EP1805399A1 - Ventilator system for a motor vehicle - Google Patents

Ventilator system for a motor vehicle

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EP1805399A1
EP1805399A1 EP05794800A EP05794800A EP1805399A1 EP 1805399 A1 EP1805399 A1 EP 1805399A1 EP 05794800 A EP05794800 A EP 05794800A EP 05794800 A EP05794800 A EP 05794800A EP 1805399 A1 EP1805399 A1 EP 1805399A1
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EP
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fan
control
motor
vehicle
fan system
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Thomas Bielesch
Martin Harich
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Mahle Behr GmbH and Co KG
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Behr GmbH and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/02—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
    • F01P7/10—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by throttling amount of air flowing through liquid-to-air heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/02—Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
    • F01P5/04—Pump-driving arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2031/00—Fail safe
    • F01P2031/30—Cooling after the engine is stopped

Abstract

The invention relates to a ventilator system, especially for cooling the engine of a motor vehicle, said system comprising at least one ventilator provided with a ventilator motor, a control appliance, and an actuator for an air flap. The inventive ventilator system also comprises a ventilator control system which is integrated thereinto and is used to autonomously control the ventilator motor(s) and the actuator(s) for air flaps.

Description

BEHR GmbH & Co. KG Mauserstraße 3, 70469 Stuttgart BEHR GmbH & Co. KG Mauserstrasse 3, 70469 Stuttgart
Lüftersystem für ein KraftfahrzeugFan system for a motor vehicle
Die Erfindung betrifft ein Lüftersystem für ein Kraftfahrzeug gemäß dem O- berbegriff des Anspruches 1 sowie ein Steuerungsverfahren zum Betrieb eines Lüftersystems nach Anspruch 23.The invention relates to a fan system for a motor vehicle according to the preamble of claim 1 and a control method for operating a fan system according to claim 23.
Üblicherweise erfolgt die Ansteuerung von elektrischen Komponenten, wie einem oder mehreren Lüftermotoren und Aktuatoren für Klappen für die Re- geiung des Luftstroms mit Hilfe eines fahrzeugseitigen Steuergeräts. Bei ei¬ nem derartigen, komplexen Steuersystem ist die Abstimmung der einzelnen Komponenten oft nur mit erhöhtem Aufwand zu bewältigen. Ferner muss jede elektrische Komponente vom fahrzeugseitigen Steuergerät separat an¬ gesteuert und auch einzeln bestromt werden, so daß bei engen Verhältnis- sen Probleme in Hinblick auf den Bauraum auftreten können.The control of electrical components, such as one or more fan motors and actuators for flaps for the regulation of the air flow, usually takes place with the aid of a vehicle-side control unit. In such a complex control system, the tuning of the individual components is often only possible with increased effort. Furthermore, each electrical component must be controlled separately by the vehicle-mounted control unit and also energized individually, so that problems can arise with regard to the installation space in the case of narrow ratios.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Lüftersystem sowie ein Steuerungsverfahren um Betrieb eines Lüftersystems zur Verfügung zu stellen. 04-B-179-B 06.10.05 G-IP/ - 2 -Based on this prior art, it is the object of the invention to provide an improved fan system and a control method for operating a fan system. 04-B-179-B 06.10.05 G-IP / - 2 -
Diese Aufgabe wird für ein eingangs genanntes Lüftersystem durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestal¬ tungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved for an aforementioned fan system by the characterizing features of claim 1. Advantageous Ausgestal¬ obligations are the subject of the dependent claims.
Erfindungsgemäß ist ein Kühlmodul mit integriertem Lüftersystem zur Küh¬ lung eines Kühlmittels, das wiederum einen Kraftfahrzeug-Motor kühlt, vor¬ gesehen, das mindestens einen Lüfter mit Lüftermotor, ein Steuergerät und einen Aktuator, wie beispielsweise einen Schrittmotor, für eine Luftklappe aufweist, wobei das Lüftersystem eine in dasselbe integrierte Lüfter- Steuerung aufweist, die eigenständig den oder die Lüftermotoren und den oder die Aktuatoren für Luftklappen steuert, wodurch sich eine im Wesentli¬ chen von der fahrzeugseitigen Steuerung unabhängige Steuerung ermöglicht und insbesondere keine Einzel-Stromversorgung über das fahrzeugseitige Steuergerät erforderlich ist. Dabei ist insbesondere auch eine Integration von Hard- und Software in einem kompakten System (CFS) möglich. Zudem ver¬ ringert sich der Verkabelungsaufwand zum Fahrzeug-Bordnetz hin, so daß das Lüftersystem einfach in ein Fahrzeug integriert werden kann.According to the invention, a cooling module with integrated fan system for cooling a coolant, which in turn cools a motor vehicle engine, vor¬ seen, the at least one fan with fan motor, a control unit and an actuator, such as a stepping motor, for an air damper, wherein the fan system has a built-in the same fan control that independently controls the fan motors and the one or more actuators for louvers, which essentially independent of the vehicle-side control allows control and in particular no single power supply via the vehicle-mounted control unit is required. In particular, an integration of hardware and software in a compact system (CFS) is possible. In addition, the cabling effort reduces towards the vehicle electrical system, so that the fan system can be easily integrated into a vehicle.
Durch die Integration des Steuergerätes für die Luftklappen und den Lüfter- motor, insbesondere für die Jalousie-Klappen, in den Lüftermotor erfolgt die Steuerung der Luftklappen und des Lüftermotors nicht mehr direkt von der fahrzeugseitigen Steuerung aus. Die Luftklappen und der Lüftermotor wer¬ den abhängig voneinander gesteuert, nämlich insbesondere in Abhängigkeit vom Kühlbedarf und der Fahrgeschwindigkeit und gegebenenfalls auch der Lufttemperatur, welche gegebenenfalls, d.h. falls keine lüftersystemintemen Sensoren vorgesehen sind, von der fahrzeugseitigen Steuerung bevorzugt über Standardsignale (z.B. PWM-Signal mit oder ohne Klemme 15 oder ein Bus-System, z.B. CAN-Bus, LIN-Bus) dem Lüftermotor-Steuergerät mitgeteilt werden. Durch die von der fahrzeugseitigen Steuerung weitgehend unab- hängige Lüfter-Steuerung muss der Fahrzeughersteller nur noch ein Signal mit den beiden Größen für die Steuerung zur Verfügung stellen, wobei im 04-B-179-B 06.10.05 G-IP/ - 3 - einfachsten Fall nur ein Signal für die Solldrehzahl des Lüfters übertragen wird. Seitens der fahrzeugseitigen Steuerung erfolgt bevorzugt nur ein An¬ steuersignal, weitere Funktionen werden vorzugsweise über ein modifiziertes Ansteuersignal, wie beispielsweise verschiedene Frequenzen oder Tastver- hältnisse, Strom- oder Spannungssignale, übertragen. Dabei enthält die er¬ weiterte Funktion bevorzugt Signale betreffend den Kühlbedarf (Sollwert der Lüfterdrehzahl) und die Fahrgeschwindigkeit. Die Programmierung des Lüf¬ tersystems, also des oder der Lüfter-Steuergeräte, erfolgt über eine Stan¬ dard-Schnittstelle über die fahrzeugseitige Steuerung oder über einen eige- nen Anschluss, so daß das Lüftersystem an verschiedene spezifische Fahr¬ zeugparameter angepasst werden kann und somit ein Lüftersystem für ver¬ schiedene Fahrzeugtypen verwendet werden kann. Verschiedene fahrzeug¬ spezifische Parameter können in den Softwarealgorithmus integriert sein, so daß sich die Programmierung bei Einbau vereinfacht. Dabei kann eine bidi- rektionale Schnittstelle zur fahrzeugseitigen Steuerung vorgesehen sein, die sowohl Fahrzeugdaten an das Lüftersystem liefert als auch eine Kommuni¬ kation mit den Steuergeräten ermöglicht. Ein Energiesparbetriebsmodus, Warmlaufbetriebsmodus und/oder Nachlaufbetriebsmodus sowie ein Feh¬ lermanagement ist über die beim Lüftermotor-Steuergerät verwendete Soft- wäre möglich. Ebenso kann vorgegeben sein, daß bei großen Fahrge¬ schwindigkeiten der Lüftermotor mit maximaler Leistung läuft.Due to the integration of the control unit for the louvers and the fan motor, in particular for the louver flaps, in the fan motor, the control of the louvers and the fan motor is no longer directly from the vehicle-mounted control. The louvers and the fan motor wer¬ controlled depending on each other, namely in particular depending on the cooling demand and the vehicle speed and possibly also the air temperature, which if appropriate, ie if no fan systemintemen sensors are provided by the vehicle-side control preferably via standard signals (eg PWM signal with or without terminal 15 or a bus system, eg CAN bus, LIN bus) to the fan motor control unit. As a result of the fan control, which is largely independent of the vehicle-mounted control system, the vehicle manufacturer only has to provide a signal with the two variables for the control system, in which case 04-B-179-B 06.10.05 G-IP / - 3 - the simplest case, only one signal for the set speed of the fan is transmitted. On the side of the vehicle-side control, preferably only one control signal is output, further functions are preferably transmitted via a modified drive signal, such as different frequencies or duty cycles, current or voltage signals. In this case, the extended function preferably contains signals relating to the cooling requirement (nominal value of the fan speed) and the driving speed. The programming of the fan system, that is to say of the fan control unit (s), takes place via a standard interface via the vehicle-side control or via its own connection, so that the fan system can be adapted to different specific vehicle parameters and thus a fan system for ver¬ different types of vehicles can be used. Various vehicle-specific parameters can be integrated into the software algorithm, so that the programming is simplified during installation. In this case, a bidirectional interface to the vehicle-side control can be provided, which supplies both vehicle data to the fan system and enables communication with the control devices. An energy saving operating mode, warm-up operating mode and / or post-operation operating mode as well as error management is possible via the software used in the fan motor control unit. Likewise, it can be specified that at high speeds the fan motor runs at maximum power.
Die Lüfter-Steuerung ist bevorzugt mit mindestens einem Sensor für die Kühlmitteltemperatur und/oder die Motorleistung und/oder die Strömungsge- schwindigkeit der Luft im Bereich des Lüfters und/oder die Lufttemperatur verbunden, wobei die Messwerte des oder der Sensoren für die Steuerung des oder der Lüftermotoren und des oder der Aktuatoren für die Luftklappen verwendet werden, so daß diese Parameter lüftersystemintern ermittelt und entsprechend verarbeitet werden. 04-B-179-B 06.10.05 G-IP/ - 4 -The fan control is preferably connected to at least one sensor for the coolant temperature and / or the engine power and / or the flow velocity of the air in the area of the fan and / or the air temperature, wherein the measured values of the sensor (s) for the control of the or the fan motors and the actuator or the actuators are used for the louvers, so that these parameters are determined inside the fan system and processed accordingly. 04-B-179-B 06.10.05 G-IP / - 4 -
Die Lüfter-Steuerung weist bevorzugt mindestens einen Sensor für die Er¬ kennung der Stellung der Luftklappen oder der Aktuatoren auf, welcher be¬ vorzugt Bestandteil eines in eine Aktuatoransteuerung integrierten Sensor¬ systems ist. Dies ermöglicht die Verwendung einfacher, kostengünstiger Ak- tuatoren und/oder Luftklappen, insbesondere auch einfache Aktuatoren ohne Rückstellung , zum Beispiel Schrittmotoren oder Pneumatikzylinder. Ferner können kostengünstige High-Side- oder Low-Side-Endstufen zur Steuerung der einfachen Aktuatoren verwendet werden, wobei eine Integration der Po¬ sitionserkennung des Aktuators möglich ist.The fan controller preferably has at least one sensor for the detection of the position of the louvers or of the actuators, which is preferably part of a sensor system integrated in an actuator control. This allows the use of simple, cost-effective actuators and / or louvers, in particular simple actuators without provision, for example stepper motors or pneumatic cylinders. Furthermore, cost-effective high-side or low-side output stages can be used to control the simple actuators, wherein integration of the position detection of the actuator is possible.
Vorzugsweise ist die Lüfter-Steuerung an oder in einem Lüftermotor- Gehäuse angeordnet und über einen Steckkontakt mit der fahrzeugseitigen Steuerung verbunden. Dies ermöglicht eine einfache Integration des Lüfter¬ systems in das Fahrzeug.Preferably, the fan control is arranged on or in a fan motor housing and connected via a plug contact with the vehicle-mounted control. This enables a simple integration of the fan system into the vehicle.
Bei mehreren Lüftern können die Lüfter-Steuergeräte vorzugsweise über ein internes Lüfter-Bus-System miteinander kommunizieren. Die Kommunikation kann aber auch über ein angeschlossenes fahrzeugseitiges Bus-System, z.B. CAN-, LIN-Bus-System, erfolgen. Bevorzugt ist eine selbsttätige Steuer- gerät-Erkennung für eine Single-Einheit oder eine Master-Einheit und eine oder mehrere Slave-Einheiten vorgesehen. Dabei kann die Codierung für die Master- bzw. Slave-Einheit über eine Steckverbindung, beispielsweise über den Stecker für den Aktuator einer Luftklappe erfolgen. Ferner ist bevorzugt eine Steuergerät-Erkennung vorgesehen, die das Vorliegen einer Single- Einheit automatisch erkennen kann, so daß hierbei diese Einheit automa¬ tisch als Master-Einheit festgelegt wird. Hierbei ist auch ein modularer Auf¬ bau (Single- oder Doppellüftersystem) möglich.With multiple fans, the fan controllers may preferably communicate with each other via an internal fan bus system. The communication may also be via a connected on-board bus system, e.g. CAN, LIN bus system. Preferably, an automatic control unit recognition for a single unit or a master unit and one or more slave units is provided. In this case, the coding for the master or slave unit via a plug connection, for example via the plug for the actuator of a damper. Further, a controller detection is preferably provided which can automatically detect the presence of a single unit, so that in this case this unit is automatically set as a master unit. In this case, a modular construction (single or double fan system) is also possible.
Bei einem Lüftersystem mit zwei Lüftern ist vorzugsweise ein FAI L-SAVE- Modus vorgesehen, der im Falle eines Ausfalls der Master-Einheit ermög- 04-B-179-B 06.10.05 G-IP/ - 5 - licht, daß die Slave-Einheit selbsttätig weiterarbeitet, so daß zumindest eine Teilkühlung im Falle eines Ausfalls eines Lüfters sichergestellt ist.In a fan system with two fans, an FAI L-SAVE mode is preferably provided which, in the event of a failure of the master unit, permits 04-B-179-B 06.10.05 G-IP / - 5 - light that the slave unit continues to operate automatically so that at least partial cooling is ensured in the event of a fan failure.
Ein Lüftersystem mit zwei Lüftern mit Lüftermotoren und zwei Aktuatoren für Luftklappen weist bevorzugt gleich oder zumindest im Wesentlichen gleich ausgebildete Lüfter und Aktuatoren auf, so daß durch die Verwendung von Gleichteilen die Herstellungskosten gesenkt und die Lagerhaltung verein¬ facht werden kann.A fan system with two fans with fan motors and two actuators for louvers preferably has the same or at least substantially identically designed fans and actuators, so that by using common parts, the production costs can be reduced and the storage can be verein¬ facht.
Das Lüftersystem wird bevorzugt für die Motorkühlung durch einen Lüfter verwendet, kann aber entsprechend auch für andere Komponenten einer Klimaanlage verwendet werden, wobei entsprechend hierauf abgestimmte Signale von der fahrzeugseitigen Steuerung übertragen werden.The fan system is preferably used for the engine cooling by a fan, but can also be used accordingly for other components of an air conditioner, accordingly matched signals are transmitted from the vehicle-mounted control.
Bevorzugt ist mittels der Lüftersteuerung ein Energiesparmodus regelbar, wobei der Energiesparmodus insbesondere eine zumindest teilweise geöff¬ nete Luftklappenstellung und eine zumindest reduzierte Drehzahl des Lüf¬ termotors umfaßt. Dieser Modus kann insbesondere in Abhängigkeit von Pa¬ rametern wie Außentemperatur, Motordrehzahl und Fahrgeschwindigkeit ini- tialisierbar sein, wobei durch die zumindest verringerte, bevorzugt jedoch auf Null reduzierte Drehzahl des Lüftermotors eine Einsparung von Energie er¬ möglicht ist.An energy-saving mode can preferably be regulated by means of the fan control, the energy-saving mode in particular comprising an at least partially open air damper position and an at least reduced rotational speed of the fan motor. This mode can be initialized, in particular, as a function of parameters such as the outside temperature, engine speed and driving speed, whereby a saving of energy is made possible by the at least reduced, but preferably reduced to zero speed of the fan motor.
Weiterhin bevorzugt ist mittels der Lüftersteuerung eine maximale Drehzahl des Lüftermotors bei großen Fahrgeschwindigkeiten einstellbar, damit der Lüfter einen möglichst geringen aerodynamischen Widerstand bietet, so daß maximale Kühlleistungen ermöglicht sind.Further preferred by means of the fan control, a maximum speed of the fan motor at high speeds can be adjusted so that the fan provides the lowest possible aerodynamic resistance, so that maximum cooling capacities are possible.
Ferner ist mittels der Lüftersteuerung vorteilhaft ein Warmlaufmodus regel- bar, wobei der Warmlaufmodus insbesondere eine geschlossene Luftklap¬ penstellung und einen ausgeschalteten Lüftermotor umfaßt. Hierdurch ist ein 04-B-179-B 06.10.05 G-IP/ - 6 - schnelles und somit Verschleiß minimierendes Erreichen der Betriebstempe¬ ratur des Kraftfahrzeugmotors auf einfache Weise ermöglicht.Furthermore, a warm-up mode can advantageously be regulated by means of the fan control, wherein the warm-up mode comprises, in particular, a closed air flap position and a switched-off fan motor. This is a 04-B-179-B 06.10.05 G-IP / - 6 - enables the operating temperature of the motor vehicle engine to be reached quickly and thus minimizing wear in a simple manner.
Weiterhin vorteilhaft ist mittels der Lüftersteuerung ein Nachlaufmodus nach einem Stop des Fahrzeugmotors regelbar, so daß das Kühlmodul zur Ver¬ meidung eines Hitzestaus gekühlt werden kann. Insbesondere kann das Er¬ fordernis eines solchen Nachlaufs vorteilhaft selbstständig von der Lüfter¬ steuerung erkannt werden.Furthermore, by means of the fan control, a trailing mode can be regulated after a stop of the vehicle engine, so that the cooling module can be cooled to avoid heat accumulation. In particular, the requirement of such a follow-up can advantageously be recognized automatically by the fan control.
In einer bevorzugten Ausführung eines Lüftersystems ist mittels eines codier¬ ten Signals sowohl eine Sollstellung der Luftklappe als auch eine Solldreh¬ zahl des Lüftermotors übertragbar, wodurch die Anzahl notwendiger Signal¬ leitungen klein gehalten werden kann. Vorteilhaft ist das codierte Signal da¬ bei ein pulsweitenmoduliertes Signal, wobei einem ersten Pulsweitenbereich eine erste Luftklappenstellung und einem zweiten Pulsweitenbereich eine zweite Luftklappenstellung zugeordnet ist. Weiterhin vorteilhaft ist dabei ei¬ nem Pulsweitenbereich eine variable, von der Pulsweite abhängige Solldreh¬ zahl des Lüftermotors zugeordnet. Insgesamt wird hierdurch eine Kommuni¬ kation mit wenigen, im Idealfall nur einer Signalleitung zwischen dem Lüfter- system und dem Kraftfahrzeug oder auch zwischen Modulen des Lüftersys¬ tems (z.B. Master-Slave_System mit zwei oder mehr Lüftern) ermöglicht. Zudem kann ein solcherart durch eine Übertragungskennlinie definiertes pulsweitenmoduliertes Signal auf einfache Weise mit standardisierten Bus¬ systemen wie etwa CAN-Bus oder LIN-Bus verwendet werden.In a preferred embodiment of a fan system, both a desired position of the air flap and a setpoint speed of the fan motor can be transmitted by means of a coded signal, whereby the number of necessary signal lines can be kept small. Advantageously, the encoded signal da¬ in a pulse width modulated signal, wherein a first air gap position, a first air damper position and a second pulse width range, a second air damper position is assigned. In this case, a variable pulse width-dependent setpoint rotational speed of the fan motor is also advantageously assigned to a pulse width range. Overall, this makes possible a communication with few, ideally only one signal line between the fan system and the motor vehicle or between modules of the fan system (for example master-slave system with two or more fans). In addition, such a pulse width modulated signal defined by a transfer characteristic can be used in a simple manner with standardized bus systems such as CAN bus or LIN bus.
Die Aufgabe wird für ein Steuerungsverfahren zum Betrieb eines Lüftersys¬ tems mit den Merkmalen des Anspruchs 23 gelöst.The object is achieved for a control method for operating a Lüftersys¬ system with the features of claim 23.
Vorteilhaft wird somit eine einfache simultane Ansteuerung von Luftklappe und Lüftermotor ermöglicht. 04-B-179-B 06.10.05 G-IP/ - 7 -Advantageously, a simple simultaneous control of air damper and fan motor is thus possible. 04-B-179-B 06.10.05 G-IP / - 7 -
Bevorzugt umfaßt der Parameter eine Information über einen Aktivierungs¬ zustand des Kraftfahrzeug-Motors, wobei bei Nichtaktivierung über eine Nachlaufsteuerung des Lüftersystems entschieden wird. Somit kann der Ge¬ fahr eines Hitzestaus nach Abstellen des Motors begegnet werden.Preferably, the parameter comprises information about a Aktivierungs¬ state of the motor vehicle engine, which is decided upon non-activation via a tracking control of the fan system. Thus, the risk of heat build-up after stopping the engine can be countered.
Weiterhin bevorzugt wird im Zuge des Steuerungsverfahrens eine Entschei¬ dung über einen Warmlaufmodus getroffen, wobei in dem Warmlaufmodus eine geschlossene Luftklappe und ein deaktivierter Lüftermotor vorliegen. Hierdurch kann ein schnelles Erreichen der Betriebstemperatur des Fahr- zeugmotors durch das Steuerungsverfahren ermöglicht werden.Furthermore, in the course of the control method, a decision is made about a warm-up mode, wherein in the warm-up mode there is a closed air flap and a deactivated fan motor. In this way, a rapid achievement of the operating temperature of the vehicle engine by the control method can be made possible.
Weiterhin bevorzugt wird eine Entscheidung über einen Energiesparmodus getroffen, wobei in dem Energiesparmodus eine geöffnete Luftklappe vorliegt und der Lüftermotor mit zumindest reduzierter Leistung betrieben wird.Further preferably, a decision is made on a power-saving mode, wherein in the energy-saving mode, an open air damper is present and the fan motor is operated with at least reduced power.
Je nach Parameter wird zudem eine Entscheidung über die Sollstellung der Luftklappe und der Sollstellung der Lüfterdrehzahl getroffen, wobei eine der Entscheidungsmöglichkeiten eine Solldrehzahl des Lüftermotors umfaßt, die zwischen Null und einer Maximaldrehzahl liegt. Somit läßt sich der Energie- verbrauch des Lüftermotors optimal an die erforderliche Kühlleistung anpas¬ sen, und auch eine zeitweise zu starke Kühlung kann vermieden werden.Depending on the parameters, a decision is also made about the desired position of the air flap and the nominal position of the fan speed, wherein one of the decision options includes a setpoint speed of the fan motor which is between zero and a maximum speed. Thus, the energy consumption of the fan motor can be optimally adapted to the required cooling capacity, and also a cooling that is too strong for a while can be avoided.
Bevorzugt sind die vorgenannten Verfahrensschritte insgesamt zu einem aufrufbaren Steuerungsablauf nach Art eines Unterprogramms zusammen- gefaßt, wobei das Unterprogramm aus einer Schleife, insbesondere eines Hauptprogramms, heraus aufgerufen wird. Durch diese programmtechnische Anordnung kann auf einfache Weise eine ständige Anpassung an geänderte Kühlanforderungen erfolgen.Preferably, the aforementioned method steps are altogether combined to form a callable control sequence in the manner of a subroutine, the subroutine being called out of a loop, in particular of a main program. By this program-technical arrangement can be done in a simple manner constant adaptation to changing cooling requirements.
Weiterhin bevorzugt ist in einem erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren vorgesehen, daß das Lüftersystem durch ein Startsignal des Kraftfahrzeugs 04-B-179-B 06.10.05 G-IP/ - 8 - initialisierbar ist. Dies kann etwa durch Einschalten einer Versorgungsspan¬ nung oder durch ein besonderes Bussignal erfolgen. Besonders bevorzugt kann zudem nach einer Initialisierung eine Programmierung des Steue¬ rungssystems durch das Kraftfahrzeug erfolgen. Hierdurch ist eine beson- ders leichte Anpassung eines Lüftersystems mit integriertem Steuerungsver¬ fahren an verschiedene Kraftfahrzeuge möglich.Further preferably, it is provided in a control method according to the invention, that the fan system by a start signal of the motor vehicle 04-B-179-B 06.10.05 G-IP / - 8 - can be initialised. This can be done, for example, by switching on a supply voltage or by means of a special bus signal. After initialization, programming of the control system by the motor vehicle can also be particularly preferred. As a result, a particularly easy adaptation of a fan system with integrated control method to various motor vehicles is possible.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steue¬ rungsverfahrens ist es vorgesehen, daß ein erster Lüftermotor mit einer ers- ten Steuerungselektronik als ein Master-System und zumindest ein zweiter Lüftermotor mit einer zweiten Steuerelektronik als ein Slave-System initiali¬ sierbar ist, wobei eines der beiden, Master- oder Slave-System, Betriebsda¬ ten von dem jeweils anderen System erhält und das jeweils andere System Betriebsdaten von dem Kraftfahrzeug erhält. Weiterhin ist es bevorzugt vor- gesehen, daß im Zuge einer periodischen Steuerungsschleife ein erster Lüf¬ termotor mit einer ersten Steuerungselektronik als ein Master-System und zumindest ein zweiter Lüftermotor mit einer zweiten Steuerelektronik als ein Slave-System erkannt wird, wobei eines der beiden, Master- oder Slave- System, Betriebsdaten von dem jeweils anderen System erhält und das je- weils andere System Betriebsdaten von dem Kraftfahrzeug erhält. Hierdurch kann auf einfache Weise eine Ansteuerung mehrerer paralleler, quasi¬ eigenständiger Systeme (Lüfter und Luftklappe) erfolgen, wobei zudem ein Notlaufmodus oder ein Fehlermanagement vorsehbar ist, das bei Defekt des einen Systems eine Kühlung zumindest mit dem anderen System steuert, wobei gegebenenfalls eine Rückmeldung über eine reduzierte Funktionalität und Kühlleistung an das Fahrzeug erfolgt.In a preferred embodiment of a control method according to the invention, it is provided that a first fan motor with a first control electronics can be initialized as a master system and at least a second fan motor with a second control electronics can be initialized as a slave system, one of the Both, master or slave system, Betriebsda¬ th of the other system receives and receives the respective other system operating data from the motor vehicle. Furthermore, it is preferably provided that in the course of a periodic control loop, a first fan motor with a first control electronics as a master system and at least a second fan motor with a second control electronics as a slave system is detected, one of the two, Master or slave system, receives operating data from the other system and each receives different system operating data from the motor vehicle. In this way, a control of several parallel quasi¬ independent systems (fan and air damper) can be carried out in a simple manner, in addition, an emergency mode or fault management can be provided, which controls a cooling at least with the other system in case of failure of one system, where appropriate, a feedback via a reduced functionality and cooling power to the vehicle takes place.
In einer alternativen Ausführung ist es vorgesehen, daß ein erster Lüftermo¬ tor mit einer ersten Steuerungselektronik als ein Master-System und zumin- dest ein zweiter Lüftermotor mit einer zweiten Steuerelektronik als ein Slave- System initialisiert wird, wobei jedes der beiden, Master- oder Slave-System, 04-B-179-B 06.10.05 G-IP/ - 9 -In an alternative embodiment, it is provided that a first Lüftermo¬ gate is initialized with a first control electronics as a master system and at least a second fan motor with a second control electronics as a slave system, each of the two, master or slave system, 04-B-179-B 06.10.05 G-IP / - 9 -
Betriebsdaten mit dem Kraftfahrzeug austauscht. Somit empfangen beide Motoren gleichzeitig die Betriebsdaten vom Fahrzeug, und jeder Motor kommuniziert selbst mit dem Kraftfahrzeug bzw. meldet diverse Daten an das Fahrzeug zurück. Über die Master/Slave-Codierung wird festgelegt, wel- che Adresse dem jeweiligen Motor zugewiesen wird, der auf dieser Adresse seine Daten an das Kraftfahrzeug überträgt. Dies bringt je nach Auslegung des Bussystems eine verbesserte Redundanz mit sich und ermöglicht die einfache Implementierung von Fehler- oder Notlaufprogrammen im Stö¬ rungsfall.Replaces operating data with the motor vehicle. Thus, both engines receive the operating data from the vehicle at the same time, and each engine communicates with the motor vehicle or returns various data to the vehicle. The master / slave coding determines which address is assigned to the respective motor, which transmits its data to the motor vehicle at this address. Depending on the design of the bus system, this results in improved redundancy and enables the simple implementation of fault or emergency programs in the event of a fault.
Allgemein ist es bevorzugt vorgesehen, daß ein Fehlermanagement des Lüf¬ tersystems aktivierbar ist.In general, it is preferably provided that fault management of the fan system can be activated.
Insbesondere bevorzugt ist das durch ein erfindungsgemäßes Steuerungs- verfahren gesteuerte Lüftersystem ein Lüftersystem nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 22.Particularly preferably, the fan system controlled by a control method according to the invention is a fan system according to one of claims 1 to 22.
Ein erfindungsgemäßes Steuerungsverfahren umfaßt im Sinne einer vorrich¬ tungsartigen Realisierung eine Steuerelektronik mit einem programmgesteu- eilen Prozessor, wobei durch ein Programm ein Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 34 realisiert ist.A control method according to the invention comprises, in the sense of a device-type realization, control electronics with a program-controlled processor, wherein a control method according to one of claims 23 to 34 is implemented by a program.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergebeη sich aus dem nach¬ folgend beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie aus den abhängigen An- Sprüchen.Further advantages and features of the invention will become apparent from the exemplary embodiment described below and from the dependent claims.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen: 04-B-179-B 06.10.05 G-IP/ - 10 -In the following the invention will be explained with reference to two exemplary embodiments with reference to the drawing in detail. Show it: 04-B-179-B 06.10.05 G-IP / - 10 -
Fig. 1 eine Ansicht einer Lüfterhaube mit Öffnungen für den Fahrt¬ wind, wobei die Öffnungen mit nicht dargestellten Jalousie- Klappen verschließbar sind, Fig. 2 ein Schaltplan eines Lüftersystems, Fig. 3 ein Flussdiagramm, das die Basisstruktur einer Steuerung verdeutlicht, und1 shows a view of a fan cowl with openings for the travel wind, wherein the openings can be closed with shutter valves (not shown), FIG. 2 is a circuit diagram of a fan system, FIG. 3 is a flow chart which illustrates the basic structure of a control, and FIG
Fig. 4 eine Übertragungskennlinie zur simultanen Sollwertübertra¬ gung einer Lüftermotordrehzahl und einer Luftklappenstel¬ lung.4 shows a transfer characteristic for the simultaneous command value transmission of a fan motor speed and an air damper position.
Ein Lüftersystem weist gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbei¬ spiel vorliegend zwei Lüfter 1 , 2 und zwei dieselben antreibenden Lüftermo¬ toren 1a, 2a, wobei es sich um zwei bürstenlose E-Lüftermotoren handelt, und je einem Aktuator 3, 4 für eine Luftklappe, vorliegend eine Jalousie- Klappe, auf. Die Jalousie-Klappen sind im einzelnen nicht dargestellt, wobei jedoch mit den Aktuatoren 3, 4 verbundene mechanische Antriebselemente 3a, 4a sowie auch Führungen 5 für die Luftklappen erkennbar sind.According to an embodiment of the present invention, a fan system has two fans 1, 2 and two same driving fan motors 1a, 2a, which are two brushless electric fan motors, and one actuator 3, 4 each for an air damper, in this case one Venetian blind flap, open. The shutter flaps are not shown in detail, but with the actuators 3, 4 connected mechanical drive elements 3a, 4a and also guides 5 are recognizable for the louvers.
Jeder der Lüftermotoren 1a, 2a ist derart ausgebildet, daß er intern über eine Hardware verfügt, welche über eine Steckverbindung 1b, 2b direkt mit dem zugeordneten Aktuator verbunden ist und diesen direkt ansteuern kann (vgl. Fig. 2). Dabei ist eine elektronische Schaltung zur Ansteuerung des jeweili¬ gen Aktuators 3, 4 im gleichen Gehäuse untergebracht wie eine Schaltung zur Ansteuerung des jeweiligen Lüftermotors 1a, 2a, insbesondere im Ge- häuse des jeweiligen Lüftermotors 1a, 2a. Zum restlichen Fahrzeug hin sind die Lüfter 1 , 2 jeweils über Anschlüsse 6, 7 mit einer Elektronik des übrigen Fahrzeugs verbunden.Each of the fan motors 1a, 2a is designed such that it has hardware internally, which is connected directly to the associated actuator via a plug connection 1b, 2b and can drive it directly (see FIG. 2). In this case, an electronic circuit for controlling the respec¬ gene actuator 3, 4 housed in the same housing as a circuit for controlling the respective fan motor 1a, 2a, in particular in the housing of the respective fan motor 1a, 2a. For the rest of the vehicle, the fans 1, 2 are each connected via terminals 6, 7 with electronics of the rest of the vehicle.
Vorliegend ist eine selbsttätige Master-/Slave Motorerkennung und - kommunikation vorgesehen, indem einer der beiden Lüftermotoren über eineIn the present case, an automatic master / slave motor detection and communication is provided by one of the two fan motors via a
Steckverbindung codiert und dadurch als Master-Motor festgelegt ist. Der 04-B-179-B 06.10.05 G-IP/ - 11 -Connector coded and thereby defined as a master motor. Of the 04-B-179-B 06.10.05 G-IP / - 11 -
Master-Motor kommuniziert gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel (Mainstream-Variante) nur mit der fahrzeugseitigen Elektronik. Der zweite, nicht codierte Slave-Motor kommuniziert nicht mit dem Fahrzeug. Hierbei ist die Hard- und Software der beiden Lüftermotoren so ausgelegt, daß eine selbsttätige Erkennung von Master und Slave integriert ist.Master motor communicates according to the present embodiment (mainstream variant) only with the vehicle-mounted electronics. The second unencoded slave motor does not communicate with the vehicle. Here, the hardware and software of the two fan motors is designed so that an automatic detection of master and slave is integrated.
Es ist in Verbindung mit der vorliegenden Hardware ein Softwarealgorithmus derart ausgelegt, daß bei einem Ausfall eines Lüftermotors dieser Ausfall erkannt wird, und der komplementäre und noch funktionsfähige Lüfter autark weiterarbeiten kann. Somit ist Redundanz gegeben. Gleichzeitig ist die Funk¬ tion der Motorkühlung in bestimmten, vorgegebenen Fahrzeug- Betriebspunkten noch eingeschränkt, in anderen Fahrzeug-Betriebspunkten jedoch auch uneingeschränkt möglich (FAIL-SAVE-Modus). Zwischen den beiden Lüftermotoren ist über das gemeinsame Bussystem (vorliegend CAN- Bussystem) eine Kommunikation möglich. Insbesondere ist es vorgesehen, daß bei Ausfall des Master-Motors der Slave-Motor als Master-Motor umde¬ finiert wird bzw. eigenständig mit dem Fahrzeug kommuniziert, um auch für diesen Fall eine zumindest teilweise Motorkühlung zu ermöglichen.It is in conjunction with the present hardware, a software algorithm designed such that in case of failure of a fan motor, this failure is detected, and the complementary and still functional fan can continue to operate independently. Thus redundancy is given. At the same time, the function of engine cooling in certain preset vehicle operating points is still limited, but in other vehicle operating points it is also possible without restriction (FAIL-SAVE mode). Between the two fan motors communication is possible via the common bus system (in the present case CAN bus system). In particular, it is provided that, in the event of failure of the master engine, the slave engine is re-defined as the master engine or autonomously communicates with the vehicle in order to enable at least partial engine cooling also for this case.
Die Steuerlogik für die Aktuatoren der Jalousien-Klappen und die Lüftermo¬ toren ist in Fig. 3 als Flussdiagramm dargestellt, wobei die gleiche Steuerlo¬ gik grundsätzlich auch in einer fahrzeugseitigen Steuerung anwendbar ist, d.h. die Lüfter-Steuerung dort integriert ist. Das System wird von der fahr¬ zeugseitigen Steuerung aktiviert, z.B. durch ein Signal eines Hauptsteuersys- tems, das automatisch beim Starten des Motors abgegeben wird, oder durch das Anlegen einer Spannung, woraufhin das Hauptprogramm startet und das System in die Grundstellung fährt. Zudem kann zuvor eine Programmierung (Flash-Modus) der Steuerlogik erfolgen. Eine solche Programmierung kann je nach Anforderungen nach jedem Start erfolgen und z.B. das gesamte Steuerprogramm der Lüftersystemelektronik umfassen oder auch nur eine außerordentliche Programmierung, etwa im Falle eines Fehlermanagements. 04-B-179-BThe control logic for the actuators of the Venetian blind flaps and the Lüftermo¬ gates is shown in Fig. 3 as a flow chart, the same Steuerlo¬ logic is basically applicable in a vehicle-mounted control, ie the fan control is integrated there. The system is activated by the vehicle-side control, eg by a signal from a main control system, which is automatically released when the engine is started, or by the application of a voltage, whereupon the main program starts and the system moves to the initial position. In addition, a programming (flash mode) of the control logic can be done beforehand. Depending on the requirements, such programming may take place after each start and may include, for example, the entire control system of the fan system electronics or else only extraordinary programming, for example in the event of fault management. 04-B-179-B
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Zudem wird im Zuge der Initialisierung des Systems eine Initialisierung der Motoren als Master oder Slave vorgenommen. Hierin liegt unter anderem der Vorteil, daß die Motoren inklusive ihrer Steuerung und deren Programmie- rung identisch sein können, so daß eine kostengünstigere Fertigung und Er- satzteiliogistik möglich ist.In addition, during the initialization of the system, the motors are initialized as master or slave. This has the advantage, inter alia, that the motors, including their control and their programming, can be identical, so that a more cost-effective production and replacement part logistics are possible.
Nachfolgend wird als Bestandteil einer Schleife ein Unterprogramm für die Steuerung und den Lüfterbetrieb gestartet, das in Fig. 3 rechts detailliert dargestellt ist. Dieses überprüft, ob das System noch aktiviert ist. Falls ja, so sind verschiedene Varianten möglich, abhängig ob es sich um einen Normalbetrieb, um einen Warmlauf oder um einen Energiesparbetrieb han¬ delt, wobei der Lüftermotor und der Aktuator für die Jalousien-Klappe entsprechend den Anforderungen mit Strom versorgt werden (siehe Fig. 3 unterer Teil). Falls nein, so ist eine Nachlaufsteuerung möglich, sofern vorgegeben.Subsequently, a subroutine for the control and the fan operation is started as part of a loop, which is shown in detail in Fig. 3 right. This checks if the system is still activated. If so, various variants are possible, depending on whether it is a normal operation, a warm-up or an energy-saving operation han¬, wherein the fan motor and the actuator for the blind flap according to the requirements are supplied with power (see FIG. 3 lower part). If no, then follow-up control is possible, if specified.
Bei Negierung der Abfrage eines Nachlaufmodus bzw. Systemstops wird zunächst entschieden, ob ein Warm lauf modus eingeleitet wird, etwa, wenn das Fahrzeug noch keine Betriebstemperatur hat. Falls der Warmlaufmodus eingeleitet wird, so werden die Luftklappen geschlossen und die Lüftermoto¬ ren ausgeschaltet.When negating the query of a follow-up mode or system stop is first decided whether a warm-running mode is initiated, such as when the vehicle has no operating temperature. If the warm-up mode is initiated, the louvers are closed and the Lüftermoto¬ ren off.
Andernfalls wird je nach Betriebsparametem entschieden, ob ein Energie- sparmodus gefahren wird oder nicht. Falls ja, so werden die Luftklappen ge¬ öffnet und die Lüftermotoren ausgeschaltet, um eine Kühlung allein durch Fahrtwind zu erreichen.Otherwise, it is decided, depending on the operating parameters, whether or not to run an energy-saving mode. If so, the louvers are opened and the fan motors are switched off in order to achieve cooling solely by the wind.
Falls kein Energiesparmodus gefahren wird, so werden Luftklappen und Lüf- terdrehzahl je Erfordernissen eingestellt, wobei die Lüfterdrehzahl auch un¬ terhalb einer maximalen Drehzahl liegen kann. 04-B-179-BIf no energy-saving mode is used, the air flaps and the fan speed are set according to requirements, wherein the fan speed may also be below a maximum speed. 04-B-179-B
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Bei den zuvor genannten Entscheidungen werden Betriebsparameter wie etwa Kühlmitteltemperatur und Fahrtgeschwindigkeit als Argumentwerte verwendet, um aus festgelegten Wertematrizen die resultierenden Sollwerte für Klappenstellung und Lüfterdrehzahl auszulesen.In the above decisions, operating parameters such as coolant temperature and vehicle speed are used as argument values to read the resulting valve position and fan speed setpoints from specified value matrices.
Vor oder nach Durchlaufen des Unterprogramms (vorliegend davor) wird für die beiden Lüftermotoren ermittelt, ob der Lüftermotor ein Master-Motor oder ein Slave-Motor ist und entsprechend erfolgt die Kommunikation mit dem entsprechenden anderen Steuergerät. Der Master-Motor kommuniziert ferner mit der fahrzeugseitigen Steuerung, wobei den Kühlbedarf und die Fahrge¬ schwindigkeit betreffende Signale an den Master-Motor übermittelt werden.Before or after passing through the subroutine (in this case before) is determined for the two fan motors, if the fan motor is a master motor or a slave motor and accordingly the communication with the corresponding other control unit. The master engine also communicates with the vehicle-side control, wherein the cooling demand and Fahrge¬ speed signals are transmitted to the master engine.
Nach Verlassen des Unterprogramms erfolgt eine Verzweigung in Abhängig- keit davon, ob das Steuergerät zum Mastermotor oder zum Slavemotor ge¬ hört.After leaving the subroutine, a branch takes place in dependence on whether the control unit belongs to the master motor or to the slave motor.
In letzterem Fall wird eine Kommunikation mit dem Mastergerät aufgenom¬ men, um Betriebsdaten auszutauschen. Danach wird die zuvor beschriebene Schleife erneut durchlaufen (Master/Slave-Erkennung und Aufruf Unterpro¬ gramm).In the latter case, a communication with the master device aufgenom¬ men to exchange operating data. Thereafter, the loop described above is run through again (master / slave recognition and subprogram call).
Falls es sich um das Steuergerät des Mastermotors handelt, so wird zu¬ nächst mit dem Slave-Gerät kommuniziert. Sodann wird die Notwendigkeit eines Fehlermanagements ermittelt und im Falle von Fehlern oder Defekten werden gegebenenfalls nicht dargestellte Sonderprogramme aufgerufen. Im Normalfall der Fehlerfreiheit wird nachfolgend mit dem Fahrzeug kommuni¬ ziert, um unter anderem zumindest einen, im allgemeinen jedoch mehrere Betriebsparameter auszulesen. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Werte zum Systemzustand (Motor ein/aus) sowie zu Fahrtgeschwindigkeit, 04-B-179-B 06.10.05 G-IP/ - 14 -If it is the control unit of the master motor, it is first communicated with the slave unit. Then, the necessity of error management is determined and in the case of errors or defects, special programs, not shown, are called up. In the normal case, freedom from errors is subsequently communicated to the vehicle in order, inter alia, to read out at least one, but generally several operating parameters. These are, for example, values for the system state (engine on / off) and for driving speed, 04-B-179-B 06.10.05 G-IP / - 14 -
Außentemperatur, Kühlmitteltemperatur, Motorleistung und Motorbetriebs¬ modus (etwa Sport oder Economy).Outside temperature, coolant temperature, engine power and Motorbetriebs¬ mode (such as sports or economy).
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist eine spezielle Regelung zweier Lüfter- motoren von als Rohrlüfter ausgebildeten Lüftern und dazugehöriger Jalou¬ sie-Klappen vorgesehen. Fig. 1 zeigt eine Lüfterhaube, die oben rechteckige Öffnungen für den Luftstrom aufweist, welche mit nicht gezeigten Jalousie¬ klappen verschließbar sind. Die Lüfterhaube ist dabei in Fahrtrichtung hinter dem Kühler angeordnet ("Sauglüfteranordnung"). Das Signal für die Fahrge- schwindigkeit kommt vorliegend von der fahrzeugseitigen Steuerung. Bei dieser Anordnung muss die Lüfter-Steuerung sicherstellen, daß bei ausrei¬ chendem Fahrtwind der oder die Lüfter ausgeschaltet bleiben und die Luft durch die Öffnungen hindurchströmen kann, und daß bei langsamer Fahrt oder stehendem Fahrzeug die Lüfter eingeschaltet und die Öffnungen ge- schlössen werden.According to the embodiment, a special control of two fan motors is provided by fans designed as tube fans and associated jalousie flaps. 1 shows a fan cowling which has rectangular openings for the air flow at the top, which can be closed by means of jalousie shutters, not shown. The fan guard is arranged in the direction of travel behind the radiator ("suction fan arrangement"). The signal for the driving speed comes in the present case from the vehicle-side control. In this arrangement, the fan control must ensure that if the wind is sufficient the fan (s) remain switched off and the air can flow through the openings, and the fans are switched on and the openings are closed when the vehicle is traveling slowly or stationary.
Gemäß einer Variante des Ausführungsbeispiels ist in das Lüftersystem in¬ tegriert ein Sensor für die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Bereich des Lüfters vorgesehen, so daß Fehler in Folge äußerer Einflüsse, wie starker Wind von vorn obwohl das Fahrzeug langsam fährt, die bei der zuvor be¬ schriebenen Steuerung auftreten können, vermieden werden können, und die Lüfter-Steuerung diesbezüglich unabhängig von der fahrzeugseitigen Steuerung ist.According to a variant of the exemplary embodiment, a sensor for the flow velocity of the air in the area of the fan is provided in the fan system, so that errors as a result of external influences, such as strong wind from the front even though the vehicle is moving slowly, are the be¬ written control can occur can be avoided, and the fan control in this regard is independent of the vehicle-mounted control.
Entsprechend einer weiteren Variante ist ein Temperatur-Sensor für das Mo¬ tor-Kühlmittel vorgesehen, welcher seine Messwerte direkt an die Lüfter- Steuerung weitergibt und eine entsprechende bedarfsabhängige Regelung der Lüftermotoren und der Aktuatoren für die Luftklappen erfolgt, und das System auch diesbezüglich unabhängig von der fahrzeugseitigen Steuerung ist. 04-B-179-B 06.10.05 G-IP/ - 15 -According to a further variant, a temperature sensor for the engine coolant is provided, which passes on its measured values directly to the fan control and a corresponding demand-dependent control of the fan motors and the actuators for the louvers takes place, and the system also in this respect independent of the vehicle-side control is. 04-B-179-B 06.10.05 G-IP / - 15 -
Fig. 4 zeigt eine Übertragungskenniinie, wie sie etwa in den erfindungsge¬ mäßen Steuerungen programmiert sein kann, etwa in Form einer festen Wertematrix. Dabei kann mittels der gezeigten Übertragungskennlinie eine Ansteuerung sowohl einer Luftklappe in den Sollzuständen auf/zu als auch eines Lüftermotors mit kontinuierlich vorgebbarer Solldrehzahl erfolgen, wo¬ bei zugleich lediglich ein einziges bzw. hinsichtlich der genannten Kompo¬ nenten gemeinsames pulsweitenmoduliertes Signal Verwendung findet. Die Pulsweite (TVin) kann dabei zwischen 0% und 100% liegen. Vorliegend ist eine Pulsweite von 0% bis 10% einem Stillstand des Lüftermotors sowie ei- ner geschlossenen Luftklappe zugeordnet. Dies entpsricht einem Warm- laufmodus. Im Bereich 10%-11% TVin ist der Lüftermotor aus und die Klap¬ pe geöffnet, was einem Energiesparmodus entsprechen kann. Im Bereich 11% bis 90% ist die Luftklappe geschlossen und die Motordrehzahl zwischen einem technisch sinnvollen Minimum von 33% und der Maximaldrehzahl Ii- near von der Pulsweite abhängig. Im Bereich von 90% bis 95% TVin liegt maximale Lüfterdrehzahl vor, wobei die Klappe nur im Bereich 93% bis 94% geöffnet und ansonsten geschlossen ist. Zwischen 95% und 100% TVin lie¬ gen wiederum ausgeschalteter Motor und geschlossene Luftklappe vor. Auf diese Weise sind sämtliche für den Betrieb sinnvolle Kombinationen in einer eindimensionalen Übertragungskennlinie bzw. in einem einzigen pulswei- tenmodulierten Signal codiert.4 shows a transmission characteristic, as may be programmed in the controls according to the invention, for example in the form of a fixed value matrix. In this case, by means of the transfer characteristic shown, activation of both an air flap in the nominal states on / off and of a fan motor with continuously predefinable setpoint speed can take place, whereby at the same time only a single pulse width-modulated signal is used or a common pulse-modulated signal with respect to said components. The pulse width (TVin) can be between 0% and 100%. In the present case, a pulse width of 0% to 10% is assigned to a standstill of the fan motor and a closed air damper. This corresponds to a warm-up mode. In the range 10% -11% TVin, the fan motor is off and the flap is open, which may correspond to an energy-saving mode. In the range of 11% to 90% the air damper is closed and the engine speed between a technically sensible minimum of 33% and the maximum speed is linearly dependent on the pulse width. In the range of 90% to 95% TVin maximum fan speed is present, with the damper only in the range 93% to 94% open and otherwise closed. Between 95% and 100% TVin lie again turn off engine and closed air damper before. In this way, all combinations that are meaningful for operation are coded in a one-dimensional transfer characteristic or in a single pulse-width-modulated signal.
Eine solche Übertragungskennlinie kann sowohl für die Kommunikation zwi¬ schen Mastermotor und Fahrzeug als auch für eine Kommunikation zwi- sehen einem Mastermotor und einem Slavemotor Verwendung finden. Such a transmission characteristic can be used both for the communication between the master motor and the vehicle as well as for a communication between a master motor and a slave motor.

Claims

04-B-179-B06.10.05G-IP/- 16 -P a t e n t a n s p r ü c h e 04-B-179-B06.10.05G-IP / - 16 -Patent Claims
1. Lüftersystem, insbesondere zur Kühlung eines Kraftfahrzeug-Motors, das mindestens einen Lüfter (1 , 2) mit Lüftermotor (1a, 2a), ein Steuer¬ gerät und einen Aktuator (3, 4) für eine Luftklappe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüftersystem eine in dasselbe integrierte Lüf¬ ter-Steuerung aufweist, die eigenständig den oder die Lüftermotoren (1a, 2a) und den oder die Aktuatoren (3, 4) für Luftklappen steuert.1. A fan system, in particular for cooling a motor vehicle engine, the at least one fan (1, 2) with fan motor (1 a, 2 a), a Steuer¬ device and an actuator (3, 4) for an air damper, characterized in that the fan system has an integrated Lüf¬ ter control that independently the one or more fan motors (1 a, 2 a) and the one or more actuators (3, 4) controls for louvers.
2. Lüftersystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Lüf¬ ter-Steuerung mit der fahrzeugseitigen Steuerung verbunden ist.2. Fan system according to claim 1, characterized in that the Lüf¬ ter control is connected to the vehicle-mounted control.
3. Lüftersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüf¬ ter-Steuerung von der fahrzeugseitigen Steuerung im Wesentlichen unabhängig ist, wobei sie von der fahrzeugseitigen Steuerung ein Ein¬ schalt- und/oder ein Ausschaltsignal empfängt.3. Fan system according to claim 2, characterized in that the Lüf¬ ter control of the vehicle-side control is substantially independent, wherein it receives from the vehicle-side control a Ein¬ switching and / or a turn-off.
4. Lüftersystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüfter-Steuerung von der fahrzeugseitigen Steuerung im Wesentli¬ chen unabhängig ist, wobei sie von der fahrzeugseitigen Steuerung ein Signal betreffend den Kühlbedarf des Motors empfängt.4. Fan system according to claim 2 or 3, characterized in that the fan control of the vehicle-mounted control is essen tially independent, receiving from the vehicle-side control a signal concerning the cooling demand of the engine.
5. Lüftersystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Lüfter-Steuerung von der fahrzeugseitigen Steuerung 04-B-179-B 06.10.05 G-IP/ - 17 - im Wesentlichen unabhängig ist, wobei sie von der fahrzeugseitigen Steuerung ein Signal betreffen die Fahrgeschwindigkeit empfängt.5. Fan system according to one of claims 2 to 4, characterized gekenn¬ characterized in that the fan control of the vehicle-mounted control 04-B-179-B 06.10.05 G-IP / - 17 - is substantially independent of the vehicle-side control, where it receives a signal concerning the driving speed.
6. Lüftersystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Lüfter-Steuerung von der fahrzeugseitigen Steuerung im Wesentlichen unabhängig ist, wobei sie von der fahrzeugseitigen Steuerung ein Signal betreffen die Lufttemperatur empfängt.6. Fan system according to one of claims 2 to 5, characterized in that the fan control of the vehicle-side control is substantially independent, wherein they concern a signal from the vehicle-side control receives the air temperature.
7. Lüftersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Lüfter-Steuerung mit mindestens einem Sensor für die Kühlmitteltemperatur und/oder die Motorleistung und/oder die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Bereich des Lüfters und/oder die Lufttemperatur verbunden ist, wobei die Messwerte des oder der Sen¬ soren für die Steuerung des oder der Lüftermotoren und des oder der Aktuatoren für die Luftklappen verwendet werden.7. Fan system according to one of the preceding claims, characterized in that the fan control is connected to at least one sensor for the coolant temperature and / or the engine power and / or the flow velocity of the air in the region of the fan and / or the air temperature, wherein the measured values of the sensor (s) are used for the control of the fan motor (s) and of the actuator (s) for the louvers.
8. Lüftersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Lüfter-Steuerung mindestens einen Sensor für die Erkennung der Stellung der Luftklappen oder der Aktuatoren auf- weist.8. Fan system according to one of the preceding claims, characterized ge indicates that the fan control has at least one sensor for detecting the position of the louvers or the actuators up.
9. Lüftersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der min¬ destens eine Sensor Teil eines in eine Aktuatorsteuerung integrierten Sensorsystems ist.9. Fan system according to claim 8, characterized in that the at least one sensor is part of an integrated sensor system in an actuator control system.
10. Lüftersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Lüfter-Steuerung an oder in einem Lüftermotor- Gehäuse angeordnet und über eine Schnittstelle mit der fahrzeugseiti¬ gen Steuerung verbunden ist. 04-B-179-B 06.10.05 G-IP/ - 18 -10. Fan system according to one of the preceding claims, characterized ge indicates that the fan control is arranged on or in a fan motor housing and connected via an interface with the fahrzeugseiti¬ gene control. 04-B-179-B 06.10.05 G-IP / - 18 -
11. Lüftersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Lüfter-Steuerung über eine Schnittstelle, insbe¬ sondere eine Standard-Schnittstelle wie ein CAN-Bus oder ein LIN-Bus, mit einer übrigen fahrzeugseitigen Steuerung verbunden ist, wobei eine Parameterübergabe und/oder eine Programmierung der Lüftersteue¬ rung über die Schnittstelle erfolgen kann.11. Fan system according to one of the preceding claims, characterized ge indicates that the fan control via an interface, in particular a standard interface such as a CAN bus or a LIN bus, is connected to a rest of the vehicle-side control, wherein Parameter transfer and / or programming of the fan control via the interface can take place.
12. Lüftersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß ein internes Lüfter-Bus-System vorgesehen ist.12. Fan system according to one of the preceding claims, characterized ge indicates that an internal fan bus system is provided.
13. Lüftersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß eine selbsttätige Steuergerät-Erkennung für eine Single-Einheit oder eine Master-Einheit und eine oder mehrere Slave- Einheiten vorgesehen ist.13. Fan system according to one of the preceding claims, characterized ge indicates that an automatic control unit detection for a single unit or a master unit and one or more slave units is provided.
14. Lüftersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei ei¬ nem Lüftersystem mit zwei Lüftern ein FAIL-SAVE-Modus vorgesehen ist, der im Falle eines Ausfalls der Master-Einheit ermöglicht, daß die Slave-Einheit selbsttätig weiterarbeitet.14. A fan system according to claim 13, characterized in that in ei¬ nem fan system with two fans a FAIL-SAVE mode is provided which allows in case of failure of the master unit that the slave unit continues to operate automatically.
15. Lüftersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Lüftersystem zwei Lüfter mit Lüftermotoren und zwei Aktuatoren für Luftklappen aufweist, wobei die Lüfter und Aktuato- ren gleich ausgebildet sind.15. Fan system according to one of the preceding claims, characterized ge indicates that the fan system comprises two fans with fan motors and two actuators for louvers, wherein the fans and Aktuato- ren are the same design.
16. Lüftersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß mittels der Lüftersteuerung ein Energiesparmodus regelbar ist, wobei der Energiesparmodus insbesondere eine zumindest teilweise geöffnete Luftklappenstellung und eine zumindest reduzierte16. Fan system according to one of the preceding claims, characterized ge indicates that by means of the fan control, a power saving mode is regulated, the energy saving mode in particular an at least partially open air damper position and at least a reduced
Drehzahl des Lüftermotors umfaßt. 04-B-179-BSpeed of the fan motor includes. 04-B-179-B
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17. Lüftersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß mitteis der Lüftersteuerung eine maximale Drehzahl des Lüftermotors bei großen Fahrgeschwindigkeiten einstellbar ist.17. Fan system according to one of the preceding claims, characterized ge indicates that mitteis the fan control a maximum speed of the fan motor at high speeds is adjustable.
18. Lüftersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß mittels der Lüftersteuerung ein Warmlaufmodus re¬ gelbar ist, wobei der Warmlaufmodus insbesondere eine geschlossene Luftklappenstellung und einen ausgeschalteten Lüftermotor umfaßt.18. Fan system according to one of the preceding claims, characterized ge indicates that by means of the fan control a warm-up mode is re¬ gelbar, wherein the warm-up mode in particular comprises a closed air damper position and a fan motor off.
19. Lüftersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß mittels der Lüftersteuerung ein Nachlaufmodus nach einem Stop des Fahrzeugmotors regelbar ist.19. Fan system according to one of the preceding claims, characterized ge indicates that by means of the fan control a tracking mode after a stop of the vehicle engine is adjustable.
20. Lüftersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß mittels eines codierten Signals sowohl eine Sollstel¬ lung der Luftklappe als auch eine Solldrehzahl des Lüftermotors über¬ tragbar ist.20. Fan system according to one of the preceding claims, characterized ge indicates that by means of a coded signal both a Sollstel¬ ment of the air damper and a target speed of the fan motor is über¬ portable.
21. Lüftersystem nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, daß das co¬ dierte Signal ein pulsweitenmoduliertes Signal ist, wobei einem ersten Pulsweitenbereich eine erste Luftklappenstellung und einem zweiten Pulsweitenbereich eine zweite Luftklappenstellung zugeordnet ist.21. Fan system according to claim 21, characterized in that the coded signal is a pulse-width-modulated signal, wherein a first pulse width range is associated with a first air flap position and a second pulse width range with a second air flap position.
22. Lüftersystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß einem Pulsweitenbereich eine variable, von der Pulsweite abhängige Soll¬ drehzahl des Lüftermotors zugeordnet ist.22. Fan system according to claim 21, characterized in that a pulse width range is assigned a variable, dependent on the pulse width Soll¬ speed of the fan motor.
23. Steuerungsverfahren zum Betrieb eines Lüftersystems zur Kühlung ei- nes Kraftfahrzeug-Motors, umfassend die folgenden Schritte: 04-B-179-B 06.10.05 G-IP/ - 20 - a. Ermittlung von mindestens einem Parameter, der von einem Be¬ triebszustand des Kraftfahrzeug-Motors abhängig ist; b. Ableitung einer Sollstellung einer Luftklappe sowie einer Solldrehzahl für einen Lüftermotor in Abhängigkeit von dem Parameter; c. Ansteuerung der Luftklappe zur Erreichung der Sollstellung und des23. A control method for operating a fan system for cooling a motor vehicle engine, comprising the following steps: 04-B-179-B 06.10.05 G-IP / - 20 - a. Determination of at least one parameter which is dependent on a driving state of the motor vehicle engine; b. Deriving a desired position of an air damper and a setpoint speed for a fan motor as a function of the parameter; c. Control of the air damper to achieve the desired position and the
Lüftermotors zur Erreichung der Solldrehzahl.Fan motor to achieve the target speed.
24. Steuerungsverfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter eine Information über einen Aktivierungszustand des Kraftfahrzeug-Motors umfaßt, wobei bei Nichtaktivierung über eine24. Control method according to claim 23, characterized in that the parameter comprises information about an activation state of the motor vehicle engine, wherein when not activated via a
Nachlaufsteuerung des Lüftersystems entschieden wird.Caster control of the fan system is decided.
25. Steuerungsverfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß eine Entscheidung über einen Warmlaufmodus getroffen wird, wobei in dem Warmlaufmodus eine geschlossene Luftklappe und ein deaktivierter Lüftermotor vorliegen.25. Control method according to claim 23 or 24, characterized gekenn¬ characterized in that a decision is made on a warm-up mode, wherein in the warm-up mode, a closed air damper and a deactivated fan motor are present.
26. Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entscheidung über einen Energiesparmodus getroffen wird, wobei in dem Energiesparmodus eine geöffnete Luft¬ klappe vorliegt und der Lüftermotor mit zumindest reduzierter Leistung betrieben wird.26. Control method according to one of claims 23 to 25, characterized in that a decision is made on a power saving mode, wherein in the energy saving mode, an open Luft¬ flap is present and the fan motor is operated with at least reduced power.
27. Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entscheidung über die Sollstellung der Luft¬ klappe und der Sollstellung der Lüfterdrehzahl getroffen wird, wobei ei¬ ne der Entscheidungsmöglichkeiten eine Solldrehzahl des Lüftermotors umfaßt, die zwischen Null und einer Maximaldrehzahl liegt.27. Control method according to one of claims 23 to 26, characterized in that a decision about the nominal position of the Luft¬ flap and the nominal position of the fan speed is taken, wherein ei¬ ne of the decision options includes a target speed of the fan motor, the between zero and a maximum speed lies.
28. Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte insgesamt zu einem auf- 04-B-179-B 06.10.05 G-IP/ - 21 - rufbaren Steuerungsablauf nach Art eines Unterprogramms zusam¬ mengefaßt sind, wobei das Unterprogramm aus einer Schleife heraus aufgerufen wird.28. Control method according to one of claims 23 to 27, characterized in that the method steps are altogether at a 04-B-179-B 06.10.05 G-IP / - 21 - are summarized in the manner of a subroutine, the subroutine being called from a loop.
29. Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüftersystem durch ein Startsignal des Kraft¬ fahrzeugs initialisierbar ist.29. Control method according to one of claims 23 to 28, characterized in that the fan system can be initialized by a start signal of Kraft¬ vehicle.
30. Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Initialisierung eine Programmierung des Steuerungssystems durch das Kraftfahrzeug erfolgen kann.30. Control method according to one of claims 23 to 29, characterized in that after initialization, a programming of the control system can be performed by the motor vehicle.
31. Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Lüftermotor mit einer ersten Steue- rungselektronik als ein Master-System und zumindest ein zweiter Lüf¬ termotor mit einer zweiten Steuerelektronik als ein Slave-System initia¬ lisiert wird, wobei eines der beiden, Master- oder Slave-System, Be¬ triebsdaten von dem jeweils anderen System erhält und das jeweils an¬ dere System Betriebsdaten von dem Kraftfahrzeug erhält.31. Control method according to one of claims 23 to 30, characterized in that a first fan motor with a first control electronics as a master system and at least one second fan motor with a second control electronics is initialized as a slave system, wherein one of the two, master or slave system receives operating data from the respective other system and the respective other system receives operating data from the motor vehicle.
32. Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge einer periodischen Steuerungsschleife ein erster Lüftermotor mit einer ersten Steuerungselektronik als ein Master-System und zumindest ein zweiter Lüftermotor mit einer zweiten Steuerelektronik als ein Slave-System erkannt wird, wobei eines der beiden, Master- oder Slave-System, Betriebsdaten von dem jeweils an¬ deren System erhält und das jeweils andere System Betriebsdaten von dem Kraftfahrzeug erhält.32. Control method according to one of claims 23 to 31, characterized in that in the course of a periodic control loop, a first fan motor with a first control electronics as a master system and at least a second fan motor with a second control electronics is recognized as a slave system, said one of the two, master or slave system, receives operating data from the respective other system and the respective other system receives operating data from the motor vehicle.
33. Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Lüftermotor mit einer ersten Steue- 04-B-179-B 06.10.05 G-IP/ - 22 - rungselektronik als ein Master-System und zumindest ein zweiter Lüf¬ termotor mit einer zweiten Steuerelektronik als ein Slave-System initia¬ lisiert wird, wobei jedes der beiden, Master- oder Slave-System, Be¬ triebsdaten mit dem Kraftfahrzeug austauscht.33. Control method according to one of claims 23 to 30, characterized in that a first fan motor with a first control 04-B-179-B 06.10.05 G-IP / - 22 - ing electronics as a master system and at least a second fan motor with a second control electronics as a slave system is initia¬ Lisiert, each of the two, master or slave system, Be¬ operating data exchanged with the motor vehicle.
34. Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fehlermanagement des Lüftersystems akti¬ vierbar ist.34. Control method according to one of claims 23 to 33, characterized in that a fault management of the fan system is akti¬ vierbar.
35. Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüftersystem ein Lüftersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 22 ist.35. Control method according to one of claims 23 to 34, characterized in that the fan system is a fan system according to one of claims 1 to 22.
36. Vorrichtung zur Kühlung eines Kühlmittels eines Kraftfahrzeugs, um- fassend eine Steuerelektronik mit einem programmgesteuerten Pro¬ zessor, wobei durch ein Programm ein Steuerungsverfahren nach ei¬ nem der Ansprüche 23 bis 35 realisiert ist. 36. Apparatus for cooling a coolant of a motor vehicle, comprising control electronics with a program-controlled processor, wherein a control method according to one of claims 23 to 35 is implemented by a program.
1/41.4
CAN-Stecker CAN connector
Fig. 2 Fig. 2
Fig. 3 Fig. 3
Motor mit JalousiebetriebMotor with blind operation
>>
9595
TV in = Tastverhältnis am Steuereingang Fig. 4 TV in = duty cycle at the control input Fig. 4
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