DE19913818B4

DE19913818B4 - Fahrzeugheizung und Vorrichtung

Info

Publication number: DE19913818B4
Application number: DE1999113818
Authority: DE
Inventors: Andreas Alber; Jürgen EPPLE
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2010-12-02
Anticipated expiration: 2019-03-27
Also published as: DE19913818A1

Abstract

Fahrzeugmotorunabhängige Fahrzeugheizung mit einem Elektromotor (1), der ein Gebläserad (3) eines Heizungsgebläses (2) drehend antreibt, und mit einem Steuergerät (9) zur Betätigung der Fahrzeugheizung,
– wobei das Steuergerät (9) mit der Drehrichtung des Elektromotors (1) korrelierte Signale überwacht und die Fahrzeugheizung abschaltet, wenn der Elektromotor (1) die falsche Drehrichtung aufweist,
– wobei an dem vom Elektromotor (1) drehend angetriebenen Gebläserad (3) oder an einem Läufer des Elektromotors (1) erste Signalmittel angeordnet sind, die bei einer Umdrehung des Bauteiles (3) mit bezüglich des drehenden Gebläserads (3) stehend angeordneten zweiten Signalmitteln zusammenwirken,
– wobei die ersten oder die zweiten Signalmittel aus wenigstens drei Signalgebern (6) bestehen, die in Drehrichtung mit jeweils einem anderen Abstand (b₁, b₂, b₃) aufeinander folgen,
– wobei die Signalmittel bei Drehungen des Gebläserads (3) eine Abfolge elektrischer Signale erzeugen, und
– wobei das Steuergerät (9) zur Bestimmung der Drehrichtung des Elektromotors (1) die...

Description

Die Erfindung betrifft eine von einem Fahrzeugmotor unabhängige Fahrzeugheizung. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung, insbesondere eine fahrzeugmotorunabhängige Fahrzeugheizung, mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 4.
Aus der DE 36 09 793 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, die einen Elektromotor aufweist, der ein Bauteil der Vorrichtung, z. B. eine Welle, drehend antreibt, wobei ein Steuergerät vorgesehen ist, das zur Betätigung der Vorrichtung dient und mit der Drehrichtung des Elektromotors korrelierte Signale überwacht und die Vorrichtung abschaltet, wenn der Elektromotor die falsche Drehrichtung aufweist.
Aus der DE 40 38 284 A1 ist eine Vorrichtung zur Ermittlung der Drehrichtung eines Elektromotors bekannt, die mit vom Elektromotor drehend angetriebenen Signalgebern arbeitet, die in Drehrichtung mit unterschiedlichen Abständen aufeinander folgen. Hierdurch lassen sich drehrichtungscodierte Impulsfolgen erzeugen, die mit Hilfe eines Rechners zur Bestimmung der Drehrichtung des Elektromotors überwacht werden können.
Aus der DE 2 639 730 A1 ist es bekannt, einen Axialventilator sowohl für eine Belüftung als auch für eine Entlüftung zu verwenden, in dem seine Drehrichtung umgekehrt wird. Zur Vermeidung eines Leistungsabfalls durch die Drehrichtungsumkehr ist der Axialventilator mit einer Verstelleinrichtung für die Leitschaufeln ausgestattet.
Aus der DE 41 35 873 C2 ist eine Vorrichtung zur Erfassung der Drehrichtung eines Elektromotors bekannt, die zur Ermittlung der Drehrichtung den Stromverlauf am Elektromotor überwacht, der hierzu so ausgestaltet ist, dass er abhängig von der Drehrichtung unterschiedliche Stromverläufe aufweist.
Beispielsweise weist eine als Heizgerät ausgebildete Vorrichtung dieser Art üblicherweise einen Elektromotor auf, der ein Gebläse des Heizgerätes bzw. ein Gebläserad antreibt, um erwärmte Luft in einen zu erwärmenden Raum einzublasen. Außerdem weist ein solches Heizgerät üblicherweise ein Steuergerät auf, das zur Betätigung des Heizgerätes bzw. von Bestandteilen des Heizgerätes dient. Beispielsweise kann mit dem Steuergerät zum Starten bzw. Zünden des Heizgerätes ein vorbestimmter Startablauf durchgeführt werden, wozu das Steuergerät insbesondere den Elektromotor bzw. die Gebläseleistung steuert.
Je nach Art der Vorrichtung kann es sehr wichtig sein, dass das drehend angetriebene Bauteil die richtige Drehrichtung aufweist. Z. B. ist es für einen ordnungsgemäßen Betrieb des vorgenannten Heizgerätes und für dessen Lebensdauer von entscheidender Bedeutung, dass das Gebläse während des Betriebes die zur Verbrennung benötigte Luft in die richtige Richtung fördert. Bei einer falschen Strömungsrichtung könnte eine Flamme im Heizgerät in die falsche Richtung brennen, wodurch die Gefahr besteht, das Heizgerät zu beschädigen oder zu zerstören.
Zu einer Umkehr der Drehrichtung des Elektromotors und damit der Strömungs- bzw. Förderrichtung des Gebläses kann es bei unsachge mäßer Montage des Heizgerätes bzw. einzelner Komponenten des Heizgerätes kommen, insbesondere dann, wenn dies im Rahmen von Reparatur-, Inspektions- und Wartungsarbeiten erfolgt.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, eine Vorrichtung, insbesondere ein Heizgerät, der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten, dass eine falsche Drehrichtung des drehend angetriebenen Bauteiles, insbesondere dass eine Beschädigung des Heizgerätes aufgrund einer falschen Förderrichtung des vom Elektromotor angetriebenen Gebläses, vermieden werden kann.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine motorunabhängige Fahrzeugheizung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 7 gelöst sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 4.
Die Erfindung beruht bei allen Varianten, insbesondere bei einer Anwendung bei einem Heizgerät, auf dem allgemeinen Gedanken, mit der Drehrichtung des Elektromotors korrelierte Signalwerte zur Überwachung der Drehrichtung des Bauteiles bzw. der Förderrichtung des Gebläses heranzuziehen. Die Erfindung nutzt dabei die Antriebsverbindung zwischen Elektromotor und Bauteil bzw. Gebläse für eine eindeutige Zuordnung zwischen Motordrehrichtung und Bauteildrehrichtung bzw. Gebläseförderrichtung. Dabei kann das Steuergerät auf bereits in der Vorrichtung, z. B. im Heizgerät, vorhandene geeignete Signale oder Signalwerte zugreifen oder mittels einer geeigneten Sensorik dementsprechende Signale oder Signalwerte erzeugen. Wenn das Steuergerät dann eine falsche Drehrichtung für den Elektromotor und somit eine falsche Bauteildrehrich tung bzw. Förderrichtung des Gebläses feststellt, stellt das Steuergerät die Vorrichtung, z. B. das Heizgerät, ab, so dass eine Beschädigung der Vorrichtung vermieden werden kann. Es ist klar, dass entsprechende Alarmgeber an der Vorrichtung dann dem jeweiligen Verwender das Vorliegen einer Fehlfunktion bzw. konkret das Vorliegen einer falschen Drehrichtung des Elektromotors anzeigen.
Entsprechend der Variante gemäß Anspruch 1 können an einem Läufer des Elektromotors oder an dem vom Elektromotor drehend angetriebenen Bauteil, z. B. an einem Gebläserad, erste Signalmittel anordnet, insbesondere integriert, sein, die bei einer Umdrehung des Bauteiles mit bezüglich des drehenden Bauteils stehend angeordneten zweiten Signalmitteln zusammenwirken, wobei die einen Signalmittel aus wenigstens drei Signalgebern bestehen, die in Drehrichtung mit jeweils einem anderen Abstand aufeinander folgen, wobei die Signalmittel bei Drehungen des Bauteiles eine Abfolge von elektrischen Signalen erzeugen und wobei das Steuergerät zur Bestimmung der Drehrichtung des Elektromotors die Abfolge, d. h. die Reihenfolge der Abstände, der aufeinander folgenden Signale überwacht. Diese Ausführungsform beruht auf der Erkenntnis, dass bei einer Signalabfolge, die aus drei unterschiedlich beabstandeten Signalen aufgebaut ist, die Reihenfolge, wie die unterschiedlichen Signalabstände aufeinander folgen, von der Drehrichtung des Elektromotors abhängt. Wenn beispielsweise ein kurzer, ein mittlerer und ein langer Abstand in der einen Drehrichtung mit kurz-mittel-lang aufeinander folgen, ergibt sich in der anderen Drehrichtung zwangsläufig die Abfolge lang-mittel-kurz, so dass das Steuergerät aufgrund der Signalabfolge die jeweilige Drehrichtung identifizieren kann.
Bei der Variante gemäß Anspruch 4 kann das Steuergerät Signalwerte überwachen, die mit einem am Elektromotor anliegenden Lastmoment, die insbesondere – wenn der Elektromotor als getakteter Gleichstrommotor ausgebildet ist – mit einem Verhältnis von Einschaltzeit zu Taktdauer des Elektromotors, d. h. mit dem Tastgrad des Elektromotors, korrelieren. Das Steuergerät kann dann das vorliegende Lastmoment bzw. den vorliegenden Tastgrad mit einem gespeicherten Referenzwert vergleichen, der für den gewünschten Betriebszustand, z. B. Schaltstufe, Drehzahl, des Elektromotors der richtigen Drehrichtung zugeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform kann das Steuergerät auf bereits in der Vorrichtung, z. B. Heizgerät, vorhandene Signalwerte, nämlich insbesondere auf den aktuellen Tastgrad des Elektromotors, zugreifen, so dass zur Realisierung der Drehrichtungserkennung keine aufwendigen baulichen Maßnahmen erforderlich sind. Insbesondere wenn die Vorrichtung als Heizgerät ausgebildet ist, kann das vom Elektromotor zu erbringende Lastmoment von der Drehrichtung des vom Elektromotor betätigten Heizluft-Gebläserades abhängen, z. B. wenn in der vorgesehenen, richtigen Förderrichtung des Gebläses ein anderer Förderwiderstand herrscht als in entgegen gesetzter Strömungsrichtung und/oder wenn das Gebläserad als Radial- oder Diagonalgebläserad ausgebildet ist. Dies gilt umso mehr, wenn es sich beim Gebläserad um ein aerodynamisch profiliertes Gebläserad handelt, das in der richtigen Drehrichtung eine erheblich größere Förderleistung erbringen kann als in der Gegenrichtung. Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, dass der Tastgrad des Elektromotors sich proportional zu dem am Elektromotor angreifenden Lastmoment verhält. D. h., je größer der Tastgrad, also je größer das Verhältnis von Einschaltzeit zu Taktdauer, desto größer ist das vom Elektromotor abgegebene bzw. das daran angreifende Lastmoment. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Elektromotor drehzahlgesteuert ist und bei einem der Drehung entgegenwirkenden Widerstand bzw. Lastmoment eine höhere Leistung bzw. einen höheren Tastgrad erfordert, um die gewünschte Drehzahl zu halten bzw. einzustellen. Dementsprechend liegt bei richtiger Drehrichtung ein größeres Lastmoment und somit ein höherer Tastgrad vor als bei falscher Drehrichtung.
Bei der Variante gemäß Anspruch 7 kann der Elektromotor, insbesondere ein Kollektor des Elektromotors, so aufgebaut sein, dass sich während mindestens einer Umdrehung in der einen Drehrichtung ein anderer zeitlicher Stromverlauf am Elektromotor einstellt als während mindestens einer Umdrehung in der anderen Drehrichtung, wobei das Steuergerät mit diesem Stromverlauf korrelierte Signalwerte überwacht. Bei einer derartigen Ausführungsform nutzt die Erfindung die Abhängigkeit des zeitlichen Stromverlaufes am Elektromotor während einer Umdrehung von der Drehrichtung des Elektromotors. Diese Abhängigkeit kann beispielsweise durch konstruktive Maßnahmen am Motoraufbau hervorgerufen werden. Während bei einem herkömmlichen Elektromotor der Kollektor eine symmetrische Kollektorteilung zur Ausbildung von entlang des Kollektorumfanges symmetrisch angeordneten Schleifkontakten aufweist, kann diese Kollektorteilung beispielsweise unsymmetrisch aufgebaut werden, um so unterschiedliche Abstände zwischen einzelnen Schleifkontakten oder unterschiedlich große Schleifkontakte auszubilden. Durch diese Maßnahmen kann der zeitliche Stromverlauf an Anschlüssen des Elektromotors so beeinflusst werden, dass unterschiedliche Drehrichtungen des Elektromotors erkennbar unterschiedliche Stromverläufe zur Folge haben, anhand derer das Steuergerät die vorliegende Drehrichtung des Elektromotors identifizieren kann.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Heizgerätes ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen, jeweils schematisch,
1 eine Prinzipskizze eines drehend betätigten Bauteiles bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
2 Prinzipschaubilder von durch die Ausführungsform gemäß 1 generierbaren Signalfolgen bei unterschiedlichen Drehrichtungen des drehend betätigten Bauteiles gemäß 1,
3 Prinzipschaubilder zur Erläuterung des Tastgrades bei einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei unterschiedlichen Drehrichtungen,
4 eine Prinzipdarstellung eines Kollektoraufbaus bei einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
5 ein Prinzipschaubild für den Verlauf des Stromes an einem Elektromotor bei der Ausführungsform gemäß 4.
Entsprechend 1 weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die beispielsweise ein Heizgerät, insbesondere eine vom Fahrzeugmotor unabhängige Standheizung eines Fahrzeuges sein kann, einen Elektromotor 1 auf, der zum Antrieb eines nur symbolisch dargestellten Gebläses 2 dient. Vom Gebläse 2 ist lediglich ein durch einen Kreis symbolisiertes Gebläserad 3 dargestellt. Die Antriebsverbindung zwischen dem Elektromotor 1 und dem Gebläserad 3 ist durch einen gepunkteten Doppelpfeil 4 symbolisiert. Es ist klar, daß anstelle des beispielhaft genannten Gebläserades 3 auch ein anderes drehendes Bauteil, insbesondere auch ein Motorbestandteil, zur Realisierung der Erfindung herangezogen werden kann.
Das Gebläserad 3 wird durch den Elektromotor 1 bezüglich einer senkrecht auf der Zeichnungsebene stehenden Drehachse 5 drehend angetrieben. Am Gebläserad 3 sind drei Signalgeber 6 angebracht, die bezüglich einer Drehbewegung des Gebläserades 3 mit unterschiedlichen Abständen b₁, b₂, b₃ aufeinander folgen, die jeweils mit Doppelpfeilen symbolisiert sind. Im vorliegenden Beispiel sind die Signalgeber 6 bezüglich der Drehachse 5 auf dem selben Radius, nämlich am Außenumfang des Gebläserades 3 angeordnet.
Im Verlaufe einer Drehbewegung des Gebläserades 3 kommt jeder der Signalgeber 6 in die Nähe eines Signalbauteiles 7, das bezüglich des drehenden Gebläserades 3 stehend montiert ist; beispielsweise ist das Signalbauteil 7 an einem Gehäuse des Gebläses 2 befestigt. Im vorliegenden Beispiel ist das Signalbauteil als Sensor 7 ausgebildet, der ein Passieren eines der Signalgeber 6 detektiert und ein entsprechendes Signal über eine Signalleitung 8 an ein Steuergerät 9 des Heizgerätes weiterleitet.
Bei einer anderen Ausführungsform sind die drei Signalgeber 6 am Gebläserad 3 als Sensoren ausgebildet, die ein Passieren des Signalbauteiles 7 detektieren und auf geeignete Weise ein entsprechendes Signal an das Steuergerät 9 weiterleiten. Ebenso ist es möglich, daß am Gebläserad 3 lediglich ein Signalgeber 6 (oder ein Signalbauteil 7) angebracht ist, während entlang des Umfanges des Gebläserades 3 drei Signalbauteile 7 (oder drei Signalgeber 6) angeordnet sind. Auch hier können entweder die Signalgeber 6 oder die Signalbauteile 7 als Sensoren ausgebildet sein, die jeweils die Nähe des jeweils anderen Elementes (Signalbauteil 7 oder Signalgeber 6) sensieren.
Wenn der Elektromotor 1 das Gebläserad 3 in einem ersten Fall I in der mit einem Pfeil gekennzeichneten Drehrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn antreibt, passiert zunächst der in 1 obere Signalgeber 6 den Sensor 7, wodurch dieser ein entsprechendes Signal generiert, dem Steuergerät 9 zuleitet, das dieses erfaßt. In 2 ist dieses Signal bzw. dieser Signalwert durch eine vertikale Linie im oberen, ebenfalls mit I gekennzeichneten Diagramm symbolisch dargestellt. Nach einer Drehbewegung um den Abstand b₁ bzw. nach einer damit korrelierenden Zeitspanne passiert der nachfolgende Signalgeber 6 den Sensor 7, wodurch ein nächstes Signal bzw. ein nächster Impuls erzeugt wird. Nach dem Abstand b₂ bzw. einer damit korrelierten Zeitspanne folgt ein dritter Impuls und nach dem Abstand b₃ bzw. nach einer damit korrelierten Zeitspanne folgt darauf bereits wieder der erste Signalgeber 6 und die so gebildete Impulsfolge i_I wiederholt sich. Diese Impulsfolge i_I mit wie folgt aufeinander abfolgenden Impulsabständen b₁-b₂-b₃ (die Impulsfolge i_I beginnt z. B. am Übergang zwischen dem längsten b₃ und dem kürzesten Signalabstand b₁ ist dabei charakteristisch für die erste Drehrichtung I des Elektromotors 1, die das Gebläserad 3 entgegen dem Uhrzeigersinn antreibt.
Wenn sich im Unterschied dazu der Elektromotor 1 so dreht, daß sich das Gebläserad 3 in der mit einem Pfeil II gekennzeichneten Drehrichtung, also im Uhrzeigersinn, dreht, passiert zunächst der entsprechend 1 untere Signalgeber 6 den Sensor 7 und erzeugt ein entsprechendes Signal, was in 2 in dem ebenfalls mit II gekennzeichneten unteren Diagramm dargestellt ist. Nach dem Ablauf einer mit dem Abstand b₂ korrelierten Zeitspanne folgt dann ein weiteres Signal, ausgelöst durch den nachfolgenden Signalgeber 6. Darauf folgt nach dem Abstand b₁ ein nächstes Signal. Schließlich folgt darauf nach dem Abstand b₃ ein weiteres Signal. Da die Umdrehung dann vollendet ist, beginnt die Signalabfolge von vorn. Greift man auch hier willkürlich den Übergang zwischen dem kürzesten Abstand b₁ und dem längsten Abstand b₃ als jeweiliges Anfangs- oder Endsignal einer Signalfolge heraus, so ergibt sich hier die Signalfolge i_II, in welcher die einzelnen Signale mit folgender Reihenfolge aufeinander folgen b₃-b₂-b₁.
Aus 2 geht somit eindrücklich hervor, daß sich anhand der Impulsfolgen i_I und i_II eindeutig eine Drehrichtung des Gebläserades 3 und somit des Elektromotors 1 zuordnen läßt. Dementsprechend kann ein dazu ausgebildetes Steuergerät 9 die ordnungsgemäße Drehrichtung des Elektromotors 1 und somit die damit zwangsgekoppelte Förderrichtung des Gebläsestromes überwachen.
In 3 wird der Begriff des „Tastgrades” τ mittels zweier Schaubilder I und II erläutert. Ein getakteter Gleichstrommotor wird beispielsweise mit einer Taktfrequenz von 20 kHz betrieben, das bedeutet, daß der Motor während einer Sekunde zwanzigtausendmal ein- und ausgeschaltet bzw. bestromt wird. In den Schaubildern ist auf der Abzisse die Zeit t aufgetragen und auf der Ordinate der jeweilige Schalt- oder Bestromungs-Zustand des Elektromotors, wobei mit „0” der ausgeschaltete und mit „1” der eingeschaltete Zustand symbolisiert ist. Eine Periode t_P der Taktfrequenz des Elektromotors, d. h. die Taktdauer t_P, setzt sich somit aus einer Aus schaltzeit t₀ und einer Einschaltzeit t₁ zusammen. Das Verhältnis von Einschaltzeit t₁ zu Taktlänge t_P ergibt dann den Tastgrad τ des Elektromotors.
Es ist klar, daß die Leistung des Elektromotors 1, d. h. das vom Elektromotor 1 aufgebrachte Lastmoment, um so größer ist, je größer der Tastgrad τ bzw. die Einschaltzeit t₁ des Elektromotors 1 ist. Insbesondere wenn das Gebläse 2 ein aerodynamisch profiliertes Gebläserad 3 aufweist, kann dieses, sofern es in der richtigen Drehrichtung rotiert, eine stärkere Luftströmung erzeugen als in der Gegenrichtung. Das bedeutet, daß auch die Leistungsaufnahme dieses Gebläserades 3 in der richtigen Drehrichtung größer ist als in der Gegenrichtung. Dies hat zur Folge, daß zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Drehzahl des Gebläserades 3 bzw. des Elektromotors 1 in der richtigen Drehrichtung ein größerer Tastgrad erforderlich ist als in der Gegenrichtung. Wenn das Steuergerät 9 den aktuellen Tastgrad τ überwacht und beispielsweise mit einem Bereich experimentell ermittelter zulässiger Referenztastgrade τ_Ref vergleicht, kann das Steuergerät 9 entscheiden, ob der Elektromotor 1 die richtige Drehrichtung aufweist. Sofern der Elektromotor 1 batteriebetrieben arbeitet, kann der vorgenannte Bereich zuverlässiger Tastgrade τ_Ref die Spannungsbereiche der jeweiligen Batterie, insbesondere einen Unterspannungsschutz, berücksichtigen. Diese Ausführungsform ist besonders elegant, da sie auf Einrichtungen und Signale zurückgreifen kann, die bei einem Heizgerät ohnehin vorhanden sind.
In 4 ist der Aufbau eines Kollektors 10 bei einer besonderern Ausführungsform eines Elektromotors 1 zum Antrieb des Gebläses 2 symbolisch wiedergegeben. Entlang des Kollektorumfanges sind mehrere Schleifkontakte 11 angeordnet, über die der Elektromotor 1 mit elektrischem Strom versorgt wird. In der linken Hälfte von 4 ist eine erste Variante dargestellt, bei der die Schleifkontakte 11 mit konstanten Abständen b aufeinander folgen. Bei dieser Variante weisen jedoch zumindest drei der Schleifkontakte 11 in einer mit einem Doppelpfeil 12 symbolisierten Drehrichtung jeweils unterschiedliche Erstreckungen a₁, a₂ bzw. a₃ auf. Im Unterschied dazu ist bei der in der rechten Hälfte von 4 dargestellten Variante die Länge bzw. die Erstreckung a der Schleifkontakte 11 in Drehrichtung 12 konstant, während die Abstände b₁, b₂ bzw. b₃, mit denen die Schleifkontakte 11 in Drehrichtung aufeinanderfolgen zumindest bei drei Schleifkontakten 11 jeweils unterschiedlich ausgestaltet.
Durch die Ausgestaltung der Schleifkontakte 11 bzw. durch ihre Anordnung am Kollektor 10 ergibt sich ein unsymmetrischer Stromverlauf des Elektromotors 1 während einer Umdrehung, wobei diese Unsymmetrie darüber hinaus eine Identifizierung der Drehrichtungen ermöglicht.
Dieser Zusammenhang wird in den Schaubildern der 5 besonders deutlich, da dort der zeitliche Verlauf des vom Elektromotor 1 aufgenommenen Stromes I während einer Umdrehung prinzipiell wiedergegeben ist. Das in 5 obere Schaubild A gibt dabei den Stromverlauf eines herkömmlichen Elektromotors 1 mit symmetrisch aufgebauten Kollektor 10 wieder. In der erläuterten Variante weist der Kollektor 10 acht Schleifkontakte 11 auf, so daß sich im Schaubild dementsprechend acht Stromspitzen S und acht Stromtäler T zeigen, die sich durch die abwechselnde Beteiligung der einzelnen Schleifkontakte 11 an der Bestromung des Elektromotors 10 ausbilden. Es ist klar, daß die Abzisse im vorliegenden Fall keine Null-Linie bildet, so daß die Stromtäler T nur zufällig auf der Abzisse liegen.
Das gemäß 5 mittlere Schaubild B und das untere Schaubild C geben jeweils den Stromverlauf eines Elektromotors 1 wieder, der einen erfindungsgemäß ausgestalteten Kollektor 10 aufweist. Dabei ist der Stromverlauf B im Schaubild der einen Drehrichtung und der Stromverlauf des Schaubildes C der anderen Drehrichtung des Elektromotors 1 zugeordnet. Wie aus 5 deutlich zu entnehmen ist, sind beim Stromverlauf des Schaubildes B in einem ersten Bereich B₁ die zeitlichen Abstände aufeinanderfolgender Spitzen S und aufeinanderfolgender Täler T kürzer als in einem zeitlich davor liegenden Bereich. In einem zeitlich nachfolgenden Bereich B₂ sind die zeitlichen Abstände aufeinanderfolgender Spitzen S und Täler T größer als zwischen den davor liegenden und nachfolgenden Tälern bzw. Spitzen. Auch im Stromverlauf des Schaubildes C sind ein entsprechender Bereich C₁ mit verkürzten zeitlichen Abständen zwischen Spitzen S und Tälern T und ein entsprechender Bereich C₂ mit vergrößerten zeitlichen Abständen zwischen Tälern T und Spitzen S ausgebildet. Dabei ist die zeitliche Abfolge dieser Bereiche für die jeweilige Drehrichtung unterschiedlich, denn während in dem der einen Drehrichtung zugeordneten Stromverlauf des Schaubildes B auf den Bereich B₁ mit kürzeren Abständen der Bereich B₂ mit längeren Abständen folgt, geht beim bei dem der anderen Drehrichtung zugeordneten Stromverlauf des Schaubildes C der Bereich C₂ mit längeren Abständen dem Bereich C₁ mit kürzeren Abständen voraus. Durch eine Überwachung dieses zeitlichen Stromverlaufes des Elektromotors 1 kann das entsprechend ausgebildete Steuergerät 9 somit die Drehrichtung des Elektromotors 1 identifizieren.

Claims

Fahrzeugmotorunabhängige Fahrzeugheizung mit einem Elektromotor (1), der ein Gebläserad (3) eines Heizungsgebläses (2) drehend antreibt, und mit einem Steuergerät (9) zur Betätigung der Fahrzeugheizung, – wobei das Steuergerät (9) mit der Drehrichtung des Elektromotors (1) korrelierte Signale überwacht und die Fahrzeugheizung abschaltet, wenn der Elektromotor (1) die falsche Drehrichtung aufweist, – wobei an dem vom Elektromotor (1) drehend angetriebenen Gebläserad (3) oder an einem Läufer des Elektromotors (1) erste Signalmittel angeordnet sind, die bei einer Umdrehung des Bauteiles (3) mit bezüglich des drehenden Gebläserads (3) stehend angeordneten zweiten Signalmitteln zusammenwirken, – wobei die ersten oder die zweiten Signalmittel aus wenigstens drei Signalgebern (6) bestehen, die in Drehrichtung mit jeweils einem anderen Abstand (b₁, b₂, b₃) aufeinander folgen, – wobei die Signalmittel bei Drehungen des Gebläserads (3) eine Abfolge elektrischer Signale erzeugen, und – wobei das Steuergerät (9) zur Bestimmung der Drehrichtung des Elektromotors (1) die Abfolge der aufeinander folgenden Signale überwacht.
Fahrzeugheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten oder die ersten Signalmittel wenigstens einen Sensor (7) aufweisen, der ein Passieren der Signalgeber (6) detektiert und ein Signal erzeugt.
Fahrzeugheizung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalgeber (6) mit zunehmenden oder abnehmenden Abständen (b₁, b₂, b₃) aufeinander folgen.
Vorrichtung, insbesondere fahrzeugmotorunabhängige Fahrzeugheizung, mit einem Elektromotor (1), der ein Bauteil der Vorrichtung, z. B. ein Gebläserad (3) eines Heizungsgebläses (2), drehend antreibt, und mit einem Steuergerät (9) zur Betätigung der Vorrichtung, wobei das Steuergerät (9) mit der Drehrichtung des Elektromotors (1) korrelierte Signale überwacht und die Vorrichtung abschaltet, wenn der Elektromotor (1) die falsche Drehrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) Signalwerte überwacht, die mit einem am Elektromotor (1) anliegenden Lastmoment korrelieren, wobei das Steuergerät (9) das vorliegende Lastmoment mit einem für den gewünschten Betriebszustand des Elektromotors (1) gespeicherten und der richtigen Drehrichtung zugeordneten Referenzlastmoment vergleicht.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, – dass der Elektromotor (1) als getakteter Gleichstrommotor ausgebildet ist, und – dass das Steuergerät (9) Signalwerte überwacht, die mit einem Verhältnis (τ) von Einschaltzeit zu Taktdauer (t) des Elektromotors (Tastgrad) korrelieren, wobei da Steuergerät (9) den vorliegenden Tastgrad (τ) mit einem für den gewünschten Betriebszustand des Elektromotors (1) gespeicherten und der richtigen Drehrichtung zugeordneten Referenztastgrad (τ_Ref) vergleicht.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der gespeicherte Referenztastgrad (τ_Ref) oder das gespeicherte Lastmoment aus einem Bereich zulässiger Tastgrade bzw. Lastmoment gebildet ist.
Fahrzeugmotorunabhängige Fahrzeugheizung mit einem Elektromotor (1), der ein Gebläserad (3) eines Heizungsgebläses (2) drehend antreibt, und mit einem Steuergerät (9) zur Betätigung der Fahrzeugheizung, – wobei das Steuergerät (9) mit der Drehrichtung des Elektromotors (1) korrelierte Signale überwacht und die Vorrichtung abschaltet, wenn der Elektromotor (1) die falsche Drehrichtung aufweist, – wobei der Elektromotor (1) so aufgebaut ist, dass sich während mindestens einer Umdrehung in der einen Drehrichtung ein anderer Stromverlauf am Elektromotor (1) einstellt als während mindestens einer Umdrehung in der ande ren Drehrichtung, wobei das Steuergerät (9) mit dem Stromverlauf am Elektromotor (1) korrelierte Signalwerte überwacht.
Fahrzeugheizung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kollektor (10) des Elektromotors (1) so aufgebaut ist, dass sich während mindestens einer Umdrehung in der einen Drehrichtung ein anderer Stromverlauf am Elektromotor (1) einstellt als während mindestens einer Umdrehung in der anderen Drehrichtung.
Fahrzeugheizung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Drehrichtung zwischen wenigstens drei Schleifkontakten (11) des Elektromotors (1) jeweils unterschiedliche Abstände (b₁, b₂, b₃) ausgebildet sind.
Fahrzeugheizung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei Schleifkontakte (11) des Elektromotors (1) jeweils eine unterschiedliche Erstreckung (a₁, a₂, a₃) in Drehrichtung (12) aufweisen.