DE10000532A1 - Circuit for controlling electric motor connects inputs of one power switching element to single supply pole whilst another's inputs are connected to two poles - Google Patents
Circuit for controlling electric motor connects inputs of one power switching element to single supply pole whilst another's inputs are connected to two polesInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung geht von einer elektrischen Schaltungsanordnung zur Steuerung eines in einem Kraftfahrzeug vorhandenen, elektromotorisch betriebenen Aggregates aus, wobei der ein Aggregateteil zwischen zwei Endpositionen verstellende Elektromotor über zwei durch ein von zwei manuell betätigbaren Schaltvorrichtungen zu beeinflussendes Steuergerät gesteuerte Leistungsschaltorgane in seiner einen oder anderen Drehrichtung betreibbar ist, und wobei in der Ausschaltstellung der beiden Leistungsschaltorgane die beiden Anschlüsse des Elektromotors über die zugehörigen Ausgänge der Leistungsschaltorgane an dem selben Pol (+/-) der Bordspannungsquelle liegen.The present invention is based on an electrical circuit arrangement for controlling an electric motor present in a motor vehicle operated unit, the one unit part between two Electric motor adjusting end positions via two by one of two manually Controllable control device to be actuated controlled switching devices Power switching elements can be operated in one or the other direction of rotation is, and the in the off position of the two power switching elements two connections of the electric motor via the associated outputs of the Power switching devices on the same pole (+/-) of the on-board voltage source lie.
Derartige Schaltungsanordnungen sind dazu vorgesehen, ein in einem Kraftfahrzeug vorhandenes, elektrisch betriebenes Aggregat - wie z. B. ein Fenster- bzw. Schiebedachverstellsystem - in einer den Anforderungen bzw. den gesetzlichen Vorschriften entsprechenden Art und Weise zu beeinflussen. Such circuit arrangements are provided, one in one Motor vehicle existing, electrically operated unit - such. B. a Window or sunroof adjustment system - in one of the requirements or to influence the legal regulations.
Eine solche elektrische Schaltungsanordnung ist z. B. durch die DE 31 35 888 C2 bekannt geworden. Bei diesem vorbekannten Gegenstand besteht das Problem, daß bei einem in der Schaltungsanordnung auftretenden Fehler - wie z. B. bei einer elektrischen Überbrückung eines Schaltungsteils - eine sogenannte "Gefahrenöffnung" nicht möglich ist, und zwar, weil durch die dort vorgesehenen Komponenten ein weiterer Betrieb des Elektromotors unterbunden wird.Such an electrical circuit arrangement is e.g. B. by DE 31 35 888 C2 known. This is the case with this previously known object Problem that with an error occurring in the circuit arrangement - such as B. with an electrical bridging of a circuit part - a so-called "danger opening" is not possible, because because of the there components provided further operation of the electric motor is prevented.
Diese Gefahrenöffnung ist insbesondere bei in Kraftfahrzeugen vorhandenen, elektromotorisch betriebenen Fenster- und Schiebedachverstellsystemen von besonderer Bedeutung z. B. dann, wenn ein Kraftfahrzeug durch Unachtsamkeit oder einen Unfall in ein Gewässer gerät, das so tief ist, daß ein Ausstieg der Insassen nur durch ein Fenster oder durch das Schiebedach möglich ist.This danger opening is particularly in the case of existing, window and sliding roof adjustment systems operated by an electric motor special meaning z. B. when a motor vehicle through Carelessness or an accident gets into a water that is so deep that a The occupants can only get out through a window or through the sunroof is possible.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art derart weiterzubilden, daß bei einer z. B. durch Salzwasser hervorgerufenen Überbrückung von Schaltungsteilen noch ein Betrieb des Elektromotors insbesondere in einer bevorzugten, nämlich das Öffnen der betreffenden Fahrzeugöffnung bewirkenden Drehrichtung möglich ist.The present invention is therefore based on the object Electrical circuit arrangement of the type mentioned above to further develop that at a z. B. caused by salt water Bridging circuit parts still an operation of the electric motor especially in a preferred one, namely opening the relevant one Direction of rotation causing vehicle opening is possible.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zumindest eines von zwei den Betrieb des Elektromotors in der einen oder anderen Richtung bewirkenden Leistungsschaltelementen unter Umgehung des Steuergeräts direkt über die zugeordnete Schaltvorrichtung aktivierbar ist, während das jeweils andere Leistungsschaltelement dadurch blockiert ist, daß seine beiden Eingänge zumindest dann, wenn das erstgenannte Leistungsschaltelement aktiviert ist, über eine Diode mit dem selben Pol der Bordspannungsquelle verbunden sind. According to the invention the object is achieved in that at least one of two the operation of the electric motor in one direction or the other effecting power switching elements bypassing the control unit can be activated directly via the associated switching device, while the each other power switching element is blocked in that its two Inputs at least when the first-mentioned power switching element is activated via a diode with the same pole of the on-board voltage source are connected.
Vorteilhaft bei einem solchen Aufbau einer elektrischen Schaltungsanordnung ist, daß nur ein relativ geringer Aufwand zur Realisierung einer derartigen Sicherheitsfunktion erforderlich ist.Advantageous in such a construction of an electrical circuit arrangement is that only a relatively small effort to implement such Security function is required.
Weitere besonders günstige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstands sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen:Further particularly favorable configurations of the invention Subject matter are specified in the subclaims and are based on of two exemplary embodiments shown in the drawing explained. Show:
Fig. 1: eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung Fig. 1 shows a first embodiment of the inventive circuit arrangement
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung Fig. 2 shows a second embodiment of the circuit arrangement according to the invention
Wie aus der Darstellung der ersten Ausführungsform in Fig. 1 zu sehen, ist bei dieser ein als Mikrocomputer ausgeführtes Steuergerät 4 eingangsseitig mit zwei Schaltvorrichtungen 2 und 3 sowie ausgangsseitig mit jeweils einem Eingang 5' und 6' zweier beispielsweise als elektromechanische Relais ausgeführter Leistungsschaltorgane 5 und 6 verbunden. Die Leistungsschaltorgane 5, 6 sind mit ihrem jeweils anderen Eingang 5", 6" mit dem positiven Pol (+) der Bordspannungsquelle und mit ihren Ausgängen 5*, 6* mit jeweils einem der Anschlüsse 1a und 1b des zur Verstellung z. B. eines Fahrzeugfensters oder -schiebedachs vorgesehenenen Elektromotors 1 verbunden. In der Ausschalt-, d. h. der Ruhestellung der beiden Leistungsschaltorgane 5, 6 sind die Anschlüsse 1a, 1b des Motors 1 über deren Ausgänge 5*, 6* mit dem mit Masse verbundenen negativen Pol (-) der Bordspannungsquelle verbunden. Die beiden Schaltvorrichtungen 2, 3 sind jeweils einer Drehrichtung des Motors 1 und somit der mit dieser verbundenen Bewegungsrichtung des Fensters bzw. Schiebedachs zugeordnet, wobei eine Betätigung der einen Schaltvorrichtung 2 ein Öffnen und eine Betätigung der anderen Schaltvorrichtung 3 ein Schließen der betreffenden Fahrzeugöffnung bewirkt. Bei Betätigung z. B. der letzgenannten Schaltvorrichtung 3 wird deren Schaltkontaktteil 3* mit dem Festkontaktteil 3" kontaktiert, wodurch der zugehörige Eingang 4" des Steuergeräts 4 intern mit dem negativen Pol (-) der Bordspannungsquelle verbunden wird. Dies bewirkt, daß der diesem Eingang 4" zugeordnete und mit dem einen Eingang 6' des ebenfalls zugeordneten Leistungsschaltorgans 6 verbundene Ausgang 4** durch das Steuergerät 4 ebenfalls mit dem negativen Pol (-) der Bordspannungsquelle verbunden wird. Dieses Leistungsschaltorgan 6 wird dadurch mit Strom beaufschlagt, so daß dessen Ausgang 6* umschaltet und den Anschluß 1b des Elektromotors 1 mit dem positiven Pol (+) der Bordspannungsquelle verbindet, worauf sich dieser zu drehen beginnt und das Fenster bzw. Schiebedach in Schließrichtung bewegt. Der Zustand des Ausgangs 4** des Steuergeräts 4 und somit die Motoraktivierung wird dabei entweder solange aufrecht erhalten, wie die Schaltvorrichtung 3 betätigt wird oder über eine im Steuergerät 4 implementierte Automatikfunktion bis zur vollständigen Schließung. Die Aktivierung der Automatikfunktion erfolgt dabei z. B. über einen, durch höhere Kraftbeaufschlagung der Schaltvorrichtung 3 kontaktierbaren, ebenfalls mit einem Eingang des Steuergeräts 4 verbundenen, weiteren Festkontakt 3a, oder über eine innerhalb des Steuergeräts 4 durchgeführte, zeitliche Auswertung der Dauer der Betätigung der Schaltvorrichtung 3.As can be seen from the illustration of the first embodiment in Fig. 1, a program executed by a microcomputer control unit 4 in this input side with two switching devices 2 and 3 and the output side with a respective input 5 'and 6' two executed for example as electro-mechanical relay power switching elements 5 and 6 connected. The power switching elements 5 , 6 are with their respective other input 5 ", 6 " with the positive pole (+) of the on-board voltage source and with their outputs 5 *, 6 * with one of the connections 1 a and 1 b each for adjustment z. B. a vehicle window or sliding roof provided electric motor 1 . In the off, ie the rest position of the two power switching elements 5 , 6 , the connections 1 a, 1 b of the motor 1 are connected via their outputs 5 *, 6 * to the negative pole (-) of the on-board voltage source connected to ground. The two switching devices 2 , 3 are each assigned a direction of rotation of the motor 1 and thus the direction of movement of the window or sunroof connected to it, actuation of one switching device 2 opening and actuation of the other switching device 3 closing the relevant vehicle opening. When actuating z. B. the latter switching device 3 , the switch contact part 3 * is contacted with the fixed contact part 3 ", whereby the associated input 4 " of the control device 4 is internally connected to the negative pole (-) of the on-board voltage source. This has the effect that the output 4 ** assigned to this input 4 "and connected to one input 6 'of the likewise assigned power switching element 6 is also connected by the control unit 4 to the negative pole (-) of the on-board voltage source. This power switching element 6 is thereby connected to current applied, so that its output 6 * switches and the port 1 b of the electric motor 1 to the positive pole (+) connects the on-board power source, after which it starts to rotate and moves the window or sliding roof in the closing direction. the state of the output 4 ** of the control device 4 and thus the motor activation is either maintained as long as the switching device 3 is actuated or via an automatic function implemented in the control device 4 until it closes completely, for example the activation of the automatic function by a higher one Force application of the switching device 3 contactable, also with an input of the control unit 4 connected, other fixed contact 3 a, or a temporal evaluation performed within the control device 4, the duration of the actuation of the switching device. 3
Der Öffnungsvorgang des Fensters bzw. Schiebedachs erfolgt bei Betätigung der einen Schaltvorrichtung 2 in analoger Weise zu dem gerade beschriebenen Schließvorgang, wobei sich die bisher beschriebene Funktionalität auf den Normalbetrieb bezieht.When the one switching device 2 is actuated, the opening process of the window or sunroof takes place in an analogous manner to the closing process just described, the functionality described so far relating to normal operation.
In diesem Normalbetrieb können die Befehle zum Öffnen oder Schließen des Fensters bzw. Schiebedachs statt von den beiden Schaltvorrichtungen 2, 3 z. B. auch von entfernt angeordneten, etwa über ein Bussystem mit dem Steuergerät 4 verbundenen, weiteren Schaltvorrichtungen oder Steuergeräten übermittelt werden.In this normal operation, the commands for opening or closing the window or sunroof can be z instead of the two switching devices 2 , 3 . B. also from remotely located, for example via a bus system connected to the control unit 4 , further switching devices or control devices.
Anders verhält es sich bei einem Notbetrieb, der z. B. dann erforderlich sein kann, wenn ein Fahrzeug etwa durch einen Unfall in ein salzhaltiges Gewässer eintaucht, wodurch i. a. ein sofortiges Versagen des Steuergeräts 4 verursacht ist. Um jetzt noch eine Notöffnung z. B. des Fensters vornehmen zu können, ist die eine Schaltvorrichtung 2 über eine bei Betätigung dieser Schaltvorrichtung in Durchlaßrichtung betriebene Bypass-Diode 10 direkt mit dem einen Eingang 5' des dieser zugeordneten Leistungsschaltorgans 5 verbunden, das somit bestromt werden kann und durch Umschalten seines Ausgangs 5* und des mit diesem verbundenen Motoranschlusses 1a vom negativen Pol (-) zum positiven Pol (+) der Bordspannungsquelle den Motor für die Öffnungsbewegung in Gang setzt. Gleichzeitig ist über den Ausgang 5* und eine Blockier-Diode 7 der Eingang 6' des der Schließbewegung zugeordneten Leistungsschaltorgans 6 mit dem mit seinem anderen Eingang 6" fest verbundenen positiven Pol (+) verbunden, so daß selbst bei einem Fehler dergestalt, daß ein Kurzschluß des Ausgangs 4** gegen Masse, d. h. mit dem negativen Pol (-) auftritt, ein Ansprechen des die Schließbewegung bewirkenden anderen Leistungsschaltorgans 6 wirksam verhindert ist.It is different with emergency operation, which, for. B. may be necessary if a vehicle is immersed in a salt water, for example, by an accident, which generally causes an immediate failure of the control unit 4 . To now an emergency opening z. B. to be able to make the window, the one switching device 2 is connected via a bypass diode 10 operated when this switching device is operated in the forward direction to the one input 5 'of the power switching element 5 assigned to it, which can thus be energized and by switching its output 5 * and the motor connection 1 a connected to it from the negative pole (-) to the positive pole (+) of the on-board voltage source sets the motor in motion for the opening movement. At the same time via the output 5 * and a blocking diode 7, the input 6 'of the closing movement of the associated power switching device 6 to the other to its input 6 "fixed to the positive pole (+) connected, so that even in such case of a fault that a Short circuit of the output 4 ** to ground, ie occurs with the negative pole (-), a response of the other power switching element 6 causing the closing movement is effectively prevented.
Bei der in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsform ist ebenfalls ein als Mikrocomputer ausgeführtes Steuergerät 4 eingangsseitig mit Schaltvorrichtungen 2 und 3 sowie ausgangsseitig mit jeweils einem Eingang 5' und 6' zweier Leistungsschaltorgane 5 und 6 verbunden. Die beiden Leistungsschaltorgane 5, 6 sind auch hier mit ihrem jeweils anderen Eingang 5", 6" mit dem positiven Pol (+) der Bordspannungsquelle und mit ihren Ausgängen 5*, 6* mit jeweils einem der Anschlüsse 1a, 1b des zur Verstellung z. B. eines Fahrzeugfensters oder -schiebedachs vorgesehenen Elektromotors 1 verbunden. In der Ruhestellung der Leistungsschaltorgane 5, 6 sind die Anschlüsse 1a, 1b über deren Ausgänge 5*, 6* mit dem positiven Pol (+) der Bordspannungsquelle verbunden. Die der mit der Öffnungs- bzw. Schließbewegung des Fensters bzw. Schiebedachs verbunden Drehrichtung des Motors zugeordneten Schaltvorrichtungen 2, 3 verfügen jeweils über weitere Festkontaktteile 2', 3' mit denen die Schaltkontaktteile 2*, 3* in ihrer Ruhestellung kontaktiert sind. Die Schaltkontaktteile 2*, 3* sind jeweils sowohl mit den Eingängen 4', 4" als auch mit den diesen zugeordneten Ausgängen 4*, 4** des Steuergeräts und somit auch mit den einen Eingängen 5', 6' der Leistungsschaltorgane 5, 6 verbunden. Die Festkontaktteile 2', 3' sind über Blockier-Dioden 7', 7" mit den Anschlüssen 1a, 1b des Elektromotors dergestalt verbunden, daß in der Ausschalt- bzw. Ruhestellung sowohl der Leistungsschaltorgane 5, 6 als auch der Schaltvorrichtungen 2, 3 die einen Eingänge 5', 6' der Leistungsschaltorgane 5, 6 mit dem mit ihren anderen Eingängen 5", 6" fest verbundenen positiven Pol (+) verbunden sind. Ein unbeabsichtigtes Ansprechen eines der beiden Leistungsschaltorgane 5, 6 und somit ein ungewolltes Anlaufen des Motors 1 durch eine z. B. durch Salzwassereinwirkung verursachte Fehlfunktion des Steuergeräts 4 ist durch diese Verbindung sicher verhindert.In the second embodiment shown in FIG. 2, a control device 4 designed as a microcomputer is likewise connected on the input side to switching devices 2 and 3 and on the output side to an input 5 ′ and 6 ′ of two power switching elements 5 and 6 . The two power switching elements 5 , 6 are also here with their respective other input 5 ", 6 " with the positive pole (+) of the on-board voltage source and with their outputs 5 *, 6 * with one of the connections 1 a, 1 b each for adjustment e.g. B. a vehicle window or sunroof provided electric motor 1 . In the rest position of the power switching elements 5 , 6 , the connections 1 a, 1 b are connected via their outputs 5 *, 6 * to the positive pole (+) of the on-board voltage source. The switching devices 2 , 3 assigned to the direction of rotation of the motor associated with the opening or closing movement of the window or sunroof each have further fixed contact parts 2 ', 3 ' with which the switching contact parts 2 *, 3 * are contacted in their rest position. The switch contact parts 2 *, 3 * are each with the inputs 4 ', 4 "as well as with the outputs 4 *, 4 ** of the control device assigned to them and thus also with the one inputs 5 ', 6 'of the power switching elements 5 , 6 The fixed contact parts 2 ', 3 ' are connected via blocking diodes 7 ', 7 "to the connections 1 a, 1 b of the electric motor in such a way that both the power switching elements 5 , 6 and the switching devices are in the switched-off or rest position 2, 3 the a inputs 5 ', 6' of the power switching elements 5, 6 are connected to the other inputs with their 5 ", 6" fixed to the positive pole (+) connected. An unintentional response of one of the two power switching elements 5 , 6 and thus an unwanted starting of the motor 1 by a z. B. caused by salt water malfunction of the control unit 4 is reliably prevented by this connection.
Bei Betätigung z. B. der Schaltvorrichtung 3 wird deren Schaltkontaktteil 3* von dem Festkontaktteil 3' getrennt und mit dem Festkontaktteil 3" verbunden, wodurch der Eingang 4" des Steuergeräts 4 sowie der eine Eingang 6' des diesem zugeordneten Leistungsschaltorgans 6 mit dem negativen Pol (-) der Bordspannungsquelle verbunden wird. Das Leistungsschaltorgan 6 wird dadurch mit Strom beaufschlagt, so daß dessen Ausgang 6* umschaltet und den Anschluß 1b des Elektromotors 1 mit dem negativen Pol (-) der Bordspannungsquelle verbindet. Der Motor beginnt sich daraufhin zu drehen und das Fenster bzw. Schiebedach in Schließrichtung zu bewegen. Unabhängig von der durch die direkte Verbindung des Eingangs 6' mit dem negativen Pol (-) bewirkten Bestromung des Leistungschaltorgans 6 kann diese Bestromung und die damit verbundene Motoraktivierung auch durch eine wie bei dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel im Steuergerät 4 implementierte und wie dort geschildert zu aktivierende Automatikfunktion aufrecht erhalten werden, indem durch diese Automatikfunktion eine entsprechende Beeinflussung des Ausgangs 4** des Steuergeräts 4 erfolgt.When actuating z. For example, the switching device 3 is the switch contact part 3 * 'separately and with the fixed contact member 3 ", whereby the input 4' of the control device 4 and the input 6 'of the fixed contact member 3 of this associated power switching device 6 to the negative pole (-) the on-board voltage source is connected. The power switching element 6 is thus supplied with current, so that its output 6 * switches and connects the connection 1 b of the electric motor 1 to the negative pole (-) of the on-board voltage source. The motor then begins to turn and the window or sunroof moves in the closing direction. Irrespective of the energization of the power switching element 6 caused by the direct connection of the input 6 ′ to the negative pole (-), this energization and the motor activation associated therewith can also be implemented in the control unit 4 as described in the first exemplary embodiment described above and as described there activating automatic function can be maintained by this automatic function correspondingly influencing the output 4 ** of the control unit 4 .
Durch die direkte Verbindung zwischen dem Ausgang 4** und dem diesem zugeordneten Eingang 4" des Steuergeräts 4 ist jedoch bei einmal durchgeschaltetem Ausgang 4** der Eingang 4" unabhängig von der Position des Schaltkontaktteils 3* des Schaltorgans 3 dauerhaft mit dem dem Ausgang 4** zugeordneten negativen Pol (-) verbunden, was zur Folge hat, daß der Betätigungszustand des Schaltorgans 3 von dem Steuergerät 4 nicht mehr erkannt werden kann. Da dies aber unter Umständen wünschenswert, bei einer vorgesehenen Aktivierung der Automatikfunktion über eine Zeitabfrage der Betätigungsdauer des Schaltorgans 3 sogar zwingend erforderlich ist, ist in einer Weiterbildung dieser Ausführungsform vorgesehen, die steuergerätinterne Beschaltung des Ausgangs 4** so auszuführen, daß dieser periodisch wiederkehrend, kurzzeitig vom negativen Pol (-) getrennt ist, wobei der Zeitraum für diese Trennung so bemessen ist, daß er ausreichend lang zur Erfassung des Zustands des Eingangs 4" durch das Steuergerät 4 gleichzeitig jedoch so kurz ist, daß das als Relais ausgeführte Leistungschaltorgan 6 währenddessen nicht umschaltet. Erforderlichenfalls wird letzteres durch eine optional vorgesehene, für diesen kurzen Zeitraum den Relaisstrom tragende Freilaufdiode 9 erreicht.Due to the direct connection between the output 4 ** and the input 4 "of the control device 4 assigned to it , however, once the output 4 ** is switched through, the input 4 " is permanent with that of the output 4 regardless of the position of the switch contact part 3 * of the switching element 3 ** associated negative pole (-) connected, which means that the operating state of the switching element 3 can no longer be recognized by the control unit 4 . However, since this may be desirable under certain circumstances, if the automatic function is to be activated via a time query of the actuation duration of the switching element 3 , in a further development of this embodiment it is provided that the control unit-internal wiring of the output 4 ** is carried out in such a way that it recurs periodically, is briefly separated from the negative pole (-), the time period for this separation being such that it is sufficiently long for the state of the input 4 "to be detected by the control device 4, but at the same time so short that the power switching element 6 , which is designed as a relay, is meanwhile short If necessary, the latter is achieved by an optionally provided freewheeling diode 9 which carries the relay current for this short period of time.
Der Öffnungsvorgang des Fensters bzw. Schiebedachs erfolgt bei Betätigung der Schaltvorrichtung 2 in völlig analoger Weise zu dem gerade beschriebenen Schließvorgang.The opening process of the window or sunroof takes place when the switching device 2 is actuated in a completely analogous manner to the closing process just described.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |