DE102020005276A1 - Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Wasserpumpe - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Wasserpumpe zum Kühlen eines Verbrennungsmotors, wobei eine Temperatur mindestens einer elektronischen Komponente der elektrischen Wasserpumpe gemessen und bei Vorliegen einer Degradationstemperatur (TDeg) eine Leistung eines elektrischen Motors der Wasserpumpe reduziert wird, wobei über eine Betriebszeit der elektronischen Komponente die auftretenden Temperaturen klassifiziert werden und bei Temperaturen über einem Schwellwert (Tkrit) ein Timer hochgezählt wird, wobei dann, wenn der Timer mindestens eine Zeitschwelle (tB1bis tB5) einer kumulierten Betriebszeit (tB) überschritten hat, die Degradationstemperatur (TDeg) stufenweise oder kontinuierlich angepasst oder reduziert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Wasserpumpe gemäß Anspruch 1.
  • Eine elektrische Wasserpumpe reduziert ab einer kritischen Temperatur, üblicherweise gemessen an einer Motorsteuereinheit mittels eines NTC-Temperatur-Sensors, die Leistung des Elektromotors zum Schutz der Subkomponenten Motorsteuereinheit und Stator. Dieser Vorgang wird Degradation genannt und ist Stand der Technik bei elektrisch angetriebenen Komponenten.
  • Durch eine Degradation wird die hydraulische Leistung der Wasserpumpe reduziert und es kommt zu geringeren Kühlleitung des Verbrennungsmotors. Die resultierende hohe Kühlmitteltemperatur führt zum sog. „Kochschutz“ des Verbrennungsmotors. Als Folge wird die Nennleistung des Verbrennungsmotors reduziert.
  • Die JP 2008-169750 A offenbart die Bereitstellung eines Steuergeräts für eine elektrische Wasserpumpe, mit dem das Kochen von Kühlwasser angemessen vermieden und gleichzeitig ein verschwenderischer Stromverbrauch aufgrund der elektrischen Wasserpumpe verhindert werden kann. Das Steuergerät für die elektrische Wasserpumpe steuert die elektrische Wasserpumpe, die Kühlwasser in einem Verbrennungsmotor zirkuliert. Die Steuervorrichtung für die elektrische Wasserpumpe treibt die elektrische Wasserpumpe beim Starten des Verbrennungsmotors für einen vorbestimmten Zeitraum an. Wenn die Kühlwassertemperatur, die erhalten wird, wenn die elektrische Wasserpumpe auf diese Weise angetrieben wird, eine vorbestimmte Temperatur oder eine niedrigere Temperatur aufweist, wird festgelegt, dass die Stoppsteuerung zum Stoppen der elektrischen Wasserpumpe gestartet werden sollte. Folglich kann das Kochen von Kühlwasser, das nach dem Start der Stoppsteuerung auftreten kann, angemessen vermieden werden, und ein verschwenderischer Stromverbrauch durch die elektrische Wasserpumpe kann verhindert werden, da die elektrische Wasserpumpe nicht unnötig angetrieben wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Wasserpumpe anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Wasserpumpe gemäß Anspruch 1.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Wasserpumpe zum Kühlen eines Verbrennungsmotors wird eine Temperatur mindestens einer elektronischen Komponente der elektrischen Wasserpumpe gemessen und bei Vorliegen einer Degradationstemperatur eine Leistung eines elektrischen Motors der Wasserpumpe reduziert. Erfindungsgemäß werden über eine Betriebszeit der elektronischen Komponente die auftretenden Temperaturen klassifiziert und bei Temperaturen über einem Schwellwert wird ein Timer hochgezählt, wobei dann, wenn der Timer mindestens eine Zeitschwelle einer kumulierten Betriebszeit überschritten hat, die Degradationstemperatur stufenweise oder kontinuierlich angepasst oder reduziert wird.
  • Die Degradationsfunktion von elektrischen Komponenten ist bekannt. Die Auslöse-Temperatur wird bei bekannten Lösungen im Rahmen der Entwicklung ermittelt und in einer Software festgeschrieben. Die Auslöse-Temperatur wird dabei in der Regel so gewählt, dass Dauergrenztemperaturen am Stator und/oder an der Motorsteuereinheit nicht erreicht werden.
  • Software mit festem Wert führt entweder zu einer verfrühten Degradation und damit zum frühen Einsatz des Kochschutzes (niedrige Degradationslimits) oder zum Einsatz von kostenintensiven elektronischen Subkomponenten, um die maximale Temperatur dauerhaltbar zu ertragen (hohe Degradationslimits).
  • Durch die erfindungsgemäße Idee eines variablen Degradationslimits ist es möglich die elektrischen Subkomponenten zu schützen, jedoch nicht früher als nötig in den Kochschutz des Verbrennungsmotors zu fahren. Die auslösende Degradationstemperatur wird über eine Softwarefunktion dynamisch, beispielsweise über eine Betriebszeit, angepasst.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigt die:
    • 1 ein schematisches Diagramm mit einer Degradationskurve einer elektrischen Komponente.
  • 1 ist ein schematisches Diagramm mit einer Degradationskurve einer elektrischen Komponente, wobei eine Degradationstemperatur TDeg über einer kumulierten Betriebszeit tB dargestellt sind, während der die Temperatur der elektrischen Komponente oberhalb einer kritischen Temperatur Tknt liegt.
  • Durch den Einsatz einer variablen Degradationsschwelle ist es möglich, eine kostengünstigere Klasse elektronischer Komponenten zu verwenden und im Falle eines Hochlast-Betriebs der elektronischen Komponenten die Degradationstemperatur TDeg sukzessive zu reduzieren. Damit steigt bei langanhaltendem Hochlast-Betrieb die Wahrscheinlichkeit des Eintretens des Kochschutzes des Verbrennungsmotors, allerdings wird die Temperaturbelastung der elektronischen Komponenten zugunsten der Dauerhaltbarkeit gesenkt.
  • Die Funktion klassifiziert über die Betriebszeit der elektronischen Komponente die auftretenden Temperaturen und zählt bei Temperaturen über einem Schwellwert Tkrit einen Timer hoch. Hat der Timer eine definierte Zeitschwelle der kumulierten Betriebszeit tB überschritten, so wird die Degradationstemperatur TDeg stufenweise oder kontinuierlich angepasst oder reduziert. Beispielsweise wird zunächst mit einem Startwert TDeg0 der Degradationstemperatur TDeg begonnen. Bei Erreichen einer ersten Zeitschwelle tB1 wird die Degradationstemperatur TDeg auf einen weiteren Wert TDeg1 abgesenkt, bei Erreichen einer zweiten Zeitschwelle tB2 auf einen weiteren Wert TDeg2 etc. bis zu einem weiteren Wert TDeg5 bei Erreichen einer fünften Zeitschwelle tB5.
  • Über die Betriebszeit wird die maximale Betriebstemperatur der elektrischen Komponente so reduziert um die Bauteile zu schonen. Der Kochschutz des Verbrennungsmotors setzt mit Hilfe der Funktion nur bei extremer Belastung und schleichend ein und wird so für den Kunden weniger wahrnehmbar.
  • Die Erfindung erlaubt die Verwendung von elektrischen Komponenten mit kostengünstigerer Güteklasse und erzielt somit eine Kostenreduktion. Der Einsatz des Kochschutzes wird schonend über die Betriebszeit angepasst und der Beginn der Degradation wird im Laufe des Betriebes zugunsten der Dauerhaltbarkeit verschoben. Dies ist durch den Fahrer oder Kunden kaum wahrnehmbar.
  • Das Verfahren kann zum Betrieb einer elektrischen Wasserpumpe zum Kühlen eines Verbrennungsmotors, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, eingesetzt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • tB
    kumulierte Betriebszeit
    tB1 bis tB5
    Zeitschwelle
    TDeg
    Degradationstemperatur
    TDeg0
    Startwert
    TDeg1 bis TDeg5
    weiterer Wert
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2008169750 A [0004]

Claims (2)

  1. Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Wasserpumpe zum Kühlen eines Verbrennungsmotors, wobei eine Temperatur mindestens einer elektronischen Komponente der elektrischen Wasserpumpe gemessen und bei Vorliegen einer Degradationstemperatur (TDeg) eine Leistung eines elektrischen Motors der Wasserpumpe reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Betriebszeit der elektronischen Komponente die auftretenden Temperaturen klassifiziert werden und bei Temperaturen über einem Schwellwert (Tkrit) ein Timer hochgezählt wird, wobei dann, wenn der Timer mindestens eine Zeitschwelle (tB, bis tB5) einer kumulierten Betriebszeit (tB) überschritten hat, die Degradationstemperatur (TDeg) stufenweise oder kontinuierlich angepasst oder reduziert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, angewandt in einem Kraftfahrzeug.
DE102020005276.2A 2020-08-28 2020-08-28 Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Wasserpumpe Withdrawn DE102020005276A1 (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008169750A (ja) 2007-01-11 2008-07-24 Toyota Motor Corp 電動ウォーターポンプの制御装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008169750A (ja) 2007-01-11 2008-07-24 Toyota Motor Corp 電動ウォーターポンプの制御装置

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