Titel

Verfahren zur Überwachung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs, eine Steuereinheit, und einen Elektromotor.

Bekannt sind Methoden zur Überwachung von Betriebsparametern von Elektromotoren, beispielsweise für Elektrofahrräder, mittels Sensoren. Üblicherweise können dabei nicht sämtliche relevanten Eigenschaften des Elektromotors, insbesondere, wenn diese von Temperaturen abhängig sind, wie beispielsweise Strangwiderstände des Elektromotors, direkt mittels Sensoren erfasst werden.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 zeichnet sich demgegenüber dadurch aus, dass auf einfache und kostengünstige Weise eine besonders zuverlässige und flexible Überwachung eines Elektromotors durchgeführt werden kann. Insbesondere sind hierfür keine zusätzlichen Sensoren, beispielsweise zusätzlich zu den für den grundlegenden Betrieb des Elektromotors notwendigen Sensoren, erforderlich. Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch ein Verfahren zur Überwachung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs. Die Antriebseinheit weist dabei einen Elektromotor und eine Steuereinheit auf. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

- Betätigen des Elektromotors mit einem Test-Strom in einer nicht- drehmomentbildenden Richtung, und

- Ermitteln von zumindest einem Temperaturschätzwert einer Motortemperatur des Elektromotors mittels eines Temperatur-Beobachters während des Betätigens des Elektromotors mit dem Test-Strom. Das Verfahren wird dabei bei einem Systemstart der Antriebseinheit durchgeführt.

Als Temperatur-Beobachter wird dabei insbesondere ein regelungstechnisches System angesehen, das aus bekannten Eingangsgrößen, und beispielsweise auch Ausgangsgrößen, eines beobachteten Systems nicht messbare Größen rekonstruiert. Mit anderen Worten erfolgt mittels des Temperatur-Beobachters ein Ermitteln von Schätzwerten von nicht messbaren Größen aus Messwerten von messbaren Größen. Beispielsweise wird dabei mittels des Temperatur- Beobachters als Temperaturschätzwert der Motortemperatur ein Schätzwert für eine Wicklungs-Temperatur des Elektromotors, welche der momentanen Temperatur von einer der Wicklungen bzw. Phasen des Elektromotors entspricht, ermittelt. Besonders bevorzugt werden jeweils Wicklungs-Temperaturen für sämtliche Wicklungen bzw. Phasen des Elektromotors ermittelt.

Als Test-Strom in der nicht-drehmomentbildenden Richtung wird ein Betätigungsstrom des Elektromotors, ohne dass eine Drehmomenterzeugung stattfindet, angesehen. Insbesondere wird der Test-Strom derart erzeugt, dass ein Statormagnetfeld parallel zu einem Rotormagnetfeld ausgerichtet ist. Dadurch wird durch das Statormagnetfeld keine Magnetkraft auf den Rotor ausgeübt, welche ein Antriebs-Drehmoment erzeugen würde. Insbesondere wird stattdessen durch den Test-Strom nur eine Magnetkraft auf den Rotor in radialer Richtung bewirkt. Der Test-Strom kann auch als d-Strom oder Id-Strom bezeichnet werden.

Vorzugsweise wird als Test-Strom ein vergleichsweise starker Strom erzeugt. Insbesondere weist der Test-Strom eine Stromstärke von mindestens 10 A, bevorzugt maximal 20 A, auf.

Bevorzugt erfolgt bei dem Verfahren einer Erhöhung des Test-Stroms von 0 A auf 20 A innerhalb von 0,5 Sekunden.

Als Systemstart wird insbesondere eine Startroutine der Antriebseinheit des Fahrzeugs mit Elektromotor und Steuereinheit angesehen, wobei innerhalb dieser Startroutine die Antriebseinheit vollständig in einen Standby-Modus bzw. in Fahrbereitschaft versetzt wird. Bevorzugt wird dabei zumindest der Elektromotor und/oder die Steuereinheit in den Standby-Modus bzw. in Fahrbereitschaft versetzt.

Vorzugsweise weist der Systemstart eine maximale Dauer von 2 Sekunden, besonders bevorzugt maximal 1 Sekunde, auf. Das heißt, das Verfahren wird insbesondere ausschließlich innerhalb dieser Zeitspanne des Systemstarts durchgeführt.

Bevorzugt erfolgt bei dem Verfahren zumindest für einen vorbestimmten Zeitraum das Betätigen des Elektromotors ausschließlich mit dem Test-Strom in der nicht-drehmomentbildenden Richtung, das heißt, ohne dass eine Betätigung mit einem Strom in einer drehmomentbildenden Richtung erfolgt.

Vorteilhafterweise wird das Verfahren im Stillstand des Fahrzeugs durchgeführt.

Das Verfahren bietet somit den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln, insbesondere ohne zusätzliche Sensoren, eine Software-Diagnose des Elektromotors durchgeführt werden kann. Dabei kann der Temperaturschätzwert der Motortemperatur mit hoher Genauigkeit ermittelt werden. Durch das Einprägen des Test-Stroms in der nicht-drehmomentbildenden Richtung kann das Verfahren auf einfache Weise jederzeit durchgeführt werden, beispielsweise auch in einem Stillstand des Fahrzeugs, wie unmittelbar nach dem Systemstart des Elektromotors. Somit kann vorzugsweise vor einem Fahrtantritt eines Elektrofahrrads das Verfahren durchgeführt werden, um den Temperaturschätzwert zu ermitteln. Vorzugsweise können basierend darauf eine Funktionsfähigkeit bzw. Defekte des Elektromotors bestimmt werden.

Insbesondere erfolgt die Durchführung des Verfahrens dabei nur für eine kurze Zeitspanne, vorzugsweise von maximal 200 ms, besonders bevorzugt 100 ms. Dadurch kann beispielsweise ein von einem Fahrer des Fahrzeugs im wesentlichen unbemerkter Systemtest durchgeführt werden.

Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Bevorzugt umfasst das Verfahren ferner den Schritt: Abschätzen von zumindest einem Motorparameter des Elektromotors während des Betätigens des Elektromotors mit dem Test-Strom. Dabei werden als Eingangsgrößen des Temperatur-Beobachters zumindest der abgeschätzte Motorparameter des Elektromotors und zumindest ein vorbekannter Kalibrier-Motorparameter des Elektromotors verwendet. Als vorbekannter Kalibrier-Motorparameter wird ein Motorparameter des Elektromotors angesehen, welcher beispielsweise in einem einmaligen Test-Verfahren, zum Beispiel während der Herstellung des Elektromotors, gemessen wurde, und vorzugsweise abgespeichert ist. Insbesondere kann der Temperatur-Beobachter somit anhand der abgeschätzten momentan vorliegenden Motorparameter den Temperaturschätzwert der Motortemperatur des Elektromotors mit einfachen Mitteln und genau bestimmen.

Besonders bevorzugt erfolgt das Ermitteln des Temperaturschätzwertes der Motortemperatur sensorlos. Das heißt, das Ermitteln des Temperaturschätzwertes erfolgt rein Software-basiert und ohne zusätzliche Hardware, wie beispielsweise einen Temperatursensor. Dadurch kann die Temperaturschätzung besonders einfach und kostengünstig umgesetzt werden.

Vorzugsweise ist die Motortemperatur, für die der Temperaturschätzwert mittels des Temperatur-Beobachters ermittelt wird, eine Statortemperatur des Elektromotors, besonders bevorzugt eine Statorwicklungs-Temperatur des Elektromotors.

Bevorzugt umfasst das Verfahren ferner den Schritt: Erfassen einer Sensortemperatur des Elektromotors mittels eines Temperatursensors gleichzeitig zum Ermitteln der Wicklungs-Temperatur mittels des Temperatur- Beobachters. Die erfasste Sensortemperatur wird dabei als weitere Eingangsgröße des Temperatur-Beobachters verwendet. Insbesondere kann dadurch eine Genauigkeit der mittels des Temperatur-Beobachters ermittelten Wicklungs-Temperatur weiter erhöht werden. Vorzugsweise kann als Temperatursensor ein Hardware-Sensor, wie beispielsweise ein Thermoelement oder ein Thermistor, verwendet werden.

Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner die Schritte:

- Ermitteln einer Beobachter-Sensortemperatur mittels des Temperatur- Beobachters, wobei die Beobachter-Sensortemperatur die Sensortemperatur repräsentiert, - Vergleichen der Sensortemperatur und der ermittelten Beobachter- Sensortemperatur miteinander, und

- Korrigieren des Temperatur-Beobachters basierend auf dem Vergleich der Sensortemperatur und der Beobachter-Sensortemperatur.

Mit anderen Worten wird mittels des Temperatur-Beobachters zusätzlich die Beobachter-Sensortemperatur ermittelt, derart, dass diese einer Temperatur an dem Punkt, an welchem der Temperatursensor die Sensortemperatur misst, entspricht. Durch den Vergleich kann somit ein Schätzfehler des Temperatur- Beobachters ermittelt werden und basierend auf diesem Schätzfehler der Temperatur-Beobachter korrigiert werden. Somit kann eine besonders hohe Genauigkeit des Temperatur-Beobachters bereitgestellt werden.

Bevorzugt wird bei dem Verfahren für jede Wicklung des Elektromotors separat jeweils eine Wicklungs-Temperatur ermittelt. Dadurch können die Temperaturen des Elektromotors besonders präzise überwacht werden. Alternativ bevorzugt wird für sämtliche Wicklungen des Elektromotors gemeinsam eine globale Wicklungs-Temperatur ermittelt. Dadurch kann eine besonders einfache und kostengünstige Durchführung des Verfahrens bereitgestellt werden.

Bevorzugt ist der Elektromotor eine Permanentmagnet-Synchronmaschine (kurz: PMSM). Insbesondere kann der Elektromotor somit zumindest teilweise als bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet sein. Ein derartiger Elektromotor zeichnet sich beispielsweise durch eine hohe Leistung bei geringem Gewicht aus und eignet sich insbesondere für die Verwendung in Elektrofahrrädern.

Besonders bevorzugt umfasst das Verfahren ferner den Schritt: Erfassen der folgenden Parameter des Elektromotors, während des Betätigens des Elektromotors mit dem Test-Strom: eine Winkeländerung eines elektrischen Winkels, eine Test-Spannung in der nicht-drehmomentbildenden Richtung, und den Test-Strom, insbesondere einer Stromstärke des Test-Stroms, in der nicht- drehmomentbildenden Richtung. Dabei erfolgt das Abschätzen der Motorparameter durch Berechnung eines vorbekannten Maschinenmodells des Elektromotors basierend auf einem oder mehreren der folgenden Parameter: erfasste Winkeländerung, erfasste Test-Spannung, und erfasster Test-Strom. Mit anderen Worten werden bei dem Verfahren einfach zu erfassende Größen, nämlich der elektrische Winkel, die Test-Spannung, und der Test-Strom während einer Betätigung des Elektromotors mit dem Test-Strom in der nicht- drehmomentbildenden Richtung erfasst. Anhand dieser Größen werden mittels des Maschinenmodells, welches beispielsweise Eigenschaften des Elektromotors durch für den Elektromotor charakteristische mathematische Gleichungen abbildet, die Motorparameter durch eine entsprechende Berechnung des Maschinenmodells abgeschätzt. Dadurch kann auf einfache und effiziente Weise eine besonders präzise Abschätzung verschiedenster Motorparameter bei dem Systemstart des Elektromotors erfolgen.

Vorzugsweise weist das Maschinenmodell einen Spannungsoffset des Elektromotors als unbekannten Freiheitsgrad auf. Damit kann die Berechnung auf besonders einfache Weise erfolgen, wobei eine hohe Genauigkeit bei der Abschätzung der Motorparameter ermöglicht werden kann.

Besonders bevorzugt wird als Motorparameter mindestens ein Strangwiderstand des Elektromotors abgeschätzt. Vorzugsweise werden sämtliche Strangwiderstände des Elektromotors abgeschätzt. Insbesondere werden als Strangwiderstände jeweilige elektrische Widerstände von unterschiedlichen elektrischen Phasen des Elektromotors angesehen. Die Strangwiderstände sind jeweils von der Temperatur abhängig, sodass für eine genaue Kenntnis von Zuständen des Elektromotors die Temperatur bei der Ermittlung der Strangwiderstände vorteilhafterweise berücksichtigt wird. Das Verfahren erlaubt dabei eine derartige temperaturabhängige Bestimmung der Strangwiderstände, insbesondere da die erfassten Werte, die zur Berechnung des Maschinenmodells verwendet werden, ebenfalls von der Temperatur abhängig sind. Beispielsweise bei einem sternverschalteten Elektromotor liegen dabei insgesamt drei elektrische Phasen und somit insgesamt drei Strangwiderstände vor.

Bevorzugt erfolgt das Abschätzen der Strangwiderstände basierend auf folgenden Gleichungen:

Dabei ist Id der Strom in der nicht-drehmomentbildenden Richtung, und Iq ist der Strom in der drehmomentbildenden Richtung. Vorzugsweise ist Iq bei der Durchführung des Verfahrens gleich Null. Analog ist Lid die Spannung in der nicht-drehmomentbildenden Richtung, und llq die Spannung in der drehmomentbildenden Richtung. Für die Spannung in der nicht- drehmomentbildenden Richtung unter zusätzlicher Berücksichtigung des Spannungsoffsets ΔUd, offset , und wenn lq=0 ist, ergibt sich die Gleichung: ΔUd, offset + Ud = R11 - Id

Für R11 , R12, R21 und R22 gelten die folgenden Gleichungen:

Dabei sind Ra, Rb und Rc die Strangwiderstände des Elektromotors und φ der elektrische Winkel. Daraus ergibt sich die folgende Gleichung basierend auf welcher mittels des Schritts des Abschätzens die Strangwiderstände Ra, Rb und

Rc abgeschätzt werden können:

Bevorzugt kann als elektrischer Winkel ein momentaner Winkel zwischen elektrischen Strömen der unterschiedlichen Phasen des Elektromotors angesehen werden.

Besonders bevorzugt werden als Eingangsgrößen des Temperatur-Beobachters die abgeschätzten Strangwiderstände, vorbekannte Kalibrier-Strangwiderstände und vorbekannte Kalibrier- Wicklungs-Temperaturen des Elektromotors verwendet werden. Beispielsweise können diese Parameter aus einem einmaligen Test-Verfahren, welches zum Beispiel während der Herstellung des Elektromotors durchgeführt wurde, bekannt sein und beispielsweise abgespeichert sein. Damit kann auf einfache Weise eine besonders präzise Ermittlung der Wicklungs-Temperaturen erfolgen.

Besonders bevorzugt erfolgt das Ermitteln der Wicklungs-Temperaturen ϑ mittels folgender Gleichung:

Dabei ist R(ϑ ) der jeweilige abgeschätzte Strangwiderstand, R0(ϑ 0) der Kalibrier- Strangwiderstand, ϑ 0 die Kalibrier- Wicklungs-Temperatur, und aO ein Wärmeübergangskoeffizient eines Materials der Wicklung des Elektromotors. Beispielsweise ist αO der Wärmeübergangskoeffizient von Kupfer, wenn die Wicklung aus Kupfer gebildet ist.

Bevorzugt erfolgt bei dem Verfahren ferner ein Vergleichen der abgeschätzten Strangwiderstände miteinander. Basierend auf dem Vergleich der abgeschätzten Strangwiderstände erfolgt anschließend ein Ermitteln, ob ein Defekt des Elektromotors vorliegt. Insbesondere wird dabei angenommen, dass in fehlerfreiem Zustand sämtliche Strangwiderstände des Elektromotors bei gleicher Temperatur die gleichen Widerstandswerte aufweisen. Somit kann durch das Vergleichen der mittels des Verfahrens präzise abgeschätzten Strangwiderstände, beispielsweise, wenn signifikante Abweichungen von mindestens zwei Strangwiderständen voneinander vorliegen, einfach und zuverlässig auf Defekte des Elektromotors geschlossen werden. Beispielsweise kann bei einem erkannten Defekt ein entsprechender Hinweis an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich kann im Ansprechen auf einen erkannten Defekt ein Betrieb des Elektromotors, beispielsweise eine Stromversorgung mit einem Strom in der drehmomentbildenden Richtung, verhindert werden.

Besonders bevorzugt wird der Elektromotor als defekt erkannt, wenn zumindest zwei Strangwiderstände der mehreren abgeschätzten Strangwiderstände um einen vordefinierten Betrag voneinander abweichen. Mit anderen Worten wird der Elektromotor als defekt ermittelt, wenn mindestens zwei Strangwiderstände sich signifikant voneinander unterscheiden. Da insbesondere bei einem funktionsfähigen bzw. nicht defekten Elektromotor bei gleicher Temperatur im Wesentlichen gleiche Strangwiderstände vorliegen, kann somit auf besonders einfache Weise erkannt werden, ob ein Defekt im Elektromotor vorliegt.

Bevorzugt wird ein elektrisches Kontaktproblem des Elektromotors und/oder ein Teil-Kurzschluss am Elektromotor erkannt, wenn zumindest zwei der abgeschätzten Strangwiderstände um einen Faktor von mindestens 1,5, besonders bevorzugt von mindestens 2, voneinander abweichen. Mit anderen Worten wird ein abgeschätzter Strangwiderstand, der mindestens das 1,5-fache, insbesondere mindestens das 2-fache, eines anderen abgeschätzten Strangwiderstands beträgt, als Hinweis auf einen Defekt in Form eines elektrischen Kontaktproblems und/oder eines Teil-Kurzschlusses angesehen. Beispielsweise kann ein elektrisches Kontaktproblem durch einen nicht ordnungsgemäß verbundenen Stecker zur Stromversorgung des Elektromotors auftreten. Durch das Verfahren kann dies besonders einfach und zuverlässig erkannt werden.

Weiter bevorzugt wird das Verfahren zusätzlich zum Systemstart des Elektromotors auch während eines Fährbetriebs des Fahrzeugs durchgeführt. Dadurch kann auch während des Fährbetriebs eine einfache und zuverlässige Überwachung des Elektromotors erfolgen.

Bevorzugt wird das Verfahren während des Fährbetriebs nur durchgeführt, wenn eine Drehzahl des Elektromotors kleiner oder gleich einer vorbestimmten Test- Drehzahl ist. Vorzugsweise beträgt die Test-Drehzahl maximal 50 %, insbesondere maximal 20 %, einer Maximaldrehzahl des Elektromotors. Insbesondere kann dadurch der Fährbetriebs des Fahrzeugs durch die Ausführung des Verfahrens nur möglichst geringfügig eingeschränkt werden.

Bevorzugt wird das Verfahren wiederholt in regelmäßigen zeitlichen Abständen während des Fährbetriebs des Fahrzeugs durchgeführt, vorzugsweise sofern die im vorherigen Absatz genannte Bedingung erfüllt ist. Dadurch kann eine regelmäßige Überwachung des Elektromotors bereitgestellt werden, um dessen Eigenschaften und/oder Defekte besonders zuverlässig ermitteln zu können.

Besonders bevorzugt wird das Abschätzen der Strangwiderstände durch Berechnen des vorbekannten Maschinenmodells, insbesondere der oben beschriebenen mathematischen Gleichungen, mittels eines schnellen DSFI- Algorithmus (auch Fast-DSFI-Algorithmus) durchgeführt. Dadurch kann eine besonders hohe Genauigkeit der ermittelten Strangwiderstände bereitgestellt werden. Weiter bevorzugt umfasst das Verfahren ferner die Schritte:

- Erfassen eines Betätigungsstroms, mittels welchem der Elektromotor, insbesondere während eines Betriebs des Fahrzeugs, betätigt wird, und

- Ermitteln einer Wicklungsverlustleistung des Elektromotors basierend auf den abgeschätzten Strangwiderständen und zusätzlich basierend auf dem ermittelten Betätigungsstrom. Insbesondere kann das Ermitteln der Wicklungsverlustleistung P _loss basierend auf der folgenden Gleichung erfolgen:

P _loss = R(ϑ ) • I _phase 2 mit dem abgeschätzten Strangwiderstand R(ϑ ) und dem Betätigungsstrom I _phase - Dadurch kann eine weitere Eigenschaft des Elektromotors mit einfachen Mitteln und präzise überwacht werden.

Bevorzugt wird die ermittelte Wicklungsverlustleistung verwendet, um die Schätzgüte des Temperatur-Beobachters weiter zu verbessern. Beispielsweise kann die ermittelte Wicklungsverlustleistung dabei als zusätzliche Eingangsgröße des Temperatur-Beobachters verwendet werden. Insbesondere wirkt die Wicklungsverlustleistung dabei als Wärmestrom, der das Temperaturmodell anregt. Dadurch kann eine besonders hohe Genauigkeit des Temperatur- Beobachters ermöglicht werden.

Weiterhin führt die Erfindung zu einer Steuereinheit eines Elektromotors. Die Steuereinheit ist dabei eingerichtet, den Elektromotor zu betätigen, insbesondere um den Elektromotor mit einem Strom in einer drehmomentbildenden Richtung und in einer nicht-drehmomentbildenden Richtung zu versorgen. Bevorzugt wird der Strom von einem elektrischen Energiespeicher bereitgestellt. Die Steuereinheit ist dabei eingerichtet zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens.

Ferner betrifft die Erfindung einen Elektromotor, der die beschriebene Steuereinheit umfasst. Vorzugsweise ist der Elektromotor vorgesehen zum Einsatz in einem Fahrzeug, besonders bevorzugt in einem Elektrofahrrad.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren beschrieben. In den Figuren sind funktional gleiche Bauteile jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei zeigt:

Figur 1 eine schematische Ansicht eines Elektrofahrrads bei welchem ein Verfahren gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung durchgeführt wird, und

Figur 2 eine stark vereinfachte schematische Ansicht der Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Figur 1 zeigt eine vereinfachte schematische Ansicht eines Elektrofahrrads 10. Das Elektrofahrrad 10 umfasst ein Antriebssystem 1, welches einen Elektromotor 2 aufweist. Der Elektromotor 2 ist im Bereich eines Tretlagers 7 des Elektrofahrrads 10 angeordnet, und vorgesehen, um eine mittels Pedalen 4 aufgebrachte manuelle Tretkraft eines Fahrers des Elektrofahrrads 10 durch ein elektromotorisch erzeugtes Drehmoment zu unterstützen.

Ferner umfasst das Antriebssystem 1 einen elektrischen Energiespeicher 3, mittels welchem der Elektromotor 2 mit elektrischer Energie versorgbar ist. In den Elektromotor 2 ist außerdem eine Steuereinheit integriert.

Die Steuereinheit ist dabei eingerichtet, ein Verfahren 20 zur Überwachung des Elektromotors 2 durchzuführen. Mittels des Verfahrens 20 können Strangwiderstände der elektrischen Wicklungen des Elektromotors 2 ermittelt werden. Zudem kann eine Temperaturüberwachung des Elektromotors 2 mittels des Verfahrens 20 durchgeführt werden.

Der Ablauf des Verfahrens 20 ist stark vereinfacht schematisch in der Figur 2 dargestellt.

Das Verfahren 20 wird bei einem Systemstart des Elektromotors 2 durchgeführt, bevorzugt im Stillstand des Elektrofahrrads 10. Zusätzlich kann das Verfahren 20 wiederholt in regelmäßigen zeitlichen Abständen während eines Fährbetriebs des Elektrofahrrads 10 durchgeführt werden, wobei das Verfahren 20 in diesem Fall nur bei niedrigen Drehzahlen des Elektromotors 2 durchführbar ist.

Bei dem Verfahren 20 erfolgt zunächst ein Betätigen 21 des Elektromotors 2 mit einem Test-Strom in einer nicht-drehmomentbildenden Richtung, das heißt derart, dass kein Drehmoment erzeugt wird. Während des Betätigens 21 erfolgt ein Erfassen 22 einer Winkeländerung eines elektrischen Winkels, einer Test- Spannung in der nicht-drehmomentbildenden Richtung, und des Test-Stroms in der nicht-drehmomentbildenden Richtung.

Basierend auf den beim Erfassen 22 erfassten Werten erfolgt anschließend ein Abschätzen 23 sämtlicher einzelner Strangwiderstände des Elektromotors 2. Das Abschätzen 23 wird durch eine Berechnung eines vorbekannten Maschinenmodells des Elektromotors 2 mittels eines schnellen DSFI-Algorithmus durchgeführt. Das Maschinenmodell ist dabei so ausgebildet, dass dieses einen Spannungsoffset des Elektromotors 2 als unbekannten Freiheitsgrad aufweist.

Durch das Verfahren 20 können somit auf einfache und kostengünstige Weise, insbesondere ohne dass zusätzliche Sensoren erforderlich sind, die momentanen Strangwiderstände des Elektromotors 2 abgeschätzt werden.

Anhand der abgeschätzten Strangwiderstände erfolgt anschließend ein Ermitteln 25, ob ein Defekt des Elektromotors 2 vorliegt. Dies wird basierend auf einem Vergleichen 24 der abgeschätzten Strangwiderstände miteinander durchgeführt. Sofern das Vergleichen 24 ergibt, dass zumindest zwei der abgeschätzten Strangwiderstände sich um einen Faktor von 2 oder mehr unterscheiden, das heißt, wenn einer der beiden verglichenen Strangwiderstände mindestens doppelt so groß ist wie der andere, wird der Elektromotor 2 bei dem Ermitteln 25 als „defekt“ erkannt. Im Detail kann hierdurch auf ein elektrisches Kontaktproblem des Elektromotors 2 und/oder auf einen Teil-Kurzschluss am Elektromotor 2 geschlossen werden.

Weiterhin umfasst das Verfahren den Schritt eines Ermittelns 26 einer Wicklungs-Temperatur des Elektromotors 2. Bevorzugt wird das Ermitteln 26 gleichzeitig zum oder unmittelbar nach dem Schritt 23 durchgeführt. Das Ermitteln 26 der Wicklungs-Temperatur erfolgt dabei mittels eines Temperatur-Beobachters, der als Eingangsgrößen die durch das Abschätzen 23 abgeschätzten Strangwiderstände, sowie vorbekannte Kalibrier- Strangwiderstände und eine vorbekannte Kalibrier-Wicklungs-Temperatur des Elektromotors 2 verwendet. Die Kalibrier-Strangwiderstände und die Kalibrier- Wicklungs-Temperatur sind vorzugsweise vorbekannte Parameter, welche beispielsweise bei einem Herstellungsverfahren des Elektromotors 2, zum Beispiel am sogenannten Bandende, ermittelt wurden.

Zur Optimierung des Temperatur-Beobachters erfolgt gleichzeitig zum Ermitteln 26 ein Erfassen 27 einer Sensortemperatur mittels eines Temperatursensors, der beispielsweise eine Temperatur innerhalb des Elektromotors 2 erfasst. Gleichzeitig erfolgt ein Ermitteln 28 einer Beobachter-Sensortemperatur mittels des Temperatur-Beobachters, also im Schritt 26, derart, dass die Beobachter- Sensortemperatur die Sensortemperatur des Temperatursensors repräsentiert. Anschließend erfolgt ein Vergleichen 29 der erfassten Sensortemperatur und der ermittelten Beobachter-Sensortemperatur miteinander. Basierend auf diesem Vergleichen 29 erfolgt ein Korrigieren 30 des Temperatur-Beobachters, insbesondere im Schritt 26, um die Ergebnisse des Temperatur-Beobachters zu verbessern.

Weiterhin kann das Verfahren 20, bevorzugt während eines Fährbetriebs des Elektrofahrrads 10, die Schritte 31 und 32 umfassen. Im Schritt 31 erfolgt ein Erfassen 31 eines Betätigungsstroms, insbesondere in einer, drehmomentbildenden Richtung, mittels welchem der Elektromotor 2 betätigt wird. Gleichzeitig erfolgt ein Ermitteln 42 einer Wicklungsverlustleistung des Elektromotors 2 basierend auf den im Schritt 23 abgeschätzten Strangwiderständen und zusätzlich basierend auf dem ermittelten Betätigungsstrom.

Vorzugsweise kann die im Schritt 32 ermittelte Wicklungsverlustleistung ebenfalls als Eingangsgröße des Temperatur-Beobachters verwendet werden, um die Genauigkeit des Temperatur-Beobachters weiter zu verbessern. Die Wicklungsverlustleistung regt den Temperatur-Beobachter dabei in Form eines Wärmestroms an.