DE3305725C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer derartigen aus der DE 29 20 717 A1 bekannten Vorrichtung ist eine Überwachungseinrichtung für die Einstellung der Klappe nicht vorgesehen. Gerade beim Antrieb durch einen Schrittmotor in Kraftfahrzeugen kommt es zu Problemen. Bei einer zu hohen Start-/ Stopfrequenz, durch Störimpulse oder durch mechanische Überla­ stung können Schritte verloren gehen. Die Einstellung der Klappe entspricht dann nicht mehr der gewünschten und durch die Anzahl der Schritte vorgegebenen Einstellung. Bei der DE 29 20 717 A1 ist es somit nicht möglich, diese gerade bei einem Antrieb durch einen Schrittmotor auftretenden Fehler zu kom­ pensieren.

Aus der DE 31 50 044 A1 geht eine Steuerung eines Schiebers mit Hilfe eines Schrittmotors hervor, bei der dem Schieber ein Istwertgeber in Form eines Potentiometers zugeordnet ist, das über einen Rückkopplungskreis für die korrekte Einstellung des Schiebers sorgt. Diese Steuerung ist regelungstechnisch aufwendig und erfordert durch die Verwendung des Istwertgebers einen besonderen Bauteileaufwand, der zudem störanfällig ist und für seine Unterbringung Platz benötigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine richtige Einstellung der Klappe auch dann sicherstellt, wenn bei der Ansteuerung des Schrittmotors Schritte verloren gehen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Bei der Erfindung wird bei Einstellen der einen Endstellung dem Schrittmotor eine Schrittzahl mitgeteilt, die größer als die beim fehlerfreien Arbeiten des Schrittmotors erforderliche Zahl ist. Sind Schritte verlorengegangen, so wird dieser Verlust dann ausgegli­ chen, da durch diese Über-Schrittzahl die Endstellung der Klappe sicher erreicht wird.

Zwar ist es möglich, diese Über-Schrittzahl nur für eine Endstellung der Klappe vorzusehen. Demgegenüber ergibt sich eine schnellere Korrektur möglicher Stellungsfehler dadurch, daß auch in der anderen Endstellung eine ent­ sprechende Über-Schrittzahl vorgesehen ist. Sofern die beiden Endstellungen mit gleicher Häufigkeit angelaufen werden, ergibt sich dadurch eine doppelt so schnelle Korrektur möglicher Stellungsfehler der Klappe.

Durch eine Weiterbildung der Erfindung soll ein weiteres Problem, das mit der Verwendung eines Schrittmotors verbunden sein kann, gelöst werden. Es ist möglich, die Einstellung der Klappe in den Ruhephasen mit Hilfe eines Speichers festzuhalten. Ein derartiger Speicher bedingt eine Stromversorgung gerade in diesen Ruhephasen des Kraftfahrzeugs. Diesem Nachteil kann dadurch begegnet werden, daß ein derartiger Speicher in den Ruhephasen nicht wirksam ist und die erste Einstellung der Klappe nach einer derartigen Ruhephase in der Weise vorgenommen wird, daß der Motor zunächst in eine Endstellung und die gewünschte Sollstellung von dieser Endstellung aus einge­ stellt ist. Zwar ist diese Maßnahme im Prinzip aus der DE-OS 31 07 442 für eine Gebäude-Heiz-/ bzw. Klimaanlage bekannt. Jedoch wird diese Maßnahme bei jeder Veränderung der Einstellung der Klappe auch während einer laufenden Betriebsphase durchgeführt. Dies ist für ein Kraftfahrzeug völlig unbrauchbar, da beispielsweise bei Ausbildung der Klappe als Drosselklappe vor jeder Stellungsänderung die Einstellung der Klappe auf Leerlauf- bzw. Vollgasbetrieb durchzuführen wäre.

Diese einmalige Justierung der Klappe zu Beginn einer Betriebsphase kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden. So kann die einzustellende Endstellung als eine der beiden möglichen Endstellungen vorgegeben sein. Dem­ gegenüber ergibt sich eine wesentlich schnellere Justie­ rung in der Weise, daß jeweils die Endstellung gewählt wird, die der gewünschten Sollstellung am nächsten ist.

In der Zeichnung ist das Prinzip der Erfindung anhand einer Antriebsvorrichtung für die Steuerklappe einer Heiz-/Klimaanlage dargestellt.

Die Anlage enthält ein Steuergerät 1, das aufgrund der eingehenden Parameter, wie z. B. Temperaturen von Innen- und Außenluft und des gewählten Programms Stellgrößen für die Stellglieder der Anlage berechnet. Eines der Stell­ glieder ist ein Schrittmotor 2, der am Steuergerät 1 über einen Schrittgeber 3 angeschlossen ist. Der Schrittmotor 2 steuert eine Luftklappe 4, die beispielsweise mit der Atmosphäre verbunden ist und den Frischlufteintritt in das Fahrzeuginnere steuert. Der Schrittgeber 3 stellt die Luftklappe mit Hilfe des Schrittmotors 2 zwischen zwei, durch Anschläge 5 und 6 festgelegten Endstellungen in beispielsweise einhundert gleichmäßigen Schritten ein und durchfährt damit den gesamten, annähernd 90° betragenden Verstellwinkel der Luftklappe 4.

Das Einstellen der Luftklappe 4 außerhalb der durch die Anschläge 5 und 6 gegebenen Endstellungen erfolgt während einer Betriebsperiode des Kraftfahrzeugs in üblicher Weise. Entsprechend der erforderlichen Änderung der Ein­ stellung der Luftklappe 4 wird der Schrittmotor 2 durch das Steuergerät 1 gesteuert und den Schrittgeber 3 umge­ setzt mit einer entsprechenden Anzahl von Vor- bzw. Rück­ schritten beaufschlagt. Lediglich zu Beginn der Betriebs­ periode, bei dem die eingestellte Position der Luftklappe 4 nicht gespeichert vorliegt, wird die gewünschte Einstel­ lung der Luftklappe 4 in der Weise vorgenommen, daß - durch das Steuergerät 1 veranlaßt - der Schrittmotor 2 die Luftklappe 4 zunächst in eine der durch die Anschläge 5 bzw. 6 gegebenen Endstellungen bringt und von dieser aus die gewünschte Stellung anfährt. Dabei wird die Endstel­ lung gewählt, die dieser Sollstellung der Luftklappe 4 am nächsten liegt, d.h. im vorliegenden Fall mit maximal fünfzig Schritten zu erreichen ist. Das anfängliche Ein­ stellen der Endstellung geschieht in der Weise, daß der Schrittmotor 2 mit einer Zahl von Schritten in der ge­ wünschten Bewegungsrichtung der Luftklappe 4 beaufschlagt wird, die mindestens gleich der gesamten Schrittzahl zum Durchlaufen des Stellbereichs der Luftklappe 4, im vorlie­ genden Fall einhundert Schritte, ist.

Um den während einer Betriebsperiode, durch das Fehlen eines Stellungsgebers für die Luftklappe 4 bedingten möglichen Verlust von Schritten zu kompensieren, wird bei jedem Einstellen der Luftklappe 4 in den durch die An­ schläge 5 und 6 gegebenen Endstellungen, also auch bei der oben beschriebenen anfänglichen Einstellung, eine Schritt­ zahl in den Schrittmotor 2 eingegeben, die größer als die bei fehlerfreiem Arbeiten der Antriebsvorrichtung erfor­ derliche Schrittzahl ist. Bei Fehlen der Anschläge 5 bzw. 6 hätte dies bei diesem fehlerfreiem Arbeiten zur Folge, daß die Luftklappe 4 über die Endstellung hinaus einge­ stellt werden würde. Beispielsweise würde sie statt der eingezeichneten, durch den Anschlag 5 gegebenen Stellung 4′ dann die Stellung 4′′ einnehmen. Der Anschlag 5 verhin­ dert dies, während der Aufbau und die Wirkungsweise eines Schrittmotors so gewählt werden können, daß dieses tat­ sächliche Nicht-Ausführen von Bewegungsschritten der Luftklappe 4 keine die Funktionstüchtigkeit der Luftklappe 4 bzw. ihrer mechanischen Verbindung mit dem Schrittmotor 2 beeinträchtigende übermäßige mechanische Beanspruchung zur Folge hat.

Ohne einen außerhalb der Betriebsphasen wirksamen Speicher und einen in den Betriebsphasen wirksamen Geber für die Ist-Stellung der Luftklappe ergibt sich somit stets eine präzise Einstellung der Luftklappe, da zu Beginn einer Betriebsphase eine Selbstjustierung vorgenommen wird und Schrittfehler während einer Betriebsphase stets korrigiert werden. Dies bietet auch den Vorteil einer Montageerleich­ terung, da nicht auf die Grund-Einstellung der Luftklappe 4 und des Schrittmotors 2 geachtet werden muß.

Claims (4)

1. Antriebsvorrichtung für eine Klappe in Kraftfahrzeugen, mit einem elektrischen Schrittmotor, der die Klappe zwischen zwei durch Anschläge festgelegten Endstellungen in wählbaren Sollstellungen entsprechend einem Stellbefehl einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einstellen der Klappe in einer Endstellung der Stellbefehl einer über die Endstellung hinausgehenden Einstellung entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch bei Einstellen der zweiten Endstellung der Stellbefehl einer über diese Endstellung hinausgehenden Einstellung entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei erstmaligem Einschalten der Schritt­ motor (2) zunächst in einer Endstellung eingestellt ist und die gewünschte Zwischenstellung von dieser Endstel­ lung aus eingestellt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zunächst eingestellte Endstellung der Soll­ stellung am nächsten liegt.