DE10062548A1

DE10062548A1 - Electric motor driven actuator for motor vehicle, has external priority switch that causes motor to move in safe direction if control circuit fails

Info

Publication number: DE10062548A1
Application number: DE2000162548
Authority: DE
Inventors: Benno Forstner
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2002-06-20

Abstract

A control circuit (1) has an external priority-switch which acts on an additional switch (R3) so that switches (R1 and R2) control an electric motor of the actuator in the event of the control circuit (1) failing, so that is moves in a safe predetermined direction.

Description

Die Erfindung betrifft einen umpolbaren, elektromotorischen Stellantrieb in Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Pa tentanspruchs 1.The invention relates to a reversible, electromotive Actuator in motor vehicles, according to the preamble of Pa claim 1.

Es ist bekannt, den Elektromotor eines umpolbaren, elektrischen Stellantriebs in Abhängigkeit von der Betriebsstellung eines externen Lageerkennungsschalters mittels eines Relais kurzzu schließen(DE 195 23 209 C1). Dieses Relais ist zusätzlich zu den beiden Umpolschaltern in die Steuerschaltung integriert und wirkt in Abhängigkeit von Schalterstellungen zur Lageerkennung und Umpolung. In den bekannten Steuerschaltungen ist das Relais nicht zur Kompensierung von Schaltungsausfällen eingesetzt.It is known the electric motor of a reversible, electrical Actuator depending on the operating position of a external position detection switch using a relay close (DE 195 23 209 C1). This relay is in addition to integrated the two reversing switches in the control circuit and acts depending on switch positions for position detection and polarity reversal. In the known control circuits, the relay is not used to compensate for circuit failures.

In einem Kraftfahrzeug ist bei einem Ausfall eines umpolbaren Stellantriebs eine von seinen beiden Bewegungsrichtungen oft mals unkritischer als die andere, da der von dem Stellantrieb angetriebene Gegenstand in einer der Bewegungsrichtungen kon struktiv bedingt auch unkontrolliert immer in eine sichere End position bewegt wird. Besonders anfällig für Ausfälle sind Rechnerkomponenten und Schalttransistoren in der Steuerschal tung eines Stellantriebs.In a motor vehicle there is a reversible polarity Actuator often one of its two directions of movement times less critical than the other because of the actuator driven object in one of the directions of movement kon structurally conditional even in an uncontrolled manner always in a safe end position is moved. Are particularly prone to failures Computer components and switching transistors in the control scarf device of an actuator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen umpolbaren, elektromotorischen Stellantrieb für ein Kraftfahrzeug zu schaf fen, der bei einem Ausfall der Rechnerkomponenten oder Schalt transistoren in eine bevorzugte Bewegungsrichtung steuerbar ist.The invention is based on the object of sheep electric motor actuator for a motor vehicle fen, in the event of a failure of the computer components or switching transistors controllable in a preferred direction of movement is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the features of Claim 1 solved. Developments of the invention are specified in the subclaims.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich den elektro motorischen Stellantrieb auch bei Störungen auf dem Datenbus des Kraftfahrzeugs, bei Ausfällen des Mikroprozessors oder bei umgebungsbedingten Ausfällen an Steuergeräten mittels eines externen Vorrangschalters immer in seine unkritische Bewegungs richtung zu bringen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Zündschalter des Fahrzeugs mit dem Vorrangschalter ge koppelt, was bei einer Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung für Stellantriebe im Bereich von Schließsystemen, Fensterhe bern, Schiebedachantrieben und ähnlichen Systemen aus Sicht des Diebstahlschutzes sehr vorteilhaft ist. Die Schalter können ei nerseits als Relais, als Transistoren oder als halbleitertech nische Schaltelemente ausgebildet sein, wobei diese Schalter so vorgesehen sind, dass bei Stromausfall der Stellantrieb in eine unkritische Position verfährt.With the solution according to the invention it is possible to electro Motorized actuator even in the event of faults on the data bus of the motor vehicle, in the event of a microprocessor failure or in the event of environmental failures on control units using a external priority switch always in its uncritical movement to bring direction. According to a development of the invention is the vehicle's ignition switch with the priority switch couples what when using the solution according to the invention for actuators in the area of locking systems, windows bern, sunroof drives and similar systems from the perspective of Theft protection is very beneficial. The switches can on the other hand as a relay, as transistors or as a semiconductor technology African switching elements can be formed, these switches so it is provided that the actuator moves into a uncritical position moves.

Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.An embodiment is shown below with the aid of the drawing the invention explained in more detail.

Fig. 1 zeigt eine rechnergestützte Steuerschaltung mit Stellantrieb und Fig. 1 shows a computer-aided control circuit with actuator and

Fig. 2 zeigt eine rechnergestützte Steuerschaltung mit Stellantrieb und Ankopplung an den Zündschalter des Fahrzeuges. Fig. 2 shows a computer-aided control circuit with actuator and coupling to the ignition switch of the vehicle.

Die in Fig. 1 gezeigte Steuerschaltung 1 steuert einen Elektro motor 2, ist mit zwei Umpolrelais R1 und R2, einem zusätzlichen Relais R3, einem Mikroprozessor 3, zwei Schalttransistoren T1 und T2, Anschlüssen für Klemmen 30 und 31 - Kl. 30 und Kl. 31 - und einem externen Vorrangschalter 4 ausgerüstet. Die Umpol relais R1, R2 und das Relais R3 können aber auch durch beliebige andere Schalter ersetzt werden, die bei Stromausfall eine Vorzugsschalterstellung einnehmen. . The control circuit 1 shown in Figure 1 controls an electric motor 2, is provided with two polarity reversal relay R1 and R2, an additional relay R3, a microprocessor 3, two switching transistors T1 and T2, connections for terminals 30 and 31 -. Terminal 30 and terminal. 31 - and an external priority switch 4 . The pole reversal relays R1, R2 and the relay R3 can also be replaced by any other switch that takes on a preferred switch position in the event of a power failure.

Bei geöffnetem Vorrangschalter 4 schließt das aus Klemme Kl. 30 gespeiste zusätzliche Relais R3 den Spulenpfad des Umpolrelais R1 an den Schalttransitor T1. Bei betätigtem und geschlossenem Vorrangschalter 4 zieht das zusätzliche Relais R3 an und unter bricht den Spulenpfad des Umpolrelais R1. Das Umpolrelais R1 verharrt damit unabhängig von dem Schaltzustand seines Schalt transistors T1 bei betätigtem Vorrangschalter 4 immer in seinem abgefallenen Zustand. In diesem Schaltzustand ist der Ausgang des Relais R1 mit dem Anschluß für Klemme 31 - Kl. 31 - verbun den. Klemme 31 ist die Masse-Klemme des Kraftfahrzeugs.When priority switch 4 is open, the additional relay R3 fed from terminal 30 closes the coil path of the reversing relay R1 to the switching transistor T1. When the priority switch 4 is activated and closed, the additional relay R3 picks up and interrupts the coil path of the pole reversing relay R1. The reversing relay R1 thus remains independent of the switching state of its switching transistor T1 when the priority switch 4 is actuated, always in its dropped state. In this switching state, the output of relay R1 is connected to the connection for terminal 31 - terminal 31 . Terminal 31 is the ground terminal of the motor vehicle.

Gleichzeitig ist bei geschlossenem Vorrangschalter 4 der Steu erpfad des Umpolrelais R2 unabhängig von dem Schaltzustand des zugehörigen Schalttransistors T2 immer Strom führend und der Ausgang des Relais R2 ist deshalb bei betätigtem Vorrangschal ter 4 immer mit dem Anschluß für Klemme 30 - Kl. 30 - verbun den. Klemme 30 führt die Versorgungsspannung des Kraftfahrzeu ges.At the same time, when the priority switch 4 is closed, the control path of the polarity reversing relay R2 is always live regardless of the switching state of the associated switching transistor T2, and the output of the relay R2 is therefore always connected to the connection for terminal 30 - terminal 30 when the priority switch 4 is actuated , Terminal 30 leads the supply voltage of the motor vehicle.

Durch die Betätigung des Vorrangschalters 4 wird der elektromo torische Stellantrieb auch bei Störungen auf dem Datenbus des Kraftfahrzeuges, der den Mikroprozessor ansteuert, bei Aus fällen des Mikroprozessors 3 oder bei umgebungsbedingten Aus fällen an Steuergeräten - z. B. an den Schalttransistoren T1 und T2 - immer in eine gewünschte Bewegungsrichtung gesteuert. Für das vorangehend beschriebene Ausführungsbeispiel ist die bevorzugte Bewegungsrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Umpolrelais R1 an Masse und der Ausgang des Umpolrelais R2 an der Versorgungsspannung liegt. Soll die entgegengesetzte Bewegungsrichtung bei Schaltungsausfällen bevorzugt sein, so sind die Anschlüsse für die Klemmen 30 und 31 - Kl. 30 und Kl. 31 - an den Eingangspfaden der Umpolrelais R1 und R2 zu vertauschen. By actuating the priority switch 4 , the electromo toric actuator is also in the event of malfunctions on the data bus of the motor vehicle that controls the microprocessor, from cases in which the microprocessor 3 or in environmental cases from control units - for. B. on the switching transistors T1 and T2 - always controlled in a desired direction of movement. For the exemplary embodiment described above, the preferred direction of movement is characterized in that the output of the reversing relay R1 is grounded and the output of the reversing relay R2 is connected to the supply voltage. If the opposite direction of movement should be preferred in the event of a circuit failure, the connections for terminals 30 and 31 - terminals 30 and 31 - on the input paths of the reversing relays R1 and R2 must be interchanged.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel in dem zusätzlich zu den Komponenten des vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispie les ein Watch-Dog 5 mit einem Schalttransistor T3, Sperrdioden D1 und D2 und Rückleseleitungen 7 und 8 integriert sind und der Vorrangschalter 4 mit dem Anschluß für Klemme 15 - oder Klemme 15R - vom Zündschloss gekoppelt ist. Fig. 2 shows an embodiment in which, in addition to the components of the Ausführungsbeispie les described above, a watch dog 5 with a switching transistor T3, blocking diodes D1 and D2 and readback lines 7 and 8 are integrated and the priority switch 4 with the connection for terminal 15 - or Terminal 15 R - is coupled by the ignition lock.

Wie in dem vorangehend zu Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbei spiel steuert die Steuerschaltung 1 einen Elektromotor 2, ist mit zwei Umpolrelais R1 und R2, einem zusätzlichen Relais R3, einem Mikroprozessor 3, zwei Schalttransistoren T1 und T2, An schlüssen für Klemmen 30 und 31 - Kl. 30 und Kl. 31 - und einem externen Vorrangschalter 4 ausgerüstet.As in the embodiment described above for FIG. 1, the control circuit 1 controls an electric motor 2 , is provided with two polarity reversing relays R1 and R2, an additional relay R3, a microprocessor 3 , two switching transistors T1 and T2, connections for terminals 30 and 31 - Cl. 30 and Cl. 31 - and an external priority switch 4 .

Die Spulen der Umpolrelais R1 und R2 sowie des zusätzlichen Re lais R3 werden in diesem Ausführungsbeispiel nicht direkt von der Klemme 30 versorgt, sondern über den Schalttransistor T3. Der Schalttransistor T3 ist von dem Watch-Dog 6 gesteuert und öffnet aus Sicherheitsgründen, wenn von dem Watch-Dog 6 eine Störung oder ein Ausfall am Mikroprozessor 3 festgestellt wird.The coils of the polarity reversing relays R1 and R2 and the additional relay R3 are not supplied directly from the terminal 30 in this exemplary embodiment, but rather via the switching transistor T3. The switching transistor T3 is controlled by the watch dog 6 and opens for safety reasons if the watch dog 6 detects a malfunction or a failure on the microprocessor 3 .

Bei vorhandener Versorgungsspannung an dem Anschluß für Klemme 15 oder 15R, d. h. bei eingeschalteter Zündung, sind die Spulen des Umpolrelais R2 und des zusätzlichen Relais R3 auch mit Spannung versorgt, wenn der Watch-Dog 6 den Schaltransistor T3 geöffnet hat.If there is a supply voltage at the connection for terminal 15 or 15 R, ie when the ignition is switched on, the coils of the pole reversing relay R2 and the additional relay R3 are also supplied with voltage when the watchdog 6 has opened the switching transistor T3.

Wie zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel beschrieben, schließt bei geöffnetem Vorrangschalter 4 das zusätzliche Re lais R3 den Spulenpfad des Umpolrelais R1 und den Schalttran sitor T1. Bei betätigtem und geschlossenem Vorrangschalter 4 zieht das zusätzliche Relais R3 - versorgt von dem geschlosse nen Schalttransistor T3 oder im Störungsfall des Mikroprozes sors versorgt von dem Anschluß für Klemme 15 - Kl. 15 - an und unterbricht den Spulenpfad des Umpolrelais R1. Das Umpolrelais R1 verharrt damit unabhängig von dem Schaltzustand seines Schalttransistors T1 bei betätigtem Vorrangschalter 4 immer in seinem abgefallenen Zustand. In diesem Schaltzustand ist der Ausgang des Relais R1 mit dem Anschluß für Klemme 31 - Kl. 31 - verbunden.As described for the previous embodiment, when the priority switch 4 is open, the additional relay R3 closes the coil path of the pole reversing relay R1 and the switching transistor T1. When the priority switch 4 is actuated and closed, the additional relay R3 - supplied by the closed switching transistor T3 or, in the event of a fault in the microprocessor, supplied by the connection for terminal 15 - terminal 15 - and interrupts the coil path of the reversing relay R1. The polarity reversing relay R1 thus always remains in its dropped state, regardless of the switching state of its switching transistor T1 when the priority switch 4 is actuated. In this switching state, the output of relay R1 is connected to the connection for terminal 31 - terminal 31 .

Ebenfalls wie bei dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbei spiel beschrieben, ist bei geschlossenem Vorrangschalter 4 der Steuerpfad des Umpolrelais R2 unabhängig von dem Schaltzustand des zugehörigen Schalttransistors T2 immer Strom führend und der Ausgang des Relais R2 ist deshalb bei betätigtem Vorrang schalter 4 immer mit dem Anschluß für Klemme 30 - Kl. 30 - ver bunden.Also described game as in the above-described Ausführungsbei, closed priority switch 4, the control path of the polarity reversal relay R2, regardless of the switching state of the associated switching transistor T2 more current is leading, and the output of the relay R2 is therefore with actuated priority switch 4 is always connected to the terminal for terminal 30 - Kl. 30 - connected.

Durch die Betätigung des Vorrangschalters 4 wird auch in diesem Ausführungsbeispiel mit einem integrierten Watch-Dog 6 der elektromotorischen Stellantrieb bei Störungen auf dem Datenbus des Kraftfahrzeugs, der den Mikroprozessor ansteuert, bei Aus fällen des Mikroprozessors 3 oder bei umgebungsbedingten Aus fällen an Steuergeräten - z. B. an den Schalttransistoren T1 und T2 - immer in eine gewünschte Bewegungsrichtung gesteuert. Für das vorangehend beschriebene Ausführungsbeispiel ist die bevorzugte Bewegungsrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Umpolrelais R1 an Masse und der Ausgang des Umpolrelais R2 an der Versorgungsspannung liegt. Soll die entgegengesetzte Bewegungsrichtung bei Schaltungsausfällen bevorzugt sein, so sind die Anschlüsse für die Klemmen 30 und 31 - Kl. 30 und Kl. 31 - an den Eingangspfaden der Umpolrelais R1 und R2 zu vertauschen.By pressing the priority switch 4 is also in this embodiment with an integrated watch-dog 6 of the electromotive actuator in the event of malfunctions on the data bus of the motor vehicle that controls the microprocessor, in cases of the microprocessor 3 or in the case of environmental-related cases of control units - e.g. B. on the switching transistors T1 and T2 - always controlled in a desired direction of movement. For the exemplary embodiment described above, the preferred direction of movement is characterized in that the output of the pole reversing relay R1 is grounded and the output of the pole reversing relay R2 is connected to the supply voltage. If the opposite direction of movement should be preferred in the event of circuit failures, the connections for terminals 30 and 31 - terminals 30 and 31 - on the input paths of the reversing relays R1 and R2 must be interchanged.

Die Sperrdiode D1 ist - wie für den Fachmann aus Fig. 2 leicht entnehmbar ist - zur Trennung von der Versorgungsspannung auf dem Anschluß für Klemme 15 Kl. 15 - erforderlich. Die Sperr diode D2 wird benötigt, um bei intakter Steuerschaltung die Spule des Umpolrelais R2 über den Schalttransistor T3 versorgen zu können, ohne dass der Anschluß für Klemme 15 mit Versor gungsspannung beaufschlagt wird. The blocking diode D1 - as can easily be seen by the person skilled in the art from FIG. 2 - is required to separate from the supply voltage on the connection for terminal 15, terminal 15 . The blocking diode D2 is required in order to be able to supply the coil of the polarity reversal relay R2 via the switching transistor T3 when the control circuit is intact, without the supply voltage being applied to the connection for terminal 15 .

Über die Rückleseleitungen 7 und 8 kontrolliert der Mikropro zessor 3 in bekannter Weise die Ausgänge der Umpolrelais R1 und R2. Bei einem Masse-Kurzschluss auf den Anschlussleitungen des Elektromotors 2 werden von dem Mikroprozessor 3 die Umpol relais R1 und R2 so geschaltet, dass auf beiden Anschlußleitun gen Versorgungsspannung eingespeist wird und der Elektromotor zum Stillstand kommt. Diese Abschaltfunktion erfolgt unabhängig von den vorangehend beschriebenen Vorrangschaltungen für eine sichere Bewegungsrichtung des Stellantriebs.Via the read-back lines 7 and 8 , the microprocessor 3 controls the outputs of the pole reversing relays R1 and R2 in a known manner. In the event of a short circuit to ground on the connecting lines of the electric motor 2 , the reversing relay R1 and R2 are switched by the microprocessor 3 in such a way that supply voltage is fed to both connecting lines and the electric motor comes to a standstill. This switch-off function takes place independently of the priority circuits described above for a safe direction of movement of the actuator.

Claims

1. Electromotive actuator, especially in motor vehicles, with a switch (R1) for adjusting the actuator in one direction, a second switch (R2) for adjusting the actuator in another direction and an additional switch (R3) in a control circuit ( 1 ), characterized in that the control circuit ( 1 ) has an external priority switch ( 4 ) which acts on the additional switch (R3) such that the switches (R1 and R2) for adjusting the actuator drive the electric motor ( 2 ) the actuator in the event of failure of the control circuit ( 1 ) always control in a preferred, safe direction of movement.

2. Actuator according to claim 1, characterized in that in the control circuit ( 1 ) a watch dog ( 6 ) for monitoring the microprocessor ( 3 ) is integrated, which generates a signal in the event of failure of the control circuit, so that the electric motor ( 2 ) the actuator is ver adjustable in the safe direction of movement.

3. Actuator according to one of claims 1 or 2, because characterized by that an additional power supply interacts with the actuator that when switched off the normal voltage supply the supply of the switches (R1 and R2) for adjusting the actuator and the additional provided switch (R3) with voltage.

4. Actuator according to one of the claims 1 or 2, characterized in that the control circuit ( 1 ) read-back lines ( 7 and 8 ) from the outputs of the switches (R1 and R2) for adjusting the actuator to the microprocessor ( 3 ) In the event of a short circuit on the connecting leads of the electric motor ( 2 ), the two switches (R1 and R2) are controlled so that the electric motor ( 2 ) comes to a standstill.

5. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the switches (R1, R2, R3, 4) Re Lais, transistors or switching elements in semiconductor devices are.