DE4030475A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern eines motors - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines Motors derart, daß eine anomale Überhitzung des Mo­ tors verhindert wird.

Zum Verhindern einer anomalen Überhitzung eines Motors auf­ grund einer langen bzw. ausgedehnten Betriebsdauer ist es bekannt, den Betrieb des Motors dadurch zu überwachen, daß die Temperatur in einem Bereich gemessen wird, in dem Wärme entsteht. Dabei wird der Bereich des Motors, in dem Wärme erzeugt wird, mit einem Thermistor überwacht, oder er wird über ein mit dem Motor verbundenes Kühlgebläse gekühlt. Mo­ tore hoher Qualität können auch eine Selbstkühlungseinrich­ tung bzw. -funktion aufweisen, über die ein Überhitzen ver­ mieden wird.

Die genannten herkömmlichen Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß sie teuer sind; dadurch tragen sie zur Erhö­ hung der Kosten für Einrichtungen bei, in denen derartige Motore eingesetzt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern eines Motors zu schaffen, das geeignet ist, die Mo­ tortemperatur zu steuern bzw. zu überwachen, ohne daß es erforderlich ist, ein Temperaturmeßelement, wie einen Ther­ mistor einzusetzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bei dem erfindungsge­ mäßen Verfahren zum Steuern eines Motors werden die Be­ triebszeiten des Motors und die Stillstandszeiten, in denen der Motor nicht in Betrieb ist, überwacht, um eine augen­ blickliche Temperatur des Motors, ausgehend von der Tempe­ raturanstiegskennlinie des Motors während eines Betriebs und dessen Temperaturabfallkennlinie während eines Still­ stands, zu schätzen. Wenn der Schätzwert für den Momentan­ wert der Motortemperatur einen vorbestimmten Wert über­ schreitet, dann wird der Betrieb des Motors abgebrochen.

Anstelle oder zusätzlich zu dem Abbrechen des Motorbetriebs kann ein Alarm ausgelöst werden.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der Zeichnung mit weiteren Einzelheiten erläu­ tert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines zur Durchführung des Ver­ fahrens zur Motorsteuerung eingesetzten Schaltkrei­ ses,

Fig. 2 in einem Schaubild eine Kurve für den Funktionszu­ sammenhang zwischen einem Anstieg der Motortempera­ tur und der Betriebsdauer des Motors,

Fig. 3 in einem Schaubild eine Kurve für den Funktionszu­ sammenhang zwischen einem Abfall der Motortempera­ tur und einer Stillstandszeit des Motors, und

Fig. 4 ein Flußdiagramm für den Ablauf einer erfindungsge­ mäßen Motorsteuerung.

Die vorliegende Erfindung geht von dem Umstand aus, daß ein determinierbarer Zusammenhang besteht zwischen der Be­ triebsdauer eines Motors und einer Erhöhung der Motortempe­ ratur, sowie zwischen einer Stillstandszeit des Motors und einem Abfall der Motortemperatur. Erfindungsgemäß wird so­ mit eine in Fig. 2 dargestellte Kurve a für eine Tempera­ turanstiegskennlinie und eine in Fig. 3 dargestellte Kurve b für eine Temperaturabfallkennlinie im voraus ermittelt. Die momentane Temperatur des Motors wird anhand von Daten nach den Kurven a und b geschätzt, indem die Betriebsdauer des Motors und die Stillstandszeit des Motors überwacht werden, und es erfolgt ein Betrieb oder ein Anhalten des Motors nach dem Vergleich eines geschätzten Temperaturwer­ tes mit einem vorbestimmten Wert für eine kritische Tempe­ ratur des Motors; dadurch wird ein anomales Überhitzen des Motors vermieden.

Ein Beispiel eines Schaltkreises zur Durchführung des ge­ nannten Steuerverfahrens ist in Fig. 1 dargestellt. Der Schaltkreis umfaßt eine Motorantriebsschaltung 2, eine Mo­ torsteuerschaltung 3, eine Überwachungsschaltung 4, einen Zähler 5, einen Vergleicher 6 und eine Alarmeinrichtung 7, wie beispielsweise einen Summer.

Durch die Steuerschaltung 3 wird ein Antriebssignal (DR-Si­ gnal) zum Steuern des Betriebs und des Stillstands des Mo­ tors 1 so erzeugt, daß bei einem hohen Pegel "H" des DR-Si­ gnals der Motor 1 betrieben wird, und bei einem niedrigen Pegel "L" ein Anhalten des Motors 1 erfolgt.

Mittels der Beobachtungs- bzw. Überwachungsschaltung 4 wird festgestellt, ob ein H- oder ein L-Pegel des DR-Signals vorliegt. Der Zähler 5 wird bei vorliegendem H-Pegel in ei­ nem aufwärtszählenden Modus gehalten, mit einer Zählrate korreliert mit der Temperaturanstiegskennlinie der Kurve a nach Fig. 2. Bei einem L-Pegel wird der Zähler 5 in einem abwärtszählenden Modus gehalten, mit einer Zählrate korre­ liert mit der Kennlinie des Temperaturabfalls nach der Kur­ ve b gemäß Fig. 3, welche sich aufgrund einer natürlichen Kühlung ergibt. Demzufolge ist es möglich, die augenblick­ liche Temperatur bzw. einen Momentanwert für die Temperatur des Motors 1 anhand des Zählergebnisses des Zählers 5 fest­ zustellen.

In dem Vergleicher 6 ist ein vorgebbarer, einer kritischen Temperatur des Motors 1 entsprechender Wert voreinstellbar, anhand dessen ein Vergleich mit dem Zählergebnis des Zäh­ lers 5 fortlaufend durchgeführt werden kann. Dadurch ergibt sich eine Steuerung der Motorsteuerschaltung 3 und der Alarmeinrichtung 7 über den Ausgang des Vergleichers 6.

Nachfolgend wird der Steuerungsablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand des Flußdiagramms nach Fig. 4 erläutert.

Das DR-Signal der Motorsteuerschaltung 3 wird über die Überwachungsschaltung 4 überwacht, anhand der festgestellt wird, ob das Signal einen hohen H-Pegel oder einen niedri­ gen L-Pegel hat. Wenn das DR-Signal einen H-Pegel aufweist und somit der Motor 1 in Betrieb ist, dann wird das Zählen in dem Zähler 5 durch eine fortlaufende Addition von Inkre­ menten mit einer Zählrate durchgeführt, die mit der Tempe­ raturanstiegskennlinie nach der Kurve a in Fig. 2 korre­ liert. Liegt, während sich der Motor 1 in einem Stillstand befindet, ein DR-Signal mit L-Pegel vor, dann erfolgt das Zählen durch den Zähler 5, indem fortlaufend Inkremente mit einer Zählrate abgezogen werden, die mit der Temperaturab­ fallkennlinie nach der Kurve b in Fig. 3 korreliert. Der im Zähler 5 ermittelte Zählwert wird fortlaufend in dem Ver­ gleicher 6 mit dem vorbestimmten Wert verglichen, und wenn dieser Wert überschritten wird, d. h. wenn der (geschätzte) Momentanwert der Temperatur des Motors 1 einen kritischen Temperaturwert erreicht hat, wird der Ausgang des Verglei­ chers 6 auf den H-Pegel gesetzt. Dadurch wird der Motor 1 über die Motorsteuerschaltung 3 angehalten, und es wird gleichzeitig durch die Alarmeinrichtung 7 ein Alarmton er­ zeugt.

Während des Stillstands des Motors 1 kühlt dieser naturge­ mäß ab, und wie zuvor beschrieben, wird der Zähler 5 in dem abwärtszählenden Modus gehalten, mit einer Zählrate die mit der Temperaturabfallkennlinie der Kurve b nach Fig. 3 kor­ reliert. Wenn der Zählwert des Zählers 5 kleiner wird als ein vorgegebenener Wert erfolgt ein Wechsel des Ausgangs­ wertes des Vergleichers 6 auf einen L-Wert, wodurch ein er­ neuter Betrieb des Motors 1 ermöglicht, und die Alarmein­ richtung 7 abgeschaltet wird.

Es ist festzuhalten, daß gemäß dem vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel der Motor 1 gleichzeitig mit dem Einschalten der Alarmeinrichtung 7 abgeschaltet wird, wenn der dem mo­ mentanen Wert (geschätzten Wert) der Temperatur des Motors 1 entsprechende Zählwert des Zählers 5 den vorbestimmten Wert übersteigt. Es ist dabei auch möglich, daß jeweils ei­ ner der beiden Betätigungsschritte für sich alleine vorge­ nommen wird.

Weiterhin kann die Alarmeinrichtung 7 anstelle eines Sum­ mers mit einer Leuchtanzeige, wie beispielsweise einer Leuchtdiode (LED), versehen werden, über die ein, ggf. in­ termittierendes, Lichtsignal abgegeben werden kann.

Nach der vorliegenden Erfindung kann ein Überhitzen eines Motors 1 gewöhnlicher Qualität verhindert werden, ohne daß dazu der Einsatz eines teueren Motors hoher Qualität oder eines Thermistors bzw. eines Kühlgebläses erforderlich ist.

Damit werden die Kosten für derartige Motore und für Ein­ richtungen gesenkt, bei denen derartige Motore eingesetzt sind.

Claims (4)

1. Verfahren zum Steuern eines Motors, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Momentanwert für die Temperatur des Motors (1), ausgehend von einer Temperatur­ anstiegskennlinie (a) des Motors (1) in seinem Betriebszu­ stand und einer Temperaturabfallkennlinie (b) des Motors (1) während seines Stillstands, geschätzt wird, indem die Betriebsdauer und die Stillstandszeit des Motors (1) über­ wacht werden, daß, wenn der Schätzwert für den Momentanwert der Motortemperatur einen vorbestimmten Wert übersteigt, der Betrieb des Motors angehalten wird und/oder über eine Alarmeinrichtung (7) ein Alarmsignal gegeben wird.

2. Vorrichtung für einen Motor zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Antriebsschaltung (2), eine Motorsteuerschaltung (3), eine Überwachungsschaltung (4), einen Zähler (5) und einen Vergleicher (6) in dem ein vorgebbarer Temperaturwert einstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekenn­ zeichnet durch eine Alarmeinrichtung (7).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Zähler ein Aufwärts/Abwärts-Zähler ist, dessen Zählrichtung durch die Motorsteuerschaltung abhängig davon eingestellt wird, ob der Motor in Betrieb ist oder stillsteht und der jeweils Taktimpulse zählt, deren Periode mit der Temperaturan­ stiegskennlinie bzw. der Temperaturabfallkennlinie korre­ liert ist.