DE19811151A1

DE19811151A1 - Verfahren zum Ansteuern eines elektrischen Antriebs

Info

Publication number: DE19811151A1
Application number: DE19811151A
Authority: DE
Inventors: Hubert Lamm; Christian Stolz; Guenter Haderer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-03-14
Filing date: 1998-03-14
Publication date: 1999-09-16
Also published as: ES2156072A1; ES2156072B1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ansteuern eines elektrischen Antriebs (M), insbesondere in einem Kraftfahrzeug zur Ansteuerung eines verstellbaren Teils (10), vorgeschlagen, wobei der Antrieb (M) durch wenigstens zwei Schalter (S1, S2, S3, S4), insbesondere Relais, in zwei Richtungen (L, R) zu betreiben und durch einen Leistungsschalter (T) anzusteuern ist, so daß der mittels wenigstens eines ersten Schalters (S1, S4) in eine erste Richtung (L) betriebene Antrieb (M) durch den Leistungsschalter (T) ausgeschaltet und dieser wenigstens eine erste Schalter (S1, S4) bei dem Ausschalten des Antriebs (M) nicht geschaltet, insbesondere nicht geöffnet bzw. gesperrt wird.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Ansteuern eines elektrischen Antriebs nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs

Am Markt sind Motoren als elektrischer Antrieb bekannt, die in zwei Drehrichtungen (Linkslauf, Rechtslauf) zu betreiben sind und die als Antrieb für zu verstellende Teile, beispielsweise Schiebehebedächer oder Fenster in einem Kraftfahrzeug, verwendet werden. Zur Ansteuerung eines solchen Motors wird bekannterweise eine Vollbrückenschaltung mit vier Transistoren als Schalter verwendet, von denen jeweils zwei zur gleichen Zeit leitend geschaltet sind, um den Motor in jeweils eine Drehrichtung zu bestromen. Andere Schaltungen umfassen beispielsweise lediglich zwei Relais als Schalter zur Bestromung des Motors in zwei Drehrichtungen (DE-OS 33 05 770).

Weitere am Markt zur Kfz-Schiebedach-Steuerung bekannte Schaltungen weisen darüber hinaus im Massezweig einen Leistungsschalter auf, mit dem die Höhe und Dauer der Bestromung des Motors gesteuert wird. Beispielsweise wird der Leistungsschalter direkt oder mittels Pulsweltenmodulation durch ein Steuergerät angesteuert.

Bekannte Verfahren zum Ansteuern des Antriebs öffnen und sperren die Schalter jeweils beim Ausschalten und Einschalten des Motors für die eine oder andere Drehrichtung.

Wird beispielsweise der im Linkslauf betriebene Motor ausgeschaltet, dann werden alle Schalter und der Leistungsschalter gesperrt. Beim darauf folgenden Einschalten des Motors werden die der gewählten Drehrichtung entsprechenden Schalter betätigt und der Leistungsschalter durch das Steuergerät angesteuert. D.h., unabhängig davon, ob der Motor in einem Rechtslauf oder in einem Linkslauf angesteuert wird, d. h. reversiert oder in derselben Drehrichtung weiter betrieben ein- und ausgeschaltet wird, ergeben sich mindestens zwei Schaltvorgänge für das jeweilige Ein- und Ausschalten des Motors und zwar je einen am Leistungsschalter und an den Drehrichtungsschaltern.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß Schaltvorgänge für den jeweiligen Drehrichtungsschalter beim Ausschalten des Antriebs durch einen Leistungsschalter nicht durchgeführt werden. Die Gesamtzahl der Schaltvorgänge der Schalter über die Lebensdauer wird daher reduziert bzw. die Lebensdauer der Schalter erhöht.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.

Ein besonderer Vorteil ergibt sich beim Aus- und anschließendem Einschalten in die gleiche Drehrichtung, da keiner der Drehrichtungsschalter seinen Schaltzustand ändert. Die Schalter werden nur dann geschaltet, wenn die Drehrichtung des Motors reversiert wird.

Dadurch, daß die Schalter beim Ausschalten des Antriebs nicht ihren Schaltzustand ändern, werden die vom Fahrer des Kraftfahrzeugs als störend empfundenen Relais-Klappgeräusche beim Stoppen und Starten des Motors vorteilhaft verhindert.

Ebenso verhindert werden die Überspannungsspitzen beim Schalten der Relais, da diese nicht unter Last geschaltet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt nunmehr den Einsatz von kostengünstigen Schaltern, da die Anforderungen an die Anzahl der Schaltzyklen geringer angesetzt werden können.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine erste Vorrichtung mit zwei Schaltern zum Ansteuern eines elektrischen Antriebs nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, Fig. 2 eine Vollbrückenschaltung mit vier Schaltern als zweite Vorrichtung zum Ansteuern eines elektrischen Antriebs nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und Fig. 3 eine Darstellung der Schaltzustände der Schalter der ersten und zweiten Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt als elektrischen Antrieb einen reversierbaren Elektromotor M, dessen Drehrichtung über die Schaltzustände zweier Relais S1, S2, angesteuert wird. Die Relais S1 und S2 können die Schaltzustände 0 und 1 annehmen, wobei je ein Anschluß des Motors M über das jeweilige Relais S1, S2 im Zustand 0 auf Masse bzw. im Zustand 1 auf Batteriespannung Ub gelegt wird. Im Massezweig befindet sich ein durch eine Steuerschaltung 20 in Zustände 0 (gesperrt) und 1 (leitend) geschalteter Leistungstransistor T. Der Motor M treibt ein zu verstellendes Teil 10 an, beispielsweise ein Schiebehebedach eines Kraftfahrzeuges oder einen elektrischen Fensterheber.

Die Bestromung des Motors M erfolgt über die Ansteuerung des Leistungstransistors T, der durch die Steuerschaltung 20 entweder über Pulsweitenmodulation oder direkt angesteuert wird. Eine Drehrichtung des Motors M, beispielsweise Linkslauf L, wird über den Schaltzustand 1 des Relais S1 und den Schaltzustand 0 des Relais S2 gemäß Fig. 1 eingestellt. Bei umgekehrter Drehrichtung, beispielsweise Rechtslauf R, kehren sich die Zustände 0 und 1 der Relais S1, S2 um.

Fig. 2 zeigt eine zweite Vorrichtung zur Ansteuerung des Motors M mit einer Vollbrückenschaltung bestehend aus vier Transistoren S1, S2, S3, S4. Zur Ansteuerung des Motors M wird der Leistungstransistor T in der Masseleitung durch die Steuerschaltung 20 pulsweitenmoduliert oder direkt angesteuert. Die Drehrichtung des Motors M, beispielsweise Linksdrehung L, wird durch leitende Transistoren S1 und S4 (Schaltzustand 1) und durch gesperrte Transistoren S2, S3 (Schaltzustand 0) gemäß Fig. 2 eingestellt. Bei Drehrichtungsumkehr kehren sich die Schaltzustände 0 und 1 aller vier Transistoren jeweils um.

Fig. 3 zeigt die Schaltzustände 0 und 1 des Leistungstransistors T, sowie der zwei bzw. vier Schalter S1, S2, S3, S4 der Vorrichtungen gemäß Fig. 1 bzw. 2. Dargestellt sind Schaltzustände für Links- bzw. Rechtslauf L, R sowie ausgeschaltetem Motor M.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand Fig. 3 beschrieben. Zum Zeitpunkt t0 befinden sich die Schalter S1 bis S4 im Grundzustand 0. Für den Linkslauf L des Motors M wird das Relais S1 bzw. die Transistoren S1, S4 zum Zeitpunkt t0 in den Zustand 1 geschaltet. Unmittelbar darauf wird der Leistungstransistor T zur Bestromung des Motors M durch die Steuerschaltung 20 ebenfalls eingeschaltet. Am Motor M liegt dann eine Spannung derart an, daß dieser sich im Linkslauf L bewegt und das zu verstellende Teil 10 entsprechend seiner Drehrichtung über ein gestrichelt angedeutetes Getriebe verstellt, beispielsweise das Schiebehebedach 10 öffnet.

Im vorliegenden Beispiel wird das Schiebehebedach 10 lediglich zur Hälfte geöffnet. Die Position ist zum Zeitpunkt t1 erreicht, so daß der Leistungstransitor T über das Steuergerät 20 ausgeschaltet und die Stromzufuhr zum Motor M unterbrochen wird. Die Relais bzw. Transistoren S1 bis S4 verbleiben nun erfindungsgemäß in ihrem jeweiligen aktuellen Schaltzustand 1 bzw. 0.

Zum Zeitpunkt t2 wird das Schiebehebedach 10 betätigt, um dieses vollständig zu öffnen. Der Motor wird demzufolge über den Leistungstransistor T eingeschaltet und weiterhin im Linkslauf L bestromt. Keiner der Schalter S1 bis S4 hat seinen Schaltzustand seit dem Zeitpunkt t0 verändert.

Zum Zeitpunkt t3 befindet sich das Schiebehebedach 10 in einem vollständig geöffneten Zustand, so daß, wie bereits zum Zeitpunkt t1 erläutert, lediglich der Motor M über den Leistungsschalter T ausgeschaltet wird.

Zum Zeitpunkt t4 wird das Schiebedach betätigt, um dieses zu schließen, so daß der Motor M nunmehr im Rechtslauf R anzutreiben ist. Dafür werden die Schaltzustände der Schalter S1 bis S4 reversiert und erfindungsgemäß unmittelbar darauf der Motor M durch Einschalten des Leistungstransistors T bestromt.

Beim Ausschalten des Motors zum Zeitpunkt t5 bleiben die Schaltzustände der Schalter S1 bis S4 erfindungsgemäß unverändert.

Gemäß Fig. 3 ist nunmehr ersichtlich, daß aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens die Schalthäufigkeit jedes Schalters S1 bis S4 reduziert ist. Insbesondere entfallen die Schaltungen bei Bestromung des Motors in derselben Richtung. Bei Drehrichtungsumkehr werden die Schalter S1 bis S4 geschaltet, solange der Leistungstransistor T noch gesperrt ist.

Als zu verstellendes Teil 10 können weitere Einrichtungen innerhalb oder außerhalb des Kraftfahrzeugs verwendet werden, wie z. B. Kopfstützen, Fahrzeugsitze, Heckspoiler oder dergleichen.

Claims

1. Verfahren zum Ansteuern eines elektrischen Antriebs (M), insbesondere in einem Kraftfahrzeug zur Ansteuerung eines verstellbaren Teils (10), wobei der elektrische Antrieb (M) durch wenigstens zwei ansteuerbare Schalter (S1, S2, S3, S4), insbesondere Relaisschalter, in zwei Richtungen (L, R) umschaltbar zu betreiben und durch einen Leistungsschalter (T) ein- und auszuschalten oder anzusteuern ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mittels wenigstens eines ersten Schalters (S1, S4) in eine erste Richtung (L) betriebene elektrische Antrieb (M) zunächst nur durch den Leistungsschalter (T) ausgeschaltet und dieser wenigstens eine erste Schalter (S1, S4) beim Ausschalten des elektrischen Antriebs (M) nicht geschaltet, insbesondere nicht geöffnet bzw. gesperrt, wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Leistungsschalter (T) ausgeschaltete elektrische Antrieb (M) zum Betreiben in derselben ersten Richtung (L) wieder durch den Leistungsschalter (T) bei unverändertem Schaltzustand des wenigstens einen ersten Schalters (S1, S4) eingeschaltet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betreiben des durch den Leistungsschalter (T) ausgeschalteten elektrischen Antriebs (M) in der zweiten Richtung (R) der Schaltzustand (0, 1) der wenigstens zwei ansteuerbaren Schalter (S1, S2, S3, S4) umgekehrt und der Leistungsschalter (T) eingeschaltet wird.

4. Verfahren zum Ansteuern eines elektrischen Antriebs (M), insbesondere in einem Kraftfahrzeug zur Ansteuerung eines verstellbaren Teils (10), wobei der elektrische Antrieb (M) durch wenigstens zwei ansteuerbare Schalter (S1, S2, S3, S4), insbesondere Relaisschalter, in zwei Richtungen (L, R) umschaltbar zu betreiben und durch einen Leistungsschalter (T) ein- und auszuschalten oder anzusteuern ist, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abschalten des in der einen Richtung betriebenen Antriebs (M) die die Drehrichtung bestimmenden Schalter (S1, S2, S3, S4) ihren Schaltzustand (0, 1) beim Sperren des Leistungsschalter (T) unverändert beibehalten und nur bei einer anschließenden Richtungsumkehr mit dem Leistungschalter (T) gemeinsam umgesteuert werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Richtungsumkehr zunächst die Schalter (S1, S2, S3, S4) entsprechend der gewählten Richtung stromlos ein- bzw. umgeschaltet werden, und anschließend der Leistungsschalter (T) leitend gesteuert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Antrieb (M) ein Schiebedach, insbesondere Schiebe-Hebe-Dach, als verstellbares Teil (10) angetrieben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Antrieb (M) ein elektrischer Fensterheber als verstellbares Teil (10) angetrieben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Antrieb (M) Kopfstützen, Antennen, Heckspoiler, Fahrzeugsitze oder dergleichen als verstellbares Teil (10) angetrieben werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsschalter (T) durch eine Steuerschaltung (20) mittels Pulsweitenmodulation oder direkt angesteuert wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (M) durch Schaltung von zwei Relais als Schalter (S1, S2) in zwei Richtungen (L, R) angesteuert wird.