DE19945824B4 - Regeleinrichtung für ein elektrisch betriebenes Gebläse - Google Patents

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Abstract

Regeleinrichtung für ein elektrisch betriebenes Gebläse, insbesondere für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen mit einer Übertemperatur-Schutzinrichtung, die mit wenigstens einem Temperatursensor (3, 4 oder 6) ausgerüstet ist und bei Erreichen bestimmter Temperaturschwellwerte (T_Sens_max) die Stromzufuhr zum Gebläseantrieb reduziert oder abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturschwellwerte (T_Sens_max) dynamisch und abhängig von der Anstiegsgeschwindigkeit (dT_Sens/dt) der von dem Sensor gemessenen Temperatur und umso niedriger festlegbar sind, je größer diese Temperaturanstiegsgeschwindigkeit ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für ein elektrisch betriebenes Gebläse, insbesondere für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen mit einer Übertemperatur-Schutzeinrichtung, die mit Temperatursensoren ausgerüstet ist und bei Erreichen bestimmter Temperaturschwellwerte die Stromzufuhr zum Gebläseantrieb reduziert oder abschaltet.
  • Regeleinrichtungen dieser Art werden in der Form von Linearreglern, Leistungsendstufen oder Taktreglern unter anderem für die stufenlose Steuerung der Gebläse von Kraftfahrzeug-Klimaanlagen verwendet. Da bei allen bekannten Bauarten eine Schutzeinrichtung hinsichtlich einer Übertemperatur vorgesehen werden muß, um die sogenannte Junction-Temperatur der stromführenden Leistungshalbleiter auf ein zulässiges Maß zu begrenzen, hat man in der Regel den entsprechenden Regeleinrichtungen Temperatursensoren zugeordnet.
  • Aus der DE 39 32 272 A1 ist eine Einrichtung zur Steuerung und Regelung der Drehgeschwindigkeit eines Gleichstrom-Elektromotors, insbesondere für ein elektrisches Gebläse einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges bekannt. Diese Einrichtung umfasst zumindest einen Leistungstransistor, dessen Kollektor-Emitter-Strecke zwischen den beiden Polen einer Gleichspannungsquelle in Reihe mit dem Motor geschaltet ist. Dabei wird ein variables Steuersignal von einer Steuerschaltung empfangen, wobei von der Steuerschaltung abhängig von dem variablen Signal die Kollektor-Emitter-Spannung des Leistungstransistors variiert wird. Zur Regelung der Drehgeschwindigkeit des Motors mittels einer geschlossenen Regelschleife ist eine Gegenkopplungsschaltung an dem Kollektor des Leistungs-Transistors angeschlossen.
  • Die DE 196 10 106 A1 offenbart weiterhin eine Anordnung zur Fernsteuerung eines Elektromotors, insbesondere für einen Heiz- und Gebläselüfter. Die Schaltungsanordnung umfasst dabei einen Motorstromkreis, welcher den Gleichstrommotor und einen zu dem Gleichstrommotor in Reihe geschalteten Vorwiderstand enthält. Der Motorstromkreis ist über einen Schaltkontakt eines Relais mit einer Gleichstromquelle verbindbar. Weiterhin umfasst die Schaltungsanordnung einen Steuerstromkreis, welcher die Magnetspule des besagten Relais enthält, wobei der Steuerstromkreis über einen Fernsteuerschalter mit der Gleichstromquelle verbindbar ist. Außerdem weist die Schaltungsanordnung eine Temperatursicherung auf, welche mit dem Vorwiderstand thermisch gekoppelt ist und bei einer Überschreitung einer vorgegebenen Temperatur die Stromzufuhr zum Gleichstrommotor unterbricht.
  • Dieser Übertemperaturschutz wird dadurch erreicht, daß beim Erreichen fester Abschalt- oder Begrenzungstemperaturschwellen, die über einen Temperatursensor ermittelt werden, die Stromzufuhr zum zugeordneten Gebläse abgeschaltet oder begrenzt wird. Dabei kann es, wie später anhand der 2 erläutert werden wird, zu einem unzulässigen Überschreiten der für die Halbleiterbauelemente festgelegten maximalen Junction-Temperatur kommen, ehe die Übertemperaturschutzeinrichtung wirksam wird. Dies kann zu einer Beschädigung des Leistungshalbleiters und damit zum Ausfall des Gebläsereglers führen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen, und die Lösung besteht bei einer Regeleinrichtung der eingangs genannten Art darin, daß die Temperaturschwellwerte dynamisch und abhängig von der Anstiegsgeschwindigkeit der von den Sensoren gemessenen Temperatur und umso niedriger festlegbar sind, je größer diese Temperaturanstiegsgeschwindigkeit ist.
  • Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß die zulässigen Junction-Temperaturen in der Regel dann überschritten werden können, wenn die Erwärmung des entsprechenden Bauteiles sehr schnell erfolgt. Ein Abschalten bei Erreichen einer bestimmten Temperatur, die vom Sensor ermittelt wird, reicht daher nicht aus, um einen weiteren Temperaturanstieg zu vermeiden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird die Abschalttemperatur abhängig von der Temperaturanstiegsgeschwindigkeit festgelegt. Eine Überhitzung wird dadurch vermieden.
  • Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen erläutert und wird im folgenden beschrieben. Es zeigen:
  • 1 einen schematischen Schnitt durch eine Übertemperaturschutzeinrichtung nach der Erfindung,
  • 2 ein Temperaturzeitdiagramm mit der Darstellung von Temperaturverläufen in verschiedenen Bauteilen im Vergleich zu dem vom Temperatursensor gemessenen Temperaturverlauf bei einer Regeleinrichtung nach dem Stand der Technik, und
  • 3 eine Darstellung, ähnlich 2, jedoch bei Einsatz einer Regeleinrichtung nach der Erfindung.
  • In der 1 ist innerhalb eines Kühlkörpers 1 eine Leiterplatte 8 angeordnet. Weiter sind in 1 drei bekannte Ausführungsformen zur Anordnung eines Temperatursensors gleichzeitig dargestellt. In der ersten Ausführungsform ist ein erster Temperatursensor 3, typischerweise ein SMD-Sensor (surface mounted device) mit gutem thermischen Kontakt zu einem stromführenden Anschlußdraht 9 eines Leistungshalbleiters 5, auf der Leiterplatte 8 angeordnet. In der zweiten Ausführungsform ist ein zweiter Temperatursensor 4 mit Wärmekontakt zum Kühlkörper 1 über die Vergussmasse 7 angeordnet. In der dritten Ausführungsform ist ein dritter Temperatursensor 6 mit direktem Wärmekontakt zum Kühlkörper 1 angeordnet.
  • Ein Leistungshalbleiter 5, dessen Junction-Temperatur tj nicht überschritten werden darf, ist auf einer Platte angeordnet, auf deren Case-Temperatur tc durch die Erfassung der Temperatur eines der Temperaturfühler 3, 4 oder 6 geschlossen werden kann. Üblicherweise wird hieraus die Junction-Temperatur tj des Leistungshalbleiters 5 extrapoliert, und es wird, wie 2 zeigt, eine Ab-schalttemperatur T_Sens_max beispielsweise bei 120°C festgelegt. Bei einer solchen Abschalttemperatur ergibt die Extrapolation eine Junction-Temperatur T_Junct_max von etwa 175°C, die typischerweise gerade noch zulässig ist. Der Leistungshalbleiter 5 ist über das Case mit dem Kühlkörper 1 gekoppelt, der wiederum im Kühlluftstrom der Klimaanlage angeordnet ist. Der Aufbau ist mit einer Vergußmasse 7 bzw. 2 ausgefüllt.
  • Wenn nach der bisher bekannten Methode gearbeitet wird, dann kann gemäß 2 beispielsweise der Sensor 3 einen Temperaturverlauf gemäß der Kurve A feststellen. Er schaltet beim Einreichen der Schwellwerttemperatur T_Sens_max zu einem bestimmten Zeitpunkt t2 ab, was dazu führt, daß gemäß der Kurve A1 die Junction-Temperatur nicht über den Grenzwert T_Junct_max ansteigt. Die Regelung ist daher in diesem Fall in Ordnung.
  • Die Kurve B zeigt den Temperaturverlauf des Temperatursensors bei einer anderen Konstellation. Hier erfolgt der gemessene Temperaturanstieg wesentlich schneller, so daß zum Zeitpunkt t1, wenn der Sensor seinen Abschalt-Schwellpunkt T_Sens_max erreicht hat, abgeschaltet wird, also wesentlich früher als im ersten Fall nach der Zeit t2.
  • Wegen des sehr schnellen Temperaturanstieges reicht diese Abschaltung aber, wie die Kurve B1 zeigt, nicht aus, um einen Anstieg der Junction-Temperatur des Leistungshalbleiters 5 über die maximal zulässige Temperatur zu verhindern. Dies kann daher zu einer Beschädigung dieses Bauteils und damit zum Ausfall des Gebläses führen.
  • Die 3 zeigt, daß zur Vermeidung solcher Fehlfunktionen der Temperaturschwellwert T_Sens_max in Abhängigkeit von der Temperaturanstiegsgeschwindigkeit verändert wird und zwar so, daß mit steiler werdenden Temperaturgradienten dT_Sens_1/dt der für die Abschaltung gedachte Temperaturschwellwert niedriger gelegt wird, als im Fall eines flacheren Temperaturanstiegsgradienten. Die Kurve C zeigt nun einen gemessenen Temperaturverlauf des entsprechenden Sensors mit einer Steigung dT_Sens_2/dt. Bei einem solchen flachen Temperaturanstiegsverlauf wird der Abschaltpunkt auf einen Wert T_Sens_max_2 gelegt, und bei dieser Temperatur, die also beispielsweise wieder bei 120°C liegen könnte, wird abgeschaltet, so daß – ähnlich wie auch im Beispiel der 2 – eine Überhitzung der Leistungshalbleiterbauteile vermieden wird. Wird dagegen ein steiler Temperaturverlauf gemäß der Kurve D von den Temperatursensoren ermittelt, d. h. eine wesentlich größere Steigung dT Sens_1/dt, dann erfolgt die Festlegung der Schwellwerttemperatur T_Sens max_1 auf einem wesentlich niedrigeren Wert, so daß auch in diesem Fall eine Überhitzung der Halbleiterbauteile vermieden wird. Verglichen mit der Darstellung nach 2 wäre also denkbar, daß die Abschaltung im Fall 1 (gemessene Temperaturkurve D) schon bei einer Temperatur unter 120°C erfolgt, um die in der 2 gezeigte Überhitzung zu vermeiden.

Claims (2)

  1. Regeleinrichtung für ein elektrisch betriebenes Gebläse, insbesondere für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen mit einer Übertemperatur-Schutzinrichtung, die mit wenigstens einem Temperatursensor (3, 4 oder 6) ausgerüstet ist und bei Erreichen bestimmter Temperaturschwellwerte (T_Sens_max) die Stromzufuhr zum Gebläseantrieb reduziert oder abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturschwellwerte (T_Sens_max) dynamisch und abhängig von der Anstiegsgeschwindigkeit (dT_Sens/dt) der von dem Sensor gemessenen Temperatur und umso niedriger festlegbar sind, je größer diese Temperaturanstiegsgeschwindigkeit ist.
  2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturschwellwerte (T_Sens_max) empirisch für jeden Gebläsereglertyp bestimmt werden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10336132A1 (de) * 2003-08-04 2005-03-03 Behr Gmbh & Co. Kg Solarsensor
DE102011010224A1 (de) * 2011-02-03 2012-08-09 Festool Gmbh Hand-Werkzeugmaschine mit einem temperaturabhängigen Sensor
BR112017000884A2 (pt) * 2014-07-16 2017-11-14 Spal Automotive Srl método de controle de ventiladores elétricos
JP2019021730A (ja) 2017-07-14 2019-02-07 株式会社デンソー 電子制御装置
CN112638694B (zh) * 2018-09-11 2024-09-03 罗伯特·博世有限公司 用于操作电池系统的方法以及电池系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4659290A (en) * 1985-03-25 1987-04-21 Control Resources, Inc. Fan speed controller
JPS6456995A (en) * 1987-08-27 1989-03-03 Matsushita Seiko Kk Speed adjusting device for electric fan
DE3932272A1 (de) * 1988-09-28 1990-03-29 Borletti Climatizzazione Einrichtung zur steuerung und regelung der drehgeschwindigkeit eines gleichstrom-elektromotors, insbesondere fuer ein elektrisches geblaese einer klimaanlage eines kraftfahrzeugs
DE19610106A1 (de) * 1996-03-15 1997-09-18 Holzschuh Gmbh & Co Kg Anordnung zur Fernsteuerung eines Elektromotors, insbesondere für einen Heiz- und Gebläselüfter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4659290A (en) * 1985-03-25 1987-04-21 Control Resources, Inc. Fan speed controller
JPS6456995A (en) * 1987-08-27 1989-03-03 Matsushita Seiko Kk Speed adjusting device for electric fan
DE3932272A1 (de) * 1988-09-28 1990-03-29 Borletti Climatizzazione Einrichtung zur steuerung und regelung der drehgeschwindigkeit eines gleichstrom-elektromotors, insbesondere fuer ein elektrisches geblaese einer klimaanlage eines kraftfahrzeugs
DE19610106A1 (de) * 1996-03-15 1997-09-18 Holzschuh Gmbh & Co Kg Anordnung zur Fernsteuerung eines Elektromotors, insbesondere für einen Heiz- und Gebläselüfter

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