DE3724571A1 - Drehzahlsteuerschaltung fuer ein elektrisches kuehlgeblaese einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehzahlsteuerschaltung für den Elektromotor eines Kühlgebläses einer Brennkraftma­ schine, insbesondere Dieselbrennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten elektrischen Kühlgebläsen ist der Elektro­ motor über einen temperaturabhängig schaltenden Schalter an eine Spannungsquelle angeschlossen. Erreicht die Tempe­ ratur der Brennkaftmaschine einen vorgebbaren Schwellwert, schaltet sich das elektrische Kühlgebläse ein und kühlt dieses, bis der Temperaturschwellwert wieder unter­ schritten wird.

Eine derartige Steuerschaltung hat den Nachteil, daß gerade im Teillastbetrieb eine zu starke Kühlung der Brennkraftmaschine erfolgt, was zu erhöhten Schaltspielen und damit häufigem Ein- und Ausschalten des Kühlgebläses führt. Bei jedem Einschalten zieht der Elektromotor einen hohen Anfahrstrom, was zu hohen Belastungen des Motors, der Zuleitungen und der Relais führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehzahl­ steuerschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 der­ art weiterzubilden, daß einerseits ein hoher Anfahrstrom bei Inbetriebnahme des Elektromotors vermieden ist und andererseits die Schaltspiele minimiert werden.

Die Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch den im Leitungspfad zum Elektromotor angeordneten Vorwiderstand ist gewährleistet, das der Anfahrstrom auf ein zulässiges Maß begrenzt wird. Da aufgrund des Wider­ stands ferner eine Senkung der Drehzahl des Elektromotors und damit eine Senkung der Kühlleistung verbunden ist, wird bei Betrieb des Kühlgebläses mit eingeschaltetem Vorwiderstand eine reduzierte Kühlleistung erzielt, die im Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine zur Kühlung aus­ reichend ist. Auf diese Weise ist eine zu starke Kühlung der Brennkraftmaschine vermieden, so daß ein häufiges Aus- und Einschalten des elektrischen Kühlgebläses unter­ bunden ist. Durch den temperaturabhängig schaltbaren Lei­ tungszweig ist der Vorwiderstand überbrückbar, so daß bei Erreichen eines weiteren Temperaturschwellwertes der Vor­ widerstand wirkungslos geschaltet ist und der Elektromotor mit der vollen Versorgungsspannung beaufschlagt ist. Der Elektromotor läuft mit höchster Drehzahl, das Kühlgebläse entfaltet seine maximale Kühlleistung; eine ausreichende Kühlung im Vollastbetrieb ist sichergestellt.

Vorteilhaft ist der Vorwiderstand in der Nähe des Schalt­ kontakts angeordnet und der Leitungszweig als Parallel­ zweig zur Reihenschaltung Schaltkontakt und Vorwiderstand ausgebildet. Auf diese Weise wird bei leitend geschaltetem Parallelzweig sowohl der Schaltkontakt wie der Vorwider­ stand überbrückt, weshalb bei einer Störung der Betätigung des Schaltkontakts dennoch eine Inbetriebnahme des Kühlge­ bläses mit maximaler Drehzahl als Notkühlung gewährleistet ist.

Vorteilhaft ist der offene Schaltkontakt im Leitungspfad des Elektromotors zum Elektromotor bei Erreichen eines ersten Schwellwertes der Brennkraftmaschinentemperatur geschlossen und der unterbrochene Parallelzweig bei Er­ reichen eines zweiten Schwellwerts der Brennkraft­ maschinentemperatur leitend geschaltet.

Es kann vorteilhaft sein, als Temperatur der Brennkraft­ maschine deren Öltemperatur zu verwenden.

Es kann ferner vorteilhaft sein, im Parallelzweig einen weiteren Vorwiderstand anzuordnen, der im Wert kleiner ist als der Vorwiderstand im Leitungspfad zum Elektromotor. Der Vorwiderstand im Parallelzweig kann dann seinerseits durch eine temperaturabhängig schaltbare Brücke überbrück­ bar sein. Auf diese Weise ist eine einfache Dreistufen­ schaltung gebildet (drei Drehzahlbereiche).

In ähnlicher Weise ist es möglich, im Leitungspfad des Elektromotors hintereinander mehrere Vorwiderstände gleicher oder verschiedener Werte anzuordnen, die jeweils einzeln von einer temperaturabhängig schaltbaren Brücke wirkungslos schaltbar sind. Auf diese Weise kann für beliebig vorwählbare Leistungszustände der Brennkraft­ maschine eine diskrete Kühlgebläsedrehzahl gewählt werden. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Be­ schreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispiels der erfindungsgemäßen Drehzahlsteuerschaltung.

Die einzige Figur zeigt schematisch die erfindungsgemäße Drehzahlsteuerschaltung für den Elektromotor M eines nicht näher dargestellten Kühlgebläses einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine. Der Elektro­ motor M ist über den Leitungspfad 1 mit dem positiven Pol der Spannungsquelle U verbunden; über den Leitungspfad 2 ist der Elektromotor mit dem negativen Pol der Spannungs­ quelle U verbunden.

Im Leitungspfad 1 ist in Reihe ein Schaltkontakt S 2 und ein Vorwiderstand V angeordnet. Parallel zu der Reihen­ schaltung Schaltkontakt S 2 und Vorwiderstand V ist ein Leitungszweig 3 angeordnet, der die genannte Reihenschal­ tung überbrückt. Der Leitungszweig (Parallelzweig) weist einen Schaltkontakt S 1 auf, der von einem Relais R 1 be­ tätigbar ist. Das Relais R 1 liegt mit seiner Erregerspule über einen Kontakt K 2 an der Spannungsquelle U. Der Kon­ takt K 2 ist von einem Temperaturfühler TF 2 schaltbar, der bei Erreichen der Schwellwerttemperatur ϑ ₂ den Kontakt K 2 schließt, wodurch das Relais R 1 anzieht und den Schalt­ kontakt S 1 schließt.

Der Schaltkontakt S 2 im Leitungspfad 1 ist von einem Re­ lais R 2 betätigt, das seinerseits über einen Kontakt K 1 mit seiner Erregerspule an der Spannungsquelle U liegt. Der Kontakt K 1 ist von einem Temperaturfühler TF 1 schalt­ bar, der bei Erreichen einer Schwellwerttemperatur ϑ ₁ den Schaltkontakt K 1 schließt. Bei geschlossenem Kontakt K 1 ist das Relais R 2 erregt und schließt den Schaltkontakt S 2.

Die Temperaturfühler TF 1, TF 2 sind so eingestellt, daß die Schwellwerttemperatur j ₁ des Temperaturfühlers TF 1 kleiner ist als die Schwellwerttemperatur ϑ ₂ des Tempe­ raturfühlers TF 2.

Die erfindungsgemäße Drehzahlsteuerschaltung arbeitet wie folgt:

Die Temperaturfühler TF 1 und TF 2 tasten die Temperatur der Brennkraftmaschine ab, vorzugsweise greifen sie die Öl­ temperatur ab.

In der Aufwärmphase der Brennkraftmaschine, d.h., ϑ < ϑ ₁ ist der Elektromotor M spannungslos; das Kühlgebläse steht.

Erreicht die Öltemperatur den Schwellwert ϑ ₁ so wird der Kontakt K 1 geschlossen, das Relais R 2 zieht an und der Schaltkontakt S 2 im Leitungspfad 1 wird geschlossen. Der Motor M ist über den Vorwiderstand V an die Spannungs­ quelle U gelegt; durch den Vorwiderstand V wird sowohl der Anfahrstrom des Elektromotors M begrenzt wie auch anderer­ seits nach Anlaufen des Elektromotors nur eine mittlere Drehzahl D 1 erzielt, da am Vorwiderstand V entsprechend dessen Größe Spannung abfällt.

Steigt die Öltemperatur der Brennkraftmaschine weiter an und erreicht den Schwellwert ϑ ₂ so schließt der Tempe­ raturfühler TF 2 den Kontakt K 2 und das Relais R 1 zieht an, wodurch der Schaltkontakt S 1 im Parallelzweig 3 geschlos­ sen wird. Nunmehr ist sowohl der Schaltkontakt S 2 wie der Vorwiderstand V überbrückt und am Elektromotor M liegt die volle Spannung der Spannungsquelle U an; der Elektromotor M läuft mit maximaler Drehzahl.

Da der Parallelzweig 3 auch den Schaltkontakt S 2 über­ brückt, ist bei einem Ausfall des Temperaturfühlers TF 1 sichergestellt, daß auch bei nicht angezogenem Relais R 2 und damit offenem Schaltkontakt S 2 dennoch bei Erreichen der Schwellwerttemperatur ϑ ₂ über den Parallelzweig 3 der Elektromotor mit maximaler Drehzahl in Betrieb genom­ men werden kann. Eine Kühlung der Brennkraftmaschine ist so gewährleistet.

Die Temperaturfühler sind vorteilhaft so ausgebildet, daß sie eine Schalthysterese Δ ϑ aufweisen. Kühlt der Motor nach Überschreiten der Schwellwerttemperatur wieder ab, so schaltet der Temperaturfühler TFZ erst bei Unterschreiten des Schwellwertes j ₂ um Δ ϑ, so daß erst bei einem Unter­ schreiten der Temperatur (ϑ ₂ - Δ ϑ) der Schaltkontakt 51 geöffnet und somit die Drehzahl erniedrigt wird. Ent­ sprechend schaltet der Temperaturfühler TF 1 erst nach Unterschreiten der Temperatur (ϑ ₁ - Δ ϑ) den Elektromotor ab (Drehzahl 0).

Sollte es erforderlich sein, so kann im Parallelzweig ein im Wert kleinerer Vorwiderstand angeordnet werden, der seinerseits durch einen weiteren Parallelzweig kurzge­ schlossen werden kann. Aus der erfindungsgemäßen Zwei­ stufen-Drehzahlsteuerschaltung kann so eine Drei- und Mehrstufensteuerschaltung geschaffen werden.

In analoger Weise kann eine Mehrstufendrehzahlschaltung durch eine Vielzahl von Vorwiderständen V ₂ (in Reihen- oder Parallelschaltung) im Leitungspfad zum Elektromotor M angordnet sein, wobei jeder Vorwiderstand durch eine Brücke in Abhängigkeit der Brennkraftmaschinen­ temperatur überbrückbar ist.

Claims (8)

1. Drehzahlsteuerschaltung für den Elektromotor eines Kühlgebläses einer Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselbrennkraftmaschine, wobei der Elektromotor (M) über einen Schaltkontakt (S 2) an eine Spannungsquelle (U) ange­ schlossen ist, gekennzeichnet durch mindestens einen im Leitungspfad (1, 2) des Elektromotors (M) angeordneten Vorwiderstand (V), der durch einen temperaturabhängig schaltbaren Lei­ tungszweig (3) überbrückbar ist.

2. Drehzahlsteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwiderstand (V) zwischen dem Elektromotor (M) und dem Schaltkontakt (S 2) angeordnet ist.

3. Drehzahlsteuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungszweig als Paral­ lelzweig (3) zur Reihenschaltung Schaltkontakt (S 2) und Vorwiderstand (V) ausgebildet ist.

4. Drehzahlsteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der offene Schaltkontakt (S 2) bei Erreichen eines ersten Schwellwertes der Brennkraft­ maschinentemperatur geschlossen und der unterbrochene Parallelzweig (3) bei Erreichen eines zweiten Schwell­ wertes der Brennkraftmaschinentemperatur leitend geschaltet ist.

5. Drehzahlsteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperatur der Brennkraft­ maschine deren Öltemperatur erfaßt ist.

6. Drehzahlsteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Leitungszweig (3) ein kleinerer Vorwiderstand angeordnet ist als der im Lei­ tungspfad (1, 2) angeordnete Vorwiderstand (V), wobei der Vorwiderstand im Leitungszweig seinerseits durch eine temperaturabhängig schaltbare Brücke überbrückbar ist.

7. Drehzahlsteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Leitungspfad (1, 2) mehrere Vorwiderstände (V) angeordnet sind, die jeweils durch eine temperaturabhängig schaltbare Brücke überbrückbar sind.

8. Drehzahlsteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltvorang um die Schwellwerte eine vorgebbare Hysterese aufweist.