DE3305725C2 - - Google Patents
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- G—PHYSICS
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- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
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-
- G—PHYSICS
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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.
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EP0116904A1 (de) | 1984-08-29 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |