DE19638478A1 - Ansteuersystem für einen Elektromotor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzschaltung, um zu verhindern, daß eine elektronische Schaltung durch Überstrom aufgrund von Kurzschlüssen oder ähnli­ chen Fehlern in Schaltungen beschädigt wird, und insbesondere betrifft die vorlie­ gende Erfindung ein Ansteuersystem für einen Elektromotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. eine Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem solchen Ansteuersy­ stem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Wenn bei einer elektronischen Schaltung aufgrund eines Unfalls eine anomale elek­ trische Verbindung zwischen einem unter Spannung stehenden Leiter, der einen rela­ tiv großen Strom führt, und Masse hergestellt wird, steigt der Strom oftmals bis auf ein gefährliches Niveau an, das die Schaltung beschädigt. Folglich ist es unter dem Ge­ sichtspunkt der ausfallsicheren Auslegung einer elektronischen Schaltung mit einer solchen Gefahr notwendig, eine passende Schutzschaltung vorzusehen, die verhin­ dert, daß die elektronische Schaltung beschädigt werden kann, sogar wenn der Strom bis zu solch einem gefährlichen Niveau ansteigt.

Zum Beispiel ist in Fig. 2 ein Teil einer elektronischen Schaltung gezeigt, die eine Kraftfahrzeugklimaanlage bzw. einen Teil davon bildet und die nun unter Bezug­ nahme auf Fig. 2 als typisches Beispiel für bei dieser Schaltung oft auftretende Über­ stromfehler erläutert wird.

Diese Schaltung dient der Antriebssteuerung eines Gebläsemotors, der drehbar ein Gebläse der Kraftfahrzeugklimaanlage antreibt, und auch der Antriebssteuerung eines Stellmotors zur Betätigung bzw. Bewegung einer Klimaanlagenklappe in eine ge­ wünschte Position (ein typisches Beispiel hierfür ist eine Luftmischklappe o. dgl.).

In einem Zwischenabschnitt von Fig. 2 sind Verbindungen des Gebläsemotors 2 mit einer Steuereinheit 1 und Verbindungen des Stellmotors 3 mit der Steuereinheit 1 ge­ zeigt.

Die Steuereinheit 1 umfaßt eine Motortreiberschaltung 4 zur Steuerung des Stellmo­ tors 3 im Betrieb und eine Leistungstransistor-Treiberschaltung 5 zur Ansteuerung des Gebläsemotors 2.

Die Motortreiberschaltung 4 umfaßt eine Fehlerdetektionsschaltung 6 zur Erkennung eines Fehlers oder Ausfalls der Motortreiberschaltung 4, eine Steuerschaltung 7 und eine Ausgangsschaltung 8, die so aufgebaut ist, daß ein Antriebsstrom ausgegeben wird, der ein Rotieren des Stellmotors 3 in der Vorwärts- und der Rückwärtsrichtung bewirkt. Nach außen ist die diese Ausgangsschaltung 8 umfassende Steuereinheit 1 über zwei Ausgangsanschlüsse 9a, 9b der Motortreiberschaltung 4, die an der Steuereinheit 1 vorgesehen sind, mit dem Stellmotor 3 verbunden.

Andererseits ist ein Ausgangsanschluß der Leistungstransistor-Treiberschaltung 5 mit einem Eingangsanschluß einer Leistungstransistoreinheit 10 verbunden, die außer­ halb der Steuereinheit 1 angeordnet ist.

Diese Leistungstransistoreinheit 10 ist aus einem Leistungstransistor und einer Wär­ mesenke bzw. Kühleinrichtung, an der der Leistungstransistor befestigt ist, aufge­ baut. Bei diesem Aufbau sind die Leistungstransistoreinheit 10 und der Gebläsemotor 2 in Serie zwischen einer bestimmten elektrischen Stromquelle und der Masse ge­ schaltet.

Innerhalb der Motortreiberschaltung 4 ist die Fehlerdetektionsschaltung 6 zur Er­ kennung eines Fehlers in oder eines Ausfalls der Motortreiberschaltung 4, die Steuer­ schaltung 7 und die Ausgangsschaltung 8 vorgesehen. Alle diese Schaltungen 6, 7, 8 sind an ihren Masseseiten bzw. -anschlüssen mit einem sogenannten geerdeten - also auf Masse liegenden - Anschluß 4a dieser Motortreiberschaltung 4 verbunden. Der Masseanschluß 4a ist weiter mit einem externen geerdeten - also auf Masse liegenden - Punkt "A" über eine Masseleitung 11 innerhalb der Steuereinheit 1 verbunden.

Bei diesem Aufbau treten oftmals, wie beispielhaft durch eine gestrichelte Markierung "X" in Fig. 2 gezeigt, einige Fehler in den elektrischen Verbindungen, wie abgeschnit­ tene Kabel, durchgebrannte Kabel, anomale Verbindungen und ähnliche Probleme, aufgrund von Unfällen, beispielsweise an einer Stelle zwischen dem Masseanschluß 4a der Motortreiberschaltung 4 und der Masseleitung 11 der Steuereinheit 1 oder in der Masseleitung 11 selbst oder an einer Stelle zwischen der Steuereinheit 1 und dem Massepunkt "A", auf.

Wenn ein solcher Fehler oder Ausfall auftritt, wird die Motortreiberschaltung 4 in ih­ rem Massepotential unstabil, was zu vielen nachteiligen Zuständen, wie einer anomalen Funktion der Fehlerdetektionsschaltung 6, einem instabilen Betrieb des Stellmotors 3 und ähnlichen nachteiligen Zuständen, führt.

Da die Ausgangsanschlüsse 9a, 9b der Motortreiberschaltung 4 mit ihren Teilen an der Außenseite der Steuereinheit 1 exponiert sind, besteht weiter die Gefahr, daß einer dieser Anschlüsse 9a, 9b aufgrund eines Unfalls mit der Masse kurzgeschaltet wird oder daß diese Anschlüsse 9a, 9b miteinander kurzgeschaltet werden.

Wenn z. B. der Ausgangsanschluß 9b der Motortreiberschaltung 4 mit Masse kurz­ geschlossen wird, fließt ein Überstrom von der Stromversorgungsseite zur Masse über einen Transistor, der die Ausgangsschaltung 8 der Motortreiberschaltung 4 bildet, wie durch die gestrichelte Linie mit Pfeil in Fig. 2 angedeutet.

In dem Fall, daß der Ausgangsanschluß 9b der Motortreiberschaltung 4 unfallbedingt mit Masse über ein leitendes Teil verbunden wird, das einen elektrischen Widerstand aufweist, wird ein Spannungsabfall entlang des leitenden Teils durch den Widerstand verursacht, der zwischen dem Ausgangsanschluß 9b der Motortreiberschaltung 4 und der Masse eingefügt ist und daher dem Fließen von Überstrom in Richtung des gestrichelten Pfeils in Fig. 2 ausgesetzt ist (in Fig. 2 ist der Spannungsabfall durch eine Gleichspannung dargestellt, die zwischen dem Ausgangsanschluß 9b und der Masse in Serie geschaltet und von einer gestrichelten Linie umgeben ist).

Ein solcher Überstrom kann Komponenten und Bauteile der Ausgangsschaltung 8 durch Überhitzen oder Durchschmelzen derselben beschädigen bzw. zerstören.

Um die Schaltung vor einer Beschädigung durch Überstrom zu bewahren, wird z. B. eine übliche Regelschaltung vorgesehen, die zwischen der Steuereinheit 1 und der Stromversorgung angeordnet ist, um solche Überströme zu regulieren.

Fig. 3 zeigt ein konkretes Beispiel der üblichen Regelschaltung, die nun unter Be­ zugnahme auf Fig. 3 beschrieben wird.

Eine übliche Regelschaltung 30, die zwischen einem Stromversorgungsanschluß 1b der Steuereinheit 1 und einer Stromversorgungsleitung 12 angeordnet ist, ist im we­ sentlichen aus einem IC 31 zur Stabilisierung einer Gleichspannung aufgebaut. Der IC 31 ist von dem sogenannten integrierten "Drei-Anschluß"-Reglertyp, der eine von der Stromversorgungsleitung 12 zugeführte Eingangsspannung und auch seine Aus­ gangsspannung stabilisiert.

Die Ausgangsspannung dieser Regelschaltung 3 wird dem Stromversorgungsan­ schluß 1b der Steuereinheit 1 zugeführt. In der Steuereinheit 1 ist der Stromversor­ gungsanschluß 1b mit beiden Stromversorgungsanschlüssen 4b, 4c der Motortreiber­ schaltung 4 über eine Diode 13 zur Absicherung der Motortreiberschaltung 4 gegen entgegengesetzt polarisierte Versorgungsspannungen verbunden. Diese Diode 13 wird nachfolgend auch als Verpolungsschutzdiode 13 bezeichnet. Die Diode 13 ist mit einer Stromversorgungsleitung 14 verbunden, die mit verschiedenen (nicht darge­ stellten) Schaltungen in der Steuereinheit 1 verbunden ist.

Sogar wenn der Ausgangsanschluß 9b der Motortreiberschaltung 4 kurzgeschlossen wird, um dem Strom zu gestatten, über einen anomalen Weg zu fließen, wie der z. B. durch den gestrichelten Pfeil in Fig. 3 dargestellte und bereits unter Bezugnahme auf die Beispielschaltung nach Fig. 2 beschriebene Weg, ist es bei diesem Aufbau mög­ lich zu verhindern, daß elektronische Komponenten und Bauteile ernsthaft beschä­ digt werden, da die in Fig. 3 gezeigte Regelschaltung 30 ein Auftreten von Über­ strom in der Schaltung von Fig. 3 im Gegensatz zu der Beispielschaltung nach Fig. 2 verhindern kann.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Aufbau ist es notwendig, die Regelschaltung 30 getrennt von der Steuereinheit 1 anzuordnen und daher einen zusätzlichen Raum für die Re­ gelschaltung 30 vorzusehen. Da jedoch der verfügbare Raum für derartige Kraftfahr­ zeugeinheiten knapp ist, stellt sich also ein anderes Problem. Da ein zusätzlicher Mas­ sepunkt "B" zum Anschließen der Regelschaltung 30 an Masse erforderlich ist, ist zu­ sätzliche Verdrahtungsarbeit notwendig, um die Regelschaltung 30 an den Masse­ punkt "B" anzuschließen, was die Montage der gesamten Einheit verkompliziert und daher die Einheit teuer macht.

Obwohl es bei dem obigen Aufbau möglich ist, ein Fließen von Überströmen durch die Schaltung zu verhindern, tritt an der in der Stromversorgungsleitung der Steuereinheit 1 vorgesehene Verpolungsschutzdiode 13 ein Spannungsabfall auf, so daß die von der Ausgangsschaltung 8 ausgegebene Ausgangsspannung abfällt, wo­ durch das Problem auftritt, daß der Arbeitsbereich des Stellmotors 3 eingeschränkt wird.

Da bei dem obigen Aufbau die Gegenverbindungsschutzdiode 13 derart angeschlos­ sen ist, daß der Strom von der Katodenseite der Diode 13 den verschiedenen (nicht dargestellten) Schaltungen, die innerhalb der Steuereinheit 1 angeordnet sind, zuge­ führt wird, wird die Katodenseite der Diode 13 im wesentlichen kurzgeschlossen, wenn der Ausgangsanschluß 9b der Motortreiberschaltung 4 kurzgeschlossen wird, um ein relativ großen, noch keinen Überstrom darstellenden Strom durch die Diode 13 fließen zu lassen. Folglich tritt an der Stromversorgungsleitung 14 zur Zuführung von Strom zu den verschiedenen (nicht dargestellten) Schaltungen, die in der Steuerschal­ tung 1 angeordnet sind, ein wesentlicher Spannungsabfall auf, der eine normale Funktion der gesamten Einheit schwierig oder unmöglich macht.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ansteuersystem für einen Elek­ tromotor mit einer Schutzschaltung zu schaffen, die verhindert, daß das Ansteuersy­ stem durch Überstrom aufgrund von Kurzschlüssen und ähnlichen Fehlern beschä­ digt wird oder durchschmilzt, die eine stabilisierte Stromversorgungsschaltung aus­ fallsicher an Masse anschließt, die einen zusätzlichen Anschluß an einen Massepunkt o. dgl. außerhalb einer das Ansteuersystem des Elektromotors bildenden Steuerein­ heit erübrigt und die den Arbeitsbereich des Elektromotors nicht nachteilig beeinflußt bzw. einschränkt.

Gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung werden die vorgenann­ ten Ziele dadurch verwirklicht, daß eine Schutzschaltung eines Ansteuersystems für einen Elektromotor vorgesehen ist, die eine Steuereinheit zur Steuerung eines An­ triebsstromkreises des Elektromotors und eine Leistungstransistoreinheit zur Zufüh­ rung eines Antriebsstromes zu dem Elektromotor in Abhängigkeit von einem von der Steuereinheit ausgegebenen Signal aufweist und sich dadurch auszeichnet, daß eine innerhalb der Steuereinheit zur Stabilisierung einer von außen angelegten Spannung angeordnete stabilisierte Stromversorgungsschaltung mit ihrer Masse mit einem Mas­ seanschluß der Steuereinheit verbunden ist und daß eine Leitungsunterbrechnungs­ vermeidungsdiode zwischen der Masse der stabilisierten Stromversorgungsschaltung und einer Verbindung zwischen der Leistungstransistoreinheit und der Steuereinheit derart geschaltet ist, daß die Verbindung zwischen der Steuereinheit und der Lei­ stungstransistoreinheit die Katodenseite der Diode darstellt.

Eine erfindungsgemäße Weiterbildung zur Erreichung der obigen Ziele sieht vor, daß die vorgenannte Schutzschaltung des Ansteuersystems für den Elektromotor sich dadurch auszeichnet, daß die Leistungstransistoreinheit aus einem Leistungstransistor aufgebaut ist, dessen Kollektorseite mit einer der beiden elektrischen Leitungsdrähte bzw. Anschlußleitungen des Elektromotors und dessen Emitterseite mit Masse ver­ bunden ist, daß die Steuereinheit ein Signal an die Basisseite des Leistungstransistors ausgibt und daß der andere der beiden elektrischen Anschlußdrähte des Elektromo­ tors mit einer Stromversorgung verbunden ist.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Weiterbildung zur Erreichung der obigen Ziele ist bei der vorgenannten Schutzschaltung des Ansteuersystems für den Elek­ tromotor vorgesehen, daß die Stromversorgung für die verbleibenden, im Gegensatz zum Antriebsstromkreis des Elektromotors innerhalb der Steuereinheit angeordneten Schaltungen durch eine Leitungsabzweigung an einer Eingangsstufe der stabilisier­ ten Stromversorgungsschaltung gebildet ist.

Gemäß einer weiteren Fortbildung ist zwischen einem Anschluß der Steuereinheit, an dem eine äußere Spannung zur Zuführung zu der stabilisierten Stromversorgungs­ schaltung anliegt, und der Eingangsstufe der stabilisierten Stromversorgungsschal­ tung eine Verpolungsschutzdiode vorgesehen.

Gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung zur Erreichung der obigen Ziele ist eine Schutzschaltung eines Ansteuersystems für einen Elektromotor vorgesehen, die eine Steuereinheit einer Kraftfahrzeugklimaanlage mit einer Stellmo­ tor-Treiberschaltung zur Steuerung eines Stellmotors der Kraftfahrzeugklimaanlage und einer Gebläsemotor-Treiberschaltung zur Steuerung eines Gebläsemotors und eine außerhalb der Steuereinheit angeordnete Leistungstransistoreinheit zur Versor­ gung des Gebläsemotors mit einem Antriebsstrom in Abhängigkeit von einem von der Steuereinheit bzw. der Gebläsemotor-Treiberschaltung ausgegebenen Signal aufweist und sich dadurch auszeichnet, daß eine stabilisierte Stromversorgungsschaltung zwi­ schen einem Anschluß der Steuereinheit, an dem von außen eine Stromversorgungs­ spannung anliegt und einer Stromversorgungsleitung der innerhalb der Steuereinheit angeordneten Stellmotor-Treiberschaltung vorgesehen ist, daß die stabilisierte Strom­ versorgungsschaltung mit ihrer Masse an einem Masseanschluß der Steuereinheit an­ geschlossen ist und daß eine Leitungsunterbrechungsvermeidungsdiode zwischen der Masse der stabilisierten Stromversorgungsschaltung und einer Verbindung zwi­ schen der Leistungstransistoreinheit und der Gebläsemotor-Treiberschaltung inner­ halb der Steuereinheit derart geschaltet ist, daß die Verbindung zwischen der Geblä­ semotor-Treiberschaltung und der Leistungstransistoreinheit die Katodenseite dar­ stellt.

Eine erfindungsgemäße Weiterbildung der Schutzschaltung des Antriebssystems für den Elektromotor sieht vor, daß die Leistungstransistoreinheit aus einem Leistungs­ transistor aufgebaut ist, dessen Kollektorseite mit einem der beiden elektrischen Lei­ tungsdrähte bzw. Anschlußleitungen des Gebläsemotors und dessen Emitterseite mit Masse verbunden ist, daß die Steuereinheit ein Signal an die Basisseite des Leistungs­ transistors ausgibt und daß der andere der beiden elektrischen Anschlußdrähte des Gebläsemotors mit einer Stromversorgung verbunden ist.

Eine weitere erfindungsgemäße Fortbildung der Schutzschaltung des Ansteuersy­ stems für den Elektromotor sieht vor, daß die Stromversorgung der verbleibenden, im Gegensatz zu den Treiberschaltungen der Motoren innerhalb der Steuereinheit ange­ ordneten Schaltungen durch eine Leitungsabzweigung an einer Eingangsstufe der stabilisierten Stromversorgungsschaltung gebildet ist.

Eine andere Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen einem Anschluß der Steuereinheit, an dem eine Stromversorgungsspannung von außen anliegt, und der Eingangsstufe der stabilisierten Stromversorgungsschaltung eine Verpolungs­ schutzdiode vorgesehen ist.

Bei den vorgenannten erfindungsgemäßen Aufbauten ist der Masseanschluß der Steuereinheit mit einem passend zum Anschließen der Masse angeordneten Außenab­ schnitt verbunden, wodurch in der Steuereinheit angeordnete Schaltungen an Masse angeschlossen werden. Sogar wenn der Masseanschluß dieser Steuereinheit von dem äußeren Masseanschluß getrennt wird, ist es zumindest für die stabilisierte Stromver­ sorgungsschaltung möglich, über die Leitungsunterbrechungsvermeidungsdiode und die außenseitige Leistungstransistoreinheit an Masse angeschlossen zu bleiben. Mit anderen Worten ist es sogar in diesem Fall möglich, die stabilisierte Stromversor­ gungsspannung aufrechtzuerhalten, wodurch der Antriebsstromkreis bzw. die Trei­ berschaltungen zur Steuerung des Elektromotors, die innerhalb der Steuereinheit an­ geordnet sind, vor Fehlfunktionen geschützt werden.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm einer Ausführungsform einer Schutzschaltung eines Ansteuersystems für einen Elektromotor gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm eines konventionellen, in Kraftfahrzeugklima­ anlagen verwendeten Antriebsstromkreises zur Steuerung eines Elektro­ motors; und

Fig. 3 ein Schaltungsdiagramm einer konventionellen Schutzschaltung zum Schutz eines konventionellen Antriebsstromkreises für einen Elektromo­ tor vor Fehlern und Ausfällen.

In den Fig. 1 bis 3 werden für gleiche oder ähnliche Teile jeweils die gleichen Be­ zugszeichen verwendet.

Eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform einer Schutzschaltung eines Ansteuersystems für einen Elektromotor ist an die Steuereinheit 1 einer Kraftfahr­ zeugklimaanlage angeschlossen bzw. bei der Steuereinheit 1 verwirklicht.

Eine in Fig. 1 gezeigte Schaltung stellt einen Teil einer Kraftfahrzeugklimaanlage mit einer Schutzschaltung eines Ansteuersystems für einen Elektromotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und insbesondere die Verdrahtung zwischen verschiedenen Komponenten der Klimaanlage, wie zwischen einem Geblä­ semotor 2, einem Stellmotor 3 und der Steuereinheit 1, dar. Der Gebläsemotor 2 und der Stellmotor 3 sind an die Steuereinheit 1 angeschlossen, außerhalb der Steuerein­ heit 1 angeordnet und werden beide von der Steuereinheit 1 gesteuert.

Die Steuereinheit 1 ist mit einer Motortreiberschaltung 4, einer Leistungstransistor- Treiberschaltung 5, einer stabilisierten Stromversorgungsschaltung 15 und anderen (nicht dargestellten) Schaltungen versehen, die zur Steuerung der Kraftfahrzeugkli­ maanlage notwendig sind.

Die Motortreiberschaltung 4 steuert den Stellmotor 3 zum Öffnen und Schließen einer (nicht dargestellten) Luftklappe der Klimaanlage o. dgl. und ist mit einer Steuerschal­ tung 7, einer Ausgangsschaltung 8 und einer Fehlerdetektionsschaltung 6 versehen.

Die Steuerschaltung 7 gibt im Betrieb ein Signal zur Steuerung der Ausgangsschal­ tung 8 in Abhängigkeit von einem Steuersignal aus, das von einer der anderen obi­ gen (nicht gezeigten) Schaltungen der Steuereinheit 1 ausgeben wird. Die Ausgangs­ schaltung 8 gestattet es, daß ein gewünschter Antriebsstrom in Abhängigkeit von dem obigen, von der Steuerschaltung 7 ausgegebenen Signal zum bzw. durch den Stellmotor 3 fließt.

Im erfindungsgemäßen Darstellungsbeispiel ist diese Ausgangsschaltung 8 im we­ sentlichen aus vier npn-Transistoren 16a, 16b, 16c und 16d aufgebaut. Zwischen ei­ nem Stromversorgungsanschluß 4c der Steuereinheit 1 und einem Masseanschluß 4a dieser Einheit 1 sind eine erste Zwischenverbindung durch die zwei in Serie geschal­ teten npn-Transistoren 16a, 16b und eine zweite, parallel geschaltete Zwischenver­ bindung durch die verbleibenden zwei, in Serie geschalteten npn-Transistoren 16c, 16d vorgesehen. Die erste und die zweite Zwischenverbindung ist mit einem ersten Ausgangsanschluß 9a bzw. einem zweiten Ausgangsanschluß 9b der Motortreiber­ schaltung 4 in der Steuereinheit 1 verbunden. Aufgrund der obigen Verdrahtung kann der Stellmotor 3 in der Vorwärts- und der Rückwärtsrichtung - wahlweise - ro­ tieren.

Nach Erkennung eines Betriebsfehlers oder Ausfalls unternimmt die Fehlerdetekti­ onsschaltung 6 die notwendigen Schritte, wie z. B. das Stoppen des Betriebs der Schaltung und ähnliche Schritte.

Der Strom wird sowohl der Fehlerdetektionsschaltung 6 als auch der Steuerschaltung 7 von einer später näher beschriebenen stabilisierten Stromversorgungsschaltung 15 über einen Stromversorgungsanschluß 4b der Motortreiberschaltung 4 zugeführt.

Die Fehlerdetektionsschaltung 6, die Steuerschaltung 7 und die Ausgangsschaltung 8 sind alle über den Masseanschluß 4a der Motortreiberschaltung 4 an Masse ange­ schlossen. Dieser Masseanschluß 4a ist nämlich mit einer innerhalb der Steuereinheit 1 vorgesehenen Masseleitung 11 verbunden. Die Masseleitung 11 ist mit einem exter­ nen Massepunkt "A" über einen Masseanschluß 1a verbunden, der mit dem Masse­ punkt "A" verbunden und innerhalb bzw. an der Steuereinheit 1 angeordnet ist.

Die Leistungstransistor-Treiberschaltung 5 gibt einen Basisstrom aus, der erforderlich ist, um eine Leistungstransistoreinheit 10 zur Steuerung des Gebläsemotors 2 zu steu­ ern, die außerhalb der Steuereinheit 1 angeordnet ist. Bei der Leistungstransistor- Treiberschaltung 5 wird die Stromversorgungsspannung einem Kollektor eines Tran­ sistors 17 über einen Transistorkollektorwiderstand 18 zugeführt. Einer der beiden Anschlüsse des Kollektorwiderstands 18 ist nämlich mit der Katodenseite einer Diode 13 zum Schutz gegen falsches Anschließen bzw. Verpolen verbunden, die in Serie zwischen einem Stromversorgungsanschluß 1b der Steuereinheit 1 und der stabilisier­ ten Stromversorgungsschaltung 15 geschaltet ist.

Der Transistor 17 ist mit seinem Emitter an einem Leistungseinheit-Verbindungsan­ schluß 27 der Steuereinheit 1 über einen Transistoremitterwiderstand 19 angeschlos­ sen und ist dadurch mit seinem Emitter mit einer Eingangsseite der Leistungstransi­ storeinheit 10 über den Leistungseinheit-Verbindungsanschluß 27, eine externe Lei­ tung 28 und einen Eingangsverbindungsanschluß 10c verbunden. Weiter ist der Emitter des Transistors 17 mit der Katodenseite einer Leitungsunterbrechungsvermei­ dungsdiode 20 verbunden, die mit ihrer Anodenseite an den Masseanschluß 1a der Steuereinheit 1 angeschlossen ist.

Die stabilisierte Stromversorgungsschaltung 15 ist zwischen dem Stromversorgungs­ anschluß 1b der Steuereinheit 1 und der Motortreiberschaltung 4 angeordnet, um die Spannung der Stromversorgung zu stabilisieren, und dient dazu, ein Fließen von Überstrom von der Stromversorgungsseite in die Motortreiberschaltung 4 zu verhin­ dern, wenn eine Last kurzgeschaltet wird oder ähnliche Fehler in der Schaltung auf­ treten.

Die stabilisierte Stromversorgungsschaltung 15 des erfindungsgemäßen Darstellungs­ beispiels ist nicht neu, d. h., die Schaltung 15 weist einen üblichen Aufbau unter Ver­ wendung eines sogenannten "Drei-Anschluß"-Reglers IC 21 auf.

Mit anderen Worten, der "Drei-Anschluß"-Regler IC 21 ist eine integrierte Schaltung einer stabilisierten Stromversorgungsschaltung, wobei seine Eingangsseite mit der Katodenseite der Verpolungsschutzdiode 13, einem der entgegengesetzten Anschlüs­ se eines Elektrolytkondensators 22 zur Sicherung eines konstanten Spannungsni­ veaus bzw. Glättung und einem der entgegengesetzten Anschlüsse eines Geräusch­ unterdrückungs- bzw. Entstörkondensators 23 angeschlossen ist.

Im übrigen führt von der Katodenseite der Diode 13 eine Stromversorgungsleitung 14 zur Stromversorgung zu verschiedenen (nicht dargestellten) Schaltungen der Steuereinheit 1.

Mit der Ausgangsseite des "Drei-Anschluß"-Reglers IC 21 sind einer der entgegenge­ setzten Anschlüsse eines Elektrolytkondensators 24 zur Sicherung eines konstanten Spannungsniveaus bzw. Glättung und zwei Stromversorgungsanschlüsse 4b, 4c der Motortreiberschaltung 4 verbunden.

Die Elektrolytkondensatoren 22, 24 und der Geräuschunterdrückungs- bzw. Ent­ störkondensator 23 sind jeweils mit ihren entgegengesetzten Anschlüssen mit einer in der Steuereinheit 1 angeordneten Masseleitung 25 verbunden. Mit dieser Masselei­ tung 25 ist der "Drei-Anschluß"-Regler IC 21 an seiner Masseseite auch verbunden.

Die Masseleitung 25 ist mit der Masseleitung 11 verbunden, die den Masseanschluß 4a der Motortreiberschaltung 4 mit dem Masseanschluß 1a der Steuereinheit 1 verbin­ det.

Außerhalb der Steuereinheit 1 ist der Stellmotor 3 mit den zwei Ausgangsanschlüssen 9a, 9b der Motortreiberschaltung 4 verbunden. Bei dem Darstellungsbeispiel rotiert der Stellmotor 3 im normalen Betrieb mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in Abhängigkeit von einem durch die Ausgangsschaltung 8 der Motortreiberschaltung 4 über die Ausgangsanschlüsse 9a, 9b der Motortreiberschaltung 4 zugeführten An­ triebsstrom.

Der Stromversorgungsanschluß 1b der Steuereinheit 1 ist an eine Stromversorgungs­ leitung 12 angeschlossen.

Der Gebläsemotor 2 ist mit einem seiner beiden bzw. entgegengesetzten Anschlüsse mit der Stromversorgungsleitung 12 und mit dem anderen Anschluß mit einem Aus­ gangsanschluß 10a der Leistungstransistoreinheit 10 verbunden. Diese Einheit 10 weist einen Masseanschluß 10b auf, der mit einem Massepunkt "C" verbunden ist.

Die Leistungstransistoreinheit 10 ist im wesentlichen aus einem Leistungstransistor 26 aufgebaut, der mit einer Wärmesenke, insbesondere einem Kühlkörper o. dgl., ver­ sehen ist, und gestattet es, einen Antriebsstrom dem Gebläsemotor 2 zuzuführen, wenn ein von der Leistungstransistor-Treiberschaltung 5 der Steuereinheit 1 ausge­ gebenes Signal an die Basis des Leistungstransistors 26 über den Eingangsanschluß 10c eingegeben wird.

Der Gebläsemotor 2 wird mit Energie versorgt und rotiert mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, wenn die Leistungstransistor-Treiberschaltung 5 der Steuereinheit 1 den Leistungstransistor 26 in der Leistungstransistoreinheit 10 leitend macht.

Wenn im Betrieb der Ausgangsanschluß 9b der Motortreiberschaltung 4 z. B. mit Masse aufgrund eines Unfalls kurzgeschlossen wird, wird der Emitter des Transistors 16c in der Ausgangsschaltung 8 direkt mit Masse verbunden. Hierdurch ist ein wie durch den gestrichelten Pfeil in Fig. 1 angedeuteter, anomal hoher Strom, der größer als ein Strom im normalen Betrieb ist, darauf gerichtet, von der Stromversorgungslei­ tung 12 durch die stabilisierte Stromversorgungsschaltung 15 in den Transistor 16c zu fließen. Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es jedoch möglich, die Transistoren 16 und ähnliche elektronische Komponenten vor Beschädi­ gungen zu schützen, da die stabilisierte Stromversorgungsschaltung 15 eine Begren­ zung solch anomal großer Ströme bewirkt.

Im übrigen tritt ein anomaler Strom, der von einem Strom beim normalen Betrieb ver­ schieden ist, auch auf, wenn der Ausgangsanschluß 9b der Motortreiberschaltung 4 über eine Komponente mit einem elektrischen Widerstand mit Masse verbunden wird. In diesem Fall tritt ein Spannungsabfall über diese zwischen dem Ausgangsanschluß 9b der Motortreiberschaltung 4 und der Masse angeordnete Komponente auf. Dieser Spannungsabfall ist durch eine von einer gestrichelten Linie in Fig. 1 umgebene Gleichspannungsquelle dargestellt.

Wenn ein solches oben beschriebenes Kurzschlußproblem im Betrieb auftritt, können die verbleibenden (nicht dargestellten) Schaltungen der Steuereinheit 1 weiter mit Strom über die Stromversorgungsleitung 14 versorgt werden, die von einer stromauf bzw. vor einer Eingangsseite der stabilisierten Stromversorgungsschaltung 15 gele­ genen Verbindung abzweigt. Folglich tritt im Gegensatz zu dem gewöhnlichen Fall hier kein Spannungsabfall an einer der verbleibenden (nicht dargestellten) Schaltun­ gen der Steuereinheit 1 auf. Mit anderen Worten, den verbleibenden Schaltungen der Steuereinheit 1 der vorliegenden Erfindung wird eine weiterhin vorbestimmte Span­ nung zugeführt, was eine normale Funktion dieser verbleibenden (nicht dargestell­ ten) Schaltungen unabhängig von der so kurzgeschlossenen Motortreiberschaltung 4 sicherstellt.

Wenn z. B. eine Leitung zwischen dem Masseanschluß 1a der Steuereinheit 1 und dem Massepunkt "A" an einer durch das Bezugszeichen "D" gekennzeichneten Stelle aufgrund eines Unfalls unterbrochen wird, ist die stabilisierte Stromversorgungsschal­ tung 15 weiter mit dem Massepunkt "C" über die Masseleitung 25, die Leitungsun­ terbrechnungsvermeidungsdiode 20, die Basis und den Emitter des Leistungstransi­ stors 26 der an die Leistungstransistor-Treiberschaltung 5 angeschlossenen Lei­ stungstransistoreinheit 10 der Steuereinheit 1 und über den Masseanschluß 10b der Leistungstransistoreinheit 10 verbunden, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 1 angedeutet. Dies ermöglicht es, die stabilisierte Stromversorgungsschaltung 15 im Falle einer Leitungsunterbrechung an der Stelle "D" weiter mit Masse verbunden zu halten.

Wenn eine solche normalerweise an Masse angeschlossene, zwischen den Massean­ schluß 1a der Steuereinheit 1 und dem Massepunkt "A" angeordnete Leitung im Be­ trieb unterbrochen wird, besteht folglich keine Gefahr, daß die stabilisierte Stromver­ sorgungsschaltung 15 im Betrieb unstabil wird. Mit anderen Worten, es ist für die stabilisierte Stromversorgungsschaltung 15 weiterhin möglich, eine stabilisierte Gleichspannung unabhängig von dem vorgenannten Leitungsunterbrechungsunfall auszugeben. Hierdurch kann von der stabilisierten Stromversorgungsschaltung 15 eine stabilisierte Gleichspannung sogar dann bereitgestellt werden, wenn der Masse­ anschluß 4a der Motortreiberschaltung 4 nicht an Masse angeschlossen ist, was eine normale Funktion der Motortreiberschaltung 4 sicherstellt.

Wie in Fig. 3 dargestellt, wird bei dem konventionellen Aufbau, bei dem die Regler­ schaltung 30 außerhalb der Steuereinheit 1 angeordnet ist, da die Verpolungsschutz­ diode 13 in einer Stromversorgungsleitung zur Zuführung des Stroms zu der Motor­ treiberschaltung 4 im Inneren der Steuereinheit 1 eingefügt ist, weiter ein Spannungs­ abfall über diese Diode 13 erzeugt, der den zur Verfügung stehenden Bereich an der dem Stellmotor 3 zuzuführenden Ausgangsspannung reduziert, so daß der zur Verfü­ gung stehende Bereich kleiner als der gewünschte und mögliche Bereich ist. Folglich ist der Stellmotor 3 auch in seinem Arbeitsbereich eingeschränkt.

Im Gegensatz hierzu besteht bei dem erfindungsgemäßen, oben beschriebenen Dar­ stellungsbeispiel, da die von der stabilisierten Stromversorgungsschaltung 15 ausge­ gebene Ausgangsspannung der Motortreiberschaltung 4 direkt zugeführt wird, keine Gefahr, daß ein Spannungsabfall bei dieser dem Stellmotor 3 zugeführten Ausgangs­ spannung auftritt, was einen normalen Arbeitsbereich des Stellmotors 3 ohne Fehl­ funktion sicherstellt.

Bei der vorliegenden Erfindung ist es, sogar wenn die mit der stabilisierten Stromver­ sorgungsschaltung 15 versehene Steuereinheit 1 von einer normalerweise angeordne­ ten Masse unfallbedingt unterbrochen wird, möglich, daß die Schaltung 15 mit der Masse verbunden bleibt, wie oben beschrieben, und daher normal funktioniert. Folg­ lich ist es möglich, den Antriebsstromkreis des Motors, der von der stabilisierten Stromversorgungsschaltung 15 mit Strom versorgt wird, gegen Fehlfunktionen und Ausfälle zu schützen.

Sogar wenn ein Leitungsunterbrechungsunfall bei dem Antriebsstromkreis des Mo­ tors, der von der stabilisierten Stromversorgungsschaltung 15 mit Strom versorgt wird, auftritt, ist es möglich, den Antriebsstromkreis des Motors gegen Beschädigungen, Durchschmelzen und ähnliche Fehler aufgrund von Überstrom zu schützen, da die stabilisierte Stromversorgungsschaltung 15 verhindert, daß ein solcher Überstrom in den Antriebsstromkreis des Motors fließt.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es weiter möglich, eine Kostenreduktion zu erzie­ len, da es möglich ist, die stabilisierte Stromversorgungsschaltung 15 an Masse ange­ schlossen zu halten, ohne daß ein zusätzlicher Masseabschnitt bzw. -anschluß außer­ halb der Steuereinheit 1 vorgesehen werden muß und daher ohne daß eine zusätzli­ che Montagearbeit und zusätzliche Verdrahtungsmaterialien außerhalb der Steuereinheit 1 erforderlich sind.

Claims (5)

1. Ansteuersystem für einen Elektromotor mit einer Steuereinheit und mit einer Lei­ stungstransistoreinheit zur Versorgung des Elektromotors mit einem Antriebsstrom in Abhängigkeit von einem von der Steuereinheit ausgegebenen Signal, dadurch gekennzeichnet,
daß eine stabilisierte Stromversorgungsschaltung (15) zur Stabilisierung einer von außen zuführbaren Spannung in der Steuereinheit (1) angeordnet und mit ihrer Masse mit einem Masseanschluß (1a) der Steuereinheit (1) verbunden ist und
daß eine Diode (20) zur Vermeidung einer Leitungsunterbrechung derart zwischen der Masse der stabilisierten Stromversorgungsschaltung (15) und einer Verbindung zwischen der Leistungstransistoreinheit (10) und der Steuereinheit (1) angeschlossen ist, daß die Verbindung zwischen der Steuereinheit (1) und der Leistungstransistor­ einheit (10) an der Katodenseite liegt.

2. Ansteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungs­ transistoreinheit (10) einen Leistungstransistor (26) umfaßt, der mit seiner Kollektor­ seite mit einem der Anschlüsse des Elektromotors und mit seiner Emitterseite mit Masse (C) verbunden ist, daß die Steuereinheit (1) ausgebildet ist, um ein Signal an die Basis des Leistungstransistors (26) auszugeben, und daß der andere der beiden Anschlüsse des Elektromotors mit einer Stromversorgung verbunden ist.

3. Ansteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lei­ tungsabzweigung an einer Eingangsstufe der stabilisierten Stromversorgungsschal­ tung (15) zur Stromversorgung weiterer innerhalb der Steuereinheit (1) angeordneter Schaltungen vorgesehen ist.

4. Ansteuersystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen einem Anschluß (1b) der Steuereinheit (1) für die Zuführung der zu stabilisierenden Spannung von außen und einer Eingangsstufe der stabilisier­ ten Stromversorgungsschaltung (15) eine Verpolungsschutzdiode (13) angeordnet ist.

5. Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem Ansteuersystem nach einem der voranstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftfahrzeugklimaanlage einen Gebläsemotor (2) als Elektromotor und einen Stellmotor (3) umfaßt, daß die Steuereinheit (1) eine Leistungstransistor-Treiberschaltung (5) zur Steuerung des Gebläsemotors (2) über die außerhalb der Steuereinheit (1) angeordnete Leistungs­ transistoreinheit (10) und eine Motortreiberschaltung (4) zur Steuerung des Stellmo­ tors (3) aufweist und daß die Diode (20) zur Vermeidung einer Leistungsunterbre­ chung mit ihrer Katodenseite an die Verbindung zwischen der Leistungstransistor- Treiberschaltung (5) und der Leistungstransistoreinheit (10) angeschlossen ist.