DE4131984A1 - Steuerschaltung fuer einen stellmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung für einen elektrischen Stellmotor, von dem ein Stellglied über einen Zahntrieb zwischen zwei Endpositionen hin und her bewegbar ist.

Derartige Stellmotoren werden u. a. als Schließhilfe bei Kraftfahrzeug-Türen eingesetzt, wobei die Türen je nach Drehrichtung des Motors über das Stellglied entweder aus einer Bereitschaftsstellung in die Schließstellung oder umgekehrt geschwenkt werden. Die Bewegung der Stellglieder ist durch Endpositionen der Zahntriebe begrenzt.

Eine zentrale Steuerschaltung überwacht die Funktionen der Stellglieder und schaltet die Stellmotoren in der jeweils erforderlichen Drehrichtung an. Dazu sind je zwei Zuleitun­ gen für jeden Motor erforderlich, die über eine Steckver­ bindung von der Karosserie in die Kraftfahrzeugtüren geführt werden. Die Abschaltung der Stellmotoren erfolgt üblicherweise mittels mechanisch angesteuerter Endschalter, die ein Signal an die zentrale Steuerschaltung geben, die ihrerseits dann die Stromzufuhr zum Motor abschaltet. Für jede Endlage des Stellgliedes ist ein Endschalter und eine Zuleitung zwischen Endschalter und Steuerschaltung erfor­ derlich. Es werden je Stellglied also vier Leitungen mit entsprechenden Steckkontakten für den Übergang von der Karosserie zur Kraftfahrzeugtür benötigt.

Da in den Kraftfahrzeugtüren unter Umständen außerdem elek­ tronisch betriebene Stellglieder für Fensterheber, Außen­ spiegel, Zentralverriegelung und Diebstahlsicherung unter­ gebracht werden müssen, ist es verständlich, wenn man die Anzahl der Zuleitungen möglichst gering halten will. Ange­ strebt wird neben einer Gewichtsersparnis eine Reduzierung des Montageaufwandes, eine Verringerung der Verwechslungsmöglichkeiten und aus Platzgründen insbesondere eine Beschränkung der Anzahl der Steckverbindung zwischen Karos­ serie und Kraftfahrzeugtür.

Zur Einsparung der mechanisch angesteuerten Endschalter und der zugehörigen Steuerleitungen hat man schon vorgeschla­ gen, in den Endpositionen lediglich einen mechanischen Anschlag vorzusehen, das Stellglied gegen diesen Anschlag fahren zu lassen und den dabei auftretenden Stromanstieg in der Steuerschaltung zu messen und als Abschaltkriterium für den Stellmotor zu verwenden. Dabei spart man zwar den End­ schalter und die Zuleitungen, muß aber das mechanische Kraftübertragungssystem und ggf. auch den Stellmotor stär­ ker auslegen, weil der als Abschaltkriterium heranzu­ ziehende Stromwert nicht nur über dem bei normaler Motor­ funktion fließenden Strom liegen muß, sondern auch noch deutlich über allen höheren Stromaufnahmewerten, die durch übliche, betriebs- und lebensdauerbedingte Schwankungen des Widerstandes der durch den Stellmotor zu bewegenden Teile hervorgerufen werden. Berechnungen haben ergeben, daß ein verläßliches Kriterium für die Endabschaltung des Stellmo­ tors über die vorgeschlagene Strommessung nur dann erreicht werden kann, wenn man das Stellglied statt auf Nennlast des Stellmotors auf dessen maximales Stellvermögen auslegt, was etwa dreifache mechanische Festigkeit erfordert. Eine der­ artige Auslegung wirft neue Probleme auf, weil die Platz­ verhältnisse oft so beengt sind, daß man eine höhere mecha­ nische Festigkeit nicht durch größere Dimensionierung der Bauteile sondern nur über bessere Werkstoffe erreichen kann, wodurch die auf der elektrischen Seite realisierten Einsparungen mehr oder weniger wieder aufgezehrt werden.

Es besteht somit die Aufgabe, für die Endabschaltung elek­ trischer Stellmotoren eine Steuerschaltung vorzuschlagen, mit der einerseits die Anzahl der Verbindungsleitungen reduziert werden kann, ohne daß andererseits mechanisch für deutlich höhere Stellkräfte ausgelegte Stellglieder erfor­ derlich werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Steuer­ schaltung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch

• a) je einen Endschalter in jeder der beiden Motor-Zulei­ tungen, von denen jeweils einer bei Erreichen einer Endposition mechanisch auf einen Öffnungskontakt umge­ legt wird,
• b) je eine erste, von den Öffnungskontakten abgehende Leitung, die den Öffnungskontakt des Endschalters der einen Zuleitung mit einer Anschlußstelle zwischen Stellmotor und Endschalter der anderen Zuleitung ver­ bindet, und
• c) je eine zweite, von den Öffnungskontakten abgehende Leitung, die den Öffnungskontakt des Endschalters mit einer Anschlußstelle derselben Zuleitung stromauf vom Endschalter verbindet und die eine für den Stromfluß vom Öffnungskontakt zur Anschlußstelle durchlässige Diode aufweist.

Zweckmäßigerweise sind in den ersten Leitungen je eine für den Stromfluß vom Öffnungskontakt zur Anschlußstelle durch­ lässige Diode oder je ein Widerstand vorgesehen.

Weitere Einzelheiten werden anhand des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Steuerschaltung gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Alternative zu Fig. 1.

Der Stellmotor 1 ist über Steckkontakte 22, 23 an eine zen­ trale Steuerung angeschlossen, die die Motor-Zuleitungen 4 und 5 mittels Schaltern 26, 27 bedarfsweise mit den Leitun­ gen 28, 29 einer Spannungsquelle verbindet. Mit 30 ist eine mechanische Ankopplung der Endschalter 2, 3 an den Stellmo­ tor 1 bzw. geeignete Teile des im einzelnen nicht darge­ stellten Stellgliedes bezeichnet.

Wird beim Anlaufen einer Endposition beispielsweise der Endschalter 2 in der Motor-Zuleitung 4 auf den zugehörigen Öffnungskontakt 6 umgelegt, so wird die Stromzuführung unterbrochen und über die vom Öffnungskontakt 6 zur Anschlußstelle 11 in der anderen Motor-Zuleitung 5 verlau­ fende Leitung 8 dafür gesorgt, daß der Stellmotor 1 kurzge­ schlossen und rasch abgebremst wird. Gleichzeitig wird durch die vom Öffnungskontakt 6 zur Anschlußstelle 14 in der Motor-Zuleitung verlegte Leitung 12 mit Diode 16 dafür gesorgt, daß der Stromkreis für einen Wideranlauf des Stellmotors 1 in Gegendrehrichtung geschlossen ist.

Beim Anlauf der anderen Endposition wird der Endschalter 3 in der Motor-Zuleitung 5 auf den Öffnungskontakt 7 umge­ legt, wodurch der Stellmotor 1 über den Anschluß 10 und die Leitung 9 kurzgeschlossen und rasch abgebremst wird. Gleichzeitig wird der Öffnungskontakt 7 über die Leitung 13 und die Diode 17 mit der Anschlußstelle 15 verbunden, wodurch der Stromkreis für einen Wiederanlauf des Stellmo­ tors 1 in Gegenrichtung geschlossen ist.

In den Leitungen 8 und 9 sind für den Stromdurchgang von den Öffnungskontakten 6, 7 zu den Anschlußstellen 10, 11 durchlässige Diode 18, 19 vorgesehen, um einerseits einen guten Stromfluß beim Abbremsen des Motors zu erreichen, andererseits aber beim Wiederanlauf des Stellmotors 1 einen Kurzschluß zu vermeiden, solange die Endschalter 2, 3 nicht wieder mechanisch umgelegt sind und der Stromfluß normal über die Endschalter 2, 3 und die Zuleitungen 4, 5 statt­ findet. Die Dioden 18, 19 unterliegen keiner nennenswerten thermischen Belastung.

Statt der Dioden 18, 19 kann man - wie in Fig. 2 darge­ stellt - auch Widerstände 20, 21 vorsehen. Dabei erfolgt das Abbremsen des Stellmotors 1 weniger rasch als beim Kurzschließen über die Dioden 18, 19. Beim Wiederanlauf fließt über die Widerstände 20, 21 kurzzeitig auch ein kleiner Kurzschlußstrom, der den Anlauf des Stellmotors 1 verglichen mit der Variante mit den Dioden 18, 19 etwas verzögert. Dieses über die Größe der Widerstände 20, 21 steuerbare "weiche" Abbremsen und Starten des Stellmotors 1 kann für manche Anwendungsfälle von Vorteil sein.

Im übrigen haben die Bezugsziffern in Fig. 2 die gleiche Bedeutung wie in Fig. 1, so daß sich weitere Erläuterungen erübrigen.

Die erfindungsgemäße Steuerschaltung kann in unmittelbarer Nähe des Stellmotors realisiert werden. Sie erfordert des­ halb nur kurze Verbindungsleitungen und einfache Endschal­ ter und Dioden bzw. Widerstände, die gewichtsmäßig unbedeu­ tend sind und kaum Platz beanspruchen. Es werden - gemäß der Vorgabe - nur zwei Motor-Zuleitungen und zwei Steckkon­ takte benötigt, ohne daß die Bauteile für die mechanische Kraftübertragung stärker ausgelegt werden müssen. Im Hin­ blick auf die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ist als weiterer Vorteil zu verzeichnen, daß in den Motorzu­ leitungen keine hohen Abschaltströme fließen.

Claims (3)

1. Steuerschaltung für einen elektrischen Stellmotor (1), von dem ein Stellglied über einen Zahntrieb zwischen zwei Endpositionen hin und her bewegbar ist, gekennzeichnet durch

• a) je einen Endschalter (2, 3) in jeder der beiden Motor-Zuleitungen (4, 5), von denen jeweils einer bei Erreichen einer Endposition mechanisch auf einen Öffnungskontakt (6, 7) umgelegt wird.
• b) je eine erste, von den Öffnungskontakten (6, 7) abgehende Leitung (8, 9), die den Öffnungskontakt des Endschalters (2, 3) der einen Zuleitung (4, 5) mit einer Anschlußstelle (10, 11) zwischen Motor (1) und Endschalter der anderen Zuleitung (5, 4) verbindet, und
• c) je eine zweite (6, 7) von den Öffnungskontakten (6, 7) abgehende Leitung (12, 13), die den Öffnungskontakt des Endschalters (2, 3) mit einer Anschlußstelle (14, 15) derselben Zuleitung (4, 5) stromauf vom Endschalter (2, 3) verbindet und die eine für den Stromfluß vom Öffnungskontakt (6, 7) zur Anschlußstelle (14, 15) durchlässige Diode (16, 17) aufweist.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Leitungen (8, 9) (Merkmal b) je eine für den Stromfluß vom Öffnungskontakt (6, 7) zur Anschlußstelle (10, 11) durchlässige Diode (18, 19) aufweisen.

3. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Leitungen (8, 9) (Merkmal b) je einen Wider­ stand (20, 21) aufweisen.