用于运行电动风扇驱动器的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于运行机动车的电动风扇驱动器(风扇)的方法和设备。方法在此尤其被理解为用于借助调节或控制装置对机动车的电动驱动风扇的联接到车载电网电压上的无刷电动马达进行转速调节的调节方法。风扇尤其被理解为机动车的所谓的HVAC风扇(Heating Ventilat1n Air Condit1n，暖通空调)或者散热器通风风扇。尤其是联接暖气和/或空调风扇驱动器(UB)和/或接入负载电流回路中。
【背景技术】
[0002]在变化的运行电压的影响下，对在机动车中所使用的风扇和/或通风装置马达的转速调节以及相应的调节或控制电路例如由DE 44 08 442 A1、由DE 44 44 810 A1、由DE198 55 424 A1并且由DE 10 2010 048 747 A1公知。已公知的控制或调节方法基本上基于在电动风扇驱动器的电动马达的负载回路中的借助脉宽调制(PWM)驱控的半导体开关的占空比依赖于变化的运行电压或车载电网电压地进行改变。
[0003]当机动车的车载电网，尤其是车载电网电压和/或车载电网电流波动时，由于对这种电动马达或电动风扇驱动器的转速进行调节，所以尤其是在最大或百分百地对转速调节进行调制的情况下明显会出现转速振荡。车载电网的这种振荡也可以是由运行决定的，或按规定所期望或需要的，例如用于车辆电池的能量回收(Rekuperat1n)。在此，在最大
15.5V和最小12V的发电机额定电压的情况下例如可能会出现3V/s的电压变化梯度。
[0004]这种振荡在风扇空气流中从声学上可以察觉到，也就是能够听到。因此，经常需要将电动马达相应高地设计，也就是说，超规格地设计，以便保持或提供调整余量(Stellreserve) 0此外，HVAC系统的最大可达到的转速与空调器的一个或多个风门位置(Klappenstellung)有关，也就是与负载有关，并且并不会限制在固定的值上。车辆中的其他运行条件也可以是负载波动或负载变化的原因。因此，所使用的驱动马达相应地成本会很高，并且/或者不能够利用到车辆中的最大的空气流(100%空气流)。
[0005]这些缺点尤其是在带刷电机和/或无刷直流电机的情况下是可以预料到的，无刷直流电机模拟带刷电机，这是因为无刷直流电机由系统决定地必须具有相应的调整余量。所谓的直流或DC模仿(模拟DC特性曲线)意味着:关于由操作部件预先给定的设定点出现的马达转速随着马达电流的上升而下降。
【发明内容】
[0006]本发明的任务在于，说明一种用于运行机动车的电动风扇驱动器(风扇)的特别适合的方法和一种按照该方法工作的设备。尤其地，风扇应该尽可能噪音低地工作。为此，应该以适合的方式限制由给风扇驱动器供能的车载电网的波动导致的声学上的影响。
[0007]根据本发明，该任务在方法方面利用权利要求1的特征来解决，在设备方面利用权利要求8的特征来解决。有利的改进方案、设计方案和变型方案是从属权利要求的主题。
[0008]为此，为了运行转速受调节的或转速受控制的、联接到机动车的车载电网电压上的电风扇驱动马达，将其马达转速调节到预先给定的第一转速额定值上。当车载电网电压波动时，将马达转速调节到与第一转速额定值相比更低的转速额定值上。适合的是，依赖于作为HVAC系统工作的风扇的当前的风门位置并且/或者依赖于电动马达的当前的马达负载来调节电动马达的马达转速。
[0009]在本发明的一个有利设计方案中，对于一段预先给定的或能预先给定的时间，马达转速被调节到依赖于电压波动和/或负载波动来设定的转速额定值上。该转速额定值小于预先给定的最大转速。适宜的是，在设定的时间区间期间进行该时间有限的转速调节。转速也可以时间有限地被调节到相对于最大转速或相对于第一转速额定值减小的转速额定值上，并且在该时间区间结束之后重新被调节到最大转速或第一转速额定值上。
[0010]根据该方法的一个适合的改进方案规定，优选最大的转速额定值从起始水平出发依赖于车载电网电压的尤其是第一次的电压下降的曲线，首先下降到过渡水平或中间水平上，并且在第一时间区间或第一时间区段结束后恒定地保持在所下降到的水平上，以及在第一和/或第二时间区间或第二时间区段结束之后重新调整到起始水平上。附加或替选地，(最大)转速额定值可以从起始水平出发依赖于负载曲线或负载升高，首先下降到过渡水平或中间水平上，并且在第一时间区间或第一时间区段结束后恒定地保持在所下降到的水平上，以及在第一或第二时间区间(第二时间区段)结束之后重新被调节到起始水平上。
[0011]用于对机动车的电动风扇驱动器，优选是HVAC系统进行转速调节的设备包括驱控电动马达的形式优选为多个以桥电路互连的半导体开关的功率开关，该(这些)功率开关接入用车载电网电压加载的负载电流回路中。此外，该设备还包括调节器(调节装置或调节电路)，其在程序和/或电路技术上被设置和设立成用于执行根据本发明的方法。
[0012]因此，根据本发明规定，一旦调节器达到要限定的阈值，或者在调节装置(调节设备)内超过该阈值，驱动风扇的电动马达就获得和/或存储尤其是针对HVAC系统的此刻的风门位置的最大可能的转速。因此，在风扇驱动器运行期间，当车载电网电压和/或负载电流回路的负载波动时，依赖于当前的风门位置并且/或者依赖于当前的马达负载，首先将马达转速调节到预先给定的第一转速额定值上，并且随后调节到与第一转速额定值相比更低的转速额定值上。
[0013]适合的是，借助调节或控制装置，风扇驱动器的或者其电动马达的马达转速在预先给定的时间内，也就是在设定的时间间隔或时间区间期间被调节到依赖于电压波动和/或负载波动来设定的转速额定值上，该转速额定值小于预先给定的最大转速。在此适宜的是，马达转速在该时间区间期间被调节到相对于最大转速或第一转速额定值减小的转速额定值上，并且在该时间区间结束之后才重新被调节到最大转速或第一转速额定值上。
[0014]特别优选地，优选最大的转速额定值从起始水平出发，尤其依赖于车载电网电压的(第一次的)电压下降的曲线并且/或者依赖于负载曲线和/或负载升高，首先尤其是下降到过渡水平或中间水平上，并且在第一时间区间或第一时间区段结束后恒定地保持在所下降到的水平上，以及在第一和/或第二时间区间或第二时间区段结束之后重新调节到起始水平上。
[0015]利用本发明实现的优点尤其在于，在实践中的所有运行条件下，风扇总是可以在可接受的声学上的干扰(颤动)的同时通过如下方式以至少近似百分之百的功率使用，即，使风扇总是重新获得最大转速并进而获得最大空气量。这有利地导致驱动马达(电动马达)不必超规格地设计(设计得过大)，并且同时可以廉价地制造。
【附图说明】
[0016]下面，借助附图详细阐述本发明的实施例。其中:
[0017]图1以转速时间图表示出随时间变化的车载电网电压(UDC)和与之同步的实际转速(转速曲线或转速实际值曲线)(nlst)的曲线以及额定转速(nSC]11)在时间上恒定的曲线；
[0018]图2以根据图1的图表示出由于在车载电网电压骤降并且随后再次升高的情况下的车载电网波动导致转速变化的示例，其中包括时间上的控制曲线(ma)；
[0019]图3以根据图2的图示示出由于在车载电网随时间多次(可变地)改变的情况下的车载电网波动，例如由于能量回收导致的转速变化；
[0020]图4a和图4b示出具有或没有转速变化的与具有和没有正弦形的电压波动的车载电网电压有关的转速曲线；
[0021]图5以方框图示出在第一实施方式中的用于转速调节和/或用于由车载电网波动导致的转速变化的调节电路；并且
[0022]图6以方框图实现在第二实施方式中的用于转速调节和/或用于由车载电网波动导致的转速变化的调节电路。
[0023]彼此相应的部分和参量在所有附图中设有相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0024]图1示出在驱动机动车风扇的电动马达的预先给定的转速额定值nSC]11的情况下，实际转速nlst的在控制极限上，例如在最大的马达电压的情况下随车载电网电压UDe变化的曲线。在图表左边部分中能够看出的是，实际转速nlst在车载电网电压U %相应较低的情况下没有达到转速额定值nSC]11。在时间t上能够看出的是，实际转速nlst的随着车载电网电压UDC的曲线变化同步改变的曲线围绕转速额定值n SC]11发生相对较大的转速波动。电动的风扇驱动器或通风驱动器的这种转速特性例如在机动车的乘客舱中导致不期望的能察觉的噪音形成。
[0025]图2和图3以类似的图表示出车载电网电压UDC在开始近似恒定期间，实际转速nlst与转速额定值n SC]11几乎完全的重叠。在特定的时间点t:时，车载电网电压U㈨斜坡式地在时间点13下降到最小值，以便随后重新斜坡式地升高到提高的水平上。
[0026]图2示出转速额定值n—在车载电网电压UDC的局部的电压骤降处的转速变化，也就是说，尤其是转速额定值n—在车载电网电压U D。的局部的电压骤降处的匹配，而图3示出在例如具有车载电网电压UDC的多次电压骤降和电压升高的能量回收的情况下的转速变化。
[0027]在车载电网电压UDC的曲线上方示出转速调节的调制度ma (modulat1namp 1 i tude，调制幅度)的曲线。该调制度ma在时间1:2与时间13之间的时间间隔内达到最大值ma_，并且在时间t4低过最小值mamin。在时间间隔1:3_1:2期间，转速额定值n scill下降，并且维持在该水平一直到时间点t5，从低过调制度ma的最小值mamin的时间点1:4开始的时间区间Δ t = tma—min在时间点15结束。从该时间点15起，转速额定值η ―连续上升至初始水平。
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