CN103717852A - 用于运行电气风扇马达的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于操控机动车的燃烧发动机用的电气风扇马达的方法，该方法具有：求取运行持续时间，在该运行持续时间期间风扇马达低于在粘黏方面临界的转速运行；其中在所述运行持续时间超过在所述风扇马达的粘黏方面临界的持续时间的情况下，所述风扇马达以大于在粘黏方面临界的转速的清洗转速运行规定的持续时间。

Description

用于运行电气风扇马达的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行用于机动车的燃烧发动机的电气风扇马达的方法。此外，本发明还涉及一种用于实施这种方法的控制器。

背景技术

传统上，使用马达冷却通风装置来实现机动车的燃烧发动机内的冷却功能。在此，马达冷却通风装置的直流风扇马达通常具有带叶片的换向器，通过该换向器借助接触电刷给风扇马达的转子线圈通电。风扇马达的转速通常由机动车的电子控制器(ECU，马达控制单元)预先确定，从而保证马达温度处于可接受的并且安全技术方面不危险的范围内。例如能够以一种方式利用马达冷却通风装置，即借助其空气流冷却一排前后连续布置在机动车的马达舱中的冷却器。

在以过小的电流持久地操控风扇马达时或者说在风扇马达的转速持久过小时会不利地出现风扇马达的换向器的所谓的“粘黏(Verpastung)”，其中在换向器的叶片之间的间隙中沉积了电刷颗粒、脏物、油等等。由此形成了不干净的表层，该表层由于电刷的炭粉能够频繁导电并且由此会不利地引起换向器叶片之间减小的阻抗或者短路。在特别不利的情况下，还会使得风扇马达发生持久停滞并由此使得风扇马达发生故障。

EP1871998公开了一种用于控制风扇马达的方法，其中控制单元在确定的时刻以预先确定的持续时间独立于期望的冷却功率以相对于调节-操作参量提高了的净化-操作参量操控风扇马达。

发明内容

本发明的任务在于提供一种用于运行机动车的燃烧发动机用的电气风扇马达的改善了的方法，该方法能够最大程度地防止风扇马达的粘黏。

该任务通过用于运行机动车的燃烧发动机用的电气风扇马达的方法来解决，该方法具有：

-求取运行持续时间，在所述运行持续时间期间所述风扇马达低于在粘黏方面临界的转速运行；

-其中在所述运行持续时间超过在所述风扇马达的粘黏方面临界的持续时间的情况下，所述风扇马达以大于在粘黏方面临界的转速的清洗转速运行规定的持续时间。

借助根据本发明的方法，由于考虑到粘黏临界的阈值在风扇马达的转速和运行持续时间方面能够有利的是，可再现地实施用于避免或者说消除风扇马达的粘黏的高效策略。通过系统地考虑这些参数而因此能够有利的是，系统化地从一开始就已经对抗了风扇马达的粘黏并且以这样的方式有利地延长了风扇马达的使用寿命并且减小了机动车的燃烧发动机的易受干扰性。有利的是，只有当其基于探测到超过了阈值还是实际需要时，才相对于已公开的方法净化风扇马达的换向器。以这种方式有利地避免了没有真正需求的情况下防备性的净化过程以及与此相关的磨损效果和运行麻烦。

根据本发明的方法的一种有利的改进方案规定，在风扇马达的粘黏方面临界的转速为大约2000U/min(转/分)。通过这种方式有利地预先给定并且监控风扇马达的转速阈，在长期低于该阈时高度可能出现风扇马达粘黏。

本方法的优选的实施方式详细规定，风扇马达的在粘黏方面临界的运行持续时间为大约100小时。由此以规定的方式预先给定风扇马达低于临界转速的运行持续时间，在超过该运行持续时间时风扇马达具有高度的粘黏危险。

本方法的一种有利的改进方案规定，风扇马达以大于在粘黏方面临界的转速的转速运行的规定的持续时间为大约十分钟。由此规定了用于风扇马达的所谓的清洗时间或者说净化时间，在该时间期间风扇马达必须被清洗，从而基本上消除了非期望的粘黏物质。

本方法的一种优选的实施方式规定，所述清洗转速基本上相当于风扇马达的最大转速。由此以可再现的方式详细规定了转速，在该转速时风扇马达应以所提到的清洗时间长时间地运行，从而基本上消除了风扇马达换向器叶片之间的非期望的粘黏材料。

本方法的一种有利的改进方案规定，将该方法设计成机动车的控制器的软件。由此为了实施根据本发明的方法，以有利的方式不需要对机动车的燃烧发动机用的风扇系统做任何硬件技术方面的改变。因此，根据本发明的方法能够以简单的方式在机动车的现有的控制器内执行而不需要大量额外花费。

本方法的一种有利的改进方案规定，将该软件设计成控制软件的一部分，其中该软件循环地运行。通过由此引起的以规律的间隔实施根据本发明的方法，有利地实现了有规律地且系统化地检验风扇马达是否粘黏。这样能够系统化地在形成过程中就最大程度地防止粘黏。

根据本发明的方法的一种有利的改进方案规定，该软件在控制软件内具有高优先级。由此有助于优选地实施根据本发明的方法，由此有助于风扇马达的抗干扰并且风扇马达能够以这种方式长期地尽可能无干扰地实施其预设的冷却功能。

根据本发明的方法的一种有利的改进方案规定，风扇马达的在粘黏方面临界的转速数值和运行持续时间数值由风扇马达的试验的和/或仿真技术的研究来求取。有利的是，以这种方式能够为不同的风扇马达个别地相应使用最合适的在粘黏方面临界的转速数值和运行持续时间数值。因此有利地有助于该方法对不同类型的风扇马达的适应性。

本方法的一种有利的改进方案规定，所述清洗转速的值由风扇马达的试验研究求取。由此能够以简单的方式为每种类型的风扇马达以高精度求取相应最合适的清洗转速，在该清洗转速下在实施根据本发明的方法时最佳地达到期望的净化效果。

附图说明

下面参照三个附图来详细解释本发明。所述附图主要用于解释根据本发明的方法的基本原理而不被认为能够由其获悉任何具体的参数。在附图中：

图1示出了用于机动车的燃烧发动机的冷却通风装置的示意性示图，根据本发明的方法能够用于所述冷却通风装置；

图2示出了根据本发明的方法的实施方式的一部分，其中定义、监控并且分析临界的阈值；并且

图3示出了根据本发明的方法的实施方式的另一部分，其中尤其示出了清洗过程或者说净化过程。

具体实施方式

图1非常简化地示出了冷却通风装置100，该冷却通风装置通常安装在机动车(未示出)的马达舱中并且用于冷却机动车的燃烧发动机(未示出)的冷却剂。为此目的，冷却通风装置100产生空气流，该空气流流过冷却器(未示出)并且由此冷却了该冷却器内的冷却剂。

冷却通风装置100由控制器10进行操控，该控制器例如能够构造为电子控制器(ECU，即电子控制单元)。控制器10与风扇控制器20(风扇控制模块，FCM)电连接，该风扇控制器用于操控冷却通风装置100的连接到风扇控制器20上的电气风扇马达30。为此目的，控制器10将脉冲宽度调制电信号输送给风扇控制器20，风扇控制器20将该信号转换成相应的电压，从而由此按照转速来操控该风扇马达30。通过这种方式，控制器10为风扇马达30预先给定了期望的转速并且相应地进行操控。

开头所描述的粘黏效果能够以非期望的方式通过一下方式产生，即风扇马达30在过长的时间段内在所谓的“粘黏阈(Verpastungsschwelle)”之下运行。通过试验已确定，尤其在长的时间段内相对缓慢地旋转的风扇马达30特别有粘黏的危险。

根据本发明提出一种用于识别粘黏危险并且用于避免或者说消除粘黏的方法。该方法以能够数字再现的形式限定了所提到的粘黏阈并且在根据本发明的方法中将其用作风扇马达30的换向器的后续净化过程所用的阈值。

根据本发明的方法优选能够作为软件程序在控制器10中得以执行，其中控制器10能够构造成机动车的中央控制器(例如燃烧发动机控制器)或者能够构造成用于操控机动车内各个功能的部分控制器。有利的是，将转速要求发送给风扇控制器20的每个控制器都能够用于实施根据本发明的方法。因此，在执行根据本发明的方法时以有利的方式得到了大的灵活性。

图2示出了根据本发明的方法的实施方式的一部分，其具有示意性的流程图，该流程图用于求取并且分析粘黏阈。在步骤S1中检验，风扇马达30的转速是否小于风扇马达30的在粘黏方面的临界转速。典型地，临界转速的阈值为大约2000转/分钟(2000U/min)。在超过上述阈转速的情况下(步骤S1的支路N)，在步骤S2中不使用计时器，该计时器检测小于阈转速时风扇马达30的运行持续时间。

否则(步骤S1的支线J)，在步骤S3中使用于检测小于阈转速时风扇马达30的运行持续时间的计时器增量。在下面的步骤S4中检验，由计时器所检测到的时间是否已经达到在风扇马达30的粘黏方面临界的阈值。该阈值的典型值为大约一百小时。在还没有到达临界的运行持续时间的情况下(步骤S4的支线N)，继续进行该方法的过程而不进行其他动作。

在其他情况下，也就是如果低于阈转速运转的风扇马达30的运行持续时间在粘黏方面已达到或者说超过临界值，那么在步骤S5中将位开关(Bitschalter)设置在“Wahr(真)”上，由此告知该方法，当前出现了风扇马达30粘黏的严重危险或者说该粘黏已经开始。也就是说，图2从原理上示出了对产生风扇马达30的粘黏危险的条件的检验。步骤S1到S5的在图2中示出的顺序在控制器10内循环地执行，由此促进了系统化地且有规律地在粘黏方面监控风扇马达30。由此以有利的方式从一开始就已经阻止了风扇马达30的粘黏。

在图3中从原理上示出的下面的清洗过程或者说净化过程中，通过以非常高的转速运行风扇马达30来对粘黏进行反作用。

图3示出了根据本发明的方法的实施方式的另一部分，具有从步骤S6到S12的顺序，该顺序按照时间跟随在步骤S1到S5(参见图2)之后执行。在步骤S6中检验，告知该方法风扇马达30的粘黏危险的位开关是否设置在“Wahr”上。在该位开关没有置于“Wahr”上的情况下(步骤S6的支线N)，继续执行该方法而不进行其他动作。否则(步骤S6的支线J)，在下面的步骤S7中使用于检测风扇马达30的清洗持续时间的计时器增量。在下面的步骤S8中检验，清洗持续时间是否已经到达预计净化风扇马达30的换向器的预定的长度。典型地，风扇马达130必需的清洗持续时间或者说净化持续时间为大约10分钟，其中清洗持续时间的长度能够依赖于风扇马达30的清洗转速。在清洗转速较高时，清洗持续时间相应地缩短，其中在风扇马达30的最大转速时达到清洗持续时间的最小值。因此，将清洗持续时间的值即10分钟视为典型值，该典型值根据风扇马达30的清洗转速变化，其中本方法在图3中示出的实施例基于风扇马达30的最大清洗转速。

在清洗持续时间还未用完的情况下(步骤S8的支线J)，在步骤S9中将风扇马达30的清洗转速借助按照图1所解释的方法和方式调整到大于粘黏阈的值上。尤其有利的是，该转速基本上相当于风扇马达30的最大转速，由此能够使清洗持续时间最小化。典型地，风扇马达30的清洗持续时间在这种情况下为大约10分钟。

在风扇马达30的清洗持续时间已经用完的情况下(步骤S8的支线N)，这表明，风扇马达30的铜换向器叶片由于通过风扇马达30以高清洗转速进行的旋转所产生的离心力而基本上完全净化了粘黏物质。在下面的步骤S10中，将用于检测清洗持续时间的计时器重置为0。在下面的步骤S11中，将向该方法告知粘黏危险并且开始清洗风扇马达30的位开关重置为“Falsch(假)”。在下面的步骤S12中，将用于检测低于在粘黏方面的临界转速时风扇马达30的运行持续时间的计时器也重置为0。也就是在结束图3中所示的步骤的运行之后必须再使用用于检测风扇马达30的临界的运行持续时间的计时器大约一百小时，以开始风扇马达30的下一个净化过程或者说清洗过程。

步骤S6到S12的运行(参见图3)与步骤S1至S5(参见图2)的运行同样地循环执行，由此有利的方式实现了风扇马达30的系统化的且如有必要时尽可能不间断的净化。

特别有利的是，具有图2和图3中所示步骤的根据本发明的方法以高优先级在控制软件内得以执行，这有助于减少或者说阻止已经开始的粘黏。在此，图2的所有步骤要在图3的步骤之前执行，因为图2的步骤S1至S5是必需的，以在风扇马达30运行期间按规定求取粘黏的危险，在下面借助步骤S6至S12基本上消除该危险。

控制器10能够是任意的电子控制器，该电子控制器将指令输送给风扇控制器20，从而使风扇马达30以规定的转速进行旋转。优选在控制器10的软件中执行根据本发明的方法。

显然，参数和阈的所提到的数值应仅理解为本方法的实施例的典型值。根据风扇马达30的类型和运行情况能够改变所提到的数值，其中相应最合适的值例如能够借助试验和/或仿真技术的方法来求取。通过将根据本发明的方法设计成控制器10的软件能够以简单的方式将改变了的值用于实施该方法。由此有利的是，根据本发明的方法能够方便地适合于多种不同的风扇马达30。

总之，提出了一种用于运行机动车的燃烧发动机用的电气风扇马达的方法，该方法基于对预先规定的粘黏阈值的监控以系统化的方式进行可再现地求取并且减小/避免电气风扇马达的非期望的粘黏。

本领域普通技术人员能够以本领域专家的方式改变上面借助附图来解释的本发明特征并且对其进行组合。

Claims (12)

1.用于运行机动车的燃烧发动机用的电气风扇马达(30)的方法，其具有：

-求取运行持续时间，在所述运行持续时间期间所述风扇马达(30)低于在粘黏方面临界的转速运行；

-其特征在于，在所述运行持续时间超过在所述风扇马达(30)的粘黏方面临界的持续时间的情况下，所述风扇马达(30)以大于在粘黏方面临界的转速的清洗转速运行规定的持续时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述风扇马达(30)的粘黏方面临界的转速为大约2000U/min。

3.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，所述风扇马达(30)的在粘黏方面临界的运行持续时间为大约100小时。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述规定的持续时间为大约10分钟。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述清洗转速基本上相当于所述风扇马达(30)的最大转速。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，将所述方法设计成机动车的控制器(10)的软件。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述软件设计成控制软件的一部分，其中所述软件循环地运行。

8.根据权利要求6或者7所述的方法，其特征在于，所述软件在所述控制软件内具有高优先级。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述风扇马达(30)的关于粘黏临界的转速数值和运行持续时间数值由所述风扇马达(30)的试验的和/或仿真技术的研究来求取。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述清洗转速的值由所述风扇马达(30)的试验研究求取。

11.用于实施根据权利要求1至10中任一项所述方法的控制器。

12.根据权利要求11所述的控制器，其中所述控制器(10)构造成中央控制器或者构造成机动车的部分控制器。

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