Themen:
- H-Brücke
- Positionssensor
- Motor zur Drosselklappenstellung
H-Brücke:
Ein Elektromotor mit Kohlebürsten kann an Teile angeschlossen werden, die sich hin und her bewegen müssen. Der Elektromotor muss sich in zwei Richtungen drehen können, damit er beispielsweise ein Ventil öffnen und schließen kann.
- Um einen Elektromotor anzutreiben, wird eine der Kohlebürsten an Plus und die andere an Masse angeschlossen;
- Um den Elektromotor in die andere Richtung drehen zu lassen, kann die Polarität umgekehrt werden. Durch die Vertauschung von Plus und Minus ändert sich auch die Drehrichtung.
Um die Drehrichtungsänderung zu ermöglichen, wird eine sogenannte H-Brücke verwendet. Das Steuergerät steuert zwei Transistoren oder FETs in einer H-Brücke, um den Elektromotor mit Strom und Masse zu versorgen. Nahezu alle Arten von Elektromotoren, die von einem Steuergerät gesteuert werden, werden über eine H-Brücke mit Spannung und Strom versorgt. Dazu gehören der Elektromotor eines AGR-Ventils, elektrische Drosselklappe für einen Benzinmotor, Spiegelglasverstellung, Fensterhebermotor, Sitzverstellung, Lenkradverstellung, Heizungsventile (Mischventil und Frischluftventil). Das folgende Bild zeigt den achtpoligen H-Brücken-IC DIL (Dual In Line) mit Typ: L9110H.
Das Folgende zeigt Schaltpläne einer ECU (1) H-Brücke (2) mit Transistoren (links) bzw FETs (rechts) und a Aktuator versiegelte Potentiometer (3).
Das Steuergerät steuert die entsprechenden Transistoren oder FETs, um es leitend zu machen. Die beiden Situationen für die Bewegung des Elektromotors nach links bzw. nach rechts werden im Folgenden für jeden H-Brückentyp beschrieben. Die oberen beiden Transistoren oder FETs verbinden den Pluspol und die unteren beiden verbinden die Masse. Die grünen Drähte sind die Steuerdrähte vom Steuergerät (1), um die Transistoren oder FETs in der H-Brücke zu leiten. Die Steuerung beider Arten von H-Brücken weist daher viele Ähnlichkeiten auf.
H-Brücke mit Transistoren:
- Drehen Sie den Elektromotor im Uhrzeigersinn: Die Transistoren oben links und unten rechts werden eingeschaltet;
- Drehen Sie den Elektromotor gegen den Uhrzeigersinn: Die Transistoren oben rechts und unten links werden eingeschaltet.
H-Brücke mit FETs:
- Drehen Sie den Elektromotor im Uhrzeigersinn: Die FETs oben links und unten rechts werden leitend gemacht;
- Drehen Sie den Elektromotor gegen den Uhrzeigersinn: Die FETs oben rechts und unten links werden leitend gemacht.
Positionssensor:
Das Steuergerät steuert die entsprechenden Transtoren oder FETs, um den Elektromotor in die richtige Richtung zu drehen. In den obigen Beispielen ist neben dem Elektromotor auch ein Positionssensor sichtbar. Dieser Positionssensor (das Potentiometer) meldet die Position und Drehrichtung des Elektromotors an die ECU zurück. Da das Steuergerät weiß, in welcher Position sich der Elektromotor befindet, kann es den Elektromotor exakt in die eingelernte Position bewegen. Ein Beispiel hierfür ist ein Heizungsventil im Heizungsgehäuse der vollautomatischen Klimatisierung. Das Heizungsventil kann vollständig geöffnet (100 %) oder vollständig geschlossen (0 %), aber auch zu zwei Dritteln (66 %) geöffnet sein. Da die Positionen im Steuergerät durch das Einlernen der Ventilanschläge bekannt sind, kann das Steuergerät den Elektromotor steuern, bis das Signal vom Potentiometer die gewünschte Position übermittelt. Das Steuergerät hört dann auf zu steuern.
Drosselklappenmotor:
Im ersten Absatz wurde die Drosselklappensteuerung erwähnt, bei der die H-Brücke den Elektromotor steuert. Der Unterschied zu den zuvor gezeigten Bildern ist das Doppelpotentiometer. In den beiden Bildern unten sehen wir die Doppelpotentiometer des Drosselklappenstellmotor.
- Potentiometer mit Schleifern nach oben: beide Signale sind identisch, aber auf unterschiedlichem Spannungsniveau;
- Potentiometer mit gegenüberliegenden Läufern: Signale sind Spiegelbilder. Wenn beim Öffnen der Drosselklappe ein Signal hoch wird, nimmt das andere Signal ab.
