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.

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.

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.

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.

Diese Aufgabe wird durch ein Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine Pumpe mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Zudem wird die Aufgabe der Erfindung auch durch eine Pumpe mit einem beschriebenen Steuergerät gelöst.

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.

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.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von einer Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Blockdarstellung einer Funktionsweise eines Steuergeräts zum Steuern einer Pumpe.

Die Figur ist lediglich schematischer Natur und dient ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 .

Der Systembasis-Chip 6 hat drei Eingänge 22, 23, 24, die als KL30, KL31 und KL15 bezeichnet sind.

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.

Bezuqszeichenliste

1 Steuergerät

2 erster Brückentreiber

3 Mikrokontroller

4 Endstufe

5 zweiter Brückentreiber

6 Systembasis-Chip

7 Enable-Signal

8 Safe-State-Signal

9 Oder-Verknüpfung

10 Invertierung

11 Interner Speicher (EEPROM)

12 6-PWM-Signal

13 6-PWM-Signal

14 3-PWM-Signal

15 Reset-Signal

16 Serial Peripheral Interface (SPI)

17 Strommesssignal

18 Serial Peripheral Interface (SPI)

19 Reset-Signal

20 SPI-EOL+Diagnose-Signal

21 12-Volt-Ausgang

22 Eingang KL30

23 Eingang KL32

24 Eingang KL15

25 CAN-Transceiver

26 erste Schnittstelle

27 zweite Schnittstelle

28 dritte Schnittstelle

29 vierte Schnittstelle