DE19621500A1 - Vorrichtung zum Ansteuern eines Verbrauchers - Google Patents
Vorrichtung zum Ansteuern eines VerbrauchersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ansteuerung
eines Verbrauchers, insbesondere eines induktiven
Verbrauchers in einem Fahrzeug.
Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der
DE-OS 43 29 919 bekannt. Dort wird eine Vorrichtung zur
Ansteuerung eines Motors beschrieben. Die Schaltmittel sind
dabei als H-Brücken-Schaltung angeordnet. Der Verbraucher
ist in der Diagonalen der Brückenschaltung angeordnet. Mit
einer solchen Anordnung kann der Motor in beide Richtungen
betrieben werden. Die Ansteuersignale für die Schaltmittel
werden bei solchen Vorrichtungen üblicherweise von
Mikrocomputern bereitgestellt. Diese geben Steuersignale
vor. Ein Steuersignal legt die Richtung des Stromflusses und
damit die Drehrichtung des Motors fest. Ein anderes
Steuersignal bestimmt die Dauer des Stromflusses durch den
Verbraucher. Diese Steuersignale des Mikrocomputers müssen
in Ansteuersignale zur Beaufschlagung der Schaltmittel der
H-Brücken-Schaltung umgesetzt werden. Andernfalls muß der
Mikrocomputer die Ansteuerung selbst übernehmen. Solche
Logikschaltungen benötigen in der Regel sehr viele
Bauteile.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Aufwand
an Logikbauelementen zu minimieren. Diese Aufgabe wird durch
die in den unabhängigen Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale
gelöst.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist lediglich eine
geringe Anzahl von Logikbauelementen nötig.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen
Fig. 1
ein Übersichtsblockschaltbild der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5 zeigen
verschiedene Ausführungsbeispiele eines Teils der
erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 6 zeigt eine
detaillierte Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In Fig. 1 ist mit 100 ein Verbraucher bezeichnet. In dem
beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich hierbei um
einen Motor, der im Rahmen einer Getriebesteuerung zur
Betätigung der Kupplung verwendet wird. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung ist nicht auf diese Anwendung beschränkt. Sie
kann zur Ansteuerung von Motoren insbesondere in
Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Beispielsweise kann sie
auch bei Motoren zur Verstellung der Drosselklappe
eingesetzt werden. Der Verbraucher 100 steht mit einer
Versorgungsspannung Ubat und mit einem Masseanschluß in
Verbindung. Vier Schaltmittel L1, L2, R1 und R2 bilden eine
sogenannte H-Brückenschaltung.
Ein erster Anschluß des Motors 100 steht über ein
Schaltmittel L1, mit Batterieverspannung Ubat und über ein
zweites Schaltmittel L2 mit einem Masseanschluß in
Verbindung. Der zweite Anschluß des Verbrauchers 100 steht
über ein Schaltmittel R1 mit der Batteriespannung Ubat und
mit einem Schaltmittel R2 mit dem Masseanschluß in
Verbindung. Eine solche Anordnung der Schaltmittel
bezeichnet man üblicherweise als H-Brückenschaltung.
Durch geeignetes Ansteuern der Schaltmittel L1, L2, R1 und
R2 kann der Stromfluß durch den Verbraucher gesteuert
werden. Dabei kann der Strom in zwei Richtungen durch den
Motor fließen, was zur Folge hat, daß der Motor zwei
unterschiedliche Drehrichtungen aufweist. Des weiteren ist
ein sogenannter Freilauf möglich. Hierbei wird die beim
Abschalten frei werdende Energie verbraucht. Hierzu wird
jeweils der Schalter L1 und R1 beziehungsweise die Schalter
L2 und R2 geschlossen und die beiden anderen Schalter
geöffnet.
Die Schaltmittel L1 und L2 werden von einer ersten
Verzögerung 110 und die Schaltmittel R1 und R2 von einer
zweiten Verzögerung 115 angesteuert.
Die Schaltmittel sind vorzugsweise als Transistoren,
insbesondere als Feldeffekttransistoren, ausgebildet. Die
erste Verzögerung 110 und die zweite Verzögerung 115 wird
jeweils von einem Ansteuersignal L beziehungsweise R
beaufschlagt. Dieses wird von einer Logikeinheit 120
bereitgestellt. Die Logikeinheit 120 setzt die
Ausgangssignale einer Steuerung 130 in
Ansteuersignale L und R für die erste und die zweite
Verzögerung um. Die Logikeinheit 120 und die erste
Verzögerung 110 und die zweite Verzögerung 115 bestehen aus
einer Logikschaltung und einer Umschaltverzögerung. Die
Logikschaltung wird vorzugsweise aus diskreten
Logikbauteilen, wie UND-, ODER-, NOR-Gliedern aufgebaut.
Die Schaltmittel L1 und L2 beziehungsweise die
Schaltmittel R1 und R2 sind komplementär ausgebildet. Dies
bedeutet, bei gleichem Ansteuersignal nehmen die
Schaltmittel L1 und L2 unterschiedliche Zustände ein. Bei
gleichem Ansteuersignal ist das Schaltmittel L1 in seinem
geschlossenen und das Schaltmittel L2 in seinem geöffneten
Zustand. Entsprechendes gilt für die Schaltmittel R1 und R2.
Bei einem anderen Ansteuersignal ist das Schaltmittel L1
geöffnet und das Schaltmittel L2 geschlossen. Dies kann zum
einen durch unterschiedliche Schaltmittel beziehungsweise
durch unterschiedliche Ausführung der Beschaltung der
Schaltmittel realisiert sein.
In Fig. 2a ist eine erste Ausführungsform der Logikeinheit
und in Fig. 2b eine erste Ausführungsform der
Verzögerung 110 beziehungsweise 115 dargestellt. Bei der
dargestellten Ausführungsform übermittelt die Steuerung 130
zwei Signale. Das erste Signal RI gibt die Richtung und das
zweite Signal PW die Dauer des Signals an. Das erste
Signal RI gelangt über ein Nicht-Glied 210 zu einem ersten
Eingang eines NAND-Gliedes 220. Ferner gelangt das erste
Signal RI zu einem ersten Eingang eines zweiten
NAND-Gliedes 230.
Das zweite Signal PW wird jeweils einem zweiten Eingang der
beiden NAND-Glied 220 und 230 zugeleitet. An den Ausgängen
der NAND-Glied 220 und 230 steht jeweils das Signal L
beziehungsweise das Signal R an. Das Signal L dient zur
Ansteuerung der Schalter L1 und L2, das Signal R der
Schalter R1 und R2.
In Teilfigur 2b sind die Verzögerungen dargestellt. Die
erste Verzögerung 110 und die zweite Verzögerung 115 sind
gleich ausgestaltet. Am Eingang der Verzögerung steht
jeweils das Signal L beziehungsweise das Signal R an.
Das Eingangssignal L, R gelangt zum einen zu einem ersten
Eingang eines NOR-Glied 250 und zum anderen über ein
RC-Glied, bestehend aus einem Widerstand 260 und einem gegen
Masse geschalteten Kondensator 265 zu einem zweiten Eingang
des NOR-Gliedes 250. Das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 250
gelangt über ein Nichtglied 270 zum ersten Ausgang des
Verzögerungsgliedes. Mit diesem Ausgang wird beim
Verzögerungsglied 110 das Schaltmittel L1 und beim
Verzögerungsglied 115 das Schaltmittel R1 beaufschlagt.
Das Eingangssignal gelangt ferner über ein Nichtglied 280
unmittelbar zu einem ersten Eingang eines NOR-Gliedes 285
und über ein weiteres RC-Glied, bestehend aus dem
Widerstand 290 und dem Kondensator 295 zu einem zweiten
Eingang des NOR-Gliedes 285. Das Ausgangssignal des
NOR-Gliedes 285 liegt am Ausgang der Verzögerung an.
Mit diesem Ausgangssignal wird beim Verzögerungsglied 110
das Schaltmittel L2 und bei der Verzögerung 115 das
Schaltmittel R2 beaufschlagt.
Die RC-Glieder haben zur Folge, daß der Übergang von einem
hohen Pegel H auf einen niederen Pegel L verzögert
weitergegeben wird. Ein Übergang von einem niederen Pegel L
auf einen hohen Pegel H wird unmittelbar weitergegeben. Dies
erfolgt vor dem Hintergrund, daß die Schaltmittel nicht
gleichzeitig ihren Zustand wechseln, sondern daß dieser
Wechsel verzögert erfolgt.
Die RC-Glieder bewirken, daß beim Übergang des
Ansteuersignals von einem Signal, das keinen Stromfluß zur
Folge hat, auf ein Ansteuersignal, das einen Stromfluß zur
Folge hat, das Ansteuersignal verzögert wird.
In der folgenden Tabelle sind die Werte der verschiedenen
Signale RI, PW, L, R, sowie die Schaltzustände der
Schaltmittel L1, L2, R1 und R2 sowie die Zustände des Motors
aufgetragen.
Befinden sich beide Signale RI und PW auf niederem Pegel L,
so nimmt das Signal L und das Signal R einen hohen Pegel an.
Die Schaltmittel L1 und R1 befinden sich in ihrem geöffneten
Zustand A und die Schaltmittel L2 und R2 in ihrem
geschlossenen Zustand Z. Dieser Zustand wird als Freilauf
bezeichnet.
Nimmt das Signal RI den niederen Pegel L und das Signal PW
den hohen Pegel H an, so hat dies zur Folge, daß das Signal
L seinen niederen Pegel L und das Signal R seinen hohen
Pegel H annimmt. Dies bedeutet, daß die Schaltmittel L1 und
R2 sich in ihrem geschlossenen Zustand und die Schaltmittel
R1 und L2 in ihrem geöffneten Zustand befinden. Dies
bedeutet, durch den Motor fließt ein Strom, in eine erste
Richtung, der zu einer Drehung in eine erste Richtung VOR
führt.
Befinden sich die beiden Signale RI auf hohem Pegel H und
das Signal PW auf niederem Pegel L, so nimmt das Signal L
Signal R seinen hohen Pegel H an. Dies bewirkt, daß die
Schaltmittel L1 und R1 in ihrem geöffnetem Zustand A, die
Schaltmittel L2 und R2 in ihrem geschlossenen Zustand Z
sind. In diesem Fall liegt wieder der Freilauf vor.
Besitzen das Signal RI und das Signal PW beide ihren hohen
Pegel H, so nimmt das Signal L seinen hohen Pegel H und das
Signal L seinen niederen Pegel L an. Das Schaltmittel L2 und
das Schaltmittel R1 sind in ihrem geschlossenen Zustand Z
und die Schaltmittel L1 und R2 in ihrem geöffneten Zustand
A. In diesem Fall fließt ein Strom in eine zweite Richtung,
der einer zweiten Drehrichtung Rück führt.
Jedem Schaltmittel ist ein Tiefpaß sowie ein Inverter
zugeordnet. Dadurch läßt sich individuell für jedes
Schaltmittel die Umschaltverzögerung, zur Verhinderung von
Kurzschlüssen beim Richtungswechsel, dimensionieren. Im
Freilauf fließt der Freilaufstrom über Masse.
Eine weitere Ausgestaltung ist in Fig. 3 dargestellt. In
Fig. 3a ist eine abgewandelte Logikeinheit 120 dargestellt.
Diese weist nun drei Eingangssignale auf. Mit dem dritten,
zusätzlichen Signal RE ist eine Notabschaltung der Endstufe
beziehungsweise ein Stillsetzen des Motors 100 möglich.
Das erste Eingangssignal RI gelangt unmittelbar zu einem
ersten Eingang eines NOR-Gliedes 320. Zum anderen gelangt es
über ein Nicht-Glied 325 zu einem ersten Eingang eines
weiteren NOR-Gliedes 330.
Das Eingangssignal PW gelangt über einen Vorwiderstand 325
jeweils zu einem zweiten Eingang des NOR-Gliedes 320 und des
NOR-Gliedes 330. Das Signal RE gelangt über eine Diode 340
zu den beiden zweiten Eingängen der NOR-Glieder 320 und 330.
In Fig. 3b ist die hierzu erforderliche
Verzögerungsschaltung dargestellt. Das Eingangssignal
gelangt über ein Nicht-Glied 350 zum einen unmittelbar zu
einem ersten Eingang eines ODER-Gliedes 355 beziehungsweise
über ein RC-Glied, bestehend aus einem Widerstand 360 und
einem Kondensator 365 zu einem zweiten Eingang des
ODER-Gliedes 355. Des weiteren gelangt das Eingangssignal
unmittelbar zu einem ersten Eingang eines NOR-Gliedes 370
und über ein RC-Glied, das aus dem Widerstand 380 und einem
Kondensator 385 besteht, zu einem zweiten Eingang des
NOR-Gliedes 370.
Der Ausgang des ODER-Gliedes 355 beaufschlagt die
Schaltmittel L1 beziehungsweise R1 und das NOR-Glied 370 die
Schaltmittel L2 beziehungsweise R2 mit einem Ansteuersignal.
Um diese Schaltung zu realisieren, wird die Phasenlage des
PW- sowie des RI-Signals im Gegensatz zur Fig. 2
gewechselt, das heißt, bei dieser Anordnung entspricht ein
Signal mit hohem Pegel H einem Signal mit niederem Pegel L
bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2.
Wird über den Eingang RE ein Reset-Signal eingegeben, das
einen hohen Pegel aufweist, so entspricht dies einem
PW-Signal mit hohem Pegel. Dies bedeutet, daß der Zustand
"Freilauf" eingenommen wird.
Durch die Einbindung einer Notabschaltung in die
Ansteuerlogik der H-Brücke, die unabhängig von dem
Ansteuersignal des Rechners ist, wird die Betriebssicherheit
des Fahrzeugs wesentlich erhöht. Das Signal RE braucht nicht
vom Mikrorechner, sondern kann auch von einer
Überwachungseinrichtung gesetzt werden. Die
Überwachungseinrichtung ist vorzugsweise inabhängig von dem
Mikrorechner.
In der folgenden Tabelle sind die Werte der verschiedenen
Signale RI, PW, L, R, sowie die Schaltzustände der
Schaltmittel L1, L2, R1 und R2 sowie die Zustände
aufgetragen.
Vorteilhaft bei dieser Ausgestaltung ist zum einen die
Möglichkeit einer Abschaltung unabhängig von dem Signal PW.
Zum anderen kann der Aufwand an Bauteilen reduziert werden.
Bei den Ausführungsformen, die in Fig. 3 und 4 dargestellt
sind, ist der Stromfluß durch den Verbraucher abhängig von
wenigstens zwei Steuersignalen beeinflußbar. Ein erstes
Steuersignal PW beeinflußt die Dauer des Stromflusses durch
den Verbraucher. Ein zweites Steuersignal RI beeinflußt die
Richtung des Stromflusses durch den Verbraucher. Die
Logikeinheit gibt ausgehend von dem ersten und zweiten
Steuersignal Ansteuersignale zum Ansteuern der Schaltmittel
vor. Der Zustand Freilauf liegt vor, wenn das erste
Steuersignal (PW) einen zweiten Wert (H) annimmt. Der
Stromfluß wird freigegeben, wenn das erste Steuersignal (PW)
einen ersten Wert (L) annimmt. Dabei wird der Stromfluß in
erste Richtung freigegeben wird, wenn das zweite
Steuersignal (RI) einen ersten Wert (L) annimmt. Der
Stromfluß wird in eine zweite Richtung freigegeben, wenn das
zweite Steuersignal (RI) einen zweiten Wert (H) annimmt.
Eine weitere Ausgestaltung der Logikeinheit 120
beziehungsweise der beiden Verzögerungen 110 und 115 ist in
Fig. 4 dargestellt. Ein wesentlicher Unterschied gegenüber
der Ausgestaltung gemäß Fig. 3 liegt darin, daß von der
Steuerung 130 drei Signale sowie gegebenenfalls ein
Reset-Signal RE übertragen wird.
Das erste Signal RL nimmt einen niederen Pegel an, wenn der
Motor sich in eine erste Richtung drehen soll. Das zweite
Signal PW gibt die Dauer der Ansteuerung und das dritte
Signal LL nimmt einen niederen Pegel an, wenn sich der Motor
in eine zweite Richtung drehen soll.
Mit dem ersten Signal RL wird ein erster Eingang eines NOR-
Gliedes 400 beaufschlagt. Mit dem zweiten Signal LL wird ein
erster Eingang eines weiteren NOR-Gliedes 410 beaufschlagt.
Das erste NOR-Glied 400 stellt das Signal L und das zweite
NOR-Glied 410 das Signal R zur Verfügung.
Das Signal PW gelangt über einen Widerstand 415 zu jeweils
einem zweiten Eingang des NOR-Gliedes 400 beziehungsweise
des NOR-Gliedes 410. Ebenfalls gelangt das Reset-Signal RE
über eine Diode 420 zu dem zweiten Eingang der NOR-Glieder
400 beziehungsweise 410.
Eine vorteilhafte Abwandlung dieser Vorrichtung ergibt sich,
wenn statt der beiden Eingangssignale RL und LL lediglich
ein Signal DIR verwendet wird, das zum einen auf den ersten
Eingang des NOR-Gliedes 400 und zum anderen auf den Eingang
eines Nicht-Gliedes 430 geleitet wird. Mit dem
Ausgangssignal des Nicht-Gliedes 430 wird der erste Eingang
des NOR-Gliedes 410 beaufschlagt. Je nach Pegel entspricht
das Signal DIR den Signalen RL bzw. LL.
Das Eingangssignal des Verzögerungsgliedes 110
beziehungsweise 115 gelangt zum einen zu einem ersten
Eingang eines NAND-Gliedes 470 und zu einem ersten Eingang
eines NOR-Gliedes 440. Außerdem gelangt das Eingangssignal
über ein RC-Glied, bestehend aus einem Widerstand 450 und
einem Kondensator 460, der gegen Masse geschaltet ist, zu
einem zweiten Eingang des NAND-Gliedes 470 und des
NOR-Gliedes 440.
Am Ausgang des NAND-Gliedes 470 liegt das Ansteuersignal für
die Schaltmittel L1 beziehungsweise R1 und an dem Ausgang
des NOR-Gliedes 440 das Ansteuersignal für das Schaltmittel
L2 beziehungsweise R2.
Vorteilhaft bei dieser Ausgestaltung ist, daß die
Logikschaltung weniger Bauteile benötigt. Nachteilig ist
dagegen, daß die Signale Rechtslauf RL und Linkslauf LL
getrennt sind und daher die Steuerung 130 einen Ausgang mehr
aufweisen muß.
Es werden zwei RC-Glieder eingespart. Für die linke und die
rechte H-Brücken-Seite, das heißt für die Schalter L1 und L2
beziehungsweise die Schalter R1 und R2 ist eine gemeinsame
Umschaltverzögerung mittels des RC-Gliedes, bestehend aus
dem Widerstand 450 und dem Kondensator 460, vorgesehen. Es
werden also zwei RC-Glieder eingespart.
Die Logik-Schaltung ist so ausgebildet, daß alle wichtigen
Leistungsmerkmale, wie beispielsweise eine sichere und
variable Umschaltverzögerung, Freilauf nach Masse und ein
einfacher Reset-Eingriff gewährleistet sind.
Um bei der Steuerung 130 die Anzahl der Ausgänge zu
reduzieren, kann anstelle der Signale RL und LL auch
lediglich ein Signal DIR von der Steuerung 130 ausgegeben
werden, und mittels eines Nicht-Gliedes in zwei Signale
umgewandelt werden.
In folgender Tabelle sind die Pegel der verschiedenen
Signale und die Zustände des Motors dargestellt.
Unabhängig von dem Pegel X der Signale PW, RL und LL
befindet sich die Anordnung im Zustand Freilauf, wenn das
Signal RE seinen hohen Pegel H annimmt.
Unabhängig von dem Pegel X der Signale RL und LL befindet
sich die Anordnung im Zustand Freilauf, wenn das Signal PW
seinen hohen Pegel H und das Signal RE seinen niederen Pegel
L annimmt.
Nehmen die beiden Signale RL und LL gleiche Pegel an und
nehmen die Signale RE und PW ihren niederen Pegel L an, so
befindet sich die Anordnung ebenfalls im Freilauf.
Nimmt das Signal RL seinen hohen Pegel H und das Signal LL
seinen niederen Pegel L an und nehmen die Signale RE und PW
ihren niederen Pegel L an, so dreht sich der Motor in eine
erste Richtung Rück.
Nimmt das Signal LL seinen hohen Pegel H und das Signal RL
seinen niederen Pegel L an und nehmen die Signale RE und PW
ihren niederen Pegel L an, so dreht sich der Motor in eine
zweite Richtung Vor.
In Fig. 5 ist eine weitere Vereinfachung des
Ausführungsbeispiels dargestellt. In Fig. 5a ist eine
vereinfachte Logikeinheit 120 dargestellt. Diese
unterscheidet sich von der Ausgestaltung gemäß Fig. 4a
lediglich dadurch, daß die NOR-Glied 400 und 410 durch ein
OR-Glied 500 beziehungsweise 510 ersetzt wurden.
Dadurch ergibt sich auch eine wesentliche Vereinfachung bei
der Verzögerung 110 beziehungsweise 115. Zum einen wird das
Eingangssignal direkt als Ausgangssignal zur Ansteuerung der
Schaltmittel L1 beziehungsweise R1 ausgegeben. Andererseits
gelangt das Ausgangssignal unmittelbar zu einem ersten
Eingang eines UND-Gliedes und über ein RC-Glied, bestehend
aus einem Widerstand 520 und einem Kondensator 530 zu einem
zweiten Eingang des UND-Gliedes 515.
Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 515 dient zur Ansteuerung
der Schaltmittel L2 beziehungsweise R2. Mit dieser
Einrichtung kann das NAND-Glied und das NOR-Glied der
Verzögerung durch ein UND-Glied ersetzt werden. Dadurch
ergibt sich eine weitere Einsparung von Bauelementen.
In folgender Tabelle sind die Pegel der verschiedenen
Signale und die Zustände des Motors dargestellt.
Die Ansteuersignale für die entsprechenden Zustände sind
gleich, wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4. Der
Aufwand an Bauteilen ist aber geringer.
In Fig. 6a ist die Logikeinheit, die Verzögerungen sowie
die Schaltmittel detaillierter dargestellt. Die bereits in
Fig. 5 beschriebenen Elemente sind mit gleichen
Bezugszeichen bezeichnet.
Das Ausgangssignal L des OR-Gliedes 500 gelangt zu einem
über das UND-Glied 515 zu einem Widerstand R5L. Dieser steht
mit dem Gate-Anschluß des Schaltmittels L2 in Verbindung.
Des weiteren gelangt dieses Signal L über einen Widerstand
R4L zu dem Basisanschluß eines Transistors T1L, dessen
Emitteranschluß mit Masse verbunden ist. Der
Kollektoranschluß des Transistors T1L steht mit einem
Verbindungspunkt der Widerstände R3L und R2L in Verbindung.
Der zweite Anschluß des Widerstands R3L steht mit dem Gate-
Anschluß des Schaltmittels L1 in Verbindung. Der zweite
Anschluß des Widerstandes R2L steht über einen Kondensator
C1L mit dem Verbindungspunkt der Schaltmittel L1 und L2
sowie dem einen Anschluß des Motors 100 in Verbindung.
Dieser Punkt ist ferner über eine Zenerdiode D4L mit dem
Gate-Anschluß des Schaltmittels L1 verbunden. Der
Verbindungspunkt des Widerstandes R2L und des
Kondensators C1L steht über einen Widerstand R1L und eine
Diode D2L mit der Versorgungsspannung Ubat in Verbindung.
Diese Schaltung bewirkt, daß bei einem hohen Signalpegel des
Signals L das Schaltmittel L1 sich in seinem gesperrten
Zustand befindet und die Verbindung unterbricht, wobei
gleichzeitig das Schaltmittel L2 sich in seinem leitenden
Zustand befindet und den Stromfluß freigibt. Bei gleichem
Ansteuersignal L befinden sich die Schaltmittel L1 und L2 in
unterschiedlichen Schaltzuständen.
Die rechte Hälfte der H-Brücke, das heißt die
Schaltelemente R1 und R2 werden mit einer entsprechenden
Schaltung angesteuert. Die entsprechenden Elemente sind im
Unterschied zu den Elementen, die dem Schaltmittel L1 und L2
zugeordnet sind, mit R gekennzeichnet.
Es sind nur noch für die unteren Brücken
Transistoren L2 und R2 Umschaltverzögerungen in Form von RC-
Gliedern 520 und 530 vorgesehen, die beim Umschalten von den
Transistoren L1, R1 auf die Transistoren L2, R2 benötigt
werden. Beim Umschalten von den unteren Transistoren L2, R2
auf die oberen Transistoren L1, R1 wird die vorhandene
Einschaltverzögerung ausgenutzt, die auf der Einschaltzeit
der Transistoren T1L und T1R und der langsamen Einschaltzeit
beruht. Die Einschaltzeit ist durch die hochohmigen
Widerstände R2L bzw. R2R einstellbar.
Damit ergibt sich für die Umschaltverzögerungen beim
Umschalten von unten nach oben, daß das Schaltmittel L2
schnell ausschaltet, bedingt durch den niederohmigen
Widerstand R5. Das Schaltmittel L1 schaltet langsam, bedingt
durch die Schaltzeit des Transistors T1L und den hochohmigen
Widerstand R2L beziehungsweise R2R. Beim Umschalten von oben
nach unten schaltet das Schaltmittel L1 schnell aus, bedingt
durch den niederohmigen Widerstand R3L beziehungsweise R3R
die Schaltzeit des Transistors T1R und T1L. Das Schaltmittel
L2 schaltet langsam ein, was auf der Wirkung des Tiefpasses
gebildet durch das RC-Glied 520 und 530 beruht.
Alle wichtigen Leistungsmerkmale, wie eine sichere
Umschaltverzögerung, Freilauf nach Masse und ein einfacherer
Reset-Eingriff bleiben erhalten. Die Anzahl der Bauelemente,
insbesondere der Logik-Gatter, kann weiter reduziert werden.
Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 4, 5 und 6
werden drei Steuersignal verwendet. Das zweite und das
dritte Steuersignal beeinflussen die Richtung des
Stromflusses durch den Verbraucher. Der Stromfluß wird in
die erste Richtung freigegeben, wenn das zweite Steuersignal
(LL) einen ersten Wert (L) und das dritte Steuersignal (RL)
einen zweiten Wert (H) annimmt. Der Stromfluß wird in eine
zweite Richtung freigegeben, wenn das zweite Steuersignal
(LL) einen zweiten Wert (H) und das dritte Steuersignal
(RL) einen ersten Wert (L) annimmt.
Der Zustand Freilauf liegt auch vor, wenn das zweite
Steuersignal (RL) und das dritte Steuersignal (LL) den
selben Wert (L) annehmen.
Der Stromfluß wird nur dann freigegeben, wenn das Reset-
Signal (RE) einen ersten Wert (L) annimmt. Der Zustand
Freilauf dagegen liegt vor, wenn das Reset-Signal (RE) einen
zweiten Wert (H) annimmt.
Soll die Anzahl der Ausgänge der Steuerung 130 reduziert
werden, so kann die vorteilhaften Abwandlung der Vorrichtung
verwendet werden, bei der anstelle der beiden
Eingangssignale RL und LL lediglich ein Signal DIR verwendet
wird. Dieses Signal DIR wird mittels eines Nicht-Gliedes in
zwei Signale umgewandelt. Je nach Pegel entspricht das
Signal DIR den Signalen RL bzw. LL.
In Fig. 6b ist eine weitere Ausgestaltung der Schaltmittel
L2 und R2 sowie deren Ansteuerung dargestellt. Zur Erzielung
von höheren Schaltfrequenzen, zur Unterdrückung von Latch-up
Effekten und/oder zur Entkopplung der Logikschaltung und der
Schaltmittel kann entsprechend, wie bei den Schaltmitteln L1
und R1, eine Transistorstufe zwischengeschaltet werden.
Bauteile, die bereits in Fig. 6a beschrieben wurden, sind
mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Das UND-Glied
515 wird durch ein NAND-Glied 615 ersetzt. Der Ausgang des
NAND-Gliedes 615 steht über einen Widerstand 620 mit dem
Basisanschluß eines Transistors T3 in Verbindung. Der
Emitter des Transistors T3 ist mit Masse und der Kollektor
über eine Widerstand R9 mit der Spannung Vcc verbunden.
Ferner steht der Kollektoranschluß über einen Widerstand R5
mit dem Gate-Anschluß des Schaltmittels L2 bzw. R2 in
Verbindung.
Bei geeigneter Dimensionierung der Widerstände R9 und R5
können die Tiefpässe entfallen. Bei einem hochohmigen
Widerstand R9 verlangsamt sich die Einschaltzeit. Bei einem
niederohmigen Widerstand R5 verkürzt sich die Ausschaltzeit.
Claims (5)
1. Vorrichtung zur Ansteuerung eines Verbrauchers,
insbesondere eines induktiven Verbrauchers in einem
Fahrzeug, wobei Schaltmittel zur Ansteuerung des
Verbrauchers als H-Brückenschaltung angeordnet sind, und der
Stromfluß durch den Verbraucher, abhängig von wenigstens
zwei Steuersignalen beeinflußbar ist, wobei ein erstes
Steuersignal die Dauer des Stromflusses durch den
Verbraucher und ein zweites Steuersignal die Richtung des
Stromflusses durch den Verbraucher beeinflußt, daß eine
Logikeinheit, ausgehend von dem ersten und zweiten
Steuersignal Ansteuersignale zur Beaufschlagung der
Schaltmittel vorgibt, wobei ein Freilauf aktiv ist, wenn das
erste Steuersignal (PW) einen zweiten Wert (H) annimmt, der
Stromfluß freigegeben wird, wenn das erste Steuersignal (PW)
einen ersten Wert (L) annimmt, wobei der Stromfluß in eine
erste Richtung freigegeben wird, wenn das zweite
Steuersignal (RI) einen ersten Wert (L) annimmt und daß der
Stromfluß in eine zweite Richtung freigegeben wird, wenn das
zweite Steuersignal (RI) einen zweiten Wert (H) annimmt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein drittes Steuersignal ebenfalls die Richtung des
Stromflusses durch den Verbraucher beeinflußt, wobei der
Stromfluß in erste Richtung freigegeben wird, wenn das
zweite Steuersignal (LL) einen ersten Wert (L) und das
dritte Steuersignal (RL) einen zweiten Wert (H) annimmt und
daß der Stromfluß in eine zweite Richtung freigegeben wird,
wenn das zweite Steuersignal (LL) einen zweiten Wert (H) und
das dritte Steuersignal (RL) einen ersten Wert (L) annimmt.
3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Freilauf aktiv ist, wenn das zweite
Steuersignal (RL) und das dritte Steuersignal (LL) den
selben Wert (L) annehmen.
4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, das ein Reset-Signal (RE) vorgebbar ist, und
der Stromfluß nur freigegeben wird, wenn das Reset-Signal
(RE) einen ersten Wert (L) annimmt, und daß der Freilauf
aktiv ist, wenn das Reset-Signal (RE) einen zweiten Wert (H)
annimmt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß Verzögerungsmittel vorgesehen
sind, die beim Übergang des Ansteuersignals von einem
Signal, das keinen Stromfluß zur Folge hat, auf ein
Ansteuersignal, das einen Stromfluß zur Folge hat, das
Ansteuersignal verzögern.
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DE19621500A DE19621500B4 (de) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | Vorrichtung zum Ansteuern eines Verbrauchers |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19811151A1 (de) * | 1998-03-14 | 1999-09-16 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Ansteuern eines elektrischen Antriebs |
DE102004008394A1 (de) * | 2004-02-20 | 2005-09-08 | Siemens Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Ansteuerung eines im Querzweig einer Brückenschaltung angeordneten Elektromotors |
EP1531544A3 (de) * | 2003-11-11 | 2008-05-07 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines durch Pulsweitenmodulation gesteuerten Elektromotors |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4329919A1 (de) * | 1993-09-04 | 1995-03-09 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Betreiben eines Verbrauchers in einem Fahrzeug |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3826509A1 (de) * | 1987-11-21 | 1989-06-01 | Asea Brown Boveri | Verfahren zur uebertragung von signalen zwischen einer leittechnischen zentraleinheit und einer ansteuereinheit fuer ein ein- und ausschaltbares stromrichterventil |
-
1996
- 1996-05-29 DE DE19621500A patent/DE19621500B4/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4329919A1 (de) * | 1993-09-04 | 1995-03-09 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Betreiben eines Verbrauchers in einem Fahrzeug |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Firmenschrift MOTOROLA: TMOS power FET De- sign Ideas. 1985 S.49 u. 50 * |
Firmenschrift SGS-THOMSON MICROELEKTRONICS. Motion Control Application Manual. January, 1987, S.33-38 * |
Firmenschrift Siliconix: MOSPOWER Applica- tions Handbook. 1984, Kap 6.4 MPP 500: The First Single Package Complementary MOSPOWER Device. S.6-89 bis 6-92 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19811151A1 (de) * | 1998-03-14 | 1999-09-16 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Ansteuern eines elektrischen Antriebs |
ES2156072A1 (es) * | 1998-03-14 | 2001-06-01 | Bosch Gmbh Robert | Procedimiento para la activacion de un accionamiento electrico. |
EP1531544A3 (de) * | 2003-11-11 | 2008-05-07 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines durch Pulsweitenmodulation gesteuerten Elektromotors |
DE102004008394A1 (de) * | 2004-02-20 | 2005-09-08 | Siemens Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Ansteuerung eines im Querzweig einer Brückenschaltung angeordneten Elektromotors |
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Publication number | Publication date |
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DE19621500B4 (de) | 2008-05-21 |
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