DE3044749A1

DE3044749A1 - Steuersystem fuer den antriebsmotor eines kuehlergeblaeses bei einem verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE3044749A1
Application number: DE19803044749
Authority: DE
Inventors: Richard Nicholas Kettering Ohio Lehnhoff; William Conrad Springfield Ohio Staker
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1979-11-30
Filing date: 1980-11-27
Publication date: 1981-08-27
Also published as: US4313402A; GB2064817A; CA1138964A; GB2064817B

Description

Die Erfindung betrifft ein Betriebssteuersystem für den Antriebsmotor eines Kühlventilators bei einem Verbrennungsmotor.

Für die Motorkühlung bei Kraftfahrzeugen mit quer eingebauten Verbrennungsmotoren haben sich elektrische Antriebe für das Ventilatorgebläse als sehr vorteilhaft erwiesen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß der Leistungsbedarf des Antriebsmotors für den Kühlventilator zumindest eine große Belastung für das Batterieladesystem des Fahrzeuges darstellt und sogar die Kapazität dieses Ladesystems übersteigen kann- Damit kann beim Fahrzeugbetrieb manchmal die Batterie entladen werden. Bei Ladesystemen mit durch den Motor angetriebenen dynamoelektrischen Generatoren ist die Leistungsabgabe des Generators eine Funktion der Motordrehzahl. Bei Leerlauf ist die Leistungsabgabe des dynamoelektrischen Generators kritisch, jedoch steigt die verfügbare Leistungsabgabe bei erhöhten Drehzahlen.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Betriebssteuersystem für den Antriebsmotor eines Kühlgebläses bei Verbrennungskraftmotoren geschaffen, das so arbeitet, daß die dem Antriebsmotor zugeführte durchschnittliche Leistung direkt der Motordrehzahl proportional ist, solange die Motortemperatur sich in dem Bereich zwischen einer vorbestimmten ersten Temperatur und einer vorbestimmten zweiten, höheren Temperatur befindet und der Motor in einem ausgewählten Drehzahlbereich läuft.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine teilweise schematisch, teilweise als Blockschaltbild ausgeführte Darstellung des erfindungsgemäßen Betriebssteuersystems für den elektrischen Antriebsmotor eines Kühlgebläses bei einem Verbrennungsmotor,

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Fig. 2 die Kennlinie der verfügbaren Abgabeleistung des dynamoelektrischen Generators eines Ladesystems für den Antrieb des Kühlgebläse-Antriebsmotors in einem bestimmten Drehzahlbereich,

Fig. 3 Zeitverlaufskurven bestimmter Spannungen an Punkten des Betriebssteuersystems nach Fig. 1, und

Fig. 4 den Verlauf der dem Gebläseantriebsmotor zugeführten Spannung in einem gewissen Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors.

In dem in Fig. 1 dargestellten Betriebssteuersystem für den elektrischen Antriebsmotor eines Kühlgebläses für einen Verbrennungsmotor werden sechs konventionelle Spannungskomparatoren und ein konventioneller monostabiler Multivibrator verwendet. Diese Bauelemente sind im Handel erhältliche, wohlbekannte Bauteile und bilden an sich keinen Teil der Erfindung; so sind sie in Fig. 1 lediglich in Blockform dargestellt. Dazu sind diese Bauelemente nur als Beispiele für bei dem erfindungsgemäßen System einsetzbare Bauelemente eingeführt und können durch andere Bauelemente mit gleichartigen elektrischen Eigenschaften ersetzt werden. Als Spannungskomparatoren können beispielsweise die von der Firma National Semiconductor Corporation, Santa Clara, Kalifornien, unter der Bezeichnung LM29O1 in den Handel gebrachte Komparatoren und als monostabiler Multivibrator ein von der Firma RCA Corporation, Somerville, New Jersey, unter der Bezeichnung CD4O98BE in den Handel gebrachtes Element verwendet werden.

Gemäß der bei Logikschaltungen eingesetzten Fachsprache sind logische Signale in dieser Beschreibung durchweg als "hochliegend" oder logisch 1 bzw. als "tiefliegend" oder logisch O bezeichnet. Für diese Beschreibung ist, ohne eine Begrenzung festlegen zu wollen, festgesetzt, daß die "hochliegenden" oder logisch 1-Signale positive Spannungswerte besitzen und daß die "tiefliegenden" oder Logisch-O-Signale die Spannung Null oder Massenspannung besitzen sollen.

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Als Bezugs- oder Massepotential wird im ganzen System das gleiche Potential verwendet, und es ist in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 2 versehen und mit dem Schaltsymbol nach DIN 40712, laufende Nummer 33, dargestellt.

Schematisch angedeutet ist in Fig. 1 eine Spannungsquelle, beispielsweise eine herkömmliche Kraftfahrzeug-Speicherbatterie 3 und ein Verbrennungskraftmotor 4.

Der Motor 4 treibt einen bekannten dynamoelektrischen Generator, beispielsweise eine Drehstrom-Lichtmaschine 5 in herkömmlicher Weise an. Die dreiphasige Ausgangsspannung der Drehstrom-Lichtmaschine 5 wird auf konventionelle Art durch eine Vollwellen-Gleichrichterschaltung 6 vom 6-Dioden-Brückentyp gleichgerichtet, und die positive Ausgangsklemme der Vollwellen-Gleichrichterschaltung 6 ist mit der positiven Klemme der Batterie 3 und die negative Ausgangsklemme mit dem Bezugspunkt-oder Massepotential 2 verbunden.

Die positive Ausgangsklemme der Batterie 3 ist mit dem beweglichen Kontakt 7 eines gebräuchlichen elektrischen Schalters .9 verbunden, der in bekannter Weise noch einen stationären Kontakt 8 aufweist. Die Kontakte 7 und 8 des Schalters 9 können die bekannten normal offenen "Zündschalter-"Kontakte eines gebräuchlichen Kraftfahrzeug-Zündschalters sein.

Um die Zeichnung zu vereinfachen, sind bestimmte Betriebsspannungsverbindungen zu den verschiedenen elektrischen Bauelementen in Fig. 1 nicht gezeigt. Es ist trotzdem zu verstehen, daß nach Verbindung des beweglichen Kontaktes 7 des Schalters 9 mit dem stationären Kontakt dieses Schalters den verschiedenen Bauelementen der Schaltung nach Fig. 1 Betriebsspannung zugeführt wird. Dem Vollwellen-Gleichrichter 6 ist ein Diodentrio oder -terzet zugeordnet, das die Erregerspannung für die Lichtmaschinenfeldwicklung 5FW zuführt, wobei die Speiseleitung

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dieser Feldwicklung über einen NPN-Schalttransistor 1O zur Masse führt, wobei der Schalttransistor den Stromfluß in der Feldwicklung 5FW herstellt oder unterbricht. Wie auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugelektrik bekannt ist, wird der NPN-Schalttransistor 10 in den Leitfähigkeits- bzw. Sperrzustand getrieben, wenn die Ausgangsspannung des Ladesystems unter eine vorbestimmte Ladespannung fällt bzw. über diese ansteigt, und zwar geschieht das unter Beeinflussung eines Spannungsreglers 10VR. Auch diese Spannungsregler sind dem Fachmann bekannt und bilden keinen Teil der Erfindung; die Darstellung geschieht deshalb auch in Blockform. Als Spannungsregler kann beispielsweise der in US-PS 4 137 885 beschriebene verwendet werden.

Nach dem Schließen des Schalters 9 liegt positives Potential von der Ausgangsklemme 3 der Batterie an den positiven Versorgungsleitungen 11, 12 und 13 an; diese Leitungen befinden sich also auf einem gegenüber dem Vergleichs- oder Massepotential 2 positiven Potential.

Das Schaubild in Fig. 2 zeigt den typischen Verlauf der Abgabeleistung eines durch einen Verbrennungsmotor angetriebenen dynamoelektrischen Generators in Watt, die zum Antrieb eines Gebläsemotors in einem bestimmten Drehzahlbereich, angegeben in min , zur Verfügung steht. Bei geringen Leerlaufdrehzahlen bis zu 725 min ist die verfügbare Leistung gering und im wesentlichen konstant. Beim Ansteigen der Motordrehzahl von etwa 725 min bis auf 3625 min steigt die zum Antrieb eines Kühlergebläsemotors verfügbare Ausgangsleistung in der dargestellten Weise an. Das erfindungsgemäße Betriebssteuersystem soll nun die dem Gebläseantriebsmotor zugeführte Spannung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl so begrenzen, daß die dem Gebläseantriebsmotor zugeführte Leistung im wesentlichen der in Fig. 2 dargestellten Kurve folgt, diese jedoch nicht überschreitet, solange die Motorgeschwindigkeit von etwa 725 min bis etwa 3625 min ansteigt, wodurch sich der in Fig. 4 darge-

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stellte .Spannungsverlauf über der Motordrehzahl ergibt.

Die Ausgangsspannung der Drehstrom-Lichtmaschine 5 wird zur Versorgung des Gebläseantriebsmotors 15 über eine Betriebssteuerschaltung geleitet, die von der positiven Ausgangsklemme des Vollwellen-Gleichrichters 6 über die Leitungen 16, 17 und 18, die Kontakte 7 und 8 des Schalters 9, falls diese geschlossen sind, die positive Versorgungsleitung 11, den Motor 15, die Kollektor-Emitter-Strecke des NPN-Betriebsschalttransistors 20 zum Referenz- oder Erdpotential 2 und damit zur negativen Ausgangsklemme der Gleichrichterschaltung 6 führt.

Wie im einzelnen später näher erklärt wird, ist das erfindungsgemäße Betriebssteuersystem zum Einsatz mit einem Gleichstrom-Ladesystem geeignet, welches einen durch den Kraftfahrzeugmotor angetriebenen dynamoelektrischen Generator enthält, und bewirkt ein Abschalten des Gebläseantriebsmotors, solange die Motortemperatur geringer als ein vorbestimmter erster Temperaturwert ist, und bewirkt eine Erregung oder Inbetriebsetzung des Gebläseantriebsmotors in einer solchen Weise, daß die durchschnittliche, dem Gebläseantriebsmotor zugeführte Leistung direkt proportional der Motordrehzahl ist, solange die Kraftfahrzeugmotortemperatur sich in einem Bereich zwischen dem genannten ersten Temperaturwert und einem vorbestimmten, höheren zweiten Temperaturwert befindet und der Kraftfahrzeugmotor in einem ausgewählten Geschwindigkeitsbereich arbeitet, und hält den Gebläseantriebsmotor bei allen Motorgeschwindigkeiten kontinuierlich beaufschlagt, wenn die Motortemperatur höher als der vorbestimmte zweite Temperaturwert ist.

Bei den Spannungskomparatoren vom Typ LM29O1 der Firma National Semiconductor, wie sie bei einer tatsächlichen Ausführung des erfindungsgemäßen Systems eingesetzt werden, ist die Ausgangsklemme jeweils mit der freien, sonst nicht beschalteten (uncommitted) Kollektorelektrode eines NPN-Transistors mit geerde-

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tem Emitter verbunden. Solange der Potentialwert des der Plus-(+)-Eingangsklemme eines Komparators dieses Typs zugeführte Spannungspegel höher als der des der Minus- (.-") -Eingangsklemme zugeführten Signals ist, 1st der NPN-Ausgangstransistor gesperrt, und solange der Spannungspegel des an der Plus-(+)-Eingangsklemme angelegten Signals kleiner als der des an der Minus-(-)-Eingangsklemme anliegenden Signals ist, leitet der NPN-Ausgangstransistor. Demzufolge ist, wenn die Ausgangsklemme eines Komparators dieser Art nicht über einen Anbindewiderstand mit einer Quelle eines positiven Potentials verbunden ist, die Ausgangsklemme Teil einer offenen oder freien Schaltung, solange der Potentialwert des an der Plus-(+)-Eingangsklemme anliegenden Signals im wesentlichen gleich oder höher als der Spannungswert des Signals ist, das an die Minus-(-)-Eingangsklemme angelegt ist, und die Ausgangsklemme befindet sich im wesentlichen auf Erd- oder Massepotential, sobald der Potentialpegel des an die Plus-(+)-Eingangsklemme angelegten Signals kleiner als der Potentialpegel des an die Minus-(-)-Eingangsklemme angelegten Signals ist.

Die in Fig. 1 in einem gestrichelten Rechteck 25 enthaltenen Bauelemente bilden einen freilaufenden Oszillator. Betrachtet man nur die in dem genannten Rechteck enthaltenen Bauelemente und nimmt man an, daß der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 26 gesperrt ist, dann wird der Potentialpegel des an der Verbindungsstelle zwischen den in Reihe geschalteten Widerständen 27 und 28 anliegenden Referenz- oder Bezugspotentials E₀₁ durch die Parallel-

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schaltung der in Reihe liegenden Widerstände 29 und 31 mit dem Widerstand 27 und dem dazu in Reihe liegenden Widerstand 28 bestimmt und der zeitbestimmende Kondensator 32 lädt sich zur Versorgungsspannung hin über die in Reihe geschalteten Widerstände 29 und 33 auf. Wenn die Ladung des Zeitgeberkondensators 32 einen Spannungspegel erreicht, der im wesentlichen gleich dem des Bezugspotentialsignals E_D1 an der Verbindungsstelle 30 ist, wird der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 26 leitend, und dadurch wird die Ausgangsklemme der Komparatorschaltung im wesentlichen

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auf Massepotential gelegt. Zu dieser Zeit wird der Spannungspegel des Referenzspannungssignals E_R~ an der Verbindungsstelle 30 durch die Serienschaltung des Widerstandes 27 zu den nun parallel liegenden Widerständen 28 und 31 bestimmt, und demzufolge ist dieser Spannungspegel des Referenzpotentialsignals E_R2 geringer als der Potentialpegel des Referenzspannungssignals E_R1, wie Kurve B in Fig. 3 zeigt. Gleichzeitig entlädt sich der zeitbestimmende Kondensator 32 über den Widerstand 33 und den nun leitfähigen NPN-Ausgangstransistor des Komparators 26. Sobald die Ladung des zeitbestimmenden Kondensators 32 einen Potentialwert erreicht, der im wesentlichen gleich dem des Referenzspannungssignals E₂ an der Verbindungsstelle 30 ist, wird der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 26 wieder gesperrt. Von nun an wiederholt sich der beschriebene Zyklus solange, wie Betriebsspannung zugeführt wird.

Wie die Kurven A und B in Fig. 3 zeigen, wird der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 36 leitend, d.h. die Ausgangsklemme des Komparators 26 kommt im wesentlichen auf Massepotential, sobald der zeitbestimmende Kondensator 32 auf einen Potentialpegel aufgeladen wurde, der im wesentlichen gleich dem des Referenzspannungssignales E_R1 an der Verbindungsstelle 30 ist. Während der zeitbestimmende Kondensator 32 sich über den Widerstand 33 und den leitfähigen NPN-Ausgangstransistor des Komparators 26 entlädt, verbleibt das Signal an der Ausgangsklemme des Komparators 26 im wesentlichen auf Massepotential. Sobald der zeitbestimmende Kondensator 32 sich auf einen Spannungswert entladen hat, der im wesentlichen gleich dem des Referenzspannungspotentials E _ an der Verbindungsstelle 30 ist, wird der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 26 gesperrt, und die Ausgangsklemme der Komparatorschaltung 26 gelangt im wesentlichen zum Potential der positiven Spannungsversorgungsklemme. Dieser Zyklus wiederholt sich solange, wie der Oszillator 25 schwingt. Bei der tatsächlichen Ausführung wird der Oszillator 25 so ausgelegt, daß er eine Betriebsfrequenz in der Größenordnung von 1,250 kHz aufweist. Durch Anpassen des Widerstandswertes der Widerstände 27,

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28 und 3,1 aneinander kann die relative Einschaltdauer, d.h. die Zeitlänge, während der der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 26 leitfähig ist, bestimmt werden. Bei der praktischen Ausführung wird der Oszillator 25 so ausgelegt, daß er eine relative Einschaltdauer von zwei Drittel besitzt. D.h., die Ausgangsklemme des Komparators 26 liegt während zwei Drittel jedes Zyklus des Oszillators 25 im wesentlichen auf Massepotential.

Solange nun der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 26 während dieser zwei Drittel jedes Oszillatordurchlaufes des Oszillators 25 leitfähig ist, und die Ausgangsklemme des Komparators 2 6 im wesentlichen auf Massepotential liegt, wird dem PNP-Steuertransistor 35 über einen Schaltweg ein Ansteuerstrom für seine Emitter-Basis-Strecke zugeliefert, der von der positiven Versorgungsleitung 11, über die Leitung 36, die Emitter-Basiselektroden des PNP-Steuertransistors 35, den Widestand 37, die Leitungen und 39, die Diode 40, den leitenden NPN-Ausgangstransistor des Komparators 26 zum Referenz- oder Massenpunkt und damit zur negativen Ausgangsklemme des Vollweg-Gleichrichters 6 fließt. Ein Widerstand 41 dient dabei als Emitter-Basis-Vorspannungswiderstand für den PNP-Steuertransistor 35. Der genannte Emitter-Basis-Steuerstrom bewirkt nun, daß der PNP-Steuertransistor 35 über seine Emitter-Kollektor-Strecke leitend wird, und einen Strom durch die in Reihenschaltung liegenden Widerstände 46 und 47 leitet. Da der Basisanschluß des NPN-Schalttransistors 20 für die Erregerschaltung des Gebläsemotors 15 an die Verbindungsstelle 45 zwischen den in Reihe liegenden Widerständen 46 und 47 angeschlossen ist, erhält dieser NPN-Schalttransistors über einen Weg einen Basis-Emitter-Steuerstrom, wobei dieser Weg von der positiven Versorgungsleitung 11 über die Emitter-Kollektor-Strecke des leitenden PNP-Steuertransistors 35, den Widerstand 46 und die Leitung 48 führt, so daß der NPN-Schalttransistor 20 über seine Kollektor-Emitter-Strecke leitet. Durch diesen Leitungszustand des NPN-Schalttransistors 20 wird der bereits angeführte Strompfad für den Gebläseantriebsmotor 15 geschlossen, wie in Kurve D in Fig. 3 dargestellt. Solange der NPN-Ausgangs-

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transistor des !Comparators 26 während eines Drittels jedes Oszillatorzyklus des Oszillators 25 gesperrt ist und die Ausgangsklemme des Komparators 26 im wesentlichen auf Versorgungsspannung liegt, ist die Diode 40 in Sperrichtung vorgespannt. Sobald das eintritt, wird der genannte Strompfad, durch den ein Emitter-Basis-Steuerstrom dem PNP-Steuertransistor 35 zugeführt wird, unterbrochen, und der Transistor 35 wird gesperrt. Das Sperren des PNP-Steuertransistors 35 unterbricht den Basis-Emitter-Steuerstrom für den NPN-Schalttransistor 20 und demzufolge sperrt dieser Schalttransistor und unterbricht den Stromweg für den Gebläseantriebsmotor 15, wie es durch die nichtschraffierten Anteile der Impulse in Kurve D in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn man also nur den Oszillator 25, den PNP-Steuertransistor 35 und den NPN-Schalttransistor 20 betrachtet, so bewirken diese Bauelemente die periodische Erregung und Abschaltung des Gebläseantriebsmotors 15 mit einer vorbestimmten Frequenz in solcher Weise, daß das Verhältnis Beaufschlagung zucAbschaltung einen vorbestimmten relativen Einschaltzyklus ergibt, der in der tatsächlichen Ausführung gleich zwei Drittel ist.

Um ein Signal einer Größe zu erzeugen, die direkt proportional zur Drehzahl des Verbrennungsmotors ist, ist die Eingangsklemme eines konventionellen monostabilen Multivibrators 53 über eine Leitung 51 mit einer Verbindungsstelle 52 zwischen den Dioden 6A und 6B des Vollwellen-Gleichrichters 6 verbunden. Das Signal an dieser Verbindungsstelle 52 ist die Halbwellen-gleichgerichtete Spannung einer Phase der Drehstrom-Lichtmaschine 5. Demzufolge erscheint an der Verbindungsstelle 52 eine Reihe von Halbwellen-Gleichstrompotentialimpulsen mit einer der.Motordrehzahl proportionalen Frequenz, wie dem Fachmann auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugelektrik bekannt. Jeder solcher Spannungsimpuls bewirkt ein Triggern des monostabilen Multivibrators 53 in seinen zweiten Zustand, in dem ein Signal logisch 1 an seiner Ausgangsklemme erscheint. Diese Reihe von Ausgangssignalen logisch 1 des monostabilen

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Multivibrators 53 wird durch die Kombinationsschaltung aus Widerstand 54 und Integrationskondensator 55 integriert, so daß ein Drehzahl-Spannungssignal an der Verbindungsstelle 50 erscheint, dessen Spannungswert In bekannter Weise direkt proportional der Motordrehzahl ist. Der zwischen dem Integrationskondensator 55 und der positiven Versorgungsleitung 13 angeschlossene Widerstand 56 versetzt dabei den Spannungswert an dem Integrationskondensator 55 gegenüber dem Betriebspegel eines Komparators 60. Die Widerstandswerte der Widerstände 54 und 56 und die Kapazität des Integrationskondensators 55 sind so aufeinander abgestimmt, daß bei Motordrehzahlen zwischen Leerlauf und der ausgewählten Motordrehzahl, bei der genügend Ausgangsleistung des über den Verbrennungsmotor angetriebenen dynamoelektrischen Generators 5 zur Verfügung steht, um den Gebläseantriebsmotor 15 anzutreiben, der Spannungspegel E des Motordrehzahl-Spannungssignals an der Verbindungsstelle 50 geringfügig kleiner als der des Referenzspannung ssignals E₀ an der Verbindungsstelle 30 des Oszilla-

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tors 25 ist. Bei der praktischen Ausführung beträgt die gewählte Motordrehzahl, bei der ausreichend Ausgangsleistung des durch den Verbrennungsmotor angetriebenen dynamoelektrischen Generators zum Antrieb des Gebläseantriebsmotors 15 vorhanden ist, etwa 725 min" . Bei höheren Motordrehzahlen ist der Spannungspegel E des Motordrehzahl-Spannungssignals an der Verbindungsstelle 50 höher als der des Referenzspannungssignals E_R2 und zwar in einem direkt der Motordrehzahl proportionalem Maß. Das an der Verbindungsstelle 50 vorhandene Motordrehzahl-Spannungssignal wird über die Widerstände 58 und die Leitungen 59 und der Minus-(-)-Eingangsklemme des Komparators 60 zugeführt und die Ladung des zeitbestimmenden Kondensators 32 des Oszillators 25, die an der Verbindungsstelle 63 anliegt, wird über die Leitung 64 der Plus-(+)-Eingangsklemme des Komparators 60 zugeführt. Wenn diese Signale auf diese Weise dem Komparator 60 zugeführt werden, wird der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 60 gesperrt, solange der Potentialpegel der Ladung des

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zeitbestimmenden Kondensators 32 größer als der des Motordrehzahl-Spannungssignals an der Verbindungsstelle 50 ist;
da die Ausgangsklemme des !Comparators 60 nicht über einen
Hochzieh-Widerstand mit einem positiven Potentialanschluß
verbunden ist, bleibt die Ausgangsklemme des Komparators 60 offen, und, während der Potentialpegel der Ladung am zeitbestimmenden Kondensator 32 geringer als der des Motordrehzahl-Potentialsignals an der Verbindungsstelle 5O ist, bleibt der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 60 leitend und hält die Ausgangsklemme des Komparators 60 im wesentlichen auf
Massepotential. In Kurve C der Fig. 3 ist der offene Schaltzustand der Ausgangsklemme des Komparators 60 durch gestrichelte Impulse angezeigt, um darauf hinzuweisen, daß
dann, wenn die Ausgangsklemme des Komparators 6O über einen Hochzieh-Widerstand mit einer positiven Versorgungsquelle verbunden wäre, der Ausgang des Komparators 60 sich im wesentlichen auf Versorgungsspannung befinden würde.

Es wird nun der Betrieb des Abschnittes des erfindungsgemäßen Systems beschrieben, der aus Oszillator 25, Komparator 60, PNP-Steuertransistor 35 und NPN-Schalttransistor 20 besteht, und zwar mit Bezug auf zwei verschiedene Motordrehzahlen.

Während der Verbrennungsmotor mit einer ersten Drehzahl arbeitet, die geringfügig größer als die ausgewählte Motordrehzahl ist, bei der genügend Ausgangsleistung des durch den Verbrennungsmotor angetriebenen dynamoelektrischen Generators vorhanden ist, um den Gebläseantriebsmotor 15 anzutreiben, ist der Spannungspegel E des Motordrehzahl-Spannungssignals an der Verbindungsstelle 50 geringfügig größer als der des
Referenzspannungssignals E_R2 an der Verbindungsstelle 30
des Oszillators 25, wie es durch den Anteil der Kurve B
in Fig. 3 angezeigt ist, die links von der Ordinate des
ünterbrechungspunktes BP liegt. Wenn die Ladung an dem zeit-

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bestimmenden Kondensator 32 des Oszillators 25 während eines Beladungszyklus einen Spannungswert erreicht hat, der im wesentlichen gleich dem Referenz spannungs signal E_n., an der

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Verbindungsstelle 3O ist (Kurve B in Fig. 3), wird der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 26 leitend und drückt die Ausgangsklemme des Komparators 26 im wesentlichen auf Massepotential (Kurve A in Fig. 3). Sobald die Ausgangsklemme des Komparators 26 im wesentlichen auf Massepotential kommt, wird der bereits beschriebene Erregerkreis für den Gebläseantriebsmotor 15 in der erklärten Weise geschlossen (Kurve D in Fig.3) und der zeitbestimmende Kondensator 32 beginnt sich über den Widerstand 33 und den im Leitfähigkeitszustand befindlichen NPN-Ausgangstransistor des Komparators 26 zu entladen (Kurve B) Wenn dann die Ladung des zeitbestimmenden Kondensators 32 während eines Entladungszyklus einen Spannungspegel erreicht hat, der im wesentlichen gleich dem Spannungspegel E des Motordrehzahl-Spannungssignals an der Verbindungsstelle 50 ist, wird der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 60 leitend und legt die Ausgangsklemme des Komparators 60 im wesentlichen auf Massepotential (Kurve C in Fig. 3). Wenn die Ladung des zeitbestimmenden Kondensators 32 am Ende des Entladungszyklus einen Spannungspegel erreicht hat, der im wesentlichen gleich dem des Referenzspannungssignals E₂ an der Verbindungsstelle 30 ist, wird der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 26 gesperrt und legt die Ausgangsklemme des Komparators 26 im wesentlichen auf Versorgungspotential (Kurve A in Fig. 3) und der zeitbestimmende Kondensator 32 beginnt sich gemäß Kurve B in Fig. 3 aufzuladen. Da jedoch der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 60 gleichzeitig leitend ist und die Ausgangsklemme des Komparators 60 im wesentlichen auf Erdpotential hält (Kurve C in Fig. 3), wird der vorher be-, schriebene Stromweg des Emitter-Basis-Steuerstroms für den PNP-Steuertransistor 35 durch den leitenden NPN-Ausgangstransistor des Komparators 60 aufrechterhalten. Demzufolge

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bleiben der PNP-Steuertransistor 35 und der NPN-Schalttransistor 20 leitend und der Erregungspfad für den Gebläseantriebsmotor 15 bleibt geschlossen. Sobald die Ladung am zeitbestimmenden Kondensator 32 einen Spannungspegel angenommen hat, der im wesentlichen gleich dem Spannungspegel E des Motordrehzahlsignals an der Verbindungsstelle 50 ist, wird der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 60 gesperrt und demzufolge ist die Ausgangsklemme des Komparators 60 offen oder frei. Durch diese offene Schaltung wird der vorher beschriebene Stromweg für den Emitter-Basis-Steuerstrom des PNP-Steuertransistors 35 unterbrochen und dieser Transistor wird gesperrt. Das Sperren des PNP-Steuertransistors 35 unterbricht

den Strompfad für den Basis-Emitter-Steuerstrom des NPN-Schalttransistors 20 und auch dieser Transistor wird gesperrt. Das Sperren des NPN-Schalttransistors 20 unterbricht den Stromweg für den Erregerstrom für den Gebläseantriebsmotor 15, wie Kurve D in Fig. 3 zeigt. Wie gleichfalls durch diese Kurve D in Fig. 3 gezeigt ist, wird der Zeitraum, in dem der Gebläseantriebsmotor 15 eingeschaltet bleibt, nachdem der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 26 im Oszillator 25 gesperrt ist und die Ausgangsklemme des Komparators 26 im wesentlichen auf Versorgungsspannung gekommen ist (Kurve A in Fig. 3), um den Anteil gedehnt, der durch den schraffierten Abschnitt der Impulse in Kurve D links von der Ordinate BP dargestellt ist.

Während der Motor nun mit einer zweiten Drehzahl arbeitet, die viel höher als die gewählte Motordrehzahl ist, bei der ausreichend Ausgangsleistung des durch den Verbrennungsmotor angetriebenen dynamoelektrischen Generators zum Antrieb des Gebläseantriebsmotors 15 vorhanden ist, ist der Spannungspegel E des Motordrehzahlsignals an der Verbindungsstelle viel höher als der des Referenzspannungssignals E an der

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Verbindungsstelle 30 des Oszillators 25, wie es in dem Abschnitt der Kurve B in Fig. 3 rechts von der Ordinaten BP gezeigt ist. Wenn die Ladung des zeitbestimmenden Kondensators 32 des Oszillators 25 während eines Beladungszyklus einen Spannungspegel erreicht hat, der im wesentlichen gleich dem des Referenzspannungssignals E_R1 an der Verbindungsstelle 3O ist (Kurve B in Fig. 3), wird der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 26 leitend und legt die Ausgangsklemme des Komparators 26 im wesentlichen auf Massepotential, siehe Kurve A in Fig. 3. Nachdem die Ausgangsklemme des Komparators 26 im wesentlichen auf Masse gegangen ist, wird der bereits beschriebene Erreger- oder Beaufschlagungskreis für den Gebläseantriebsmotor 15 in der erklärten Weise geschlossen (Kurve D in Fig. 3) und der zeitbestimmende Kondensator 32 beginnt sich über den Widerstand 33 und den nun leitenden Ausgangstransistor des Komparators 26 zu entladen (Kurve B in Fig. 3). Wenn die Beladung des zeitbestimmenden Kondensators 32 während des Entladezyklus einen Spannungspegel erreicht hat, der im wesentlichen gleich dem Spannungspegel E des Motordrehzahl-Spannungssignals an der Verbindungsstelle 50 ist, wird der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 60 leitend und legt die Ausgangsklemme dieses Komparators 60 im wesentlichen auf Massepotential (Kurve C in Fig. 3). Wenn die Ladung des zeitbestimmenden Kondensators 32 zum Ende des Entladezyklus einen Spannungspegel erreicht hat, der im wesentlichen gleich dem des Referenzspannungssignals E_R? an der Verbindungsstelle 30 ist, wird der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 26 gesperrt und legt die Ausgangsklemme des Komparators 26 im wesentlichen auf Versorgungsspannung (Kurve A in Fig. 3) und der zeitbestimmende Kondensator 32 beginnt sich wieder aufzuladen (Kurve B in Fig. 3). Da jedoch zu diesem Zeitpunkt der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 60 leitend ist und die Ausgangsklemme des Komparators 60 im wesentlichen auf Massepoten-

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tial hält (Kurve C in Fig. 3), wird der bereits beschriebene Stromweg für den Emitter-Basis-Ansteuerstrom für den PNP-Steuertransistor 35 durch den leitenden NPN-Ausgangstransistor des !Comparators 60 aufrechterhalten. Demzufolge bleiben der PNP-Steuertransistor 35 und der NPN-Schalttransistor 20 im Leitzustand und halten den bereits beschriebenen Erregerkreis für den Gebläseantriebsmotor 15 geschlossen. Wenn nun die Ladung an dem sich aufladenden zeitbestimmenden Kondensator 32 einen Spannungspegel erreicht hat, der im wesentlichen gleich dem Spannungspegel E des Motordrehzahlsignals an der Verbindungsstelle 50 ist, wird der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 60 gesperrt und die Ausgangsklemme des Komparators 60 ist frei. Durch diese Freilegung wird der beschriebene Stromkreis für den Emitter-Basis-Ansteuerstrom des PNP-Steuertransistors 35 unterbrochen und damit dieses Bauelement gesperrt. Der gesperrte PNP-Steuertransistor 35 unterbricht den Kreis für den Basis-Emitter-Steuerstrom für den NPN-Schalttransistor 20, so daß auch dieser gesperrt wird. Der gesperrte NPN-Schalttransistor 20 unterbricht die Erregerschaltung für den Gebläseantriebsmotor 15, wie Kurve D in Fig. 3 zeigt. Ebenfalls zeigt die Kurve D in Fig. 3, daß der Zeitabschnitt, in dem der Gebläseantriebsmotor 15 nach dem Sperren des NPN-Ausgangstransistors des Komparators 26 des Oszillators 25 und damit dem Festlegen der Ausgangsklemme des Komparators 26 im wesentlichen auf Versorgungspotential

so gedehnt ist,

(Kurve A in Fig. 3) weiter erregt bleibt,/wie es der schraffierte Anteil der Impulse in Kurve D rechts von der Ordinate BP anzeigt. Wie diese Kurve zeigt, ist der Zeitraum, in welchem die Erregung des Gebläseantriebsmotors.15 erhalten bleibt, langer bei dieser größeren Motordrehzahl. Demzufolge arbeitet der Komparator 60 in Abhängigkeit von dem Motordrehzahl-Spannungssignal an der Verbindungsstelle 50, welches proportional zur Motordrehzahl ist, und verlängert den Erregungsoder Beaufschlagungszeitraum für den Gebläseantriebsmotor 15 um einen Zusatzzeitraum, dessen Länge direkt proportional der Motordrehzahl ist.

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Um den- Gebläseantriebsmotor unbeaufschlagt oder nicht-erregt zu halten, solange die Motortemperatur unter einem vorbestimmten ersten Temperaturwert liegt, und um den Gebläseantriebsmotor 15 so zu beaufschlagen, daß die durchschnittliche zugeführte Antriebsleistung direkt proportional der Motordrehzahl ist bei einer Motortemperatur, die in einem Bereich zwischen dem ersten vorbestimmten Temperaturwert und einem vorbestimmten, höheren zweiten Temperaturwert liegt und um schließlich den Gebläseantriebsmotor 15 bei allen Motordrehzahlen dauernd beaufschlagt oder erregt zu halten, wenn die Motortemperatur höher als der vorbestimmte zweite Temperaturwert ist, arbeitet der nun zu beschreibende Teil der Schaltung oder arbeiten nun die zu beschreibenden Kreise so, daß der Oszillator 25 bei Motortemperaturen unter einem vorbestimmten ersten Temperaturwert, der bei der praktischen Ausführung in der Größenordnung von 8O°C (etwa 18O°F) liegt, so, daß der Oszillator 25 gesperrt wird, daß der Komparator 60 bei Motortemperaturen in einem Bereich zwischen dem vorbestimmten ersten Temperaturwert und dem vorbestimmten, höheren zweiten Temperaturwert, der bei der praktischen Ausführung in der Größenordnung von 12O°C (etwa 245°F) liegt, freigegeben wird, und daß die Wirksamkeit des Oszillators 25 und des Komparators 60 bei Motortemperaturen höher als der vorbestimmte zweite Temperaturwert "überfahren" oder nicht beachtet werden.

In Reihe sind zwischen einer Zuführungsleitung 12 für positive Spannung und einem Masse- oder Bezugsspannungspunkt 2 ein Widerstand 67 und ein NTC-Thermistor 68 in Reihe geschaltet, wobei der Thermistor 68 so an dem Motor 4 angebracht ist, daß er die Motortemperatur erfaßt. Da der Thermistor 68 vom NTc-Typ ist, d.h. einen negativen Temperaturkoeffizienten besitzt, nimmt sein Widerstandswert ab bei steigender Temperatur des Motors 4 bzw. zu bei fallender Motortemperatur. Es ergibt sich also bei den unterschiedlichen Motortemperaturen ein Motortemperatursignal mit einem Spannungspegel, der ein Anzeichen für die Motortemperatur ist; dieses Motortemperatursignal erscheint an der Verbindungs-

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stelle 65 zwischen dem Widerstand 67 und dem Thermistor 68. Das Motortemperatursignal besitzt positive Polarität gegenüber der Bezugs- oder Massenspannung am Punkt 2. Zwischen dem Massen- oder Bezugspunkt 2 und der gleichen positiven Zuführungsleitung 12 ist ebenfalls in Reihe ein Spannungsteiler geschaltet, der aus den in Reihe angeordneten Widerständen 71, 72, 73 und 74 besteht. Die Verbindungsstelle 65 zwischen dem Widerstand 67 und dem Thermistor 68 ist mit den Minus-(-)-Eingangsklemmen von Komparatoren 81 und 82 sowie mit der Plus-(+)-Eingangsklemme eines !Comparators 83 verbunden, so daß das Motortemperatursignal als ein Eingangssignal für diese Komparatoren dient. Die Verbindungsstelle 7 5 zwischen den in Reihe liegenden Widerständen 71 und 72 ist mit der Plus-(+)-Eingangsklemme des Komparators 81 verbunden, die Verbindungsstelle 76 zwischen den in Reihe liegenden Widerständen 72 und 73 mit der Plus-(+)-Eingangsklemme des Komparators 82 und die Verbindungsstelle 77 zwischen den in Reihe liegenden Widerständen 73 und mit der Minus-(-)-Eingangsklemme des Komparators 83 verbunden. Der Widerstandswert der in Reihe liegenden Widerstände 71, 72, 73 und 74 ist so im Verhältnis zueinander ausgelegt, daß der Spannungspegel an der Verbindungsstelle 75 im wesentlichen gleich dem des Motortemperatursignals bei einer Motortemperatur des vorbestimmten ersten Wertes, d.h. einer Temperatur in der Größenordnung von 80°C (180⁰F) in der tatsächlichen Ausführung ist, daß der Spannungspegel an der Verbindungsstelle

76 im wesentlichen gleich dem des Motortemperatursignals bei einer Motortemperatur eines vorbestimmten dritten Zwischenwertes in der Größenordnung von 105⁰C (220⁰F) in der tatsächlichen Ausführung und der Spannungspegel an der Verbindungsstelle

77 im wesentlichen gleich dem des Motortemperatürsignals bei einer Motortemperatur des vorbestimmten höheren, zweiten Temperaturwertes in der Größenordnung von 120°C (etwa 245°F) in der tatsächlichen Ausfuhrung is^jeweüs bezogen auf das Massen- oder Referenzpotential am Punkt 2.

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Bei Motortemperaturen unter dem vorbestimmten ersten Temperaturwert ist der Spannungspegel des Motortemperatursignals an der Verbindungsstelle 65 höher als jedes der Signale an den Verbindungsstellen 75, 76 und 77. Da der Spannungspegel des an den Minus-(-)-Eingangsklemmen der beiden Komparatoren 81 und 82 anliegenden Motortemperatursignals bei diesen Temperaturen höher als der der jeweiligen an den Verbindungsstellen 75 und 76 anliegenden Signale ist, die jeweils an der Plus-(+)-Eingangsklemme der Komparatoren 81 bzw. 82 anliegen, sind die NPN-Ausgangstransistoren dieser beiden Komparatoren leitend und die Ausgangsklemmen dieser beiden Komparatoren liegen im wesentlichen auf Massenpotential/ während der Potentialpegel des an der Plus-(+)-Eingangsklemme des Komparators 83 anliegenden Signals höher als der des an der Minus-(-)-Eingangsklemme dieses Komparators 83 anliegende Signal an der Verbindungsstelle 77 ist_/WOdurch der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 83 sperrt. Damit ist die nicht durch einen Hochzieh-Widerstand mit einer positiven Potentialquelle verbundene Ausgangsklemme des Komparators 83 frei oder auf schwimmendem Potential.

Bei Motortemperaturen unter dem vorbestimmten ersten Temperaturwert sind die Kühlanforderungen des Motors so beschaffen, daß keine Gebläsekühlung erforderlich ist, und es ist deshalb notwendig, daß der Oszillator 25 und der Komparator 60 bei diesen Motortemperaturen gesperrt sind. Das im wesentlichen auf Massenpotential liegende Spannungssignal an der Ausgangsklemme des Komparators 82 wird über die Leitung 62 an die Minus-(-)-Eingangsklemme des Komparators 60 angelegt und läßt den NPN-Ausgangstransistor dieses Komparators 60 gesperrt sein, so daß auch hier an der Ausgangsklemme ein offener Kreis vorliegt, während das im wesentlichen auf Massepotential liegende Signal an der Ausgangsklemme des Komparators 81 den Oszillator 25 bei Temperaturwerten sperrt, die unter dem ersten Temperaturwert liegen, wie nachfolgend erklärt wird. Da die Ausgangsklemme des Komparators 81 im wesentlichen auf Massepotential liegt und über den

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Widerstand 84 mit der Verbindungsstelle 63 verbunden ist, wird verhindert, daß der Kondensator 32 sich auf einen Spannungspegel auflädt, der gleich dem des Referenzspannungssignals E₀₁ an der Verbindungsstelle 30 ist, um den Komparator 26 so zu triggern, daß dessen NPN-Ausgangstransistor leitfähig wird und die Ausgangsklemme des Komparators 26 im wesentlichen auf Massenpotential liegt. Deshalb bleibt der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 26 gesperrt und die Ausgangsklemme des Komparators 26 bleibt im wesentlichen auf Versorgungsspannung. Demzufolge bleibt der Oszillator 25 gesperrt und der bereits beschriebene Stromweg für den Emitter-Basis-Steuerstrom für den PNP-Steuertransistor 35 über den leitenden-NPN-Ausgangstransistor des Komparators 26 bleibt unterbrochen, so daß der PNP-Steuertransistor 35 gesperrt bleibt. Da die NPN-Ausgangstransistoren der jeweiligen Komparatoren 60 und gleichzeitig gesperrt sind, unterbricht auch die an den Ausgangsklemmen dieser Komparatoren vorhandene freie Spannung den Kreis für den Emitter-Basis-Steuerstrom zum PNP-Steuertransistor 35. Demzufolge bleibt der PNP-Steuertransistor 35 zu diesem Zeitpunkt gesperrt. Bei gesperrtem PNP-Steuertransistor 35 ist auch der NPN-Schalttransistor 20 gesperrt und der Erreger- bzw. Beaufschlagungskreis für den Gebläseantriebsmotor 15 bleibt unterbrochen. Demnach bewirkt bei Motortemperaturen·, die geringer als ein vorbestimmter erster Temperaturwert in der Größenordnung von 80°C (etwa 180°F) in der tatsächlichen Ausführung sind, der Komparator 81 ein Sperren des Oszillators 25 und der Gebläseantriebsmotor 15 wird deswegen bei Motortemperaturen, die unter einem vorbestimmten ersten Temperaturwert liegen, nicht beaufschlagt oder erregt.

Bei Temperaturen, die höher sind als der vorbestimmte höhere, zweite Temperaturwert, ist der Spannungspegel des Motortemperatursignals an der Verbindungsstelle 65 kleiner als der der

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Signale an den Verbindungsstellen 75, 76 bzw. 77. Da der Spannungspegel des an den Minus-(-)-Eingangsklemmen der Komparatoren 81 und 82 anliegenden Motortemperatursignals geringer ist als die jeweils an den Plus-(+)-Eingangsklem-

men der Komparatoren 81 und 82 anliegenden Signale von den Verbindungsstellen 75 bzw. 76_X bleiben die NPN-Ausgangstransistoren dieser beiden Komparatoren gesperrt, und, da der Spannungspegel des an die Plus-(+)-Eingangsklemme des Komparators 83 angelegten Motortemperatursignals kleiner ist als der des an der Verbindungsstelle 77 vorhandenen, an die Minus-(-)-Eingengsklemme angelegten Signals, wird der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 83 leitend und die Ausgangsklemme des Komparators 83 befindet sich im wesentlichen auf Massepotential. Da die Ausgangsklemme jedes Komparators 81 bzw. 82 nicht über einen Hochzieh-Widerstand mit einer positiv polarisierten Spannungsquelle verbunden ist, sind diese Ausgangsklemmen offen bzw. auf schwimmendem Potential.

Da die Gebläsekühlung für den Motorkühler erforderlich ist bei Motortemperaturwerten, die größer als der vorbestimmte höhere zweite Temperaturwert sind, wie es sich aus den zugehörigen Motorkühlungsanforderungen ergibt, bewirkt der Komparator 83 ein "überfahren" des Oszillators 8.5 und des Komparators 60 bei diesen höhere als den vorbestimmten höheren zweiten Temperaturwert aufweisenden Motortemperaturen in der nun zu erklärenden Weise. Bei freiliegender Spannung an den Ausgangsklemmen der Komparatoren 81 und arbeiten der Oszillator 25 und der Komparator 60 in der bereits vorher erklärten Weise. Da die Ausgangsklemme des Komparators 83 sich im wesentlichen auf Massepotential befindet, ist der Stromkreis für den Emitter-Basis-Steuerstrom für den PNP-Steuertransistor 35 über den leitenden NPN-Ausgangstransistor des Komparators 83 zum Vergleichspunkt- oder Massepotential 2 geschlossen, so daß der PNP-

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Steuertransistor 35 dauernd leitend bleibt. Durch diesen SteuerStromkreis wird die Wirkung des Oszillators 25 und des Komparators 60 "überlaufen". Bei leitendem PNP-Steuertransistor 35 ist auch der NPN-Schalttransistor 20 in der bereits beschriebenen Weise leitend und der Beaufschlagungsoder Erregerkreis für den Gebläseantriebsmotor 15 ist geschlossen oder hergestellt. Demzufolge wird bei Motortemperaturwerten, die höher als der vorbestimmte höhere zweite Temperaturwert, in der praktischen Ausführung in der Größenordnung von 120 C (245°F) , liegender Gebläseantriebsmotor 15 bei allen Motordrehzahlen dauernd eingeschaltet gehalten, da bei diesen höheren Motortemperaturen eine größere Motorkühlungskapazität erforderlich ist. Es ergibt sich aus dieser Beschreibung, daß der Komparator 83 in Abhängigkeit von Motortemperaturwerten, die höher als der vorbestimmte höhere zweite Temperaturwert liegen, ein "Übersteuern" der Auswirkungen des Oszillators 25 und des Komparators 60 bewirkt, um den Gebläseantriebsmotor 15 dauernd bei allen Motordrehzahlen eingeschaltet zu halten.

Bei Motortemperaturen, die zwischen dem ersten vorbestimmten Temperaturwert und dem zweiten, höheren vorbestimmten Temperaturwert liegen, d.h. bei der praktischen Ausführung in der Größenordnung von 80°C (180°F) bzw. 120°C (245°F), ist es erforderlich, die Motortemperatur bei einem vorbestimmten dritten Zwischenwert, in der praktischen Ausführung in der Größenordnung von 105°C (220 F) zu halten. Bei Motortemperaturen zwischen dem vorbestimmten ersten Wert und dem vorbestimmten dritten, d.h. dem Zwischenwert, also bei der praktischen Ausführung im Bereich zwischen 8O°C (180⁰F) und 105OC (22O°F) ist der Spannungspegel des an der Verbindungsstelle 65 vorhandenen Motortemperatursignals geringer als der des an der Verbindungsstelle 75 vorhandenen Signals, jedoch höher als der des .an den Verbindungsstellen 76 und 77 vorhandenen Signals. Da der Spannungspegel des an der Verbindungsstelle

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vorhandenen, an die Plus-(+) -Eingangsklemme des !Comparators 81 angelegten Signals höher als des an die Minus-(-)-Eingangsklemme dieses Komparators angelegten Motortemperatursignals ist, ist der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 81 gesperrt und die Ausgangsklemme des Komparators 81 ist frei oder in ihrem Spannungswert schwimmend. Bei nicht spannungsmäßig festgelegter Ausgangsklemme des Komparators 81 ist der Oszillator 85 zum Betrieb in der vorher erklärten Weise freigegeben. Da der Spannungspegel des an der Plus-(+)-Eingangsklemme des Komparators 83 angelegten Motortemperatursignals höher als der des an der Verbindungsstelle 77 vorhandenen, an die Minus-(-)-Eingangsklemme des Komparators angelegten Signals von der Verbindungsstelle 77 ist, ist der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 83 gesperrt und die Ausgangsklemme dieses Komparators 83 ist spannungsmäßig frei. Da der Spannungspegel des an der Minus-(-)-Eingangsklemme des Komparators 82 angelegten Motortemperatursignals höher als der des an die Plus-(+)-Eingangsklemme dieses Komparators angelegten, von der Verbindungsstelle 76 stammenden Signals ist, ist der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 82 leitend und die Ausgangsklemme dieses Komparators 82 befindet sich im wesentlichen auf Massepotential. Das Massepotential an der Ausgangsklemme des Komparators 82 wird nun über die Leitung 62 zur Minus-(-)-Eingangsklemme des Komparators 60 und über die Leitungen 62 und 59 und den Widerstand 58 zur Verbindungsstelle 50 zwischen dem Widerstand 56 und dem integrierenden Kondensator 55 weitergeleitet und es wird im wesentlichen Massepotential an der Minus-(-)-Eingangsklemme des Komparators 60 gehalten. Demzufolge befindet sich der Komparator 60 in dem Betriebszustand, in dem sein NPN-Ausgangstransistor gesperrt ist. Wie bereits früher beschrieben, ist bei gesperrtem NPN-Ausgangstransistor des Komparators 60 dessen Ausgangsklemme spannungsmäßig nicht festgelegt. Bei fehlender spannungsmäßiger Festlegung an der Ausgangsklemme des Komparators 60 ist der Gebläseantraebsmotor 15_f wie ebenfalls

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bereits beschrieben, mit einem vorbestimmten Antriebsmotor-Einschaltverhältnis beaufschlagt, das durch das Einschaltverhältnis des Oszillators 25 bestimmt ist. Bei Motortemperaturen zwischen dem vorbestimmten dritten Zwischenwert und dem vorbestimmten höheren zweiten Wert, also in dem Bereich zwischen 1O5°C (22O°F) und 12O°C (245°F) bei der tatsächlichen Ausführung, ist der Spannungspegel des an der Verbindungsstelle 65 vorhandenen Motortemperatursignals geringer als der der Signale an den Verbindungsstellen 75 und 76, jedoch höher als der des Signals an der Verbindungsstelle 77. Demzufolge befinden sich die Komparatoren 81 und 83 in den Betriebszuständen, in denen die jeweiligen NPN-Ausgangstransistoren gesperrt und die Ausgangsklemmen spannungsmäßig nicht festgelegt sind. Da der Spannungspegel des an der Verbindungsstelle 76 vorhandenen, an der Minus-(-)-Eingangsklemme des Komparators 82 anliegenden Signals geringer als der des an der Plus-■( + )-Eingangsklemme des Komparators anliegenden Motortemperatursignals ist in dem Motortemperaturbereich zwischen dem vorbestimmten dritten Zwischenwert und dem zweiten Wert, ist der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 82 gesperrt und die Ausgangsklemme des Komparators spannungsmäßig nicht festgelegt. Bei offenem Ausgangskreis an der Ausgangsklemme des Komparators 82 wird der Gebläseantriebsmotor 15 beaufschlagt unter Einwirkung des Oszillators 25, jedoch modifiziert mit dem Motordrehzahlsignal an der Verbindungsstelle 50 in der bereits beschriebenen Weise. Bei Motortemperaturen, die in dem Bereich zwischen dem vorbestimmten ersten und dem vorbestimmten zweiten Temperaturwert liegen, wird deshalb bei jeder Motordrehzahl bei anwachsender Motortemperatur über den vorbestimmten dritten Zwischenwert in der Größenordnung von 1O5°C (22O°F) in der tatsächlichen Ausführung der Gebläseantriebsmotor 15 in einem Gebläseantriebsmotor-Einschaltzyklus beaufschlagt oder erregt, der in der bereits beschriebenen Weise durch die Motordrehzahl bestimmt wird. Bei diesem, durch die Motordrehzahl bestimmten Beaufschlagungs-Einschaltzyklus für den Gebläseantriebsmotor kann die Motor-

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temperatur unter den vorbestimmten dritten Zwischenwert gekühlt werden. Sobald nun die Motortemperatur sich unter den vorbestimmten dritten Zwischentemperaturwert absenkt, steigt das Motortemperatursignal auf einen Spannungspegel größer als der des an der Verbindungsstelle 76 anliegenden Signals an und der Komparator 82 wird in den Betriebszustand getriggert, in dem sein NPN-Ausgangstransistor leitet und die Ausgangsklemme dieses !Comparators 82 wird auf im wesentlichen Massepotential gelegt. Wenn dies der Fall ist, wird in bereits beschriebener Weise der Komparator 60 gesperrt und demzufolge wird der Einschaltzyklus der Beaufschlagung des Gebläseantriebsmotors 15 dann in der beschriebenen Weise durch den Einschaltzyklus des Oszillators 25 bestimmt. Falls dieser Beaufschlagungs-Einschaltzyklus für den Gebläseantriebsmotor nicht ausreicht, um die Motortemperatur unterhalb des vorbestimmten dritten Zwischenwertes zu halten, verringert sich bei dem Ansteigen des Motortemperaturwertes über den vorbestimmten dritten Zwischenwert das Motortemperatursignal auf einen Spannungspegel, der geringer als der des an der Verbindungsstelle 76 vorhandenen Signals ist und die Komparatorschaltung wird in den Betriebszustand getriggert, in welchem der NPN-Ausgangstransistor des Komparators 82 gesperrt wird und die Ausgangsklemme des Komparators spannungsmäßig nicht festgelegt ist. Dadurch wird wiederum der Einschaltzyklus der Beaufschlagung des Gebläseantriebsmotors 15 in der beschriebenen Weise entsprechend der Motordrehzahl gedehnt oder verlängert. Es ergibt sich also durch den Betrieb des Komparators 82 eine Modulierung des Motortemperaturwertes um den vorbestimmten dritten Zwischenwert.

Es ergibt sich aus dieser Beschreibung, daß (1) bei Motortemperaturwerten unterhalb dem ersten vorbestimmten Temperaturwert der Komparator 81 ein Sperren des Oszillators 25 so bewirkt, daß der Gebläseantriebsmotor 15 dauernd nicht-eingeschaltet bleibt.

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(2) bei Motortemperaturwerten, die über dem vorbestimmten zweiten höheren Temperaturwert liegen, der Komparator 83 die Steuerwirkung des Oszillators 25 und des Komparators 60 "überläuft" und den Gebläseantriebsmotor 15 bei allen Motordrehzahlen kontinuierlich beaufschlagt hält, und

(3) bei Motortemperaturen in dem Bereich zwischen dem vorbestimmten ersten und dem vorbestimmten zweiten Wert der Oszillator 25, der Komparator 60 und der Komparator 82 jeweils in Abhängigkeit vom Motordrehzahlsignal an der Verbindungsstelle 50 den Einschaltzyklus oder die relative Einschaltdauer der Beaufschlagung des Gebläseantriebsmotors 15 in einem der Motordrehzahl direkt proportionalen Ausmaß dehnen innerhalb eines ausgewählten Motordrehzahlbereiches, wodurch die dem Gebläseantriebsmotor durchschnittlich zugeführte Leistung direkt proportional der Motordrehzahl ist, während sich der Motortemperaturwert in dem Bereich zwischen den vorbestimmten ersten und zweiten Temperaturwerten befindet und der Motor in dem ausgewählten Drehzahlbereich arbeitet.

Dazu bewirkt das erfindungsgemäße System noch, daß eine ansteigende Versorgungsspannung dem Gebläseantriebsmotor 15 in einem ausgewählten Motordrehzahlbereich zugeführt wird entsprechend der Darstellung in Fig. 4. Das bedeutet, daß in dem ausgewählten Drehzahlbereich die Versorgungsspannung so begrenzt wird, daß die dem Gebläseantriebsmotor 15 zugeführte Leistung innerhalb des von dem durch den Verbrennungsmotor angetriebenen dynamoelektrischen Generator verfügbaren Leistungsbereichs bleibt.

Die Sättigungsspannung des NPN-Schalttransistors 20 wird über eine Leitung 85 und einen Widerstand 86 der Minus-(-)-Eingangsklemme des Komparators 80 zugeführt, während

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ein Sättigungsspannungs-Vergleichssignal mit vorgewähltem Spannungswert an einer Verbindungsstelle 87 zwischen in Reihe zwischen einer positiven Zuführungsleitung 13 und dem Massepotential 2 geschalteten Widerständen 88 und 89 über die Leitung 9O zur Plus-(+)-Eingangsklemme des Komparator s 8O geführt wird. Falls die Sättigungsspannung des NPN-Schalttransistors 20 die Sättigungs-Vergleichsspannung an der Verbindungsstelle 87 übersteigt, wird der Komparator 80 so getriggert, daß sein NPN-Ausgangstransistor leitet und die Ausgangsklemme des Komparators 80 sich im wesentlichen auf Massepotential befindet. Da die Verbindungsstelle 75 zwischen den in Reihe liegenden Widerständen 71 und 72 über die Leitung 91 und den Widerstand 92 mit der Ausgangsklemme des Komparators 80 verbunden ist, gehen bei zu hoher Sättigungsspannung des NPN-Schalttransistors 20 die Spannungspegel der Signale an den Verbindungsstellen 75, 76 und 77 im wesentlichen auf Massepotential. Wenn im wesentlichen Massepotential an der Verbindungsstelle 75 vorhanden ist, wird der Komparator 81 so getriggert, daß sein NPN-Ausgangstransistor leitend ist und die Ausgangsklemme dieses Komparators 81 im wesentlichen auf Massepotential liegt, wodurch wieder der Oszillator 25 in bereits beschriebener Weise gesperrt wird. Wenn an der Verbindungsstelle im wesentlichen Massepotential vorhanden ist, wird der Komparator 82 in den Betriebszustand getriggert, in welchem sein NPN-Ausgangstransistor leitet und die Ausgangsklemme des Komparators 82 im wesentlichen auf Massepotential liegt, wodurch wieder der Betrieb des Komparators 60 in bereits beschriebener Weise gesperrt wird. Wenn im wesentlichen Massepotential an der Verbindungsstelle 77 vorhanden ist, wird der Komparator 83 in den Zustand getriggert, in dem sein NPN-Ausgangstransistor gesperrt ist und seine Ausgangsklemme spannungsmäßig nicht festgelegt ist, so daß der Stromweg für den Emitter-Basis-Steuerstrom des PNP-Steuertransistors 35 unterbrochen und der Gebläseantriebs-

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motor'15 nicht beaufschlagt gehalten wird.

Der Kondensator 95 ist ein Filterkondensator für das Ausgangssignal des Komparators 80, der Kondensator 96 filtert Spannungsspitzen vom Komparator 80 weg, der Widerstand 97 ergibt eine Hysterese für den Komparator 81 und die Diode 98 wirkt als Blockier- oder Sperrdiode, während der Kondensator 99 wieder ein Filter darstellt. Die Diode 100 ist eine Steuer- oder Lenkdiode für den Komparator 80.

Damit wird also der elektrische Antriebsmotor für ein Kühlergebläse eines Verbrennungsmotors, welches durch die Ausgangsspannung eines durch den Verbrennungsmotor angetirebenen dynamoelektrischen Generators beaufschlagt wird, so mit Betriebsspannung versorgt, daß die durchschnittliche Antriebsmotorleistung direkt proportional der Verbrennungsmotor-Drehzahl ist, solange die Motortemperatur in einem Bereich zwischen einem vorbestimmten ersten Temperaturwert und einem vorbestimmten höheren, zweiten Temperaturwert ist und der Verbrennungsmotor in einem ausgewählten Drehzahlbereich arbeitet.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

f 1 . j Steuerschaltung für den Antriebsmotor eines Kühlergebläses ^-—^ für eine Verbrennungs-Kraftmaschine zur Verwendung mit einem Gleichstrom-Erzeugungssystem, das einen durch die Verbrennungskraftmaschine angetriebenen dynamoelektrischen
Generator enthält, zur Erzielung einer Antriebsmotorbeaufschlagung· derart , daß die durchschnittlich zugelieferte
Antriebsmotorleistung direkt proportional zur Kraftmaschinendrehzahl ist, solange die Kraftmaschinentemperatur sich in einem Bereich zwischen einem vorbestimmten ersten Temperaturwert und einem vorbestimmten zweiten, höheren Temperaturwert befindet und die Verbrennungskraftmaschine in einem ausgewählten Drehzahlbereich arbeitet, dadurch gekennzeichnet , daß in der Steuerschaltung eine Einrichtung (25) vorgesehen ist, die ein periodisches Erregen und Entregen des Antriebsmotors (15) mit einer vorbestimmten

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MANlTZ FINSTERWALD HEYN MORGAN ■ 0000 MÖNCHEN 22 ROBERT-KOCH-STRASSE1 TEL. (OM) 22 4211 TELEX 05-M 672 PATMF

ORIGINAL INSPECTED

Frequenz und in solcher Weise bewirkt, daß das Verhältnis der Erregungsdauer zur Entregungsdauer einen vorbestimmten Antriebsmotor-Einschaltzyklus ergibt, daß eine Einrichtung (53, 54, 55) zur Erzeugung eines Signals mit direkt zur Antriebsmaschinendrehzahl proportionaler Größe vorgesehen ist und daß eine von diesem Signal abhängige Einrichtung (60) vorgesehen ist, die, solange die Antriebsmaschinentemperatur sich in dem Bereich zwischen dem vorbestimmten ersten und dem zweiten Temperaturwert befindet, das Antriebsmotor-Einschaltverhältnis um einen innerhalb eines ausgewählten Antriebsmaschinen-Drehzahlbereiches der Drehzahl direkt proportionalen Betrag erhöht.
2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (81, 25) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von Antriebsmaschinen-Temperaturen, die geringer als der vorbestimmte erste Temperaturwert sind, die Einrich- . tung zur Bewirkung der periodischen Herstellung und Unterbrechung des Erregungskreises sperrt , wodurch der Antriebsmotor im ausgeschalteten Zustand gehalten ist, und daß eine Einrichtung (83, 25, 60) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von Antriebsmaschinentemperaturen, die größer als der vorbestimmte zweite Wert sind, die Auswirkung der Einrichtung zum Bewirken der periodischen Herstellung und Unterbrechung des Beaufschlagungskreises und der Einrichtung zum Erhöhen des Erregungs-Einschaltverhältnisses für den Antriebsmotor so überspielen, daß der Antriebsmotor kontinuierlich bei allen Antriebsmaschinen-Drehzahlen eingeschaltet ist.
3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennnzeichnet, daß ein Erregungskreis (16, 17, 18, 9, 20) vorgesehen ist, durch den der Gebläseantriebsmotor durch die Ausgangsspannung des dynamoelektrischen Generators erregt werden kann, daß eine Oszillatorschaltung (2 5) vorgesehen ist, die die periodische Herstellung und Unterbrechung des Erregungskreises mit einer vorbestimmten Frequenz und in sol-

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eher Weise bewirkt, daß das Einschaltverhältnis der Erregungsschaltung ein vorbestimmtes Einschaltverhältnis der Antriebsmotorerregung ergibt, daß eine Komparatorschaltung (82, 60) vorgesehen ist, die, solange die Antriebsmaschinentemperatur sich in dem Bereich zwischen den vorbestimmten ersten und zweiten Temperaturwerten befindet, in Abhängigkeit von dem Spannungssignal die Oszillatorschaltung so überspielt, daß das Antriebsmotor-Erregungs-Einschaltverhältnis um einen direkt der Antriebsmaschinendrehzahl proportionalen Betrag in einem ausgewählten Antriebsmaschinen-Drehzahlbereich erhöht wird, wodurch die durchschnittliche dem Antriebsmotor zugeführte Leistung direkt proportional der Antriebsmaschinendrehzahl ist, solange die Antriebsmaschinentemperatur sich in dem Bereich zwischen den vorbestimmten ersten und zweiten Temperaturwerten befindet und die Antriebsmaschine in dem ausgewählten Drehzahlbereich arbeitet, daß eine Einrichtung (81) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von unter dem vorbestimmten ersten Temperaturwert liegenden Antriebsmaschinentemperaturen die Oszillatorschaltung (25) sperrt, wodurch der Antriebsmotor ausgeschaltet gehalten wird, und daß eine Einrichtung (83) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von Antriebsmaschxnentemperaturen über dem vorbestimmten zweiten Wert ein Überspielen der Auswirkung der Oszillatorschaltung (25) und der Komparatorschaltung (60) derart bewirkt, daß der Antriebsmotor bei allen Antriebsmaschinendrehzahlen kontinuierlich eingeschaltet gehalten ist.

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