EP2671317A2 - Anordnung zur ansteuerung einer elektrischen vakuum-pumpe - Google Patents

Anordnung zur ansteuerung einer elektrischen vakuum-pumpe

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Publication number
EP2671317A2
EP2671317A2 EP12700980.1A EP12700980A EP2671317A2 EP 2671317 A2 EP2671317 A2 EP 2671317A2 EP 12700980 A EP12700980 A EP 12700980A EP 2671317 A2 EP2671317 A2 EP 2671317A2
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EP
European Patent Office
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arrangement according
resistance
phase
electronic control
motor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12700980.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Kalbeck
Dieter BILDINMEYER
Bernd Pfaffeneder
Michael Irsigler
Christian Markl
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Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2671317A2 publication Critical patent/EP2671317A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/18—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual dc motor
    • H02P1/20—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual dc motor by progressive reduction of resistance in series with armature winding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, 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
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, 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
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F04B49/065—Control using electricity and making use of computers

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for controlling an electric vacuum pump for a vehicle.
  • the control of such pumps can be made by means of relays or a separate control unit (ECU), which supply the pumps with the respective on-board voltage switched.
  • ECU electronice control unit
  • Inrush currents can occur in special situations with peaks up to 100A. In modern vehicle architectures, this peak power is attempted to be significantly reduced in order not to impair parallel systems. Therefore, one strives, in particular when starting actuators or pumps, limit inrush current to an acceptable level (20A - 30A).
  • Pulse width modulation for controlling the
  • the current is additionally ohmic static
  • the duration of the start-up current depends on the respective system and can be specified.
  • the ohmic load integrated in the circuit causes no difference to the PWM
  • Resistors can also be connected in parallel in groups, whereby by suitable choice of each
  • Vacuum pump motor a reduction of
  • Starting (starting) currents depend on various parameters (eg on-board voltage, circuit or
  • Resistance path remains activated longer. That e.g. the activation time increases linearly with the on-board voltage. As at lower temperatures also the ohmic
  • the current consumption of the motor can also be measured by means of the voltage drop across the resistance branch.
  • the current measurement can be used to determine the disconnection of the resistance branch. It is the
  • Resistor branch at the time when the effective current has fallen below a maximum limit (e.g., 30A).
  • the value should in turn be configurable here, possibly via a definable
  • the power consumption of the motor cyclically, even if the
  • the indication of a running pump motor for the switching of the resistance paths or the resistance paths can be used.
  • the resistance path remains activated until a correct start-up of the pump is detected (for example via the pump speed).
  • a limit value for the rated speed can be configurable.
  • the additional resistive load under certain environmental conditions (eg undervoltage, low temperature)
  • the additional resistor paths are connected sequentially (reduction of the total resistance).
  • the temperature of the electronic board or the semiconductor elements can also be used. Exceeds the temperature of the semiconductor element or the modeled temperature of the element, or determined by the temperature of the electronic board temperature of the
  • Figure 1 shows a first embodiment of
  • Resistance path Figure 2 further embodiments of the
  • FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment
  • the electric vacuum pump or its motor 1 is powered by a DC voltage source 2 with electrical energy. This is between minus pole of the
  • the electronic switch 4 is by means of an electronic control not indicated in the figure
  • start-up currents When closing this circuit and thus at a switch on the engine 1 or the vacuum pump would act without further measures in a start-up phase in which the engine 1 has not yet reached its rated speed, increased currents in the circuit, so-called start-up currents. These currents are undesirable, they stress the voltage source 2 unusually high, so that their voltage can drop, which in turn other components in the vehicle, which also from the
  • Voltage source 2 are supplied with electrical energy, can be impaired in their function.
  • the aim of the invention is therefore to reduce these start-up currents or avoid at all.
  • the arrangement according to the invention according to FIG. 1 has a resistance path 5 with an ohmic resistance 6 and an electronic switch 7, which
  • the two paths 3 and 5 are arranged in parallel and means of the switch 4 and 7 alternatively switchable in the circuit.
  • the path 3 is virtually free of resistance, whereas the resistance path 5 has the ohmic resistance 6.
  • Resistor 7 switchable.
  • Resistor 6 connected in the circuit and limits the start-up ohmic.
  • the switch 4 is closed and the switch 7 is opened. Then the arrangement is in its normal operation and the engine 1 is virtually free of resistance to the
  • the resistor 6 is connected to the circuit for the purpose of ohmic limitation of the starting current only in the start-up phase.
  • Switches 4 and 7 an extremely effective ohmic limitation of the starting current of the motor 1 of the vacuum pump, wherein the extent of this current limit by appropriate selection of the size of the ohmic resistance 6 is adjustable.
  • For a second emergency shutdown option can be provided between plus-pole of the voltage source 2 and the second terminal of the motor 1 emergency switch 14.
  • Figure 2 also shows a schematic diagram
  • path 8 having an ohmic resistance 9 and an electronic switch 10
  • path 11 having an ohmic resistance 12 and an electronic switch 13.
  • the ohmic values of the two resistors 9 and 12 are chosen to be different. The following is about it assumed that the resistor 12 a higher
  • the electronic control initially switches the higher resistance 12 active at the beginning of a start-up phase by closing the switch 13. In this phase, the switches 10 and 4 are opened.
  • paths 8 and 14 can be increased by, in addition to the paths 8 and 14 further resistance paths are provided, as indicated in Figure 2 on the basis of the paths n-1 and n.
  • These paths 8, 14, n-1 and n can be activated sequentially one after the other according to the sequence explained above. There is also the possibility, not always only one path at a time, but two or more

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  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description

Anordnung zur Ansteuerung einer elektrischen Vakuum-Pumpe
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ansteuerung einer elektrischen Vakuum-Pumpe für ein Fahrzeug.
Aus dem Stand der Technik sind elektrische Vakuum-Pumpen bekannt, die in Fahrzeugen (vorzugsweise PKWs) die konventionellen Methoden zur Erzeugung eines Unterdrucks
(Vakuum durch Motoransaugung bei Benzin-Motoren bzw.
mechanische Vakuum-Pumpen bei Diesel-Motoren) ersetzen. Dieses Vakuum bzw. Unterdruck wird in den Fahrzeugen u.a. zur Bremskraftunterstützung bzw. -Verstärkung benötigt.
Die Ansteuerung derartiger Pumpen kann mittels Relais oder einer separaten Steuereinheit (ECU) vorgenommen werden, die die Pumpen mit der jeweiligen Bordspannung geschaltet versorgen. Bei einer Bordspannung von 12V können dabei Einschaltströme in speziellen Situationen mit Spitzen bis zu 100A auftreten. Diese Leistungsspitze versucht man in modernen Fahrzeugarchitekturen deutlich zu vermindern, um parallel arbeitende Systeme nicht zu beeinträchtigen. Daher ist man bestrebt, insbesondere beim Start von Aktuatoren oder Pumpen den Einschaltstrom auf eine akzeptable Größe (20A - 30A) zu begrenzen.
Bekannte Lösungen zur Beseitigung oder Verminderung diese Problems greifen oftmals auf die sogenannte
Pulsweitenmodulation (PWM) für die Ansteuerung der
Leistungselektronik zurück. Dabei werden die
Leistungsstufen der ansteuernden Elektronik bzw. das Relais mit einer höheren Frequenz und einen variablen Puls-Pausenverhältnis angesteuert. Mit entsprechender
Elektronik verschaltet wird dadurch die Spannung und somit der vom Motor genutzte Strom limitiert. Durch das Pulsen ist jedoch bei Strömen in dieser Größenordnung ein deutlich verschlechtertes EMV (Elektromagnetische
Verträglichkeit) Verhalten zu erwarten, das in der Regel die im Automobilbereich geltenden Grenzen deutlich übersteigt. Dieser Nachteil kann, wenn überhaupt, nur durch sehr aufwendige und kostspielige
Zusat zbeschaltungen beseitigt werden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die bei möglichst einfachem Aufbau den in der Anlaufphase auftretenden Anlaufstrom gegenüber konventionellen Lösung vermindert und die möglichst wenig Spannungs- und/oder Stromimpulse in das Versorgungsnetz des Fahrzeugs induziert.
Dies Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Hauptanspruchs gelöst. Die Limitierung des Einschaltstromes wird dadurch
bewerkstelligt, dass für die Dauer des Anlaufes der
Pumpe (Größenordnung 100-200ms) wenigstens ein
zusätzlicher Widerstand zwischen Versorgungsspannung und Motor der elektrischen Vakuum-Pumpe geschaltet wird.
Dadurch wird der Strom zusätzlich ohmsch statisch
begrenzt. Nach abgelaufener Anlaufphase (sobald die Pumpe bereits in normalen Parametern läuft) wird die
Umschaltung auf einen quasi widerstandsfreien Pfad getätigt, so dass die volle Leistung der Pumpe zur
Verfügung steht.
Die Zeitdauer des AnlaufStromes ist vom jeweiligen System abhängig und ist vorgebbar. Die im Stromkreis integrierte Ohmsche Last verursacht ungleich zur PWM keine
dauerhaften negativen EMV-Störungen. Nur durch den
Schaltvorgang kann ein geringer Störpuls aufgrund der Schaltung der Widerstandslasten auftreten, da in diesem Fall immer noch ein merkbarer Unterschied in den
Widerstandswerten der beiden Schaltstufen und somit des effektiven Stroms vorhanden ist.
Die Anwendung von schaltbaren Widerstandspfaden erlaubt es, den Anlaufstrom des Pumpenmotors zu begrenzen. Im Gegensatz zur oft genutzten PWM löst die beschrieben Technik zudem das Problem der EMV-Störungen während der Anlaufbegrenzung . Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung können ggf.
auftretende Impulsspitzen beim Schaltvorgang zwischen Ohmscher Last und lastfreiem Modus mittels einer
Ausführung mit mehreren parallelen Pfaden und sequentiell schaltbaren Ohmschen Lasten reduziert werden. Diese haben zudem den Vorteil, dass die einzelnen Bauteile in ihrer Dimensionierung (Leistung) reduziert werden können und damit ggf. eine kostengünstigere Lösung darstellen. Diese Widerstandspfade mit ihren zusätzlichen
Widerständen können auch in Gruppen parallel zugeschaltet werden, wobei durch geeignete Wahl der jeweils
zugeschalteten Widerstände in zeitlicher Abstufung ein immer weiter verminderter Gesamtwiderstand schaltbar ist. Auf diese Weise kann mit relative wenigen zusätzlichen
Widerstandspfaden eine gute Abstufung der geschalteten Widerstandswerte erzielt werden.
Ferner wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung durch die schaltungstechnische Anordnung des oder der Widerstandspfade im Lowside-Pfad der Pumpe zwischen minus-Pol der Versorgungsspannung und dem
Vakuum-Pumpen-Motor eine Reduzierung der
Leistungsauslegung der zusätzlichen Bauteile erreicht.
Da der effektive Strom und damit insbesondere der
Einschalt- (Anlauf- ) ström von verschiedenen Parametern abhängen (z. B. Bordspannung, Schaltungs- bzw.
Pumpentemperatur) , kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Schaltzeit der
zusätzlichen Widerstandspfade abhängig von den jeweiligen Parametern gewählt werden. Dies soll derart geschehen, dass bei einer Vergrößerung bzw. zu erwartenden
Verlängerung der Einschaltspitze des Stroms der
Widerstandspfad länger aktiviert bleibt. D.h. z.B. die Aktivierungszeit steigt linear mit der Bordspannung. Da bei tieferen Temperaturen ebenfalls der Ohmsche
Widerstand des Pumpenmotors sinkt, soll deshalb mit sinkender Temperatur die Anlaufphase und somit die
Einschaltzeit des oder der Widerstandspfade verlängert werden .
In beiden Fällen kann jeweils auch die lineare
Abhängigkeit durch ein im Steuergerät gespeichertes
Kennfeld ersetzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann ebenso die Stromaufnahme des Motors mittels der über den Widerstandszweig abfallenden Spannung gemessen werden.
Die Strommessung kann zur Bestimmung der Abschaltung des Widerstandzweiges benutzt werden. Dabei wird der
Widerstandszweig zu dem Zeitpunkt abgeschaltet, an dem der effektive Strom eine Maximalgrenze (z.B. 30A) unterschritten hat. Der Wert soll hierbei wiederum konfigurierbar sein, ggf. über eine definierbare
Verzögerung entprellt sein, um Schwankungseffekte auszuschließen . Mit Abschaltung des Widerstandzweiges bzw.-pfades ist jeweils die Abschaltung des Widerstandpfades bei
gleichzeitiger Einschaltung des normalen Schaltpfades, der im wesentlichen widerstandsfrei ist, (quasi
Kurzschluß gegen GND) gemeint.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Stromaufnahme des Motors zyklisch, auch wenn der
Widerstandspfad bereits durch den Lowside-Schalter überbrückt und somit nicht mehr aktiv ist, durch kurzes
Ausschalten des Lowside-Schalters und gleichzeitiges Rückmessen der Spannung am Widerstandszweig, ermittelt werden . Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann auch die Indikation eines laufenden Pumpenmotors für die Umschaltung des oder der Widerstandpfade benutzt werden. Dabei bleibt der Widerstandpfad solange aktiviert, bis ein korrektes Anlaufen der Pumpe erkannt wird (z.B. über die Pumpendrehzahl) . Ein Grenzwert für die Nenndrehzahl kann dabei konfigurierbar sein.
Um ein Anlaufen der Pumpe durch die zusätzliche Ohmsche Last unter bestimmten Umgebungsbedingungen nicht zu verhindern (z.B. Unterspannung, Tieftemperatur), können gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bei Detektion einer nicht anlaufenden Pumpe optional nach definierter Zeitbedingung die zusätzlichen Widerstandspfade ggf. sequentiell zugeschaltet werden (Erniedrigung des Gesamtwiderstandes ) .
Eine technische Herausforderung ist es, bei den oben genannten Ausführungen die Erwärmung der
Halbleiterelemente im Leistungskreis der Elektronik soweit zu verringern, dass diese in Ihrer Lebensdauer nicht beeinträchtigt oder gar beschädigt werden. Daher kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ebenfalls die Temperatur des Elektronikboards bzw. der Halbleiterelemente herangezogen werden. Übersteigt die Temperatur des Halbleiterelements bzw. die modellierte Temperatur des Elements, bzw. die über die Temperatur des Elektronikboards bestimmte Temperatur der
Leistungselektronik (ggf. über Modell) einen definierten Grenzwert, wird zu Schutzzwecken der Widerstandspfad abgeschaltet. In diesem Fall wird dann ein möglicher erhöhter Anlaufström in Kauf genommen.
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen :
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Anordnung mit einem zusätzlichen
Widerstandspfad, Figur 2 weitere Ausführungsbeispiele der
erfindungsgemäßen Anordnung mit zwei oder mehr
zusätzlichen Widerstandspfaden.
In Figur 1 ist ein Prinzipschaltbild eines ersten
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt .
Es ist ein elektrischer Motor 1 einer im übrigen nicht näher dargestellten Vakuum-Pumpe angedeutet, welche in einem Fahrzeug beispielsweise zur Bremskraftunterstützung bzw. -Verstärkung einsetzbar ist.
Die elektrische Vakuum-Pumpe bzw. deren Motor 1 wird von einer Gleichspannungsquelle 2 mit elektrischer Energie versorgt. Dazu ist zwischen Minus-Pol der
Gleichspannungsquelle 2 und dem Motor 1 ein quasi widerstandsfreier Pfad 3 mit einem elektronischen
Schalter 4 vorgesehen.
Der elektronische Schalter 4 ist mittels einer in der Figur nicht angedeutet elektronischen Steuerung
betätigbar, kann also von dieser elektronisch angesteuert geschlossen oder geöffnet werden.
Ist der Schalter 4 geschlossen, so ist ein geschlossener Stromkreis mit Spannungsquelle 2, Pfad 3 mit Schalter 4 sowie Motor 1 hergestellt, so dass der Motor 1 quasi widerstandsfrei durch die Spannungsquelle 2 mit elektrischer Energie versorgt wird und sich im Betrieb befindet, so dass die Vakuum-Pumpe in gewünschter Weise ein Vakuum bzw. Unterdruck erzeugt.
Beim Schließen dieses Stromkreises und somit bei einem Einschalten der Motors 1 bzw. der Vakuum-Pumpe träten ohne weitere Maßnahmen in einer Anlaufphase, in der der Motor 1 noch nicht seine Nenndrehzahl erreicht hat, erhöhte Ströme in dem Stromkreislauf auf, sogenannte Anlaufströme . Diese Ströme sind unerwünscht, das sie di Spannungsquelle 2 ungewöhnlich hoch belasten, so dass deren Spannung absinken kann, wodurch wiederum andere Bauelemente im Fahrzeug, die ebenfalls von der
Spannungsquelle 2 mit elektrischer Energie versorgt werden, in ihrer Funktion beeinträchtigt werden können.
Ziel der Erfindung ist es daher, diese Anlaufströme zu reduzieren oder überhaupt zu vermeiden.
Dazu weist die erfindungsgemäße Anordnung gemäß Figur 1 einen Widerstandspfad 5 mit einem ohmschen Widerstand 6 und einem elektronischen Schalter 7 auf, welcher
ebenfalls mittels der elektronischen Steuerung betätigbar ist .
Die beiden Pfade 3 und 5 sind parallel angeordnet und mittel der Schalter 4 und 7 alternativ in den Stromkreis schaltbar. Der Pfad 3 ist quasi widerstandsfrei, wohingegen der Widerstandspfad 5 den ohmschen Widerstand 6 aufweist.
Somit ist also durch entsprechendes gegenläufiges
Betätigen der Schalter 4 und 7 eine quasi
widerstandsfreie Verbindung vom Minuspol der
Spannungsquelle 2 und einem Anschluß des Motors 1 oder alternativ die gleiche Verbindung über den ohmschen
Widerstand 7 schaltbar.
Um die oben erläuterten erhöhten Anlaufströme in der Anlaufphase des Motors 1 ohmsch zu begrenzen, öffnet die elektronische Steuerung in der Anlaufphase den Schalter 4 und schließt den Schalter 7. Somit ist der ohmsche
Widerstand 6 in den Stromkreis geschaltet und begrenzt den Anlaufström ohmsch.
Nach Ablauf der Anlaufphase, also beispielsweise nach einer vorgebbaren Zeitdauer (100 bis 200 ms) oder nachdem der Anlaufstrom sich hinreichend verringert hat, wird der Schalter 4 geschlossen und Schalter 7 geöffnet. Dann befindet sich die Anordnung in ihrem Normalbetrieb und der Motor 1 ist quasi widerstandsfrei an die
Spannungsquelle 2 gekoppelt.
Zusammenfassend ist also der Widerstand 6 zwecks ohmscher Begrenzung des AnlaufStromes nur in der Anlaufphase in den Stromkreis geschaltet. Somit gelingt durch einfaches Schalten der beiden
Schalter 4 und 7 eine äußerst wirksame ohmsche Begrenzung des AnlaufStromes des Motors 1 der Vakuum-Pumpe, wobei das Ausmaß dieser Strombegrenzung durch entsprechende Wahl der Größe des ohmschen Widerstandes 6 einstellbar ist .
Für eine zweite Not-Abschaltmöglichkeit kann zwischen Plus-Pol der Spannungsquelle 2 und dem zweiten Anschluß des Motors 1 ein Not fallschalter 14 vorgesehen sein.
Figur 2 zeigt ebenfalls als Prinzipschaltbild ein
weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Anordnung .
Dieses weist wie das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 einen Motor 1 einer Vakuum-Pumpe, einen quasi
widerstandsfreien Pfad 3 mit Schalter 4 sowie eine
Spannungsquelle 2 auf.
Jedoch sind parallel zu dem widerstandsfreien Pfad 3 nunmehr zwei Pfade 8 und 14 vorgesehen, wobei Pfad 8 einen ohmschen Widerstand 9 und einen elektronischen Schalter 10 und Pfad 11 einen ohmschen Widerstand 12 und einen elektronischen Schalter 13 aufweist.
Die ohmschen Werte der beiden Widerstände 9 und 12 sind verschieden groß gewählt. Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass der Widerstand 12 einen höheren
ohmschen Widerstandswert als Widerstand 9 aufweist.
Um während und am Ende der Anlaufphase eine noch bessere Begrenzung der AnlaufStromes und noch geringere
Stromschwankungen in dem Stromkreislauf zu erzielen, schaltet die elektronische Steuerung zu Beginn einer Anlaufphase mittels Schließen des Schalters 13 zunächst den höheren Widerstand 12 aktiv. In dieser Phase sind die Schalter 10 und 4 geöffnet.
Nach einer vorgebbaren Zeitdauer oder Erfüllung einer anderen Bedingung wird dann (noch innerhalb der
Anlaufphase) der Schalter 13 geöffnet und Schalter 10 geschlossen, so dass nun der kleinere Widerstand 9 in den Stromkreislauf geschaltet ist. Nach Ablauf der
Anlaufphase wird dann Schalter 10 geöffnet und Schalter 4 geschlossen .
Somit wird durch sequentielles Schließen der Schalter 13, 10 und 4 eine weiter verbesserte Begrenzung des
AnlaufStromes erzielt, wobei durch die ohmschen
Abstufungen auch beim Umschalten der Schalter verringerte Stromimpulse auftreten.
Dieses Verhalten kann noch weiter verfeinert und
gesteigert werden, indem zusätzlich zu den Pfaden 8 und 14 weitere Widerstandspfade vorgesehen werden, wie dies in Figur 2 anhand der Pfade n-1 und n angedeutet ist. Diese Pfade 8, 14, n-1 und n können entsprechend des oben erläuterten Ablaufes sequentiell nacheinander aktiv geschaltet werden. Es besteht auch die Möglichkeit, nicht immer nur einen Pfad gleichzeitig, sonder zwei oder mehr
Pfade zur gleichen Zeit aktiv zu schalten, also parallel zu schalten.
In beiden Fällen kann durch geeignete Wahl der
Widerstandswerte im zeitlichen Verlauf der Anlaufphase eine feine Abstufung des insgesamt wirksamen ohmschen Widerstandswertes und somit ein fein gestuftes Abfallen desselben in der Anlaufphase erzielt werden, so dass einerseits eine gewünschte ohmsche Begrenzung des
AnlaufStromes erreicht wird, ebenso aber ggf. beim
Umschalten der Schalter auftretende Impulse minimiert werden, da die Sprünge der jeweils aktiven
Widerstandswerte klein gehalten werden.
B e z u g s z e i c h e n l i s t e
1 Motor Vakuum-Pumpe
2 Spannungsquelle
3 widerstandsfreier Pfad
4 elektronischer Schalter im widerstandsfreien Pfad
5 Widerstandspfad
6 Widerstand
7 elektronischer Schalter im Widerstandspfad
8,11 Widerstandspfade
9, 12 Widerstände in Widerstandspfaden
10,13 elektronische Schalter in Widerstandspfaden
14 Notschalter
n-1, n Widerstandspfade

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Anordnung zur Ansteuerung eines elektrischen Motors (1) einer Vakuum-Pumpe für ein Fahrzeug, wobei eine elektronische Steuerung mittels von dieser steuerbarer elektronischer Schalter (4, 7, 10, 13) in einer
Anlaufphase den Motor (1) über wenigstens einen mit einem zusätzlichen Widerstand (6; 9, 12) versehenen
Widerstandspfad (5; 8, 11) und nach Ablauf der
Anlaufphase im wesentlichen widerstandsfrei an eine
Versorgungsspannung (2) schaltet.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens zwei Widerstandspfade (8, 11, n-1, n)
vorgesehen sind, wobei die Pfade (8, 11, n-1, n)
verschieden oder gleich große elektrische Widerstände (9; 12) gestaffelter Grüße aufweisen, welche in der
Anlaufphase mittels in den Widerstandspfaden (8, 11, n-1, n) vorgesehener elektrischer Schalter (10, 13)
sequentiell oder in Gruppen aktiv geschaltet werden.
3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Anlaufsteuerung
berücksichtigte Anlaufphase, in der ein erhöhter
Anlaufstrom auftritt, eine Dauer von etwa 100 bis 200 ms aufweist .
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine zusätzliche elektrische Widerstand (6; 9, 12) und die elektronischen Schalter (4, 7, 10, 13) zwischen Minus-Pol der
Spannungsquelle (2) und die Vakuum-Pumpe (1) geschaltet sind .
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Zeitdauer der Anlaufphase in der elektronischen Steuerung hinterlegt ist, die die elektronischen Schalter (4, 7, 10, 13) entsprechend steuert .
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung die Anlaufphase bei Unterschreiten eines vorgebbaren
Temperaturwertes und/oder bei Überschreiten einer vorgebbaren maximalen Versorgungsspannung verlängert.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung die Stromaufnahme des Motors (1) über den oder die
zusätzlichen Widerstände (6; 9, 12) misst und die
Anlaufphase dann beendet, wenn der gemessene Strom einen vorgebbare Maximalwert für eine definierbare Zeidauer t überschreitet .
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung die Stromaufnahme des Motors durch kurzzeitiges Trennen von der Versorgungsspannung bei gleichzeitiger Aktivierung und Messung der Spannung am Widerstandspfad (5; 8, 11) feststellt und dann beendet, wenn die gemessene Spannung einen vorgebbare Maximalwert überschreitet.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung die Spannungsmessung auch nach der Anlaufphase zyklisch durchführt.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung eine Beendigung der Anlaufphase in Abhängigkeit der Drehzahl eines Motors (1) der Vakuum-Pumpe vornimmt.
11. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung bei Detektion eines nicht anlaufenden Pumpenmotors (1) nach vorgebbarer Zeit zusätzliche Widerstandspfade (8, 11, n-1, n) parallel zuschaltet .
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung den oder die zusätzlichen Widerstände (6; 9, 12) abschaltet, wenn sie bei einem oder mehreren elektronischen Bauelementen der Anordnung ein Überschreiten einer vorgebbaren
Maximaltemperatur feststellt.
13. Fahrzeug mit einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
EP12700980.1A 2011-01-31 2012-01-24 Anordnung zur ansteuerung einer elektrischen vakuum-pumpe Withdrawn EP2671317A2 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011003360 2011-01-31
DE102011088976A DE102011088976A1 (de) 2011-01-31 2011-12-19 Anordnung zur Ansteuerung einer elektrischen Vakuum-Pumpe
PCT/EP2012/051011 WO2012104169A2 (de) 2011-01-31 2012-01-24 Anordnung zur ansteuerung einer elektrischen vakuum-pumpe

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US (1) US20130342147A1 (de)
EP (1) EP2671317A2 (de)
KR (1) KR20140007878A (de)
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