DE102019207570A1

DE102019207570A1 - Elektromotorbaugruppe mit Fehlerfallerkennung und Verfahren zum Betrieb einer Elektromotorbaugruppe

Info

Publication number: DE102019207570A1
Application number: DE102019207570.3A
Authority: DE
Inventors: Sebastien Labat; Tobias Noll; Felix Erhard; Yvonne Heller; Maik Rümmler; Luca Stegers; Kevin Steinert; Holger Würstlein; Stefan Zick; Andreas Palino
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2018-11-13
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2020-05-14
Also published as: WO2020099412A1

Abstract

Die vorgeschlagene Lösung betriff eine Elektromotorbaugruppe, mit wenigstens einem Elektromotor (1) und einer Steuereinrichtung (2) zur Steuerung des Elektromotors (1) sowie einer elektronischen Detektionseinrichtung (3a, 3b) für die Detektion mindestens eines Fehlerfalls innerhalb und/oder in der Umgebung der Elektromotorbaugruppe (E) und für die Erzeugung mindestens eines elektronischen Signals (s, sa, sb, sc) in Reaktion auf einen detektierten Fehlerfall.

Description

Die vorgeschlagene Lösung betrifft insbesondere eine Elektromotorbaugruppe mit wenigstens einem Elektromotor und einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Elektromotors.
Eine derartige Elektromotorbaugruppe ist beispielsweise im Fahrzeugbereich vielfach verwendbar. Insbesondere kann eine derartige Elektromotorbaugruppe in Kombination mit einem Gebläse, zum Beispiel als Teil eines Kühlerlüftermoduls, zum Einsatz kommen. Bei dem Elektromotor kann es sich beispielsweise um einen bürstenlosen Motor handeln. Ein derartiger bürstenloser Motor ist zum Beispiel als Gleichstrommotor ausgeführt und hat einen Stator, der eine Mehrzahl von Ankerspulen trägt. Zu dem Stator ist ein Rotor um eine Drehachse drehbar, wobei der Rotor permanenterregt ist und hierzu zumindest zwei ungleichnamige Permanentmagnetpole aufweist, die ein durch einen Erregerfeldvektor beschreibbares Erregerfeld erzeugen. Zudem weist der Gleichstrommotor eine Steuereinrichtung auf, die zum Ansteuern der Ankerspulen des Stators dient, um an den Ankerspulen im Betrieb des Gleichstrommotors ein um die Drehachse an dem Stator umlaufendes, durch einen Ankerfeldvektor beschreibbares Ankerfeld zu erzeugen.
Zwischen dem Erregerfeldvektor und dem Ankerfeldvektor besteht im Betrieb des Gleichstrommotors ein Winkel, der durch die Steuereinrichtung gesteuert werden kann. Generell liegt (bei idealisierten Bedingungen) bei einem Winkel von 90° zwischen dem Ankerfeldvektor und dem Erregerfeldvektor ein maximales Drehmoment an dem Rotor an. Die Steuereinrichtung kann dazu dienen, diesen Winkel zu regeln, wie dies beispielsweise in der DE 693 19 818 T2 beschrieben ist.
Bei bürstenlosen Gleichstrommotoren wird unterschieden zwischen einer sensorgesteuerten Kommutierung und einer sensorlosen Kommutierung. Generell wird bei bürstenlosen Gleichstrommotoren das am Stator erzeugte, umlaufende Ankerfeld elektronisch kommutiert in Abhängigkeit von der Rotorposition, der Rotordrehzahl und dem Drehmoment. Die elektronische Kommutierung kann hierbei zum Regeln des Betriebsverhaltens des Gleichstrommotors verwendet werden.
Bei der sensorgesteuerten Kommutierung (sogenannte sensorgesteuerte bürstenlose Gleichstrommotoren) befinden sich Sensoren wie beispielsweise Hall-Sensoren zur Erfassung des magnetischen Flusses des Rotors oder optische Sensoren im Bereich des Stators. Die Sensoren liefern Informationen über die Rotorposition, die somit sensorisch erfasst wird. In Abhängigkeit von der sensorisch erfassten Rotorposition kann dann die elektronische Kommutierung eingestellt werden.
Bei der sensorlosen Kommutierung (sogenannte sensorlose bürstenlose Gleichstrommotoren) erfolgt die Erfassung der Rotorposition über die in den Ankerspulen des Stators induzierte Gegenspannung, die von der Steuereinrichtung zur Bestimmung der Rotorposition ausgewertet werden kann, was zumindest ab einer gewissen Mindestdrehzahl des Gleichstrommotors möglich ist. Zum Anfahren des Gleichstrommotors kann erforderlich sein, bis zum Erreichen der Mindestdrehzahl die Kommutierung blind zu schalten.
Insbesondere im Bereich der (elektronischen) Steuereinrichtung, einem baugruppenseitigen oder fahrzeugseitigen Bordnetz oder in einer mit der Steuereinrichtung gekoppelten Eingangsschaltung kann es unter Umständen zu einem Fehlerfall, z.B. in Form eines Kurzschlusses oder eines Lichtbogens, insbesondere in Form eines seriellen oder parallelen Lichtbogens kommen. Ein solcher Kurzschluss oder Lichtbogen kann unter Umständen fatale Folgen für die Funktionsfähigkeit der Elektromotorbaugruppe haben, aber auch ein enormes Beschädigungsrisiko für an die Elektromotorbaugruppe angrenzende Komponenten und ein Verletzungsrisiko bergen.
Bisher bekannte Lösungen zur Lichtbogenerkennung in Schaltkästen oder in Photovoltaikanlagen sind für Elektromotorbaugruppen, die auch in einem Fahrzeug und insbesondere für Kühlerlüftermodule einsetzbar sind, regelmäßig aufgrund ihrer Abmaße ungeeignet, insbesondere wenn die Elektromotorbaugruppe einen bürstenlosen Motor, zum Beispiel einen bürstenlosen Gleichstrommotor, aufweist.
Es besteht mithin Bedarf an einer in dieser Hinsicht verbesserten Elektromotorbaug ruppe.
Diese Aufgabe ist mit einer Elektromotorbaugruppe des Anspruchs 1 und einem Verfahren des Anspruchs 11 gelöst.
Hiernach ist insbesondere vorgesehen, dass eine Elektromotorbaugruppe, insbesondere eine Elektromotorbaugruppe für ein Fahrzeug, eine elektronische Detektionseinrichtung für die Detektion mindestens eines Fehlerfalls, wie z.B. eines Kurzschlusses oder eines Lichtbogens innerhalb und/oder in der Umgebung der Elektromotorbaugruppe und für die Erzeugung mindestens eines elektronischen Signals in Reaktion auf einen detektierten Fehlerfall umfasst.
Die vorgeschlagene Lösung geht hierbei von dem Grundgedanken aus, in einem Fehlerfall, insbesondere in einem durch äußere Einwirkung (z.B. einem Crash-Fall) auftretendem Fehlerfall, im Normalbetrieb eine nicht auftretende Verbindung oder eine Unterschreitung eines Mindestabstands von spannungsführenden Teilen in der Elektronik zu detektieren. Solche Verbindungen oder unzulässigen Annäherungen können zu Leistungsumsetzungen in Folge eines Kurzschlusses oder eines anstehenden Lichtbogens führen. Unter einem Fehlerfall soll folglich insbesondere ein unerwarteter Leistungseintrag, ein serieller und paralleler Lichtbogen, ein Kurzschluss, ein Nebenschluss und/oder ein Körperschluss verstanden werden. Ein Fehlerfall in der Umgebung der Elektromotorenbaugruppe soll ferner insbesondere umfassen, das der Fehlerfall in einem Leitungssatz und/oder in einem Anschlussstecker für die Übertragung eines elektrischen Signals und/oder zur Stromversorgung der Elektromotorenbaugruppe auftritt.
Unter einer Detektion eines Lichtbogens in der Umgebung der Elektromotorbaugruppe wird insbesondere eine Detektion eines Lichtbogens in der räumlichen Umgebung und damit insbesondere in einem Bauraum, in dem die Steuereinrichtung und/oder der Elektromotor der Elektromotorbaugruppe aufgenommen sind, verstanden.. Die räumliche Umgebung, in der ein Lichtbogen mithilfe einer elektronischen Detektionseinrichtung detektierbar ist, schließt folglich insbesondere den Bauraum ein, in dem ein oder mehrere die Steuereinrichtung und/oder den Elektromotor aufnehmende Gehäuse der Elektromotorbaugruppe angeordnet sind. Eingeschlossen ist von einer Detektion eines Lichtbogens in der Umgebung oder Peripherie der Elektromotorbaugruppe ferner die Detektion eines Lichtbogens an einer Anschlussleitung zu dem Elektromotor, insbesondere in einem die Anschlussleitung aufnehmenden Bauraum.
Mithilfe der elektronischen Detektionseinrichtung kann beispielsweise ein Fehlerfall, insbesondere ein Lichtbogen innerhalb der Elektromotorbaugruppe elektrisch detektierbar sein. Dies schließt beispielsweise ein, dass die elektronische Detektionseinrichtung konfiguriert ist, einen Fehlerfall, insbesondere einen Lichtbogen innerhalb der Elektromotorbaugruppe über

a) eine elektromagnetische Feldcharakteristik und/oder elektromagnetische Feldveränderungen und/oder
b) jeweils einen Schwellwert übersteigenden Änderungen an einer erfassten Spannung und/oder an einer erfassten Stromstärke und/oder
c) über einen Spannungsabfall und mindestens einen unerwarteten Strompfad anhand eines Vergleichs mindestens eines an der Steuerungseinrichtung erfassten ersten Messwerts mit mindestens einem von außerhalb der Elektromotorbaugruppe erfassten und an die elektronische Detektionseinrichtung übertragenen zweiten Messwert und/oder
d) über das Ausbleiben eines ohne das Vorliegen eines Fehlerfalls zyklisch wiederkehrenden Kontrollsignals

Alternativ oder ergänzend kann mithilfe der elektronischen Detektionseinrichtung ein Fehlerfall innerhalb und/oder in der Umgebung der Elektromotorbaugruppe sensorisch detektierbar sein. Dies schließt beispielsweise ein, dass die elektronische Detektionseinrichtung konfiguriert ist, einen Fehlerfall, insbesondere einen Lichtbogen innerhalb und/oder in der Umgebung der Elektromotorbaugruppe

a) über eine erfasste Temperatur und/oder eine erfasste Temperaturänderung und/oder
b) über einen erfassten Druck und/oder eine erfasste Druckänderung und/oder
c) optisch und/oder
d) akustisch und/oder
e) über eine Detektion mindestens einer gasförmigen Substanz

Bei einer Detektion eines Lichtbogens über eine erfasste Temperatur und/oder eine erfasste Temperaturänderung wird sich zum Beispiel zunutze gemacht, dass mit dem Auftreten eines Lichtbogens wenigstens lokal ein charakteristischer Temperaturanstieg verbunden ist.
Bei der Detektion eines Lichtbogens über einen erfassten Druck und/oder eine erfasste Druckänderung kann sich beispielsweise zunutze gemacht werden, dass beim Auftreten eines Lichtbogens eine charakteristische, durch einen hiermit einhergehenden Leistungseintrag entstehende Druckveränderung erfassbar ist.
Unter einer optischen Detektion soll insbesondere verstanden werden, dass eine Lichtstärke und/oder erfasste Änderung in der Lichtstärke detektiert wird, um auf das Auftreten eines Lichtbogens zu schließen. So geht mit dem Auftreten eines Lichtbogens eine messbare Veränderung der Lichtstärke und mithin beispielsweise eine sensorisch ohne Weiteres erfassbare Zunahme in der Helligkeit in einem Bauraum einher (typischerweise in einem bei störungsfreien Betrieb der Elektromotorbaugruppe dunklen Bauraum). So kann über die Ermittlung der Helligkeit in einem Bauraum der Elektromotorbaugruppe und/oder der Helligkeit einer definierten Lichtquelle am Ende einer Übertragungsstrecke darauf geschlossen werden, ob ein Lichtbogen aufgetreten ist oder nicht. Alternativ oder ergänzend kann mithilfe der Detektionseinrichtung detektierbar sein, ob durch Korrosionsprodukte beim Auftreten eines Lichtbogens eine definierte optische Übertragungsstrecke (z.B. Lichtschranke) der Detektionseinrichtung unterbrochen wird.
Eine akustische Detektion schließt ferner beispielsweise ein, dass eine charakteristische Geräuschentwicklung ermittelt wird, die mit dem Auftreten eines Lichtbogens einhergeht. Für eine akustische Detektion kann die elektronische Detektionseinrichtung beispielsweise einen akustisch-elektronischen Wandler umfassen.
Eine Detektion mindestens einer gasförmigen Substanz schließt ferner insbesondere das Vorhandensein einer oder mehrerer gasförmigen Substanzen ein, die bei dem Auftreten eines Lichtbogens entstehen können. Hiervon eingeschlossen ist beispielsweise die Ermittlung einer einen Schwellwert übersteigenden Konzentration mindestens einer gasförmigen Substanz. So kann zum Beispiel mit dem Auftreten eines Lichtbogens die Verdampfung eines oder mehrerer Materialien verbunden sein. Über einen oder mehrere Gassensoren der elektronischen Detektionseinrichtung kann dann über eine entsprechende Detektion mindestens einer gasförmigen Substanz elektronisch auf das Auftreten eines Lichtbogens geschlossen werden.
Eine Detektion ist zudem indirekt möglich, z.B. über eine zyklische Aussendung eines elektronischen (Kontroll-)Signals (z.B. Heartbeat). Durch die Entstehung eines Lichtbogens unterbleibt z.B. die Aussendung eines von der Elektromotorenbaugruppe erzeugten Kontrollsignals in Folge der Funktionseinschränkung, die mit dem Fehlerfall einhergeht.
Das mindestens eine mithilfe der elektronischen Detektionseinrichtung in Reaktion auf einen detektierten Fehlerfall erzeugbare elektronische Signal kann beispielsweise ein Abschaltsignal zur Trennung des Elektromotors von einer (internen oder externen) Stromversorgung und/oder ein Alarmsignal zur Signalisierung eines aufgetretenen Fehlerfalls, z.B. eines aufgetretenen Lichtbogens, umfassen.
Ein Abschaltsignal kann hierbei grundsätzlich an eine Abschalteinrichtung gesendet werden, die innerhalb der Elektromotorenbaugruppe vorgesehen ist oder die räumlich von der Elektromotorenbaugruppe separiert ist. Insbesondere kann es sich bei der Abschalteinrichtung um einen Teil einer eigens hierfür vorgesehene Baugruppe oder eine übergreifende Abschalteinrichtung handeln, wobei Letztere dann z.B. zum Freischalten von Teilnetzen verwendet ist.
Wie bereits eingangs erwähnt, kann es sich bei dem Elektromotor insbesondere um einen bürstenlosen Motor, insbesondere um einen bürstenlosen Gleichstrommotor handeln.
Die vorgeschlagene Elektromotorbaugruppe kann grundsätzlich für ein Fahrzeug eingerichtet und vorgesehen sein. Insbesondere sieht eine Ausführungsvariante einer vorgeschlagenen Elektromotorbaugruppe die Verwendung für ein Gebläse für ein Fahrzeug vor. Insbesondere in diesem Zusammenhang kann auch vorgesehen sein, dass die Elektromotorbaugruppe ein von dem Elektromotor antreibbares Gebläse umfasst.
Ein weiterer Aspekt der vorgeschlagenen Lösung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Elektromotorbaugruppe, die wenigstens einen Elektromotor und eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Elektromotors umfasst, insbesondere ein Verfahren zur Abschaltung einer Elektromotorbaugruppe, wobei im Rahmen des Verfahrens eine elektronische Detektion eines Fehlerfalls, insbesondere eines Lichtbogen, innerhalb und/oder in der Umgebung der Elektromotorbaugruppe und eine Erzeugung mindestens eines elektronischen Signals in Reaktion auf einen detektierten Fehlerfall vorgesehen sind.
Ausführungsvarianten eines vorgeschlagenen Verfahrens lassen sich insbesondere durch Ausführungsvarianten einer vorgeschlagenen Elektromotorbaugruppe umsetzen. Dementsprechend gelten vorstehend und nachstehend im Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen einer vorgeschlagenen Elektromotorbaugruppe genannte Vorteile und Merkmale auch für Ausführungsvarianten eines vorgeschlagenen Verfahrens und umgekehrt.
Grundsätzlich ist denkbar, die vorgeschlagene Lösung sowohl im Zusammenhang mit sensorgesteuerten bürstenlosen Gleichstrommotoren als auch mit sensorlosen bürstenlosen Gleichstrommotoren einzusetzen. Insbesondere ist die vorgeschlagene Lösung für den Betrieb von sensorlosen bürstenlosen Gleichstrommotoren geeignet, bei denen die Rotorposition in sensorloser Weise durch Auswertung der in den Ankerspulen induzierten Gegenspannung im Betrieb des Motors bestimmt wird.
Eine Elektromotorbaugruppe der hier beschriebenen Art kann insbesondere bei Gebläsen im Fahrzeug zum Einsatz kommen. Elektromotoren der hier beschriebenen Art können somit beispielsweise zum Antreiben von Lüfterrädern in solchen Gebläsen, insbesondere als Teil eines Kühlerluftmoduls für ein Fahrzeug verwendet werden.
Die beigefügten Figuren veranschaulichen exemplarisch Ausführungsvarianten der vorgeschlagenen Lösung.

1 eine schematische Ansicht eines bürstenlosen Gleichstrommotors;
2 schematisch eine Ausführungsvariante einer vorgeschlagenen Elektromotorbaugruppe mit einem Elektromotor, zum Beispiel in Form eines bürstenlosen Gleichstrommotors entsprechend der 1;
3 schematische eine weitere Ausführungsvariante.

Die 1 zeigt in einer schematischen Ansicht einen bürstenlosen Gleichstrommotor 1, der eine Bestimmung der Rotorposition insbesondere sensorlos durchführen kann und somit als sensorloser bürstenloser Gleichstrommotor ausgestaltet ist.
Bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor 1 ist ein Rotor 11 um eine Drehachse 110 drehbar zu einem Stator 10. Der Rotor 11 trägt zumindest zwei Permanentmagnetpole N, S und ist somit permanenterregt. Der Stator 10 hingegen trägt eine Mehrzahl von Ankerspulen a-c, in diesem Fall drei Ankerspulen.
Die Ankerspulen a-c weisen jeweils, schematisch eingezeichnet, eine Mehrzahl von Wicklungen auf, die beispielsweise um einen Statorpolzahn gewickelt sein können und in der schematischen Darstellung gemäß 2 durch Spulenleiter a1, a2, b1, b2, c1, c2 angedeutet sind.
Generell weist der bürstenlose Gleichstrommotor 1 2N Permanentmagnetpole am Rotor 11 und drei oder mehr Ankerspulen 11 am Stator 10 auf.
Im Betrieb des Motors 1 wird ein Strom an die Ankerspulen a-c angelegt, um auf diese Weise ein Ankerfeld am Stator 10 zu erzeugen. Der Stromfluss in den Ankerspulen a-c wird hierbei mit einer Steuereinrichtung 2 derart elektronisch kommutiert, dass sich ein umlaufendes Ankerfeld am Stator 10 ergibt, dem der Rotor 11 nachfolgt, sodass der Rotor 11 in eine Drehbewegung D um die Drehachse 110 versetzt wird.
Die Ankerspulen a-c werden im Betrieb des Motors 1 über drei Phasen L1, L2, L3 zeitlich versetzt angesteuert, um das am Stator 10 umlaufende Ankerfeld zu erzeugen. Bei sensorlosen bürstenlosen Gleichstrommotoren werden hierbei beispielsweise zwei Phasen L1-L3 bestromt, während die dritte Phase L1-L3 als Messeleitung dient und zur Erfassung einer in der zugeordneten Ankerspule a-c induzierten Gegenspannung dient. Diese Gegenspannung kann ausgewertet werden, um die Rotorposition des Rotors 11 zu bestimmen und anhand der Rotorposition den Betrieb des Motors 1 zu regeln.
Die 2 zeigt schematisch eine Elektromotorbaugruppe, die neben einer elektronischen Steuereinrichtung 2 entsprechend der 1 auch einen Elektromotor, zum Beispiel in Form des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 entsprechend der 1, umfasst. Über den Elektromotor 1 der Elektromotorbaugruppe der 2 wird eine Antriebskomponente, hier zum Beispiel in Form eines Gebläses 4, angetrieben, das Teil der Elektromotor Baugruppe 3 ist. Elektromotor 1 bildet dabei zusammen mit seiner Steuereinrichtung 2 und dem Gebläse 4 beispielsweise jeweils einen Teil eines Kühlerlüftermoduls für ein Fahrzeug.
Die Elektromotorbaugruppe E der 2 ist innerhalb eines schematisch dargestellten Bauraums B angeordnet. Beispielsweise sind hierbei der Elektromotor 1, die Steuereinrichtung 2 und das Gebläse 4 in einem gemeinsamen Gehäuse oder Gehäuseteil innerhalb des Bauraums B positioniert. Mit der elektronischen Steuereinrichtung 2 sind bei der Ausführungsvariante der 2 eine elektronische Detektionseinrichtung 3a und/oder eine elektronische Detektionseinrichtung 3b gekoppelt. Während die eine elektronische Detektionseinrichtung 3a innerhalb der Elektromotorenbaugruppe E vorgesehen ist, um beispielsweise elektrisch einen Lichtbogen zu detektieren, ist die zusätzlich oder alternativ vorgesehene elektronische Detektionseinrichtung 3b eingerichtet, sensorisch das Auftreten eines Lichtbogens zu detektieren.
Mithilfe der elektronischen Detektionseinrichtung 3a, die beispielsweise zusammen mit der Steuerrichtung 2 in einem Steuergerät untergebracht sein kann, ist beispielsweise das Auftreten eines Lichtbogens über

a1) eine elektromagnetische Feldcharakteristik und/oder elektromagnetische Feldveränderungen und/oder
b1) jeweils einen Schwellwert übersteigenden Änderungen an einer erfassten Spannung und/oder an einer erfassten Stromstärke und/oder
c1) über einen Spannungsabfall und mindestens einen unerwarteten Strompfad anhand eines Vergleichs mindestens eines an der Steuerungseinrichtung 2 erfassten ersten Messwerts mit mindestens einem von außerhalb der Elektromotorbaugruppe E erfassten und an die elektronische Detektionseinrichtung 3a übertragenen zweiten Messwert

3a

20

2

s

1

s

Die elektronische Lektionseinrichtung 3b dient der sensorischen Detektion eines Lichtbogens innerhalb und/oder in der Umgebung der Elektromotorbaugruppe E. Hierbei kann die elektronische Detektionseinrichtung 3b beispielsweise

a2) über eine erfasste Temperatur und/oder eine erfasste Temperaturänderung und/oder
b2) über einen erfassten Druck und/oder eine erfasste Druckänderung und/oder
c2) optisch und/oder
d2) akustisch und/oder
e2) über eine Detektion mindestens einer gasförmigen Substanz

In der Auswertelogik 20 der Steuerrichtung 2 können auch Messwerte und/oder Messsignale beider elektronischer Detektionseinrichtungen 3a und 3b miteinander kombiniert werden, um auf das Auftreten eines Lichtbogens zu schließen und das Signal s zu erzeugen. So kann beispielsweise ein Signal s zur Trennung des Elektromotors 1 von einer Stromversorgung und/oder zur Alarmierung erst erzeugt werden, wenn wenigstens von beiden elektronischen Detektionseinrichtung 3a und 3b ein Messwert erhalten wird, der auf das Auftreten eines Lichtbogens hinweist. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise vorgesehen sein, dass von der einen Detektionseinrichtung 3a eine einen Schwellwert übersteigende Änderung einer erfassten Spannung und/oder einer erfassten Stromstärke und von der anderen elektronischen Detektionseinrichtung 3b optisch eine einen Schwellwert übersteigende Lichtstärke und/oder eine einen Schwellenwert übersteigende Änderung in der erfassten Lichtstärke detektiert werden müssen, bevor die Erzeugung des Signals s ausgelöst wird.
Bei der Ausführungsvariante der 3 bildet die Detektionseinrichtung 3a einen Teil der Steuereinrichtung 2. Beispielsweise ist hierbei die Detektionseinrichtung 3a mit der Auswertelogik 20 in einem Steuergerät untergebracht. Die Steuereinrichtung 2 der 3 kann ferner mit einer Detektionsvorrichtung 3b gekoppelt sein, die eine Abschalteinrichtung integriert und im Fehlerfall ein Signal s_c von der Steuereinrichtung 2 empfängt. Alternativ oder ergänzend kann im Fehlerfall von der Steuereinrichtung 2 mit der Detektionsvorrichtung 3a ein Signal s_a und/oder von der Detektionsvorrichtung 3b ein Signal s_b an eine externe Schnittstelle übertragen werden, insbesondere drahtgebunden übertragen werden.
Die vorgeschlagene Lösung sieht hierbei insbesondere vor, in einem Fehlerfall, insbesondere in einem durch äußere Einwirkung (z.B. einem Crash-Fall) auftretendem Fehlerfall, im Normalbetrieb nicht auftretende Verbindungen von spannungsführenden Teilen in der Elektronik der Elektromotorbaugruppe E zu detektieren. Solche Verbindungen können zu Leistungsumsetzungen in Folge eines Kurzschlusses oder eines anstehenden Lichtbogens führen, die im Rahmen der vorgeschlagenen Lösung detektierbar sein sollen.
Bezugszeichenliste

1: Bürstenloser Motor
10: Stator
11: Rotor
110: Drehachse
2: Steuereinrichtung
20: Auswertelogik
3a, 3b: Detektionseinrichtung
4: Gebläse (Antriebskomponente)
a, b, c: Ankerspule
a1, a2, b1, b2, c1, c2: Spulenleiter
B: Bauraum
E: Elektromotorbaugruppe
L1, L2, L3: Phase
s, s_a, s_b, s_c: Signal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69319818 T2 [0003]

Claims

Elektromotorbaugruppe, mit wenigstens - einem Elektromotor (1) und - einer Steuereinrichtung (2) zur Steuerung des Elektromotors (1), gekennzeichnet durch eine elektronische Detektionseinrichtung (3a, 3b) für die Detektion mindestens eines Fehlerfalls innerhalb und/oder in der Umgebung der Elektromotorbaugruppe (E) und für die Erzeugung mindestens eines elektronischen Signals (s, sa, sb, sc) in Reaktion auf einen detektierten Fehlerfall.
Elektromotorbaugruppe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine elektronische Detektionseinrichtung (3a, 3b) für die Detektion eines Lichtbogens innerhalb und/oder in der Umgebung der Elektromotorbaugruppe (E) und für die Erzeugung mindestens eines elektronischen Signals (s, sa, sb, sc) in Reaktion auf einen detektierten Lichtbogen.
Elektromotorbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mithilfe der elektronischen Detektionseinrichtung (3a) ein Lichtbogen innerhalb der Elektromotorbaugruppe elektrisch detektierbar ist.
Elektromotorbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Detektionseinrichtung (3a) konfiguriert ist, einen Fehlerfall innerhalb der Elektromotorbaugruppe (E) über a) eine elektromagnetische Feldcharakteristik und/oder elektromagnetische Feldveränderungen und/oder b) jeweils einen Schwellwert übersteigenden Änderungen an einer erfassten Spannung und/oder an einer erfassten Stromstärke und/oder c) über einen Spannungsabfall und mindestens einen unerwarteten Strompfad anhand eines Vergleichs mindestens eines an der Steuerungseinrichtung (2) erfassten ersten Messwerts mit mindestens einem von außerhalb der Elektromotorbaugruppe (E) erfassten und an die elektronische Detektionseinrichtung (3a) übertragenen zweiten Messwert und/oder d) über das Ausbleiben eines ohne das Vorliegen eines Fehlerfalls zyklisch wiederkehrenden Kontrollsignals zu detektieren
Elektromotorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mithilfe der elektronischen Detektionseinrichtung (3a, 3b) ein Lichtbogen innerhalb und/oder in der Umgebung der Elektromotorbaugruppe (E) sensorisch detektierbar ist.
Elektromotorbaugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Detektionseinrichtung (3a, 3b) konfiguriert ist, einen Fehlerfall innerhalb und/oder in der Umgebung der Elektromotorbaugruppe (E) a) über eine erfasste Temperatur und/oder eine erfasste Temperaturänderung und/oder b) über einen erfassten Druck und/oder eine erfasste Druckänderung und/oder c) optisch und/oder d) akustisch und/oder e) über eine Detektion mindestens einer gasförmigen Substanz zu detektieren.
Elektromotorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine mithilfe der elektronischen Detektionseinrichtung (3a, 3b) in Reaktion auf einen detektierten Fehlerfall erzeugbare elektronische Signal (s, sa, sb, sc) ein Abschaltsignal zur Trennung des Elektromotors (1) von einer Stromversorgung und/oder ein Alarmsignal umfasst.
Elektromotorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor ein bürstenloser Motor (1) ist.
Elektromotorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotorbaugruppe (E) für ein Fahrzeug eingerichtet und vorgesehen ist.
Elektromotorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotorbaugruppe (E) ein von dem Elektromotor (1) antreibbares Gebläse (4) umfasst.
Verfahren zum Betrieb einer Elektromotorbaugruppe, die wenigstens einen Elektromotor (1) und eine Steuereinrichtung (2) zur Steuerung des Elektromotors (1) umfasst, gekennzeichnet durch eine elektronische Detektion mindestens eines Fehlerfalls innerhalb und/oder in der Umgebung der Elektromotorbaugruppe (E) und eine Erzeugung mindestens eines elektronischen Signals (s, sa, sb, sc) in Reaktion auf einen detektierten Fehlerfall.