DE102006049889A1

DE102006049889A1 - Electric motor's failure recognizing method, involves producing induced voltage through switching-off of motor, and measuring and examining induced voltage whether induced voltage falls below given threshold value in switching-off phase

Info

Publication number: DE102006049889A1
Application number: DE200610049889
Authority: DE
Inventors: Gotthilf Koerner; Peter Sautter; Andreas Schmidtlein; Achim Schaefer; Rainer Baumgaertner; Elmar Werkmeister
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-10-23
Filing date: 2006-10-23
Publication date: 2008-04-24
Also published as: WO2008049664A1

Abstract

The method involves switching-off an electric motor (3) for a short-time during an operation. An induced voltage is produced through the switching-off of the motor and is measured and examined whether the induced voltage falls below a given threshold value in a switching-off phase. The electric motor is re-started before the motor produces a lag voltage, where the electric motor is switched-off for a period of less than 1 millisecond. An independent claim is also included for a device for recognizing the failure of an electric motor.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen des Ausfalls eines Elektromotors in einem elektrischen Netz gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Motoranordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.The The invention relates to a method for detecting the failure of a Electric motor in an electrical network according to the preamble of the claim 1, and a motor assembly according to the preamble of claim 10.

In heutigen Kraftfahrzeugen wird eine Vielzahl von Elektromotoren für unterschiedlichste Anwendungen eingesetzt, darunter viele Komfort-Anwendungen, wie z. B. für eine elektrische Sitzverstellung, Lüfter, etc., aber auch sicherheitskritische Anwendungen, wie z. B. für eine Rückförderpumpe im Bremskreis eines Fahrzeugs. Insbesondere bei sicherheitskritischen Anwendungen ist es notwendig, einen Ausfall des Elektromotors sicher zu erkennen. Nur wenn der Fehler erkannt wird ist es möglich, geeignete Gegenmaßnahmen zu treffen.In Today's motor vehicles will be a variety of electric motors for a wide variety Applications, including many convenience applications, such as B. for an electrical Seat adjustment, fans, etc., but also safety-critical applications, such. B. for a return pump in the brake circuit of a vehicle. Especially with safety critical Applications it is necessary to safely prevent a failure of the electric motor to recognize. Only when the error is detected is it possible to appropriate countermeasures hold true.

Typische Ursachen für den Ausfall eines Elektromotors sind beispielsweise eine Leitungsunterbrechung im Hauptstrompfad des Motors (Motorabriss bzw. Motormasseabriss) oder ein Fehler des Elektromotors selbst.typical Reasons for the failure of an electric motor, for example, a line break in the main current path of the motor (motor break or motor mauleabriss) or a fault of the electric motor itself.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren bekannt, um die Leitungsunterbrechungen eines Elektromotors zu erkennen. Dabei wird meist eine am Motor abfallende Spannung gemessen und ausgewertet. Je nach Höhe der gemessenen Spannung wird dann auf Vorliegen eines Fehlers oder keines Fehlers entschieden. Die bekannten Verfahren funktionieren jedoch nur im ausgeschalteten Betriebszustand des Elektromotors. Im eingeschalteten Betriebszustand kann der Ausfall des Elektromotors dagegen nur durch eine relativ teure Strommessung erkannt werden.Out In the prior art, various methods are known to the To detect line interruptions of an electric motor. This is usually a voltage drop across the motor was measured and evaluated. Depending on height of measured voltage is then on the presence of a fault or none Error decided. However, the known methods work only in the switched-off operating state of the electric motor. In the switched-on operating state the failure of the electric motor, however, can only by a relative expensive current measurement can be detected.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Erkennen eines Motorausfalls aufgrund einer Leitungsunterbrechung zu schaffen, das bzw. die auch im eingeschalteten Zustand des Elektromotors funktioniert.It is therefore the object of the present invention, a method and a device for detecting a motor failure due to to create a line break, the or in the switched on State of the electric motor works.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patenanspruch 1 sowie im Patentanspruch 10 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.Is solved this task according to the invention by those specified in the patent claim 1 and in claim 10 Characteristics. Further embodiments of the invention are the subject of dependent claims.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, den Elektromotor während des Betriebs kurzfristig auszuschalten, d.h. den Hauptschalter kurzfristig zu öffnen, in der Abschaltphase eine durch das Abschalten erzeugte induzierte Spannung zu messen und zu überwachen, ob diese Spannung einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet. Wenn die Spannung den Schwellenwert unterschreitet, ist der Elektromotor in Ordnung. Andernfalls wird ein möglicher Fehler erkannt.One essential aspect of the invention is the electric motor while of the operation at short notice, i. the main switch at short notice to open, in the shutdown phase induced induced by the shutdown Measure and monitor voltage whether this voltage falls below a predetermined threshold value. If the voltage falls below the threshold, is the electric motor okay. Otherwise, a possible error is detected.

Wenn der Elektromotor funktioniert, erzeugt er nach dem Abschalten aufgrund seiner Induktivität eine Spannung, die versucht, den Strom weiter zu treiben (so genanntes Abkommutieren). Diese induzierte Spannung hat das umgekehrte Vorzeichen wie die Versorgungsspannung des Elektromotors und beträgt z.B. -4 V. Diese negative Spannung wird durch ein Wiederöffnen des Hauptschalters begrenzt, dessen Gate nach Masse ausgeschaltet ist. Wenn der Elektromotor dagegen z.B. aufgrund eines Leitungsbruchs ausgefallen ist, kommutiert er nicht ab. In diesem Fall hat die Messspannung dasjenige Potential, das im ausgeschalteten Zustand am Messknoten anliegt (z.B. 0 V). Aus der Höhe der Messspannung kann somit erkannt werden, ob im Hauptstrompfad des Elektromotors ein Leitungsbruch vorliegt oder nicht. Die Erfindung hat somit den wesentlichen Vorteil, dass der Ausfall des Elektromotors auch im eingeschalteten Zustand erkannt werden kann.If the electric motor works, it generates after switching off due its inductance one Tension trying to drive the stream further (so called Commutation). This induced voltage has the opposite sign like the supply voltage of the electric motor and is e.g. -4 V. This negative tension is caused by a reopening of the Main switch limited, whose gate is switched off to ground. On the other hand, if the electric motor is e.g. due to a line break failed, he does not commute. In this case, the Measuring voltage that potential, that in the off state is present at the measuring node (e.g., 0V). From the height of the measuring voltage can thus be detected whether in the main current path of the electric motor, a line break present or not. The invention thus has the significant advantage that the failure of the electric motor in the on state can be recognized.

Zur Messung und Auswertung der Spannung ist vorzugsweise eine geeignete Messschaltung vorgesehen.to Measurement and evaluation of the voltage is preferably a suitable one Measuring circuit provided.

Die Zeitdauer der Unterbrechung ist vorzugsweise so kurz wie möglich gewählt und beträgt vorzugsweise weniger als 3 ms, insbesondere weniger als 1 ms. Dies hat somit den Vorteil, dass die Motordrehzahl in der Abschaltphase nur geringfügig abnimmt.The Duration of the interruption is preferably chosen as short as possible and is preferably less than 3 ms, in particular less than 1 ms. This has it the advantage that the engine speed decreases only slightly in the shutdown phase.

Die Abschaltphase ist vorzugsweise so kurz gewählt, dass der Elektromotor noch keine generatorische Nachlaufspannung in das elektrische Netz speist.The Shutdown is preferably chosen so short that the electric motor still no regenerative tracking voltage feeds into the electrical network.

Würde der Elektromotor länger als z. B. 3ms ausgeschaltet werden, würde er in der Nachlaufphase eine generatorische Spannung erzeugen (Nachlaufspannung), die ebenfalls gemessen und ausgewertet werden könnte. Die Nachlaufspannung ist ebenso ein Nachweis dafür, dass der Elektromotor vor dem Abschalten ordnungsgemäß gelaufen sein muss. Zum Messen der Nachlaufspannung ist jedoch eine relativ lange Zeitdauer notwendig, in der die Drehzahl des Motors deutlich absinkt. Dies ist während des aktiven Betriebs des Motors nicht erwünscht. Erfindungsgemäß wird daher die abkommutierte Spannung gemessen.Would the Electric motor longer as z. B. 3ms off, he would in the follow-up phase generate a regenerative voltage (tracking voltage), which also could be measured and evaluated. The tracking voltage is also proof that that the electric motor ran properly before switching off have to be. However, to measure the tracking voltage is a relative long period of time necessary, in which the speed of the engine significantly decreases. This is while the active operation of the engine is not desired. Therefore, according to the invention measured the commutated voltage.

Der Schwellenwert ist vorzugsweise kleiner als 0 V, z.B. -0,5 V. Der Schwellenwert ist grundsätzlich so zu wählen, dass er einen ausreichenden Abstand zur Messspannung hat, die im Falle einer Leitungsunterbrechung gemessen werden würde.The threshold value is preferably less than 0 V, for example -0.5 V. The threshold value is fundamental be chosen so that it has a sufficient distance from the measurement voltage that would be measured in the event of a line break.

Die Mess- und Auswerteschaltung umfasst vorzugsweise einen Komparator, dem die Messspannung zugeführt wird. Am Ausgang des Komparators ist vorzugsweise ein Flip-Flop angeschlossen. An einem Eingang des Komparators ist eine Referenzspannung vorgegeben, die den Schwellenwert bildet.The Measuring and evaluation circuit preferably comprises a comparator, to which the measuring voltage is supplied becomes. At the output of the comparator is preferably a flip-flop connected. At an input of the comparator is a reference voltage predetermined, which forms the threshold.

Sofern die gemessene Spannung den Schwellenwert nicht unterschreitet, wird vorzugsweise ein weiterer Test durchgeführt, bei dem die Nachlaufspannung des Elektromotors gemessen wird. Dadurch soll eine Fehlerkennung vermieden werden, zu der es kommen kann, wenn der Elektromotor mit geringer Last betrieben wird und die Versorgungsspannung kurzfristig eingebrochen ist. In diesem Fall unterschreitet die Messspannung den vorgegebenen Schwellenwert nicht, obwohl der Motor ordnungsgemäß läuft. Es ist daher erforderlich einen weiteren Test durchzuführen. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, den Elektromotor in einem zweiten Test etwas länger auszuschalten und dabei die Nachlaufspannung zu messen. Wenn die Nachlaufspannung größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert, bedeutet dies, dass der Elektromotor ordnungsgemäß funktioniert haben muss. Anderenfalls liegt ein Fehler vor. Der Messknoten wird dabei vorzugsweise abgeschaltet oder nach Masse geschaltet.Provided the measured voltage does not fall below the threshold value preferably carried out another test in which the tracking voltage the electric motor is measured. This should be an error detection can be avoided, to which it can come, if the electric motor with low load is operated and the supply voltage in the short term has broken in. In this case, the measuring voltage falls below the default threshold, although the engine is running properly. It It is therefore necessary to carry out another test. According to the invention It is suggested that the electric motor in a second test something longer turn off while measuring the tracking voltage. If the Tracking voltage is greater as a predetermined threshold, it means that the electric motor works properly must have. Otherwise there is an error. The measuring node becomes preferably switched off or switched to ground.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erkennung eines Motorausfalls umfasst im Wesentlichen einen im Hauptstrompfad des Elektromotors angeordneten Schalter, mittels dessen der Elektromotor ein- bzw. ausgeschaltet werden kann, sowie eine Messschaltung zum Messen einer an einem Knoten im Hauptstrompfad anliegenden Spannung (z.B. der Motorspannung). Der Hauptschalter und die Messschaltung werden vorzugsweise wie vorstehend beschrieben betrieben.A inventive device to detect a motor failure essentially comprises one arranged in the main current path of the electric motor switch, means of which the electric motor can be switched on or off, and a Measuring circuit for measuring one at a node in the main current path applied voltage (e.g., the motor voltage). The main switch and the measuring circuit are preferably as described above operated.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist außerdem ein zweiter Schalter vorgesehen, mittels dessen der Messknoten während der Ausschaltphase über einen Widerstand gegen ein vorgegebenes Potential (U_ZP) oder Masse geschaltet werden kann. Der zweite Schalter wird vorzugsweise so betrieben, dass er während des Betriebs (der Hauptschalter ist eingeschaltet) und während der kurzen Ausschaltphasen gegen Masse geschaltet ist. Bei abgeschaltetem Hauptschalter ist der zweite Schalter vorzugsweise gegen das Referenzpotential (U_ZP) geschaltet.According to a preferred embodiment of the invention, a second switch is also provided, by means of which the measuring node can be switched during the turn-off phase via a resistor against a predetermined potential (U _ZP ) or ground. The second switch is preferably operated to be grounded during operation (the main switch is turned on) and during the short turn-off phases. When the main switch is turned off, the second switch is preferably connected against the reference potential (U _ZP ).

Zum Ansteuern der Schalter ist vorzugsweise ein Steuergerät vorgesehen.To the Driving the switch is preferably provided a control device.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be exemplified below with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 ein schematisches Schaltbild einer Motoranordnung mit einer Einrichtung zum Erkennen eines Motorausfalls; 1 a schematic diagram of a motor assembly with means for detecting a motor failure;

2 den zeitlichen Verlauf einer Messspannung mit und ohne Fehler; 2 the time course of a measuring voltage with and without error;

3 den zeitlichen Verlauf der Messspannung bei einer Messung der Nachlaufspannung des Elektromotors; und 3 the time course of the measuring voltage in a measurement of the tracking voltage of the electric motor; and

4 ein Flussdiagramm zur Darstellung der wesentlichen Verfahrensschritte eines Verfahrens zur Erkennung eines Motorausfalls. 4 a flowchart illustrating the main steps of a method for detecting a motor failure.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt ein schematisches Schaltbild einer Motoranordnung mit einer Schaltung 10 zur Ausfallerkennung des Elektromotors 3. Typische Fehler, die zum Ausfall des Elektromotors 3 führen können, sind beispielsweise eine Leitungsunterbrechung im Hauptstrompfad 4 des Elektromotors 3 (Motorabriss bzw. Motormasseabriss) oder ein Defekt des Elektromotors 3 selbst. 1 shows a schematic diagram of a motor assembly with a circuit 10 for failure detection of the electric motor 3 , Typical errors leading to the failure of the electric motor 3 can lead, for example, a line break in the main current path 4 of the electric motor 3 (Engine stall or engine mauleabriss) or a defect of the electric motor 3 even.

Der Elektromotor 3 ist über einen Hauptschalter 1 – hier ein Transistor – mit einer Versorgungsspannung U_B verbunden. Bei einer Anwendung in einem Kraftfahrzeug ist die Versorgungsspannung U_B beispielsweise die Bordnetzspannung. Der Elektromotor 3 ist z. B. ein Pumpenmotor einer Rückförderpumpe. Der Hauptschalter 1 ist von einem Steuergerät ansteuerbar.The electric motor 3 is via a main switch 1 - Here a transistor - connected to a supply voltage U _B. When used in a motor vehicle, the supply voltage U _{B is,} for example, the vehicle electrical system voltage. The electric motor 3 is z. B. a pump motor of a return pump. The main switch 1 can be controlled by a control unit.

Die Schaltung 10 umfasst eine Messschaltung 11 zum Messen einer im Hauptstrompfad 4 abfallenden Spannung U_k. Die Messschaltung 11 umfasst einen Komparator 5 und ein am Ausgang des Komparators 5 angeschlossenes Flip-Flop 6. Der Komparator 5 ist an einem Eingang mit einem Knoten K verbunden, der zwischen dem Hauptschalter 1 und dem Elektromotor 3 angeordnet ist. Am nichtinvertierenden Eingang (+) ist eine negative Referenzspannung von z.B. -0,5 V angelegt. Durch einen entsprechend gewählten Vorwiderstand und eine Stromquelle bzw. einen Spannungsteiler gegen eine höhere konstante Spannung lässt sich die Bereitstellung einer negativen Referenzspannung vermeiden. Durch die geeignete Wahl des Vorwiderstandes ist außerdem der Schwellenwert flexibel einstellbar.The circuit 10 includes a measuring circuit 11 for measuring one in the main current path 4 decreasing voltage U _k . The measuring circuit 11 includes a comparator 5 and one at the output of the comparator 5 connected flip-flop 6 , The comparator 5 is connected at an input to a node K, which is between the main switch 1 and the electric motor 3 is arranged. At the non-inverting input (+) a negative reference voltage of eg -0.5 V is applied. By a correspondingly selected series resistor and a current source or a voltage divider against a higher constant voltage, the provision of a negative reference voltage can be avoided. Due to the suitable choice of the series resistor, the threshold value can also be set flexibly.

Um einen Motorausfall zu erkennen, wird der Schalter 1 während des Betriebs des Elektromotors 3 (der Hauptschalter 1 ist geschlossen) kurzfristig ausgeschaltet und wieder geschlossen. Wenn der Elektromotor zuvor unter Last gelaufen ist – also kein Fehler vorliegt – kommutiert dieser ab und erzeugt eine induktive Spannung, die versucht, den Strom durch den Motor 3 weiter zu treiben. Diese Spannung ist negativ und beträgt beispielsweise -4 V. Wenn die Messspannung kleiner ist als die am Komparator 5 eingestellte Referenzspannung (-0,5V) ändert der Komparator seinen Ausgangszustand und setzt das Flip-Flop 6. In diesem Fall wird ein fehlerfreier Zustand erkannt. Sinkt die Messspannung dagegen nicht unter den Referenzwert, liegt mit relativ hoher Wahrscheinlichkeit ein Fehler vor.To detect a motor failure, the switch 1 during operation of the electric motor 3 (the main switch 1 is closed) switched off at short notice and closed again. If the electric motor was previously under load - so there is no error - commutated this and generates an inductive voltage, which tries to drive the current through the motor 3 continue to drive. This voltage is negative and is for example -4 V. If the measuring voltage is smaller than that at the comparator 5 set reference voltage (-0.5V), the comparator changes its output state and sets the flip-flop 6 , In this case, an error-free state is detected. Conversely, if the measured voltage does not drop below the reference value, there is a relatively high probability of an error.

Die Schaltung 10 zur Ausfallerkennung umfasst hier einen zweiten Schalter 2, mittels dessen der Knoten K über einen Pull-Up-Widerstand 7 gegen ein vorgegebenes Bezugspotential UZP oder Masse geschaltet werden kann. Der Schalter 2 wird so gesteuert, dass er bei abgeschaltetem Schalter 1 auf UZP liegt, um eine Leitungsunterbrechung im Motorpfad zu erkennen, und im eingeschalteten Zustand des Schalters 1 und während der kurzen Ausschaltphasen auf Masse liegt. Dadurch baut sich im Falle einer Leitungsunterbrechung in den Ausschaltphasen die in vorhandenen Kapazitäten gespeicherte Ladung schneller ab und es werden 0V gemessen anstatt der induzierten Nachlaufspannung im Falle eines fehlerlosen Motors.The circuit 10 for failure detection here includes a second switch 2 by means of which the node K via a pull-up resistor 7 can be switched against a predetermined reference potential UZP or ground. The desk 2 is controlled so that it is switched off with the switch 1 to UZP to detect a line break in the motor path, and in the on state of the switch 1 and during the short off phases is grounded. As a result, in the event of a line break in the off phases, the charge stored in existing capacitances builds up faster and 0V is measured instead of the induced tracking voltage in the case of a faultless motor.

Die beiden Schalter 1,2 werden von einem Steuergerät 12 entsprechend angesteuert.The two switches 1 . 2 be from a controller 12 controlled accordingly.

2 zeigt den Verlauf der Messspannung U_K über der Zeit t, wobei die obere der beiden Kennlinien den fehlerfreien Fall und die untere der Kennlinien den Fehlerfall zeigt. Am Verlauf ist zu erkennen, dass der Elektromotor zunächst eingeschaltet ist (die Messspannung U_K ist auf hohem Niveau) und dann kurzfristig ausgeschaltet wird. Im fehlerfreien Fall wird die Messspannung U_K während der Ausschaltphase t_aus negativ und springt nach dem Einschalten sofort wieder auf den ursprünglichen Wert zurück. Die Ausschaltphase t_aus dauert vorzugsweise weniger als 1 ms. 2 shows the course of the measuring voltage U _K over the time t, wherein the upper of the two curves shows the error-free case and the lower of the curves shows the error case. On the course it can be seen that the electric motor is initially switched on (the measuring voltage U _K is at a high level) and then switched off briefly. In the error-free case, the measuring voltage U _K during the deactivation t is _negative and jumps immediately after switching back to the original value. The switch-off phase t _off preferably lasts less than 1 ms.

Wenn dagegen ein Fehler vorliegt, kommutiert der Elektromotor 3 nicht ab, so dass die Messspannung U_K den Wert hat, der im ausgeschalteten Zustand am Knoten K anliegt (hier 0 V).If there is an error, the electric motor commutes 3 not off, so that the measuring voltage U _{K has} the value which is present at node K in the switched-off state (here 0 V).

In bestimmten Fällen, insbesondere wenn der Motor 3 nur bei geringer Last läuft und die Versorgungsspannung U_B kurzfristig eingebrochen ist, kann es dazu kommen, dass der Elektromotor 3 auch im fehlerfreiem Fall nicht abkommutiert und die Messspannung U_K somit nicht unter den Referenzwert U_SW (-0,5 V) sinkt. In diesem Fall wird vorzugsweise ein zweiter Test durchgeführt, bei dem die Nachlaufspannung U_N gemessen wird (siehe 3).In certain cases, especially if the engine 3 only runs at low load and the supply voltage U _{B has} fallen short-term, it can happen that the electric motor 3 even in error-free case not commuted and the measuring voltage U _K thus not below the reference value U _SW (-0.5 V) decreases. In this case, a second test is preferably carried out in which the tracking voltage U _{N is} measured (see 3 ).

Im Rahmen des zweiten Tests wird der Elektromotor 3 während des Betriebs ausgeschaltet, d.h. der Schalter 1 geöffnet und die Nachlaufspannung U_N gemessen. Die Messspannung U_K wird hierzu über eine Widerstandsanordnung 8,9 einem ADC und einer Auswerteeinheit (nicht gezeigt) zugeführt. Wenn die Nachlaufspannung U_N einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, bedeutet dies, dass der Elektromotor 3 gelaufen sein muss. Wenn die Messspannung U_K dagegen auf dem Wert 0 V bleibt, wird ein Fehler erkannt. Der Schalter 2 bleibt bei diesem Test vorzugsweise dauernd auf Masse geschaltet.As part of the second test, the electric motor 3 switched off during operation, ie the switch 1 opened and the tracking voltage U _N measured. For this purpose, the measuring voltage U _K is fed via a resistor arrangement 8, 9 to an ADC and to an evaluation unit (not shown). If the trailing voltage U _N exceeds a predetermined threshold, this means that the electric motor 3 must have gone. If, however, the measuring voltage U _K remains at the value 0 V, an error is detected. The desk 2 preferably remains permanently grounded in this test.

3 zeigt den Verlauf der Messspannung U_K wiederum für den fehlerfreien Fall (oben) und für den Fehlerfall (unten). Im fehlerfreien Fall erzeugt der Elektromotor nach dem Ausschalten zunächst eine negative Spannung und dann eine generatorische Nachlaufspannung U_N. Im Fehlerfall fällt die Messspannung U_K dagegen auf den Wert 0 V und bleibt auf diesem Wert, bis der Elektromotor 3 wieder eingeschaltet wird. Die Ausschaltphase ist hier wesentlich länger als beim ersten Test (2) und kann durchaus 5 ms und mehr betragen. 3 shows the course of the measuring voltage U _K again for the error-free case (above) and for the case of error (below). In the error-free case, the electric motor generates after turning off first a negative voltage and then a regenerative tracking voltage U _N. In the case of an error, however, the measuring voltage U _K falls to the value 0 V and remains at this value until the electric motor 3 is switched on again. The switch-off phase is considerably longer here than in the first test ( 2 ) and can be 5 ms and more.

4 zeigt die wesentlichen Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Erkennen eines Motorausfalls in Form eines Flussdiagramms. Dabei werden nacheinander zwei Tests durchgeführt, wie sie vorstehend beschrieben wurden. 4 shows the essential steps of a method for detecting a motor failure in the form of a flowchart. In this case, two tests are successively performed, as described above.

Das Verfahren beginnt in Schritt 20 damit, dass der Hauptschalter 1 während des Betriebs kurzfristig geöffnet wird. In Schritt 21 wird abgefragt, ob die Messspannung U_K unter den Schwellenwert U_SW sinkt. Falls Ja (J) ist der Test positiv verlaufen. In diesem Fall wird in Schritt 22 festgestellt, dass kein Fehler vorliegt.The procedure begins in step 20 with that the main switch 1 is opened at short notice during operation. In step 21 it is queried whether the measuring voltage U _K falls below the threshold value U _SW . If yes (J), the test was positive. In this case, in step 22 determined that there is no error.

Falls nein (N), wird in den Schritten 23 und 24 ein zweiter Test durchgeführt, mit dem das Ergebnis verifiziert wird. Dabei wird der Schalter 1 in Schritt 23 wiederum geöffnet, d.h. der Motor 3 ausgeschaltet, und in Schritt 24 überprüft, ob die Nachlaufspannung U_N einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt. Falls ja (J) wird in Schritt 25 festgestellt, dass kein Fehler vorliegt. Falls der Schwellenwert dagegen nicht erreicht wird (Fall N), wird in Schritt 26 erkannt, dass ein Fehler vorliegt. Damit endet das Verfahren.If no (N), will be in the steps 23 and 24 a second test was performed to verify the result. This will be the switch 1 in step 23 again open, ie the engine 3 off, and in step 24 checks whether the tracking voltage U _N exceeds a predetermined threshold. If yes (J) will be in step 25 determined that there is no error. If the threshold is not reached (case N), in step 26 recognized that there is an error. This ends the procedure.

Claims

Verfahren zum Erkennen des Ausfalls eines Elektromotors (3), der mittels eines Schalters (1) ein- bzw. ausgeschaltet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (3) während des Betriebs kurzfristig ausgeschaltet, in der Ausschaltphase (t_aus) eine durch das Abschalten erzeugte induzierte Spannung (U_K) gemessen und überwacht wird, ob die induzierte Spannung (U_K) einen vorgegebenen Schwellenwert (U_SW) unterschreitet.Method for detecting the failure of an electric motor ( 3 ), which by means of a switch ( 1 ) can be switched on or off, characterized in that the electric motor ( 3 ) briefly switched off during operation, in the Ausschaltpha se (t _off ) an induced voltage generated by the shutdown (U _K ) is measured and monitored whether the induced voltage (U _K ) _falls below a predetermined threshold (U _SW ).

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (3) wieder eingeschaltet wird, noch bevor er eine Nachlaufspannung (U_N) erzeugt.Method according to claim 1, characterized in that the electric motor ( 3 ) is switched on again, even before it generates a tracking voltage (U _N ).

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (3) für eine Zeitdauer von weniger als 3 ms, insbesondere weniger als 1 ms ausgeschaltet wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the electric motor ( 3 ) is switched off for a period of less than 3 ms, in particular less than 1 ms.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert (SW) kleiner als 0 V ist.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the threshold (SW) is less than 0V.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zeit, in der der Elektromotor (3) eingeschaltet oder nur kurzfristig ausgeschaltet ist, der Elektromotor (3) über einen Widerstand (7) und einen zweiten Schalter (2) versorgungsseitig gegen Masse geschaltet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the time in which the electric motor ( 3 ) is switched on or only briefly switched off, the electric motor ( 3 ) via a resistor ( 7 ) and a second switch ( 2 ) is switched to ground on the supply side.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zeit, in der der Elektromotor (3) dauerhaft ausgeschaltet ist, der Elektromotor (3) über einen Widerstand (7) und einen zweiten Schalter (2) versorgungsseitig gegen ein Bezugspotential geschaltet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the time in which the electric motor ( 3 ) is permanently switched off, the electric motor ( 3 ) via a resistor ( 7 ) and a second switch ( 2 ) is switched on the supply side against a reference potential.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messspannung (U_K) einem Komparator (5) zugeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring voltage (U _K ) a comparator ( 5 ) is supplied.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fehler erkannt wird, wenn die gemessene Spannung (U_K) den Schwellenwert (U_SW) in der Abschaltphase (t_aus) nicht unterschreitet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an error is detected when the measured voltage (U _K ) does not fall below the threshold value (U _SW ) in the switch-off phase (t _off ).

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die gemessene Spannung (U_K) den Schwellenwert (U_SW) nicht unterschreitet, ein weiterer Test durchgeführt wird, bei dem die Nachlaufspannung (U_N) des Elektromotors (3) gemessen wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that, if the measured voltage (U _K ) does not fall below the threshold value (U _SW ), a further test is carried out in which the trailing voltage (U _N ) of the electric motor ( 3 ) is measured.

Vorrichtung (1, 3, 10) zum Erkennen des Ausfalls eines Elektromotors (3), der mittels eines Schalters (1) wahlweise ein- oder ausgeschaltet werden kann, gekennzeichnet durch – eine Steuereinheit (12), die den Schalter (1) während des Betriebs kurzfristig ausgeschaltet, und – eine Messschaltung (11), die eine an einem Knoten (K) im Hauptstrompfad (4) anliegende Spannung (U_K) misst und überwacht, ob die Spannung (U_K) einen vorgegebenen Schwellenwert (U_SW) unterschreitet.Contraption ( 1 . 3 . 10 ) for detecting the failure of an electric motor ( 3 ), which by means of a switch ( 1 ) can be selectively switched on or off, characterized by - a control unit ( 12 ), the switch ( 1 ) switched off during operation briefly, and - a measuring circuit ( 11 ), one at a node (K) in the main current path ( 4 ) voltage applied (U _K ) measures and monitors whether the voltage (U _K ) _falls below a predetermined threshold value (U _SW ).

Vorrichtung (1, 3, 10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messschaltung (11) einen Komparator (5) und ein Flip-Flop (6) umfasst.Contraption ( 1 . 3 . 10 ) according to claim 10, characterized in that the measuring circuit ( 11 ) a comparator ( 5 ) and a flip-flop ( 6 ).

Vorrichtung (1, 3, 10) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Schalter (2) vorgesehen ist, mittels dessen der Knoten (K) gegen ein vorgegebenes Bezugspotential (U_ZP, Masse) schaltbar ist.Contraption ( 1 . 3 . 10 ) according to claim 10 or 11, characterized in that a second switch ( 2 ) is provided, by means of which the node (K) against a predetermined reference potential (U _ZP , ground) is switchable.