WO2005008877A1 - Monitoring circuit for an electric motor and method for monitoring an electric motor - Google Patents

Monitoring circuit for an electric motor and method for monitoring an electric motor Download PDF

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WO2005008877A1
WO2005008877A1 PCT/DE2004/001369 DE2004001369W WO2005008877A1 WO 2005008877 A1 WO2005008877 A1 WO 2005008877A1 DE 2004001369 W DE2004001369 W DE 2004001369W WO 2005008877 A1 WO2005008877 A1 WO 2005008877A1
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WO
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electric motor
relay
monitoring
delay time
motor
Prior art date
Application number
PCT/DE2004/001369
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Inventor
Thomas Fischer
Stephan Binhack
Paul Lecoultre
Michael Thomas
Ralf-Peter Bergmann
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Robert Bosch Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02—Details
    • H02H3/027—Details with automatic disconnection after a predetermined time
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors

Definitions

  • the invention is based on monitoring electronics for an electric motor according to the preamble of claim 1 and a method for monitoring an electric motor according to the preamble of claim 6.
  • the window motor is generally controlled via a relay or a semiconductor switch.
  • the control takes place via control electronics which control the coils of the relay or the semiconductor stages in order to switch the motor current on and off and to reverse the polarity.
  • FIG. 3 A basic circuit diagram of such a control is shown in FIG. 3.
  • Switch 2 and connected to a movable switch contact of a second switch 3.
  • First fixed contacts of the first switch 2 and the second switch 3 are each connected to the supply voltage Ubat and respective second fixed contacts of the first switch 2 and the second switch 3 are connected to the vehicle ground GND.
  • the switching contact of the first switch 2 is switched over a first coil 4 and the switching contact of the second switch 3 is switched over a second coil 5.
  • the switch contact of the first switch 2 is connected to its first fixed connection and thus to the supply voltage Ubat.
  • the switch contact of the second switch 3 is connected to its second fixed connection and thus to ground GND. So it follows that the engine is in a certain
  • the load dump is a test pulse that is specified by the automobile manufacturer and must be tested on all control units in the vehicle and passed by them. It differs only slightly between the individual car manufacturers. It is e.g. by a voltage increase of 21.5 V within t ⁇ 10 ms, which must be endured in addition to the on-board voltage.
  • Such a load dump test pulse is shown in FIG. 2 for a 12 V and a 42 V electrical system. The test pulse for the 12 V vehicle electrical system rises from the on-board voltage 13.5 V to 35 V within t ⁇ 10 ms, holds this voltage for 300 ms and drops back to the on-board voltage within approx. 90 ms.
  • the monitoring electronics detect the overvoltage and switch the motor after a short time
  • the monitoring electronics for an electric motor which monitors a supply voltage of the electric motor and interrupts a power supply to the electric motor after a system-inherent reaction time if the supply voltage is above a certain upper limit, by
  • Characterized delay element that additionally delays the start of the interruption of the power supply by a certain delay time.
  • the method according to the invention for monitoring an electric motor with the steps: monitoring a supply voltage of the electric motor, and interrupting a current supply to the electric motor after a system-inherent reaction time if the supply voltage is above a certain upper limit value, according to the invention comprises the additional step of additionally delaying the start of the Interruption of the power supply by a certain delay time.
  • the electric motor is switched via a relay or a semiconductor switch.
  • the delay time is preferably determined such that a current drawn by the electric motor, which increases due to the voltage rise in an acceleration phase, is again below a certain value after the delay time and the reaction time have elapsed. This value is determined in such a way that the relay used as the switching element or the semiconductor switch used as the switching element is in no way destroyed or damaged when it is switched off. As a rule, the boundary condition is to switch off the engine as quickly as possible.
  • the delay time is preferably between 10 ms and 100 ms, more preferably between 20 ms and 50 ms and even more preferably 30 ms.
  • the selected delay time depends on the current profile during the pulse, which depends on the pulse advance and the motor parameters.
  • the monitoring electronics according to the invention can be integrated into the circuit
  • Control electronics for an electric motor can be integrated.
  • Figure 1 is a diagram of the course of the supply voltage, the switching voltage for the relay and the current consumption of the motor in the event of a relay shutdown according to the invention and according to the prior art;
  • FIG. 2 shows a load dump test pulse
  • Figure 3 is a schematic diagram of the control of an electric motor with relay.
  • FIG. 1 The switching behavior of the monitoring electronics according to the invention for an electric motor in comparison to that of monitoring electronics for an electric motor according to the prior art is described below with reference to FIG. 1.
  • a curve of the supply voltage, the switching voltage of the relay and the current consumption of the motor according to the invention is shown, while in the lower part a corresponding diagram of the curve of the supply voltage, the switching voltage of the relay and the current consumption of the motor for monitoring electronics is shown according to the prior art.
  • the motor to be monitored should be in an operating voltage range between 9 V and
  • Control voltage of the relay coil or the semiconductor switch switched from a 5 V potential to zero potential in order to switch off the motor.
  • the relay contacts switch over, whereby the relay is destroyed according to the state of the art, because a current of approx. 30 A still flows through the contacts.
  • the relay which can keep this current switched, but cannot switch off, it is destroyed because the relay generates sparks with extreme heat.
  • this destruction causes the generator voltage for the load dump test pulse to collapse due to the short-circuit current now flowing.
  • too high a voltage is also recognized after approx. 11 ms, after which the interruption is delayed by approx.
  • the delay element according to the invention can have a
  • Microprocessor programming or by means of a delay circuit which adds a further runtime to the inherent delay.
  • the invention is preferably used in control devices for controlling or monitoring window lifter and sunroof motors, but is also possible for any other electric motors or electrical or electronic circuits.

Landscapes

  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

An overvoltage pulse on load shedding in a system, for example, the wiring loom of a motor vehicle, causes the problem that a user, for example, a relay, switching the electric motor of a window mechanism, can be damaged when, at the moment of the overvoltage occurring, the user is being operated, as the motor accelerates at the moment of the voltage increase and has thus a significantly increased current draw and said high current can not be cleanly switched off by the relay. According to the invention, the relay is delayed in switching off on an overvoltage occurring, such that the excess current has already sufficiently decayed.

Description

Überwachungselektronik für einen Elektromotor und Verfahren zur Überwachung eines ElektromotorsMonitoring electronics for an electric motor and method for monitoring an electric motor
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht von einer Überwachungselektronik für einen Elektromotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie einem Verfahren zur Überwachung eines Elektromotors nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6 aus.The invention is based on monitoring electronics for an electric motor according to the preamble of claim 1 and a method for monitoring an electric motor according to the preamble of claim 6.
Bei elektrischen Fensterhebern mit Elektronik bzw. einer Türsteuerelektronik in einemWith electric window regulators with electronics or door control electronics in one
Auto wird der Fensterhebermotor im Allgemeinen über ein Relais oder einen Halbleiterschalter angesteuert. Die Steuerung erfolgt über eine Ansteuerelektronik, die die Spulen des Relais bzw. die Halbleiterstufen ansteuert, um den Motorstrom ein- und auszuschalten sowie umzupolen. Ein Prinzipschaltbild einer solchen Ansteuerung ist in Figur 3 gezeigt. Hier ist ein Motor 1 mit einem beweglichen Schaltkontakt eines erstenAuto, the window motor is generally controlled via a relay or a semiconductor switch. The control takes place via control electronics which control the coils of the relay or the semiconductor stages in order to switch the motor current on and off and to reverse the polarity. A basic circuit diagram of such a control is shown in FIG. 3. Here is a motor 1 with a movable switch contact of a first one
Schalters 2 und mit einem beweglichen Schaltkontakt eines zweiten Schalters 3 verbunden. Erste feste Kontakte des ersten Schalters 2 und des zweiten Schalters 3 sind jeweils mit der Versorgungsspannung Ubat verbunden und jeweilige zweite feste Kontakte des ersten Schalters 2 und des zweiten Schalters 3 sind mit der Fahrzeugmasse GND verbunden. Der Schaltkontakt des ersten Schalters 2 wird über eine erste Spule 4 umgeschaltet und der Schaltkontakt des zweiten Schalters 3 wird über eine zweite Spule 5 umgeschaltet. Im gezeigten Zustand ist der Schaltkontakt des ersten Schalters 2 mit dessen ersten festen Anschluss und somit mit der Versorgungsspannung Ubat verbunden. Der Schaltkontakt des zweiten Schalters 3 ist mit dessen zweiten festen Anschluss und somit mit Masse GND verbunden. Es folgt also, dass der Motor in eine bestimmteSwitch 2 and connected to a movable switch contact of a second switch 3. First fixed contacts of the first switch 2 and the second switch 3 are each connected to the supply voltage Ubat and respective second fixed contacts of the first switch 2 and the second switch 3 are connected to the vehicle ground GND. The switching contact of the first switch 2 is switched over a first coil 4 and the switching contact of the second switch 3 is switched over a second coil 5. In the state shown, the switch contact of the first switch 2 is connected to its first fixed connection and thus to the supply voltage Ubat. The switch contact of the second switch 3 is connected to its second fixed connection and thus to ground GND. So it follows that the engine is in a certain
Richtung läuft. Werden nun beide Schaltkontakte gleichzeitig umgeschaltet, so läuft der Motor in die andere Richtung und wird nur ein Schaltkontakt umgeschaltet, so wird der Motor abgeschaltet.Direction is running. If both switch contacts are switched over at the same time, the motor runs in the other direction and if only one switch contact is switched over, the motor is switched off.
Der Motor 1 soll nur innerhalb eines bestimmten Betriebsspannungsbereichs arbeiten, z.B. im Bereich Ubat = 9 V bis 16 V. Außerhalb dieses Bereichs soll der Motor 1 , der z.B. ein Fensterhebermotor ist, nicht angesteuert werden bzw. laufende Bewegungen sollen gestoppt werden. Dies soll geschehen, da die Auslegung der Ansteuerelektronik und/oder des Motors 1 nur für diesen Betriebsspannungsbereich gilt und außerhalb nur eine eingeschränkte Belastbarkeit der Komponenten besteht. Dazu wird die Betriebsspannung Ubat von einer Überwachungselektronik permanent gemessen. Gleiches oder Ähnliches gilt neben dem Fensterhebermotor für die Ansteuerung anderer Motoren im Kfz, die von einer Elektronik kontrolliert werden.The motor 1 should only work within a certain operating voltage range, for example in the range Ubat = 9 V to 16 V. Outside this range, the motor 1, which is, for example, a window regulator motor, should not be actuated or ongoing movements should be stopped. This should happen because the design of the control electronics and / or the motor 1 only applies to this operating voltage range and only outside the components have a limited load capacity. For this purpose, the operating voltage Ubat is continuously measured by monitoring electronics. The same or similar applies in addition to the window lift motor for the control of other motors in the vehicle, which are controlled by electronics.
Problematisch ist eine solche Überspannungs-Abschaltung eines laufenden Motors bei einer großen, schnell ansteigenden Überspannung, wie diese z.B. beim Load Dump vorliegt. Der Load Dump ist ein Testpuls, der vom Automobilhersteller vorgegeben ist und an allen Steuergeräten im Kfz getestet und von diesen bestanden werden muss. Er unterscheidet sich zwischen den einzelnen Automobilherstellern nur geringfügig. Es handelt sich z.B. um einen Spannungsanstieg um 21,5 V innerhalb von t < 10 ms, der zusätzlich zur Bordspannung ausgehalten werden muss. Ein solcher Load Dump Testpuls ist für ein 12 V und ein 42 V Bordnetz in Figur 2 gezeigt. Der Testpuls steigt beim 12 V Bordnetz innerhalb von t < 10 ms von der Bordspannung 13,5 V auf 35 V an, hält diese Spannung für 300 ms und fällt innerhalb von ca. 90 ms wieder auf die Bordspannung ab.Such an overvoltage shutdown of a running motor is problematic when there is a large, rapidly increasing overvoltage, such as this with the load dump. The load dump is a test pulse that is specified by the automobile manufacturer and must be tested on all control units in the vehicle and passed by them. It differs only slightly between the individual car manufacturers. It is e.g. by a voltage increase of 21.5 V within t <10 ms, which must be endured in addition to the on-board voltage. Such a load dump test pulse is shown in FIG. 2 for a 12 V and a 42 V electrical system. The test pulse for the 12 V vehicle electrical system rises from the on-board voltage 13.5 V to 35 V within t <10 ms, holds this voltage for 300 ms and drops back to the on-board voltage within approx. 90 ms.
Beim 42 V Bordnetz ist der Anstieg von 42 V auf 58 V bei ansonsten gleichem Zeitverlauf.With the 42 V electrical system, the increase from 42 V to 58 V is otherwise the same over time.
Wenn während dieses Load Dumps der angesteuerte Elektromotor läuft, erkennt die Überwachungselektronik die Überspannung und schaltet den Motor nach einer kurzenIf the controlled electric motor is running during this load dump, the monitoring electronics detect the overvoltage and switch the motor after a short time
Reaktionszeit sofort ab. Hier ergibt sich nun das Problem, dass der Motor bei dem raschen Spannungsanstieg stark beschleunigt und dadurch auch der von diesem aufgenommene Strom kurzzeitig stark ansteigt. Die Abschaltung erfolgt nun bedingt durch die Reaktionszeit der Überwachungselektronik und die Relais-Abfallzeit, d.h. die Zeit der Stromabschaltung in der Relais-Spule und tatsächliche Unterbrechung des stromführenden Kontakts, in der Regel bei diesem stark überhöhten Strom. Aus diesem Grund müssen zum Schalten der verwendeten Elektromotoren große und robuste Relais vorzugsweise mit Z-Dioden als Freilauf für die Relais-Spulen eingesetzt werden.Response time immediately. The problem now arises here that the motor accelerates sharply when the voltage rises rapidly and the current consumed by it also rises sharply for a short time. The shutdown is now due to the response time of the monitoring electronics and the relay dropout time, i.e. the time of the current cut-off in the relay coil and the actual interruption of the current-carrying contact, usually at this greatly excessive current. For this reason, large and robust relays, preferably with Zener diodes, must be used as freewheel for the relay coils to switch the electric motors used.
Hierdurch entstehen jedoch unerwünschte Mehrkosten für die Überwachungselektronik und/oder die Ansteuerelektronik, da ein für den normalen Betriebsbereich des Motors dimensioniertes Relais nicht in der Lage ist, diesen hohen Strom abzuschalten und dabei aufgrund von Funkenbildung mit extremer Hitzeentwicklung im Relais zerstört wird. Die Schädigung des normal ausgelegten Relais erfolgt also aufgrund des hohen Stroms über die Kontakte im Abschaltmoment. Ähnliches gilt für einen für den normalen Betriebsbereich dimensionierten Halbleiterschalter, der durch seine Überlastung aufgrund einer extremen Hitzeentwicklung zerstört wird.However, this creates undesirable additional costs for the monitoring electronics and / or the control electronics, since a relay dimensioned for the normal operating range of the motor is not able to switch off this high current and is thereby destroyed due to spark formation with extreme heat development in the relay. The damage to the normally designed relay takes place due to the high current the contacts at the moment of shutdown. The same applies to a semiconductor switch dimensioned for the normal operating range, which is destroyed by its overload due to extreme heat development.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Nach der Erfindung ist die Überwachungselektronik für einen Elektromotor, die eine Versorgungsspannung des Elektromotors überwacht und eine Stromzufuhr an den Elektromotor nach einer systeminhärenten Reaktionszeit unterbricht, wenn die Versorgungsspannung über einem bestimmten oberen Grenzwert liegt, durch einAccording to the invention, the monitoring electronics for an electric motor, which monitors a supply voltage of the electric motor and interrupts a power supply to the electric motor after a system-inherent reaction time if the supply voltage is above a certain upper limit, by
Verzögerungselement gekennzeichnet, das den Beginn der Unterbrechung der Stromzufuhr zusätzlich um eine bestimmte Verzögerungszeit verzögert.Characterized delay element that additionally delays the start of the interruption of the power supply by a certain delay time.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung eines Elektromotors mit den Schritten: Überwachen einer Versorgungsspannung des Elektromotors, und Unterbrechen einer Stromzufuhr an den Elektromotor nach einer systeminhärenten Reaktionszeit, wenn die Versorgungsspannung über einem bestimmten oberen Grenzwert liegt, umfasst erfindungsgemäß den zusätzlichen Schritt des zusätzlichen Verzögerns eines Beginns der Unterbrechung der Stromzufuhr um eine bestimmte Verzögerungszeit.The method according to the invention for monitoring an electric motor with the steps: monitoring a supply voltage of the electric motor, and interrupting a current supply to the electric motor after a system-inherent reaction time if the supply voltage is above a certain upper limit value, according to the invention comprises the additional step of additionally delaying the start of the Interruption of the power supply by a certain delay time.
Durch die erfindungsgemäße verzögerte Abschaltung des Relais bei Überspannung ist der entstehende Überstrom, der nur kurz anhält und dann schnell wieder abfällt, bereits wieder abgeklungen und das Relais schaltet einen geringeren Strom ab, da der erhöhte Strom nur so lange besteht, wie der Motor beschleunigt. Durch die Einhaltung der zusätzlichen Verzögerungszeit, bis das Relais abgeschaltet wird, ist der Strom also bereits so weit abgeklungen, dass es zu keiner Schädigung des Relais mehr kommt. Die Einhaltung dieser Wartezeit kann z.B. mit Hilfe einer entsprechenden Programmierung eines Mikroprozessors der Überwachungselektronik oder im Fall einer integrierten Ansteuer- und Überwachungselektronik für den Elektromotor durch diese integrierte Elektronik realisiert werden.Due to the delayed switch-off of the relay according to the invention in the event of overvoltage, the resulting overcurrent, which only lasts briefly and then drops again quickly, has already subsided again and the relay switches off a lower current, since the increased current only lasts as long as the motor accelerates. By observing the additional delay time until the relay is switched off, the current has already decayed to such an extent that the relay is no longer damaged. Compliance with this waiting time can e.g. with the aid of appropriate programming of a microprocessor of the monitoring electronics or, in the case of integrated control and monitoring electronics for the electric motor, by means of this integrated electronics.
Nach einer bevorzugten Ausftihrungsform der Erfindung wird der Elektromotor über ein Relais oder einen Halbleiterschalter geschaltet. Erfindungsgemäß wird die Verzögerungszeit vorzugsweise so bestimmt, dass ein von dem Elektromotor aufgenommener Strom, der durch den Spannungsanstieg bedingt in einer Beschleunigungsphase ansteigt, nach Ablauf der Verzögerungszeit und der Reaktionszeit wieder unterhalb eines bestimmten Werts liegt. Dieser Wert ist so bestimmt, dass das als Schaltelement eingesetzte Relais oder der als Schaltelement eingesetzte Halbleiterschalter beim Abschalten auf keinen Fall zerstört oder geschädigt wird. In der Regel besteht die Randbedingung, den Motor schnellstmöglich abzuschalten.According to a preferred embodiment of the invention, the electric motor is switched via a relay or a semiconductor switch. According to the invention, the delay time is preferably determined such that a current drawn by the electric motor, which increases due to the voltage rise in an acceleration phase, is again below a certain value after the delay time and the reaction time have elapsed. This value is determined in such a way that the relay used as the switching element or the semiconductor switch used as the switching element is in no way destroyed or damaged when it is switched off. As a rule, the boundary condition is to switch off the engine as quickly as possible.
Erfindungsgemäß liegt die Verzögerungszeit vorzugsweise zwischen 10 ms und 100 ms, weiter vorzugsweise zwischen 20 ms und 50 ms und noch weiter vorzugsweise bei 30 ms.According to the invention, the delay time is preferably between 10 ms and 100 ms, more preferably between 20 ms and 50 ms and even more preferably 30 ms.
Die gewählte Verzögerungszeit ist vom Stromverlauf während des Pulses abhängig, welcher von dem Pulsvorlauf und den Motorkennwerten abhängt.The selected delay time depends on the current profile during the pulse, which depends on the pulse advance and the motor parameters.
Wie zuvor schon angegeben, kann die erfindungsgemäße Überwachungselektronik in dieAs already stated above, the monitoring electronics according to the invention can be integrated into the
Ansteuerelektronik für einen Elektromotor integriert sein.Control electronics for an electric motor can be integrated.
Zeichnungdrawing
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.Further advantages of the invention result from the following description of the drawings.
Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination oder als bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung bezeichnet. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßiger Weise auch einzeln betrachten und/oder zur sinnvollen weiteren Kombination zusammenfassen.The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination or designated as a preferred exemplary embodiment of the invention. The person skilled in the art will also expediently consider the features individually and / or combine them into a meaningful further combination.
Es zeigenShow it
Figur 1 ein Diagramm des Verlaufs der Versorgungsspannung, der Schaltspannung für das Relais und der Stromaufnahme des Motors für den Fall einer Relaisabschaltung nach der Erfindung und nach dem Stand der Technik;Figure 1 is a diagram of the course of the supply voltage, the switching voltage for the relay and the current consumption of the motor in the event of a relay shutdown according to the invention and according to the prior art;
Figur 2 einen Load Dump Testpuls; und Figur 3 eine Prinzipdarstellung der Ansteuerung eines Elektromotors mit Relais.FIG. 2 shows a load dump test pulse; and Figure 3 is a schematic diagram of the control of an electric motor with relay.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Im Folgenden wird im Bezug auf die Figur 1 das Schaltverhalten der erfindungsgemäßen Überwachungselektronik für einen Elektromotor im Vergleich zu dem einer Überwachungselektronik für einen Elektromotor nach dem Stand der Technik beschrieben. Im oberen Teil der Figur 1 ist ein Verlauf der Versorgungsspannung, der Schaltspannung des Relais und der Stromaufnahme des Motors nach der Erfindung dargestellt, während im unteren Teil ein entsprechendes Diagramm des Verlaufs der Versorgungsspannung, der Schaltspannung des Relais und der Stromaufnahme des Motors für eine Überwachungselektronik nach dem Stand der Technik dargestellt ist.The switching behavior of the monitoring electronics according to the invention for an electric motor in comparison to that of monitoring electronics for an electric motor according to the prior art is described below with reference to FIG. 1. In the upper part of Figure 1, a curve of the supply voltage, the switching voltage of the relay and the current consumption of the motor according to the invention is shown, while in the lower part a corresponding diagram of the curve of the supply voltage, the switching voltage of the relay and the current consumption of the motor for monitoring electronics is shown according to the prior art.
Der zu überwachende Motor soll in einem Betriebsspannungsbereich zwischen 9 V undThe motor to be monitored should be in an operating voltage range between 9 V and
16 V arbeiten. Außerhalb dieses Bereichs soll der Motor nicht angesteuert werden bzw. laufende Bewegungen sollen gestoppt werden. Im Falle eines Load Dump Testpulses, wie er in Figur 2 gezeigt ist, ergibt sich der in beiden Teilen der Figur 1 gezeigte Anstieg der Versorgungsspannung. Daraus folgend ergibt sich ein Anstieg der Stromaufnahme des Motors, da dieser im Moment des Spannungsanstiegs beschleunigt und dadurch eine stark erhöhte Stromaufnahme hat. Die Versorgungsspannung überschreitet aufgrund des Load Dump Testpulses in den dargestellten Diagrammen etwa bei 1 1 ms eine Spannung von 16 V. Nach dem Stand der Technik wird ein Abschalten des Motorrelais oder des zum Schalten des Motors verwendeten Halbleiterschalters sofort eingeleitet und nach einer systeminhärenten Reaktionszeit von ca. 19 ms, d.h. bei 30 ms, wird die16 V work. Outside of this range, the motor should not be controlled or ongoing movements should be stopped. In the case of a load dump test pulse, as shown in FIG. 2, the rise in the supply voltage shown in both parts of FIG. 1 results. This results in an increase in the current consumption of the motor, since it accelerates when the voltage rises and therefore has a greatly increased current consumption. Due to the load dump test pulse in the diagrams shown, the supply voltage exceeds a voltage of 16 V at about 1 1 ms. According to the prior art, the motor relay or the semiconductor switch used to switch the motor is switched off immediately and after a system-inherent reaction time of approx 19 ms, ie at 30 ms, the
Ansteuerspannung der Relaisspule bzw. des Halbleiterschalters von einem 5 V-Potential auf Nullpotential weggeschaltet, um den Motor abzuschalten. Nach einer Relais- Abfallzeit von ca. 5 ms schalten die Relaiskontakte um, wodurch nach dem Stand der Technik das Relais zerstört wird, denn durch die Kontakte fließt noch ein Strom von ca. 30 A. Das Relais, welches diesen Strom geschaltet halten kann, aber nicht abschalten kann, wird dadurch zerstört, da es im Relais zur Funkenbildung mit extremer Hitzeentwicklung kommt. Im unteren Teil der Figur 1 ist zu erkennen, dass durch diese Zerstörung die Generatorspannung für den Load Dump Testpuls aufgrund des nunmehr fließenden Kurzschlussstroms zusammenbricht. Nach der Erfindung wird, wie im oberen Teil der Figur 1 dargestellt, ebenfalls nach ca. 1 1 ms eine zu hohe Spannung erkannt, wonach eine Verzögerung der Unterbrechung um ca. 22 ms erfolgt, um dann die Abschaltung des Motors einzuleiten. Wie nach dem Stand der Technik werden jetzt ca. 19 ms benötigt, d.h. die systeminhärente Reaktionszeit, um die Schaltspannung des Relais umzuschalten, was nach ca. 52 ms erfolgt. Nach der Relais-Abfallzeit von ca. 5 ms wird die Stromzufuhr an den Motor unterbrochen. Zu diesem Zeitpunkt fließen nur noch ca. 20 A durch das Relais, wodurch dieses sauber abschalten kann ohne zerstört oder beschädigt zu werden.Control voltage of the relay coil or the semiconductor switch switched from a 5 V potential to zero potential in order to switch off the motor. After a relay drop-out time of approx. 5 ms, the relay contacts switch over, whereby the relay is destroyed according to the state of the art, because a current of approx. 30 A still flows through the contacts. The relay, which can keep this current switched, but cannot switch off, it is destroyed because the relay generates sparks with extreme heat. In the lower part of FIG. 1 it can be seen that this destruction causes the generator voltage for the load dump test pulse to collapse due to the short-circuit current now flowing. According to the invention, as shown in the upper part of FIG. 1, too high a voltage is also recognized after approx. 11 ms, after which the interruption is delayed by approx. 22 ms in order to then initiate the shutdown of the motor. As in the prior art, approx. 19 ms are now required, ie the system-inherent reaction time to switch over the switching voltage of the relay, which takes place after approx. 52 ms. After the relay fall time of approx. 5 ms, the power supply to the motor is interrupted. At this point, only approx. 20 A still flow through the relay, which means that it can be switched off cleanly without being destroyed or damaged.
Das erfindungsgemäße Verzögerungselement kann über eineThe delay element according to the invention can have a
Mikroprozessorprogrammierung oder mittels einer Verzögerungsschaltung realisiert werden, welches der systeminhärenten Verzögerung eine weitere Laufzeit hinzufügt. Der Einsatz der Erfindung erfolgt vorzugsweise in Steuergeräten zur Ansteuerung bzw. Überwachung von Fensterheber- und Schiebedachmotoren, ist jedoch auch für jegliche andere Elektromotoren oder elektrische oder elektronische Schaltungen möglich. Microprocessor programming or by means of a delay circuit, which adds a further runtime to the inherent delay. The invention is preferably used in control devices for controlling or monitoring window lifter and sunroof motors, but is also possible for any other electric motors or electrical or electronic circuits.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Überwachungselektronik für einen Elektromotor, die eine Versorgungsspannung des Elektromotors überwacht und eine Stromzufuhr an den Elektromotor nach einer systeminhärenten Reaktionszeit unterbricht, wenn die Versorgungsspannung über einem bestimmten oberen Grenzwert liegt, gekennzeichnet durch ein Verzögerungselement, das einen Beginn der Unterbrechung der Stromzufuhr zusätzlich um eine bestimmte Verzögerungszeit verzögert.1.Monitoring electronics for an electric motor, which monitors a supply voltage of the electric motor and interrupts a power supply to the electric motor after a system-inherent reaction time if the supply voltage is above a certain upper limit, characterized by a delay element which additionally starts the interruption of the power supply by one certain delay time delayed.
2. Überwachungselektronik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor über ein Relais oder einen Halbleiterschalter geschaltet wird.2. Monitoring electronics according to claim 1, characterized in that the electric motor is switched via a relay or a semiconductor switch.
3. Überwachungselektronik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit so bestimmt wird, dass ein von dem Elektromotor aufgenommener Strom, der durch den Spannungsanstieg bedingt in einer Beschleunigungsphase ansteigt, nach Ablauf der Verzögerungszeit und der Reaktionszeit wieder unterhalb eines bestimmten Werts liegt.3. Monitoring electronics according to claim 1 or 2, characterized in that the delay time is determined so that a current consumed by the electric motor, which increases due to the voltage increase in an acceleration phase, is again below a certain value after the delay time and the response time ,
4. Überwachungselektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit 10 ms bis 100 ms, vorzugsweise 20 ms bis 50 ms, weiter vorzugsweise 30 ms beträgt.4. Monitoring electronics according to one of claims 1 to 3, characterized in that the delay time is 10 ms to 100 ms, preferably 20 ms to 50 ms, further preferably 30 ms.
5. Ansteuerelektronik für einen Elektromotor, gekennzeichnet durch eine Uberwachungselektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 4.5. Control electronics for an electric motor, characterized by monitoring electronics according to one of claims 1 to 4.
6. Verfahren zur Überwachung eines Elektromotors, mit den folgenden Schritten: Überwachen einer Versorgungsspannung des Elektromotors, und Unterbrechen einer Stromzufuhr an den Elektromotor nach einer systeminhärenten Reaktionszeit, wenn die Versorgungsspannung über einem bestimmten oberen Grenzwert liegt, gekennzeichnet durch zusätzliches Verzögern eines Beginns der Unterbrechung der Stromzufuhr um eine bestimmte Verzögerungszeit. 6. A method for monitoring an electric motor, comprising the following steps: monitoring a supply voltage of the electric motor, and interrupting a current supply to the electric motor after a system-inherent reaction time if the supply voltage is above a certain upper limit value, characterized by additionally delaying the start of the interruption of the Power supply for a certain delay time.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor über ein Relais oder einen Halbleiterschalter geschaltet wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the electric motor is switched via a relay or a semiconductor switch.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit so bestimmt wird, dass ein von dem Elektromotor aufgenommener Strom, der durch den Spannungsanstieg bedingt in einer Beschleunigungsphase ansteigt, nach Ablauf der Verzögerungszeit und der Reaktionszeit wieder unterhalb eines bestimmten Werts liegt.8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the delay time is determined so that a current drawn by the electric motor, which increases due to the voltage rise in an acceleration phase, is again below a certain value after the delay time and the response time ,
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit 10 ms bis 30 ms, vorzugsweise 20 ms bis 50 ms, weiter vorzugsweise 30 ms beträgt. 9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the delay time is 10 ms to 30 ms, preferably 20 ms to 50 ms, further preferably 30 ms.
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