DE4429998C2 - Anordnung zur Positionssteuerung von Elektromotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Positionssteuerung mehrerer Elektromotoren, die je­ weils über einen Leistungsschalter geschaltet werden, und mit einer einzigen mit allen Leistungsschaltern verbundenen H-Brücke, einer einzigen dieser zugeordneten Drehwinkelüberwachungsschaltung zur Auswertung von periodischen Schwankungen des durch die H-Brücke fließenden jeweiligen Motorstro­ mes und einer Steuereinheit, die die einzelnen Leistungsschalter multiplexartig durchschaltet, um die H- Brücke mit dem jeweiligen Elektromotor zu verbinden.

Eine vergleichbare Anordnung zur Steuerung eines einzigen Elektromotors ist aus der DE 35 27 906 C2 bekannt, die den Einsatz einer H-Brücke mit einer Drehwinkelüberwachungsschaltung beschreibt, die die periodischen Schwankungen des Motorstroms auswertet. Die Anordnung erlaubt eine genaue und zuverlässige Positionierung eines Elektromotors, der über ein Getriebe Teile wie Sitzteil, Lehne und dgl. eines Kraftfahrzeugsitzes verstellt. Wenn für einen Kraftfahrzeugsitz vier oder mehr Elektromotoren für die verschiedenen Stellfunktionen notwendig sind, wird der Schaltungsaufwand für jeden Elektromotor recht groß, da für jeden Elektromotor eine aufwendige H-Brücke und eine Drehwinkelüberwachungs­ schaltung erforderlich sind.

Die US 50 39 924 beschreibt eine Steuereinheit, die einen Elektromotor mit Hilfe einer H-Brücke steuert. Der Strom der durch die Spulen des Motors fließt, wird zur Optimierung eingesetzt. Die Rotation des Motors wird mit Hilfe eines Sensors gemessen. Es wird allerdings nur ein einziger Motor gesteuert.

Aus der DE 41 28 306 A1 ist das multiplexartige Durchschalten mehrerer Elektromotoren be­ kannt. Eine H-Brücke oder eine Drehwinkelüberwachungsschaltung sind nicht beschrieben.

Die US 44 03 179 beschreibt eine Steuerung mehrerer Elektromotoren mit Hilfe einer Steuerein­ heit. Ein multiplexartiges Durchschalten der Leistungsschalter der Motoren zur Verbindung des jeweili­ gen Motors mit einer einzigen H-Brücke ist jedoch nicht entnehmbar.

Die US 52 37 250 beschreibt die gleichzeitige Ansteuerung mehrerer Elektromotoren mit einem Treiber, die dann gleichförmig bewegt werden. Jeder Treiber erhält von einer Steuereinheit ein eigenes Signal und setzt dieses um, so daß wohl jeder Treiber eine eigene Steuerung zur Umsetzung dieser Si­ gnale in die gewünschte Bewegung aufweist.

Die US 48 45 415 beschreibt eine Multiplexsteuerung mehrerer motorgetriebener Elemente. Jeder Motor hat einen eigenen Umdrehungszähler, der mit einer zentralen Takteinheit verbunden ist.

Die besprochenen Schriften geben dem Fachmann keinen Hinweis auf eine multiplexartige Ver­ bindung einer einzigen H-Brücke und einer einzigen Drehwinkelüberwachungsschaltung mit allen Moto­ ren.

Aufgabe der Erfindung ist die Angabe einer Anordnung, die zur Steuerung mehrerer Elektromoto­ ren dienen kann, wobei der Schaltungsaufwand gering gehalten werden soll.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß nur eine einzige H-Brücke und nur eine einzige Drehwinkelüberwachungsschaltung in der beanspruchten Weise vorgesehen sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als die H-Brücke und die Drehwinkelüberwachungsschaltung für n Kanäle nur einmal notwendig sind. Diese Schaltungen werden multiplexartig den verschiedenen Kanälen für die jeweilige Positionierung zugeschaltet. Somit lassen sich n Kanäle sicher und genau mit einer einzigen H-Brücke und einer einzigen Drehwinkelüberwachungs­ schaltung positionieren.

Ein sicherer Funktionsablauf wird dadurch erzielt, daß die Steuereinheit jeweils nach Abschluß der Positionierung eines Elektromotors den jeweils folgenden Leistungsschalter durchschaltet.

Eine geregelte Ansteuerung der Elektromotoren wird durch eine PWM-Ansteuerstufe für die H- Brücke ermöglicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die in der Figur dargestellte Schaltung erläutert.

Eine Steuereinheit µC, z. B. ein Mikrocomputer, steuert die gesamte Anordnung. Die Steuereinheit µC wird durch eine Versorgungsspannung gespeist. Ein Eingang "Schalteranforderung" erlaubt die Aus­ lösung des gesamten Funktionsablaufs. In der Steuereinheit µC sind n Positionswerte für n Elektromoto­ ren gespeichert. Es kann sich um eine Sitzverstellung in einem Kraftfahrzeug oder um eine beliebige n- dimensionale Einstellung handeln.

An die Steuereinheit µC ist eine Ansteuerelektronik für n Kanäle angeschaltet, wobei die Einstel­ lung der verschiedenen Kanäle nacheinander erfolgt. Jeder Kanal umfaßt einen Leistungsschalter für einen zugeordneten Elektromotor M1 . . . Mn.

Der jeweilige Motorstrom fließt durch eine einzige H-Brücke, die an Masse und an die Batterie­ spannung UB angeschlossen ist. Die H-Brücke wird über eine PWM-Ansteuerstufe angesteuert. Die Pola­ rität des Motorstromes ist in bekannter Weise umkehrbar. Eine Drehwinkelüberwachungsschaltung oder Wegüberwachung wertet die periodischen Schwankungen des Motorstroms aus und erlaubt eine Impuls­ zählung und damit eine Wegüberwachung bzw. eine Positionserkennung.

Die Steuereinheit µC steuert zunächst den Kanal 1 an, so daß der Elektromotor M1 an die H- Brücke angeschaltet ist. Der Elektromotor M1 bzw. die von ihm angefahrene Stellgröße wird positioniert.

Nach Abschluß der Positionierung beaufschlagt die Steuereinheit µC den Kanal 2. Nunmehr wird die dem Kanal 2 zugeordnete Stellgröße positioniert. Nacheinander werden die den Kanälen 1 . . . n zugeord­ neten Stellgrößen positioniert.

Man benötigt für die Positionierung der n Elektromotoren nur eine einzige H-Brücke, eine einzige Drehwinkelüberwachungsschaltung und eine einzige PWM-Ansteuerstufe. Diese vergleichsweise auf­ wendigen Schaltungsteile werden mutiplexartig für alle n Kanäle ausgenutzt.

Claims (3)

1. Anordnung zur Positionssteuerung mehrerer Elektromotoren, die jeweils über einen Leistungs­ schalter geschaltet werden, mit einer einzigen mit alten Leistungsschaltern verbundenen H-Brücke, einer einzigen, dieser zugeordneten Drehwinkelüberwachungsschaltung zur Auswertung von periodischen Schwankungen des durch die H-Brücke fließenden jeweiligen Motorstroms und einer Steuereinheit, die die einzelnen Leistungsschalter multiplexartig durchschaltet, um die H-Brücke mit dem jeweiligen Elek­ tromotor zu verbinden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit jeweils nach Ab­ schluß der Positionierung eines Elektromotors den jeweils folgenden Leistungsschalter durchschaltet.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die H-Brücke über eine PWM-Ansteuerstufe ansteuerbar ist.