Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Drehzahl¬ steuerung eines Motors nach dem Oberbegriff des Anspruchs l.

Es ist bekannt, eine Verstellung der verschie¬ densten Einrichtungen, beispielsweise in Kraftfahr¬ zeugen, über Stellmotoren durchzuführen. Diese Stellmotoren werden häufig zur Komfortverbesserung in Kraftfahrzeugen, zum Beispiel der Sitz- oder Scheibenverstellung und ähnliches, eingesetzt. In aller Regel sind diese Versteilmotoren mit einer integrierten Motorelektronik ausgestattet oder wer¬ den von einer Zentralelektronik gesteuert. Um eine genaue Positionierung der mit den Stellmotoren angetriebenen Systeme zu erreichen, ist es bekannt, einen als Weggeber ausgebildeten Inkrementalgeber zu integrieren, der über ein Bedienelement ermög¬ licht, die zu verstellenden Einrichtungen in unter¬ schiedliche Positionen zu überführen.

Es ist jedoch nachteilig, daß durch ein mögliches ruckartiges Anschalten des Stellmotors die eigent¬ liche Verstellmechanik einer überaus großen mecha¬ nischen Belastung ausgesetzt wird, die zu einem vorzeitigen Verschleiß der mechanischen Teile führen kann. Weiterhin ist jedes Anschalten des Stellmotors mit einem Anlaufkurzschlußstrom ver¬ bunden, der die in einem Kraftfahrzeug nur begrenzt vorhandene Spannungsquelle stark belastet.

Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver¬ fahren zur Drehzahlsteuerung eines Motors der gat¬ tungsgemäßen Art zu schaffen, mit dem eine Motor¬ steuerung mit einem reduzierten Anlaufkurzschlu߬ strom und einem reduzierten Anlaufdrehmoment mög¬ lich ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die Pulsweitenmodulation wird in einfacher Weise erreicht, daß das Steuersignal in Zusammen¬ arbeit mit dem Inkrementalgeber problemlos eine Drehzahlsteuerung des Motors durchführen kann. Durch die Zurverfügungstellung mehrerer möglicher Drehzahlen wird neben der Komfortverbesserung durch genauere Positioniermöglichkeiten der zu verstel¬ lenden Einrichtung insbesondere ein reduziertes An¬ laufdrehmoment erreicht. Damit wird eine ruckartige Belastung der die Verstellung bewirkenden mecha¬ nischen Teile vermieden.

Weiterhin ist durch die Einstellung einer vorerst verminderten Motordrehzahl möglich, einen soge¬ nannten Sanftstart bzw. Sanftstop des Motors durch¬ zuführen. Hierbei ist vorteilhaft, daß durch ein allmähliches Hochfahren der Motordrehzahl der die Spannungsquelle belastende Anlaufkurzschlußstrom reduziert werden kann und darüber hinaus ein schwingungsfreies und damit geräuεchvermindertes Einpegeln von mechanischen Teilen bis in den maximalen Lastbereich möglich ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorge¬ sehen, daß die Motordrehzahl überwacht und mit einem Referenzwert verglichen wird. Bei einer Mindestabweichung kann über die Pulsweitenmodu¬ lation des Steuersignals eine Anpassung der Motor¬ drehzahl erfolgen. Hiermit kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, daß trotz einer eventuell zu niedrigen Batteriespannung bzw. einer zu großen Last, die Motordrehzahl auf das Minimum eingestellt werden kann, das notwendig ist, um eine ausreichen¬ de Verstellgeschwindigkeit zu erreichen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen auf¬ geführten Maßnahmen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungs¬ beispielen anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 ein Steuersignalverlauf am Beispiel eines Sanftstarts und

Figur 2 ein Steuersignalverlauf am Beispiel eines Sanftstops.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Figur 1 ist der Verlauf eines Steuersignals ge¬ zeigt, bei dem sich die Pulsweitenmodulation in

Abhängigkeit von der Zeit oder dem Weg verändert. Zu einem StartZeitpunkt to besitzt das Steuersignal einen Ausgangswert, der entweder Null oder wie mit dem gestrichelten Signalverlauf angedeutet eine von Null abweichende Größe besitzt. Da das Steuersignal eine Leistungsendstufe ansteuert, die beispiels¬ weise über eine Spannungsregelung die Drehzahl eines Stellmotors bestimmt, ist jedem Ausgangswert des Steuersignals eine bestimmte Drehzahl des Stellmotors zugeordnet.

Im gezeigten Beispiel wird nunmehr das Steuersignal bis zu einem Zeitpunkt t _lf der beispielsweise 0,25

Sekunden betragen kann, monoton bis auf den Endwert von 100 % pulsweitenmoduliert. Mit der monotonen Pulsweitenmodulation des Steuersignals wird gleich¬ zeitig die Drehzahl des Stellmotors bis zu seinem Endwert erhöht. Durch diese einen Sanftstart beinhaltende allmähliche Erhöhung der Motordrehzahl wird erreicht, daß mit dem EinschaltZeitpunkt kein großer Anlaufkurzschlußstrom auftritt und über ein reduziertes Anlaufdrehmoment eine langsam steigende Kraftübertragung auf die Verstellmechanik erreicht

wird. Da die Stellmotoren in der Regel über ein zwischengeschaltetes Getriebe die eigentliche Ver¬ stellfunktion ausführen, ist mit dem beschriebenen Sanftstart gleichzeitig eine Geräuschverminderung, zum Beispiel durch ein Getriebelose, verbunden.

In vorteilhafter Weise kann durch die Motor¬ elektronik der Drehzahlverlauf beim Start des ge¬ samten Motorsystems beobachtet werden und indem dieses mit einem erwarteten Drehzahlverlauf ver¬ glichen wird, kann bei einer Abweichung, das heißt, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt t die an sich erwartete Motordrehzahl noch nicht eingetreten ist geschlußfolgert werden, daß beispielsweise an der Verstellmechanik ein Defekt bzw. eine Behinderung vorliegt, die durch eine zu große Krafterfordernis zu einer Zerstörung des Stellmotors führen könnte. Somit kann die beschriebene Motoransteuerung gleichzeitig zu einer Diagnose des gesamten Ver- stellsystems genutzt werden.

Als Ausgangswert für die Drehzahleinstellung des Stellmotors kann - wie im Beispiel mit der ge¬ strichelten Linie angedeutet - auch eine gegenüber der Enddrehzahl verringerte Drehzahl, im Beispiel bei einer 50%igen Pulsweitenmodulation, genutzt werden. Somit kann anstelle eines konstant linearen Anstiegs der Pulsweitenmodulation eine schritt- bzw. intervallmäßige Erhöhung der Drehzahl einge¬ stellt werden.

Anstelle der zeitabhängigen Steuerung der Puls¬ weitenmodulation kann auch eine wegabhängige Steue¬ rung der Pulsweitenmodulation durchgeführt werden.

Dabei kann ein Winkelgeber eingesetzt werden, der die Pulsweitenmodulation in Abhängigkeit eines Winkels oL reguliert, so daß bei Erreichen eines Winkels σ , beispielsweise von 180° das Steuersignal den Endwert angenommen hat und damit der Stellmotor seine Nenndrehzahl erreicht hat.

In Figur 2 ist der Verlauf des Steuersignals am

Beispiel eines Sanftstops gezeigt. Zu einem Zeit¬ punkt t ₂ wird das Steuersignal über die Zeit monoton bis zu einem Zeitpunkt t ₃ , im Beispiel auf

50 %, pulsweitenmoduliert. Damit beträgt durch die direkte Abhängigkeit des pulsweitenmodulierten Steuersignals mit der Drehzahl des Stellmotors die Drehzahl des Stellmotors zum Zeitpunkt t ₃ , wobei t ₃ beispielsweise t ₂ + 0,25 Sekunden beträgt, nur noch die Hälfte der ursprünglichen Nenndrehzahl.

In ganz anologer Weise kann selbstverständlich das Steuersignal bis auf den Endwert Null herunter¬ moduliert werden.

Wie bereits zu Figur 1 beim Sanftstart genannt, kann die Pulsweitenmodulation des Steuersignals auch über einen wegabhängigen Winkelgeber erfolgen, so daß im Beispiel bei einem Winkeln - oL - 180° das Steuersignal ebenfalls auf 50 % des Ausgangswertes pulsweitenmoduliert wird. Durch diese eingestellte reduzierte Drehzahl des Stellmotors ist vorteil¬ hafterweise eine verbesserte Feineinstellung der zu verstellenden Einrichtungen, beispielsweise die Einstellung einer bestimmten Sitzposition oder eines bestimmten Fensteröffnungsgrades bei Kraft¬ fahrzeugen möglich.

Es kann jedoch infolge einer zu niedrigen Batterie¬ spannung vorkommen, daß die sich einstellende Motordrehzahl des Stellmotors zu gering ist, um eine gewünschte ausreichende Stellgeschwindigkeit zu erreichen. Hier kann in einfacher Weise die momentane tatsächliche Drehzahl überwacht werden und diese mit einer festgelegten Mindestdrehzahl verglichen werden. Ist nun die tatsächliche Motor¬ drehzahl höher als die als Referenzwert dienende festgelegte Mindestdrehzahl, erfolgt über das Steuersignal kein Eingriff in das Motorsystem. Sollte die tatsächliche Motordrehzahl jedoch unter dem Referenzwert liegen, kann über eine stufenweise Pulsweitenmodulation des Steuersignals, die über eine hier nicht näher zu betrachtende Steuerelek¬ tronik ausgelöst wird, in bestimmten Abtastinter- vallen die Leistungsendstufe, die die eigentliche Steuerung des Stellmotors vornimmt, so lange ange¬ steuert werden, bis die tatsächliche Motordrehzahl mit der festgelegten Mindestdrehzahl übereinstimmt. Sollte trotz der stufenweisen Pulsweitenmodulation des Steuersignals die Mindestdrehzahl des Stell¬ motors nicht erreicht werden, ist zumindest fest¬ gestellt, daß der Stellmotor mit seinem maximalen Drehmoment betrieben wird und möglicherweise eine Fehlerquelle, beispielsweise in der Verstell¬ mechanik, vorliegt.