DE102017111983A1

DE102017111983A1 - Motor und Gebläse mit Motor

Info

Publication number: DE102017111983A1
Application number: DE102017111983.3A
Authority: DE
Inventors: Rui Feng Qin; Xin Hui Guan; Kwok Kuen Tse; Tao Ou; Zhong WAN; Kai Qi XU; Bai Yi Xu
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Electric International AG
Priority date: 2016-06-01
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2017-12-07
Also published as: US10230317B2; CN107453541A; BR102017011497A2; JP2018019588A; US20170353132A1; KR20170136453A; DE102017111983A8

Abstract

Es werden ein Gebläse (100) und ein Motor (20, 200 oder 700) davon angegeben. Der Motor (20, 200 oder 700) umfasst eine Motortreibervorrichtung (30, 600 oder 900). Die Motortreibervorrichtung (30, 600 oder 900) umfasst eine Leiterplatte (41, 610 oder 910). Eine Steuerungs-Managementeinheit (320) und ein Spannungswandler (310) sind auf der Leiterplatte (41, 610 oder 910) angeordnet. Die Steuerungs-Managementeinheit (320) klassifiziert Zieldrehzahlsignale, die von einer ECU (95) geliefert werden, in mehrere Drehzahlbereiche, deren jeder einem bestimmten ausgegebenen Tastverhältnis entspricht. Die Steuerungs-Managementeinheit (320) empfängt ein von der ECU (95) übertragenes Zieldrehzahlsignal in Echtzeit und gibt ein Spannungsregelungssignal aus, welches ein Impulsweitenmodulationssignal mit einem Tastverhältnis ist, das einem der Drehzahlbereiche entspricht, in welchen das von der ECU (95) übertragene Zieldrehzahlsignal fällt. Der Spannungswandler (310) ist zwischen eine Stromquelle (90) und den Motor (20, 200 oder 700) geschaltet und ist konfiguriert für die Regelung einer an den Motor ausgegebenen Spannung in Reaktion auf das Spannungsregelungssignal mit dem bestimmten Tastverhältnis, das von der Steuerungs-Managementeinheit (320) ausgegeben wird, um eine Drehzahl des Motors (20, 200 oder 700) zu regeln.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung und insbesondere ein Gebläse, das in einem Kühlsystem eines Fahrzeugs verwendet wird, sowie eine Motortreibervorrichtung für das Gebläse.
HINTERGRUND
Gebläsevorrichtungen werden bei Kühlvorrichtungen häufig verwendet, um Wärme von Komponenten abzuleiten, die Wärme erzeugen, wie zum Beispiel ein Fahrzeugmotor. Ein Kühlgebläse eines Motors, das in bekannten Motorkühlsystemen verwendet wird, steuert eine Drehzahl des Gebläses durch eine Regulierung des Widerstands. Bei einer Motortreibervorrichtung zum Regulieren der Drehzahl des Gebläses, wird zum Regulieren des Widerstandwerts ein Relais verwendet, und es werden mehrere Kabelbäume verwendet, um ein Steuersignal zwischen einer elektronischen Steuereinheit (ECU) des Fahrzeugs und dem Relais bereitzustellen, wodurch sich das Gebläse verteuert.
Bei einer weiteren bekannten Ausbildung wird die Drehzahl des Gebläses durch einen Impulsweitenregler (PWM-Regler) geregelt. Der PWM-Regler ist mit der ECU des Fahrzeugs verbunden, um das Tastverhältnis in Reaktion auf einen Befehl der ECU in Echtzeit zu ändern, so dass eine an den Motor ausgegebene Spannung des Gebläses geregelt wird und dass die Drehzahl des Gebläses kontinuierlich geregelt wird. Es wird jedoch ein Feldeffekttransistor (Mosfet) auf eine hohe Frequenz geschaltet, um die Drehzahl des Gebläses kontinuierlich zu regeln. Dadurch steigt der Stromverbrauch, und die Kosten für das Gebläse erhöhen sich deutlich, da ein größerer Kühler eingebaut werden muss, um die Wärme abzuleiten, die durch den Stromverbrauch entsteht. Darüber hinaus wird ein teurer Mikroprozessor benötigt, um die Rückmeldung der Betriebsdiagnose des Gebläses zu verarbeiten.
ÜBERSICHT
In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen werden ein kostengünstiger Motor ein Gebläse mit dem Motor gewünscht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Motor angegeben, der einen Ständer hat, einen Läufer, der sich relativ zu dem Ständer drehen kann, und eine Motortreibervorrichtung. Der Läufer hat eine Drehwelle, einen Eisenkern, der an der Drehwelle befestigt ist, und eine Wicklung, die an dem Eisenkern angeordnet ist. Die Motortreibervorrichtung ist zwischen die Wicklung und eine Stromquelle geschaltet und umfasst eine Leiterplatte. Eine Steuerungs-Managementeinheit und ein Stromwandler sind auf der Leiterplatte angeordnet. Die Steuerungs-Managementeinheit ist konfiguriert für die Klassifizierung von Zieldrehzahlsignalen, die von einer ECU geliefert werden, in eine Mehrzahl von Drehzahlbereichen, von denen jeder einem bestimmten Ausgangs-Tastverhältnis entspricht. Die Steuerungs-Managementeinheit empfängt ein Zieldrehzahlsignal, das von der ECU übertragen wird, in Echtzeit und gibt ein Spannungsregelungssignal aus, welches ein Impulsweitenmodulationssignal mit einem Tastverhältnis ist, das einem der Drehzahlbereiche entspricht, in welchen das von der ECU übertragene Zieldrehzahlsignal fällt. Der Spannungswandler ist zwischen die Stromquelle und den Motor geschaltet und ist ausgebildet zum Regeln einer an den Motor ausgegebenen Spannung in Reaktion auf das Spannungsregelungssignal, welches das von der Steuerungs-Managementeinheit ausgegebene Tastverhältnis aufweist, um eine Drehzahl des Motors zu regeln.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerungs-Managementeinheit konfiguriert für die Klassifizierung der Zieldrehzahlsignale, die von der ECU geliefert werden, in vier Drehzahlbereiche. Diese sind ein Stillstandbereich, ein niedriger Drehzahlbereich, ein mittlerer Drehzahlbereich und ein Volldrehzahlbereich.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Zieldrehzahlsignal in dem Stillstandbereich, wenn ein Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals kleiner ist als ein Verhältniswert X1, welcher weniger als 10% ist. Das Zieldrehzahlsignal ist in dem niedrigen Drehzahlbereich, wenn das Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals größer oder gleich einem Verhältniswert X1 und kleiner als ein Verhältniswert X2 ist, der größer als der Verhältniswert X1 und gleich 50% ist. Das Zieldrehzahlsignal ist in dem mittleren Drehzahlbereich, wenn das Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals größer gleich dem Verhältniswert X2 und kleiner als ein Verhältniswert X3 ist, der größer ist als der Verhältniswert X2 und gleicher oder gleich 90%, und das Zieldrehzahlsignal ist in dem Volldrehzahlbereich, wenn das Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals größer oder gleich dem Verhältniswert X3 und kleiner als 100% ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist X1 kleiner oder gleich 5%.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist X2 kleiner oder gleich 40%.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist X3 kleiner oder gleich 80%.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Tastverhältnis des Spannungsregelungssignals, das dem Stillstandbereich entspricht, gleich 0. Ein Tastverhältnis des Spannungsregelungssignals, das dem niedrigen Drehzahlbereich entspricht, ist gleich einem Verhältniswert Y1, der größer oder gleich 20% und kleiner oder gleich 50% ist. Ein Tastverhältnis des Spannungsregelungssignals, das dem mittleren Drehzahlbereich entspricht, ist gleich einem Verhältniswert Y2, der größer oder gleich 50% und kleiner oder gleich 80% ist, und ein Tastverhältnis des Spannungsregelungssignals das dem Volldrehzahlbereich entspricht, ist gleich 100%.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerungs-Managementeinheit konfiguriert für die Klassifizierung der Zieldrehzahlsignale, die von der ECU geliefert werden, in drei Drehzahlbereiche. Diese sind ein Stillstandbereich, ein niedriger Drehzahlbereich und ein Volldrehzahlbereich, wobei ein Tastverhältnis des Spannungsregelungssignals den niedrigen Drehzahlbereichen von 20% bis 80% entspricht.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Steuerungs-Managementeinheit: einen Befehlsmanager, der ausgebildet ist zum Bestimmen des Drehzahlbereichs, in welchen das von der ECU übertragene Zieldrehzahlsignal fällt, und zum Ausgeben einer Zielspannung in einer analogen Form und basierend auf dem Tastverhältnis, das dem Drehzahlbereich entspricht; und einen PWM-Generator, in welchem ein Dreieckwellenoszillator zum Generieren einer Dreieckwelle angeordnet ist, wobei die Zielspannung mit der Dreieckwelle verglichen wird, um das Impulsweitenmodulationssignal auszugeben.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Spannungswandler eine Diode und einen MOS-Transistor, die zwischen einer positiven Elektrode der Stromquelle und der Erde in Reihe geschaltet sind, wobei eine Kathode der Diode mit der positiven Elektrode der Stromquelle verbunden ist und eine Anode der Diode mit einem Drain des MOS-Transistors verbunden ist und eine Source des MOS-Transistors geerdet ist, wobei ein Gate des MOS-Transistors das von der Steuerungs-Managementeinheit ausgegebene Spannungsregelungssignal empfängt und die Anode und die Kathode der Diode für eine Verbindung mit dem Motor konfiguriert sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat der Ständer ein zylindrisches Gehäuse, mehrere Permanentmagnete, die an einer Innenwand des zylindrischen Gehäuses und einer Endkappe angeordnet sind, wobei an einem Ende des zylindrischen Gehäuses in einer axialen Richtung eine Öffnung gebildet ist und die Endkappe in der axialen Richtung an der Öffnung des zylindrischen Gehäuses befestigt ist. Der Motor hat ferner eine Bürstenanordnung, die an der Endkappe angeordnet ist, wobei die Bürstenanordnung einen Bürstenhalter und zwei Bürsten umfasst, die an dem Bürstenhalter angeordnet sind. Ein Kommutator elektrisch mit der Wicklung ist an dem Läufer angeordnet, wobei sich die Bürste mit dem Kommutator in Gleitkontakt befindet, und die Leiterplatte der Motortreibervorrichtung ist an dem Bürstenhalter angeordnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Bürstenhalter ringförmig mit einer Durchgangsöffnung in seiner Mitte, und der Kommutator an dem Läufer ist durch die Durchgangsöffnung in der Mitte des Bürstenhalters hindurchgeführt. Die beiden Bürsten sind in Umfangsrichtung mit einem Abstand an dem Bürstenhalter angeordnet. Eine Montagenut ist an dem Bürstenhalter angeordnet, und die Leiterplatte der Motortreibervorrichtung ist in der Montagenut aufgenommen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine bogenförmige Öffnung zum Ableiten von Wärme an einer Bodenwand der Montagenut angeordnet, und eine Wärmeableitungsöffnung, die mit der bogenförmigen Öffnung in Verbindung steht, ist an einer mit der bogenförmigen Öffnung korrespondierenden Position der Endkappe angeordnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Filtereinheit, die mit dem Spannungswandler verbunden ist, auf der Leiterplatte angeordnet, wobei die Filtereinheit einen Induktor, einen ersten Kondensator und einen zweiten Kondensator umfasst und der Induktor zwischen die Stromquelle und den Spannungswandler geschaltet ist, wobei ein Ende des Induktors, das mit der Stromquelle verbunden ist, über den ersten Kondensator geerdet ist, und ein Ende des Induktors, das mit dem Spannungswandler verbunden ist, über den zweiten Kondensator geerdet ist, und wobei der Induktor, der erste Kondensator und der zweite Kondensator auf der Leiterplatte an einer Position liegen, die der bogenförmigen Öffnung direkt zugewandt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat der Motor ferner einen Kühler, der außerhalb der Endkappe des Motors montiert ist und dicht an einer Außenfläche der Endkappe des Motors befestigt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat der Kühler ein Substrat in einer Segmentsektorform, und eine Seitenwand, die sich senkrecht von einer Außenkante des Substrats erstreckt. Ein Vorsprungsbereich ist an einer Position des Substrats korrespondierend zu der Wärmeableitungsöffnung und der bogenförmigen Öffnung angeordnet. Der Vorsprungsbereich erstreckt sich in die Wärmeableitungsöffnung und in die bogenförmige Öffnung hinein und liegt nahe an der Leiterplatte.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Verbinder für die Verbindung der Motortreibervorrichtung mit der Stromquelle und der ECU an einem Ende des Bürstenhalters einstückig mit diesem ausgebildet, wobei der Verbinder eine Basis und über der Basis ein Abschirmgehäuse hat. Drei Schlitze sind an der Basis gebildet, wobei einer der drei Eingangsanschlüsse in einem der Schlitze der Basis aufgenommen ist und mit einem Draht verbunden ist, wobei der Draht sich aus dem Ende der Basis heraus erstreckt. Das andere Ende jedes der drei Eingangsanschlüsse erstreckt sich von dem anderen Ende der Basis und ist an der Leiterplatte befestigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei Ausgangsanschlüsse an der Leiterplatte angeordnet, und der Spannungswandler ist konfiguriert für die Ausgabe einer Spannung an die Wicklung durch die beiden Ausgangsanschlüsse.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat der Ständer ein zylindrisches Gehäuse. Eine Öffnung ist in einer axialen Richtung an einem Ende des zylindrischen Gehäuses gebildet, und eine Endkappe ist in der axialen Richtung an der Öffnung des zylindrischen Gehäuses befestigt. Ein Bürstenhalter ist in einem ersten Aufnahmeraum der Endkappe angeordnet, und die Leiterplatte der Motortreibervorrichtung ist in einem zweiten Aufnahmeraum der Endkappe angeordnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der erste Aufnahmeraum an einer Innenseite der Endkappe, und der zweite Aufnahmeraum liegt an einer Außenseite der Endkappe.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Motortreibervorrichtung einen Verbinder. Der Verbinder ist an einer Verbindungsposition der Endkappe mit dem Gehäuse angeordnet und hat einen Haltebereich, der an der Verbindungsposition der Endkappe mit dem Gehäuse angeordnet ist, und einen Montagebereich, der sich von einem Ende des Haltebereichs erstreckt. Drei Eingangsanschlüsse sind für die Verbindung der Stromquelle und der ECU und zwei Ausgangsanschlüsse für die Ausgabe einer Spannung an die Wicklung an dem Montagebereich vorgesehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist jeder der Eingangsanschlüsse mit einem Draht verbunden, und das andere Ende jedes der Eingangsanschlüsse erstreckt sich aus dem Montagebereich in Richtung auf die Endkappe.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei Anschlussnuten an dem Montagebereich vorgesehen. Jeder der Ausgangsanschlüsse ist U-förmig und zwei vertikale Schenkel und einen horizontalen Bereich. Der horizontale Bereich ist in dem Montagebereich angeordnet, und ein vertikaler Schenkel des Ausgangsanschlusses erstreckt sich aus dem Montagebereich in Richtung auf die Endkappe, und zwei Seitenwände des anderen vertikalen Schenkels sind entgegengesetzt gebogen, um einen ringförmigen Bereich zu bilden, und sind in die dem ringförmigen Bereich entsprechende Anschlussnut eingesetzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind eine Bürste und ein Metallblech an dem Bürstenhalter angeordnet. Das Metallblech ist für die Verbindung der Bürste mit dem Ausgangsanschluss konfiguriert, und das Metallblech ist in die Anschlussnut eingesetzt und ist mit dem anderen vertikalen Schenkel des Ausgangsanschlusses elektrisch verbunden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Vertiefungsbereich an einer Außenseite der Endkappe gebildet, um die Leiterplatte der Motortreibervorrichtung aufzunehmen.
In einer Ausführungsform ist ein Durchgangsschlitz an einer Bodenwand des Vertiefungsbereichs angeordnet, und das andere Ende des Eingangsanschlusses des Verbinders und ein vertikaler Schenkel des Ausgangsanschlusses sind für den Einsatz in die Leiterplatte durch den Durchgangsschlitz hindurchgeführt.
In einer Ausführungsform umfasst der Motor ferner eine Abdichtungsabdeckung zum Festlegen der Leiterplatte an der Endkappe.
Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist ein Gebläse vorgesehen. Das Gebläse enthält einen Motor wie vorstehend beschrieben und ein durch den Motor angetriebenes Gebläserad.
Bei dem Gebläse und dem Motor gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird an dem Tastverhältnis des an die Wicklung ausgegebenen Impulsweitenmodulationssignals basierend auf dem Tastverhältnis des von der ECU ausgegebenen Zieldrehzahlsignals eine Segmentsteuerung durchgeführt, weshalb in dem Spannungswandler zum Regeln der Drehzahl des Gebläses nur ein MOS-Transistor benötigt wird und desgleichen auch nur ein Kabelbaum in der ECU, um die ECU mit der Motortreibervorrichtung zu verbinden. Aus diesem Grund ist der Motor gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einfacher aufgebaut, verfügt über einen hohen Wirkungsgrad und ist kostengünstig.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Figuren zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer Teilkonstruktion eines Gebläses gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Gebläse eine Motortreibervorrichtung enthält;
2 eine auseinandergezogene Darstellung der in 1 gezeigten Motortreibervorrichtung;
3 ein Funktionsblockdiagramm der Motortreibervorrichtung;
4 ein Schaltungsdiagramm der in 3 gezeigten Motortreiberschaltung;
5 ein Beziehungsdiagramm der Ausgabe eines Spannungsregelungssignals mit einem bestimmten Tastverhältnis in Segmenten, basierend auf einem Tastverhältnis eines Zieldrehzahlsignals, das von einer ECU ausgegeben wird;
6 ein Vergleichsdiagramm zwischen dem Stromverbrauch eines MOS-Transistors im Fall einer Regelung einer Drehzahl eines Motors eines Gebläses auf die traditionelle PWM-Weise und dem Stromverbrauch eines MOS-Transistors im Fall einer Regelung einer Drehzahl eines Motors eines Gebläses gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 eine schematische Darstellung eines Motors eines Gebläses gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
8 eine auseinandergezogene Darstellung des in 7 gezeigten Motors;
9 eine auseinandergezogene Darstellung des in 8 gezeigten Motors in einer anderen Richtung;
10 ein Montagediagramm, in welchem dargestellt ist, dass eine Leiterplatte einer Motortreibervorrichtung an einem Bürstenhalter montiert und mit einem Verbinder verbunden ist;
11 eine schematische Darstellung eines Motors eines Gebläses gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 eine auseinandergezogene Darstellung eines in 11 gezeigten Motors;
13 eine auseinandergezogene Darstellung des in 11 gezeigten Motors in einer anderen Richtung; und
14 ein schematisches Montagediagramm einer Leiterplatte einer Motortreibervorrichtung, eines Verbinders und eines Bürstenhalters bei abgenommener Endkappe.
Die Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die vorstehend aufgelisteten Figuren näher erläutert.
DETAILBESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die technischen Lösungen gemäß den Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend in Verbindung mit den Zeichnungsfiguren verständlich und umfassend erläutert. Die beschriebenen Ausführungsformen sind nicht erschöpfend und sind lediglich ein Teil der möglichen Ausführungsformen. Sofern der Fachmann ohne erfinderisches Zutun zu weiteren Ausführungsformen gelangt, fallen diese Ausführungsformen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung. Es versteht sich, dass die Zeichnungen lediglich Darstellungszwecken dienen und keine Einschränkung der Erfindung darstellen. Die Dimensionen in den Zeichnungen sind im Hinblick auf eine übersichtliche Darstellung gewählt und stellen keine Einschränkung eines Proportionsverhältnisses dar.
Es sollte beachtet werden, dass eine Komponente, die in der Beschreibung als an einer weiteren Komponente ”befestigt” oder ”montiert” oder mit dieser ”zusammengefügt” angegeben ist, direkt oder über eine zwischengeschaltete Komponente an dieser anderen Komponente liegen kann. Wenn nichts anderes angegeben ist, haben sämtliche technischen und wissenschaftlichen Begriff die dem Fachmann bekannte Bedeutung. Begriffe, die in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden, dienen lediglich zur Erläuterung der Ausführungsformen und stellen keine Einschränkung der Erfindung dar.
Es wird auf 1 Bezug genommen. Ein Gebläse 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ausgebildet zum Ableiten von Wärme oder zum Belüften einer Vorrichtung. Als Beispiel einer solchen Vorrichtung wird in der Ausführungsform ein Fahrzeugmotor gewählt. Das Gebläse 100 hat ein Gebläsegehäuse 10, einen Motor 20 (siehe 3), der an dem Gebläsegehäuse 10 montiert ist, ein durch den Motor 20 angetriebenes Gebläserad 80 und eine an dem Gebläsegehäuse 10 montierte Motortreibervorrichtung 30.
Insbesondere ist an dem Gebläsegehäuse 10 eine Lüftungsöffnung mit einer großen Fläche angeordnet, und es sind mehrere Speichen 12 angeordnet, die sich in Richtung auf die Mitte der Lüftungsöffnung erstrecken. Ein Nabenbereich 14 ist an einem Ende jeder der Speichen 12 angeordnet, wobei der Nabenbereich 14 in der Mitte der Lüftungsöffnung liegt. Der Motor 20 ist an dem Nabenbereich 14 montiert und ist ein Innenläufermotor. Das Gebläserad 80 ist an einem Läufer des Motors befestigt. Der Motor 20 und das Gebläserad 80 sind in der Lüftungsöffnung aufgenommen.
Es wird auf 2 und 3 Bezug genommen. An einer Außenkante des Gebläsegehäuses 10 ist ein vertiefter oder ausgesparter Bereich 15 für die Befestigung der Motortreibervorrichtung 30 vorgesehen. In einem Schaltungsverbindungsverhältnis ist die Motortreibervorrichtung 30 zwischen einer externen Stromquelle 90 und dem Motor 20 in Reihe geschaltet und ist konfiguriert für den Empfang eines Zieldrehzahlsignals COM einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 95 des Fahrzeugs und für die Änderung einer an den Motor 20 ausgegebenen Spannung in Reaktion auf das Zieldrehzahlsignal COM der ECU 95, um eine Drehzahl des Motors 20 zu ändern, so dass eine Drehzahl des Gebläses 100 geändert wird, basierend auf einer notwendigen Änderung der Wärmeableitung von dem Motor des Fahrzeugs. Vorzugsweise ist die Stromquelle 90 eine Batterie des Fahrzeugs.
Die Motortreiberschaltung 30 hat ein Gehäuse 31 und einen Kühler 36, die zusammengeschlossen sind, und einer Leiterplatte 41, die in dem Gehäuse 31 montiert ist. Vorzugsweise haben das Gehäuse 31 und der Kühler 36 jeweils die Form einer Halbkugel, wobei das Gehäuse 31 und der Kühler 36 durch mehrere Schrauben 33 zusammengeschlossen sind und auf diese Weise eine vollständige Umschließung bilden.
Ein Verbinder 32 ist einstückig mit dem Gehäuse 31 ausgebildet und hat drei Eingangsanschlüsse und zwei Ausgangsanschlüsse, die innen montiert sind. Diese sind ein Eingangsanschluss 34a, ein Eingangsanschluss 34b, ein Eingangsanschluss 34c, ein Ausgangsanschluss 35a und ein Ausgangsanschluss 35b. Die Positionen und Funktionen dieser drei Eingangsanschlüsse 34a bis 34c sind die gleiche wie die eines traditionellen Verbinders. Zum Beispiel ist der Eingangsanschluss 34a mit einer negativen Elektrode der externen Stromversorgung 90 verbunden. Der Eingangsanschluss 34b ist mit einer positiven Elektrode der externen Stromversorgung 90 verbunden, und der Eingangsanschluss 34c ist mit der ECU 95 verbunden, um ein Zieldrehzahlsignal COM zu empfangen, das von der ECU 95 ausgegeben wird. Ein Ende jedes der Eingangsanschlüsse 34a bis 34c ist nach außen umgebogen, für eine Verbindung mit einem koordinierenden Verbinder. Das andere Ende jedes der Eingangsanschlüsse 34a bis 34c ist in die Leiterplatte 41 eingesetzt, um die von der Stromquelle 90 gelieferte Spannung und das Zieldrehzahlsignal COM zur Leiterplatte 41 zu übertragen. Ein Ende jedes der Ausgangsanschlüsse 35a und 35b ist in die Leiterplatte 41 eingesetzt, und das andere Ende jedes der Ausgangsanschlüsse 35a und 35b ist durch Drähte 38a und 38b mit dem Motor 20 verbunden. Die Ausgangsanschlüsse 35a und 35b sind jeweils mit der positiven Elektrode und der negativen Elektrode des Motors verbunden. Ein Dichtungsmittel 39 ist an dem rückseitigen Bereich des Verbinders 32 vorgesehen, um den Verbinder 32 abzudichten. Die Umschließung der Motortreibervorrichtung 30 hat die Funktion einer Abdichtung gegen Wasser und Feuchtigkeit. In der Ausführungsform erstrecken sich die Drähte 38a und 38b von dem Verbinder 32.
Die ECU 95 erfasst Informationen über den Betriebszustand jedes Teils des Motors mittels verschiedener Sensoren (unter anderem mittels eines Temperatursensors, eines Drucksensors, eines Rotationssensors, eines Strömungssensors, eines Positionssensors und dergleichen). Die ECU 95 empfängt und analysiert Informationen, um eine Betriebsumgebung des Fahrzeugs und einen Betriebszustand des Motors zu erfassen, und die ECU 95 bestimmt ferner, welches ausführende Element für welchen Vorgang in dem bekannten Betriebszustand gemäß einem Programmbetrieb verwendet wird, und überträgt dann einen Befehl an das ausführende Element, um den Betrieb des ausführenden Elements zu befehlen. In der Ausführungsform überträgt die ECU 95 das Zieldrehzahlsignal COM zur Motortreiberschaltung 30 des Gebläses 100, um basierend auf einer Betriebsumgebung des Fahrzeugs und einem Betriebszustand des Motors Wärme von dem Motor des Fahrzeugs abzuleiten, wobei die Motortreiberschaltung 30 das Zieldrehzahlsignal COM erkennt und eine Drehzahl des Gebläses in Reaktion auf das Zieldrehzahlsignal COM steuert.
Es wird auf 4 Bezug genommen. Die Motortreibervorrichtung 30 klassifiziert das Zieldrehzahlsignal COM, das von der ECU 95 geliefert wird, in mehrere Drehzahlbereiche. Jeder Drehzahlbereich entspricht einem bestimmten Tastverhältnis. Die Motortreibervorrichtung 30 gibt in Reaktion auf das empfangene Zieldrehzahlsignal COM eine Spannungsregelung aus, die ein Impulsweitenmodulationssignal (PWM-Signal) mit einem Tastverhältnis ist, das einem Bereich entspricht, in welchen das Zieldrehzahlsignal COM, das von der ECU 95 übertragen wird, fällt, um eine Drehzahl des Motors 20 zu regeln oder regulieren und um das Gebläserad 80 mit dieser Drehzahl zu betätigen. In der Ausführungsform ist das von der ECU 95 ausgegebene Zieldrehzahlsignal COM ein PWM-Befehlssignal (Impulsweitenmodulations-Befehlssignal) mit einer niedrigen Frequenz in dem Bereich von 10 Hz bis 1 KHz.
Eine Steuerungs-Managementeinheit 320, ein Spannungswandler 310, eine Filtereinheit 330, eine Stromversorgung 340, ein Gate-Treiber 350, ein Stromsensor 360, ein Überspannungs- und Unterspannungsprotektor 370 und ein Übertemperaturprotektor 380 sind auf der Leiterplatte 41 der Motortreibervorrichtung 30 angeordnet.
Die Filtereinheit 330 ist zwischen den Eingangsanschluss 34b und den Spannungswandler 310 geschaltet und ist konfiguriert für das Herausfiltern von Rauschen in einer Spannung des Spannungswandlers 310. Die Filtereinheit 330 hat einen Induktor L und Kondensatoren C1 und C2. Der Induktor L ist zwischen den Eingangsanschluss 34b und den Spannungswandler 310 geschaltet. Der Kondensator C1 ist zwischen den Eingangsanschluss 34b und die Erde geschaltet, und der Kondensator C2 ist zwischen die Erde und einen Knoten zwischen dem Induktor L und dem Spannungswandler 310 geschaltet. Bei der Anordnung auf der Leiterplatte 41 liegt ein Element, das schnell Wärme erzeugt, wie zum Beispiel der Induktor L und die Kondensatoren C1 und C2, auf einer Seite der gedruckten Schaltung 41 in Richtung auf den Kühler 36 (siehe 2). Der Kühler 36 hat einen konkaven Hohlraum 37 zum Aufnehmen des schnell Wärme erzeugenden Elements, wie zum Beispiel der Induktor L und die Kondensatoren C1 und C2, damit der Kühler die Wärme von dem schnell Wärme erzeugenden Element besser aufnehmen und ableiten kann. Wärmeableitungssäulen 38, die von einer Oberfläche des Hauptkörpers des Kühlers extrudiert sind, sind an dem Kühler 36 gebildet, um einen Wärmeableitungsbereich des Kühlers 36 zu vergrößern. Vorzugsweise ist auch ein Wandbereich 39 des konkaven Hohlraums 37 aus der Fläche des Hauptkörpers des Kühlers 36 extrudiert.
Die Stromversorgung 340 ist über einen Anschluss 34b und einen Anschluss 34a mit einer Stromquelle 90 verbunden, um eine von der Stromquelle 90 bereitgestellte Spannung in eine Stromversorgungsspannung VCC und eine Referenzspannung Vref, die von jedem Element in der Motortreibervorrichtung 30 benötigt werden, umzuwandeln. Die Referenzspannung Vref ist eine stabilisierte Spannung und wird als Referenzspannung an eine Schaltung wie den Überspannungs- oder Unterspannungsprotektor 370 geliefert.
Die Steuerungs-Managementeinheit 320 ist konfiguriert für den Empfang des Zieldrehzahlsignals COM, das von der ECU 95 übertragen wird, und klassifiziert die von der ECU 95 bereitgestellten Zieldrehzahlsignale COM in mehrere Drehzahlbereiche. Jeder Drehzahlbereich entspricht einem bestimmten Tastverhältnis. Die Steuerungs-Managementeinheit 320 empfängt das Zieldrehzahlsignal COM, das von der ECU 95 gesendet wird, in Echtzeit und gibt in Reaktion auf das empfangene Zieldrehzahlsignal COM ein Spannungsregelungssignal Vpwm aus, welches eine PWM-Signal (Impulsweitenmodulationssignal) mit einem Tastverhältnis ist, das dem empfangenen Zieldrehzahlsignal COM entspricht, an den Spannungswandler 310 aus. Der Spannungswandler 310 moduliert die Spannung, die von der Spannungsquelle 90 geliefert wird, in Reaktion auf das Spannungsregelungssignal Vpwm und gibt die modulierte Spannung in den Motor 20 ein, um den Betrieb des Motors 20 zu steuern.
Die Steuerungs-Managementeinheit 320 enthält einen Befehlsmanager 322, einen Drehzahlmanager 324, einen PWM-Generator 326 und einen Locked-Rotor-Manager 327 und einen Schutzmanager 328.
Der Befehlsmanager 322 ist konfiguriert für den Empfang des Zieldrehzahlsignals COM zum Regulieren der Drehzahl des Gebläses, das von der ECU 95 ausgegeben wird und gibt eine Zielspannung Vcmd in einer analogen Form aus, basierend auf dem Tastverhältnis entsprechend dem Drehzahlbereich, in welchen das Zieldrehzahlsignal COM fällt.
In der Ausführungsform werden die Zieldrehzahlsignale COM, die von der ECU 95 geliefert werden in vier Drehzahlbereiche klassifiziert, wovon jeder einem bestimmten Tastverhältnis der Drehzahl des Motors 20 entspricht.
Es wird auf 5 Bezug genommen. Das Zieldrehzahlsignal COM liegt in einem Fall, in dem ein Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals COM kleiner ist als X1, in einem Abwürge- oder Stillstandbereich. Das Zieldrehzahlsignal COM liegt in einem niedrigen Drehzahlbereich, wenn das Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals COM größer oder gleich X1 und kleiner als X2 ist. Das Zieldrehzahlsignal COM liegt in einem mittleren Drehzahlbereich, wenn das Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals COM größer oder gleich X2 und kleiner als X3 ist, und das Zieldrehzahlsignal COM liegt in einem Volldrehzahlbereich, wenn das Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals COM größer oder gleich X3 und kleiner als 100% ist, wobei gilt: 0 < X1 < X2 < X3 < 100%. Ein Tastverhältnis eines Spannungsregelungssignals Vpwm, das dem Abwürge- oder Stillstandbereich entspricht, ist gleich 0. Ein Tastverhältnis eines Spannungsregelungssignals Vpwm, das dem niedrigen Drehzahlbereich entspricht, ist gleich Y1. Ein Tastverhältnis eines Spannungsregelungssignals Vpwm, das dem mittleren Drehzahlbereich entspricht, ist gleich Y2, und ein Tastverhältnis eines Spannungsregelungssignals Vpwm, das dem Volldrehzahlbereich entspricht, ist gleich 100%, wobei gilt: 1 < Y1 < Y2 < Y3 < 100%. Die Werte der Endpunkte X1, X2 und X3 der Bereiche können den verschiedenen Anwendungen und Ausführungen des Motors entsprechend angepasst werden. Zum Beispiel ist X1 kleiner als 10% und vorzugsweise gleich 5%; X2 ist kleiner oder gleich 50% und vorzugsweise kleiner oder gleich 40%; X3 ist kleiner oder gleich 90% und vorzugsweise kleiner oder gleich 80%. Die Tastverhältnisse Y1 und Y2 des Spannungsregelungssignals Vpwm können ebenfalls entsprechend den verschiedenen Anwendungen und Ausführungen des Motors angepasst werden. Zum Beispiel ist Y1 größer oder gleich 20% und kleiner oder gleich 50%, und Y2 ist größer oder gleich 50% und kleiner oder gleich 80%.
Ein Durchführungsprinzip der Segmentsteuerung an der Drehzahl des Motors in Reaktion auf das Zieldrehzahlsignal COM gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit bestimmten Werten als Beispiel dargestellt, wobei die Werte keine Einschränkung der Erfindung darstellen sollen.
Das Zieldrehzahlsignal COM, das von der ECU 95 bereitgestellt wird, liegt in dem Abwürge- oder Stillstandbereich, wenn das Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals COM weniger als 5% beträgt, wobei das bestimmte Tastverhältnis des Spannungsregelungssignals Vpwm, das dem Abwürge- oder Stillstandbereich entspricht, gleich 0 ist. Das Zieldrehzahlsignal COM liegt in einem niedrigen Drehzahlbereich, wenn das Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals COM größer oder gleich 5% und kleiner als 40% ist, und das Tastverhältnis des Spannungsregelungssignals Vpwm, das dem niedrigen Drehzahlbereich entspricht, ist gleich 30%. Das Zieldrehzahlsignal COM liegt in einem mittleren Drehzahlbereich, wenn das Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals COM größer oder gleich 40% und weniger als 80% ist, und das Tastverhältnis des Spannungsregelungssignals Vpwm, das dem mittleren Drehzahlbereich entspricht, ist gleich 55%. Das Zieldrehzahlsignal COM liegt in einem Volldrehzahlbereich, wenn das Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals COM größer oder gleich 80% ist und kleiner als 100%, und das Tastverhältnis des Spannungsregelungssignals Vpwm, das dem Volldrehzahlbereich entspricht, ist gleich 100%. Die Zielspannung Vcom hat verschiedene Spannungswerte entsprechend den verschiedenen Tastverhältnissen. In der Praxis ist in der anderen Ausführungsform die Anzahl von Drehzahlbereichen nicht auf vier beschränkt. Ein Bereich des Zieldrehzahlsignals, das dem jeweiligen Bereich entspricht, und ein Wert des bestimmten Tastverhältnisses, das dem Bereich entspricht, können entsprechend den Konstruktionsanforderungen angepasst werden. Zum Beispiel können die Zieldrehzahlsignale in drei Drehzahlbereiche klassifiziert sein. Diese sind ein Stillstandbereich, ein niedriger Drehzahlbereich und ein Volldrehzahlbereich, und das Tastverhältnis des Spannungsregelungssignals, das dem niedrigen Drehzahlbereich entspricht, kann von 20% bis 80% reichen. In der Ausführungsform wird der Motor abgewürgt oder steht still, wenn das Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals COM gleich 100% beträgt. In anderen Ausführungsformen kann der Motor mit der vollen Drehzahl arbeiten, wenn das Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals COM gleich 100% beträgt.
Der Drehzahlmanager 324 ist mit dem Befehlsmanager 322, dem PWM-Generator 326 und dem Motor 20 verbunden und ist konfiguriert für den Vergleich der Zielspannung Vcmd als Referenzspannung mit einer von dem Motor 20 zurückgeführten Spannung und für die Ausgabe eine Steuersignals Vcon an den PWM-Generator 326 basierend auf einem Vergleichsergebnis. Der Drehzahlmanager 324 stellt einen Rückmeldungsmechanismus für die Regelung der Drehzahl des Motors bereit und erfasst einen Betriebszustand des Motors durch den Vergleich der Zielspannung Vcmd mit der von dem Motor zurückgeführten Spannung. Wenn eine von dem Motor zurückgeführte erfasste Spannung niedriger ist als die Zielspannung Vcmd, kann eine Spannung des ausgegebenen Steuersignals Vcon geeignet erhöht werden, weshalb ein Tastverhältnis des Spannungsregelungssignals Vpwm, das von dem PWM-Generator generiert wird, vergrößert werden kann, so dass die an den Motor 20 ausgegebene Spannung erhöht wird. Anderenfalls kann ein Tastverhältnis des Spannungsregelungssignals Vpwm, das von dem PWM-Generator 326 generiert wird, verringert werden, so dass eine an den Motor 20 ausgegebene Spannung verringert wird. Eine Wirkung, die sich hieraus ergibt, ist es zu ermöglichen, dass sich die an den Motor ausgegebene Spannung der Zielspannung Vcdm endlos annähert. Der Fachmann wird erkennen, dass der Drehzahlmanager 324 entfallen kann, wenn es nicht erforderlich ist, dass die Drehzahl des Motors sehr genau ist, und dass die Zielspannung Vcom von dem PWM-Generator 326 direkt geliefert werden kann.
Ein Dreieckwellenoszillator zum Generieren einer Dreieckwelle ist in dem PWM-Generator 326 angeordnet, wobei das Steuersignal Vcon mit der Dreieckwelle verglichen wird, um ein Spannungsregelungssignal Vpwm auszugeben.
Der Spannungswandler 310 enthält einen MOS-Transistor Q1, eine Diode D1 und einen Abtastwiderstand (in 4 nicht gezeigt). Ein Gate des MOS-Transistors Q1 ist mit dem Gate-Treiber 350 verbunden. Ein Drain des MOS-Transistors Q1 ist mit einer Anode der Diode D1 verbunden, und eine Kathode der Diode D1 ist über die Filtereinheit 330 mit einer positiven Elektrode der Stromquelle 90 verbunden, und eine Source des MOS-Transistors Q1 ist über den Abtastwiderstand geerdet. Die Kathode der Diode ist mit dem Ausgangsanschluss 35a und die Anode der Diode mit dem Ausgangsanschluss 35b verbunden. Der Gate-Treiber 350 ist konfiguriert für die Durchführung einer Verstärkung des Spannungsregelungssignals Vpwm, um ein Gate-Source-Signal Vgs zum Ansteuern des MOS-Transistors Q1 zu generieren und deshalb den MOS-Transistor Q1 in dem Spannungswandler 310 zum An- oder Abschalten zu steuern. Die von der Stromquelle 90 eingegebene Spannung wird in Reaktion auf das Spannungsregelungssignal moduliert, das ein bestimmtes Tastverhältnis aufweist, um den MOS-Transistor Q1 zum Anschalten oder Abschalten zu steuern und um die in den Motor 20 eingegebene Spannung und damit die Drehzahl des Gebläses zu regeln.
Zum Beispiel bestimmt die ECU 95 das Tastverhältnis des ausgegebenen Zieldrehzahlsignals COM basierend auf der Betriebsumgebung des Fahrzeugs und auf dem Betriebszustand des Motors. Wenn zum Beispiel eine Temperatur des Motors niedrig ist, ist das Tastverhältnis der Zieldrehzahl, das das Drehzahlsignal COM steuert, das von der ECU 95 ausgegeben wird, gleich 25%, und in diesem Fall muss das Gebläse 100 mit einer niedrigen Drehzahl Wärme von dem Motor ableiten. Der Befehlsmanager 322 bestimmt, dass das Zieldrehzahlsignal COM mit dem Tastverhältnis von 25% in dem niedrigen Drehzahlbereich liegt, und gibt eine Zielspannung Vcmd in einer analogen Form mit einem Tastverhältnis von 30%, das dem niedrigen Drehzahlbereich entspricht, an den Drehzahlmanager 324 aus. Der Drehzahlmanager 324 vergleicht die Zielspannung Vcmd mit einer an den Motor ausgegebenen Stromspannung, um zu ermöglichen, dass sich die an den Motor ausgegebene Spannung soweit wie möglich an die Zielspannung Vcmd annähert, und gibt ein Steuersignal Vcom an den PWM-Generator 326 aus. Der PWM-Generator 326 erzeugt ein Spannungsregelungssignal Vpwm mit einem Tastverhältnis, das dem niedrigen Drehzahlbereich entspricht, für den Spannungswandler 310. Der Spannungswandler 310 steuert den MOS-Transistor Q1 zum Anschalten oder zum Abschalten mit einem Tastverhältnis von 30%, um die an den Motor 20 ausgegebene Spannung zu regeln und um den Motor zum Antreiben des Gebläserads zu steuern, so dass mit einer Drehzahl mit einem Tastverhältnis von 30% Wärme abgeleitet wird.
Wenn der Motor lange Zeit in Betrieb ist und eine hohe Temperatur aufweist und eine hohe Leistung hat, wird das Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals COM, das von der ECU 95 ausgegeben wird, zum Beispiel auf 95% erhöht, wobei das Gebläse in diesem Fall mit einer hohen Drehzahl arbeiten muss, um Wärme von dem Motor abzuleiten. Der Befehlsmanager 322 bestimmt, dass die Zieldrehzahl COM mit einem Tastverhältnis von 95% in einem Volldrehzahlbereich liegt. Ein Spannungsregelungssignal Vpwm mit einem bestimmten Tastverhältnis von 100%, das dem Volldrehzahlbereich entspricht, wird an den Spannungswandler 310 ausgegeben. Der Spannungswandler 310 steuert den MOS-Transistor Q1, so dass dieser stets angeschaltet ist, mit einem Tastverhältnis von 100%, um den Motor 20 zum Antreiben des Gebläserads 80 zu steuern, so dass Gebläserad mit der vollen Drehzahl arbeitet, um Wärme von dem Motor abzuleiten. Der Fachmann wird erkennen, dass Gebläse je nach Betriebsumgebung und Betriebszustand des Motors mit einer mittleren Drehzahl arbeiten muss und das Prinzip dabei das gleiche ist wie das vorstehen beschriebene Prinzip, dessen Beschreibung an dieser Stelle nicht wiederholt wird. Wenn das Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals COM, das von der ECU 95 ausgegeben wird, weniger als 5% beträgt, ist die Zielspannung, die von dem Befehlsmanager 320 ausgegeben wird, gleich 0 und der Motor 20 arbeitet nicht.
Das Gebläse 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steuert ein Tastverhältnis des Spannungsregelungssignals Vpwm das an den Motor des Gebläses ausgegebene wird, in Segmenten (dem Stillstandbereich, dem niedrigen Drehzahlbereich, dem mittleren Drehzahlbereich, dem Volldrehzahlbereich), basierend auf dem Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals COM, das von der ECU 95 ausgegeben wird. Aus diesem Grund muss nur ein MOS-Transistor Q1 in dem Spannungswandler 310 angeordnet sein, um die Drehzahl des Gebläses zu steuern, und es wird auch nur ein Kabelbaum verwendet, um die ECU 95 mit der Motortreibervorrichtung 30 zu verbinden. Die Motortreibervorrichtung 30 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist einfach aufgebaut, ist hoch leistungsfähig und ist kostengünstig.
Es wird auf 6 Bezug genommen, die ein Vergleichsdiagramm zwischen dem Stromverbrauch eines MOS-Transistors bei Regelung einer Drehzahl eines Motors eines Gebläses in der traditionellen Weise durch PWM und dem Stromverbrauch eines MOS-Transistors bei Regelung einer Drehzahl des Motors eines Gebläses gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Darin stellt eine Kurve S1 eine Leitungsverlustkurve des MOS-Transistors bei einer Regelung der Drehzahl des Motors des Gebläses in der traditionellen Weise durch PWM dar, eine Kurve S2 stellte eine Schaltverlustkurve des MOS-Transistors bei einer Regelung des Drehzahl des Motors des Gebläses in der traditionellen Weise durch PWM dar, eine Kurve S3 stellt eine Gesamtstromverbrauchskurve des MOS-Transistors bei Regelung der Drehzahl des Motors des Gebläses in der traditionellen Weise durch PWM dar, und eine gestrichelte Kurve S4 stellt eine Maximalstromverbrauchskurve des MOS-Transistors bei einer Regelung der Drehzahl des Motors des Gebläses gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. In 6 ist zu sehen, dass der maximale Stromverbrauch bis zu 15 W beträgt, wenn der Motor des Gebläses in der traditionellen Weise durch PWM gesteuert wird, und dass der Stromverbrauch des MOS-Transistors bei der Ausführungsform gemäß vorliegender Erfindung weniger als 6 W beträgt. Der Stromverbrauch wird also bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung erheblich verringert. Der Stromverbrauch von 15 W ist lediglich ein Beispiel. Der maximale Stromverbrauch wird mit einem zunehmenden Innenwiderstand des MOS-Transistors, der in der Praxis mit Blick auf eine Kostenverringerung des MOS-Transistors gewählt wird, noch höher.
In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird an der Drehzahl des Gebläses eine Segmentsteuerung ohne häufiges Schalten eines Leitungszustands des MOS-Transistors durchgeführt, um auf diese Weise den Stromverbrauch zu senken und um deutlich die Wärme zu verringern, die durch den Stromverbrauch entsteht, und um die Größe des Kühlers zu reduzieren, der zum Ableiten von Wärme von der Motortreibervorrichtung 30 benötigt wird, und um im Wesentlichen die gleiche Wirkung wie bei der Echtzeitregelung traditionell durch PWM zu erzielen.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform kann der Motor auch vor Überhitzung, Überspannung, Überstrom, Unterspannung, blockiertem Rotor und anderen Vorkommnissen oder Störungen geschützt werden.
Es wird auf 4 Bezug genommen. Der Locked-Rotor-Manager 327 erfasst eineb Betriebszustand des Motors durch Abgreifen einer Spannung zwischen zwei Enden des Abtastwiderstands und schränkt einen Stromschwellenpegel des Motors 20 in einem Überstromzustand ein, so dass der Motor noch angetrieben wird, falls der Strom einen Schwellenwert übersteigt (z. B. im Fall des blockierten Rotors in dem Motor).
Der Stromsensor 360 ist zwischen den Motor 20 und den Schutzmanager 328 geschaltet und ist konfiguriert für die Erfassung eines Stroms, der durch den Motor fließt, und für die Ausgabe eines Werts des Stroms an den Schutzmanager 328. Wenn detektiert wird, dass der durch den Motor fließende Strom einen vorgegebenen Stromwert, der für den Normalbetrieb des Motors benötigt wird, übersteigt, gibt der Schutzmanager 328 ein Schutzsignal aus, um das Steuersignal Vcon zu deaktivieren, wodurch der PWM-Generator 326 seinen Betrieb einstellt und ein Überstromschutz erzielt wird.
Der Überspannungs- und Unterspannungsprotektor 370 ist für das Management in einem Überspannungs- und Unterspannungszustand mit dem Schutzmanager 328 verbunden. Wenn die zu dem Motor 20 geleitete Spannung größer oder kleiner ist als ein voreingestellter Spannungsbereich, der für den Normalbetrieb des Motors notwendig ist, gibt der Überspannungs- und Unterspannungsprotektor 370 ein Schutzsignal an den Schutzmanager 328 aus. Der Schutzmanager 328 gibt ein Schutzsignal aus, um das Steuersignal Vcon zu deaktivieren, so dass der PWM-Generator 326 seinen Betrieb einstellt und ein Überspannungs- und Unterspannungsschutz erzielt wird.
Der Übertemperaturprotektor 380 umfasst einen Temperatursensor. Der Temperatursensor fühlt die Temperatur des Spannungswandlers 310 und gibt ein Übertemperaturschutzsignal an den Schutzmanager 328 aus, wenn detektiert wird, dass die gefühlte Temperatur eine voreingestellten Temperaturwert übersteigt. Der Schutzmanager 328 gibt ein Schutzsignal aus, um das Steuersignal Vcon zu deaktivieren, wodurch der PWM-Generator 326 seinen Betrieb einstellt und ein Übertemperaturschutz erzielt wird.
Der Fachmann wird erkennen, dass eine Einrichtung für einen Überhitzungsschutz, einen Überspannungsschutz, eine Überstromschutz, einen Unterspannungsschutz und einen Locked-Rotor-Schutz und anderen Schutzmaßnahmen optional in der Motortreibervorrichtung 30 angeordnet sein können. Wenn das von dem PWM-Generator 326 generierte Signal Vpwm den MOS-Transistor Q1 ansteuern kann, kann der Gate-Treiber 350 in der Motortreibervorrichtung 30 entfallen.
Es wird auf 7 und 9 Bezug genommen. 7 ist eine perspektivische Darstellung eines Motors 200 eines Gebläses gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein wesentlicher Unterschied der zweiten Ausführungsform zur ersten Ausführungsform ist, dass eine Motortreibervorrichtung innerhalb einer Umschließung des Motors angeordnet ist.
Der Motor 200 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat einen Ständer 210, einen Läufer 240, der sich relativ zu dem Ständer 210 drehen kann und der in dem Ständer 210 aufgenommen ist, eine Bürstenanordnung 260, eine Motortreibervorrichtung 600 und einen Kühler 280. Der Motortreibervorrichtung 600 in der Ausführungsform hat die gleiche Schaltungsstruktur wie die Motortreibervorrichtung 30 in der ersten Ausführungsform, jedoch ist die Motortreibervorrichtung 600 in der Ausführungsform auf einer Leiterplatte 610 in diese integriert, und die Leiterplatte 610 ist in dem Motor 200 angeordnet.
Der Ständer 210 hat ein Gehäuse 211 in einer annähernd zylindrischen Form, mehrere Permanentmagnete 213, die an einer Innenwand des Gehäuses 211 angeordnet sind, und eine Endkappe 214. Eine Öffnung ist in der axialen Richtung an einem Ende des Gehäuses gebildet, und die Endkappe 214 ist an der Öffnung des Gehäuses 211 in der axialen Richtung befestigt. Der Läufer 240 hat eine Drehwelle, einen Eisenkern 242, der an der Drehwelle 241 befestigt ist, eine Wicklung 244, die um den Eisenkern 242 herumgeführt ist, und einen Kommutator 246. Die Wicklung 244 ist mit dem Kommutator 246 elektrisch verbunden.
Die Endkappe 214 ist an der Öffnung des Gehäuses 211 in der axialen Richtung montiert. Die Drehwelle 241 des Läufers 240 ist durch ein Lager (in 8 nicht gezeigt) gestützt, das an einem axial geschlossenen Ende der Endkappe 214 und des Gehäuses 211 angeordnet ist, so dass der Läufer 240 sich bezüglich des Ständers 210 drehen kann.
Die Bürstenanordnung 260 ist ebenfalls an der Öffnung des Gehäuses 211 in der axialen Richtung angeordnet und liegt zwischen der Endkappe 214 und dem Läufer 240. Die Bürstenanordnung 260 hat einen Bürstenhalter 262 und zwei Bürsten 264 die an den Kommutator 246 angepasst sind. Der Bürstenhalter 262 ist ringförmig und hat eine Durchgangsöffnung in der Mitte, und der Kommutator kann die Durchgangsöffnung in der Mitte des Bürstenhalters 262 durchgreifen. Die beiden Bürsten 264 sind an dem Bürstenhalter in Umfangsrichtung in einem Bereich von 60 Grad angeordnet. Die Bürsten 264 erstrecken sich in einer radialen Richtung des Motors 200. Nach dem Zusammenbau des Motors 200 befindet sich ein Ende jeder der Bürsten 264 in Gleitkontakt mit dem Kommutator 264 des Läufers 240, und es wird unter der Steuerung durch die Motortreibervorrichtung 600 über die Bürsten 264 und den Kommutator 246 von der Stromquelle 90 eine Spannung an die Wicklung 244 geliefert. Eine Leiterplatte 610 der Motortreibervorrichtung 600 ist an dem Bürstenhalter 262 angeordnet. Eine Befestigungsnut 265 ist als Teil des Bürstenhalters 262 dort angeordnet, wo sich keine Bürste 264 befindet. Vorzugsweise ist die Befestigungsnut 265 bogenförmig, und die Leiterplatte 610 der Motortreibervorrichtung 600 ist ebenfalls bogenförmig und in der Montagenut 265 aufgenommen.
Es wird auf 10 Bezug genommen. Ein Verbinder 268 für die Verbindung der Motortreibervorrichtung 600 mit der Stromquelle 90 und der ECU 95 ist an einem Ende des Bürstenhalters 262 angeordnet. Der Verbinder 268 hat eine Basis 2681 und ein Abschirmgehäuse 2628, das auf der Basis 2681 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Basis 2681 des Verbinders 268 einstückig mit dem Bürstenhalter 262 ausgebildet. Drei Schlitze 2683 sind an der Basis 2681 gebildet. Ein Ende eines jeden der drei Eingangsanschlüsse 2684a bis 2684c ist in einem der Schlitze 2683 der Basis 2681 aufgenommen und ist mit einem Draht 2685 verbunden. Der Draht 2685 erstreckt sich aus einem Ende der Basis 2681 heraus, für die Verbindung mit der Stromquelle 90 und der ECU 95. Die drei Eingangsanschlüsse 2684a bis 2684c sind jeweils mit einer negativen Elektrode der Stromquelle, einer positiven Elektrode der Stromquelle und der ECU 95 verbunden. Das andere Ende jedes der drei Eingangsanschlüsse 2684a bis 2684c erstreckt sich von dem anderen Ende der Basis 2681 und ist rechtwinklig abgebogen, um in die Leiterplatte 610 eingesetzt zu werden, so dass die Spannung der Stromquelle und das Zieldrehzahlsignal COM, das von der ECU ausgegeben wird zur Stromversorgung und zu der Steuerungs-Managementeinheit auf der Leiterplatte 610 übertragen werden können. Das Abschirmgehäuse 2682 bedeckt die Isolierbasis 2681 und bedeckt die Verbindungspositionen, an denen die Eingangsanschlüsse 2684a bis 2684c mit den Drähten 2685 verbunden sind. Konvexe Druckknöpfe 2687 sind an zwei Außenseiten der Basis 2681 angeordnet, und das Abschirmgehäuse 2682 ist mit zwei Befestigungsarmen 2688 versehen, die sich nach unten erstrecken. Die Befestigungsarme 2688 sind mit Knopflöchern 2689 versehen. Die konvexen Druckknöpfe 2687 schnappen in den Knopflöchern 2689 ein, um das Abschirmgehäuse 2682 an der Basis 2681 festzulegen. Zwei Ausgangsanschlüsse (nicht gezeigt), die mit einer Anode und einer Kathode der Diode verbunden sind, sind auf der Leiterplatte 610 angeordnet. Zwei Induktoren sind an dem Bürstenhalter 262 angeordnet, und die beiden Ausgangsanschlüsse sind jeweils über die beiden Induktoren mit den beiden Bürsten 264 verbunden.
Es wird auf 8 und 9 Bezug genommen. Eine Montageöffnung 215 für den Durchtritt des Verbinders ist an einer Verbindungsposition angeordnet, an der das Gehäuse 211 mit der Endkappe 214 verbunden ist. Eine bogenförmige Öffnung 266 zum Ableiten von Wärme ist an der Bodenwand der Montagenut 265 angeordnet, und ein Wärmeableitungsöffnung 2142, die mit der bogenförmigen Öffnung 266 in Verbindung steht, ist an einer Position an der Endkappe 214 korrespondierend zu der bogenförmigen Öffnung 266 angeordnet. Zwei Positionierungsbereiche 267 sind an zwei Seiten der bogenförmigen Öffnung 266 des Bürstenhalters 262 jeweils in Richtung auf die Endkappe angeordnet. Jede Positionierungsöffnung 267 hat einen annähernd kreisförmigen Vorsprung und einen Positionierungsstift, der an dem Vorsprung angeordnet ist, und Begrenzungsöffnungen 2145, die mit der Wärmeableitungsöffnung 2142 in Verbindung stehen, sind auf beiden Seiten der Wärmeableitungsöffnung 2142 an der Endkappe 214 angeordnet. Der Induktor L, die Kondensatoren C1 und C2 und andere Elemente, die in der Filtereinheit oder auf der Leiterplatte 600 schnell Wärme erzeugen, liegen an Positionen auf der Leiterplatte 610, die direkt der bogenförmigen Öffnung 266 zugewandt sind.
Der Kühler 280 ist an einer Außenseite der Endkappe 214 des Motors montiert und ist an einer Außenfläche der Endkappe 214 des Motors dicht befestigt. Der Kühler 280 umfasst ein Substrat 281 in annähernder Sektorform und eine Seitenwand 282, die sich von einer Außenkante des Substrats 281 senkrecht erstreckt. Ein Vorsprungsbereich 285 ist an einer mit der Wärmeableitungsöffnung 2142 und der bogenförmigen Öffnung 266 korrespondierenden Position an dem Substrat 281 des Kühlers 280 angeordnet. Der Vorsprung 285 erstreckt sich in die Wärmeableitungsöffnung 2142 und die bogenförmige Öffnung 266 hinein, so dass er dicht an der Leiterplatte 610 liegt oder sich mit dieser in Kontakt befindet, um die Wärmeableitungswirkung für das Heizelement auf der Leiterplatte 610 zu verbessern. An der Seitenwand 282 ist ein Schlitz für den Durchtritt des Verbinders 268 vorgesehen. Zwei ringförmige Fahnen 284 erstrecken sich von zwei Enden des Substrats 281, und jede ringförmige Fahne 284 ist in der Mitte mit einer kreisförmigen Öffnung versehen. Die Fahnen 284 sind in den Begrenzungsöffnungen 2145 der Endkappe 214 aufgenommen. Ein konvexer Zapfen des Positionierungsbereichs 267 durchragt die kreisförmige Öffnung, um den Kühler 280 an der Endkappe 214 einzuschränken. Der konvexe Zapfen kann erwärmt werden, um nach der Befestigung des Kühlers 280 an der Endkappe 214 geschmolzen zu werden, um einen Kopf zu bilden, dessen Außendurchmesser größer ist als die kreisförmige Öffnung, und um auf diese Weise den Kühler 280 festzulegen. An einer Außenfläche des Kühlers 280 sind mehrere Rippen vorgesehen, die von der Endkappe 214 abweichen. Die Rippen sind in Bereichen angeordnet, in denen sie den Wärmeableitungsbereich des Kühlers 280 vergrößern. Eine Triebscheibe für das Gebläserad des Gebläses kann an einer Ausgangswelle des Motors 20 montiert sein, und der Motor 20 treibt das Gebläserad unter der Steuerung durch die Motortreibervorrichtung 600 drehend an, um Wärme von dem Fahrzeugmotor abzuleiten.
Es wird auf 11 Bezug genommen, die ein Gebläse 700 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung zeigt, wobei der Unterschied zwischen der dritten und der zweiten Ausführungsform ist, dass die Leiterplatte 910 der Motortreibervorrichtung 900 an einer Außenseite der Endkappe des Motors angeordnet ist. Es wird auf 12 und 13 Bezug genommen. Der Motor 700 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat einen Ständer 710, einen Läufer 740, der sich relativ zu dem Ständer 710 drehen kann und in dem Ständer 710 aufgenommen ist, eine Bürstenanordnung 760, eine Motortreibervorrichtung 900 und eine Dichtungsabdeckung 795.
Der Ständer 710 hat ein Gehäuse 711, das annähernd zylinderförmig ist, und eine Endkappe 714. Eine Öffnung ist in einer axialen Richtung an einem Ende des Gehäuses 711 gebildet, und die Endkappe 714 ist in der axialen Richtung an der Öffnung des Gehäuses 711 befestigt. Die Bürstenanordnung 760 ist zwischen der Endkappe 714 und dem Läufer 740 angeordnet. Die Bürstenanordnung 760 umfasst einen Bürstenhalter 762 und vier Bürsten 764, die an einen Kommutator angepasst sind. Der Bürstenhalter 762 ist halbkugelförmig, und die vier Bürsten 764 sind an dem Bürstenhalter 762 in einem Bereich von 60 Grad in einer Umfangsrichtung angeordnet. Eine Aufnahmekammer 7142 ist in der Endkappe 714 angeordnet, um den Bürstenhalter 762 aufzunehmen. Ein Kühler 7144 ist auf einer Seite der Endkappe 714 angeordnet, die von der Aufnahmekammer 7142 abweicht.
Die Motortreibervorrichtung 900 umfasst eine Leiterplatte 910 und einen Verbinder 920. Der Verbinder 920 ist an einer Verbindungsposition der Endkappe 714 und des Gehäuses 711 angeordnet und ist durch einen Bolzen 928 an der Endkappe 714 befestigt. Der Verbinder 920 hat einen Haltebereich 922, der an der Verbindungsposition zwischen der Endkappe 714 und dem Gehäuse 711 gehalten wird, und einen Befestigungsbereich 924, der von einem Ende des Haltbereichs 922 umgebogen ist. Es wird auf 14 Bezug genommen. Drei Eingangsanschlüsse 924a bis 924c und zwei Ausgangsanschlüsse 925a und 925b sind an dem Montagebereich 924 befestigt. Ein Ende des Eingangsanschlusses 924a ist mit einer negativen Elektrode der externen Stromquelle über einen Draht verbunden, ein Ende des Eingangsanschlusses 924b ist mit einer positiven Elektrode der externen Stromquelle über einen Draht verbunden, und ein Ende des Eingangsanschlusses 924c ist über einen Draht mit der ECU 95 verbunden. Die anderen Enden der Eingangsanschlüsse 924a bis 924c erstrecken sich aus dem Montagebereich 924 heraus in Richtung auf die Endkappe 714. Zwei Anschlussnuten 926a und 926b sind an dem vorderen Ende des Montagebereichs 924 angeordnet. Die beiden Ausgangsanschlüsse 925a und 925b sind annähernd U-förmig. Jeder der Ausgangsanschlüsse 925a und 925b hat zwei vertikale Schenkel und einen horizontalen Bereich. Der horizontale Bereich ist in dem Montagbereich 924 angeordnet. Ein vertikaler Schenkel jedes der Ausgangsanschlüsse erstreckt sich aus dem Montagebereich 924 heraus in Richtung auf die Endkappe 714, und zwei Seitenwände des anderen vertikalen Schenkels jedes der Ausgangsanschlüsse ist in die entgegengesetzte Richtung gebogen, um einen Ringbereich zu bilden, der in einen entsprechenden Anschlussschlitz der Anschlussschlitze 926a und 926b einzusetzen ist. Metallbleche 716a und 716b (siehe 12) an dem Bürstenhalter 762 für die Verbindung der Bürste 764 mit den Ausgangsanschlüssen 925a und 925b können in die Anschlussschlitze 926a und 926b eingesetzt sein und sind mit den anderen vertikalen Schenkeln der Ausgangsanschlüsse elektrisch verbunden, so dass die Motortreibervorrichtung 900 mit der Bürste des Motors und dadurch mit der Wicklung des Läufers verbunden ist.
Ein vertiefter Bereich 716 ist an der Außenseite der Endkappe 714 im Anschluss an den Kühler 7144 gebildet, um die Leiterplatte 910 der Motortreibervorrichtung 900 aufzunehmen. Ein Durchgangsschlitz 7162 ist an einer Bodenwand des vertieften Bereichs 716 gebildet, durch welchen das andere Ende jedes der Eingangsanschlüsse 924a bis 924c und der eine vertikale Schenkel jedes der Ausgangsanschlüsse 925a und 925b des Verbinders 920, der in der Endkappe 714 gebildet ist, hindurchgeführt sind, um das andere Ende jedes der Eingangsanschlüsse 924a bis 924c und den einen vertikalen Schenkel jedes Ausgangsanschlusses 925a und 925b auf der Leiterplatte 910 einzusetzen, die an der Außenseite der Endkappe 714 montiert ist. Die Leiterplatte 910 der Motortreibervorrichtung 900 ist in dem vertieften Bereich 716 an der Außenseite der Endkappe angeordnet. Die Leiterplatte 910 der Motortreibervorrichtung 900 hat einen bogenförmigen Bereich und einen Erstreckungsbereich, der sich von der Mitte des bogenförmigen Bereichs nach außen erstreckt. Der vertiefte Bereich hat eine Form, die an die Leiterplatte 910 angepasst ist. Die Dichtungsabdeckung 795 wird verwendet, um die Leiterplatte 910 an der Endkappe 714 festzulegen. Mehrere Verschlusshalteschenkel, die mit einem Knopfloch 7962 versehen sind, sind an der Peripherie der Dichtungsabdeckung 795 angeordnet, und mehrere Befestigungsblöcke 7145 sind an der Endkappe 714 angeordnet. Das Knopfloch 7962 an den Verschlusshalteschenkeln 796 wirkt mit dem Befestigungsblock 7145 an der Endkappe 714 zusammen, um die Dichtungsabdeckung 795 und die Leiterplatte 910 an der Endkappe 714 festzulegen.
Die Drehzahl des Motors wird erfindungsgemäß durch die Motortreibervorrichtung in vier Stufen gesteuert. Die Steuerung der Drehzahl des Motors kann mit separaten elektronischen Elementen implementiert werden. Alternativ kann die Motortreibervorrichtung auch durch eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) implementiert werden, die preiswert ist. Die Motortreibervorrichtung kann je nach den konstruktiven Anforderungen an dem Gebläsegehäuse oder an dem Motor angeordnet sein. Die Motortreibervorrichtung lässt sich bequem austauschen, wenn sie an dem Gebläsegehäuse angeordnet ist. Wenn die Motortreibervorrichtung an dem Motor angeordnet ist, wird für den Motor und die Motortreibervorrichtung eine einstückige Ausbildung gewählt, und die Leiterplatte der Motortreibervorrichtung ist bogenförmig ausgebildet und an die Kammerinnenseite des Ständers angepasst, und zwar entsprechend der Größe des Motors, um die Motortreibervorrichtung an der Endkappe oder an dem Bürstenhalter einzusetzen oder zu montieren. In diesem Fall kann eine Befestigungsstelle der Motortreibervorrichtung außerhalb des Motors, zum Beispiel an dem Gebläsegehäuse im Hinblick auf das Aussehen entfallen, wodurch es einfacher ist, der Konstruktion ein besseres Aussehen zu verleihen. Der Motor ist mit der kürzesten Verbindungsleitung, die sich am wenigsten mit den anderen Leitungen stört, direkt mit der Motortreibervorrichtung verbunden, wodurch elektromagnetische Störungen und ein Wärmeerzeugungsverlust der Verbindungsleitung verringert und die Wirksamkeit und Zuverlässigkeit des Systems verbessert werden. Durch den Wegfall des Gehäuses der Treibervorrichtung werden außerdem die Kosten entsprechend gesenkt.
Der Fachmann wird erkennen, dass die Motortreibervorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bei einem Gebläse, einer Wasserpumpe und bei anderen durch einen Permanentmagnetmotor oder einen Gleichstrom-Bürstenmotor angetriebenen Anwendung zum Einsatz kommen kann.
Vorstehend wurde lediglich eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Änderungen, äquivalente Substitutionen und Modifikationen können innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden.

Claims

Motor (20, 200 oder 700), umfassend: einen Ständer (210, 710), einen Läufer (240, 740), der sich bezüglich des Ständers (210, 710) drehen kann, und eine Motortreibervorrichtung (30, 600 oder 900), wobei der Läufer (240, 740) eine Drehwelle (241), einen an der Drehwelle (241) befestigten Eisenkern (242) und eine an dem Eisenkern (242) angeordnete Wicklung (244) hat, wobei die Motortreibervorrichtung (30, 600 oder 900) zwischen die Wicklung (244) und eine Stromquelle geschaltet ist, wobei die Motortreibervorrichtung (30, 600 oder 900) eine Leiterplatte (41, 610 oder 910) umfasst, wobei eine Steuerungs-Managementeinheit (320) und ein Spannungswandler (310) auf der Leiterplatte (41, 610 oder 910) angeordnet sind, wobei die Steuerungs-Managementeinheit (320) konfiguriert ist für eine Klassifizierung von Zieldrehzahlsignalen, die von einer ECU (95) geliefert werden, in eine Mehrzahl von Drehzahlbereichen, deren jeder einem bestimmten ausgegebenen Tastverhältnis entspricht, wobei die Steuerungs-Managementeinheit (320) konfiguriert ist für den Empfang eines Zieldrehzahlsignals, das von der ECU (95) übertragen wird, in Echtzeit und für die Ausgabe eines Spannungsregelungssignals, welches ein Impulsweitenmodulationssignal mit einem Tastverhältnis ist, das einem der Drehzahlbereiche entspricht, in welchen das von der ECU (95) übertragene Zieldrehzahlsignal fällt; und wobei der Spannungswandler (310) zwischen die Stromquelle und die Wicklung (244) geschaltet ist und konfiguriert ist für die Regelung einer an die Wicklung (244) ausgegebenen Spannung in Reaktion auf das Spannungsregelungssignal mit dem bestimmten Tastverhältnis, das von der Steuerungs-Managementeinheit (320) ausgegeben wird, um eine Drehzahl des Motors (20, 200 oder 700) zu regeln.
Motor (20, 200 oder 700) nach Anspruch 1, wobei die Steuerungs-Managementeinheit (320) konfiguriert ist für die Klassifizierung der von der ECU (95) gelieferten Zieldrehzahlsignale in vier Drehzahlbereiche, nämlich in einen Stillstandbereich, einen niedrigen Drehzahlbereich, einen mittleren Drehzahlbereich und einen Volldrehzahlbereich.
Motor (20, 200 oder 700) nach Anspruch 2, wobei das Zieldrehzahlsignal in dem Stillstandbereich liegt, wenn ein Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals kleiner als ein Verhältniswert X1 ist, der weniger als 10% beträgt, wobei das Zieldrehzahlsignal in dem niedrigen Drehzahlbereich liegt, wenn das Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals größer oder gleich dem Verhältniswert X1 und kleiner als ein Verhältniswert X2 ist, der größer als der Verhältniswert X1 ist und weniger als oder gleich 50% beträgt, wobei das Zieldrehzahlsignal in dem mittleren Drehzahlbereich liegt, wenn das Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals größer oder gleich dem Verhältniswert X2 und kleiner als ein Verhältniswert X3 ist, der größer als der Verhältniswert X2 ist und weniger als oder gleich 90% beträgt, und wobei das Zieldrehzahlsignal in dem Volldrehzahlbereich liegt, wenn das Tastverhältnis des Zieldrehzahlsignals größer oder gleich dem Verhältniswert X3 ist und weniger als 100% beträgt.
Motor (20, 200 oder 700) nach Anspruch 3, wobei ein Tastverhältnis des Spannungsregelungssignals, das dem Stillstandbereich entspricht, gleich 0 ist, wobei ein Tastverhältnis des Spannungsregelungssignals, das dem niedrigen Drehzahlbereich entspricht, gleich einem Verhältniswert Y1 ist, der größer oder gleich 20% ist und kleiner oder gleich 50%, wobei ein Tastverhältnis des Spannungsregelungssignals, das dem mittleren Drehzahlbereich entspricht, gleich einem Verhältniswert Y2 ist, der größer oder gleich 50% und kleiner oder gleich 80% ist, und wobei ein Tastverhältnis des Spannungsregelungssignals, das dem Volldrehzahlbereich entspricht, gleich 100% ist.
Motor (20, 200 oder 700) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerungs-Managementeinheit (320) konfiguriert ist für die Klassifizierung des Zieldrehzahlsignals, das von der ECU (95) geliefert wird, in drei Drehzahlbereiche, nämlich in einen Stillstandbereich, einen niedrigen Drehzahlbereich und einen Volldrehzahlbereich, und wobei ein Tastverhältnis des Spannungsregelungssignals, das dem niedrigen Drehzahlbereich entspricht, von 20% bis 80% reicht.
Motor (20, 200 oder 700) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Ständer (210, 710) ein zylindrisches Gehäuse (211, 711), eine Mehrzahl von Permanentmagneten (213), die an einer Innenwand des zylindrischen Gehäuses (211, 711) angeordnet sind und eine Endkappe (214, 714) umfasst, wobei eine Öffnung in einer axialen Richtung an einem Ende des zylindrischen Gehäuses (211, 711) gebildet ist und die Endkappe (214, 714) in der axialen Richtung an der Öffnung des zylindrischen Gehäuses (211, 711) befestigt ist, wobei der Motor (20, 200 oder 700) ferner eine Bürstenanordnung (260, 760) umfasst, die an der Endkappe (214, 714) angeordnet ist, und die Bürstenanordnung (260, 760) einen Bürstenhalter (262, 762) und zwei Bürsten (264, 764) hat, die an dem Bürstenhalter (262, 762) angeordnet sind, wobei ein Kommutator (246), der mit der Wicklung (244) elektrisch verbunden ist, an dem Läufer (240, 740) angeordnet ist und die Bürsten (264, 764) sich mit dem Kommutator (246) in Gleitkontakt befinden und wobei die Leiterplatte (41, 610 oder 910) der Motortreibervorrichtung (30, 600 oder 900) an dem Bürstenhalter (262, 762) angeordnet ist.
Motor (20, 200 oder 700) nach Anspruch 6, wobei der Bürstenhalter (262, 762) ringförmig ist mit einer Durchgangsöffnung in der Mitte, wobei der Kommutator (246) an dem Läufer (240, 740) durch die Durchgangsöffnung in der Mitte des Bürstenhalters (262, 762) hindurchgeführt ist, wobei die beiden Bürsten (264, 764) in Umfangsrichtung mit einem Abstand an dem Bürstenhalter (262, 762) angeordnet sind und wobei eine Montagenut (265) in dem Bürstenhalter (262, 762) definiert ist und die Leiterplatte (41, 610 oder 910) der Motortreibervorrichtung (30, 600 oder 900) in der Montagenut (265) aufgenommen ist.
Motor (20, 200 oder 700) nach Anspruch 7, wobei eine bogenförmige Öffnung (266) für die Wärmeableitung an einer Bodenwand der Montagenut (265) vorgesehen ist und eine Wärmeableitungsöffnung (2142), die mit der bogenförmigen Öffnung (266) in Verbindung steht, in der Endkappe (214, 714) definiert ist.
Motor (20, 200 oder 700) nach Anspruch 6, wobei ein Verbinder (32, 268, 920), der konfiguriert ist für die Verbindung der Motortreibervorrichtung (30, 600 oder 900) mit der Stromquelle und der ECU 95 an einem Ende des Bürstenhalters (262, 762) integriert ist, wobei der Verbinder (32, 268, 920) eine Basis (2681) aufweist und ein Abschirmgehäuse (2682) die Basis (2681) abdeckt, wobei drei Schlitze (2683) an der Basis (2681) gebildet sind, ein Ende jedes der drei Eingangsanschlüsse (34a–34c, 2684a–2684c oder 924a-924c) in einem Ende des Schlitzes (2683) der Basis (2681) aufgenommen und mit einem Draht (38a, 38b oder 2685) verbunden ist und der Draht (38a, 38b oder 2685) sich aus einem Ende der Basis (2681) heraus erstreckt, wobei das andere Ende jedes der drei Eingangsanschlüsse (34a–34c, 2684a–2684c oder 924a–924c) sich aus dem anderen Ende der Basis (2681) heraus erstreckt und an der Leiterplatte (41, 610 oder 910) befestigt ist.
Motor (20, 200 oder 700) nach Anspruch 9, wobei die beiden Ausgangsanschlüsse (35a–35b, 925–925b) an der Leiterplatte (41, 610 oder 910) angeordnet sind und der Spannungswandler (310) konfiguriert ist für die Ausgabe einer Spannung an die Wicklung (244) durch die beiden Ausgangsanschlüsse (35a–35b, 925a–925b).
Motor (20, 200 oder 700) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Ständer (210, 710) ein zylindrisches Gehäuse (211, 711) hat, eine Öffnung in einer axialen Richtung an einem Ende des zylindrischen Gehäuses (211, 711) gebildet ist und eine Endkappe (214, 714) in der axialen Richtung an der Öffnung des zylindrischen Gehäuses (211, 711) befestigt ist, wobei ein Bürstenhalter (262, 762) in einem ersten Aufnahmeraum (7142) der Endkappe (214, 714) angeordnet ist und die Leiterplatte (41, 610 oder 910) der Motortreibervorrichtung (30, 600 oder 900) in einem zweiten Aufnahmeraum (716) der Endkappe (214, 714) angeordnet ist.
Motor (20, 200 oder 700) nach Anspruch 11, wobei der erste Aufnahmeraum (7142) an einer Innenseite der Endkappe (214, 714) liegt und der zweite Aufnahmeraum (716) an einer Außenseite der Endkappe (214, 714) liegt.
Gebläse (100), umfassend: den Motor (20, 200 oder 700) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und ein durch den Motor (20, 200 oder 700) angetriebenes Gebläserad (80).