DE19945029A1

DE19945029A1 - Circuit for driving direct current control motors e.g for vehicle heating and ventilation systems, has switching devices with on/off switches for connecting motors to or separating them from current source using control signal

Info

Publication number: DE19945029A1
Application number: DE1999145029
Authority: DE
Inventors: Georg Habbel
Original assignee: Webasto Thermosysteme GmbH; Webasto Thermosysteme International GmbH
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 1999-09-20
Publication date: 2001-03-29

Abstract

The circuit has a D.C. current source for supplying the control motors (M1-M3) with current and a switching device (R1,R2,S1-S3) per motor for altering its direction of rotation. The polarity of the current source is changed over with a predefined period. The switching device contains an on/off switch to connect the motor to or separate it from the current source using the control signal.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung zur Ansteuerung von zumindest zwei Gleichstrom-Stellmotoren, insbesondere Stellmotoren von beispielsweise in Fahrzeugheizungen bzw. Fahrzeug-Klimaanlagen verwendeten Motorventilen, mit einer Gleichstromquelle zur Stromversorgung der Stellmotoren, und pro Stellmotor mit einer von einem Steuersignal beaufschlagten Schalteinrichtung zur Änderung der Drehrichtung der Stellmotoren.The present invention relates to a circuit for controlling at least two DC servomotors, in particular servomotors from, for example, in Vehicle heaters or vehicle air conditioning systems used engine valves, with a DC power source for the power supply of the servomotors, and with one per servomotor switching device acted upon by a control signal for changing the direction of rotation of the servomotors.

Es ist bekannt, zur Änderung der Drehrichtung dieser Stellmotoren für beispielsweise Motorventile oder Luftklappen in Fahrzeugen die Polarität ihrer Spannungsversorgung dadurch zu ändern, daß je Verbraucher, d. h. je Stellmotor zwei Wechselrelais eingesetzt werden. Das heißt, für eine vorgegebene Anzahl an Stellmotoren ist die doppelte Anzahl an Wechselrelais erforderlich. Im einzelnen ist jedem der beiden der Stromanschlüsse jedes Stellmotors ein Wechselrelais zugeordnet, um wahlweise und abwechselnd die Polarität an diesen Anschlüssen so umzuschalten, daß dann, wenn am einen Anschluß positive Spannung anliegt, am anderen negative Spannung anliegt und umgekehrt.It is known to change the direction of rotation of these servomotors for example Engine valves or air flaps in vehicles determine the polarity of their voltage supply by changing that per consumer, i.e. H. two changeover relays are used for each servomotor become. This means that for a given number of servomotors, the number is double Changeover relay required. In particular, each of the two of the power connections is each Actuator assigned a changeover relay to selectively and alternately the polarity to switch these connections in such a way that when one connection is positive Voltage is present, negative voltage is present at the other and vice versa.

Diese Art der Ansteuerung von Gleichstrom-Stellmotoren ist sowohl bezüglich der Montage wie bezüglich der verwendeten Bauteile aufwendig.This type of control of DC servomotors is both in terms of Assembly as with the components used is complex.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Schaltung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art derart auszubilden, daß sie einfach montierbar und kostengünstig herstellbar ist. An object of the present invention is therefore to provide a circuit in the The preamble of claim 1 mentioned type in such a way that it is easy to assemble and is inexpensive to manufacture.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the characterizing features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Während beim vorstehend erläuterten Stand der Technik die Polarität der Gleichspannung individuell an jedem Gleichstrommotor mit Hilfe von zwei Wechselrelais umgeschaltet werden muß, wird dieser mit großem Bauteileaufwand erzielte Polaritätsumschaltvorgang erfindungsgemäß mit deutlich weniger und einfacheren Bauteilen verwirklicht, indem die Polarität nicht für jeden Motor, sondern zentral an der Stromquelle umgeschaltet wird, und indem der jeweilige Stellmotor genau zu dem Zeitpunkt an die getaktete Stromquelle angeschlossen wird, wenn diese eine Polarität entsprechend der gewünschten Drehrichtung des jeweiligen Stellmotors bereitstellt. Zu dem erfindungsgemäßen Koppeln des jeweiligen Stellmotors an die bezüglich der Polarität getakteten Stromquelle genügt ein einziger einfach aufgebauter und damit kostengünstiger Ein-/Aus-Schalter.While in the prior art explained above, the polarity of the DC voltage switched individually on each DC motor using two AC relays must be, this polarity switching process achieved with a large amount of components realized according to the invention with significantly fewer and simpler components by the Polarity is not switched for each motor, but centrally at the power source, and by the respective servomotor to the clocked power source at exactly the time is connected if this has a polarity corresponding to the desired direction of rotation of the respective servomotor. For the coupling of the respective according to the invention A servomotor to the current source clocked with respect to the polarity is sufficient simply constructed and therefore inexpensive on / off switch.

Der Ein-/Aus-Schalter kann grundsätzlich in beliebiger Weise gestaltet sein. Bevorzugt ist ein entsprechender Schalter in Gestalt eines Relais oder eines Halbleiterschalters, insbesondere eines Transistors.The on / off switch can basically be designed in any way. Is preferred a corresponding switch in the form of a relay or a semiconductor switch, especially a transistor.

Soweit vorliegend vom Umschalten der Polarität der Stromquelle mit vorgegebenem Takt die Rede ist, ist hierunter auch ein Umschalten der Polarität örtlich getrennt von der Stromquelle zu verstehen, wie etwa mittels zweier Wechsel-Relais ähnlich wie bei der Polaritätsumschaltung gemäß dem Stand der Technik in Zuordnung für jeden Stellmotor, erfindungsgemäß jedoch zentral an einer einzigen Stelle für sämtliche Stellmotoren bewirkt. Die Stellmotoren haben demnach gewissermaßen ihren eigenen Steuertakt, der durch das Steuersignal, welches den jeweiligen Ein-/Aus-Schalter für den jeweiligen Stellmotor in Korrelation mit dem Takt der Polaritätsumschaltung der Stromquelle bestimmt ist.So far in the present case of switching the polarity of the current source with a predetermined clock is mentioned, this also includes switching the polarity locally separated from the Understanding current source, such as by means of two change-over relays similar to the Polarity switchover according to the state of the art in assignment for each servomotor, According to the invention, however, centrally at a single point for all servomotors causes. The servomotors therefore have their own control cycle, so to speak by the control signal, which the respective on / off switch for the respective Actuator in correlation with the clock of the polarity changeover of the current source is determined.

Vorteilhafterweise umfaßt die erfindungsgemäße Schaltung einen Mikroprozessor zum Korrelieren des Umschaltens der Polarität der Stromquelle mit der Ansteuerung der Ein- /Aus-Schalter für die Stellmotoren mittels des jeweiligen Steuersignals. Ein Mikroprozessor wird vorgeschlagen, weil dieser heutzutage üblicherweise im praktischen Einsatz ohnehin für eine Vielzahl von Steuer- und Schaltvorgängen vorgesehen ist, in welche die Stellmotoren der in Rede stehenden Schaltung mit einbezogen sind. Der Mikroprozessor kann selbstverständlich in dem Fall, daß ein solcher Mikroprozessor für komplexe Steueraufgaben nicht an sich vorgesehen ist, durch eine entsprechende einfache Schaltung ersetzt sein, deren Aufbau sich dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik ohne weiteres erschließt.The circuit according to the invention advantageously comprises a microprocessor for Correlating the switching of the polarity of the current source with the activation of the inputs / Off switch for the servomotors using the respective control signal. On Microprocessor is proposed because it is usually practical these days Use is intended for a variety of control and switching operations anyway which the servomotors of the circuit in question are included. The Microprocessor can of course in the event that such a microprocessor for complex tax tasks is not provided per se by a corresponding simple Circuit to be replaced, the structure of which is known to the expert in this field of technology easily accessible.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung zur Ansteuerung, d. h. zur Umschaltung der Drehrichtung von drei Gleichstrom-Stellmotoren.The invention is explained in more detail below using the drawing as an example; the only figure of the drawing shows schematically an embodiment of the inventive circuit for control, d. H. for switching the direction of rotation of three DC servomotors.

Demnach sind ein erster Stellmotor M1, ein zweiter Stellmotor M2 und ein dritter Stellmotor M3 vorgesehen, die mittels einer nicht näher dargestellten Gleichstromquelle mit Strom der jeweils erforderlichen Polarität zur Festlegung der Drehrichtung des jeweiligen Stellmotors beaufschlagt sind. Am Ausgang dieser Gleichstromquelle liegt ein positives und negatives Spannungspotential an, das in der Zeichnung mit "+" bzw. mit "-" bezeichnet. Diese Plus- und Minus-Potentiale liegen an den umschaltbaren Anschlüssen eines ersten Wechselrelais R1 und eines zweiten Wechselrelais R2 an. Die Relais R1 und R2 werden taktweise betrieben. Zu diesem Zweck wird dem jeweiligen Steuereingang 10 bzw. 11 des jeweiligen Relais ein Taktsteuersignal zugeführt, das beispielsweise durch einen nicht dargestellten Mikroprozessor bereitgestellt wird. Der Schaltkontakt des ersten Wechsel-Relais R1 liegt an einer ersten Stromversorgungsleitung 12 an, währen derjenige des zweiten Wechselrelais R2 an einer zweiten Stromversorgungsleitung 13 anliegt. Die Stellmotoren M1, M2 und M3 sind sämtliche dauerhaft mit der ersten Stromversorgungsleitung 12 verbunden, während die Stromzuführung über die zweite Stromversorgungsleitung 13 zu den jeweiligen Stellmotoren M1, M2, M3 mittels Schaltern erfolgt, die als einfache Ein-/Aus-Schalter S1, S2, S3 ausgelegt sind. Diese Schalter S1, S2, S3 sind jeweils durch ein eigenes Steuersignal beaufschlagt, das beispielsweise von dem vorstehend genannten Mikroprozessor erzeugt wird und dafür sorgt, daß der jeweilige Stellmotor M1, M2, M3 dann mit der nicht gezeigten Stromquelle über die Wechselrelais R1, R2 verbunden ist, wenn dort die gewünschte Polarität anliegt.Accordingly, a first servomotor M1, a second servomotor M2 and a third servomotor M3 are provided, which are supplied with current of the respectively required polarity for determining the direction of rotation of the respective servomotor by means of a direct current source (not shown in more detail). At the output of this direct current source there is a positive and negative voltage potential, which is denoted in the drawing with "+" and "-". These plus and minus potentials are present at the switchable connections of a first changeover relay R1 and a second changeover relay R2. The relays R1 and R2 are operated intermittently. For this purpose, a clock control signal is supplied to the respective control input 10 or 11 of the respective relay, which is provided for example by a microprocessor, not shown. The switch contact of the first changeover relay R1 is connected to a first power supply line 12 , while that of the second changeover relay R2 is connected to a second power supply line 13 . The servomotors M1, M2 and M3 are all permanently connected to the first power supply line 12 , while the power is supplied via the second power supply line 13 to the respective servomotors M1, M2, M3 by means of switches which act as simple on / off switches S1, S2 , S3 are designed. These switches S1, S2, S3 are each acted upon by their own control signal, which is generated, for example, by the aforementioned microprocessor and ensures that the respective servo motor M1, M2, M3 is then connected to the current source (not shown) via the changeover relays R1, R2 is when the desired polarity is present.

Kern der vorstehend erläuterten Schaltung ist demnach eine zentral getaktete Stromversorgung, die parallel geschaltet ist zu einer individuell getakteten Stromversorgung für jeden Stellmotor M1, M2 und M3, wodurch diese Stellmotoren individuell mit geringem Aufwand an Bauteilen angesteuert werden können. Die Taktdauer entspricht dabei zumindest der Zeitdauer, die erforderlich ist, das jeweilige Stellorgan, z. B. ein Magnetventil, betätigt durch den jeweiligen Stellmotor in seine gewünschte Position zu überführen, nämlich im Fall eines Motorventils in die Schließ- oder Öffnungsposition oder in eine Zwischenposition. Im Fall des gewählten Beispiels entspricht die Taktdauer zumindest der Zeitdauer, die erforderlich ist, das Motorventil in eine seiner Extremstellungen (auf oder zu) zu überführen. The core of the circuit explained above is therefore a centrally clocked Power supply that is connected in parallel to an individually clocked Power supply for each actuator M1, M2 and M3, making these actuators can be individually controlled with little effort on components. The cycle time corresponds at least to the length of time that is required, the respective actuator, z. B. a solenoid valve, actuated by the respective servomotor to its desired position transfer, namely in the case of an engine valve in the closing or opening position or in an intermediate position. In the case of the example chosen, the cycle time corresponds at least the amount of time it takes the engine valve into one of its To transfer extreme positions (open or closed).

Reference list

1010th

Steuereingang
Control input

1111

Steuereingang
Control input

1212th

erste Stromversorgungsleitung
first power supply line

1313

zweite Stromversorgungsleitung
M1 erster Stellmotor
M2 zweiter Stellmotor
M3 dritter Stellmotor
S1 erster Ein-/Aus-Schalter
S2 zweiter Ein-/Aus-Schalter
S3 dritter Ein-/Aus-Schalter
R1 erstes Wechsel-Relais
R2 zweites Wechsel-Relais
second power supply line
M1 first servomotor
M2 second servomotor
M3 third servomotor
S1 first on / off switch
S2 second on / off switch
S3 third on / off switch
R1 first changeover relay
R2 second changeover relay

Claims

1. Circuit for controlling at least two DC servomotors (M1, M2, M3), in particular servomotors of engine valves used, for example, in vehicle heaters or vehicle air conditioning systems, with a direct current source for supplying power to the servomotors (M1, M2, M3), and pro Servomotor (M1, M2, M3) with a switching device (R1, R2, S1, S2, S3) to change the direction of rotation of the servomotors (M1, M2, M3), characterized in that the polarity of the current source with a predetermined Clock is switched, and that the switching device (R1, R2, S1, S2, S3) comprises an on / off switch (S1, S2, S3) around the servomotor (M1, M2, M3) by means of the control signal with the current source to connect or disconnect from this.

2. Circuit according to claim 1, characterized in that changeover relays (R1, R2) are provided to switch the polarity of the power source.

3. Circuit according to claim 1 or 2, characterized in that each servomotor (M1, M2, M3) with a power connection permanently with a connection of the Power source (via 12) is connected, while the other power connector of the Servomotor via the on / off switch (S1, S2, S3) with the other connection of the Power source is connected.

4. Circuit according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the on / off Switch (S1, S2, S3) is a relay.

5. Circuit according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the on / off Switch (S1, S2, S3) is a semiconductor device, especially a transistor.

6. Circuit according to one of claims 1 to 5, characterized in that a Microprocessor for correlating the switching of the polarity of the power source and for controlling the on / off switch (S1, S2, S3) for the servomotors (M1, M2, M3) is provided.