用于控制电通风器的方法与流程

本发明涉及用于控制电通风器的方法，尤其涉及用于控制汽车应用中的电通风器的电动机的方法。

背景技术：

电通风器广泛用于汽车领域，具有冷却以及从辐射块移除热量的功能。

电通风器包括，简言之，电动机、电动机所驱动的风扇、以及用于控制电动机的电子设备。

控制电子设备的显著特征也是保护电动机和电子设备免于过热或过温的可能性，例如尤其是通过格外严酷的运行条件(诸如高环境温度或者突然的不利条件)所确定的过热或过温。

更具体地，过热如下的电通风器中是需要小心处理的：电通风器包括将控制电子设备固定在内部的封闭和/或密封类型的电动机，其中热耗散尤为重要，必须大幅度减少。

通常，电通风器和控制电子设备的特征在于精确的温度范围，其中运行是最佳且安全的，并且保证标称的性能。

如果电动机中存在高于允许最大值的温度升高，即使是在标称值下运行，也必须中断从而保护控制电子设备，尤其是电子元件，免于可能的损坏。

一种控制策略包括，在温度升高超过允许值的情况下，“退化(degrading)”电动机，也就是说，与不再受保证的标称性能水平相比，减少效率和功率输出从而保护控制电子设备。

该退化实际上用于降低电动机的工作温度，从而抵消例如外部温度的升高。

通常，控制电子设备在其他电子元件之外，还包括微控制器以及多个电子功率元件，例如MOSFET。

已知的控制方法包括监视微控制器、或者安装在上面的卡片、以及功率MOSFET的温度，如果MOSFET的温度达到各个的最大阈值温度，则停止电动机。

参考图1A和图1B，关于该已知的控制方法，考虑微控制器的温度，从标称速度V_n的工作条件开始，如果微控制器的温度T_micro达到各个第一阈值温度T_der，激活利用电动机速度的对应降低来退化电通风器的性能的过程，例如以比例偏差ΔT，最高至值V_minutes，超出该值电通风器继续以与标称速度相比极度降低的恒定速度旋转。

如果即使进行退化，微控制器的温度继续升高至第二阈值温度T_max，停止电动机而速度变为0。

实际上，该退化是基于温度误差通过调节设备(例如PI)来进行控制的；在此情况下，未示出，在电动机停止之前，微控制器的温度再次降至T_der以下，而速度再次升至V_n。

该控制和保护方法的主要缺点在于，在某些条件下，电通风器的旋转速度可能极度降低，将电通风装置所安装在的整个车辆置于危险之中，在此情况下过温是由经过相对短时间的瞬态事件而导致的。

技术实现要素：

在此上下文中，本发明的主要目的是克服上述缺点。

本发明的目的是提出一种用于控制电通风器的方法，该方法提高整个车辆的安全性，避免电通风器的退化甚至过于突然的切断。

所示出的技术目的和所说明的目的充分地通过根据权利要求1所述的控制方法来实现。

附图说明

参考如附图中所示意性示出的用于电通风器的控制方法的优选、非限制实施例，本发明的其他特征和优点在以下的详细描述中更加清楚，其中：

-图1A表示已知类型的控制方法中微控制器的温度图作为时间的函数的示例；

-图1B表示与已知类型的控制方法的图1A的图相关的电动机旋转速度作为时间的函数的图；

-图2表示根据本发明的控制方法的框图；

-图3A至图3D分别表示根据本发明的控制方法中微控制器的温度、MOSFET的温度、计时器超时以及电动机的选择速度作为时间的函数的图。

具体实施方式

参考图2，数字100表示关于基本上已知类型且未示出的用于控制电通风器的方法的框图。

根据该方法所优选地控制的电通风器非常简要地包括，电动机、电动机所驱动的风扇以及用于驱动和控制电动机的卡片。

优选地将电子卡片容纳在电动机内部，反过来电动机优选地是密封类型。

电子卡片包括微控制器或驱动器以及用于控制电动机并向其供电的电子功率装置，该电子功率装置例如而且优选地包括MOSFET，将对于这些MOSFET做出明确参考。

电子卡片赋予电动机旋转速度V。

微控制器具有相对温度T_D，MOSFET具有相对温度T_M。

根据本发明的用于控制电通风器的方法包括，在启动电动机之后，定义或设置电动机的旋转速度V的第一值V1，通常与电通风器的标称速度对应，也就是电通风器保证标称性能所处的速度。

该方法包括用于定义或设置电子功率装置(更具体地，MOSFET)的最大阈值温度T3_M的步骤。

该方法包括用于定义和设置微控制器的最大阈值温度T3_D的步骤。

该方法包括用于定义和设置微控制器的第一阈值温度T1_D的步骤，该温度低于微控制器的最大阈值温度T3_D。

该方法包括用于定义或设置电子功率装置(更具体地是MOSFET)的第一阈值温度T1_M的步骤，该温度低于MOSFET的最大阈值温度T3_M。

该方法包括用于定义和设置微控制器的第二阈值温度T2_D的步骤，该温度低于微控制器的最大阈值温度T3_D且高于微控制器的第一阈值温度T1_D。

该方法包括用于定义或设置电子功率装置(更具体地是MOSFET)的第二阈值温度T2_M的步骤，该温度低于MOSFET的最大阈值温度T3_M且高于电子功率装置的第一阈值温度T1_M。

在优选实施例中，微控制器的第一阈值温度T1_D高于或等于145℃且低于150℃，也就是说：

145℃≤T1_D<150℃。

在优选实施例中，微控制器的第二阈值温度T2_D高于或等于150℃且低于155℃，也就是说：

150℃≤T2_D<155℃。

在优选实施例中，微控制器的最大阈值温度T3_D高于或等于155℃且低于160℃，也就是说：

155℃≤T3_D<160℃。

在优选实施例中，电子功率装置的第一阈值温度T1_M高于或等于150℃且低于155℃，也就是说：

150℃≤T1_M<155℃。

在优选实施例中，电子功率装置的第二阈值温度T2_M高于或等于155℃且低于160℃，也就是说：

155℃≤T2_M<160℃。

在优选实施例中，电子功率装置的最大阈值温度T3_M高于或等于155℃且低于160℃，也就是说：

155℃≤T3_M<160℃。

该方法包括监视微控制器的温度T_D，以及监控电子功率装置(更具体地是MOSFET)的温度T_M。

图3A和图3B分别表示微控制器的温度T_D随时间变化的趋势的示例，以及电子功率装置(更具体地是MOSFET)的温度T_M随时间变化的趋势的示例。

图3A和图3B的图也顺序地示出上述的各个温度阈值T1_D、T2_D、T3_D和T1_M、T2_M、T3_M。

需要注意的是，简言之并且为了实用目的，参考微控制器的温度和MOSFET的温度；有利地，也能够通过如下方式来实施该方法：考虑微控制器或MOSFET本质上对应的温度，或者对它们进行间接监控，例如通过监控与这些部件对应的电子卡片的温度。

根据本发明，控制方法包括提供预定时间X的计数器；如下面所详细描述的被适当地控制的计数器对于时间X的推移进行计数。

预定时间X优选地在2分钟到5分钟之间，也就是说：

2分钟≤X≤5分钟

优选地，时间X对应于3分钟，此后所明确参考的时间段不因此限制本发明的范围。

尤其参考图2，当已经设置电动机的标称速度V1，尤其用于保护电动机的控制方法或过程如下进行。

框200表示过程开始。

如果微控制器的温度或MOSFET的温度超出各自的第一阈值温度T1_D或T1_M(框210)，则启动计数器(框220)。

如果微控制器的温度或MOSFET的温度保持在各自的第一阈值温度T1_D或T1_M以下(框210)，则在框210保持过程关闭。

如果微控制器的温度或MOSFET的温度超出各自的最大阈值温度T3_D和T3_M(框230)，停止电动机(框240)，也就是旋转速度V降为0。

一已经关闭电动机时(框250)，过程检查微控制器或MOSFET的温度是否都已经降至各自的第一阈值温度T1_D、T1_M以下，优选地以使得该控制方法更可靠的常数Y来降低，优选地在2到8摄氏度；在不进一步指示滞后常数Y的情况下，为了简便此后也参考阈值温度；特别地，在图3A至图3D中忽略温度滞后的指示。

如果微控制器的温度T_D和MOSFET的温度T_M都已经降至各自的第一阈值温度T1_D、T1_M以下，重新启动电动机(框260)，停止计数器并将其设置为零(框270)。

如果微控制器的温度和MOSFET的温度保持在各自的最大阈值温度T3_D和T3_M以下(框230)，过程检查微控制器的温度和MOSFET的温度是否都已经降至各自的第一阈值温度T1_D、T1_M以下，优选地以常数Y来进行降低(框280)。

如果微控制器的温度和MOSFET的温度都已经降至各自的第一阈值温度T1_D、T1_M以下，停止计数器并将其设置为零(框270)。

如果微控制器的温度或者MOSFET的温度仍处于各自的第一阈值温度T1_D、T1_M之上(框280)，如果计数器所计数的时间X已经过去(框290)，将电动机旋转速度V降低至第二值V2(框300)。

优选地，将电动机旋转速度的第二值V2设置为第一速度值V1以恒定百分数D来降低，其中的恒定百分数D优选地在3到8之间，也就是说：

V2＝V1-D％

如果微控制器的温度或者MOSFET的温度仍处于各自的第一阈值温度T1_D、T1_M之上(框280)，而计数器所计数的时间X仍在进行中，过程包括检查微控制器的温度T_D或者MOSFET的温度T_M是否已经超出各自的第二阈值温度T2_D或T2_M(框310)。

如果微控制器的温度或者MOSFET的温度已经超出各自的第二阈值温度T2_D或T2_M，将电动机的旋转速度V降低至第二值V2。

如果微控制器的温度或者MOSFET的温度未超出各自的第二阈值温度T2_D或T2_M(框310)，过程实际上从框230继续，检查微控制器的温度和MOSFET的温度未超出各自的最大阈值温度T3_D或T3_M。

参考图3A至图3D，以下提出根据本发明的控制方法的运行的示例。

图3A示出微控制器的温度T_D随时间的假定趋势，而图3B示出MOSFET的温度T_M随时间的假定趋势。

在所示示例中，在时刻t1，温度T_D达到各自的第一阈值温度T1_D，计数器图3C的“超时”开始三分钟的计数，旋转速度保持在与标称速度对应的第一速度V1。

在时刻t2，在3分钟过去之后，微控制器的温度T_D和MOSFET的温度T_M都高于各自的第一阈值温度T1_D、T1_M，而旋转速度V变为速度V2，也就是，存在旋转速度V的降低。

在时刻t3，微控制器的温度T_D和MOSFET的温度T_M都低于各自的第一阈值温度T1_D、T1_M，将旋转速度V变为值V1，并且将计数器设置为零。

在时刻t4，微控制器的温度T_D再次超出各自的第一阈值温度T1_D，计数器再次开始计数3分钟。

在时刻t5，当3分钟仍未过去时，微控制器的温度T_D超出各自的第二阈值温度T2_D，因此将速度变为第二值V2，而计数器优选地继续进行计数。

在时刻t7，当3分钟仍未过去时，温度T_D和T_M都已经降至各自的第一阈值温度T1_D、T1_M以下，因此将速度变为值V1，并且将计数器设置为零。

在时刻t8，微控制器的温度T_D超出各自的第一阈值温度T1_D，计数器开始计数3分钟。

在时刻t9，在时间X内，微控制器的温度T_D超出各自的第二阈值温度T2_D，因此将电动机的旋转速度V降低至第二值V2。

在时刻t10，微控制器的温度T_D达到其最大阈值温度T3_D，所以立即停止电动机并将速度V变为0。

在时刻t11，微控制器的温度T_D和MOSFET的温度T_M都低于各自的第一阈值温度T1_D和T1_M，因此以速度V1重新启动电动机，并且将计数器设置为零。

在所示优选实施例中，从t10至t11对于计数器不进行管理，计数器保持不变，直到在t11时进行重置或归零。

所描述的发明带来重要的优点。

如果温度升高是暂时的，计数器在电通风器的性能退化中引入延迟是特别有利的。

如果温度在时间X期间降至各自的第一阈值温度以下，速度并不降低。

如果温度升高相对突然，而计数器所测量的时间过长，第二阈值温度T2_M、T2_D保护电动机和车辆。

电通风器的运行在任何情况下都是受到保证的，尽管处于低于标称速度的速度，从而即使当已经超出上述阈值时也能够保护整个车辆。

如果存在过度的过温，第三阈值温度T3_M、T3_D通过停止电动机来保证对于系统的保护。

当各个温度中的一个温度达到各自的最大阈值温度时，切断电动机，最可能是由于电动机隔室中的温度已经达到极高值。

速度的降低在预定事件期间是恒定的，而不再被调整为温度随时间的变化的函数。

即使发生温度提高的事件，电通风器也继续工作；即使在说明书之外，电通风器也比利用现有技术进行控制运行的要多。