DE4333591A1 - Steuergerät zum bedarfsgerechten Ein- und Ausschalten des elektrischen Antriebsmotors, insbesondere eines Luftkompressors - Google Patents

Steuergerät zum bedarfsgerechten Ein- und Ausschalten des elektrischen Antriebsmotors, insbesondere eines Luftkompressors

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/10Other safety measures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H6/00Emergency protective circuit arrangements responsive to undesired changes from normal non-electric working conditions using simulators of the apparatus being protected, e.g. using thermal images
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2500/00Indexing codes relating to the regulated action or device
    • B60G2500/20Spring action or springs
    • B60G2500/205Air-compressor operation

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Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät zum bedarfsgerech­ ten Ein- und Ausschalten des elektrischen Antriebsmotors insbesondere eines Luftkompressors, dessen thermische Be­ lastung entsprechend einer Belastungskennlinie durch das Verhältnis von Einschaltzeit zur Summe von Einschaltzeit und Ausschaltzeit bestimmt ist.
Ein derartiges Steuergerät wird beispielsweise zur Steue­ rung des Luftkompressors einer Kraftfahrzeug-Luftfederung verwendet. Bei diesem firmenintern bekannten Steuergerät wird der Antriebsmotor des Luftkompressors bei extremer Belastung mit Hilfe eines Thermoschalters abgeschaltet. Dies hat den Nachteil, daß das Steuergerät keine Informa­ tion erhält, ob der Antriebsmotor des Luftkompressors beispielsweise wegen Überhitzung oder wegen eines etwai­ gen Kabeldefekts von der Spannungsversorgung abgetrennt wurde. Darüber hinaus ist der beim Antriebsmotor des be­ kannten Luftkompressors verwendete Thermoschalter als Überlastschutz relativ teuer.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Steuergerät ein­ gangs genannter Art zu schaffen, durch das entweder durch Einsparung des Thermoschalters Kosten gespart werden kön­ nen bzw. durch das aufgrund einer zweiten Abschaltmög­ lichkeit des Antriebsmotors bei Überlastung durch das Steuergerät selbst eine höhere Redundanz erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Bestimmung der für die thermische Belastung relevan­ ten Gesamteinschaltzeit Differenzwerte summiert werden, die aus den Einzel-Einschaltzeiten abzüglich der den je­ weils nachfolgenden Ausschaltzeiten gemäß der Belastungs­ kennlinie entsprechenden Einschaltzeitäquivalente gebil­ det werden, und daß der Antriebsmotor eine vorgebbare Zeit abgeschaltet wird, wenn die relevante Gesamtein­ schaltzeit einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
Wenn der Antriebsmotor nach einer längeren Stillstands­ zeit eingeschaltet wird, so wird dessen Einschaltzeit re­ gistriert. Mit Hilfe der Belastungskennlinie, die das je­ weilige Verhältnis von Einschaltzeit zur Summe von Ein­ schaltzeit und Ausschaltzeit wiedergibt, kann die zugehö­ rige, erforderliche Ausschaltzeit bestimmt werden. Über­ schreitet die tatsächliche Pausenzeit die auf vorstehende Weise bestimmte Ausschaltzeit, so wird die für die ther­ mische Belastung relevante Gesamteinschaltzeit auf null zurückgesetzt. Bei Nichteinhalten der erforderlichen Aus­ schaltzeit, d. h. wenn der Antriebsmotor vor Erreichen der durch die vorangegangene Einschaltzeit bestimmten Ausschaltzeit erneut betrieben wird bzw. wenn das Steuer­ gerät durch Abstellen des Fahrzeuges ausgeschaltet wird, wird jeweils aus der Summe der Einschaltzeiten die Ge­ samtausschaltzeit errechnet. Wenn die relevante Ge­ samteinschaltzeit einen vorgegebenen Grenzwert über­ schreitet, dann wird der Antriebsmotor zum Schutz vor thermischer Überlastung eine vorgebbare Zeit abge­ schaltet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispieles näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine elektrische Schaltanordnung zur Steuerung des Antriebsmotors eines Luftkompressors und
Fig. 2 ein die Belastungskennlinie des Antriebsmotors des Luftkompressors von Fig. 1 wiedergebendes Diagramm.
Bei der in Fig. 1 dargestellten elektrischen Schaltanord­ nung zur Steuerung des elektrischen Antriebsmotors 1 des Luftkompressors 2 ist ein elektronisches Steuergerät 3 vorgesehen, das über einen Relaissteuerkreis 4 das Schaltrelais 5 steuert. Durch das Schaltrelais 5 kann über die Leitungen 6 Spannung an den Antriebsmotor 1 des Luftkompressors 2 gelegt werden. Auf diese Weise ist es möglich, daß das Steuergerät 3 den Antriebsmotor 1 des Luftkompressors 2 für vorgebbare Einschaltzeiten ein­ schaltet und dann wieder für eine vorgebbare Zeit aus­ schaltet.
Um zu verhindern, daß der Antriebsmotor 1 überlastet wird, ist diesem ein Thermoschalter 7 zugeordnet, der bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur des Antriebs­ motors 1 den Relaissteuerkreis 4 des Schaltrelais 5 un­ terbricht und damit unabhängig von der Ansteuerung durch das Steuergerät 3 den Antriebsmotor 1 des Luftkompressors 2 abschaltet. Diese bisher beschriebene Art der Ansteue­ rung und der Abschaltung des Antriebsmotors 1 des Luftkompressors 2 durch den Thermoschalter 7 entspricht dem bereits bekannten Stand der Technik.
Das erfindungsgemäße Steuergerät unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik dadurch, daß auch die Abschaltung des Antriebsmotors 1 des Luft­ kompressors 2 bei Gefahr der Überhitzung durch das Steu­ ergerät 3 selbst erfolgt. In diesem Falle kann dann der Thermoschalter 7 eingespart werden oder, wenn dies er­ wünscht ist, als redundantes Mittel zur Abschaltung des Antriebsmotors 1 des Luftkompressors 2 bei Überhitzung beibehalten werden.
Im folgenden soll anhand des in Fig. 2 dargestellen Dia­ grammes die erfindungsgemäße Abschaltung des Antriebsmo­ tors 1 des Luftkompressors 2 durch das Steuergerät 3 nä­ her erläutert werden.
In dem Diagramm von Fig. 2 ist die Belastungskennlinie 8 des Antriebsmotors 1 des Luftkompressors 2 von Fig. 1 dargestellt. Diese Belastungskennlinie 8 ist durch das Verhältnis von Einschaltzeit tE zur Summe von Einschalt­ zeit tE und Ausschalt- oder Pausenzeit tp bestimmt. Wird der auf Umgebungstemperatur abgekühlte Antriebsmotor erstmalig für eine Zeit tE1 eingeschaltet, so ergibt sich entsprechend der Belastungskennlinie 8 eine Gesamtaus­ schalt- oder Gesamtpausenzeit tp1 die zur vollständigen Abkühlung des Antriebsmotors auf Umgebungstemperatur benötigt werden würde. Wenn jedoch der Antriebsmotor nach Ablauf der Pausenzeit Δ tp für eine Zeitspanne Δ tE wieder eingeschaltet wird, so ergibt sich eine für die thermische Belastung des Antriebsmotors relevante Gesamt­ einschaltzeit von tE2. Dieser Gesamteinschaltzeit tE2 entspricht gemäß der Belastungskennlinie 8 eine Gesamt­ ausschalt- oder Gesamtpausenzeit tp2. Diese Zeit würde benötigt werden, wenn der Antriebsmotor sich wieder auf die Umgebungstemperatur abkühlen soll. Wie dem Diagramm von Fig. 2 zu entnehmen ist, wird die relevante Gesamt­ einschaltzeit tE2 durch Summation von Differenzwerten tE,Rest und Δ tE gebildet, die aus den Einzel-Einschalt­ zeiten tE1 und Δ tE abzüglich der den jeweils nachfol­ genden Ausschaltzeiten Δ tp gemäß der Belastungskennlinie 8 entsprechenden Einschaltzeitäquivalente tE1 - tE,Rest gebildet werden.
Wenn die relevante Gesamteinschaltzeit die maximal zuläs­ sige Gesamteinschaltzeit tE,MAX überschreitet, dann wird der Antriebsmotor 1 des Luftkompressors 2 (siehe Fig. 1) eine vorgebbare Zeit abgeschaltet. Es kann damit der bis­ her zur Abschaltung des Antriebsmotors 1 bei Überlast verwendete Thermoschalter 7 (Fig. 1) eingespart werden.

Claims (1)

  1. Steuergerät zum bedarfsgerechten Ein- und Ausschalten des elektrischen Antriebsmotors insbesondere eines Luftkom­ pressors, dessen thermische Belastung entsprechend einer Belastungskennlinie durch das Verhältnis von Einschalt­ zeit zur Summe von Einschaltzeit und Ausschaltzeit be­ stimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der für die thermische Belastung relevanten Gesamteinschaltzeit Dif­ ferenzwerte summiert werden, die aus den Einzel-Ein­ schaltzeiten abzüglich der den jeweils nachfolgenden Aus­ schaltzeiten gemäß der Belastungskennlinie (8) entspre­ chenden Einschaltzeitäquivalente gebildet werden, und daß der Antriebsmotor (1) eine vorgebbare Zeit abgeschaltet wird, wenn die relevante Gesamteinschaltzeit einen vorge­ gebenen Grenzwert überschreitet.
DE19934333591 1993-10-01 1993-10-01 Steuergerät zum bedarfsgerechten Ein- und Ausschalten des elektrischen Antriebsmotors, insbesondere eines Luftkompressors Withdrawn DE4333591A1 (de)

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