Stand der Technik In Kraftfahrzeugen sind im allgemeinen Belüftungssysteme sowie Heiz-und/oder Klimaanlagen vorhanden. Die Drehzahl deren Ge- bläse wird dabei generell über einen Motor gesteuert. Eine derartige Motorsteuerelektronik zur Ansteuerung von beispielsweise Motor- kühlgebläsen ist ein sogenanntes Fan Control Modul (FCM). Bei ei- nem Fan Control Modul werden über veränderliche Pulsweitenmod u- lierte Spannungen (PWM) bzw. einem Tastverhältnis die Spannun- gen an einem Gleichstrommotor (DC-Motor) und somit auch die Drehzahl eines Motorkühlgebläses gesteuert.

Bei herkömmlichen Fan Control Modulen ist der Betriebsspannungs- bereich zwischen 8 Volt und 16 Volt festgelegt. In der moderneren Fahrzeugelektronik ist es jedoch häufig wünschenswert, auch einen Betrieb des Moduls bei Betriebsspannungen unterhalb von 8 Volt zu ermöglichen. Um den Anforderungen daran gerecht werden zu kön- nen, ist es teilweise sogar erForderlich, einen dauerhaften Betrieb des Mikrocontrollers ohne Reset bei Versorgungsspannungen bzw.

Betriebsspannungen bis 3 Volt oder sogar 0 Volt über einen be- grenzten Zeitraum zu ermöglichen und sicher zu gewährleisten. Der-

artige Anforderungen müssen zum Teil durch eine sehr große Kapa- zität am Eingang und/oder am Ausgang der 5 Volt-Versorgungs- spannung realisiert werden, um die weitere Bestromung des Mikro- controllers sicherstellen zu können.

Gegebenenfalls ist es dabei notwendig, dass andere Komponenten der Schaltung, welche ebenfalls mit der Betriebsspannung von 5 Volt versorgt werden sollen, für die Dauer einer auftretenden Unter- spannung abgeschaltet werden müssen. Geht man beispielsweise von einem Versorgungsstrom des Mikrocontrollers von 10 mA und einer Mindestspannung am Reglerausgang von 4,5 V aus, so muss ein Kondensator mit einer Kapazität von 1000 FF dimensioniert wer- den.

Des Weiteren besteht die Gefahr, dass kurzzeitige Spannungsein- brüche der Versorgungsspannung bzw. der Betriebsspannung des Moduls, wie dies beispielsweise beim Blockieren des DC- Lüftermotors auftreten kann, auch durch einen Reset des Mikrocont- rollers nicht detektiert und registriert werden können und somit nach einem sogenannten"Power-Up"nicht mehr bekannt sind. Dies trifft besonders dann zu, wenn weder im Mikrocontroller noch extern ein nicht-flüchtiger Speicher vorhanden ist, der derartige Vorgänge spei- chert. Analog gilt dies aber auch dann, wenn zwar ein derartiger Speicher vorhanden ist, für dessen Programmierung aber zuviel Zeit benötigt wird bzw. die Betriebsspannung beim Zusammenbruch bzw. beim Unterschreiten einer für das Modul erforderlichen Mindestbe- triebsspannung nicht ausreichend lang für eine Programmierung des nicht-flüchtigen Speichers vorhanden ist.

Vorteile der Erfindung Ein erfindungsgemäßes Modul zum Verändern der Drehzahl eines Motors, insbesondere eines Gebläses einer Belüftung oder einer Heiz-und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuginnenraums, umfasst eine Spannungsquelle zur Spannungsversorgung des Moduls und des Motors und eine Verpolschutzvorrichtung, welche mit der Span- nungsquelle und dem Motor elektrisch verbunden ist. Des Weiteren weist das Modul eine Speichereinheit zum Speichern elektrischer Energie, insbesondere einen Kondensator, auf, welche mit dem Mo- tor und der Verpolschutzvorrichtung elektrisch verbunden ist, wobei die Speichereinheit, der Motor und die Verpolschutzvorrichtung der- art geschaltet sind, dass bei einer zu niedrigen Betriebsspannungs- versorgung des Moduls durch die Spannungsquelle ein Freilaufstrom des Motors zum Aufladen der Speichereinheit verwendbar ist und die erforderliche Betriebsspannung des Moduls erzeugbar ist.

Dadurch kann gewährleistet werden, dass der Betriebsspannungsbe- reich des Moduls wesentlich erweitert werden kann. Besonders an der unteren Grenze des Betriebsspannungsintervalls kann dadurch eine Erweiterung bis auf mindestens 5 Volt herunter ermöglicht wer- den. Darüber hinaus kann eine deutliche Funktionserweiterung des Moduls gewährleistet werden. Besonders im Bereich unterhalb der bisherigen Betriebsspannungsgrenze von 8 Volt kann hierbei ein Betrieb ohne Funktionseinschränkungen ermöglicht werden (Impuls 4 und 4b von ISO 7637-1). Ferner kann ein dauerhafter Betrieb des Mikrocontrollers bei Betriebsspannungen bis 3 Volt über einen gro- ßen Zeitraum gewährleistet werden.

Vorteilhafter Weise sind der Motor, die Verpolschutzvorrichtung und die Speichereinheit mit einem ersten Schaltungsknoten elektrisch verbunden. Bevorzugt ist die Verpolschutzvorrichtung in einem ers- ten Signalpfad angeordnet, der parallel zu einem zweiten Signal- pfad, in dem der Motor angeordnet ist, geschaltet ist. Die Span- nungsquelle, der Motor und die Verpolschutzvorrichtung sind in vor- teilhafter Ausführung mit einem zweiten Schaltungsknoten elektrisch verbunden, wobei die Verpolschutzvorrichtung in besonders geeig- neter Weise als Transistor ausgeführt ist. Der Transistor, insbeson- dere seine Source-Drain-Strecke, ist dabei in bevorzugter Ausfüh- rung parallel zum Motor geschaltet. Das Modul weist einen relativ einfachen und relativ bauteilarmen Schaltungsaufbau auf.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich weiterhin, wenn bei einer zu niedrigen Betriebsspannungsversorgung des Moduls durch die Spannungsquelle der erste Signalpfad über die Verpolschutzvorrich- tung gesperrt ist und der Kondensator über den zweiten Signalpfad mittels des Freilaufstroms des Motors zur Erzeugung der erforderli- chen Betriebsspannung des Moduls aufladbar ist.

Dadurch kann in effektiver Weise die Betriebsspannungsversorgung des Moduls gewährleistet werden und auch bei Spannungseinbrü- chen der Spannungsquelle eine sichere Funktionsweise des Moduls, insbesondere auch bei sehr niedrigen Betriebsspannungen bis un- terhalb von 8 Volt ermöglicht werden. Darüber hinaus kann durch die vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Moduls zum Verändern der Drehzahl eines Motors eine Funktionserweiterung des Fan Control Moduls bei Unterspannung erreicht werden, indem durch geeignete Beschaltung der Speichereinheit und der Verpol-

schutzvorrichtung der Freilaufstrom des Motors derart genutzt wer- den kann, dass eine ausreichende Spannungsversorgung des Mo- duls im Falle einer Unterspannungsversorgung mittels der Span- nungsquelle erreicht wird. Bei einer auftretenden Unterspannung wird der Freilaufstrom des Motors in effektiver und aufwandsarmer Weise genutzt, die Speichereinheit, insbesondere den Kondensator, zu laden bis die erforderliche Betriebsspannung des Moduls sicher- gestellt ist.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verändern der Dreh- zahl eines Motors, insbesondere eines Gebläses einer Belüftung, oder einer Heiz-und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuginnen- raums, werden ein Modul und der Motor mit einer von einer Span- nungsquelle erzeugten Betriebsspannung versorgt und beim Unter- schreiten der erforderlichen Betriebsspannung ein Freilaufstrom des Motors zum Erzeugen der für das Modul erforderlichen Betriebs- spannung herangezogen, indem eine mit dem Motor elektrisch ver- bundene Speichereinheit zum Speichern elektrischer Energie, ins- besondere ein Kondensator, mit dem Freilaufstrom geladen wird.

Dies gewährleistet, dass der Betriebsspannungsbereich des Moduls wesentlich erweitert werden kann. Das Betriebsspannungsintervall kann dabei besonders an der unteren Grenze erheblich erweitert werden und mindestens bis auf 5 Volt herab erweitert werden. Be- sonders im Bereich unterhalb der bisherigen Betriebsspannungs- grenze von 8 Volt kann hierbei ein Betrieb ohne Funktionseinschrän- kungen ermöglicht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren er- möglicht auch, dass ein dauerhafter Betrieb des Mikrocontrollers bei

Betriebsspannungen bis 3 Volt über einen großen Zeitraum durchge- führt werden kann.

In bevorzugter Weise wird die Betriebsspannung an eine Verpol- schutzsteuerung angelegt und beim Unterschreiten der Betriebs- spannung des Moduls der Ausgang der Verpolschutzsteuerung mit Massepotenzial verbunden und eine mit dem Ausgang elektrisch verbundene Verpolschutzvorrichtung sperrt einen ersten Signalpfad, in dem die Verpolschutzvorrichtung geschaltet ist. Vorteilhafter Wei- se wird die Speichereinheit mit dem Freilaufstrom des Motors, wel- cher in einem zweiten, zum ersten Signalpfad parallel geschalteten Signalpfad angeordnet ist, aufgeladen, wenn der erste Signalpfad durch die Verpolschutzvorrichtung gesperrt wird. Es kann vorgese- hen sein, dass die Speichereinheit zum Speichern elektrischer E- nergie mittels des Freilaufstroms des Motors solange geladen wird, bis die Spannung an der Speichereinheit zumindest gleich der erforderlichen Betriebsspannung des Moduls ist.

Die vorteilhaften Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfah- rens ermöglichen eine erhebliche Funktionserweiterung des Fan Control Moduls bei Unterspannung, indem die Speichereinheit zum Speichern elektrischer Energie und die Verpolschutzvorrichtung der- art geschaltet werden, dass der Freilaufstrom des Motors so genutzt werden kann, dass eine ausreichende Spannungsversorgung des Moduls im Falle einer Unterspannungsversorgung mittels der Span- nungsquelle erreicht wird, indem im Falle einer Unterspannung die Speichereinheit mit dem Freilaufstrom des Motors geladen wird bis zumindest die erforderliche Mindestversorgungsspannung erreicht

wird und dadurch eine Funktionseinschränkung der Elektronik des Moduls vermieden werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den abhängigen Ansprüchen genannten Merk- malen.

Zeichnungen Die Erfindung wird nachfolgend in einem bevorzugten Ausführungs- beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Da- bei zeigt : Figur 1 eine Schaltungsanordnung des erfindungsgemäßen Moduls ; und Figur 2 Spannungsverläufe an einer Verpoischutzvorrichtung, an einer Versorgungsspannungsquelle und an einem Glättungskondensator des Moduls gemäß Figur 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels In Figur 1 ist ein Schaltplan eines erfindungsgemäßen Moduls zum Verändern der Drehzahl eines Motorkühlgebläses gezeigt. Ein Motor ist als Gleichstrommotor GM realisiert und ist mit einem ersten Schaltungsknoten S1 und einem zweiten Schaltungsknoten S2 des Moduls elektrisch verbunden. Das Modul umfasst eine Versorgungs- spannungsquelle UB, welche eine Gleichspannungsquelle ist, die eine Gleichspannung von 10 Volt liefert. Das Modul umfasst des

Weiteren eine Verpoischutzsteuerung VS, die im Ausführungsbei- spiel einen Komparator aufweist und deren Eingang mit der Versor- gungsspannungsquelle UB elektrisch verbunden ist.

Ein erster Ausgang A des Komparators bzw. der Verpolschutzsteue- rung VS ist mit einem Gate-Anschluss einer Verpolschutzvorrich- tung, welche im Ausführungsbeispiel als Transistor T1 realisiert ist, und ein zweiter Ausgang ist mit Massepotenzial elektrisch verbun- den. Der Transistor T1 ist mit seinem Gate-Anschluss mit der Ver- polschutzsteuerung VS, mit seinem Source-Anschluss mit dem zwei- ten Schaltungsknoten S2 und mit seinem Drain-Anschluss mit dem ersten Schaltungsknoten S1 elektrisch verbunden. Der Transistor T1 ist über seine Source-Drain-Strecke in einem ersten Signalpfad ge- schaltet, welcher parallel zu einem zweiten Signalpfad, in dem der Motor GM angeordnet ist, geschaltet ist.

Femer ist mit dem ersten Schaltungsknoten S1 ein Glättungskon- densator CG, als Speichereinheit zum Speichern elektrischer Energie elektrisch verbunden. Des Weiteren ist der Glättungskondensator CGI mit seiner zweiten Elektrode an Massepotenzial geführt. Des Weiteren ist der Motor GM mit dem Drain-Anschluss eines zweiten Transistors T2 elektrisch verbunden. Der Transistor T2 ist mit sei- nem Gate-Anschluss mit einer nicht dargestellten Spannungs- Pulsweitenmodulationseinheit PM elektrisch verbunden. Mittels die- ser Spannungs-Pulsweitenmodulationseinheit PM wird die Span- nungsversorgung der Motorendstufe pulsweitenmoduliert, indem die Ansteuerung der Motorendstufe mittels des getakteten Transistors T2 durchgeführt wird. Die Ansteuerung erfolgt dabei im Ausfüh- rungsbeispiel mit einer Frequenz von 20 kHz und einem Taster- hältnis von 50%. Die Tastverhältnisse können aber auch von 0 bis

nis von 50%. Die Tastverhältnisse können aber auch von 0 bis 100% variiert werden, wobei bei einem Tastverhältnis von 100% der Motor GM voll an der Spannungsquelle UB liegt. Ferner ist ein Signalpfad gezeigt, welcher zur Versorgungsspannungselektronik VSE führt.

Die Spannung an dem Gleichstrommotor GM und dadurch auch die Drehzahl des Motors GM wird über eine pulsweitenmodulierte Span- nung bzw. einem Tastverhältnis gesteuert. Dies wird durch ein Tak- ten des Transistors T2 durchgeführt, wodurch die erforderliche Puls- weite eingestellt bzw. das erforderliche Tastverhältnis erzielt werden kann. Wird das Tastverhältnis reduziert, reduziert sich die Drehzahl des Motors GM.

Wird die Versorgungsspannung bzw. Betriebsspannung des Moduls über die Spannungsquelle UB geliefert und tritt im Betriebsverlauf eine Unterspannung, also eine Spannungsversorgung auf, die klei- ner ist als die erforderliche Betriebsspannung des Moduls, die in etwa bei 8 Volt liegt, so wird die Spannung am Pluseingang des nicht dargestellten Komparators der Verpolschutzsteuerung VS klei- ner als am Minuseingang des Komparators dieser Verpolschutz- steuerung VS. Dadurch wird der Ausgang A des Komparators bzw. der Verpolschutzsteuerung VS auf Massepotenzial geführt und der mit seinem Gate-Anschluss mit dem Ausgang A des Komparators der Verpolschutzsteuerung VS elektrisch verbundene Transistor T1 sperrt.

Dadurch ist der erste Signalpfad über die Source-Drain-Strecke des Transistors T1 zum ersten Schaltungsknoten S1 und damit zum Glättungskondensator CGI gesperrt. Der Glättungskondensator CGI

wird nun durch den über den zweiten, zum ersten Signalpfad parallel geschalteten Signalpfad, in den der Motor GM geschaltet ist, flie- ßenden Freilaufstrom des Motors GM geladen. Das Laden des Glät- tungskondensators CG ! wird solange durchgeführt, bis die Spannung am Glättungskondensator CGI zumindest so groß ist, dass die erfor- derliche Betriebsspannung des Moduls erreicht wird.

Dadurch kann mittels des erfindungsgemäßen Moduls und dem er- findungsgemäßen Verfahren erreicht werden, dass in einfacher und aufwandsarmer Weise das Betriebsspannungsintervall des Moduls erweitert werden kann, insbesondere am unteren Ende des Versor- gungsspannungsintervalls eine sichere Betriebsspannungsversor- gung gewährleistet werden kann, indem die vorhandenen Bauele- mente des Glättungskondensators CGI in Verbindung mit dem Tran- sistor T1 derart eingesetzt und geschaltet werden, dass in Verbin- dung mit dem Freilaufstrom des Motors GM die Unterspannung des Moduls effektiv kompensiert werden kann. Die Funktion des Fan Control Moduls kann dadurch bei einer auftretenden Unterspannung deutlich erweitert werden.

In Figur 2 sind schematische Signalverläufe dargestellt, die mittels einer Simulation erzielt wurden. In waagerechter Darstellung ist die Zeitachse und in senkrechter Darstellung die Spannung aufgetra- gen. Das Diagramm zeigt den Signalverlauf der Versorgungsspan- nung des Moduls, wie sie von der Gleichspannungsquelle UB er- zeugt wird. Des Weiteren ist der Spannungsverlauf UT1 am Gate- Anschluss des Transistors T1 und der Spannungsverlauf UCGI am Glättungskondensator Ce aufgezeigt. Der Spannungsverlauf am Glättungskondensator Co, kann wie zu erkennen ist, beim im Aus- führungsbeispiel gewählten Wert von 14 Volt mit relativ geringen Schwankungen nahezu konstant gehalten werden.