beispielsweise über eine Drehzahlvorgabe. Die Umschaltung kann durch eine invertierte Enable-Logik erfolgen, so dass immer nur ein Brückentreiber aktiv ist. Somit steht im Normalfall der erste Brückentreibe zur Verfügung, wobei der Mikrokontroller im Fehlerfall/Safe-State die Pumpe nicht mehr steuern kann. Das Safe-State-Signal wird dazu verwendet, um die Umschaltung zu triggern/auszulösen, so dass dann der zweite („Safe-State“-) Brückentreiber übernimmt. Dazu liest er sein internes EEPROM aus und steuert die Pumpe auf Basis dieser Vorgaben an. Da ein Brückentreiber, dem das Enable-Signal entzogen wurde, d.h. der abgeschaltet wurde, seine Ausgänge in Hl-Z/High-Z/High Impedance/hohe Impedanz schaltet, ermöglicht die gemeinsame Nutzung der gleichen Endstufe. Dabei bezieht sich hohe Impedanz auf einen Ausgangssignalzustand, bei dem das Signal nicht angesteuert wird. Das Signal bleibt offen, so dass ein anderer Ausgangspin das Signal ansteuern kann. More specifically, a control unit that controls a pump consists of a power pack, a microcontroller, a bridge driver and the output stage, with the invention adding a second bridge driver that shares the output stage with the other (first) bridge driver. The first ("main") bridge driver is controlled by the microcontroller, while the second bridge driver is controlled on the basis of data in an EEPROM, for example via a speed specification. The switching can be done by an inverted enable logic, so that always only one bridge driver is active. The first bridge driver is therefore normally available, with the microcontroller no longer being able to control the pump in the event of an error/safe state. The safe state signal is used to trigger the switchover so that the second (“safe state”) bridge driver then takes over. To do this, it reads its internal EEPROM and controls the pump based on these specifications. Because a bridge driver that has been de-enabled, ie turned off, switches its outputs to Hl-Z/High-Z/High Impedance, allows sharing the same power stage. Here, high impedance refers to an output signal condition where the signal is not driven. The signal is left open, allowing another output pin to drive the signal.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von einer Zeichnung erläutert. Es zeigt: The invention is explained below with the aid of a drawing. It shows:
Fig. 1 eine schematische Blockdarstellung einer Funktionsweise eines Steuergeräts zum Steuern einer Pumpe. 1 shows a schematic block diagram of a mode of operation of a control device for controlling a pump.
Die Figur ist lediglich schematischer Natur und dient ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. The figure is only schematic in nature and is only used to understand the invention. The same elements are provided with the same reference numbers.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Aufbau eines Steuergeräts 1 zum Steuern einer (nicht explizit dargestellten) Pumpe. Das Steuergerät 1 weist ein Netzteil auf. Zudem weist das Steuergerät 1 einen ersten Brückentreiber 2, beispielsweise einen B6 Driver, TLE 9180, auf. Ferner weist das Steuergerät 1 einen Mikrokontroller 3 zum Steuern des ersten Brückentreibers 2, beispielsweise eine pC, TC3x7, auf. Weiterhin weist das Steuergerät 1 eine Endstufe 4 auf. 1 shows a schematic structure of a control unit 1 for controlling a pump (not shown explicitly). The control unit 1 has a power pack. In addition, control unit 1 has a first bridge driver 2, for example a B6 driver, TLE 9180. Furthermore, the control unit 1 has a microcontroller 3 for controlling the first bridge driver 2, for example a PC, TC3x7. Furthermore, the control unit 1 has an output stage 4 .
Darüber hinaus weist das Steuergerät 1 einen zweiten Brückentreiber 5 auf, beispielsweise einen Sensorless Controller, A4964. Dabei sind der erste Brückentreiber 2 und der zweite Brückentreiber 5 so ausgebildet sind, dass entweder der erste Brückentreiber 2 oder der zweite Brückentreiber 5 die Pumpe steuert. Insbesondere kann dies dadurch erreicht werden, dass das Steuergerät 1 so ausgebildet ist, dass eine Aktivierung des ersten Brückentreibers 2 und eine Aktivierung des zweiten Brückentreibers 5 invertiert sind. In dem dargestellten Blockdiagram ist dies so gelöst, dass ein Systembasis-Chip 6, etwa TLF 35584QWS2, ein Enable-Signal 7 aussendet und der Mikrokontroller 3 ein Safe- State-Signal 8 aussendet, wobei das Enable-Signal 7 und das Safe-State-Signal 8 über eine Oder-Verknüpfung 9 als Eingangssignal in den ersten Brückentreiber 2 gehen und über eine Invertierung 10 der Oder-Verknüpfung 9 als Eingangssignal in den zweiten Brückentreiber 5 gehen. In addition, the control device 1 has a second bridge driver 5, for example a sensorless controller, A4964. In this case, the first bridge driver 2 and the second bridge driver 5 are designed such that either the first bridge driver 2 or the second bridge driver 5 controls the pump. In particular, this can be achieved in that the control unit 1 so is formed such that an activation of the first bridge driver 2 and an activation of the second bridge driver 5 are inverted. In the block diagram shown, this is solved in such a way that a system base chip 6, such as TLF 35584QWS2, emits an enable signal 7 and the microcontroller 3 emits a safe-state signal 8, with the enable signal 7 and the safe-state -Signal 8 go via an OR link 9 as an input signal into the first bridge driver 2 and go via an inversion 10 of the OR link 9 as an input signal into the second bridge driver 5.
Vorzugsweise ist der erste Brückentreiber 2 ausgebildet, um die Pumpe in einem Normalbetrieb der Pumpe zu steuern. Vorzugsweise ist der zweite Brückentreiber 5 ausgebildet, um die Pumpe in einem Fehlerfall zu steuern. Durch das von dem Mikrokontroller 3 ausgehende Safe-State-Signal 8 wird sichergestellt, dass im Fehlerfall von dem ersten Brückentreiber 2 auf den zweiten Brückentreiber 5 umgeschaltet wird. Insbesondere ist der erste Brückentreiber 2 so ausgebildet, dass er seine Ausgänge in Hl-Z schaltet, wenn der Mikrokontroller 3 von dem ersten Brückentreiber 2 auf den zweiten Brückentreiber 5 umschaltet. The first bridge driver 2 is preferably designed to control the pump in normal operation of the pump. The second bridge driver 5 is preferably designed to control the pump in the event of a fault. The safe-state signal 8 emanating from the microcontroller 3 ensures that, in the event of a fault, switching takes place from the first bridge driver 2 to the second bridge driver 5 . In particular, the first bridge driver 2 is designed in such a way that it switches its outputs to H1-Z when the microcontroller 3 switches from the first bridge driver 2 to the second bridge driver 5 .
Die Endstufe 4 ist gemeinsam von dem ersten Brückentreiber 2 und dem zweiten Brückentreiber 5 nutzbar ist. Zudem ist das Netzteil gemeinsam von dem ersten Brückentreiber 2 und dem zweiten Brückentreiber 5 nutzbar. The output stage 4 can be used jointly by the first bridge driver 2 and the second bridge driver 5 . In addition, the power pack can be used jointly by the first bridge driver 2 and the second bridge driver 5 .
Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, hat der zweite Brückentreiber 5 einen internen Speicher (EEPROM) 11 . Der zweite Brückentreiber 5 ist ausgebildet, um Informationen aus dem internen Speicher 11 auszulesen und die Pumpe auf Basis der ausgelesenen Informationen zu steuern. As can be seen in FIG. 1 , the second bridge driver 5 has an internal memory (EEPROM) 11 . The second bridge driver 5 is designed to read information from the internal memory 11 and to control the pump on the basis of the information read.
Der erste Brückentreiber 2 bzw. der zweite Brückentreiber 5 steuern die Endstufe 4 in über ein 6-PWM-Signal (Pulsweitenmodulation/Rechtecksignal) 12 an. Der Mikrokontroller 3 sendet ein 6-PWM-Signal 13 als Eingangssignal an den ersten Brückentreiber 2. Der erste Brückentreiber sendet ein lst-3-PWM-Signal 14 als Eingangssignal an den Mikrokontroller 3. Zudem sendet der Mikrokontroller 3 ein Reset-Signal 15 an den ersten Brückentreiber 2. Über ein Serial Peripheral Interface (SPI) 16 kommunizieren der Mikrokontroller 3 und der erste Brückentreiber 5 miteinander. Zudem sendet der erste Brückentreiber 2 ein Strommesssignal 17 an den Mikrokontroller 3. The first bridge driver 2 and the second bridge driver 5 control the output stage 4 via a 6-PWM signal (pulse width modulation/square-wave signal) 12 . The microcontroller 3 sends a 6 PWM signal 13 as an input signal to the first bridge driver 2. The first bridge driver sends an actual 3 PWM signal 14 as an input signal to the microcontroller 3. In addition, microcontroller 3 sends a reset signal 15 to first bridge driver 2 . Microcontroller 3 and first bridge driver 5 communicate with one another via a serial peripheral interface (SPI) 16 . In addition, the first bridge driver 2 sends a current measurement signal 17 to the microcontroller 3.
Der Systembasis-Chip 6 und der Mikrokontroller 3 kommunizieren über ein Serial Peripheral Interface (SPI) 18. Zudem sendet der Systembasis-Chip 6 ein Reset-Signal 19 an den Mikrokontroller 3. The system basis chip 6 and the microcontroller 3 communicate via a serial peripheral interface (SPI) 18. The system basis chip 6 also sends a reset signal 19 to the microcontroller 3.
Zwischen dem Mikrokontroller 3 und dem zweiten Brückentreiber 5 wird ein SPI (Serial Peripheral Interface) -EOL (End-of-life) +Diagnose-Signal 20 ausgetauscht. Zudem hat der zweite Brückentreiber 5 einen 12-Volt-Ausgang 21 . An SPI (Serial Peripheral Interface) -EOL (end of life) +diagnostic signal 20 is exchanged between the microcontroller 3 and the second bridge driver 5 . In addition, the second bridge driver 5 has a 12 volt output 21 .
Der Systembasis-Chip 6 hat drei Eingänge 22, 23, 24, die als KL30, KL31 und KL15 bezeichnet sind. The system base chip 6 has three inputs 22, 23, 24 labeled KL30, KL31 and KL15.
Der Mikrokontroller 3 kommunizierte mit einem CAN-Transceiver (Controller-Area- Network- Transceiver) 25, der wiederum über ein erste Schnittstelle 26, die als CAN1_H (high-speed) bezeichnet ist, und über eine zweite Schnittstelle 27, die als CAN1_L (low-speed) bezeichnet ist, kommuniziert. Eine dritte Schnittstelle 28, die als CAN2_H (high-speed) bezeichnet ist, und eine vierte Schnittstelle 29, die als CAN2_L (low-speed) bezeichnet ist, sind nicht verbunden. The microcontroller 3 communicated with a CAN transceiver (Controller Area Network transceiver) 25, which in turn has a first interface 26, which is designated as CAN1_H (high-speed), and a second interface 27, which is designated as CAN1_L ( low-speed) communicates. A third interface 28, referred to as CAN2_H (high-speed), and a fourth interface 29, referred to as CAN2_L (low-speed), are not connected.
Bezuqszeichenliste Reference character list
1 Steuergerät 1 control unit
2 erster Brückentreiber 2 first bridge driver
3 Mikrokontroller 3 microcontrollers
4 Endstufe 4 power stage
5 zweiter Brückentreiber 5 second bridge driver
6 Systembasis-Chip 6 system base chip
7 Enable-Signal 7 Enable signal
8 Safe-State-Signal 8 safe state signal
9 Oder-Verknüpfung 9 OR link
10 Invertierung 10 inversion
11 Interner Speicher (EEPROM) 11 Internal memory (EEPROM)
12 6-PWM-Signal 12 6 PWM signal
13 6-PWM-Signal 13 6 PWM signal
14 3-PWM-Signal 14 3 PWM signal
15 Reset-Signal 15 reset signal
16 Serial Peripheral Interface (SPI) 16 Serial Peripheral Interface (SPI)
17 Strommesssignal 17 current measurement signal
18 Serial Peripheral Interface (SPI) 18 Serial Peripheral Interface (SPI)
19 Reset-Signal 19 reset signal
20 SPI-EOL+Diagnose-Signal 20 SPI EOL+diagnostic signal
21 12-Volt-Ausgang 21 12 volt output
22 Eingang KL30 22 Input KL30
23 Eingang KL32 23 Input KL32
24 Eingang KL15 24 Input KL15
25 CAN-Transceiver 25 CAN transceiver
26 erste Schnittstelle 26 first interface
27 zweite Schnittstelle 27 second interface
28 dritte Schnittstelle 28 third interface
29 vierte Schnittstelle 29 fourth interface

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Steuergerät (1 ) zum Steuern einer Pumpe, mit einem Netzteil, einem ersten Brückentreiber (2), einem Mikrokontroller (3) zum Steuern des ersten Brückentreibers (2) und einer Endstufe (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1 ) einen zweiten Brückentreiber (5) aufweist, wobei der erste Brückentreiber (2) und der zweite Brückentreiber (5) so ausgebildet sind, dass entweder der erste Brückentreiber (2) oder der zweite Brückentreiber (5) die Pumpe steuert. 1. Control unit (1) for controlling a pump, with a power pack, a first bridge driver (2), a microcontroller (3) for controlling the first bridge driver (2) and an output stage (4), characterized in that the control unit (1 ) has a second bridge driver (5), the first bridge driver (2) and the second bridge driver (5) being designed such that either the first bridge driver (2) or the second bridge driver (5) controls the pump.
2. Steuergerät (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) so ausgebildet ist, dass eine Aktivierung des ersten Brückentreibers (2) und eine Aktivierung des zweiten Brückentreibers (5) invertiert sind. 2. Control unit (1) according to claim 1, characterized in that the control unit (1) is designed such that activation of the first bridge driver (2) and activation of the second bridge driver (5) are inverted.
3. Steuergerät (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) so ausgebildet ist, dass die Endstufe (4) gemeinsam von dem ersten Brückentreiber (2) und dem zweiten Brückentreiber (5) nutzbar ist. 3. Control unit (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the control unit (1) is designed such that the output stage (4) can be used jointly by the first bridge driver (2) and the second bridge driver (5).
4. Steuergerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1 ) so ausgebildet ist, dass das Netzteil gemeinsam von dem ersten Brückentreiber (2) und dem zweiten Brückentreiber (5) nutzbar ist. 4. Control unit (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control unit (1) is designed such that the power supply can be used jointly by the first bridge driver (2) and the second bridge driver (5).
5. Steuergerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Brückentreiber (5) einen internen Speicher (11 ) hat, wobei der zweite Brückentreiber (5) ausgebildet ist, um Informationen aus dem internen Speicher (11 ) auszulesen und die Pumpe auf Basis der ausgelesenen Informationen zu steuern. 5. Control unit (1) according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the second bridge driver (5) has an internal memory (11), the second bridge driver (5) being designed to read information from the internal memory (11 ) and to control the pump based on the information read out.
6. Steuergerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Brückentreiber (2) ausgebildet ist, um die Pumpe in einem Normalbetrieb der Pumpe zu steuern. 6. Control device (1) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the first bridge driver (2) is designed to control the pump in a normal operation of the pump.
7. Steuergerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Brückentreiber (5) ausgebildet ist, um die Pumpe in einem Fehlerfall zu steuern. 7. Control device (1) according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the second bridge driver (5) is designed to control the pump in the event of a fault.
8. Steuergerät (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrokontroller (3) ausgebildet ist, um im Fehlerfall von dem ersten Brückentreiber (2) auf den zweiten Brückentreiber (5) umzuschalten. 8. Control unit (1) according to claim 7, characterized in that the microcontroller (3) is designed to switch in the event of an error from the first bridge driver (2) to the second bridge driver (5).
9. Steuergerät (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Brückentreiber (2) so ausgebildet ist, dass er seine Ausgänge hochohmig/in hohe Impedanz schaltet, wenn der Mikrokontroller (3) von dem ersten Brückentreiber (2) auf den zweiten Brückentreiber (5) umschaltet. 9. Control unit (1) according to claim 8, characterized in that the first bridge driver (2) is designed so that it switches its outputs to high impedance/in high impedance when the microcontroller (3) from the first bridge driver (2) to the second bridge driver (5) switches.
10. Pumpe, mit einem Steuergerät (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9. 10. pump with a control unit (1) according to any one of claims 1 to 9.
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