DE4333591A1 - Controller for switching the electric drive motor, in particular of an air compressor, on and off to match the demand - Google Patents

Controller for switching the electric drive motor, in particular of an air compressor, on and off to match the demand

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Abstract

In the case of a controller for switching the electric drive motor, in particular of an air compressor, on and off to match the demand, the thermal load on which air compressor is determined in accordance with a load characteristic from the ratio of the switched-on time to the sum of the switched-on and the switched-off time, difference values are added in order to determine the total switched-on time which is relevant for the thermal load, said difference values being formed from the individual switched-on times minus the equivalent switched-on times which correspond to the respectively subsequent switched-off times according to the load characteristic. When the relevant total switched-on time exceeds a predetermined limit value, the drive motor is turned off for a time which can be predetermined, in order to provide protection against overloading and possible destruction.

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.The invention relates to a control device for needs Switching the electric drive motor on and off especially an air compressor, the thermal loading load according to a load characteristic by the Ratio of switch-on time to the sum of switch-on time and switch-off time is determined.

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. Such a control device becomes a tax, for example tion of the air compressor of a motor vehicle air suspension used. In this company-known control unit becomes the drive motor of the air compressor at extreme Load switched off with the help of a thermal switch. This has the disadvantage that the control unit has no information tion receives whether the drive motor of the air compressor for example because of overheating or because of an sthai disconnected from the power supply due to a cable defect has been. In addition, the drive motor of the be Known air compressor used thermal switch as Overload protection relatively expensive.  

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.It is therefore an object of the invention to provide a control unit to create the type mentioned above, either by Saving the thermal switch costs can be saved NEN or due to a second shutdown possibility of the drive motor when overloaded by the Control unit itself a higher redundancy can be achieved can.

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.This object is achieved in that to determine the relevan for the thermal load total switch-on time, differential values are summed, from the individual switch-on times minus the each because of the subsequent switch-off times according to the load characteristic corresponding switch-on time equivalents be det, and that the drive motor is a predetermined Time is turned off when the relevant total switching time exceeds a predetermined limit.

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.If the drive motor after a long standstill time is switched on, its switch-on time becomes right registered. With the help of the load characteristic that ever the ratio of on time to the sum of on switching time and switch-off time, the associated the necessary switch-off time can be determined. About the actual pause time increases to the previous one Way, certain switch-off time is used for the ther mixed load relevant total switch-on time to zero reset. Failure to comply with the required off switching time, d. H. if the drive motor before reaching determined by the previous switch-on time Off time is operated again or when the control device is switched off by parking the vehicle, is the Ge from the sum of the switch-on times total switch-off time calculated. If the relevant Ge total switch-on time a predetermined limit steps, then the drive motor is used to protect against  thermal overload a predetermined time switches.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispieles näher erläutert.The invention based on an embodiment example explained in more detail.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine elektrische Schaltanordnung zur Steuerung des Antriebsmotors eines Luftkompressors und Fig. 1 shows an electrical switching arrangement for controlling the drive motor of an air compressor and

Fig. 2 ein die Belastungskennlinie des Antriebsmotors des Luftkompressors von Fig. 1 wiedergebendes Diagramm. Fig. 2 is a diagram showing the load characteristic of the drive motor of the air compressor of Fig. 1.

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.In the electrical Schaltanord voltage shown in Fig. 1 for controlling the electric drive motor 1 of the air compressor 2 , an electronic control unit 3 is provided which controls the switching relay 5 via a relay control circuit 4 . The switching relay 5 can be used to apply voltage to the drive motor 1 of the air compressor 2 via the lines 6 . In this way, it is possible for the control unit 3 to switch the drive motor 1 of the air compressor 2 on for predefinable switch-on times and then switch it off again for a predefinable time.

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.In order to prevent the drive motor 1 from being overloaded, a thermal switch 7 is assigned to it, which breaks the relay control circuit 4 of the switching relay 5 when a predetermined temperature of the drive motor 1 is exceeded, and thus independently of the control by the control unit 3, the drive motor 1 of the Air compressor 2 switches off. This type of control described so far and the switching off of the drive motor 1 of the air compressor 2 by the thermal switch 7 corresponds to the already known prior art.

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.The control device according to the invention differs from the prior art described above in that the shutdown of the drive motor 1 of the air compressor 2 is carried out by the control device 3 itself when there is a risk of overheating. In this case, the thermal switch 7 can then be saved or, if he wishes, retained as a redundant means for switching off the drive motor 1 of the air compressor 2 in the event of overheating.

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 the following, the shutdown according to the invention of the drive motor 1 of the air compressor 2 by the control unit 3 will be explained in more detail with reference to the diagram shown in FIG. 2.

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.The load characteristic curve 8 of the drive motor 1 of the air compressor 2 of FIG. 1 is shown in the diagram of FIG. 2. This load characteristic curve 8 is determined by the ratio of switch-on time t E to the sum of switch-on time t E and switch-off or break time t p . If the drive motor cooled to ambient temperature is switched on for the first time for a time t E1 , then a total switch-off or total pause time t p1 results according to the load characteristic curve 8 , which would be required to completely cool the drive motor to ambient temperature. However, if the drive motor is switched on again for a period of time Δ t E after the pause time Δ t p, the total switch-on time of t E2 relevant for the thermal load on the drive motor results. This total switch-on time t E2 corresponds to a total switch-off or total pause time t p2 according to the load characteristic 8 . This time would be required if the drive motor was to cool down to the ambient temperature again. As can be seen from the diagram in FIG. 2, the relevant total switch-on time t E2 is formed by summing difference values t E, remainder and Δ t E , which result from the individual switch-on times t E1 and Δ t E minus the respective successions Switch-off times Δ t p are formed in accordance with the switch-on time equivalents t E1 -t E, rest corresponding to the load characteristic curve 8 .

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.If the relevant total switch-on time exceeds the maximum permissible total switch-on time t E, MAX , then the drive motor 1 of the air compressor 2 (see FIG. 1) is switched off for a predeterminable time. The thermal switch 7 ( FIG. 1) used up to now to switch off the drive motor 1 in the event of an overload can thus be saved.

Claims (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.Control unit for switching on and off the electric drive motor, in particular an air compressor, the thermal load of which is determined according to a load characteristic curve by the ratio of switch-on time to the sum of switch-on time and switch-off time, characterized in that for determining the total switch-on time relevant for the thermal load Difference values are summed up, which are formed from the individual switch-on times minus the switch-on time equivalents corresponding to the respective subsequent switch-off times according to the load characteristic ( 8 ), and that the drive motor ( 1 ) is switched off for a predefinable time if the relevant total switch-on time is a predetermined limit is exceeded.
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