DE4221950A1 - Schaltungsanordnung für die Motorsteuerung eines Kühlerlüfters - Google Patents

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Bordnetze für Kraft­ fahrzeuge und ist bei der schaltungstechnischen Zuordnung von elektrischen Bauteilen anzuwenden, die zur elektrischen Steuerung des Kühlerlüftermotors eines wassergekühlten Kraftfahrzeugmotors vorgesehen sind.

Die Steuerung des Kühlerlüftermotors eines wassergekühlten Kraftfahrzeugmotors erfolgt in bekannter Weise in Abhängig­ keit von der Temperatur des Kühlwassers, welches mittels einer elektrisch angetriebenen Wasserpumpe in Umlauf ge­ halten wird. Die Steuerung der Drehzahl des Kühlerlüfter­ motors erfolgt dabei in Abhängigkeit von Kühlwassertempera­ turen am Motor sowie am Ein- und Auslauf des Kühlers. Falls das Kraftfahrzeug zusätzlich eine Klimaanlage aufweist, wird auch der Druck des Kältemittels am Ein- und Ausgang des Kompressors der Klimaanlage zur Steuerung des Kühler­ lüftermotores herangezogen. Weiterhin sind ein 0°C-Tempera­ turfühler in der Klimaanlage und eine dem Kompressor der Klimaanlage zugeordnete Magnetkupplung vorgesehen. Die verschiedenen elektrischen Bauteile, zu denen auch das Steuergerät für den Kühlerlüftermotor, das Motorsteuerge­ rät (u. a. für Zündstromimpulse und Einspritzventile), eine dem Motorraum zugeordnete erste Zentralelektrikbox und eine dem übrigen Bereich des Kraftfahrzeuges zugeordnete zweite Zentralelektrikbox (mit Relaissicherungen und Leitungsver­ bindungen) und die Batterie gehören, sind untereinander durch eine elektrische Verkabelung verbunden, die in Form eines oder mehrerer Kabelbäume vorgefertigt sein kann (EP 0 130 845 und EP 0 240 453).

Ausgehend von einer Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 liegt der Erfin­ dung die Aufgabe zugrunde, die Schaltungsanordnung so zu treffen, daß ein möglichst geringer Verkabelungsaufwand mit möglichst wenig Verbindungs- bzw. Spleißstellen erzielt wird. Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Sensoren einseitig an "Masse" gelegt sind und daß die von den Sensoren gesteuerten, in dem Steuergerät und in der ersten Zentralelektrikbox angeord­ neten Ansteuerstromkreise der Schalter (Relaisspulen) einseitig an "Plus" gelegt und gegen "Masse" schaltbar sind. Für den Fall, daß die Schaltungsanordnung als zu­ sätzliche Bauteile eine Klimaanlage mit einem Klima­ steuergerät und mit einer dem Kompressor der Klimaanlage zugeordneten Magnetkupplung aufweist, ist weiterhin vorge­ sehen, daß der 0°C-Temperaturfühler der Klimaanlage, der dann ebenfalls einseitig an "Masse" gelegt ist, über die zweite Zentralelektrikbox mit der ersten Zentralelektrik­ box verbunden ist und daß die Sensoren zur Erfassung des Druckes im Kältemittelkreislauf des Kompressors ebenfalls einseitig an "Masse" gelegt sind.

Bei einer derartigen Zuordnung der Sensor- und Relais-An­ schlüsse zu den beiden Polen der Stromversorgung erübrigen sich bisher übliche Querverbindungen zur Herstellung lo­ gischer Verknüpfungen sowie die Verwendung von Sicherungen in höher belasteten, für denselben Zweck (z. B. Ansteuerung der Stufe 1 des Lüfters bei vorhandener Klimaanlage) alter­ nativ verwendeten Strompfaden. Dies hat zur Folge, daß im Zuge der Verkabelung für die Kühlerlüftersteuerung erheb­ lich weniger Spleißstellen erforderlich sind und demzu­ folge der Aufbau des zugehörigen Kabelsatzes einfacher als bisher gestaltet ist. Für den Fall, daß für die Steuerung des Kühlerlüfters zusätzlich das Vorhandensein einer Klima­ anlage zu berücksichtigen ist, bedingt dies lediglich Än­ derungen in der Ausstattung der ersten Zentralelektrikbox und bei den Verbindungen dieses Bauteiles mit den Bautei­ len der Klimaanlage, nicht jedoch in der Ausstattung des Kühlerlüftersteuergerätes. Demzufolge ist die Ausstattung des Kühlerlüftersteuergerätes nicht mehr von Ausstattungs­ varianten des Fahrzeuges abhängig.

Ausführungsbeispiele der neuen Schaltungsanordnung sind in den Fig. 1 bis 5 dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 schematisch eine räumliche Zuordnung der mecha­ nischen und elektrischen Bauteile einer Kühlerlüf­ tersteuerung für ein Kraftfahrzeug, das mit einer Klimaanlage versehen ist.

Fig. 2 zeigt ein Funktionsbild für diese Schaltungsanord­ nung und

Fig. 3 ein Funktionsbild für eine solche Schaltungsanord­ nung ohne die Bauteile einer Klimaanlage.

Fig. 4 zeigt eine Variante zu Fig. 3 und

Fig. 5 einen Schaltplan für die Ansteuerung der Leistungs­ schalter in einem Kühlerlüftersteuergerät.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die räumliche Zuordnung der für die elektrische Steuerung eines Kühler­ lüftermotors vorhandenen bzw. erforderlichen Bauteile, wo­ bei diese Bauteile untereinander durch eine Verkabelung verbunden sind. Die Figur zeigt einen Motorblock 1, dem für den Umlauf des Kühlwassers eine elektrisch betriebene Kühlwasserpumpe 2 zugeordnet ist. Der Kühler für das Kühl­ wasser ist mit 3 bezeichnet, wobei diesem ein Kühlerlüfter­ motor 4 zum Antrieb eines Lüfters 5 zugeordnet ist. Mit dem Motor 1 ist weiterhin eine Magnetkupplung 6 verbunden, über die der nicht näher dargestellte Kompressor einer Klimaanlage mit dem Motor gekoppelt werden kann.

Zur Steuerung und Absicherung der verschiedenen elektrischen Aggregate ist eine dem Motorraum zugeordnete erste Zentral­ elektrikbox 10 vorgesehen, die u. a. Leiterverbindungen, Sicherungen und Relais enthält. Die Zentralelektrikbox 10 ist mit dem Steuergerät 11 zur Steuerung des Kühlerlüfter­ motors 4, dem Steuergerät 12 zur Steuerung des Motors und einer zweiten Zentralelektrikbox, der Basis-Zentralelektrik­ box 13, verbunden. Diese enthält ebenfalls Leiterverbindun­ gen, Sicherungen und Relais, die jedoch für die elektrischen Funktionen im Bereich des Fahrgastraumes benötigt werden. Von der Motor-Zentralelektrikbox 10 erfolgt auch die An­ steuerung der Magnetkupplung 6. Weiterhin ist an dieses Bauteil ein Temperaturfühler 21 angeschlossen, der dem Kühlerwassereintritt am Kühler 3 zugeordnet ist. Das Kühler­ lüftersteuergerät 11 ist mit einem Temperaturfühler 20 am Aus­ gang des Kühlers 3, einem Temperaturfühler 22 am Motor 1 und einem Temperaturfühler 23 verbunden, der die Kühl­ wassertemperatur nach Stillstand des Motors erfaßt.

Sofern das Kraftfahrzeug eine Klimaanlage enthält, sind die hierfür erforderliche Magnetkupplung 6, die Druckfühler 25 und 26 zur Erfassung des Druckes im Kältemittelkreislauf des Kompressors sowie das Klimasteuergerät 14 mit einem speziellen 0°C-Temperaturfühler 24 primär über die Motor- Zentralelektrikbox 10 angeschlossen und von dort über eine Verbindungsleitung mit dem Kühlerlüftersteuergerät 11 ver­ bunden.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung ein Funktions­ schaltbild der verschiedenen elektrischen Bauteile für die Steuerung des Kühlerlüftermotors. Dieses Funktionsschalt­ bild läßt erkennen, daß die Temperaturfühler 20 bis 24 so­ wie die Druckfühler 25 und 26 einseitig an Masse 7 gelegt sind. Die Energieeinspeisung zum Betrieb der Wasserpumpe 2, des Kühlerlüftermotors 4 und der Magnetkupplung 6 er­ folgt vom Pluspol 8 der nicht näher dargestellten Batterie über das Kühlerlüftersteuergerät 11 und gegebenenfalls die Motor-Zentralelektrikbox 10.

Gemäß Fig. 2 ist noch ein Signaleingang 27 vorgesehen, der bei der Herstellung eines Kraftfahrzeuges mit einer einge­ bauten Klimaanlage dazu dient, während der Zeit, in der in das Klimagerät das Kältemittel eingefüllt werden soll, den Klimakompressor am Laufen zu halten. Über diesen Signalein­ gang wird somit die Magnetkupplung 6 betätigt.

Fig. 3 zeigt ein Funktionsschaltbild für den Fall, daß das jeweilige Fahrzeug keine Klimaanlage enthält. Demzu­ folge entfallen die verschiedenen elektrischen Bauteile und die entsprechenden elektrischen Verbindungen.

Fig. 4 zeigt ein gegenüber Fig. 3 vereinfachtes Schalt­ bild, indem der Temperaturfühler 21 nicht über die Motor- Zentralelektrik 10 sondern direkt mit dem Klimalüftersteu­ ergerät 11 verbunden ist. Dadurch ergibt sich eine weitere Vereinfachung der Verkabelung.

Fig. 5 zeigt die Ansteuerschaltung für die im Klimalüfter­ steuergerät 11 vorhandenen Leistungsschalter. Diese Leistungsschalter sind mit dem Bezugszeichen 28 versehen, wobei jeweils ein Leistungsschalter der Wasserpumpe 2 und den Stufen 1 bis 3 des Kühlerlüftermotors 4 zugeordnet ist. Jeder Leistungsschalter bzw. Leistungsverstärker ent­ hält zugleich eine Sicherung.

Die Leistungsverstärker sind einerseits mit dem Pluspol 8 der Batterie verbunden. Die Ansteuerung erfolgt mittels der Signale der Temperatursensoren 20 bis 23 ferner über ein weiteres Temperatursignal, welches gegebenenfalls von dem Klimasteuergerät 14 kommt und beispielsweise aus einer Verknüpfung der Anzeige eines Temperatursensors für den Innenraum des Kraftfahrzeuges mit dem Ausgangssignal des 0°C-Temperatursensors gebildet ist. Weiterhin dient zur An­ steuerung ein an die Klemme 9 angelegtes Signal, welches beim Einschalten der Zündung und beim Startvorgang ansteht. Zur Verarbeitung mehrerer Signale sind jeweils Logikschal­ tungen 15 und 16 vorgesehen. - Die Ansteuerung der Lei­ stungsschalter 28, bei denen es sich um Relais oder Lei­ stungstransistoren handeln kann, erfolgt mit Hilfe negier­ ter Signale, wobei diese Negierung im Kühlerlüftersteuer­ gerät vorgenommen wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 werden einerseits die Signale der Drucksensoren 25 und 26 über die Motor-Zen­ tralelektrikbox 10 und die Basis-Zentralelektrikbox 13 auch an das Klimasteuergerät 14 zur Diagnose des Kontaktzustan­ des der Druckschalter abgegeben. Andererseits gibt das Kli­ masteuergerät 14 über die Basis-Zentralelektrikbox 13 und die Motor-Zentralelektrikbox 10 davon abgeleitete Steuer­ signale für den Kühlerlüftermotor 4, die Magnetkupplung 6 und für die Leistungssteuerung des Motors 1 an das Motor­ steuergerät 12 und das Kühlerlüftersteuergerät 11 ab.

Die vorgesehene schaltungstechnische Zuordnung der ver­ schiedenen Bauteile stellt sicher, daß das Kühlerlüfter­ steuergerät 11 nicht mehr von Ausstattungsvarianten bezüg­ lich einer Klimaanlage abhängig ist, sondern daß die An­ passung an derartige Ausstattungsvarianten allein mittels der Motor-Zentralelektrik 10 erfolgt.

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung für die zur elektrischen Steuerung des Kühlerlüftermotors eines wassergekühlten Kraftfahrzeug­ motors vorgesehenen Bauteile,
bei der der Kühlerlüftermotor und der Wasserpumpenmotor, die Sensoren zur Erfassung der Temperatur des Kühlwassers im Kraftfahrzeugmotor und im Kühler sowie das Steuergerät für den Kühlerlüftermotor, eine dem Motor zugeordnete erste Zentralelektrikbox, das Motorsteuergerät und eine dem übrigen Bereich des Kraftfahrzeuges zugeordnete zweite Zentralelektrikbox untereinander durch eine elektrische Verkabelung verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sensoren (20-26) einseitig an "Masse" (7) gelegt sind und
daß die von den Sensoren gesteuerten, in dem Steuergerät (11) und in der ersten Zentralelektrikbox (10) angeordneten Ansteuerstromkreise der Leistungsschalter (28) einseitig an "Plus" (8) gelegt und gegen "Masse" (7) schaltbar sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als zusätzliche Bauteile eine Klimaanlage mit einem Klimasteuergerät (14) und mit einer dem Kompressor der Klimaanlage zugeordneten Magnetkupplung (6) vorgesehen sind,
wobei der 0°C-Temperaturfühler (24) der Klimaanlage über die zweite Zentralelektrikbox (13) mit der ersten Zentral­ elektrikbox (10) verbunden ist
und die Sensoren (25, 26) zur Erfassung des Druckes im Kompressor-Kreislauf ebenfalls einseitig an "Masse" gelegt sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der ersten Zentralelektrikbox (10) ein zusätzlicher Signaleingang (27) zur externen Ansteuerung der Magnet­ kupplung (6) vorgesehen ist.