DE10336377A1

DE10336377A1 - Integriertes Modul zur Ansteuerung eines Gebläsemotors

Info

Publication number: DE10336377A1
Application number: DE2003136377
Authority: DE
Inventors: Richard Vogt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2003-08-06
Publication date: 2005-03-03
Also published as: WO2005014986A1

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Modul zur Ansteuerung eines Gebläsemotors, vorzugsweise eines Gebläsemotors in einem Kraftfahrzeug. In dem Modul ist zumindest ein Bauelement zur Reduzierung der Ansteuerleistung des Gebläsemotors und zumindest ein Schaltmittel zum Schalten des zumindest einen Bauelements integriert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Modul zur Ansteuerung eines Gebläsemotors, vorzugsweise eines Gebläsemotors in einem Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Regelung eines Luftstroms in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.

Aus der DE 198 00 895 A1 ist bekannt, ein Gebläsesteuergerät, mit dem der Gebläsemotor eines Motorkühlgebläses in modernen Kraftfahrzeugen geregelt wird, in die Zarge bzw. den Rahmen oder das Gehäuse des Kühlgebläses zu integrieren. Auf diese Weise ist es möglich, Störungen durch elektromagnetische Wellen, die auf längere Verkabelungen zwischen dem Gebläsemotor und dem Gebläsesteuergerät einwirken können, zu vermeiden und Kosten, die durch diese längeren Verkabelungen entstehen, zu reduzieren. Das Gebläsesteuergerät weist zudem eine Schnittstelle auf, die zur Kommunikation mit einem fahrzeugseitigen Motorsteuergerät dient. Auf diese Weise können Regelgrößen wie z.B. die Temperatur der Brennkraftmaschine, der Stillstand des Kraftfahrzeugs oder die Drehzahl der Brennkraftmaschine in den Regelvorgang des Kühlgebläses mit einbezogen werden. Darüber hinaus ist in das Gebläsesteuergerät eine Diagnosefunktion integriert, mit der Defekte am Gebläsemotor erkannt werden können.

Eine alternative Ausgestaltung der Motorkühlgebläse-Ansteuerung ist aus der DE 196 48 710 C1 bekannt. Hier erfolgt die Steuerung der Gebläsemotor-Drehzahl über Vorwiderstände, die mit Hilfe von Relais schaltbar sind. Zur Platz- und Kostenersparnis werden die Vorwiderstände in ein Steckergehäuse integriert, das eine Schnittstelle zu einem fahrzeugseitigen Motorsteuergerät aufweist und zu einer Gebläsemodul mit dem Gebläsemotor verbindbar ist. Die Relais zur Beschaltung der Vorwiderstände sind dabei jedoch fahrzeugseitig montiert und demzufolge nicht integraler Bestandteil des Gebläsemoduls, so dass eine Kompatibilität mit der aus der DE 198 00 895 A1 bekannten Ansteuerung mittels des Gebläsesteuergeräts nicht gegeben ist.

Vorteile der Erfindung

Das geschilderte Problem wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung nach Anspruch 9 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

In vorteilhafter Weise sieht die Erfindung ein Modul für die Ansteuerung eines Gebläsemotors vor, der vorzugsweise in einem Motorkühlgebläse eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommt, wobei in dem Modul zumindest ein Bauelement zur Reduzierung der Ansteuerleistung des Gebläsemotors und zumindest ein Schaltmittel zum Schalten des zumindest einen Bauelements integriert sind. Auf diese Weise ist es möglich, ein Motorsteuergerät zur Steuerung des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs vollkommen unabhängig von dem eingesetzten Motorkühlgebläse und dessen Ansteuerung einzusetzen. Damit wird die oftmals teure Variantenvielfalt bei den in der Regel sehr komplex aufgebauten Motorsteuergeräten reduziert und die Applizierbarkeit verbessert. Zudem bietet das erfindungsgemäße Modul den Vorteil, dass es aufgrund der eingesetzten, leistungsmindernden Bauelemente, die vorzugsweise als ohmsche Widerstände ausgelegt sind, gegenüber einem Gebläsesteuergerät einen deutlichen Kostenvorteil aufweist.

In einer weiteren Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, in das Modul eine Treiberschaltung zur Ansteuerung des zumindest einen Schaltmittels zu integrieren. Diese Maßnahme dient zur Erhöhung der bereits beschriebenen Kompatibilität, da die Treiberschaltung in vorteilhafter Weise über eine Schnittstelle, die beispielsweise als eine uni- oder bidirektionale Kleinsignalschnittstelle ausgelegt sein kann, mit einem sich außerhalb der Moduls befindenden Steuergerät, vorzugsweise mit dem bereits erwähnten Motorsteuergerät, ansteuerbar ist.

Um eine gesteigerte Anpassung an die Funktionalität des Gebläsesteuergeräts zu erreichen, enthält die Treiberschaltung weiterhin Mittel zur Diagnose des Gebläsemotors, die beispielsweise auf einer Strom-, Spannungs- und/oder Drehzahlmessung des Gebläsemotors basieren. Aus diesen Messwerten können Hinweise auf kritische Zustände des Gebläsemotors abgeleitet und über die Schnittstelle an das Motorsteuergerät gemeldet werden.

Zudem ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass die in das Modul integrierte Treiberschaltung bei diagnostizierten Fehlern den Gebläsemotor selbständig deaktiviert. Auf diese Weise ist ein vom Motorsteuergerät unabhängiger und damit gesteigerter Schutz des Gebläsemotors zum Beispiel vor einer Überbelastung gewährleistet.

Schließlich sieht die Erfindung eine Vorrichtung zur Regelung des Luftstroms in einem Kraftfahrzeug mit einem Gebläsemotor und mit dem beschriebenen Modul zur Ansteuerung des Gebläsemotors vor, wobei der Gebläsemotor und das Modul eine Baueinheit bilden und über eine in dem Modul integrierte Schnittstelle Daten mit einem Motorsteuergerät des Kraftfahrzeugs uni- oder bidirektional austauschbar sind.

Zeichnung

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnung durch mehrere in den Figuren gezeigte Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen in den Figuren auf gleiche Bestandteile mit einer gleichen Funktionsweise hindeuten. Es zeigen:

1: ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Regelung eines Gebläsemotors mit Hilfe eines Gebläsesteuergeräts nach dem Stand der Technik,

2: ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Steuerung eines Gebläsemotors mit Hilfe von Vorwiderständen und Relais nach dem Stand der Technik,

3: ein Blockschaltbild einer möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Regelung eines Gebläsemotors.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 ist das Blockschaltbild einer Vorrichtung 10 zur Regelung eines Gebläsemotors 12 mit Hilfe eines Gebläsesteuergeräts 14 nach dem Stand der Technik dargestellt. Das Gebläsesteuergerät 14 sowie der Gebläsemotor 12 werden über eine nicht dargestellte Batterie eines Kraftfahrzeugs mit einem Bezugspotential 16 und einem Versorgungspotential 18 mit Energie versorgt. Zudem tauscht das Gebläsesteuergerät 14 über eine Schnittstelle 20 mit einem Motorsteuergerät 22 eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs Daten in uni- oder bidirektionale Weise aus. Dazu verfügt das Gebläsesteuergerät 14 über Mittel zur Diagnose 24, mit denen erkannte Fehler, die zum Beispiel auf gemessenen Strom-, Spannungs- und/oder Drehzahlwerten des Gebläsemotors 12 basieren, an das Motorsteuergerät 22 gemeldet werden können.
2 zeigt das Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Steuerung des Gebläsemotors 12 mit Hilfe eines Vorwiderstands 26 und zweier Relais 28 und 30 gemäß des Standes der Technik, wobei der Gebläsemotor 12 durch eine nicht gezeigte Batterie des Kraftfahrzeugs mit dem Bezugspotential 16 und dem Versorgungspotential 18 mit Energie versorgt wird. Die Ansteuerung der beiden Relais 28 und 30 erfolgt über die den jeweiligen Relais zugeordneten Leitungen 32 und 34 direkt durch das Motorsteuergerät 22 derart, dass zum Beispiel für einen Betrieb des Gebläsemotors 12 mit voller Leistung beide Relais 28 und 30 geschlossen sind, für einen Betrieb des Gebläsemotors mit verminderter Leistung das Relais 28 geschlossen und das Relais 30 geöffnet ist, so dass vom Vorwiderstand 26 ein gewisser Anteil der Versorgungsenergie aufgefangen und dem Gebläsemotor 12 entzogen wird sowie schließlich für einen Stillstand des Gebläsemotors beide Relais 28 und 30 geöffnet sind. Auf diese Weise ist in einfacher und kostengünstiger Weise ein dreistufiger Betrieb des Gebläsemotors 12 möglich.
Ein Problem der beiden beschriebenen Ansteuervarianten ist ihre Inkompatibilität untereinander in Verbindung mit dem Motorsteuergerät 22, so dass hier oftmals die Variantenvielfalt bei den in der Regel sehr komplex aufgebauten Motorsteuergeräten zu hohen Kosten führt. In 3 ist daher das Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mo duls 36 zur Ansteuerung des Gebläsemotors 12 dargestellt. In dem Modul 36 sind der Vorwiderstand 26, die Relais 28 und 30 sowie eine Treiberschaltung 38 integriert. Statt des Vorwiderstands 26 kann auch jedes andere leistungsmindernde Bauelement verwendet werden. Gleiches gilt im Übrigen für die Relais 28 und 30, die durch entsprechende Schaltmittel, wie beispielsweise Thyristoren, Transistoren, MOSFET oder dergleichen ersetzbar sind. Die Versorgung des Moduls 36 und des Gebläsemotors 12 erfolgt über eine nicht dargestellte Batterie des Kraftfahrzeugs mit dem Bezugspotential 16 und dem Versorgungspotential 18. Die Ansteuerung des Gebläsemotors 12 mittels der beiden Relais 28 und 30 und des Vorwiderstands 26 entspricht der in 2 beschriebenen Vorgehensweise. Wiederum sind auch hier drei verschiedene Betriebszustände des Gebläsemotors möglich. Da jedoch die Anzahl der leistungsmindernden Bauelemente und die der Schaltmittel nicht auf die in 3 gezeigte Anzahl beschränkt ist, können mit dem Modul 36 auch weitaus mehr Betriebszustände des Gebläsemotors realisiert werden. Wesentlich für die Funktionsweise des Moduls 36 ist die Treiberschaltung 38. Mit ihr werden zum Einen die Relais 28 und 30 zur Umsetzung des jeweils geforderten Betriebszustands gesteuert. Zum Anderen verfügt die Treiberschaltung 38 aber auch noch über Mittel zur Diagnose 24 auf Basis gemessener Strom-, Spannungs- und/oder Drehzahlwerte des Gebläsemotors 12, die über die Diagnoseleitungen 40 vom Gebläsemotor 12 an die Treiberschaltung 38 übertragen werden. Diese Rückführung ermöglicht eine Regelung des Gebläsemotors 12, da die Relais 28 und 30 nun in Abhängigkeit der gemessenen Rückführgrößen geschaltet werden können. Durch die Treiberschaltung 38 erkannte Fehler des Gebläsemotors 12 können dann über eine uni- oder bidirektional arbeitende Kleinsignalschnittstelle 20 an das Motorsteuergerät 22 weitergeleitet werden. Alternativ können auch andere Schnittstellen verwendet werden, die denen des in 1 gezeigten und zum Stand der Technik gehörenden Gebläsesteuergeräts 14 entsprechen. Ein von der Treiberschaltung 38 erkannter Fehler kann jedoch auch dazu benutz werden, dass die Treiberschaltung 38 den Gebläsemotor 12 selbständig deaktiviert, um so einer möglichen Zerstörung des Gebläsemotors 12 frühzeitig vorzubeugen. Schließlich ist es vorgesehen, das Modul 36 zusammen mit dem Gebläsemotor 12 in einer Baueinheit 42, beispielsweise die Zarge bzw. der Rahmen oder das Gehäuse des Kühlgebläses, zu integrieren, so dass die gesamte Baueinheit 42 über die in dem Modul 36 integrierte Schnittstelle 20 der Treiberschaltung 38 mit dem Motorsteuergerät 22 uni- oder bidirektional Daten austauschen kann. Ebenso können natürlich auch andere, fahrzeugseitige Steuergeräte über die Schnittstelle 20 angesprochen werden.

Claims

Modul (36) zur Ansteuerung eines Gebläsemotors (12), vorzugsweise eines Gebläsemotors in einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Modul (36) zumindest ein Bauelement (26) zur Reduzierung der Ansteuerleistung des Gebläsemotors (12) und zumindest ein Schaltmittel (28, 30) zum Schalten des zumindest einen Bauelements (26) integriert sind.
Modul (36) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Treiberschaltung (38) zur Ansteuerung des zumindest einen Schaltmittels (28, 30) in das Modul (36) integriert ist.
Modul (36) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung (38) über eine Schnittstelle (20) mit einem sich außerhalb des Moduls (36) befindenden Steuergerät (22), vorzugsweise mit einem Motorsteuergerät eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, ansteuerbar ist.
Modul (36) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Schnittstelle (20) um eine uni- oder bidirektional arbeitende Kleinsignalschnittstelle handelt.
Modul (36) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung (38) Mittel zur Diagnose (24) des Gebläsemotors (12) beinhaltet.
Modul (36) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Diagnose (24) auf Strom-, Spannungs- und/oder Drehzahlmessungen des Gebläsemotors (12) basieren.
Modul (36) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung (38) aufgrund der Strom-, Spannungs- und/oder Drehzahlmessungen erkannte Fehler des Gebläsemotors (12) über die Schnittstelle (20) an das Steuergerät (22) meldet.
Modul (36) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung (38) bei diagnostizierten Fehlern den Gebläsemotor (12) selbständig deaktiviert.
Vorrichtung zur Regelung eines Luftstroms in einem Kraftfahrzeug mit einem Gebläsemotor (12) und einem Modul (36) zur Ansteuerung des Gebläsemotors (12), dadurch gekennzeichnet, dass der Gebläsemotor (12) und das Modul (36) eine Baueinheit (42) bilden und dass über eine in dem Modul (36) integrierte Schnittstelle (20) einer Treiberschaltung (38) Daten mit einem Steuergerät (22), vorzugsweise mit einem Motorsteuergerät eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs, uni- oder bidirektional austauschbar sind.