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Title:
METHOD FOR DETERMINING A SPEED OF AN ELECTRONICALLY COMMUTATED ELECTRIC MOTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/207756
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for determining a speed of an electronically commutated electric motor (14), in particular an electric motor (14) for a fan (11), wherein current measurement values (18, 19) are detected at multiple points in time which describe an amperage (22) of a drive current supplied to the electric motor (14), and a speed of the electric motor (14) is subsequently determined in accordance with the detected current measurement values (18, 19). The current measurement values can be compared with threshold values, and the intervals between points in time at which a threshold value is exceeded or is not reached, can be evaluated. The method can be used to monitor fans.

Inventors:
BARTH KARSTEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/057730
Publication Date:
October 15, 2020
Filing Date:
March 20, 2020
Export Citation:
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Assignee:
AUDI AG (DE)
International Classes:
G01P3/48; H02P6/08; H02P6/16; H02P6/17; H02P6/18; H02P7/00; H02P23/14
Foreign References:
DE19807253C11999-09-02
DE10028033A12001-12-13
US5524168A1996-06-04
DE19729238C11998-08-27
DE19807253C11999-09-02
US7304470B22007-12-04
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Ermittlung einer Drehzahl eines elektronisch kommutier- ten Elektromotors (14), insbesondere eines Elektromotors (14) eines Lüfters (11 ),

dadurch gekennzeichnet,

dass zu mehreren Zeitpunkten Strom m esswerte (18, 19) erfasst wer den, die eine Stromstärke (22) eines dem Elektromotor (14) zugeführ ten Antriebsstromes beschreiben, wonach in Abhängigkeit der erfassten Strom m esswerte (18, 19) eine Drehzahl des Elektromotors (14) ermit telt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Drehzahl des Elektromotors (14) in Abhängigkeit davon ermit telt wird, welche der erfassten Strom m esswerte (18, 19) einen vorge gebenen Grenzwert (23) erreichen oder unterschreiten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Drehzahl des Elektromotors (14) in Abhängigkeit davon ermit telt wird, zu welchen Zeitpunkten (24) und/oder in welchem Zeitabstand (20) Strom m esswerte (18, 19) erfasst werden, die den oder einen vor gegebenen Grenzwert (23) erreichen oder unterschreiten.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Antriebsstrom durch eine Treiberschaltung (15) bereitgestellt wird, wobei die Treiberschaltung (15) einen Ausgang (16) für eine zu dem Antriebsstrom proportionale Messspannung bereitstellt, wobei

Spannungswerte dieser Messspannung als Strom m esswerte (18, 19) erfasst werden.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Strom m esswerte (18, 19) durch einen Analog-Digital-Wandler (17) erfasst werden.

Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Elektromotor (14) einen Lüfter (11 ) antreibt, der eine Kompo nente (12) kühlt, die ein Gleichspannungswandler (2) oder ein Gleich richter oder ein Wechselrichter ist und/oder die eine Verarbeitungsein richtung (13) ist oder umfasst, die dazu eingerichtet ist, die Drehzahl oder eine von der Drehzahl abhängende Information zu ermitteln.

Vorrichtung, insbesondere Kraftfahrzeug, umfassend einen elektronisch kommutierten Elektromotor (14), insbesondere einen Elektromotor (14) eines Lüfters (11 ), und eine Verarbeitungseinrichtung (13),

dadurch gekennzeichnet,

dass die die Verarbeitungseinrichtung (13) dazu eingerichtet ist, die Drehzahl des Elektromotors (14) gemäß dem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche zu ermitteln.

Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Elektromotor (14) einen Lüfter (11 ) antreibt, wobei die Vorrich tung (1 ) wenigstens eine durch den Lüfter (11 ) gekühlte Komponente

(12) umfasst, die ein Gleichspannungswandler (2) oder ein Gleichrichter oder ein Wechselrichter ist und/oder die die Verarbeitungseinrichtung

(13) umfasst.

Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Verarbeitungseinrichtung (13) dazu eingerichtet ist, eine Diag noseinformation an eine Diagnoseeinrichtung (25) der Vorrichtung (1 ) oder eine vorrichtungsexterne Diagnoseeinrichtung bereitzustellen, die die Funktionsfähigkeit des oder eines durch den Elektromotor (14) an- getriebenen Lüfters (11 ) betrifft und die von der ermittelten Drehzahl abhängt.

Description:
Verfahren zur Ermittlung einer Drehzahl eines elektronisch kommutierten

Elektromotors

BESCHREIBUNG:

Insbesondere in Kraftfahrzeugen ist die robuste Kühlung bestimmter Kompo nenten mit Lüftern potentiell hochrelevant für einen Betrieb der entsprechen den Komponenten. Werden beispielsweise zwei Bordnetze mit unterschiedli chen Spannungen, beispielsweise ein 12 Volt-Netz und ein 48 Volt-Netz über einen DC/DC-Wandler verbunden, ist es typischerweise zumindest in man chen Betriebssituationen erforderlich, diesen zu kühlen. Hierbei soll vor zugsweise robust erkannt werden, ob der Lüfter funktionsfähig ist.

Eine einfache Diagnosemöglichkeit ist es, zu prüfen, ob der Lüfter bei einem Betrieb Strom aufnimmt. Hierdurch kann beispielsweise erkannt werden, ob der Lüfter korrekt verbaut ist. Soll jedoch eine umfassende On-Board- Diagnose möglich sein, kann dies nicht ausreichend sein. Beispielsweise kann ein blockierter Lüfter Strom aufnehmen und dennoch nicht kühlend wir ken.

Um eine Drehzahlüberwachung eines Lüfters durchzuführen ist es bekannt, ein Tachosignal des Lüfters über eine entsprechende im Lüfter verbaute Sensorik und eine zusätzliche Leitung bereitzustellen. Da eine zusätzliche Leitung benötigt wird, kann der Lüfter nicht mehr auf übliche Weise ange schlossen werden beziehungsweise muss zusätzlich zur normalen Verdrah tung an eine Kommunikationsschnittstelle angeschlossen werden. Dies er höht den Herstellungsaufwand des Fahrzeugs merklich. Die Druckschrift DE 198 07 253 C1 offenbart eine Schaltungsanordnung zur Drehzahlerfassung von elektronisch kommutierten Lüftern. Hierbei werden Stromsteilheiten von durch den Lüfter auf seinen Stromversorgungsleitungen verursachten Stromschwankungen ausgewertet.

Die Druckschrift US 7 304 470 B2 schlägt vor, eine analoge Differenzierung und Filterung von Spannungen durchzuführen, die an einem in Serie zu ei nem Lüfter geschalteten Shunt-Widerstand abfallen. Das resultierende Sig nal wird in ein digitales Pulssignal umgesetzt und einem Frequenzzählermo dul zugeführt, um eine Rotationsgeschwindigkeit des Lüfters zu ermitteln.

Die im Stand der Technik beschriebene Differenzierung und Pulsformung von an Shunt-Widerständen abfallenden Spannungen führen einerseits zu einem relativ großen Schaltungsaufwand. Andererseits resultiert aus der Flankendetektion beziehungsweise der Auswertung von differenzierten Sig nalen eine starke Empfindlichkeit der Messung für hochfrequente Störsigna le. Diese können insbesondere dann auftreten, wenn zur Versorgung des Lüfters ein DC/DC-Wandler mit hoher Schaltfrequenz genutzt wird.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber ver besserte Möglichkeit zur Ermittlung einer Drehzahl eines elektronisch kom mutierten Elektromotors anzugeben, die insbesondere unempfindlicher ge genüber hochfrequenten Störungen ist und somit insbesondere auch dann eine robuste Drehzahlerfassung ermöglicht, wenn der Elektromotor über ei nen hochfrequent schaltenden DC/DC-Wandler versorgt wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs ge nannten Art gelöst, wobei zu mehreren Zeitpunkten Strom m esswerte erfasst werden, die eine Stromstärke eines dem Motor zugeführten Antriebsstroms beschreiben, wonach in Abhängigkeit der erfassten Strom messwerte eine Drehzahl des Motors ermittelt wird.

Es wird somit vorgeschlagen, nicht die Zeitableitung einer Stromstärke be ziehungsweise einer die Stromstärke beschreibenden Messgröße auszuwer- ten, sondern die Stromstärke beziehungsweise entsprechende Strommess werte direkt zu erfassen. Die Erfassung einer Zeitableitung einer Stromstärke beziehungsweise eines entsprechenden Strom m esswertes wäre nicht geeig net, die Stromstärke eines dem Motor zugeführten Antriebsstroms zu be schreiben, da diese einen Gleichstromanteil nicht korrekt beschreiben kann. Da die Strom m esswerte unmittelbar die Stromstärke und nicht eine Zeitablei tung der Stromstärke beschreiben, wird die vorangehend beschriebene Ver stärkung hochfrequenter Frequenzanteile und somit insbesondere von Stör signalen, die beispielsweise durch hochfrequent schaltende DC/DC-Wandler verursacht werden können, vermieden. Zugleich kann durch die Erfassung von Strommesswerten, die unmittelbar die Stromstärke des Motors beschrei ben, wie später noch genauer erläutert werden wird, ein besonders einfacher Schaltungsaufbau erzielt werden. Die Erfassung der Strom messwerten kann insbesondere mit relativ hohen Abtastraten, also beispielsweise wenigstens mit der fünffachen oder wenigstens mit der zehnfachen Rate der Frequenz der elektronischen Kommutierung des Elektromotors erfolgen. Strommess werte können beispielsweise mit einer Auflösung von acht Bit oder sechzehn Bit erfasst werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere im Rahmen eines Di agnoseverfahrens durchgeführt werden, um einen Elektromotor beziehungs weise einen Lüfter zu diagnostizieren. Insbesondere kann das Diagnosever fahren dazu verwendet werden, eine Blockade des Motors beziehungsweise Lüfters zu erkennen. Beispielsweise kann erkannt werden, dass die Drehzahl bei einer Bestromung längere Zeit bei Null oder sehr niedrigen Wert, insbe sondere unterhalb eines Grenzwertes, verharrt, und in diesem Fall kann eine entsprechende Störnachricht an ein Diagnosegerät gesendet werden oder Ähnliches.

Die Drehzahl des Elektromotors kann in Abhängigkeit davon ermittelt wer den, welche der erfassten Strom messwerte einen vorgegebenen Grenzwert erreichen oder unterschreiten. Bei einer elektronischen Kommutierung eines Elektromotors werden typischerweise kurzfristig alle Phasen getrennt. Bei einer ausreichend hohen Bandbreite der Erfassung, also insbesondere bei einer ausreichend hochfrequenten Analog-Digital-Wandlung und einer Nut zung von ausreichend breiten Filtern im Erfassungspfad, könnte somit prinzi piell der Zeitpunkt erkannt werden, an dem kein Strom fließt und somit ein deutig auch der Zeitpunkt der Kommutierung. Da typischerweise die erreich bare Bandbreite und Wandlerrate begrenzt sind und/oder das Signal rausch beaufschlagt ist, wird typischerweise auch bei einem Schalten der Kommu tierung des Elektromotors kein Strommesswert gemessen werden, der dem Stromfluss von Null entspricht. Daher wird vorzugsweise ein Grenzwert et was oberhalb des Strom m esswertes gewählt, der einem Stromfluss von Null entspricht, so dass tatsächlich alle Kommutierungen des Elektromotors er kannt werden können. Beispielsweise kann der Grenzwert so gewählt wer den, dass er durch den Strommesswert unterschritten wird, wenn die Strom stärke des Antriebsstroms unter 10 %, unter 30 %, unter 50 % oder unter 70 % einer durchschnittlichen Stromstärke fällt.

Die Drehzahl des Elektromotors kann in Abhängigkeit davon ermittelt wer den, zu welchen Zeitpunkten und/oder in welchem Zeitabstand Strommess werte erfasst werden, die den oder einen vorgegebenen Grenzwert erreichen oder unterschreiten. Beispielsweise kann ein Zähler jedes Mal ausgelesen und zurückgesetzt werden, wenn der Grenzwert unterschritten wird, um ei nen Zeitabstand entsprechender Strom m esswerte zu erfassen. Der Zähler wert ist in diesem Fall proportional zur Periode einer Kommutation des Elekt romotors, also umgekehrt proportional zur Kommutationsfrequenz und somit auch zur Drehzahl des Elektromotors. Um ein weniger rauschbehaftetes Drehzahlsignal zu erhalten kann beispielsweise eine Mittelwertbildung, eine Mediawahl oder Ähnliches für die gemessenen Zeitabstände beziehungswei se die ermittelten Frequenzen durchgeführt werden.

Der Antriebsstrom kann durch eine Treiberschaltung, insbesondere einen DC/DC-Wandler, bereitgestellt werden, wobei die Treiberschaltung einen Ausgang für eine zu dem Antriebsstrom proportionale Messspannung bereit stellt, wobei die Spannungswerte dieser Messspannung als Strom m esswerte erfasst werden. Die Treiberschaltung kann insbesondere schaltbar sein, um den Elektromotor bedarfsgerecht zu aktivieren beziehungsweise zu deakti- vieren. Sie kann beispielsweise ein DC/DC-Wandler, also ein Gleichspan nungswandler, sein beziehungsweise Teil von diesem sein, um eine be stimmte oder variable Betriebsspannung für den Elektromotor bereitzustel len.

Die einfachste Art eine zum Antriebsstrom proportionale Messspannung be reitzustellen, ist es, innerhalb der Treiberschaltung einen Shunt-Widerstand zu nutzen, über den der Antriebsstrom geführt wird. Da dies zu zusätzlichen Verlustleistungen führen kann, kann es vorteilhaft sein, stattdessen einen separaten Messpfad zu nutzen. Beispielsweise ist es bekannt, im Gleich spannungswandlern ein RC-Glied, also eine Serienschaltung von Widerstand und Kondensator, parallel zu einer im Rahmen der Gleichspannungswand lung genutzten Spule zu schalten. Durch entsprechende Abstimmung des RC-Gliedes auf die Impedanz der Spule kann erreicht werden, dass am Kondensator eine Spannung abfällt, die proportional zum durch den Gleich spannungswandler bereitgestellten Strom ist. Ein entsprechendes Vorgehen ist prinzipiell im Stand der Technik bekannt und soll daher nicht detailliert erläutert werden. Durch entsprechende Wahl des Widerstands und des Kon densators des RC-Gliedes wird effektiv eine Filterung realisiert. Hierbei kann die Wahl in der im erfindungsgemäßen Verfahren genutzten Treiberschal tung derart erfolgen, dass zwar die im Gleichspannungswandler genutzten Schaltungsfrequenzen gefiltert werden, die typischerweise deutlich niedrige ren Frequenzen, mit denen der Elektromotor kommutiert wird und somit der Strom aufgrund der Kommutierung des Elektromotors schwankt, jedoch im Wesentlichen ungedämpft erfasst werden können.

Die Strom m esswerte können durch einen Analog-Digital-Wandler erfasst werden. Hierbei können die Spannungswerte direkt oder nach einer Tief passfilterung erfasst werden, wobei eine relative breitbandige Erfassung ge wünscht ist. Beispielsweise kann die Grenzfrequenz der Erfassung bei meh reren 10 kHz oder bei mehreren 100 kHz sein. Die Abtastrate des Analog- Digital-Wandlers sollte wenigstens doppelt so hoch gewählt werden wie die Grenzfrequenz. Eine Filterung vor der Wandlung kann beispielsweise durch einen in viele Analog-Digital-Wandler ohnehin integrierten Antialiasing-Filter des Wandlers erfolgen. Insbesondere wird die Grenzfrequenz so gewählt, dass sie größer, insbesondere wenigstens um den Faktor fünf, zehn, oder zwanzig größer, als die maximale erwartete Kommutierfrequenz des Elekt romotors ist.

Der Elektromotor kann einen Lüfter antreiben, der eine Komponente kühlt, die ein Gleichspannungswandler oder ein Gleichrichter oder ein Wechselrich ter ist und/oder die eine Verarbeitungseinrichtung ist oder umfasst, die dazu eingerichtet ist, die Drehzahl oder eine von der Drehzahl abhängende Infor mation zu ermitteln. Wie eingangs erläutert ist es bei Gleichspannungswand lern, Gleichrichtern beziehungsweise Wechselrichtern, insbesondere in Kraft fahrzeugen oder anderen Vorrichtungen, in denen relativ große Ströme um gesetzt werden, häufiger erforderlich diese zu kühlen, wobei Störungen an dieser Kühlung robust erkannt werden sollten. Hierzu kann die erfindungs gemäße Drehzahlerkennung wie erläutert genutzt werden. Gleichspan nungswandler, Gleichrichter beziehungsweise Wechselrichter umfassen häu fig ohnehin eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Mikrocon troller, um beispielsweise bereitgestellte Spannungen und/oder Ströme zu steuern oder zu regeln. Da hierbei ohnehin häufig eine Überwachung der abgegebenen Stromstärke möglich ist, kann das erfindungsgemäße Verfah ren bereits durch eine geringfügige Anpassung der Programmierung der ent sprechenden Verarbeitungseinrichtung und optional durch einen Austausch eines, beispielsweise IC-extern implementierten, Filters für die Stromerfas sung erreicht werden. Die Verarbeitungseinrichtung kann die erfasste Dreh zahl beispielsweise ausschließlich intern verarbeiten, beispielsweise sie mit einem Grenzwert vergleichen und bei Unterschreitung des Grenzwertes oder bei Unterschreitung des Grenzwertes für ein vorgegebenes Zeitintervall ein entsprechendes Hinweissignal an eine externe Einrichtung, beispielsweise eine Steuereinrichtung der Vorrichtung beziehungsweise des Kraftfahrzeugs, senden. Hierdurch kann die externe Einrichtung unmittelbar über eine Stö rung des Betriebs des Lüfters, insbesondere über eine Blockade des Lüfters, informiert werden. Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung eine Vorrich tung, insbesondere ein Kraftfahrzeug, umfassend einen elektronisch kommu- tierten Elektromotor, insbesondere einen Elektromotor eines Lüfters, und eine Verarbeitungseinrichtung, wobei die Verarbeitungseinrichtung dazu ein gerichtet ist, die Drehzahl des Elektromotors gemäß dem erfindungsgemä ßen Verfahren zu ermitteln. Die zum Verfahren erläuterten Merkmale und Einzelheiten können mit den dort genannten Vorteilen auf die erfindungsge mäße Vorrichtung übertragen werden und umgekehrt.

Der Elektromotor kann einen Lüfter antreiben, wobei die Vorrichtung wenigs tens eine durch den Lüfter gekühlte Komponente umfasst, die ein Gleich spannungswandler oder ein Gleichrichter oder ein Wechselrichter ist und/oder die die Verarbeitungseinrichtung umfasst. Dies wurde bereits obig erläutert. Insbesondere in Kraftfahrzeugen werden durch die genannten Komponenten häufig große Energiemengen umgesetzt, womit eine robuste Kühlung erforderlich ist und Störungen dieser Kühlung robust erkannt wer den sollen. Beispielsweise kann ein Gleichspannungswandler in einem Kraft fahrzeug ein Niederspannungsbordnetz mit einem Hochspannungsbordnetz verbinden. Es kann beispielsweise ein 12 Volt-Bordnetz und ein 48 Volt- Bordnetz im Kraftfahrzeug vorgesehen sein, in denen jeweils Teile der elekt ronischen Komponenten vorhanden sind. Um diese beiden Bordnetze mitei nander zu verbinden und beispielsweise ein Laden einer Batterie in einem der Bordnetze mit Energie aus dem anderen der Bordnetze zu ermöglichen oder Ähnliches kann ein Gleichspannungswandler vorgesehen sein, der wie erläutert durch einen Lüfter gekühlt werden kann. Ein Ausfall eines Lüfters soll robust erkannt werden, da ein Überhitzen eines solchen Gleichspan nungswandlers leicht zu Fehlfunktionen beziehungsweise Beschädigungen im Fahrzeug führen kann. Daher ist die erläuterte Drehzahlüberwachung in diesem Fall besonders vorteilhaft.

Die Verarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, eine Diagnosein formation an eine Diagnoseeinrichtung der Vorrichtung oder eine vorrich tungsexterne Diagnoseeinrichtung bereitzustellen, die die Funktionsfähigkeit des oder eines durch den Elektromotor angetriebenen Lüfters betrifft und die von der ermittelten Drehzahl abhängt. Beispielsweise kann die Diagnosein formation davon abhängen, ob die Drehzahl bei einer Bestromung des Elekt romotors einen vorgegebenen Drehzahlgrenzwert überschreitet beziehungs weise ob ein solcher Grenzwert für ein Zeitintervall, das ein Zeitgrenzwert überschreitet, unterschritten wird. Somit kann erkannt werden, ob der Lüfter blockiert ist. Falls dies der Fall ist, kann durch die Diagnoseeinrichtung bei spielsweise ein Warnhinweis an einen Nutzer der Vorrichtung ausgegeben werden, ein Notbetrieb der Vorrichtung genutzt werden, bei dem beispiels weise ein Gleichspannungswandler, Gleichrichter oder Wechselrichter nicht mehr oder mit geänderter Parametrisierung genutzt wird oder Ähnliches. Hierdurch kann beispielsweise eine Überhitzung entsprechender Komponen ten vermieden werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung zeigen die folgenden Aus- führungsbeispiele sowie die zugehörigen Zeichnungen. Hierbei zeigen schematisch:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, nämlich eines Kraftfahrzeugs, die beziehungsweise das dazu eingerichtet ist, ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemä ßen Verfahrens durchzuführen,

Fig. 2 eine Detailansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, und Fig. 3 den zeitlichen Verlauf von im Rahmen des Ausführungsbei spiels des erfindungsgemäßen Verfahrens erfassten Strom messwerten.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 , im konkreten Beispiel ein Kraftfahrzeug, die einen Gleichspannungswandler 2 umfasst, um zwei Fahrzeugnetze 3, 4 mit unterschiedlichen Gleichspannungen miteinander zu verbinden. Beispiels weise kann das Fahrzeugnetz 4 ein 48-Volt-Netz oder ein Hochspannungs- netz sein, das im gezeigten Beispiel eine Batterie 5 und einen Startergenera tor 6 umfasst. Das Fahrzeugnetz 3 kann ein Niederspannungsnetz, bei- spielsweise ein 12-Volt-Netz, sein, das eine weitere Batterie 7 und weitere Niederspannungskomponenten, beispielsweise eine Lichtanlage 8, Fahras sistenzsysteme 9 und ein Multimediasystem 10, umfasst. Aufgrund der Ver bindung der Fahrzeugnetze 3, 4 über den Gleichspannungswandler 2 kann Energie zwischen diesen Fahrzeugnetzen 3, 4 transportiert werden, bei spielsweise um die Batterie 7 über den Startergenerator 6 zu laden bezie hungsweise das Kraftfahrzeug mit Energie der Batterie 7 zu starten, Energie zwischen den Batterien 5, 7 auszutauschen oder Ähnliches.

Obwohl Gleichspannungswandler mittlerweile sehr hohe Effizienten errei chen, ist es typischerweise erforderlich, entsprechende Komponenten 12, also den Gleichspannungswandler 2, aktiv zu kühlen. Hierzu umfasst das Kraftfahrzeug einen Lüfter 11 , der ebenfalls durch den Gleichspannungs wandler 2 gespeist wird. Ein Ausfall bzw. eine Blockade des Lüfters 11 soll erkannt werden, um beispielsweise durch eine entsprechende Anpassung des Betrieb des Gleichspannungswandlers 2 bzw. durch ein vorübergehen des Unterbinden des Energieaustausches zwischen den Fahrzeugnetzen 3, 4 eine Überhitzung in diesem Fall zu vermeiden. Hierzu ist in die zu kühlende Komponente 12 eine Verarbeitungseinrichtung 13 integriert, die die Drehzahl eines in Fig. 1 nicht gezeigten Elektromotors des Lüfters 11 überwacht. Das hierzu genutzte Verfahren und weitere diesbezüglich relevante Komponenten werden im Folgenden detailliert mit Bezug auf die Figuren 2 und 3 erläutert werden.

Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, wird der Elektromotor 14 des Lüf ters 11 über den Gleichspannungswandler 2 versorgt, der somit als Treiber schaltung 15 für den Elektromotor 14 dient. Es ist bekannt, dass entspre chende Gleichspannungswandler 2 bzw. Treiberschaltungen 15 Ausgänge 16 aufweisen können, die eine Spannung bereitstellen, die proportional zu einem durch den Gleichspannungswandler 2 bzw. die Treiberschaltungen 15 bereitgestellten Strom ist. Dies kann beispielsweise durch einen in Serie ge schalteten Shunt-Widerstand erreicht werden, über dem eine entsprechende Spannung abfällt. Bevorzugt wird jedoch ein RC-Glied parallel zu einer akti ven Spule des Gleichspannungswandlers 2 geschaltet, an dessen Konden- sator eine entsprechende Spannung abfällt. Dieses Vorgehen ist prinzipiell im Stand der Technik bekannt und soll daher nicht detailliert erläutert wer den. Ein solches RC-Glied kann in die Treiberschaltung 15 integriert sein oder separat von dieser ausgebildet sein. Durch entsprechende Wahl des Widerstands- bzw. Kapazitätswertes kann erreicht werden, dass die hochfre quenten Schaltfrequenzen des Gleichspannungswandlers 2 gefiltert werden, wobei gleichzeitig Änderungen des Stroms aufgrund der elektronischen Kommutierung des Elektromotors 14, bei der der Stromfluss zum Motor je weils kurz unterbrochen wird, erkannt werden können.

Die Spannungen werden einem Analog-Digital-Wandler 17 zugeführt, um digitale Strom m esswerte zu erfassen. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, wird die Abtastrate des Analog-Digital-Wandlers 17 so gewählt, dass der zeitliche Abstand zwischen der Erfassung zweier aufeinanderfolgender Strommess werte 18, 19 erheblich geringer ist als der Zeitabstand zweier erwarteter Kommutierungen des Elektromotors 14 des Lüfters 11. Hierdurch kann der zeitliche Verlauf 21 der Strom messwerte 18, 19 mit ausreichender Zeitauflö sung erfasst werden, dass erkannt wird, dass der Strom 22 zu den Zeitpunk ten, an den eine Kommutierung erfolgt, im Wesentlichen auf Null fällt.

Um den zeitlichen Verlauf 21 der Strom messwerte 18, 19 auszuwerten und eine Drehzahl bzw. Kommutationsfrequenz des Elektromotors zu ermitteln, werden die Strom messwerte 18, 19 mit einem Grenzwert 23 verglichen, um zu erkennen, welche der Strom messwerte 18, 19 unterhalb des Grenzwerts 23 liegen bzw. zu welchen Zeitpunkten 24 der Strom 22 unter den Grenzwert 23 fällt. Der Zeitabstand 20 zwischen zwei solchen Zeitpunkten 24 kann bei spielsweise dadurch ermittelt werden, dass ein interner Zähler der Verarbei tungseinrichtung 13 jedes Mal bei Unterschreitung des Grenzwertes 23 aus gelesen und zurückgesetzt wird. Somit kann der Zeitabstand 20 zwischen zwei Unterschreitungen des Grenzwertes 23 und somit der Zeitabstand zwi schen zwei Kommutierungen des Elektromotors ermittelt werden. Da be kannt ist, wie viele Kommutierungen des Elektromotors bei jeder Umdrehung des Elektromotors erfolgen, kann aus dem Kehrwert dieses Zeitabstands 20 leicht die Drehzahl des Elektromotors errechnet werden. Die beschriebene Ermittlung der Drehzahl kann beispielsweise durch einen Prozessor 26 der Verarbeitungseinrichtung 13 implementiert werden, der ein in einem Speicher 27 abgelegtes entsprechendes Programm ausführt.

Wie eingangs erläutert, soll die beschriebene Drehzahlerfassung primär dazu dienen, zu erkennen, ob der Lüfter 11 blockiert ist. Die Verarbeitungseinrich tung 13 ist somit insbesondere dazu eingerichtet, zu erkennen, ob eine ermit telte Drehzahl unter einen vorgegebenen Grenzwert fällt bzw. für ein vorge- gebenes Zeitintervall unterhalb dieses Grenzwerts bleibt. Eine diesbezügli che Information kann an eine separate Diagnoseeinrichtung 25 bereitgestellt werden, um eine Onbord-Diagnose in der Vorrichtung 1 , also im Kraftfahr zeug, zu ermöglichen. Dies kann ausschließlich dazu dienen, entsprechende Hinweise beispielsweise an einen Benutzer des Kraftfahrzeugs auszugeben, entsprechende Informationen in einen Fehlerspeicher zu schreiben oder Ähnliches. Es ist jedoch auch möglich, den Betrieb des Gleichspannungs wandlers 2 in Abhängigkeit dieser Diagnoseinformation anzupassen, bei spielsweise einen Energietransfer zwischen den Fahrzeugnetzen 3, 4 einzu schränken oder vollständig zu blockieren, falls erkannt wird, dass der Lüfter 11 blockiert ist oder aus anderen Gründen zu niedrige Drehzahlen erfasst werden.