DE4138194A1 - Verfahren und vorrichtung zur erfassung der position und bewegungsrichtung translatorisch und/oder rotatorisch bewegter aggregate - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Position und Bewegungsrichtung translatorisch und/oder rotatorisch bewegter Teile eines Aggregates nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der DE 30 34 118 C2 ist ein Verfahren zur elektro­ nischen Überwachung des Öffnungs- und Schließvorganges von elektrisch betriebenen Aggregaten, insbesondere von Fensterhebern und Schiebedächern in Kraftfahrzeu­ gen, bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird die Geschwindigkeit eines an ein gleichspannungsgespeistes Bordnetz angeschlossenen elektrischen Stellorgans des Aggregates gemessen und aus dem erhaltenen Meßwert ein Grenzwert gebildet, der anschließend mit allen nach­ folgenden Meßwerten verglichen wird.

In dem Grenzwert sind die momentanen, sich über die Betriebszeit des Aggregates ändernden elektrischen und mechanischen Größen wie die Eigenerwärmung eines Fensterhebermotors, die Höhe der Batteriespannung und die Position der Fensterscheibe bei einem elektrischen Fensterheber als elektrisch betriebenes Aggregat sowie statische Gegebenheiten des Fensterhebersystems wie die Krümmung der Fensterscheibe berücksichtigt.

Die Verarbeitung und Aufnahme der Meßwerte erfolgt durch einen Mikrocomputer, der eine Speicher- und eine Vergleichsvorrichtung aufweist, mit denen beim Öff­ nungs- und Schließvorgang des Aggregates der zu durchlaufende Weg in drei Bereiche aufgeteilt wird. Beim Öffnungs- und Schließvorgang wird der zurückge­ legte Weg elektronisch erfaßt, während beim Schließ­ vorgang der Öffnungsweg mit dem jeweils zurückgelegten Schließweg verglichen wird. Innerhalb eines bestimmten Bereichs wird bei Auftreten eines Blockierzustandes des Aggregates das Stellorgan abgeschaltet, sobald ein zeitlicher Grenzwert erreicht wird.

Die Geschwindigkeitsmessung wird bei dem bekannten Verfahren mittels einer Lochscheibe und lichtelektri­ schen Elementen oder ähnlicher Sensorelemente, die mit dem Aggregat verbunden sind, durchgeführt.

Zur Durchführung des bekannten Verfahrens sind zur Erfassung der Position und Bewegungsrichtung der bewegten Teile des Aggregates somit mindestens zwei Sensoren erforderlich. Um eine möglichst genaue Positionsangabe zu erzielen, muß ein hochgenaues Sensorsystem vorgesehen werden, das eine Umdrehung des Fensterhebermotors in mehrere Teilbereiche unterteilt, so daß insgesamt eine aufwendige und damit in der Herstellung teure Sensoreinrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen werden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung der Position und Bewegungsrichtung transla­ torisch und/oder rotatorisch bewegter Teile eines Aggregates der eingangs genannten Gattung anzugeben, die bei hohem Auflösungsvermögen der Positions- und Bewegungsrichtungserkennung nur eine Sensoreinrichtung erforderlich machen und somit einen geringen Herstel­ lungsaufwand erfordern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kenn­ zeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht sowohl eine Positions- als auch eine Bewegungsrichtungserkennung mit nur einem Sensor, der bewegungsproportionale Impulse abgibt, während eine Erfassung der Bewegungs­ richtung unmittelbar an den Klemmen des Antriebsaggre­ gates vorgenommen wird, so daß die gewonnen elektri­ schen Signale direkt weiterverarbeitet werden können.

Die Erfassung der Klemmenspannung oder des Kurzschluß­ stromes des Elektromotors ermöglicht es, aus der Polarität der Klemmenspannung oder des Kurzschlußstro­ mes nach Verklingen der transienten, induktiven Übergangsschwingung die Drehrichtung des Elektromotors festzustellen. Eine derartige Maßnahme erweist sich besonders dann als kostengünstig, wenn der Strom oder die Spannung des Elektromotors aus anderen Applikati­ onsgründen, beispielsweise für einen Überstromschutz oder eine Leistungserfassung ohnehin gemessen wird.

Durch die Erfassung der Welligkeit des Motorstromes, die durch die Kommutierung zwischen den verschiedenen Motorwicklungen verursacht wird, kann die Bewegungs­ messung sehr fein unterteilt werden, so daß eine hochgenaue Auflösung möglich ist, ohne daß eine hochgenaue, beispielsweise mit der Motorwelle verbun­ dene Sensoreinrichtung erforderlich ist.

Die elektronische Korrektur der durch die Welligkeit des Motorstroms gewonnenen Sensorsignale gewährlei­ stet, daß ausfallende Welligkeitsimpulse die Genauig­ keit der Messung nur innerhalb einer Umdrehung des mit dem Elektromotor verbundenen Impulsgebers berühren, da der Impulsgeber einmal pro Umdrehung die exakte Position des Elektromotors festlegt.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen Elektromotor, der einer­ seits mit einem beweglichen Aggregatteil und anderer­ seits mit einer an eine Spannungsquelle angeschlosse­ nen Steuereinrichtung verbunden ist, einen mit dem Elektromotor und/oder dem beweglichen Aggregatteil verbundenen Impulsgeber, und einen mit den Anschluß­ klemmen des Elektromotors verbundenen Klemmenspan­ nungs- und/oder Stromsensor.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen die Welligkeit des Motorstro­ mes erfassenden Stromsensor enthält, dessen Ausgang mit einem Impulsbildner verbunden ist, der der Motor­ stromwelligkeit entsprechende Impulse abgibt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Korrektureinrichtung enthält, die die vom Impulsgeber abgegebenen, der Bewegung des beweglichen Aggregatteils oder der Umdrehung des Elektromotors proportionalen Impulse mit den vom Impulsbildner abgegebenen, der Motorstromwel­ ligkeit entsprechenden Impulsen vergleicht und letzte­ re in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Bewegungs­ länge des beweglichen Aggregatteils oder Winkelstel­ lung des Elektromotors korrigiert.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsge­ mäßen Lösung besteht die Speiseschaltung aus einer H-Brückenschaltung mit vier Feldeffekttransistoren, von denen jeweils zwei Feldeffekttransistoren mit ihren Drain- oder Sourceanschlüssen miteinander verbunden und an die Spannungsquelle bzw. Massepotential ange­ schlossen sind, während die verbleibenden Drain- bzw. Sourceanschlüsse mit dem Drain- oder Sourceanschluß des in Reihe geschalteten Feldeffektstransistors verbunden sind, wobei der Elektromotor an die Verbin­ dung der in Reihe geschalteten Feldeffekttransistoren angeschlossen ist, die Gateanschlüsse der vier Feldef­ fekttransistoren mit dem Ausgang der Steuerschaltung verbunden sind und zwei parallelgeschaltete Feldef­ fekttransistoren als Sensor-Feldeffekttransistoren ausgebildet sind, deren Sensoranschlüsse mit den Eingängen einer die Feldeffekttransistoren ansteuern­ den Steuerschaltung verbunden sind.

Die Verwendung einer aus einer H-Brückenschaltung bestehenden Speiseschaltung mit vier Feldeffekttransi­ storen, von denen zwei Feldeffekttransistoren als Sensor-Feldeffekttransistoren ausgebildet sind, ermöglicht es, ohne zusätzlichen Aufwand die Speise­ schaltung als Sensorschaltung zu verwenden, die eine Anzeige über eine Drehrichtungsumkehr des Elektromo­ tors liefert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den verbleibenden Unteransprüchen gekennzeichnet. Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spieles soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Antriebs­ teile eines elektrischen Fensterhebers mit elektrischen Anschlüssen;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Speise- und Steu­ erschaltung für den Antrieb und die Erfas­ sung der Positions- und Bewegungsrichtung translatorisch und/oder rotatorisch beweg­ ter Aggregatteile und

Fig. 3 eine zeitliche Darstellung der Drehzahl des Stromes und der Ansteuersignale eines Elek­ tromotors zum Antrieb beispielsweise eines elektrischen Fensterhebers in Kraftfahrzeu­ gen.

Die schematische Darstellung in Fig. 1 zeigt einen als Gleichstrommotor ausgebildeten Elektromotor 1 mit einem Rotor 11 und einem Stator 12. Der Rotor 11 ist in an sich bekannter Weise mit einem Kommutator 13 versehen und mit einer Motorwelle 14 verbunden, die in diesem Ausführungsbeispiel als Teil eines Schneckenge­ triebes ausgebildet ist. Die Motorwelle 14 treibt die translatorisch oder rotatorisch bewegten Teile 2 eines Aggregates an, das beispielsweise aus dem Getriebe einer Fensterhebeeinrichtung für Kraftfahrzeuge bestehen kann. Diese setzt die rotatorische Bewegung in eine lineare bzw. translatorische Bewegung zum Anheben oder Absenken einer Fensterscheibe um.

Das Aggregatteil 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Impulsgeber 3 verbunden, der beispielsweise aus einem Hallsensor, einem elektro-optischen, induk­ tiven, kapazitiven, magnetischen oder mechanischen Sensor bestehen kann. Aufgrund der mechanischen Kopplung zwischen Motorwelle 14 und Aggregatteil 2 kann der Impulsgeber auch unmittelbar mit dem Elektro­ motor 1 bzw. der Motorwelle 14 verbunden sein. Dieser Impulsgeber 3 gibt für den Fall einer rotatorischen Bewegung des Aggregatteils 2 mindestens einen Impuls pro Umdrehung ab. Eine größere Impulszahl pro Umdrehung des Rotors 11 bzw. der Motorwelle 14 ist nicht erforderlich, liegt aber ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung.

Der Elektromotor 1 ist mit einem Akkumulator bzw. einer Batterie 4 zur Speisung des Elektromotors 1 sowie mit einem Steckanschluß 9 verbunden, der eine Verbindung zu einer Steuerschaltung 5 herstellt, die gleichzeitig eine Überwachungsschaltung für die Erfassung der Position und Bewegungsrichtung des Elektromotors 1 bzw. des Aggregatteils 2 enthält.

In einer alternativen Ausführungsform kann die Steuer­ schaltung 5 auch im Elektromotor 1 integriert sein, so daß die Steuerschaltung 5 und der Elektromotor 1 eine bauliche Einheit bilden.

Anstelle eines mindestens einen Impuls pro Umdrehung des Rotors 11 des Elektromotors 1 bzw. der Motorwelle 14 abgebenden elektro-optischen, magnetischen, induk­ tiven, kapazitiven oder mechanischen Sensors 3 kann ein entsprechender Sensor beispielsweise in der Bewegungsbahn der Fensterscheibe des elektrischen Fensterhebers angeordnet werden, der bei Zurücklegen einer vorgegebenen Strecke der Fensterscheibe einen Impuls abgibt, so daß aufgrund der starren mechani­ schen Kopplung zwischen Elektromotor 1 und bewegtem Aggregatteil 2 eine Relation zwischen zurückgelegtem Weg und Drehwinkel bzw. Umdrehung des Elektromotors hergestellt werden kann.

Der dem Elektromotor 1 zugeführte Motorstrom wird mittels der Steuereinrichtung 5 gesteuert, die in diesem Ausführungsbeispiel eine Speiseschaltung enthält, die an den Akkumulator bzw. an die Batterie 4 als Spannungsquelle angeschlossen ist. Die Steuerein­ richtung 5 ist vorzugsweise über eine Multiplexverbin­ dung mit einer Schalteinrichtung 10 verbunden, die einen oder mehrere Schalter aufweist, mit denen die Bewegung der bewegten Aggregatteile in der einen oder anderen Richtung eingestellt bzw. ausgelöst werden kann.

Zu diesem Zweck können die Schalter aus Kipp- oder Tastschaltern bestehen, die bei einmaliger Berührung die Bewegung der Aggregatteile bis zum Endanschlag in der einen oder anderen Richtung sowie nur dann eine Bewegung bewirken, solange der betreffende Schalter betätigt wird.

Die Steuereinrichtung 5 weist einen Klemmenspannungs- und/oder Kurzschlußstromsensor auf, dessen Anschluß­ leitungen mit den Anschlußklemmen des Elektromotors 1 verbunden sind bzw. in einer Anschlußleitung des Elektromotors 1 liegen. Zur Kurzschlußstromerfassung kann in der Anschlußleitung ein Widerstand angeordnet werden, an dem der Spannungsabfall abgetastet und zur Erfassung des Motorstromes und damit des Kurzschluß­ stromes an den Kurzschlußstromsensor der Steuerrich­ tung 5 abgegeben wird.

Zusätzlich weist die Steuerrichtung 5 einen Impuls­ bildner auf, mit dessen Hilfe die Motorstromwelligkeit erfaßt und wiedergegeben wird. Die Motorstromwellig­ keit wird durch die Kommutierung zwischen den einzel­ nen Motorwicklungen verursacht und ermöglicht damit eine Unterteilung einer Umdrehung des Rotors 11 des Elektromotors 1 in eine der Anzahl Kommutierungen entsprechende Anzahl Teilumdrehungen, so daß bei­ spielsweise bei zwölf Segmenten des Kommutators 13 zwölf Welligkeitsimpulse gezählt werden. Damit läßt sich ohne zusätzlichen Aufwand an Sensoren die Auflö­ sung der Bewegung der bewegten Aggregatteile erhöhen, so daß keine zusätzlichen Sensorelemente mit einer entsprechend hohen Präzision und in Folge davon höheren Kosten erforderlich sind.

Durch eine in der Steuereinrichtung 5 angeordnete Vergleichseinrichtung kann ein ständiger Vergleich zwischen den im Impulsbildner abgegebenen Welligkeits­ impulsen und den vom Impulsgeber 3 abgegebenen, einer Motorumdrehung entsprechenden Impulsen durchgeführt werden. Gehen daher vom Impulsbildner abgegebene Welligkeitsimpulse verloren, beispielsweise infolge einer Überbrückung zwischen zwei Kommutatorsegmenten oder aufgrund mangelhafter Ausbildung eines entspre­ chenden Sensorimpulses, so berührt dies lediglich die Genauigkeit innerhalb einer Umdrehung des Elektromo­ tors 1.

Werden beispielsweise bei zwölf Kommutatorsegmenten nur elf Impulse pro Umdrehung des Rotors 11 des Elektromotors 1 erfaßt, so bedeutet dies lediglich eine geringfügigere Reduzierung der Auflösung der Bewegung des Rotors 11 innerhalb einer Umdrehung. Durch eine entsprechende Korrektureinrichtung kann entweder der fehlende Impuls ausgeglichen oder eine geringfügig geringere Auflösungsgenauigkeit hingenom­ men werden.

Am Beispiel eines Fensterhebeantriebs für einen elektrischen Fensterheber in einem Kraftfahrzeug soll nachstehend die Erfassung der Postition und Bewegungs­ richtung der bewegten Aggregatteile näher erläutert werden.

Nach Vorgabe eines Steuerbefehls an der Schalteinrich­ tung 10 wird dem Elektromotor 1 gesteuert von der Steuereinrichtung 5 ein Motorstrom zugeführt, so daß der Rotor 11 des Elektromotors 1 und damit die Motor­ welle 14 in der gewünschten Drehrichtung betrieben wird. Während der Drehung des Rotors 11 des Elektromo­ tors 1 bzw. der Motorwelle 14 und damit des bewegten Aggregatteils 2 wird mindestens ein Impuls pro Umdrehung vom Impulsgeber 3 an die Steuereinrichtung 5 abgegeben. Gleichzeitig werden der Motorstromwellig­ keit entsprechende Impulse abgegeben und gegebenen­ falls eine Korrektur der Welligkeitsimpulse vorgenom­ men, falls die Anzahl der Welligkeitsimpulse pro Umdrehung nicht der vorgegebenen Anzahl entspricht.

Infolge der Welligkeitsimpulse läßt sich die Umdrehung der Motorwelle 14 in entsprechende Winkelgrade unter­ teilen, so daß der mit den bewegten Aggregatteilen 2 verbundene lineare Antrieb des elektrischen Fensterhe­ bers in entsprechende Teilbewegungen umgesetzt und erfaßt wird.

Bei einer an der Schalteinrichtung 10 eingestellten Unterbrechung der Drehbewegung oder aufgrund einer externen Störung, beispielsweise durch Einklemmen eines Gegenstandes zwischen der Oberkante der nach oben bewegten Fensterscheibe und dem Türrahmen, die ebenfalls zu einem Abbremsen des Rotors 11 des Elek­ tromotors 1 führt, wird der Kurzschlußstrom bzw. die an den Motorklemmen anliegende Klemmenspannung mittels der Steuereinrichtung 5 erfaßt und deren Polarität bestimmt. Die jeweils ermittelte Polarität des Kurz­ schlußstromes bzw. der Klemmenspannung bestimmt nach Abklingen des transienten Übergangs die vorangegangene Drehrichtung des Elektromotors 1.

Auf diese Weise kann ebenfalls auf einen zweiten Sensor verzichtet werden, mit dessen Hilfe die Erfas­ sung einer Drehrichtung eines Elektromotors nur möglich ist. Damit ist eine qualitative Bewegungsana­ lyse im Stillstand des Elektromotors 1 möglich, ohne daß von kostenaufwendigen Sensoreinrichtungen Gebrauch gemacht werden muß.

Fig. 2 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild zur Steue­ rung sowie Erfassung der Positions- und Bewegungsrich­ tung eines Elektromotors 1, der über eine mechanische Verbindung mit einem translatorisch oder rotatorisch bewegten Teil eines Aggregates 2 verbunden ist.

Die Steuer- und Überwachungsschaltung umfaßt eine Speiseschaltung 6, eine Steuerschaltung 51 und einen Mikrocomputer 50, der Steuersignale über eine Leitung 54 zur Steuerschaltung 51 zur Ansteuerung der Speise­ schaltung 6 für den Elektromotor 1 abgibt und Sensor­ signale über die Steuerschaltung 51 und eine Leitungs­ verbindung 55 empfängt. Der Mikrocomputer 50 ist mit einer Schalteinrichtung 10 verbunden, die entsprechend dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere Kipp- oder Sensorschalter zum Einstellen einer gewünschten Bewegung des Elektromotors 1 aufweist.

Der Elektromotor 1 ist mit einem Impulsgeber 3 verbun­ den, der beispielsweise pro Umdrehung des Rotors des Elektromotors 1 einen Impuls an den Mikrocomputer 50 abgibt. Zusätzlich ist in einer Anschlußleitung des Elektromotors 1 eine Sensoreinrichtung 80 angeordnet, der über einen Impulsbildner 8 ebenfalls mit dem Mikrocomputer 50 verbunden ist, wobei diese Sensorein­ richtung wahlweise vorgesehen werden kann.

Die Speiseschaltung 6 besteht aus vier in einer H-Brückenschaltung angeordneten Feldeffekttransistoren 61, 62, 63, 64 von denen zwei Feldeffekttransistoren, nämlich die Feldeffekttransistoren 61 und 62 als Sensor-Feldeffekttransistoren mit einem zusätzlichen Sensoranschluß ausgebildet sind. Der Sensoranschluß dieser Feldeffekttransistoren 61, 62 gibt über die Leitungen 71, 72 eine dem Motorstrom proportionale Signalspannung an den Impulsbildner 8 ab, die einen Bruchteil des durch den betreffenden Sensor-Feldef­ fekttransistor 61, 62 fließenden Motor- bzw. Laststro­ mes ist.

Die Drain- bzw. Sourceanschlüsse der beiden Sensor-Feld­ effekttransistoren 61, 62 sind miteinander verbun­ den und an den positiven Pol einer Spannungsquelle Ub angeschlossen, während die Source- bzw. Drainanschlüs­ se der beiden verbleibenden Feldeffekttransistoren 63, 64 an Null- oder Massepotential angeschlossen sind.

Die Verbindungen der Leistungsanschlüsse der Sensor-Feld­ effekttransistoren 61, 62 einerseits und der verbleibenden Feldeffekttransistoren 63, 64 anderer­ seits sind mit den Motorklemmen des Elektromotors 1 verbunden. Sämtliche Steuer- und Sensor-Anschlüsse der Feldeffekttransistoren 61, 62, 63, 64 sind über Leitungen 71 bis 76 mit der Steuerschaltung 51 verbun­ den, die in Abhängigkeit von den über die Leitung 54 vom Mikrocomputer empfangenen Steuersignalen die Feldeffekttransistoren 61 bis 64 ansteuert bzw. die von den Sensoranschlüssen der Sensor-Feldeldeffekt­ transistoren 61, 62 empfangenen Sensorsignale über die Leitungsverbindung 55 an den Mikrocomputer 50 abgibt.

In der Leitungsverbindung 55 ist ein Filter 52 und ein Komparator 53 angeordnet, mit deren Hilfe der Strom des Elektromotors 1 bzw. die vorangegangene Bewegungs­ richtung des Elektromotors 1 erfaßt wird.

Zum Abbremsen des Elektromotors 1 werden die Feldef­ fekttransistoren 61, 62 eingeschaltet, so daß der Elektromotor 1 elektrisch gebremst wird. Die im Elektromotor 1 gespeicherte Energie bewirkt einen Stromanstieg durch die Sensor-Feldeffekttransistoren 61, 62, was sich in einem entsprechenden Anstieg des über die Sensoranschlüsse dieser Sensor -Feldeffekt­ transistoren 61, 62 erfaßten Stromes auswirkt. Die mit den Sensoranschlüssen der Sensor-Feldeffekttransisto­ ren 61, 62 verbundene Steuerschaltung 51 empfängt die Stromsignale von den beiden Sensor-Feldeffekttransi­ storen 61, 62 und wandelt sie in ein Spannungssignal um, das Summe der positiven Ströme, d. h. der vom Drain- zum Source-Anschluß fließenden Ströme durch die beiden Sensor-Feldeffekttransistoren 61, 62 ent­ spricht.

Diese Spannung wird mittels des Filters 52 gefiltert und mit einer Referenzspannung Vref im Komparator 53 verglichen, die einem Stromfluß Null bzw. nahezu Null durch die Sensor-Feldeffekttransistoren 61, 62 ent­ spricht. Durch Erfassen des Null-Stromes wird somit angegeben, wann der Motor seine vorangegangene Dreh­ richtung beendet hat.

Zur Erfassung der Bewegungsrichtung des Elektromotors 1 kann alternativ oder in Ergänzung hierzu die mit den Motorklemmen des Elektromotors 1 verbundene Sensorein­ richtung 80 in Verbindung mit dem Impulsbildner 8 verwendet werden, mit denen die Klemmenspannung bzw. der Kurzschlußstrom des Elektromotors 1 erfaßt wird. Die jeweilige Polarität des Kurzschlußstromes bzw. der Klemmenspannung vor Erreichen des Stillstandes des Elektromotors 1 ergibt dabei die dem Stillstand des Elektromotors 1 vorangegangene Bewegungsrichtung.

Fig. 3 zeigt die Drehzahl, den Motorstrom und die Ansteuerimpulse für die Feldeffekttransistoren 61 bis 64 gemäß Fig. 2 zur Speisung des Elektromotors 1 über der Zeit bei Anwendung unterschiedlicher Verfahren zum Abbremsen des Elektromotors 1.

Die gestrichelte Darstellung zeigt die Drehzahlver­ ringerung des Elektromotors 1 bei nichtgebremstem Elektromotor, während die durchgezogene Linie den Drehzahl-, Motorstrom- und Steuerimpulsverlauf bei aktiv gebremstem Elektromotor zeigt. Wird beim Abbrem­ sen des Elektromotors 1 die Drehrichtung des Elektro­ motors 1 reversiert, so ergibt sich ein strichpunk­ tiert dargestellter Verlauf der Drehzahl, des Motor­ stroms und der Ansteuerimpulse für die Feldeffekttran­ sistoren.

Zum Zeitpunkt t0 wird bei einem Bremsverfahren der Bremsvorgang eingeleitet, Zeitraum zwischen t0 und t1 klingt der induktive Strom im Elektromotor 1 aufgrund des Freilaufs in der H-Brückenschaltung ab, wobei die Motordrehzahl und Drehrichtung des Elektromotors 1 in diesem Zeitintervall als konstant angesehen wird. Zum Zeitpunkt t1 wird die Drehrichtung des Elektromotors 1 über die H-Brückenschaltung reversiert, indem die Feldeffekttransistoren 63 und 62 eingeschaltet werden.

Zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 bzw. t1 und t3 wird eine lineare Verzögerung bzw. Beschleunigung in der entgegengesetzten Richtung angenommen und zu diesem Zeitpunkt die mittels des Impulsgebers 3 ebenfalls in Verbindung mit der Motorstromwelligkeit erfaßten Positionsimpulse in einem Speicher des Microcomputers 50 gemäß Fig. 2 abgelegt, da von diesem Zeitpunkt an entweder die andere Drehrichtung des Elektromotors 1 bei Reversieren des Motors (strichpunktierte Linie) eingenommen bzw. der Motor stillgesetzt wird (durchge­ zogene Linie).

Jenachdem ob der Motor somit aktiv gebremst oder reversiert wurde, kann beginnend vom Zeitpunkt t2 bzw. t3 eine erneute Zählung der Sensorimpulse vorgenommen werden, die vom Impulsgeber 3 bzw. mittels der Motor­ stromwelligkeit erfaßt werden.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausfüh­ rungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen. Insbesondere beschränkt sich die Ausführung nicht auf die Realisierung mit diskreten logischen Baugruppen sondern läßt sich vorteilhaft auch mit programmierter Logik - vorzugsweise unter Verwendung eines Microprozessors - realisieren.

Claims (8)

1. Verfahren zur Erfassung der Position und Bewe­ gungsrichtung translatorisch oder rotatorisch bewegter Teile eines Aggregates, das einen über eine Speise­ schaltung mit einer Spannungsquelle verbundenen Elektromotor enthält, mit einem Impulsgeber, der mit dem Elektromotor und/oder den bewegten Aggregatteilen verbunden ist und bewegungsproportionale Impulse an eine die Speiseschaltung ansteuernde Steuereinrichtung abgibt, insbesondere für Fensterheber und Schiebedä­ cher in Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die Klemmenspannung und/oder der Motorstrom des Elektromotors (1) sowie die Welligkeit des Motorstroms des Elektromotors (l) erfaßt und der Steuereinrichtung (5) zugeführt werden und daß die Steuereinrichtung (5) die vom Impulsgeber (3) abgege­ benen Impulse mit den einer Umdrehung des Elektromo­ tors (1) entsprechenden Welligkeitsimpulsen vergleicht und bei Abweichungen die den Welligkeitsimpulsen entsprechenden Weglängen oder Winkelstellungen korri­ giert.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Elektromotor (1), der einerseits mit einem beweglichen Aggregatteil (2) und andererseits mit einer an eine Speisespannungsquelle (4) angeschlosse­ nen Steuereinrichtung (5) verbunden ist, eine mit dem Elektromotor (1) und/oder den beweglichen Aggragat­ teilen (2) verbundenen Impulsgeber (3) und einen mit den Anschlußklemmen des Elektromotors (1) verbundenen Klemmenspannungs- und/oder Motorstromsensor.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (5) einen die Welligkeit des Motorstromes erfassenden Stromsensor (80) enthält, dessen Ausgang mit einem Impulsbildner (8) verbunden ist, der der Motorstromwelligkeit entsprechende Impulse abgibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (5) eine Korrektureinrich­ tung enthält, die die vom Impulsgeber (3) abgegebenen, der Bewegung des beweglichen Aggregatteils (2) oder Umdrehung des Elektromotors (1) proportionalen Impulse mit den vom Impulsbildner (8) abgegebenen, der Motor­ stromwelligkeit entsprechenden Impulsen vergleicht und letzteren Abhängigkeit von einer vorgegebenen Bewe­ gungslänge des beweglichen Aggregatteils (2) oder Winkelstellung des Elektromotors (1) korrigiert.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseschaltung (6) aus einer H-Brückenschal­ tung mit vier Feldeffekttransistoren (61 bis 64) besteht, von denen jeweils zwei Feldeffekttransistoren (61, 63 bzw. 62, 64) mit ihren Drain- oder Sourcean­ schlüssen verbunden und an die Spannungsquelle (Ub) bzw. Massepotential angeschlossen sind, während die verbleibenden Drain- bzw. Sourceanschlüsse mit dem Drain- oder Sourceanschluß des in Reihe geschalteten Feldeffekttransistors (61, 63 bzw. 62, 64) verbunden sind, daß der Elektromotor (1) an die Verbindung der in Reihe geschalteten Feldeffekttransistoren (61, 63 bzw. 63, 64) angeschlossen, daß die Gateanschlüsse der vier Feldeffekttransistoren (61 bis 64) mit dem Ausgang der Steuerschaltung (51) verbunden sind und daß zwei parallel geschaltete Feldeffekttransistoren als Sensor-Feldeffekttransistoren (61, 63) ausgebildet sind, deren Sensoranschlüsse mit den Eingängen der Steuerschaltung (51) verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (5) einen Microcomputer (50) enthält, der einerseits mit einer Schalteinrichtung (10) zum Einstellen der Positionsveränderung und Bewegungsrichtung des Elektromotors (1) bzw. der beweglichen Aggregatteile (2) und andererseits mit der Steuerschaltung (51) zur Ansteuerung der H- Brückenschaltung verbunden ist, und daß ein Eingang des Microcomputers (50) über einen Filter und einen Komparator, an den eine Referenzspannung angelegt ist, mit einem Sensorausgang der Steuerschaltung (51) verbunden ist, deren Sensoreingang mit den Sensoran­ schlüssen der Sensor-Feldeffekttransistoren (61, 62) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Microcomputer (50) zusätzlich mit dem Elektro­ motor (1) gekoppelten Impulsgeber (3) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber aus einem opto-elektrischen, induktiven, kapazitiven, mechanischen oder magneti­ schen Sensor besteht, der eine der Motorwelle des Elektromotors (1) gekoppelte Codierscheibe und Senso­ ren enthält.