DE102017220136A1 - Elektronik mit einer oder mehreren Endstufeneinheiten für den Betrieb von zwei oder mehreren Motoreinheiten - Google Patents

Abstract

Es ist eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Systems aus mehreren Motoreinheiten (3, 4), die mit Endstufeneinheiten (1a) betrieben werden, vorgesehen, wobei weniger Endstufeneinheiten (1a) als Motoreinheiten (3, 4) vorgesehen sind, wobei die Vorrichtung eine Umschalteinheit (2) aufweist, die so konfiguriert ist, um die eine oder mehrere Endstufeneinheit(en) (1a) zwischen den Motoreinheiten (3, 4) umzuschalten.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betrieb von zwei oder mehreren Motoreinheiten.
• In Systemen mit mehreren Elektromotoren, oder bei einem Elektromotor, in dem die Spulen so verschaltet sind, dass sie wie zwei getrennte Elektromotoren (zwei Motoreinheiten) angesteuert werden können, wird typischerweise eine Endstufeneinheit pro Elektromotor bzw. pro Motoreinheit vorgesehen, um den Elektromotor anzusteuern. Dies begründet hohe Herstellkosten und erhöhten Platzbedarf.
• Es gibt jedoch Systeme, in denen im Normalbetrieb nicht alle Elektromotoren bzw. alle Motoreinheiten gleichzeitig in Betrieb sind. Z. B. beim elektromotorischen Gassen- und Gang-wahl/schalten, wo ein Elektromotor für die Gassenwahl und ein weiterer Elektromotor für die Gangwahl vorgesehen sind. Beide Elektromotoren werden im Normalbetrieb nicht gleichzeitig in Betrieb genommen, denn es muss immer zuerst die richtige Gasse geschaltet werden, bevor die Gangwahl vorgenommen werden kann. Oder in Systemen mit Gleichstrommotoren, z. B. in einem Getriebesteller, in dem pro Motor eine Endstufeneinheit (normalerweise aus zwei oder vier Transistoren) vorgesehen ist, um den Motor anzusteuern; hier ist es ebenso möglich, dass nicht alle Motoren gleichzeitig in dem Getriebesteller in Betrieb genommen werden. Oder z. B. bei Lenkungen, wobei aus Redundanzgründen oder sonstigen Gründen eine doppelte Anzahl von benötigten Wicklungen vorgesehen ist; betrachtet man einen Satz aus einer Anzahl von benötigten Wicklungen als eine Motoreinheit, heißt es dann, dass das System zwei Motoreinheiten aufweist, die im Normalbetrieb nicht gleichzeitig in Betrieb genommen werden. Analog findet man solche Beispiele auch bei einem Quadrocopter oder einer Werkzeugmaschine, wo ebenfalls mehrere Motoren/Motoreinheiten verbaut sind aber im Normalbetrieb nicht gleichzeitig in Betrieb genommen werden.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die einen Einsatz von mindestens zwei oder mehreren Motoren oder einen Motor, in welchem die Spulen so verschaltet sind, dass sie wie zwei getrennte Elektromotoren angesteuert werden können, kostengünstig und platzsparend ermöglicht.
• Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
• Erfindungsgemäß besteht die Lösung der Aufgabe in einer Vorrichtung einschließlich einer Umschalteinheit, die eine Endstufeneinheit von einer Motoreinheit, die gerade nicht im Betrieb ist, zu einer anderen Motoreinheit, die gerade im Betrieb ist, ganz oder teilweise umschaltet, um die andere Motoreinheit zu versorgen. Ferner weist diese Vorrichtung eine Steuereinheit auf, die eine oder mehrere passende Endstufeneinheiten für den erforderlichen Lastfall der Motoreinheiten ansteuern kann.
• Im Folgenden soll gelten, dass es sich bei den Motoreinheiten sowohl um mehrere separate Motoren als auch um einen einzigen Motor mit einem Aufbau aus mehreren Spulen handeln kann, die so verschaltet sind, dass sie wie zwei getrennte Elektromotoren angesteuert werden können. Die Erfindung lässt sich sowohl auf elektrisch kommutierte Motoren als auch auf mechanisch kommutierte Gleichstrommotoren anwenden.
• Dadurch, dass eine Umschalteinheit, mit der eine nicht benötigte Endstufeneinheit von einer Motoreinheit zu einer anderen Motoreinheit ganz oder teilweise umgeschaltet werden kann, um die andere Motoreinheit anzusteuern, kann die Anzahl von Endstufeneinheiten im System reduziert und die Kosten können dementsprechend eingespart werden. Auch der Platzbedarf ist kleiner, da auch der Platz für die eingesparte Endstufeneinheit nicht benötigt wird.
• Eine solche Vorrichtung gemäß der Erfindung kann z. B. auf elektromotorische Getriebe oder Kupplungsaktuatoren, oder für die Ansteuerung von bürstenlosen Motoren, um eine Endstufeneinheit des Drehfeldes zu erzeugen, verwendet werden. Im Falle, dass die Vorrichtung gemäß der Erfindung mehrere Endstufeneinheiten aufweisen, können die Endstufeneinheiten unterschiedliche Leistungsklassen aufweisen.
• Im Folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.
• Es zeigen:
• 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung für zwei parallel angeordnete Elektromotoren;
• 2 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung für zwei Elektromotoren in einer Gassen- und Gangwahlvorrichtung.
• 1 zeigt ein System mit zwei Elektromotoren 3, 4, wobei die zwei Elektromotoren 3 und 4 parallel angeordnet sind und das System so konzipiert ist, dass die beiden Elektromotoren im Normalbetrieb nicht gleichzeitig arbeiten. Die Vorrichtung weist eine Steuereinheit 1 mit einer einzigen Endstufeneinheit 1a auf, sowie eine Umschalteinheit 2, wobei die Steuereinheit 1 so ausgelegt ist, um die Endstufeneinheit 1a zu steuern und den Elektromotoren 3, 4 die Endstufeneinheit zur Verfügung zu stellen. Die Umschalteinheit 2 ist dabei so ausgelegt, dass die Endstufeneinheit 1a entweder dem Elektromotor 3 oder dem Elektromotor 4 zugeordnet wird, je nachdem, welcher Elektromotor davon gerade in Betrieb ist.
• 2 zeigt eine Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform mit zwei Elektromotoren 3, 4, wobei sich die zwei Elektromotoren 3 und 4 in einer Gassen- und Gangwahlvorrichtung befinden. die Motoren sind dabei so angeordnet, dass sich die Antriebswellen im 90° Winkel kreuzen, da eine Antriebswelle für die Gassenwahl verantwortlich ist, während die andere Antriebswelle für die Gangwahl verantwortlich ist. Das System ist dabei ebenfalls so konzipiert, dass die Elektromotoren im Normalbetrieb nicht gleichzeitig arbeiten. Die Vorrichtung weist ebenfalls eine Steuereinheit 1 mit einer einzigen Endstufeneinheit 1a sowie eine Umschalteinheit 2 auf, wobei die Steuereinheit 1 so ausgelegt ist, um die Endstufeneinheit 1a zu steuern und den Elektromotoren 3, 4 die Endstufeneinheit zur Verfügung zu stellen. Die Umschalteinheit 2 ist dabei so ausgelegt, dass die Endstufeneinheit 1a entweder dem Elektromotor 3 oder dem Elektromotor 4 zugeordnet wird, je nachdem, welcher Elektromotor davon gerade in Betrieb ist.
• Eine solche Vorrichtung gemäß der Erfindung kann je nach Bedarf nach dem Prinzip, wie in den obigen Ausführungsbeispielen gezeigt, beliebig skaliert werden, solange die Anzahl von Endstufeneinheiten weniger als die Anzahl von Motoreinheiten ist, d. h. die Vorrichtung kann auch mehrere Endstufeneinheiten ansteuern, um in einem System mit mehr als zwei Motoreinheiten die passenden Endstufeneinheiten den gerade in Betrieb zu nehmenden Motoreinheiten zur Verfügung zu stellen.
• Bezugszeichenliste

1

Steuereinheit

1a

Endstufeneinheit

2

Umschalteinheit

3,4

Elektromotor

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Ansteuerung eines Systems aus mehreren Motoreinheiten (3, 4), die mit Endstufeneinheiten (1a) betrieben werden, wobei weniger Endstufeneinheiten (1a) als Motoreinheiten vorgesehen sind, wobei die Vorrichtung eine Umschalteinheit (2) aufweist, die so konfiguriert ist, um die eine oder mehreren Endstufeneinheit(en) (1a) zwischen den Motoreinheiten (3, 4) umzuschalten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung eine Steuereinheit (1) aufweist, die so konfiguriert ist, um eine oder mehrere Endstufeneinheit(en) (1a) zu steuern.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Umschalteinheit (2) so konfiguriert ist, um zu erkennen, welche Motoreinheit in Betrieb gehen muss, und diese Motoreinheit mit der Endstufeneinheit (1a) zu versorgen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Steuereinheit (1) so konfiguriert ist, um mehrere Endstufeneinheiten (1a) zu steuern, die mehreren Motoreinheiten (3, 4) zugeordnet werden können.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Endstufeneinheiten (1a) in der Steuereinheit (1) unterschiedliche Leistungsklassen aufweisen.
6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung in einer elektrischen Getriebe- und/oder Kupplungsaktuatorik vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die Vorrichtung zur Ansteuerung von bürstenlosen Motoren, um Endstufeneinheiten für Drehfelder zu erzeugen, vorgesehen ist.

Images