DE10203051A1

DE10203051A1 - Verfahren und Vorrichtung zur temperaturabhängigen Steuerung von Leistung eines Elektrogerätes

Info

Publication number: DE10203051A1
Application number: DE10203051A
Authority: DE
Inventors: Stefan Roepke; Rainer Glauning
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-01-26
Filing date: 2002-01-26
Publication date: 2003-08-14
Also published as: US20030141767A1; GB2385434A; GB0301112D0; CN1435930A; JP2003248519A

Abstract

Es sollen Maßnahmen ergriffen werden, mit denen eine Stromversorgungseinheit (2) oder ein damit verbundenes Elektrogerät (1) gegen Überhitzung geschützt wird, ohne dass der Betrieb des Elektrogerätes (1) abrupt abgebrochen werden muss. Dabei wird die Temperatur (T0) oder eine davon abhängige Größe einer mit dem Elektrogerät (1) verbundenen Stromversorgungseinheit (2) und/oder die Temperatur (T1) oder eine davon abhängige Größe einer oder mehrerer Komponenten des Elektrogerätes (1) ermittelt und wenn die ermittelte Temperatur (T0, T1) oder eine davon abhängige Größe eine vorgegebene Schwelle überschreitet, die vom Elektrogerät (1) aufgenommene Leistung (I) so lange reduziert wird, bis die Temperatur (T0, T1) oder eine davon abhängige Größe dieselbe Schwelle (S1) oder eine niedrigere Schwelle (S2) wieder unterschreitet.

Description

Stand der Technik

Es ist bekannt, dass sich die Lebensdauer von Akkus für Elektrogeräte durch Überhitzung wegen einer zu hohen Leistungsentnahme durch das Elektrogerät erheblich verringert. Um den Akku vor Überhitzung zu schützen, wird in der DE 41 06 725 A1 vorgeschlagen, das Elektrogerät sofort abzuschalten, wenn eine zu hohe Temperatur des Akkus festgestellt wird. Es kann daher also zum Schutz des Akkus zu einem abrupten Abschalten des Elektrogerätes während seines Arbeitsvorganges kommen. Handelt es sich bei dem Elektrogerät zum Beispiel um eine Bohrmaschine, so wird bei Überhitzung des Akkus der Bohrvorgang schlagartig abgebrochen und der Bohrer bleibt im Bohrloch stecken. Die Bohrmaschine lässt sich dann auch nicht sofort wieder einschalten, um den Bohrer aus dem Bohrloch zu lösen.

Vorteile der Erfindung

In den beiden nebengeordneten Ansprüchen 1 und 6 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur temperaturabhängigen Steuerung der Leistung eines Elektrogerätes angegeben, wobei die Temperatur oder eine davon abhängige Größe einer mit dem Elektrogerät verbundenen Stromversorgungseinheit und/oder die Temperatur oder eine davon abhängige Größe einer oder mehrerer Komponenten des Elektrogerätes ermittelt wird und, wenn die ermittelte Temperatur oder eine davon abhängige Größe eine vorgegebene Schwelle überschreitet, die vom Elektrogerät aufgenommene Leistung so lange reduziert wird, bis die Temperatur oder eine davon abhängige Größe dieselbe Schwelle oder eine niedrigere Schwelle wieder unterschreitet.

Sobald es zu einer Überhitzung der Stromversorgungseinheit - das kann ein Akku oder ein Netzteil sein - oder zu einer Überhitzung einer oder mehrerer Komponenten des Elektrogerätes kommt, wird also das Elektrogerät nicht abrupt ausgeschaltet, sondern mit reduzierter Leistung weiterbetrieben, so dass zumindest der begonnene Arbeitsvorgang mit reduzierter Leistung der Maschine zu Ende gebracht werden kann. Ein für den Bediener überraschend auftretender Abbruch des Arbeitsvorgangs wird mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen vermieden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Sobald die Temperatur des Akkus eine vorgegebene Schwelle überschreitet, kann die vom Elektrogerät aufgenommene Leistung entweder stufenweise oder kontinuierlich reduziert werden.

Es ist vorteilhaft, dass die vom Elektrogerät aufgenommene Leistung nach Unterschreiten einer Schwelle durch die Temperatur oder eine davon abhängige Größe stufenweise oder kontinuierlich wieder erhöht wird. Dann kann nämlich, wenn der die Stromversorgungseinheit und/oder das Elektrogerät seinen Normal-Temperaturbereich wieder erreicht hat, der Arbeitsvorgang mit der maximal möglichen Leistung des Elektrogerätes fortgesetzt werden.

Zeichnung

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Steuerung der Leistung eines Elektrogerätes in Abhängigkeit von der Temperatur seiner Stromversorgungseinheit oder seiner eigenen Komponenten,
Fig. 2 einen Temperaturverlauf und
Fig. 3 einen gestuften und einen kontinuierlichen Verlauf des von dem Elektrogerät aufgenommenen Stromes.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Das in der Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild zeigt ein Elektrogerät 1, beispielsweise eine Handwerkzeugmaschine (Schrauber, Bohrer, Säge, Schleifgerät etc.) und eine die Energie für den Antrieb, dargestellt durch das Symbol eines Motors, des Elektrogerätes 1 liefernde Stromversorgungseinheit 2. Die Stromversorgungseinheit 2 kann ein wiederaufladbarer Akku oder ein Netzteil sein. An bzw. in der Stromversorgungseinheit 2 befindet sich ein Temperatursensor 3, der die aktuelle Temperatur des Akkus 2 ermittelt und den Temperaturwert T0 an eine Auswerteschaltung 4 übermittelt. Desweiteren kann auch im Elektrogerät 1 die Temperatur T1 einer oder mehrerer Komponenten gemessen werden. Dazu dienen ein oder mehrere Temperatursensoren, von denen in der Fig. 1 ein Temperatursensor 5 symbolisch dargestellt ist. Der bzw. die im Elektrogerät 1 gemessenen Temperaturwerte T1 werden ebenfalls an die Auswerteschaltung 4 übertragen. Anstatt die Temperatur T0, T1 in der Stromversorgungseinheit 2 und/oder im Elektrogerät 1 direkt zu messen, können auch andere von der Temperatur abhängige Größen erfasst und der Auswerteschaltung 4 zugeführt werden. Solche von der Temperatur abhängige Größen, d. h. Größen, die Rückschlüsse auf die Temperatur zulassen, sind z. B. der Entladestrom eines Akkus oder die Motordrehzahl oder das Motordrehmoment des Elektrogerätes in Verbindung mit dem vom Motor aufgenommenen Strom.
In den Stromkreis zwischen der Stromversorgungseinheit 2 und dem Elektrogerät 1 ist eine Strombegrenzungsschaltung 6 eingefügt, womit der vom Elektrogerät 1 aufnehmbare maximale Strom I, das heißt die Leistungsaufnahme des Elektrogerätes, variabel reduziert werden kann. Die Strombegrenzungsschaltung 6 wird durch die Auswerteschaltung 4 aktiviert, sobald diese registriert, dass die gemessene Temperatur T oder eine von der Temperatur abhängige Größe eine vorgegebene Schwelle registriert. Wenn hier allgemein von einer Temperatur T die Rede ist, soll damit entweder allein die in der Stromversorgungseinheit 2 gemessene Temperatur T0 oder allein die im Elektrogerät 1 gemessene Temperatur T1 oder eine aus beiden gemessenen Temperaturen T0 und T1 hergeleitete (z. B. durch Mittelwertbildung) Temperatur sein. Nachfolgend wird immer nur allgemein von der Temperatur T die Rede sein. Die genaue Arbeitsweise der Auswerteschaltung 4 und der Strombegrenzungsschaltung 6 wird nachfolgend anhand der Fig. 2 und 3 erläutert.
In der Fig. 2 ist ein zeitlicher Verlauf 7 der Temperatur T dargestellt, und die Fig. 3 zeigt einen gestuften Verlauf 8und einen kontinuierlichen Verlauf 9 des vom Elektrogerät 1 aus der Stromversorgungseinheit 2 aufgenommenen Stromes I. Wenn hier vom Strom I die Rede ist, ist damit der Strom gemeint, den das Elektrogerät 1 aufnimmt, wenn es mit maximal möglicher Leistung gefahren wird.
Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, steigt die Temperatur T an, bis sie zum Zeitpunkt t1 eine vorgegebene Schwelle S1 überschreitet. Die Auswerteschaltung 4 registriert diese Schwellwertüberschreitung und gibt eine entsprechende Information an die Strombegrenzungsschaltung 6 ab. Diese reagiert damit, dass sie den Strom I von einem Wert 10 entweder stufenweise (gemäß Verlauf 8) oder kontinuierlich (gemäß Verlauf 9) reduziert. Der Stromwert 10 entspricht einem Strom, den das Elektrogerät 1 bei maximaler Leistung aufnimmt. Das ist z. B. dann der Fall, wenn ein an das Elektrogerät 1 angeschlossener Akku 2 aufgeladen und nicht überhitzt ist. Dadurch, dass der Strom I entweder stufenweise oder kontinuierlich reduziert wird, wird der Anstieg der Temperatur T immer flacher und die Temperatur T fällt schließlich unter den Schwellwert S1 zum Zeitpunkt t2 ab. Sobald die Auserteschaltung 4 den Abfall der Temperatur T unterhalb der Schwelle S1 registriert, wird die Strombegrenzungsschaltung 6 veranlasst, die Reduzierung des vom Elektrogerät 1 aufgenommenen Stromes I zu stoppen und gleichzeitig entweder stufenweise oder kontinuierlich wieder hochzufahren. Es kann auch sein, dass die Temperatur T längere Zeit braucht, um die gesetzte Schwelle S1 wieder zu unterschreiten. Dann wird der Strom I weiterhin bis zum vollständigen Abschalten des Elektrogerätes 1 reduziert.
Auslöser für die Strombegrenzungsschaltung 6, die schrittweise beziehungsweise kontinuierliche Reduzierung des Stromes I zu beenden, kann auch eine in der Auswerteschaltung 4 vorgegebene zweite Schwelle S2 sein, die unterhalb der ersten, die Reduzierung des Stromes I auslösende Schwelle S1 liegt. Der Verlauf 7a in Fig. 2 zeigt, dass diese niedrigere zweite Schwelle S2 von der Temperatur T erst zu einem späteren Zeitpunkt t2' unterschritten wird. Zu diesem Zeitpunkt t2' beginnt der Strom I wieder anzusteigen.
Wenn in der Beschreibung und in den Ansprüchen von Schwellen S1, S2 die Rede ist, müssen das nicht konkrete Einzelwerte sein, sondern sie können auch Wertebereiche darstellen.

Claims

1. Verfahren zur temperaturabhängigen Steuerung der Leistung eines Elektrogerätes, wobei die Temperatur (T0, T) oder eine davon abhängige Größe einer mit dem Elektrogerät (1) verbundenen Stromversorgungseinheit (2) und/oder die Temperatur (T1, T) oder eine davon abhängige Größe einer oder mehrerer Komponenten des Elektrogerätes (1) ermittelt wird und, wenn die ermittelte Temperatur (T0, T1, T) oder eine davon abhängige Größe eine vorgegebene Schwelle (S1) überschreitet, die vom Elektrogerät (1)aufgenommene Leistung (I) so lange reduziert wird, bis die Temperatur (T0, T1, T)oder eine davon abhängige Größe dieselbe Schwelle (S1) oder eine niedrigere Schwelle (S2) wieder unterschreitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Elektrogerät aufgenommene Leistung (I) stufenweise (8) reduziert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Elektrogerät aufgenommene Leistung (I) kontinuierlich (9) reduziert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Elektrogerät aufgenommene Leistung (I) nach Unterschreiten einer Schwelle (S1, S2) durch die Temperatur (T0, T1, T) oder eine davon abhängige Größe stufenweise (8) oder kontinuierlich (9) wieder erhöht wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung bzw. Regelung der vom Elektrogerät aufgenommenen Leistung über den dem Elektrogerät (1) zugeführten Strom (I) erfolgt.

6. Vorrichtung zur temperaturabhängigen Steuerung der Leistung eines Elektrogerätes, welche erste Mittel (3, 5) zur Erfassung der Temperatur (T0, T) oder einer davon abhängigen Größe einer mit dem Elektrogerät (1) verbundenen Stromversorgungseinheit (2) und/oder der Temperatur (T1, T) oder einer davon abhängigen Größe einer oder mehrerer Komponenten des Elektrogerätes (1) besitzt und zweite Mittel (4, 5) aufweist, welche, wenn die ermittelte Temperatur (T0, T1, T) oder eine davon abhängige Größe eine vorgegebene Schwelle (S1) überschreitet, die vom Elektrogerät (1) aufgenommene Leistung (I) solange reduzieren bis die Temperatur (T0, T1, T) oder eine davon abhängige Größe dieselbe Schwelle (S1) oder eine niedrigere Schwelle (S2) wieder unterschreitet.