DE10341924A1 - Relais mit einer Übertemperaturerkennung - Google Patents

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Harald Dipl.-Ing. Lauter
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Conti Temic Microelectronic GmbH
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    • G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
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    • H01H47/02—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay
    • H01H2047/025—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay with taking into account of the thermal influences, e.g. change in resistivity of the coil or being adapted to high temperatures

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Relais mit einer elektrisch betriebenen Spule zum Bewegen eines Schaltkontakts und einer Übertemperaturerkennung, in dem die Spannung und der Strom durch die Spule erfasst, daraus der Widerstand der Spule als temperaturabhängige Größe abgeleitet und mit einem Widerstandsschwellwert verglichen wird. Die Erfindung eignet sich insbesondere für mikrocontrollergesteuerte Relais in Kraftfahrzeugen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Relais mit einer Übertemperaturerkennung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Bisher wurden Relais durch entsprechende Überdimensionierung oder PTC-Sicherungselemente gegen thermische Überlastung geschützt. Zudem sind elektronische Überlastschaltung auf Basis von Strom- und Spannungsmessung bekannt. Wird eine Übertemperatur detektiert, wird der vom Relais gesteuerte Laststromkreis abgeschaltet. Zudem können häufige Schaltvorgänge oder eine Überlastung im Laststromkreis zu einer Überhitzung des Relais führen, insbesondere in Anwendungen mit hoher Umgebungstemperatur, wie sie beispielsweise auch im Kraftfahrzeug aufgrund starker Sonneneinstrahlung nicht ausgeschlossen werden kann. Die bisherigen Alternativen sind jedoch recht teuer.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais mit einer preiswerten Überlasterkennung vorzustellen. Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Dabei wird die Temperaturabhängigkeit des Spulenwiderstands genutzt und durch Erfassung von Strom und Spannung der jeweils aktuelle Spulenwiderstand als temperaturabhängige Größe ermittelt und mit einem Schwellwert verglichen.
  • Dadurch wird vor allem die thermische Belastung des Relais durch den Laststromkreis recht gut erfasst, da die Spule thermische recht gut mit den Schaltkontakten verbunden ist und somit die Anordnung auch auf Überlast im Laststromkreis reagiert.
  • Es sind Mittel vorgesehen, welche die Spannung und den Strom durch die Spule erfassen, daraus den Widerstand der Spule als temperaturabhängige Größe ableiten und mit einem Widerstandsschwellwert vergleichen.
  • Insbesondere bei mikrocontrollergesteuerten Relais zum Steuern von Laststromkreisen, wie sie beispielsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, kann der Mikrocontroller so ausgestaltet werden, dass dieser die Spannung, bspw. die Betriebsspannung der Spule oder den Spannungsabfall über dieser sowie beispielsweise mittels eines Messwiderstands oder einer Stromspiegelschaltung den Strom durch die Spule erfasst. Der Mikrocontroller leitet aus Strom und Spannung den Widerstand der Spule als temperaturabhängige Größe ab und vergleicht den aktuellen Widerstandswert mit einem im Mikrocontroller abgespeicherten Widerstandsschwellwert.
  • Ist die Spule zu heiß und daher der Widerstand zu hoch, wird der Laststromkreis unterbrochen und das Relais außer Betrieb genommen. Die Wiedereinschaltung kann dabei automatisch bei Unterschreitung der Grenztemperatur, zeitgesteuert oder manuell erfolgen, bspw. wenn der Mikrocontroller ein externes Signal zum Schließen des Laststromkreises empfängt..
  • Vorzugsweise ist ein Speicher vorgesehen, in dem der Widerstandsschwellwert in Abhängigkeit von einem bei einer Referenztemperatur gemessenen Wert des Widerstands für jedes Relais individuell abgespeichert ist. Dadurch können Toleranzen bei der Bauelementestreuung und bei der Produktion ausgeglichen werden.
    •

Claims (3)

  1. Relais mit einer elektrisch betriebenen Spule zum Bewegen eines Schaltkontakts und einer Übertemperaturerkennung, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, welche die Spannung und den Strom durch die Spule erfassen, daraus den Widerstand der Spule als temperaturabhängige Größe ableiten und mit einem Widerstandsschwellwert vergleichen.
  2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicher vorgesehen ist, in dem der Widerstandsschwellwert in Abhängigkeit von einem bei einer Referenztemperatur gemessenen Wert des Widerstands für jedes Relais individuell abgespeichert ist.
  3. Kraftfahrzeug mit einem Laststromkreis und einem Relais, welches den Laststromkreis in Abhängigkeit von Steuersignalen eines Mikrocontrollers steuert, dadurch gekennzeichnet, dass ein Relais nach einem der Ansprüche 1 oder 2 verwendet und vom Mikrocontroller Strom und Spannung erfasst, daraus den Widerstand der Spule als temperaturabhängige Größe abgeleitet und mit einem im Mikrocontroller abgespeicherten Widerstandsschwellwert verglichen wird.
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