DE19538946C1

DE19538946C1 - Electronically commutated electric motor e.g. for application with motor vehicle roof-mounted panel for fan drive

Info

Publication number: DE19538946C1
Application number: DE19538946A
Authority: DE
Inventors: Thomas Ganz
Original assignee: Webasto Karosseriesysteme GmbH
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1995-10-19
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2015-10-20

Abstract

A road vehicle air-conditioning system has a brushless motor 2 to drive a fan and has a Hall effect device as a speed sensor 5. This provides an input to a logic stage 6 that receives a reference speed from the system controller. Signals are generated for speed regulation 7,and drive stages 3 in form of power transistors 18a,b,c are used to provide commutation switching of the stator windings in sequence. The system is powered by solar energy generator and the speed regulation is dependent upon the level of solar energy available and the temperature

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Stromversorgung eines bürstenlosen, elektronisch kommutierten Gleichstrommotors mittels eines SolargeneratorsThe invention relates to an arrangement for the power supply of a brushless, electronically commutated DC motor using a Solar generator

Die Verwendung eines vorzugsweise im Dachbereich angeordneten Solarmoduls zum batterieunabhängigen Betrieb elektrischer Verbraucher, wie z. B. Lüftermotoren, in Kraftfahrzeugen ist seit einiger Zeit bekannt. Bei den Verbrauchermotoren handelt es sich im allgemeinen um konventionelle Gleichstrommotoren mit Bürstenkommutierung. Die Strom-Spannungs-Kennlinie solcher Motoren weicht im allgemeinen stark von der Strom-Spannungs-Kennlinie des Solarmoduls ab. Die für eine gute Leistungsausnutzung notwendige Impedanzanpassung geschieht im allgemeinen über einen DC/DC- Wandler, wie z. B. einen Tiefsetzwandler. Es kann auch ein steuerbarer Gleichstromsteller zur jederzeitigen Leistungsoptimierung eingesetzt werden ("Maximum Power Point Tracking").The use of a solar module, preferably arranged in the roof area battery-independent operation of electrical consumers, such as B. fan motors, in Motor vehicles have been known for some time. The consumer motors are are generally conventional DC motors with brush commutation. The current-voltage characteristic of such motors generally deviates greatly from that Current-voltage characteristic curve of the solar module. The one for good performance utilization necessary impedance matching is generally done using a DC / DC Transducers such. B. a buck converter. It can also be a controllable one DC controllers can be used to optimize performance at any time ("Maximum Power Point Tracking").

Nachteilig ist der zusätzliche Bauteilaufwand, wie z. B. für einen DC/DC-Wandler mit hohem Wirkungsgrad und für separate Schaltrelais. Wegen der geringen Leistung von Solargeneratoren kann sich ein schlechter Motorwirkungsgrad stark auswirken.A disadvantage is the additional component effort, such as. B. for a DC / DC converter high efficiency and for separate switching relays. Because of the low performance of Poor engine efficiency can have a significant impact on solar generators.

Eine Verbesserung stellt eine aus DE 39 38 259 C1 bekannte Anordnung dar, bei der ein bürstenloser elektronisch kommutierter Motor ohne zwischengeschalteten DC/DC- Wandler direkt an das Solarmodul angeschlossen ist und bei der eine Anordnung zum Erfassen der Motordrehzahl und der Winkelposition des Motorrotors vorgesehen ist. Ein bürstenloser Motor weist im allgemeinen einen höheren Wirkungsgrad als ein konventioneller bürstenkommutierter Motor auf, wodurch eine fehlende Impedanzanpassung weniger stark ins Gewicht fällt. Ein bürstenloser Motor bietet darüberhinaus andere Vorteile, wie z. B. eine bessere elektromagnetische Verträglichkeit und einen geringeren Verschleiß.An improvement is an arrangement known from DE 39 38 259 C1, in which a brushless, electronically commutated motor without intermediate DC / DC Converter is connected directly to the solar module and in which an arrangement for Detection of the engine speed and the angular position of the motor rotor is provided. A brushless motor is generally more efficient than conventional brush-commutated motor, making a missing Impedance matching is less important. A brushless motor offers moreover other advantages, such as. B. a better electromagnetic Compatibility and less wear.

Ein aus dem Verzicht auf eine Impedanzwandlung bei der aus DE-PS-39 38 259 bekannten Anordnung resultierender Nachteil liegt jedoch darin, daß nicht gewährleistet ist, daß der Motor jederzeit die höchstmögliche Leistung aus dem Solarmodul entnimmt und damit das System jederzeit mit optimalem Wirkungsgrad betrieben wird.One from the waiver of an impedance conversion in the case of DE-PS 39 38 259 known arrangement resulting disadvantage is, however, that not It is guaranteed that the engine always the highest possible performance from the Takes solar module and thus the system at all times with optimal efficiency is operated.

Aus der DE 35 16 876 C2 ist eine Steuervorrichtung für einen von einer Solarbatterie angetriebenen, mit variabler Geschwindigkeit laufenden Motor bekannt, bei dem es sich unter anderem auch um einen bürstenlosen Gleichstrommotor handeln kann. Die bekannte Vorrichtung weist einen parallel zur Solarbatterie liegenden Kurzschlußschalter zum intermittierenden Kurzschließen der Solarbatterie und einen Stromwandler mit nachgeschalteter Umwandlungseinheit zum Ermitteln der einfallenden Lichteinstrahlung aus dem bei geschlossenem Kurzschlußschalter fließenden Kurzschlußstrom der Solarbatterie und zum Erzeugen eines von der Lichteinstrahlung abhängigen Stromsteuersignals auf. Zu der Steuervorrichtung gehören ferner ein zur Solarbatterie parallel geschalteter Spannungsdetektor zum Feststellen der Leerlaufspannung der Solarbatterie, ein Wandler, der den Temperatureinfluß auf die festgestellte Leerlaufspannung ermittelt, ein Kompensator, der das Stromsteuersignal zur Kompensation des Temperatureinflusses korrigiert, eine Einheit zum Erzeugen eines dem Motorstrom entsprechenden Arbeitsstromsignals und eine Betriebseinheit, die aus dem Arbeitsstromsignal und dem temperaturkompensierten Stromsteuersignal ein Motordrehzahlsignal errechnet, das einem Steuerkreis zugeht, der seinerseits den Motor mit einem Geschwindigkeitssteuersignal beaufschlagt, so daß sich ein dem temperaturkompensierten Stromsteuersignal entsprechendes Arbeitsstromsignal einstellt. Auf diese Weise soll dem Motor ein optimaler Arbeitsstrom entsprechend dem Ausgangszustand der Solarbatterie zugeführt werden. Auch diese bekannte Steuervorrichtung erfordert aber einen relativ hohen Aufwand an Bauteilen.DE 35 16 876 C2 describes a control device for one of a solar battery powered, variable speed motor known to be among other things, can also be a brushless DC motor. The known device has a parallel to the solar battery Short-circuit switch for intermittent short-circuiting of the solar battery and one Current transformer with downstream conversion unit to determine the incident light from the when the short-circuit switch is closed flowing short-circuit current of the solar battery and to generate one of the Light-dependent current control signal. Belong to the control device also a voltage detector connected in parallel to the solar battery to detect the Open circuit voltage of the solar battery, a converter that influences the temperature on the detected open circuit voltage, a compensator that detects the current control signal corrected to compensate for the influence of temperature, a unit for generating an operating current signal corresponding to the motor current and an operating unit, those from the working current signal and the temperature compensated current control signal calculates an engine speed signal that is sent to a control circuit, which in turn controls the Motor applied with a speed control signal, so that the Temperature-compensated current control signal corresponding working current signal sets. In this way, the motor should have an optimal working current corresponding to the Initial state of the solar battery are supplied. This well-known too Control device, however, requires a relatively high amount of components.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung aus einem Solargenerator und einem Elektromotor zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und dennoch eine möglichst optimale Ausnutzung der aus dem Solargenerator zur Verfügung stehenden Leistung ermöglicht.The present invention has for its object an arrangement of a To create solar generator and an electric motor that is simple and constructed nevertheless the best possible use of the solar generator Available performance.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Anordnung nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the arrangement according to claim 1.

Die erfindungsgemäße Lösung stellt sicher, daß es jederzeit möglich ist, dem Motor die maximale momentan mögliche Leistung aus dem Solargenerator zuzuführen. Der Motor befindet sich durch die Drehzahlregelung jederzeit in einem definierten Betriebszustand und die elektrischen Verluste können bei allen Drehzahlen gering gehalten werden, da keine Vorwiderstände nötig sind, wobei die Motordrehzahl in Abhängigkeit von der von dem Solargenerator jeweils zur Verfügung gestellten Leistung auf besonders einfache Weise maximiert wird.The solution according to the invention ensures that it is possible at any time to the engine to supply maximum currently possible power from the solar generator. The motor is at any time in a defined operating state due to the speed control and the electrical losses can be kept low at all speeds because no series resistors are necessary, the engine speed depending on the the power made available to the solar generator in a particularly simple manner Way is maximized.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention result from the Subclaims.

Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Stromversorgungsanordnung aus Solargenerator und Elektromotor sind nachstehend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:Two exemplary embodiments of the power supply arrangement according to the invention The solar generator and electric motor are described in more detail below with reference to the drawings described. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Stromversorgungsanordnung; Fig. 1 is a block diagram of a power supply arrangement according to the invention;

Fig. 2a und b schematische Darstellungen zweier verschiedener Ausführungsformen des Motors und der Motorsteuerelektronik aus Fig. 1; und Figs. 2a and b show schematic representations of two different embodiments of the motor and the motor control electronics of FIG. 1; and

Fig. 3 ein Flußdiagramm der Regelschleife einer erfindungsgemäßen Logikanordnung mit ständiger Suche nach dem Maximalwert der Motordrehzahl. Fig. 3 is a flowchart of the control loop of a logic arrangement according to the invention with a constant search for the maximum value of the engine speed.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung ist in einem Kraftfahrzeug angeordnet. Die Wicklungen 1 eines Elektromotors 2 sind mit der Endstufe 3 einer Motorsteuerelektronik 4 verbunden. Der Motor 2 weist einen Drehzahlsensor, beispielsweise einen Hallsensor 5, auf, der mit dem Eingang einer Logikstufe 6 verbunden ist. Der Ausgang der Logikstufe 6 ist mit dem Eingang einer Drehzahlregelung 7 verbunden, deren Ausgang die Endstufe 3 steuert. Die Logikstufe 6 ist eingangsseitig mit einer Signalleitung von einem Klimagerät 8 verbunden. Zur Stromversorgung ist die Motorsteuerelektronik 4 mit einem Solarmodul 9 und dem Fahrzeugbordnetz 10, das üblicherweise von einer Batterie 11 bzw. einer Lichtmaschine gespeist wird, verbunden. Es ist ein Schalter 12 vorgesehen, mit dem zwischen den beiden Stromquellen umgeschaltet werden kann. Dies kann beispielsweise selbsttätig beim Ein- bzw. Ausschalten der Zündung geschehen, oder temperaturabhängig, oder es kann ein manueller Schalter vorgesehen sein, der ein beliebiges Umschalten gestattet. Der Rotor 13 des Motors 2 ist mit einer Welle 14 verbunden, die ihrerseits mit einem Lüfterrad 15 verbunden ist.The arrangement shown in Fig. 1 is arranged in a motor vehicle. The windings 1 of an electric motor 2 are connected to the output stage 3 of motor control electronics 4 . The motor 2 has a speed sensor, for example a Hall sensor 5 , which is connected to the input of a logic stage 6 . The output of logic stage 6 is connected to the input of a speed control 7 , the output of which controls output stage 3 . The logic stage 6 is connected on the input side to a signal line from an air conditioning unit 8 . For power supply, the engine control electronics 4 are connected to a solar module 9 and the vehicle electrical system 10 , which is usually fed by a battery 11 or an alternator. A switch 12 is provided which can be used to switch between the two current sources. This can be done automatically when the ignition is switched on or off, for example, or depending on the temperature, or a manual switch can be provided which allows any switching. The rotor 13 of the motor 2 is connected to a shaft 14 , which in turn is connected to a fan wheel 15 .

Das Solarmodul 9 ist vorzugsweise in an sich bekannter Weise in den Deckel einer im Fahrzeugdach angebrachten Dachöffnung integriert. Der Deckel kann dabei Teil einer Hebedach- oder Schiebe-Hebedachanordnung sein. Der Deckel kann aus Glas bestehen, wobei seine Unterseite eine photovoltaisch wirksame Dünnschicht mit Elektroden und Anschlüssen aufweist. Diese kann vorzugsweise aus amorphem Silizium oder aus monokristallinem Silizium bestehen, wobei ersteres billiger ist und letzteres einen etwa doppelt so hohen Wirkungsgrad aufweist. Die Verwendung metallischer Rückseitenelektroden führt zu einer undurchsichtigen Schicht. Eine undurchsichtige Schicht kann durch gezieltes teilweises Durchbrechen lichtdurchlässig gemacht werden. Die Undurchsichtigkeit kann aber auch gezielt ausgenutzt werden, um beispielsweise mechanische Verstellelemente des Deckels abzudecken.The solar module 9 is preferably integrated in a manner known per se into the cover of a roof opening made in the vehicle roof. The cover can be part of a sunroof or sunroof arrangement. The lid can be made of glass, the underside of which has a photovoltaically effective thin layer with electrodes and connections. This can preferably consist of amorphous silicon or monocrystalline silicon, the former being cheaper and the latter having an efficiency which is approximately twice as high. The use of metallic back electrodes leads to an opaque layer. An opaque layer can be made translucent by deliberate partial breaking through. The opacity can also be used in a targeted manner, for example, to cover mechanical adjustment elements of the cover.

Fig. 2a zeigt Motor 2 und Motorsteuerelektronik 4 aus Fig. 1 detaillierter. Der Motor 2 ist als bürstenloser elektrisch kommutierter Elektromotor ausgeführt. Die Statorwicklungen 16a-c des Motors 2 sind dreisträngig mit sternförmiger Verschaltung ausgebildet. Es sind drei Hallsensoren 17a-c vorgesehen, die jeweils die Position des Rotors 13 relativ zu den drei Statorwicklungen 16a-c erfassen. Bei dreipulsiger Ausführung des Motors wird jede Statorwicklung 16a-c separat von einem Leistungstransistor 18a-c angesteuert. Die Leistungstransistoren 18a-c werden in Abhängigkeit von den Signalen der Hallsensoren 17a-c jeweils für eine bestimmte Zeit durchgeschaltet, so daß die jeweilige Statorwicklung 16a-c zeitweilig mit Strom aus der Endstufe 3 versorgt wird (elektrische Kommutierung). Die Positionssensoren übernehmen im Zusammenspiel mit den Leistungstransistoren dabei die Funktion der mechanischen Bürsten konventioneller Elektromotoren. FIG. 2a shows engine 2 and engine control electronics 4 from FIG. 1 in more detail. The motor 2 is designed as a brushless, electrically commutated electric motor. The stator windings 16 a-c of the motor 2 are three-stranded with a star-shaped connection. Three Hall sensors 17 a-c are provided, each of which detects the position of the rotor 13 relative to the three stator windings 16 a-c. In the three-pulse version of the motor, each stator winding 16 a-c is driven separately by a power transistor 18 a-c. The power transistors 18 a-c are turned on for a certain time depending on the signals from the Hall sensors 17 a-c, so that the respective stator winding 16 a-c is temporarily supplied with current from the output stage 3 (electrical commutation). Together with the power transistors, the position sensors take on the function of the mechanical brushes of conventional electric motors.

Anstelle der Positionserfassung mittels Hallsensoren kann die Positionserfassung mit anderen magnetischen Sensoren oder auch nicht-magnetisch, z. B. auf optischem Wege, erfolgen. Dies ist als Abwandlung in Fig. 2b dargestellt. Hierzu wird ein mit dem Rotor 13 verbundenes Positionsrad 19 im Zusammenwirken mit einer Lichtschranke 20 verwendet.Instead of the position detection by means of Hall sensors, the position detection can be carried out with other magnetic sensors or also non-magnetically, e.g. B. optically. This is shown as a modification in Fig. 2b. For this purpose, a position wheel 19 connected to the rotor 13 is used in cooperation with a light barrier 20 .

Aufgrund der ausgeprägten Temperaturschwankungen in Kraftfahrzeugen und der starken Temperaturabhängigkeit von Halbleiterbauelementen ist zweckmäßigerweise ein Temperaturschutz 21 für die Leistungstransistoren 18a-c vorgesehen.Due to the pronounced temperature fluctuations in motor vehicles and the strong temperature dependence of semiconductor components, a temperature protection 21 is expediently provided for the power transistors 18 a-c.

Der Motor 2 ist ferner mit der Drehzahlregelung 7 mit einer Impulsbreitenmodulatorschaltung versehen. Die Drehzahlregelung 7 erhält als Eingangssignal eine Drehzahlvorgabe und steuert die an die Statorwicklungen 16a-c abgegebene Leistung entsprechend, so daß die aus den Positionssensorsignalen erfaßte Drehzahl (Ist-Drehzahl) mit der Drehzahlvorgabe (Soll-Drehzahl) übereinstimmt. Die Leistungsregelung geschieht dabei weitgehend frei von ohmschen Verlusten, d. h. ohne Vorwiderstände.The motor 2 is further provided with the speed control 7 with a pulse width modulator circuit. The speed control 7 receives a speed specification as an input signal and controls the power delivered to the stator windings 16 a-c accordingly, so that the speed (actual speed) detected from the position sensor signals matches the speed specification (target speed). The power control is largely free of ohmic losses, ie without series resistors.

Die Soll-Drehzahl wird von der Logikstufe 6 vorgegeben, d. h. sie wird von der Logikstufe 6 auf eine nachfolgend beschriebene Weise ermittelt und auf die Drehzahlregelung 7 ausgegeben.The target speed is specified by the logic stage 6 , ie it is determined by the logic stage 6 in a manner described below and output to the speed control 7 .

Der Schalter 12 ist vorzugsweise so geschaltet, daß das Bordnetz 10 als Stromquelle verwendet wird, solange dieses von der Lichtmaschine gespeist wird, d. h. solange der Antriebsmotor des Fahrzeuges läuft, d. h. die Fahrzeugzündung eingeschaltet ist, während das Solarmodul 9 bei abgestelltem Antriebsmotor als alleinige Stromquelle dient, um ein Entladen der Batterie 11 zu verhindern.The switch 12 is preferably switched so that the vehicle electrical system 10 is used as a current source as long as it is fed by the alternator, ie as long as the drive motor of the vehicle is running, ie the vehicle ignition is switched on, while the solar module 9 serves as the sole current source when the drive motor is switched off to prevent the battery 11 from discharging.

Ist der Schalter 12 so geschaltet, daß das Solarmodul 9 die alleinige Stromversorgung übernimmt, versucht die Motorsteuerelektronik 4, die Drehzahl des Motors 2 auf den momentan möglichen Maximalwert zu regeln.If the switch 12 is switched so that the solar module 9 takes over the sole power supply, the motor control electronics 4 tries to regulate the speed of the motor 2 to the currently possible maximum value.

Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die in Fig. 3 dargestellte Befehlsschleife software- oder hardwaremäßig in der Logikstufe 6 implementiert wird. Es sind die Variablen f_Ist, f_Soll, Δf und f_Alt vorgesehen, welche die aktuelle Ist-Drehzahl, die Soll-Drehzahl, ein Drehzahlinkrement bzw. die alte Ist-Drehzahl bezeichnen. f_Soll und f_Alt werden vor Schleifenbeginn mit 0 initialisiert. Δf wird ein positiver Wert zugewiesen. Der erste Schritt in der Schleife besteht darin, die Ist-Drehzahl des Motors 2 aus den Signalen der Positionssensoren 17a-c zu bestimmen und den Wert der Variable f_Ist zuzuweisen. Sodann wird der Wert von f_Alt mit dem Wert von f_Ist verglichen. Falls f_Ist kleiner oder gleich ist als f_Alt, wird das Inkrement Δf invertiert, d. h. mit negativem Vorzeichen versehen. Ist f_Ist hingegen größer als f_Alt, so bleibt das Vorzeichen von Δf unverändert. Im nächsten Schritt wird das Inkrement Δf zu f_Soll hinzuaddiert. Anschließend wird f_Soll als Soll-Drehzahl an die Drehzahlregelung 7 ausgegeben. Im nächsten Schritt wird eine bestimmte Zeit gewartet, um die Zeitkonstante der Regelung bzw. die Systemträgheit zu berücksichtigen. Schließlich wird der Variablen f_Alt der Wert der Variablen f_Ist, d. h. die zu Beginn der Schleife gemessene Ist-Drehzahl, zugewiesen. Anschließend wird wieder zum ersten Schritt der Schleife gesprungen, d. h. die aktuelle Ist-Drehzahl des Motors 2 bestimmt und der Variablen f_Ist zugewiesen. Die Schleife wird im gezeigten Ausführungsbeispiel ständig, also ohne Abbruchkriterium durchlaufen.This can be achieved, for example, in that the command loop shown in FIG. 3 is implemented in software or hardware in logic stage 6 . The variables f_Ist, f_Soll, Δf and f_Alt are provided, which denote the current actual speed, the target speed, a speed increment or the old actual speed. f_Soll and f_Alt are initialized with 0 before the start of the loop. Δf is assigned a positive value. The first step in the loop is to determine the actual speed of the motor 2 from the signals from the position sensors 17 a-c and to assign the value to the variable f_actual. The value of f_Alt is then compared with the value of f_Ist. If f_Ist is less than or equal to f_Alt, the increment Δf is inverted, ie provided with a negative sign. If, on the other hand, f_actual is greater than f_Alt, the sign of Δf remains unchanged. In the next step, the increment Δf is added to f_Soll. Then f_Soll is output as the target speed to the speed control 7 . In the next step, a certain time is waited to take into account the time constant of the control or the system inertia. Finally, the variable f_Alt is assigned the value of the variable f_Ist, ie the actual speed measured at the beginning of the loop. The system then jumps back to the first step of the loop, ie the current actual speed of motor 2 is determined and assigned to the variable f_actual. In the exemplary embodiment shown, the loop is run continuously, that is to say without a termination criterion.

Die dargestellte Ausbildung der Schleife bewirkt folgende Funktionen. Zum einen ist sichergestellt, daß der Motor selbsttätig anläuft, da der erste Schleifendurchlauf ein positives Inkrement ergibt und die Soll-Drehzahl auf einen von 0 verschiedenen Wert gesetzt wird. Andererseits ist sichergestellt, daß die Soll-Drehzahl nach einer Anzahl von Schleifendurchläufen auf einen Wert gesetzt wird, welcher der höchsten Drehzahl entspricht, die bei den momentan herrschenden Lasten wie Motorreibung, Lastdrehmoment usw. gerade noch durch die momentan z. B. aufgrund der Sonneneinstrahlung maximal zur Verfügung stehende elektrische Leistung erreicht werden kann.The design of the loop shown has the following functions. For one thing ensures that the motor starts automatically because the first loop pass is a positive one Increment results and the target speed is set to a value other than 0. On the other hand, it is ensured that the target speed after a number of Looping is set to a value which corresponds to the highest speed, the currently prevailing loads such as engine friction, load torque, etc. straight still through the currently z. B. maximum available due to solar radiation standing electrical power can be achieved.

Die in Fig. 3 gezeigte Schleife betrifft eine Ausführungsform, bei der kontinuierlich nach dem Maximalwert der Drehzahl gesucht wird. Es sind jedoch auch Ausführungsformen möglich und sinnvoll, bei denen die Suchschleife nach dem Drehzahl-Maximalwert erst gestartet wird, wenn die gemessene Ist-Drehzahl f_Ist ein vorgegebenes oder adaptiv ermitteltes Toleranzgebiet verlassen hat.The loop shown in FIG. 3 relates to an embodiment in which the maximum value of the speed is continuously searched for. However, embodiments are also possible and expedient in which the search loop for the maximum speed value is only started when the measured actual speed f_actual has left a predetermined or adaptively determined tolerance range.

Falls der Schalter 12 so geschaltet ist, daß die Stromversorgung vom Bordnetz 10 übernommen wird, wird die beschriebene Regelschleife der Logikstufe 6 außer Kraft gesetzt. Die Drehzahlregelung 7 erhält nun über die Logikstufe 6 eine Drehzahl-Soll-Vorgabe direkt von dem Klimagerät 8, welches diese im wesentlichen aus der Temperatur im Fahrzeuginnenraum ermittelt. Die Drehzahl des Motors 2 wird also in diesem Fall von der Drehzahlregelung 7 auf einem konstanten, von dem Klimagerät 8 vorgegebenen Wert gehalten.If the switch 12 is switched so that the power supply is taken over from the vehicle electrical system 10 , the described control loop of the logic stage 6 is overridden. The speed control 7 now receives, via the logic stage 6, a speed target specification directly from the air conditioner 8 , which essentially determines this from the temperature in the vehicle interior. The speed of the engine 2 is thus kept in this case by the speed control 7 at a constant value specified by the air conditioner 8 .

Die Steuerelektronik 4 an sich und insbesondere die Logikstufe 6 können auf verschiedene Arten aus bekannten Elementen aufgebaut sein. Vorstellbar sind rein analoge Lösungen mit Extremwertreglern mit Operationsverstärkern und Komperatoren, digitale Lösungen mit Logikbausteinen, digital/analoge Lösungen unter eventuellem Einsatz eines integrierten anwenderspezifischen Schaltkreises (ASIC) sowie eine microcontrollerunterstützte Lösung.The control electronics 4 per se and in particular the logic stage 6 can be constructed in various ways from known elements. Purely analog solutions with extreme value controllers with operational amplifiers and comparators, digital solutions with logic modules, digital / analog solutions with the possible use of an integrated user-specific circuit (ASIC) and a microcontroller-supported solution are conceivable.

Bei dem von dem Solargenerator angetriebenen Motor kann es sich entweder um den Motor des normalen Serienlüfters im Kraftfahrzeug handeln, oder es kann sich um den Motor eines Zusatzlüfters handeln.The motor driven by the solar generator can either be the motor the normal serial fan in the motor vehicle, or it can be the engine of one Act additional fans.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Stromversorgungsanordnung liegt darin, daß durch den höheren Wirkungsgrad bürstenloser Elektromotoren und die selbsttätige Suche nach der Maximaldrehzahl auf einen Impedanzwandler (DC/DC-Wandler) verzichtet werden kann.A major advantage of the power supply arrangement according to the invention is that due to the higher efficiency of brushless electric motors and the automatic search for the maximum speed, an impedance converter (DC / DC converter) can be dispensed with.

Die Suche nach der Maximaldrehzahl in Verbindung mit einer vorwiderstandslosen Drehzahlregelung gewährleistet also eine optimale Ausnutzung der vom Solarmodul zur Verfügung gestellten Leistung.The search for the maximum speed in connection with a series resistor Speed control thus ensures optimal use of the solar module Provided service.

Claims

1. Arrangement for the power supply of a brushless, electronically commutated direct current motor ( 2 ) by means of a solar generator in a vehicle, the direct current motor ( 2 ) being in electrical connection with the solar generator via an output stage ( 3 ) and an arrangement for detecting the motor speed and the angular position the motor rotor is provided, the brushless, electronically commutated direct current motor ( 2 ) has a speed control ( 7 ) which regulates the commutation frequency by means of pulse width modulation in the output stage ( 3 ) of the motor, a logic arrangement connected to the speed control and interacting with the arrangement for detecting the motor speed ( 6 ) is provided, which, in conjunction with the speed control, causes the engine speed to at least temporarily reach the maximum value that is currently possible depending on solar radiation and temperature, and the logic arrangement ( 6 ) is designed such that in one Control cycle detects the current actual speed and is compared with the actual speed detected in the previous control cycle, and in the event that the current actual speed is greater than the actual speed detected in the previous control cycle, the output to the speed control ( 7 ) Target speed is increased by a predetermined increment, and in the event that the current actual speed is less than or equal to the actual speed detected in the previous control cycle, the target speed output to the speed control is decreased by the predetermined increment.

2. Arrangement according to claim 1, wherein the motor ( 2 ) drives a fan ( 15 ).

3. Arrangement according to one of the preceding claims, wherein the electrically commutated DC motor ( 2 ) is designed as a three-strand, three-pulse motor.

4. Arrangement according to one of the preceding claims, wherein the detection of the engine speed and the angular position of the motor rotor ( 13 ) takes place magnetically or optically.

5. Arrangement according to one of the preceding claims, wherein the solar generator ( 9 ) has an integrated in a roof cover of the vehicle, at least partially translucent solar module.

6. Arrangement according to one of the preceding claims, wherein it see the electric motor ( 2 ) is the motor of a standard motor vehicle fan.

7. Arrangement according to one of claims 1 to 6, wherein it is in the electric motor ( 2 ) to the motor of an auxiliary fan.