RU19978U1

RU19978U1 - DEVICE FOR CONTROLING THE ELECTRIC MOTOR OF THE FAN OF THE COOLING SYSTEM OF THE VEHICLE AND THE WIRING DIAGRAM OF THE DEVICE FOR CONTROL OF THE ELECTRIC MOTOR OF THE COOLING FAN OF THE COOLING SYSTEM

Info

Publication number: RU19978U1
Application number: RU2001115295/20U
Authority: RU
Inventors: В.А. Ковалев; С.Н. Стручков; К.И. Первухин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ЭЛМАС"
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2001-10-10

Abstract

1. Схема включения устройства для управления электродвигателем вентилятора системы охлаждения автомобиля, содержащая электродвигатель вентилятора, датчик, отличающаяся тем, что дополнительно содержит устройство для управления электродвигателем вентилятора системы охлаждения автомобиля, соединенное с электродвигателем, источником питания и датчиком, преобразующим температуру в электрический сигнал.2. Схема включения устройства для управления электродвигателем вентилятора системы охлаждения автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что устройство размещено в монтажном блоке.3. Схема включения устройства для управления электродвигателем вентилятора системы охлаждения автомобиля по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в цепь питания включен предохранитель.4. Устройство для управления электродвигателем вентилятора системы охлаждения автомобиля, содержащее компаратор, блок силовых ключей, отличающееся тем, что дополнительно содержит генератор пилообразного напряжения, формирователь управляющего напряжения, на входы компаратора подаются пилообразное напряжение и управляющее напряжение, управляющее напряжение и мощность электродвигателя описывают петлю гистерезиса в зависимости от температуры охлаждающей жидкости: при температуре ниже температуры включения электродвигателя управляющее напряжение имеет минимальное значение, при температуре включения управляющее напряжение и мощность электродвигателя скачком изменяются до значения меньше максимального, при температуре выше температуры включения управляющее напряжение и мощность электродвигателя растут с ростом температуры и достигают максимальног�1. A circuit for including a device for controlling a motor fan of a car cooling system, comprising a fan motor, a sensor, characterized in that it further comprises a device for controlling a motor fan of a car cooling system connected to an electric motor, a power source and a sensor that converts the temperature into an electrical signal. . The circuit of the device for controlling the electric motor of the fan of the automobile cooling system according to claim 1, characterized in that the device is located in the mounting block. The circuit of the device for controlling the motor fan of the car cooling system according to claims 1 and 2, characterized in that a fuse is included in the power circuit. 4. A device for controlling an electric motor of a cooling fan of an automobile cooling system, comprising a comparator, a power key unit, further comprising a sawtooth voltage generator, a control voltage driver, a sawtooth voltage and a control voltage, a control voltage and electric motor power are supplied to the comparator inputs and describe a hysteresis loop depending from the temperature of the coolant: at a temperature below the temperature of turning on the electric motor e voltage has a minimum value at a temperature switching control voltage and power of the motor abruptly changed to a value less than the maximum, at a temperature above the start temperature control voltage and the motor power increases with increasing temperature, reaching maksimalnog

Description

Полезная модель Устройство для управления электродвигателем вентилятора системы охлаждения автомобиля и схема включения устройства для управления электродвигателем вентилятора системы охлаждения автомобиля предназначена для использования в автомобиле и относится к автомобильной промышленности.Utility model A device for controlling a motor fan of a car cooling system and a switching circuit for a device for controlling a motor fan of a car cooling system is intended for use in a car and relates to the automotive industry.

Известно устройство 1 для поддержания температуры, содержащее дифференциальный усилитель, компаратор, блок силовых ключей. Недостатками этого устройства являются релейный режим работы, большие пиковые токовые нагрузки в моменты включения, невозможность плавного регулирования частоты вращения вентилятора электродвигателя в определенном температурном диапазоне охлаждающей жидкости и плавного запуска электродвигателя.A known device 1 for maintaining temperature, containing a differential amplifier, a comparator, a block of power switches. The disadvantages of this device are the relay mode of operation, large peak current loads at the time of switching on, the inability to smoothly control the frequency of rotation of the fan of the electric motor in a certain temperature range of the coolant and smooth start of the electric motor.

Для устранения отмеченных в прототипе недостатков предложено устройство для управления электродвигателем вентилятора системы охлаждения автомобиля, содержащее компаратор, блок силовых ключей.To eliminate the disadvantages noted in the prototype, a device for controlling an electric motor of a fan of a car cooling system is proposed, comprising a comparator, a power key unit.

Согласно предлагаемой полезной модели устройство дополнительно содержит генератор пилообразного напряжения, формирователь управляющего напряжения, на входы компаратора подаются пилообразное напряжение и управляющее напряжение, управляющее напряжение и мощность электродвигателя описывают петлю гистерезиса в зависимости от температуры охлаждающей жидкости: при температуре ниже температуры включения электродвигателя управляющее напряжение имеет минимальное значение, при температуре включения управляющее напряжение и мощность электродвигателя скачком изменяются до значения меньще максимального, при температуре выше температуры включения управляющее напряжение и мощность электродвигателя растут с ростом температуры и достигают максимального значения при температуре ниже максимально допустимой в автомобиле температуры охлаждающей жидкости, при снижении температуры охлаждающей жидкости управляющее напряжение и мощность уменьшаются, и при температуре выключения электродвигателя, которая ниже температуры включения, управляющее напряжение скачком изменяется до минимального значения.According to the proposed utility model, the device further comprises a sawtooth voltage generator, a control voltage generator, a sawtooth voltage and a control voltage are supplied to the comparator inputs, the control voltage and electric motor power describe a hysteresis loop depending on the temperature of the coolant: at a temperature below the motor turning on temperature, the control voltage has a minimum value, at switch-on temperature control voltage and power e of an electric motor change abruptly to a value less than the maximum, at a temperature above the switch-on temperature, the control voltage and power of the electric motor increase with temperature and reach a maximum value at a temperature below the maximum temperature of the coolant in the car, with a decrease in the temperature of the coolant, the control voltage and power decrease, and when motor shutdown temperature, which is lower than the switch-on temperature, the control voltage changes abruptly Xia to a minimum value.

Совокупность указанных существенных признаков позволяет устройству осуществлять плавное регулирование частоты вращения вентилятора электродвигателя в определенном температурном диапазоне охлаждающей жидкости в зависимости от внешних условий и режима работы двигателя внутреннего сгорания и обеспечивает плавный запуск электродвигателя.The combination of these essential features allows the device to smoothly control the frequency of rotation of the fan of the electric motor in a certain temperature range of the coolant, depending on external conditions and the operating mode of the internal combustion engine and provides a smooth start of the electric motor.

Устройство может содержать усилитель мощности, включенный между компаратором и блоком силовых ключей, блок питания и помехоподавительный модуль.The device may include a power amplifier connected between the comparator and the power switch unit, a power supply unit and a noise suppression module.

На схеме Фиг.1 представлены основные функциональные части устройства. Зависимость управляющего напряжения от температуры охлаждающей жидкости показана на графике Фиг.2.The diagram of Figure 1 presents the main functional parts of the device. The dependence of the control voltage on the temperature of the coolant is shown in the graph of Figure 2.

В качестве примера, подтверждающего возможность осуществления предлагаемой полезной модели, взято устройство, изображенное на Фиг.1, содержащее формирователь управляющего напряжения 1, компаратор 2, усилитель мощности 3, блок силовых ключей 4, генератор пилообразного напряжения 5, блок питания 6 и помехоподавительный модуль 7.As an example, confirming the feasibility of the proposed utility model, we take the device shown in Fig. 1, containing a control voltage driver 1, a comparator 2, a power amplifier 3, a power switch unit 4, a sawtooth voltage generator 5, a power supply 6 and an interference suppression module 7 .

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

На формирователь 1 управляющего напряжения приходит сигнал с датчика температуры охлаждающей жидкости. Формирователь I управляющего напряжения вырабатывает напряжение согласно зависимости показанной на Фиг.2 и подает его на неинвертирующий вход компаратора 2. Компаратор 2 сравнивает управляющее напряжение с напряжением пилообразного сигнала на инвертирующем входе. Когда управляющее напряжение превышает верхний уровень пилообразного сигнала, выходное напряжение компаратора 2 принимает максимальное значение и вызывает открытие силовых ключей блока 4. Когда управляющее напряжение меньще нижнего уровня пилообразного напряжения выходное напряжение компаратора 2 принимает минимальное значение, вызывая закрытие силовых ключей блока 4. Когда управляющее напряжение выше нижнего уровня, но ниже верхнего уровня пилообразного напряжения выходное напряжение компаратора 2 часть периода принимает минимальное значение, вызывая закрытие силовых ключей блокаA signal from the coolant temperature sensor comes to the control voltage generator 1. Shaper I control voltage generates a voltage according to the dependence shown in Figure 2 and supplies it to the non-inverting input of comparator 2. Comparator 2 compares the control voltage with the voltage of the sawtooth signal at the inverting input. When the control voltage exceeds the upper level of the sawtooth signal, the output voltage of the comparator 2 takes a maximum value and causes the opening of the power switches of block 4. When the control voltage is less than the lower level of the sawtooth voltage, the output voltage of the comparator 2 takes a minimum value, causing the closing of the power switches of block 4. When the control voltage above the lower level, but below the upper level of the sawtooth voltage, the output voltage of the comparator 2 part of the period takes a minimum value, causing the blocking of the power keys of the block

4, а другую часть периода - максимальное значение, вызывая открытие силовых ключей блока 4. Таким образом, осуществляется широтно-импульсная модуляция.4, and the other part of the period is the maximum value, causing the opening of the power keys of block 4. Thus, pulse-width modulation is performed.

При температуре охлаждающей жидкости ниже температуры включения электродвигателя формирователь 1 вырабатывает напряжение, имеющее минимальное значение, силовые ключи блока 4 закрыты и электродвигатель находится в выключенном состоянии.When the temperature of the coolant is lower than the temperature of turning on the electric motor, the driver 1 generates a voltage having a minimum value, the power switches of the unit 4 are closed and the electric motor is in the off state.

При достижении температуры включения равной 92 °С управляющее напряжение скачком изменяется до 50% от максимального, электродвигатель включается на мощность 30% от максимальной.When the switch-on temperature reaches 92 ° C, the control voltage jumps to 50% of the maximum, the electric motor turns on at a power of 30% of the maximum.

При температуре выше температуры включения управляющее напряжение и мощность электродвигателя растут с ростом температуры и достигают максимального значения при температуре равной 98 °С.At a temperature above the switch-on temperature, the control voltage and electric motor power increase with increasing temperature and reach a maximum value at a temperature of 98 ° C.

При снижении температуры охлаждающей жидкости управляющее напряжение и мощность уменьшаются, и при температуре выключения электродвигателя равной 86 °С управляющее напряжение скачком изменяется до минимального значения.When the coolant temperature decreases, the control voltage and power decrease, and when the motor shutdown temperature is 86 ° C, the control voltage jumps to a minimum value.

Известна также схема включения электродвигателя вентилятора системы охлаждения двигателя автомобиля 2, содержащая электродвигатель, датчик включения электродвигателя. Электродвигатель включается сигналом с датчика при помощи вспомогательного реле. Недостатками этой схемы являются релейный режим работы, большие пиковые токовые нагрузки в моменты включения, невозможность плавного регулирования частоты вращения вентилятора электродвигателя в определенном температурном диапазоне охлаждающей жидкости и плавного запуска электродвигателя, невозможность работы электровентилятора при выключенном ключе зажигания.Also known is a circuit for turning on an electric motor of a fan of an automobile engine cooling system 2, comprising an electric motor and a sensor for turning on an electric motor. The electric motor is switched on by a signal from the sensor using an auxiliary relay. The disadvantages of this scheme are the relay mode of operation, large peak current loads at the time of switching on, the impossibility of smoothly controlling the frequency of rotation of the electric motor fan in a certain temperature range of the coolant and smooth starting of the electric motor, the inability of the electric fan to work when the ignition key is off.

Для устранения отмеченных в прототипе 2 недостатков предложена схема включения устройства для управления электродвигателем вентилятора системы охлаждения автомобиля, содержащая электродвигатель вентилятора, датчик.To eliminate the drawbacks noted in the prototype 2, a switching circuit for a device for controlling a motor fan of a car cooling system comprising a fan motor and a sensor is proposed.

Согласно предлагаемой модели схема включения дополнительно содержит устройство для управления электродвигателем вентилятора системы охлаждения автомобиля, соединенное с электродвигателем, источником питания и датчиком, преобразующим температуру в электрический сигнал.According to the proposed model, the switching circuit further comprises a device for controlling an electric motor of a car cooling fan connected to an electric motor, a power source and a sensor converting the temperature into an electrical signal.

Совокупность указанных существенных признаков позволяет схеме осуществлять плавное регулирование частоты вращения вентилятора электродвигателя в определенном температурном диапазоне охлаждающей жидкости в зависимости от внешних условий и режима работы двигателя внутреннего сгорания, значительно снижать пиковые токовые нагрузки в моменты включения, обеспечивать плавный запуск электродвигателя вентилятора и его работу при выключенном ключе зажигания.The combination of these essential features allows the circuit to smoothly control the frequency of rotation of the fan of the electric motor in a certain temperature range of the coolant, depending on the external conditions and the operating mode of the internal combustion engine, to significantly reduce peak current loads at the moments of switching on, to ensure smooth start-up of the fan motor and its operation when it is turned off ignition key.

На Фиг.З представлена схема включения устройства для управления электродвигателем вентилятора системы охлаждения автомобиля.On Fig. 3 shows a diagram of the inclusion of a device for controlling a motor of a fan of a vehicle cooling system.

В качестве примера, подтверждающего возможность осуществления предлагаемой модели, взята схема включения устройства для управления электродвигателем вентилятора системы охлаждения автомобиля, изображенная на Фиг.З, содержащая электродвигатель 8 вентилятора, датчик 9,As an example, confirming the possibility of implementing the proposed model, the circuit of the device for controlling the motor of the fan of the automobile cooling system is taken, shown in FIG. 3, comprising the fan motor 8, sensor 9,

устройство 10 для управления электродвигателем вентилятора системы охлаждения автомобиля, соединенное с электродвигателем, источником питания.a device 10 for controlling an electric motor of a fan of a car cooling system connected to an electric motor, a power source.

Схема работает следующим образом.The scheme works as follows.

Сигнал с датчика 9 поступает на устройство 10, которое следит за его уровнем. При определенном уровне сигнала, соответствующего температуре включения равной 92 °С устройство включает электродвигатель 8 вентилятора на мощность 30 % от максимальной. Используемая в устройстве 3 широтно-импульсная модуляция обеспечивает плавный запуск и плавное изменение частоты вращения вентилятора при изменении температуры охлаждающей жидкости. При температуре равной 98 °С устройство 3 выводит электродвигатель 8 на полную мощность, при этом частота вращения вентилятора максимальна. При снижении температуры охлаждающей жидкости до 86 °С устройство 10 плавно изменяет мощность электродвигателя 8 до 10% от максимальной и выключает его.The signal from the sensor 9 enters the device 10, which monitors its level. At a certain signal level corresponding to the switch-on temperature equal to 92 ° C, the device turns on the electric motor 8 of the fan at a power of 30% of the maximum. The pulse-width modulation used in the device 3 provides a smooth start and a smooth change in the fan speed when the temperature of the coolant changes. At a temperature of 98 ° C, the device 3 displays the electric motor 8 at full power, while the fan speed is maximum. When the temperature of the coolant drops to 86 ° C, the device 10 smoothly changes the power of the electric motor 8 to 10% of the maximum and turns it off.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ДАРШЫЕBIBLIOGRAPHIC DARISH

1.Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. М., Мир, 1984, т.1, С.146- 147.1. Horowitz P., Hill W. Art of circuitry. M., Mir, 1984, v. 1, S.146-147.

2.Автомобили ВА32108, ВА321081, ВА321083, ВА32109, ВА321091, ВА321093, ВА321099. Руководство по ремонту. M.,1995, с. 140. 7( Первухин К.И2.VA32108, VA321081, VA321083, VA32109, VA321091, VA321093, VA321099 automobiles. Repair manual. M., 1995, p. 140.7 (Pervukhin K.I.

Ковалев В.А. Стручков С.Н. Первухин К.И. Kovalev V.A. Struchkov S.N. Pervukhin K.I.

Claims

1. The inclusion circuit of a device for controlling a motor fan of a car cooling system, comprising a fan motor, a sensor, characterized in that it further comprises a device for controlling a motor fan of a car cooling system connected to an electric motor, a power source and a sensor that converts the temperature into an electrical signal.

2. The circuit of the device for controlling the electric motor of the fan of the automobile cooling system according to claim 1, characterized in that the device is located in the mounting block.

3. The circuit of the device for controlling the motor fan of the car cooling system according to claims 1 and 2, characterized in that the fuse is included in the power circuit.

4. A device for controlling an electric motor of a fan of a car cooling system, comprising a comparator, a power key unit, further comprising a sawtooth voltage generator, a control voltage generator, a sawtooth voltage and a control voltage, a control voltage and electric motor power are supplied to the comparator inputs and describe a hysteresis loop depending on the temperature of the coolant: at a temperature below the temperature of turning on the electric motor I control the operating voltage has a minimum value, at a switch-on temperature the control voltage and electric motor power jump abruptly to a value less than the maximum, at a temperature above the switch-on temperature, the control voltage and electric motor power increase with temperature and reach a maximum value at a temperature below the maximum coolant temperature allowed in a car, as the coolant temperature decreases, the control voltage and power decrease, and at a temperature turning off the motor, which is lower than the turning on temperature, the control voltage jumps to a minimum value.

5. A device for controlling an electric motor of a fan of a car cooling system according to claim 4, characterized in that it further comprises a power amplifier connected between the comparator and the power key unit, a power supply unit and a noise suppression module.