DE102006029359A1

DE102006029359A1 - Sensorless motor temperature monitoring

Info

Publication number: DE102006029359A1
Application number: DE200610029359
Authority: DE
Inventors: Volker Bosch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2008-01-03
Also published as: WO2008000546A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektrohandwerkzeug, das als Bauteil einen Elektromotor und eine elektrische/elektronische Antriebssteuerung aufweist und mit einer Temperaturerfassung zur Überwachung der Motortemperatur des Elektromotors, wobei die Temperaturerfassung durch von der Antriebssteuerung (45) erfolgende Auswertung von mindestens einem sich betriebsbedingt ändernden Parameter von mindestens einem der Bauteile erfolgt.The invention relates to an electric hand tool having as a component an electric motor and an electric / electronic drive control and with a temperature detection for monitoring the motor temperature of the electric motor, the temperature detection by the drive control (45) taking place evaluation of at least one operationally changing parameters of at least one of the components takes place.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrohandwerkzeug, dass als Bauteile einen Elektromotor und eine elektrische/elektronische Antriebssteuerung aufweist und mit einer Temperaturerfassung zur Überwachung der Motortemperatur des Elektromotors.The The invention relates to an electric hand tool that as a component Electric motor and an electric / electronic drive control and with a temperature detection for monitoring the engine temperature of the electric motor.

Stand der TechnikState of the art

Viele der heute erhältlichen Elektrohandwerkzeuge verzichten auf eine Überwachung der Motortemperatur. Betreibt ein Benutzer ein solches Elektrohandwerkzeug über einen längeren Zeitraum hinweg in einem für den Elektromotor ungünstigen Arbeitspunkt, kann dies zu einer Überhitzung und zu einer Zerstörung des Motors führen.Lots the one available today Electric hand tools refrain from monitoring the motor temperature. Operates a user such a power tool on a longer Period in a for the electric motor unfavorable operating point, This can cause overheating and to destruction lead the engine.

Es sind Elektrohandwerkzeuge bekannt, die einen Temperatursensor aufweisen, welcher am oder im Gehäuse des Elektromotors des Elektrohandwerkzeugs angebracht ist, und die Temperatur des Elektromotors erfasst. Die Anordnung eines Temperatursensors an dem Motorsgehäuse ist dabei eher ungünstig, da die Temperatur der Rotorwicklung des Motors so nicht direkt gemessen werden kann. Darüber hinaus stellt ein derartiger Temperatursensor einen nicht unerheblichen zusätzlichen Montageaufwand bei der Fertigung eines Elektrohandwerkzeugs und eine weitere Fehlerquelle, die die Zuverlässigkeit des Werkzeugs beeinflussen kann, dar.It Electric hand tools are known which have a temperature sensor, which on or in the housing the electric motor of the electric hand tool is attached, and the Temperature of the electric motor detected. The arrangement of a temperature sensor on the motor housing is rather unfavorable, because the temperature of the rotor winding of the motor is not measured directly can be. About that In addition, such a temperature sensor is not insignificant additional Assembly effort in the manufacture of an electric hand tool and another source of error that affects the reliability of the tool can, dar.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß erfolgt die Temperaturerfassung durch eine von der Antriebssteuerung erfolgende Auswertung von mindesten einem, sich betriebsbedingt ändernden Parameter von mindestens einem der Bauteile. Die Antriebssteuerung erfasst also sich ändernde Parameter von mindestens einem der in dem Elektrohandwerkzeug vorhandenen Bauteile, die sich während des Betriebs des Elektro handwerkzeugs verändern, und wertet diese aus. Dabei findet eine Abschätzung statt, die eine zuverlässige Aussage über die Motortemperatur des Elektromotors erlaubt. Die erfindungsgemäße Ausführungsform des Elektrohandwerkzeugs führt zu dem Vorteil, dass die Kosten für einen Motortemperatursensor, wie er im Stand der Technik verwendet wird, und eine aufwendige Herstellung entfallen. Neben den reinen Bauteilkosten entfällt darüber hinaus auch die vergleichsweise aufwendige Montage eines Motortemperatursensors sowie die Verlegung dessen Anschlussleitungen.According to the invention the temperature detection by one of the drive control Evaluation of at least one, operationally changing Parameters of at least one of the components. The drive control captures changing ones Parameter of at least one of the present in the electric hand tool Components that are during change the operation of the electric hand tool, and evaluates this. Here is an estimate held a reliable statement about the Motor temperature of the electric motor allowed. The embodiment of the invention of the electric hand tool leads to the advantage that the cost of an engine temperature sensor, such as it is used in the prior art, and a complicated production omitted. In addition to the pure component costs, moreover, the comparatively omitted complex installation of a motor temperature sensor and the installation its connecting cables.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Parameter der Motorstrom des Elektromotors, die Motordrehzahl des Elektromotors und/oder die Temperatur der Antriebssteuerung. Wobei die Temperatur der Antriebssteuerung vorteilhafterweise mittels eines Temperatursensors erfasst wird. Logischerweise verändern sich der Motorstrom und die Motordrehzahl des Elektromotors und die Temperatur der Antriebssteuerung während des Betriebs des Elektrohandwerkzeuges. Durch diese Parameter lässt sich dabei auf die Motortemperatur zurückschließen. Vorteilhafterweise sind dafür Proportionalitätsfaktoren und/oder Vergleichswerte, die beispielsweise vorher messtechnisch ermittelt wurden, in einem Speicher der Antriebssteuerung hinterlegt.To a development of the invention is the parameter of the motor current the electric motor, the engine speed of the electric motor and / or the temperature of the drive control. Wherein the temperature of the drive control is advantageously detected by means of a temperature sensor. Logically change the motor current and the motor speed of the electric motor and the temperature of the drive control during operation of the electric hand tool. By these parameters lets to draw conclusions about the engine temperature. Advantageously for proportionality factors and / or comparative values, for example, previously metrological were determined, stored in a memory of the drive control.

Vorteilhafterweise weist die Antriebssteuerung eine Leistungselektronik auf, deren Temperatur als Parameter dient. Diese Temperatur nimmt mit der Dauer der Benutzung des Elektrohandwerkzeugs und/oder mit einem vom Benutzer angeforderten Antriebsdrehmoment zu.advantageously, the drive control has power electronics whose Temperature serves as a parameter. This temperature decreases with the duration the use of the electric hand tool and / or one by the user requested drive torque.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Antriebssteuerung einen Mikrocontroller für die Auswertung der Parameter auf. Ein Mikrocontroller ist ein sogenanntes Ein-Chip-Computersystem, bei welchem die wichtigsten Komponenten, wie Prozessor, Programm- und Arbeitsspeicher und Ein- und Ausgabeschnittstellen, auf einem einzigen Chip untergebracht sind. Durch einen im Programmspeicher ab gelegten Programmcode kann der Mikrocontroller die erfassten Parameter auswerten und die Temperatur des Elektromotors abschätzen.To a development of the invention, the drive control a Microcontroller for the Evaluation of the parameters. A microcontroller is a so-called One-chip computer system in which the most important components, like processor, program and memory and input and output interfaces, housed on a single chip. By a deposited in the program memory Program code, the microcontroller can evaluate the detected parameters and estimate the temperature of the electric motor.

Zweckmäßigerweise reduziert die Leistungselektronik in Abhängigkeit des Ergebnisses der Auswertung durch den Mikrocontroller den Motorstrom des Elektromotors auf ein zulässiges Maß. Dabei wird durch den Mikrocontroller der zulässige Motorstrom vorteilhafterweise so gewählt, dass die geschätzte Temperatur des Elektromotors einen bestimmten Wert nicht überschreitet. Zweckmäßigerweise wird der Elektromotor durch die Leistungselektronik abgeschaltet, wenn die Temperatur des Elektromotors dennoch einen kritischen Wert überschreiten sollte. Alternativ dazu oder zusätzlich steuert die Antriebssteuerung ein Leuchtmittel an, durch welches der Benutzer auf eine Überhitzung des Elektromotors aufmerksam gemacht wird.Conveniently, reduces the power electronics depending on the result of the Evaluation by the microcontroller the motor current of the electric motor to a permissible one Measure. It will by the microcontroller, the allowable motor current advantageously chosen so that the esteemed Temperature of the electric motor does not exceed a certain value. Conveniently, the electric motor is switched off by the power electronics, if the temperature of the electric motor still exceed a critical value should. Alternatively or in addition the drive controller activates a light source through which the user is overheating the electric motor is alerted.

Vorteilhafterweise weist die Temperaturerfassung einen Intervallbetrieb auf. Das heißt, dass die Parameter in regelmäßigen Zeitintervallen erfasst werden. Dadurch ist es, unter anderem, für die Antriebssteuerung auch möglich, einen Zeitpunkt abzuschätzen, an dem die Temperatur des Elektromotors einen bestimmten Wert überschreiten wird, so dass der Motorstrom noch vor Überschreiten dieses Wertes reduziert werden kann.advantageously, the temperature detection has an interval operation. That means that the Parameters at regular time intervals be recorded. As a result, it is, among other things, for the drive control as well possible, to estimate a point in time where the temperature of the electric motor exceeds a certain value so that the motor current still exceeds this value can be reduced.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Motordrehzahl eine mittlere Motordrehzahl. Da das hier betrachtete Elektrohandwerkzeug über keinen Drehzahlsensor verfügt, kann die aktuelle Motordrehzahl lediglich grob abgeschätzt werden.According to a development of the invention, the engine speed is an average engine speed. Since the electrical hand tool considered here has no speed sensor, the current engine speed can only be roughly estimated.

Zweckmäßigerweise sind mehrere Betriebszustände des Elektrohandwerkzeugs unterschiedlichen mittleren Motordrehzahlen zugeordnet und es wird die mittlere Motordrehzahl für die Auswertung verwendet, die dem momentanen Betriebszustand des Elektrohandwerkzeugs entspricht. Hierzu wird die Drehmoment-Drehzahl- Kennlinie des Elektromotors des Elektrohandwerkzeugs ausgenutzt. Diese Kennlinie kann in drei Bereiche unterteilt werden: In einem ersten Bereich, dem sogenannten Stellbereich, hält die Leistungselektronik die Drehzahl nahezu konstant, indem sie über den gemessenen Strom den Ankerspannungsabfall des Elektromotors ermittelt und die Ankerspannung entsprechend erhöht. Dieser Bereich geht über in einen zweiten Bereich, der die natürliche Kennlinie des Elektromotors darstellt. Hierbei liegt am Elektromotor die maximale zur Verfügung stehende Spannung an. Der dritte Bereich, der sich direkt daran anschließt, ist der Bereich der sogenannten Strombegrenzung. In diesem Bereich reduziert die Leistungselektronik die Motorspannung, mit dem Ziel, den maximalen Ausgangsstrom einer Quelle nicht zu überschreiten. Jedem dieser drei Bereiche kann eine mittlere Motordrehzahl zugeordnet werden, die zur Auswertung durch die Antriebssteuerung verwendet wird.Conveniently, are several operating states of the electric hand tool different average engine speeds assigned and the average engine speed is used for the evaluation, which corresponds to the current operating state of the electric hand tool. For this purpose, the torque-speed characteristic of the electric motor of the electric hand tool exploited. This characteristic can be divided into three areas: In a first area, the so-called parking area, holds the power electronics the speed is almost constant by the above the measured current Armature voltage drop of the electric motor determined and the armature voltage increased accordingly. This Area is over in a second area, the natural characteristic of the electric motor represents. Here is the maximum available on the electric motor Voltage on. The third area, which connects directly to it, is the area of so-called current limitation. Reduced in this area the power electronics the motor voltage, with the aim of the maximum Output current of a source not to be exceeded. Each of these three areas can be assigned an average engine speed, which is used for evaluation by the drive control.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Elektrohandwerkzeugs, das als Bauteil einen Elektromotor und eine elektrische/elektronische Antriebssteuerung aufweist und mit einer Temperaturerfassung zur Überwachung der Motortemperatur des Elektromotors, wobei die Temperaturerfassung durch eine von der Antriebssteuerung erfolgende Auswertung von mindestens einem, sich betriebsbedingt ändernden Parameter von mindestens einem der Bauteile erfolgt. Es werden also die bereits im Elektrohandwerkzeug vorhandene Bauteile beziehungsweise sich betriebsbedingt ändernde Parameter dieser Bauteile genutzt, um eine Aussage über die Temperatur des Elektromotors zu machen.Further the invention relates to a method for operating an electric hand tool, as a component of an electric motor and an electrical / electronic Drive control and with a temperature detection for monitoring the engine temperature of the electric motor, wherein the temperature detection by an evaluation of at least one of the drive control one, due to operational changes Parameter of at least one of the components takes place. So it will be already existing in the electric hand tool components or operationally changing parameters These components used to make a statement about the temperature of the electric motor close.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Im Folgenden soll die Erfindung anhand von zwei Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigenin the Below, the invention will be explained in more detail with reference to two figures. Show

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeugs und 1 a schematic representation of an electric hand tool according to the invention and

2 ein Drehzahl-Drehmoment-Diagramm des Elektromotors des Elektrohandwerkzeugs. 2 a speed-torque diagram of the electric motor of the electric hand tool.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die 1 zeigt in einem Ausführungsbeispiel eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeugs 1. Das Elektrohandwerkzeug 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem ein Elektromotor 3 angeordnet ist, der mit einem Getriebe 4 und einem Lüfter 5 wirkverbunden ist, wobei das Getriebe 4 und der Lüfter 5 sich auf gegenüberliegenden Seiten des Elektromotors 3 befinden. Das Getriebe 4 ist weiterhin mit einem Bohrfutter 6, welches außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wirkverbunden.The 1 shows in an embodiment a schematic representation of an electric hand tool according to the invention 1 , The electric hand tool 1 has a housing 2 in which an electric motor 3 is arranged, with a gear 4 and a fan 5 is operatively connected, the transmission 4 and the fan 5 on opposite sides of the electric motor 3 are located. The gear 4 is still with a chuck 6 , which is arranged outside the housing, operatively connected.

In dem Gehäuse 2 ist außerdem ein Sollwertegeber 7 angeordnet, der von einem außen am Gehäuse 2 angeordneten Drücker 8 betätigt wird. Innerhalb des Gehäuses 2 führt von dem Sollwertgeber 7 eine elektrische Leitung 9 zu einem Eingang 10 einer Spannungsversorgung 11 und eine weitere elektrische Leitung 12 zu einem Eingang 13 eines Mikrocontrollers 14.In the case 2 is also a setpoint generator 7 arranged from outside the case 2 arranged pushers 8th is pressed. Inside the case 2 leads from the setpoint generator 7 an electrical line 9 to an entrance 10 a power supply 11 and another electrical line 12 to an entrance 13 a microcontroller 14 ,

Von der Spannungsversorgung 11 führt eine elektrische Leitung 15 zu einem Eingang 16 des Mikrocontrollers 14, und von dem Mikrocontroller 14 führt eine elektrische Leitung 17 zu einem Eingang 18 der Spannungsversorgung 11. Der Mikrocontroller 14 weist dabei einen Intervallgeber 19 auf, der unter anderem bestimmt, in welchen Intervallen sich betriebsbedingt verändernde Parameter von Bauteilen des Elektrohandwerkzeugs 1 erfasst werden.From the power supply 11 leads an electrical line 15 to an entrance 16 of the microcontroller 14 , and from the microcontroller 14 leads an electrical line 17 to an entrance 18 the power supply 11 , The microcontroller 14 has an interval timer 19 determining, inter alia, at what intervals operationally changing parameters of components of the electric hand tool 1 be recorded.

Von dem Mikrocontroller 14 führt eine elektrische Leitung 20 zu einem Eingang 21 einer Leistungselektronik 22, die den Elektromotor 3 steuert. Dazu führt von der Leistungselektronik 22 eine elektrische Leitung 23 zu einem Eingang 24 einer Stromerfassungseinrichtung 25, von der eine weitere elektrische Leitung 26 zu einem Eingang 27 des Elektromotors 3 führt.From the microcontroller 14 leads an electrical line 20 to an entrance 21 a power electronics 22 that the electric motor 3 controls. This leads from the power electronics 22 an electrical line 23 to an entrance 24 a current detection device 25 from which another electrical line 26 to an entrance 27 of the electric motor 3 leads.

Von der Stromerfassungseinrichtung 25 führt eine weitere elektrische Leitung 28 zu einem Eingang 29 des Mikrocontrollers 14. Über die elektrische Leitung 28 erfasst der Mikrocontroller 14 somit den dem Elektromotor 3 zugeführten Strom und kann diesen in Bezug auf die Motortemperatur des Elektromotors 3 auswerten.From the current detection device 25 leads another electrical line 28 to an entrance 29 of the microcontroller 14 , About the electrical line 28 captures the microcontroller 14 thus the the electric motor 3 supplied current and can this with respect to the engine temperature of the electric motor 3 evaluate.

Der Leistungselektronik 22 ist ein Kühlkörper 30 zugeordnet, der die in der Leistungselektronik 22 entstehende Wärme abführt. An dem Kühlkörper 30 ist außerdem ein Temperatursensor 31 angeordnet, welcher über eine Verbindung 32 mit einem Eingang 33 des Mikrocontrollers 14 verbunden ist. Darüber kann der Mikrocontroller 14 eine Temperatur innerhalb des Gehäuses 2, insbesondere die Temperatur des Kühlkörpers 30 der Leistungselektronik 22, erfassen.The power electronics 22 is a heat sink 30 associated with those in power electronics 22 dissipates the resulting heat. On the heat sink 30 is also a temperature sensor 31 arranged, which via a connection 32 with an entrance 33 of the microcontroller 14 connected is. This can be done by the microcontroller 14 a temperature within the housing 2 , in particular the temperature of the heat sink 30 the power electronics 22 , to capture.

An dem Mikrocontroller 14 führt eine elektrische Leitung 34 zu einem Leuchtmittel 35, wie zum Beispiel eine Leuchtdiode (LED), welches der Mikrocontroller 14 einschalten kann, um einen Benutzer einen Hinweis, zum Beispiel auf eine überhöhte Temperatur des Elektromotors 3, zugeben. Weiterhin ist der Mikrocontroller 14 über eine Verbindung 36 mit einem nicht-flüchtigen Speicher 37 verbunden. In dem nichtflüchtigen Speicher 37 sind vorteilhafterweise sowohl aktuell erfasste, als auch zuvor messtechnisch ermittelte Werte, sowie für die Auswertung der erfassten Parameter notwendige Konstanten abgelegt.At the microcontroller 14 leads an electrical line 34 to a light source 35 , such as a light emitting diode (LED), which is the microcontroller 14 can turn on to a user egg NEN, for example, to an excessive temperature of the electric motor 3 , admit. Furthermore, the microcontroller 14 over a connection 36 with a non-volatile memory 37 connected. In the non-volatile memory 37 are advantageously both currently detected, as well as previously measured metrically determined values, as well as stored for the evaluation of the detected parameters necessary constants.

Zur Stromversorgung der Elektrohandwerkzeugs 1 dient eine am Gehäuse 2 angeordnete Batterie 38, die über eine elektrische Leitung 39 mit der Spannungsversorgung 11 und mit einer weiteren elektrischen Leitung 40 mit einem Eingang 41 der Leistungselektronik 22 verbunden ist.To power the electric hand tool 1 serves one at the housing 2 arranged battery 38 that have an electrical line 39 with the power supply 11 and with another electrical line 40 with an entrance 41 the power electronics 22 connected is.

Da bei einem solchen Elektrohandwerkzeug die Batterie 38, die vorteilhafterweise als Akku ausgeführt ist, in der Regel lösbar als Batterieeinheit an dem Gehäuse 2 befestigt ist, sind die elektrischen Leitungen 39 und 40 nicht als durchgehende Leitungen anzusehen. Vielmehr weisen diese, hier nicht dargestellte, Kontaktelemente auf, die mit, hier ebenfalls nicht dargestellten, Gegenkontaktelementen der Batterie 38 zusammenwirken.Because with such a power hand tool, the battery 38 , which is advantageously designed as a battery, usually solvable as a battery unit to the housing 2 attached are the electrical wires 39 and 40 not to be considered as continuous lines. Rather, these, not shown here, contact elements, with, also not shown, counter contact elements of the battery 38 interact.

Der Mikrocontroller 14, die Leistungselektronik 22, die Stromerfassungseinrichtung 25 und der Sollwertgeber 7 stellen hierbei die wesentlichen Bestandteile einer Antriebssteuerung 45 des Elektrohandwerkzeugs 1 dar.The microcontroller 14 , the power electronics 22 , the current detection device 25 and the setpoint generator 7 Here are the essential components of a drive control 45 of the electric hand tool 1 represents.

Wird das Elektrohandwerkzeug 1 durch Betätigung des Drückers 8 nach einer längeren Pause in Betrieb genommen, so wird der Mikrocontroller 14 über die Spannungsversorgung 11 versorgt. Über den Temperatursensor 31 am Kühlkörper 30 der Leistungselektronik 22 schätzt der Mikrocontroller 14 die Ausgangstemperatur des Elektromotors 3. Da nach einer längeren Betriebspause die in dem Elektrohandwerkzeug 1 vorhandenen Bauteile in etwa die gleiche Temperatur aufweisen, ist dies eine einfache Möglichkeit, die Temperatur des Elektromotors 3 relativ genau zu bestimmen.Will the electric hand tool 1 by pressing the trigger 8th After a long break, the microcontroller will start working 14 via the power supply 11 provided. About the temperature sensor 31 on the heat sink 30 the power electronics 22 the microcontroller estimates 14 the output temperature of the electric motor 3 , Because after a long break in the operation in the electric hand tool 1 existing components have approximately the same temperature, this is a simple way, the temperature of the electric motor 3 to determine relatively accurately.

Über die Stormerfassungseinrichtung 25, die den dem Elektromotor 3 zugeführten Strom erfasst, schätzt der Mikrocontroller 14 in regelmäßigen Zeitintervallen, die durch den Intervallgeber 19 vorgegeben werden, die Motorverluste des Elektromotors 3, die in erster Nährung dem Quadrat des Motorstroms proportional sind. Mit Hilfe der thermischen Zeitkonstante des Elektromotors 3 wird nun die mittlere Motortemperatur des aktuellen Zeitintervalls abgeschätzt.About the storm detection device 25 that the the electric motor 3 supplied power estimates, estimates the microcontroller 14 at regular time intervals, by the interval timer 19 are specified, the engine losses of the electric motor 3 which in first approximation are proportional to the square of the motor current. With the help of the thermal time constant of the electric motor 3 Now the average motor temperature of the current time interval is estimated.

Da der Elektromotor 3 durch den Lüfter 5, der direkt auf der Elektromotorwelle sitzt, gekühlt wird, ist die Wärmeabfuhr des Elektromotors nicht nur von dessen augenblicklicher Temperatur, sondern auch von der momentanen Motordrehzahl abhängig. Da das Elektrohandwerk zeug 1 über keinen Drehzahlsensor verfügt, kann die aktuelle Motordrehzahl lediglich grob abgeschätzt werden.As the electric motor 3 through the fan 5 , which is sitting directly on the electric motor shaft, is cooled, the heat dissipation of the electric motor is not only dependent on its current temperature, but also on the current engine speed. As the electrical trade zeug 1 has no speed sensor, the current engine speed can only be roughly estimated.

Hierzu wird die in der 2 dargestellte Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie 50 des Elektrohandwerkzeugs ausgenutzt. Die Kennlinie 50 ist dabei als Drehzahl n über das Elektromotor-Drehmoment M aufgetragen. Die Kennlinie 50 wird durch zwei gestrichelte Linien 51 und 52 in drei Bereiche I, II und III unterteilt. Der erste Bereich I stellt den sogenannten Stellbereich dar. In diesem Bereich hält die Antriebssteuerung des Elektrohandwerkzeugs 1 die Drehzahl N nahezu konstant, indem sie über den gemessenen Strom den Ankerspannungsabfall des Ankers des Elektromotors 3 ermittelt und die Ankerspannung entsprechend erhöht. Dieser Bereich I geht über in die natürliche Kennlinie des Elektromotors 3 im Bereich II. Hier liegt am Elektromotor 3 die maximale zur Verfügung stehende Spannung an. An die natürliche Kennlinie des Motors im Bereich II schließt sich der Bereich III der Strombegrenzung an. Hier reduziert die Antriebssteuerung die Elektromotorspannung, mit dem Ziel, den maximalen Ausgangsstrom der Stromquelle, in diesem Fall die Batterie 38, nicht zu überschreiten.For this purpose, the in the 2 illustrated torque-speed characteristic 50 exploited the electric hand tool. The characteristic 50 is applied as the speed n via the electric motor torque M. The characteristic 50 is indicated by two dashed lines 51 and 52 in three areas I . II and III divided. The first area I represents the so-called control range. In this area holds the drive control of the electric hand tool 1 the speed N is almost constant by the armature voltage drop of the armature of the electric motor via the measured current 3 determined and the armature voltage increased accordingly. This area I goes over into the natural characteristic of the electric motor 3 in the area II , Here lies the electric motor 3 the maximum available voltage. To the natural characteristic of the engine in the range II the area closes III the current limit. Here, the drive control reduces the electric motor voltage, with the aim of the maximum output current of the power source, in this case the battery 38 not to exceed.

Jedem dieser drei Bereiche kann eine mittlere Elektromotordrehzahl zugeordnet werden, zu der wiederum die abgeführte Wärmemenge des Elektromotors 3 in erster Nährung proportional ist. Der Mikrocontroller 14 ermittelt nun in den von dem Intervallgeber 19 vorgegebenen regelmäßigen Zeitintervallen die Differenz zwischen zugeführter und abgeführtrer Wärmemenge des Elektromotors 3 und schätzt so dessen Temperatur. Hierzu sind die erwähnten Proportionalitätsfaktoren, wie zum Beispiel die thermische Zeitkonstante des Elektromotors 3, zuvor messtechnisch zu ermitteln und in den Programmcode des Mikrocontrollers 14 oder in dem nicht-flüchtigen Speicher 37 abzulegen.Each of these three areas can be assigned a mean electric motor speed, in turn, the dissipated amount of heat of the electric motor 3 in first approximation is proportional. The microcontroller 14 now determines in the of the interval timer 19 predetermined regular time intervals, the difference between the supplied and abgeführtrer amount of heat of the electric motor 3 and so appreciates its temperature. These are the mentioned proportionality factors, such as the thermal time constant of the electric motor 3 , previously to be determined metrologically and in the program code of the microcontroller 14 or in the non-volatile memory 37 store.

Nähert sich die so ermittelte Elektromotortemperatur einem kritischen Wert, so kann der Mikrocontroller 14 dieses dem Benutzer über das Leuchtmittel 35 signalisieren. Vorzugsweise reduziert der Mikrocontroller 14 beim Überschreiten einer definierten Temperaturschwelle den zulässigen Motorstrom, um bei Erreichen einer weiteren Schwelle den Elektromotor 3 komplett abzuschalten.If the thus determined electric motor temperature approaches a critical value, then the microcontroller can 14 this to the user via the bulb 35 signal. Preferably, the microcontroller reduces 14 when a defined temperature threshold is exceeded, the permissible motor current in order to reach a further threshold, the electric motor 3 completely switch off.

Wird der Mikrocontroller 14 bei erwärmten Elektromotor 3 deaktiviert, beispielsweise durch Entnahme der Batterie 38 aus dem Elektrohandwerkzeug 1, durch Trennen einer Netzverbindung oder, initiiert durch Software des Mikrocontrollers 14, bei Ablauf eines von dem Intervallgeber 19 vorgegebenen Zeitintervalls, kann der Mikrocontroller 14 den Abkühlvorgang des Elektromotors 3 nicht mehr verfolgen und kennt somit bei einem späteren Wiedereinschalten des Elektrohandwerkzeugs 1 nicht mehr die aktuelle Elektromotortemperatur. Zum Bestimmen beziehungsweise Abschätzen der aktuellen Elektromotortemperatur sind zwei Strategien möglich.Will the microcontroller 14 with heated electric motor 3 deactivated, for example by removing the battery 38 from the electric hand tool 1 by disconnecting a network connection or initiated by software of the microcontroller 14 at the expiration of one of the interval timer 19 predetermined time interval, the microcontroller 14 the Ab Cooling process of the electric motor 3 no longer follow and thus knows at a later restart the electric hand tool 1 no longer the current electric motor temperature. Two strategies are possible for determining or estimating the current electric motor temperature.

Die erste Strategie wurde bereits genannt: Wird der Mikrocontroller 14 aktiviert, also das Elektrohandwerkzeug eingeschaltet beziehungsweise mit Strom versorgt, so schätzt der Mikrocontroller 14 die Elektromotortemperatur anhand der Temperatur des Kühlkörpers 30, die von dem Temperatursensor 31 erfasst wird. Hierbei ergibt sich das Problem, dass der Kühlkörper 30 und der Elektromotor 3 unterschiedliche thermische Zeitkonstanten besitzen und sich, je nach Belastungsfall, unterschiedlich erwärmen oder abkühlen.The first strategy has already been mentioned: Will the microcontroller 14 activated, ie the electric hand tool switched on or powered, so estimates the microcontroller 14 the electric motor temperature based on the temperature of the heat sink 30 that of the temperature sensor 31 is detected. This raises the problem that the heat sink 30 and the electric motor 3 have different thermal time constants and, depending on the load case, heat or cool differently.

Die zweite vorteilhafte Strategie basiert auf den beiden genannten thermischen Zeitkonstanten und nutzt dabei den gestrichelt dargestellten nicht-flüchtigen Speicher 37. Wird der Mikrocontroller 14 wie oben beschrieben deaktiviert, so speichert er die aktuellen Temperaturen von Elektromotor 3 und Kühlkörper 30 in dem nicht-flüchtigen Speicher 37. Bei einem späteren aktivieren des Mikrocontrollers 14 kann dieser dann anhand der gespeicherten Temperaturen, der gemessenen Kühlkörpertemperatur und den beiden thermischen Zeitkonstanten die aktuelle Elektromotortemperatur abschätzen.The second advantageous strategy is based on the two mentioned thermal time constants and uses the non-volatile memory shown in dashed lines 37 , Will the microcontroller 14 deactivated as described above, it stores the current temperatures of electric motor 3 and heat sink 30 in the non-volatile memory 37 , For later activation of the microcontroller 14 This can then estimate the current electric motor temperature based on the stored temperatures, the measured heat sink temperature and the two thermal time constants.

Durch die Verwendung der bereits in dem Elektrohandwerkzeug 1 vorhandenen Bauteile, entfallen neben den reinen Bauteilkosten für einen Temperatursensor auch die vergleichsweise aufwendige Montage des Temperatursensors sowie die Verlegung von dessen Anschlussleitungen.By using the already in the electric hand tool 1 existing components, omitted in addition to the pure component costs for a temperature sensor and the relatively complex assembly of the temperature sensor and the laying of its connecting cables.

Claims

Electric hand tool having as components an electric motor and an electric / electronic drive control and with a temperature detection for monitoring the motor temperature of the electric motor, characterized in that the temperature detection by one of the drive control ( 45 ) evaluation of at least one, operationally changing parameters of at least one of the components takes place.

Electric hand tool according to claim 1, characterized in that the parameter of the motor current of the electric motor ( 3 ), the engine speed of the electric motor ( 3 ) and / or the temperature of the drive control ( 45 ).

Electric hand tool according to one of the preceding claims, characterized in that the drive control ( 45 ) a power electronics ( 22 ), whose temperature serves as a parameter.

Electric hand tool according to one of the preceding claims, characterized in that the power electronics ( 22 ) a heat sink ( 30 ), whose temperature serves as a parameter.

Electric hand tool according to one of the preceding claims, characterized in that the drive control ( 45 ) a microcontroller ( 14 ) for the evaluation of the parameters.

Electric hand tool according to one of the preceding claims, characterized in that, depending on the result of the evaluation, the power electronics ( 22 ) reduces the motor current to a permissible level.

Electric hand tool according to one of the preceding Claims, characterized in that the temperature detection has an interval operation.

Electric hand tool according to one of the preceding Claims, characterized in that the engine speed is an average engine speed.

Electric hand tool according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of operating states of the electric hand tool ( 1 ) are assigned to different average engine speeds and that the average engine speed is used for the evaluation, the current operating state of the electric hand tool ( 1 ) corresponds.

Method for operating an electric hand tool having as components an electric motor and an electric / electronic drive control and with a temperature detection for monitoring the motor temperature of the electric motor, characterized in that the temperature detection by the drive control ( 45 ) evaluation of at least one, operationally changing parameters of at least one of he components takes place.