DE102005029816A1 - Ansteuersystem für eine permanenterregte elektrische Maschine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ansteuersystem für eine permanenterregte elektrische Maschine, wobei jeder Phase der elektrischen Maschine eine Halbbrückenanordnung mit einem ersten und einem zweiten Schaltelement zur Stromversorgung über einen Zwischenkreis zugeordnet ist, wobei wenigstens eine Ansteuereinheit zur Ansteuerung der Schaltelemente vorgesehen ist, wobei ein Schaltwerk vorgesehen ist, welches eine Schutzschaltung für wenigstens eine der permanenterregten Maschine zugeordnete Halbbrückenanordnung aufweist. Die Schutzschaltung speichert beim Auftreten eines Fehlersignals die Ansteuersignale für die Schaltelemente nach der bereits erfolgten Reaktion auf das Fehlersignal in einem Speicherelement.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Ansteuersystem für eine permanenterregte elektrische Maschine. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Ansteuereinheit für ein Schaltelement einer Halbbrückenanordnung zur Stromversorgung einer elektrischen Maschine.
  • Permanenterregte elektrische Maschinen werden beispielsweise als Fahrzeugantriebsmotoren eingesetzt, die bei Hybridantriebsystemen elektrische Energie aus einem durch eine Brennkraftmaschine angetriebenen Generator oder bei vollelektrisch betriebenen Fahrzeugen elektrische Energie aus einer sogenannten Traktionsbatterie empfangen. Bei permanenterregten elektrischen Maschinen besteht aufgrund ihres Aufbaus das grundsätzliche Problem, dass wegen der im Betrieb auftretenden Relativbewegung zwischen den Ankerwicklungen und den Permanentmagneten eine als Polradspannung bekannte Gegenspannung in die Ankerwicklungen induziert wird. Diese induzierte Spannung steigt mit zunehmender Drehzahl soweit an, bis sie im Bereich der Versorgungsspannung der elektrischen Maschine liegt. Treten bei derartigen Antriebssystemen mit permanenterregten elektrischen Maschinen Fehler auf, wie z.B. der Ausfall einer Ansteuerelektronik für die Vornahme einer Feldschwächung oder ein Wicklungsschluss, so führt dies insbesondere bei hohen Drehzahlen zu einem erheblichen Bremsmoment, welches bei einer Rückspeisung von elektrischer Energie von der elektrischen Maschine in die Energieversorgung, beispielsweise eine über einen Stromrichter und einen Zwischen kreis angeschlossene Batterie, erzeugt wird. Dadurch kann es zu Beschädigungen von Batterie und Stromrichter bzw. von Bauteilen des Stromrichters, insbesondere Halbleiterbauelementen kommen.
  • Um eine derartige Gefährdung zu vermeiden, wird in der DE 198 25 576 A1 mittels einer Ansteueranordnung eines Ansteuersystems ein Kurzschluss bei jedem Strang bzw. bei jeder Phase der elektrischen Maschine erzeugt, wenn durch eine Betriebszustandserfassungsanordnung in dem Ansteuersystem und/oder der elektrischen Maschine das Vorliegen wenigstens eines vorbestimmten Betriebszustands erfasst wird. Ein vorbestimmter Betriebszustand kann beispielsweise ein fehlerhafter Sensor, ein Kurzschlussfehler, insbesondere im Bereich des Motors, ein Abfall oder Ausfall der Motorversorgungsspannung oder das Ansteigen einer Zwischenkreisspannung über einen vorbestimmten Grenzwert sein. Das Ansteuersystem umfasst für jeden Strang bzw. jede Phase der elektrischen Maschine eine Halbbrückenanordnung, einen jede Halbbrückenanordnung mit einer Versorgungsspannungsquelle verbindenden Zwischenkreis und eine Ansteueranordnung zur Ansteuerung jeder Halbbrückenanordnung. Jede Halbbrückenanordnung kann ein erstes Schaltelement zum wahlweisen Verbinden des zugeordneten Strangs bzw. der zugeordneten Phase der elektrischen Maschine mit dem Potential einer ersten Polarität sowie ein zweites Schaltelement zum wahlweisen Verbinden des zugeordneten Strangs bzw. der zugeordneten Phase mit einer zweiten Polarität aufweisen. Ein Kurzschluss bei jedem Strang bzw. bei jeder Phase der elektrischen Maschine wird dann erzeugt, indem das erste Schaltelement jeder Halbbrückenanordnung leitend geschaltet wird und/oder das zweite Element jeder Halbbrückenanordnung leitend geschaltet wird. Wenn aufgrund eines defekten Schaltelementes, das beispielsweise nicht mehr leitet oder nicht mehr sperrt, die gewünschte Kurzschlusswirkung nicht eintritt, kann der Kurzschluss durch die jeweils komplementären Schaltelemente bewirkt werden.
  • Die DE 102 05 963 A1 betrifft ein Verfahren und ein Ansteuersystem zum Ansteuern einer permanenterregten elektrischen Maschine. Dabei werden die einzelnen Schaltelemente der Halbbrückenanordnungen überwacht. Ob bei einem Fehlerzustand ein Kurzschluss der elektrischen Maschine durch Ansteuern der ersten Schaltelemente oder der zweiten Schaltelemente jeder Halbbrückenanordnung erfolgt, hängt von einer Messgröße der überwachten Schaltelemente ab. Somit werden die Maßnahmen zur Vermeidung einer Gefährdung von Komponenten und Personen, nämlich der Kurzschluss der elektrischen Maschine, schnell und zielgerichtet eingeleitet. Überschreitet die Messgröße eines Schaltelements den Schwellwert, so wird auf einen Fehler geschlossen, der Auswirkungen auf den Zweig der Halbbrückenanordnung hat, in welcher das Schaltelement, welches die Messgröße generiert bzw. an dem die Messgröße gemessen wird, nicht angeordnet ist und die komplementären Schaltelemente werden von der Ansteuereinheit angesteuert bzw. leitend geschaltet, um einen Kurzschluss der elektrischen Maschine zu bewirken. Des weiteren ist ein Schaltwerk prinzipmäßig beschrieben, welches den letzten Einschaltzustand speichert, um festzustellen, welches der beiden Schaltelemente bzw. Transistoren einer Halbbrückenanordnung den Fehler verursacht hat. Dabei wird auch von der Vermutung ausgegangen, dass bei Auftreten eines Fehlersignals, insbesondere eines Fehlersignals der Kollektor-Emitterspannung (Uce bzw. Vce) nicht der jenige Transistor defekt ist, welcher den Fehler meldet, sondern der gegenüberliegende Transistor.
  • Vorliegend wird davon ausgegangen, dass bei einem Auftreten eines Fehlersignals bereits der defekte Transistor identifiziert ist.
  • Das Steuergerät liefert für die Ansteuereinheiten bzw. Treiberstufen (sogenannte Gate-Drives) der jeweiligen Schaltelemente bzw. Transistoren für die drei Phasen der elektrischen Maschine als Stellgröße Phasenpotentiale (Potentialwechselbefehle) welche für die Treiberstufen entsprechend umgerechnet werden, wobei eventuell auftretende Fehlersignale berücksichtigt werden. Es könnte nun nachteiligerweise dazu kommen, dass ein Fehlersignal als Reaktion ein Ansteuersignal (Gatesignal) für die Treiberstufe auslöst, nach dessen Ausgabe das Fehlersignal wieder verschwindet bzw. ausbleibt, z.B. durch einen Kurzschluss als Schutzmaßnahme. Danach würde dann wieder das dem fehlerfreien Betrieb entsprechende Ansteuersignal ausgegeben, jedoch würde der Fehler erneut auftreten, da die Fehlersituation immer noch vorliegt, so dass eine Oszillation auftreten würde.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ansteuersystem und eine Ansteuereinheit der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik vermeiden, insbesondere die Sicherheit von Komponenten und Personen verbessern und das Auftreten von Oszillationen bei Fehlersituationen wirksam verhindern.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Ansteuersystem für eine permanenterregte elektrische Maschine gelöst, wobei jeder Phase der elektrischen Maschine eine Halbbrückenanordnung mit einem ersten und einem zweiten Schaltelement zur Stromversorgung über einen Zwischenkreis zugeordnet ist, wobei wenigstens eine Ansteuereinheit zur Ansteuerung der Schaltelemente vorgesehen ist, wobei ein Schaltwerk vorgesehen ist, welches eine Schutzschaltung für wenigstens eine der permanenterregten Maschine zugeordnete Halbbrückenanordnung aufweist und wobei die Schutzschaltung beim Auftreten eines Fehlersignals die Ansteuersignale für die Schaltelemente nach der bereits erfolgten Reaktion auf das Fehlersignal in einem Speicherelement speichert.
  • Durch diese Maßnahmen wird in einfacher und vorteilhafter Weise eine Oszillation bei Auftreten eines Fehlersignals vermieden, da der Fehler festgehalten und die Fehlerbedingung bzw. das Ansteuersignal gespeichert wird. Ein ständiges Hin- und Herspringen zwischen Fehlerzustand und Normalbetrieb wird wirksam verhindert.
  • Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass beim ersten Auftreten des Fehlersignals die Ansteuersignale mit einer Verzögerung, z.B. von 100 ns, gespeichert werden.
  • Dadurch wird sichergestellt, dass die Schaltung bereits auf das Fehlersignal reagiert hat und das Ansteuersignal als Reaktion auf das Fehlersignal in dem Speicherelement gespeichert wird. Die Verzögerungszeit sollte derart gewählt werden, dass sichergestellt ist, dass der Fehler sowohl dynamisch als auch in der Logik bereits umgesetzt ist.
  • Vorteilhaft ist es, wenn das Speicherelement in der Ansteuereinheit bzw. in der Treiberstufe des jeweiligen Schaltelements, angeordnet ist.
  • In vorteilhafter Weise ist das Speicherelement als Flip-Flop, insbesondere als D-Latch, ausgebildet.
  • In Anspruch 5 ist eine Ansteuereinheit für ein Schaltelement einer Halbbrückenanordnung zur Stromversorgung einer permanenterregten elektrischen Maschine über einen Zwischenkreis mit einem Speicherelement angegeben, welche derart konfigurierbar ist, dass entweder bei einem Auftreten eines Fehlersignals das Ansteuersignal für das Schaltelement nach der bereits erfolgten Reaktion auf das Fehlersignal in dem Speicherelement gespeichert wird oder eine Abschaltung des Schaltelements erfolgt.
  • In vorteilhafter Weise kann eine derartige konfigurierbare Ansteuereinheit bzw. Treiberstufe für ein Schaltelement sowohl bei einer permanenterregten elektrischen Maschine als auch bei einer asynchronen Maschine verwendet werden, in dem beispielsweise über einen Jumper konfiguriert wird, ob das Ansteuersignal für das Schaltelement bei permanenterregten Maschinen nach der bereits erfolgten Reaktion auf das Fehlersignal in dem Speicherelement gespeichert wird oder bei asynchronen Maschinen eine einfache Abschaltung des Schaltelements erfolgt.
  • Nachfolgend ist anhand der Zeichnung prinzipmäßig ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
  • Dabei zeigen:
  • 1 eine schematische Schaltungsskizze eines Leistungsteils eines erfindungsgemäßen Ansteuersystems in Verbindung mit einer permanenterregten elektrischen Maschine;
  • 2 ein prinzipmäßiges Schema eines Schaltwerks mit Ansteuereinheiten für Schaltelemente eines erfindungsgemäßen Ansteuersystems;
  • 3 eine schematische Schaltungsskizze eines Schaltwerks mit einer Schutzschaltung zur Ansteuerung eines ersten Schaltelements;
  • 4 eine vereinfachte schematische Schaltungsskizze eines Schaltwerks mit einer Schutzschaltung zur Ansteuerung eines zweiten Schaltelements;
  • 5 eine schematische Darstellung einer redundanten Steuerspannungsversorgung für die Ansteuereinheiten aus 2.
  • 1 zeigt eine Schaltungsskizze eines Leistungsteils eines erfindungsgemäßen Ansteuersystems in Verbindung mit einer permanenterregten elektrischen Maschine 1, beispielsweise einer Synchronmaschine oder einer Transversalflussmaschine. Das nicht näher bezeichnete Leistungsteil des Ansteuersystems weist drei Halbbrückenanordnungen 2, 2', 2" auf, wobei jede der Halbbrücken bzw. Halbbrückenanordnungen 2, 2', 2" eine der Phasen Ph1, Ph2, Ph3 (siehe z.B. 2) der elektrischen Maschine 1 über nicht näher bezeichnete Leitungen zugeordnet ist. Das Leistungsteil kann als Umrichter bzw. als Stromrichter ausgebildet sein und erfüllt in bekannter Weise die Funktion der Weiterschaltung des Strombelags in der elektrischen Maschine 1 (Kommutierung) und vorzugsweise der Einstellung der Höhe des Maschinenstroms durch rasches Ein- und Ausschalten von Schaltelementen des Leistungsteils. Die Halbbrückenanordnungen 2, 2', 2" werden über einen Zwischenkreis 3, der ein Potential einer ersten, vorzugsweise positiven Polarität (+) und ein Potential einer zweiten, vorzugsweise negativen Polarität (-) aufweist, mit elektrischer Energie von einer nicht dargestellten Spannungsquelle und/oder Stromquelle versorgt. Als Spannungsquelle kann beispielsweise eine Traktionsbatterie oder auch ein durch einen Verbrennungsmotor angetriebener Generator eingesetzt werden.
  • Jede Halbbrückenanordnung 2, 2', 2" weist in der dargestellten Ausführungsform ein erstes Schaltelement T1, T2, T3 und ein zweites Schaltelement T4, T5, T6 auf, welche in Serie zueinander geschaltet sind. Die ersten Schaltelemente T1, T2, T3 bilden vorliegend eine obere Kommutierungsgruppe Up, während die zweiten Schaltelemente T4, T5, T6 eine untere Kommutierungsgruppe Lo bilden. Als Schaltelemente T1 bis T6 werden bevorzugterweise Leistungshalbleiter, wie IGBTs, MOSFET und/oder Tyristoren, wie beispielsweise GTOs (Gate Turn-Off Tyristor), eingesetzt. Es können auch Relais eingesetzt werden. Die in 1 nicht dargestellten Phasen Ph1, Ph2, Ph3 der elektrischen Maschine 1 werden üblicherweise zwischen den ersten Schaltelementen T1, T2, T3 und den zweiten Schaltelementen T4, T5, T6 mittels Leitungen angeschlossen. Den Schaltelementen T1 bis T6 sind nicht näher bezeichnete Dioden, sogenannte Freilaufdioden bzw. Rückstromdioden, zugeordnet, die in üblicher Weise antiparallel zu den Schaltelementen T1 bis T6 angeordnet sind. Unter antiparallel versteht man, dass die Stromdurchflussrichtung der Dioden entgegenge setzt der bevorzugten Stromdurchflussrichtung der Schaltelemente T1 bis T6 ist. Jedes der Schaltelemente T1 bis T6 wird vorliegend über eine eigene Ansteuereinheit bzw. Treiberstufe (Gate-Drive) des Ansteuersystems angesteuert. Die Ansteuereinheiten sind vorzugsweise in einem Steuergerät angeordnet. Die Ansteuerung erfolgt üblicherweise mit pulsweitenmodulierten Taktungssignalen, wobei über die Pulsweite die Strom- und/oder Drehzahlregelung der elektrischen Maschine 1 erfolgen kann.
  • 2 zeigt ein Schaltwerk 4 eines erfindungsgemäßen Ansteuersystems, welches zwischen eine nicht dargestellte Steuerplatine, welche insbesondere mit einem Mikroprozessor oder dergleichen versehen ist, und Ansteuereinheiten G1, G2, G3 für die Schaltelemente T1, T2, T3 geschaltet ist. Das Schaltwerk 4 wird über eine nicht näher dargestellte Spannungsquelle gespeist. Als Eingänge erhält das Schaltwerk Phasenpotentiale als Stellgröße (Potentialwechselbefehle) Ph1, Ph2, Ph3 von der nicht dargestellten Steuerplatine, ein logisch invertiertes externes Fehlersignal Failure und von den Ansteuereinheiten G1, G2, G3 ein Fehler- bzw. Statussignal der angesteuerten Schaltelemente T1, T2, T3. In 2 sind exemplarisch nur drei Ansteuereinheiten G1, G2, G3 für die Schaltelemente T1, T2, T3 dargestellt. Die weiteren drei Ansteuereinheiten für die Schaltelemente T4 bis T6 sind nicht dargestellt (Ansteuereinheit G4 siehe 3 und 4). Als Ausgänge weist das Schaltwerk 4 die Ansteuersignale Gatesignal für die Ansteuereinheiten G1, G2, G3, deren Versorgungsleitungen Power und ein Statussignal Status für die Steuerplatine (control board) auf.
  • Alternativ können auch Leistungsteile mit mehr als zwei Schaltelementen je Halbbrückenanordnung 2, 2', 2", beispielweise vier Schaltelemente oder mehr, eingesetzt werden.
  • Die Ansteuereinheiten G1, G2, G3 weisen nicht dargestellte Mittel zur Erfassung wenigstens eines Betriebszustands des Ansteuersystems auf. Weiterhin sind nicht dargestellte Mittel zur Erfassung wenigstens eines Betriebszustands der permanenterregten elektrischen Maschine 1 vorgesehen. Insbesondere weisen die Ansteuereinheiten nicht dargestellte Mittel zur Erfassung einer Messgröße der Schaltelemente T1 bis T6 auf. Das heißt eine messbare Größe der Schaltelemente T1 bis T6 wird mit Hilfe der jeweiligen zugehörigen Ansteuereinheiten überwacht. Werden als Schaltelemente T1 bis T6 wie vorliegend Transistoren eingesetzt, so wird als Messgröße vorzugsweise die Kollektor-Emitter-Spannung Vce verwendet. Diese wird als Statusmeldung Status(Vce) der Ansteuereinheiten G1, G2, G3 (2) an das Schaltwerk 4 übergeben.
  • 3 zeigt einen vereinfachten Teil des Schaltwerks 4 des erfindungsgemäßen Ansteuersystems mit einer nicht näher bezeichneten Schutzschaltung für die Ansteuereinheit G4 bzw. den Transistor T4. Ein gestrichelt. umrahmter Schaltungsbereich 100 ist für alle drei Phasen Ph1, Ph2, Ph3 gleich. Die Schaltungslogik gemäß 3 stellt für die Ansteuereinheit G4 bzw. für den Transistor T4 der unteren Kommutierungsgruppe Lo ein Ansteuersignal bereit. Der gestrichelt umrahmte Schaltungsbereich 100 wird nur einmal aufgebaut. Er kann für den gesamten Umrichter gemeinsam genutzt werden. Ein Oder-Gatter 10 erhält als Eingangssignale das zuvor invertierte Phasensignal Ph1 sowie ein Fehlersignal der oberen Kommutierungsgruppe UpVce und ein externes Fehlersignal Failure, wonach als Ausgangssignal Ph1 ∨ UpVce ∨ Failure an ein Und-Gatter 11 geliefert wird, welches zusätzlich ein invertiertes Fehlersignal LoVce der unteren Kommutierungsgruppe als Eingangssignal erhält. Der Ausgang des Und-Gatters 11 wird auf ein D-Latch 12 zur Speicherung weitergeleitet, welches das Ansteuersignal Gatesignal für den Transistor T4 an die Ansteuereinheit G4 liefert. Die Ansteuereinheiten G1 und G4 sind aus Sicherheitsgründen mit einer Potentialtrennung versehen. In dem Schaltungsteil 100 sind zwei Oder-Gatter 13a, 13b vorgesehen. Das Oder-Gatter 13a erhält als Eingangssignal die Fehler- bzw. Statussignalleitungen der Schaltelemente T1, T2, T3 der oberen Kommutierungsgruppe Vce-Fault 1 bis Vce-Fault 3 (Fehlersignal obere Kommutierungsgruppe UpVce) und ein externes Fehlersignal Failure, welches zuvor über einen Pull-Down-Widerstand erhalten und invertiert wurde, als Eingangssignale und liefert am Ausgang als Ergebnis (UpVce ∨ Failure) an das Oder-Gatter 10 und an ein weiteres Oder-Gatter 14. Das Oder-Gatter 13b erhält die Fehler- bzw. Statussignale der Ansteuereinheiten der unteren Kommutierungsgruppe Vce-Fault 4 bis Vce-Fault 6 als Eingänge und liefert das Ergebnis LoVce sowohl invertiert an das Und-Gatter 11 als auch direkt an das Oder-Gatter 14. Das Oder-Gatter 14 erhält sein eigenes Ergebnis als Eingang, um das Auftreten eines Fehlersignals festzuhalten. Des weiteren ist eine Verzögerung der Speicherung in dem Speicherelement bzw. D-Latch 12 von τ = 100 Nanosekunden vorgesehen, um sicherzustellen, dass bereits auf das Fehlersignal, welches sowohl ein externer Fehler Failure (z.B. Überspannung im Zwischenkreis, Übertemperatur, oder dergleichen) als auch ein Fehlersignal (z.B. Überspannung) der oberen oder unteren Kommutierungsgruppen UpVce, LoVce sein kann, reagiert wurde. Wie aus 3 weiter ersichtlich, speichert die Schutzschaltung bei Auftreten eines Fehlersignals Vce-Fault 1 bis Vce-Fault 6, Failure das Ansteuersignal Gatesignal für das Schaltelement T4 nach der bereits erfolgten Reaktion auf das Fehlersignal Vce-Fault 1 bis Vce-Fault 6, Failure in dem D-Latch 12. Die Ansteuereinheit G4 liefert (wie die übrigen Ansteuereinheiten) als Ausgangssignal den Fehlerstatus bzw. das Fehlersignal Vce-Fault 4.
  • Entsprechend ergibt sich aus 4 die Skizze des Schaltwerks zur Ansteuerung der Ansteuereinheit G1 bzw. des Transistors T1. Dabei ist ein Und-Gatter 15 vorgesehen, welches als Eingangssignal das Phasensignal Ph1 und das invertierte externe Fehlersignal Failure erhält und das Ergebnis Ph1 ∧ Failure an ein Oder-Gatter 10' liefert, welches als zusätzlichen Eingang das Fehlersignal LoVce der unteren Kommutierungsgruppe, nämlich die Fehlersignale Vce-Fault 4 bis Vce-Fault 6 erhält und das Ergebnis Ph1 ∧ Failure ∨ LoVce an das Und-Gatter 11' weiterleitet, welches als zusätzlichen. Eingang das invertierte Fehlersignal der oberen Kommutierungsgruppe UpVce erhält und das Ergebnis an das D-Latch 12 liefert, welches das Ansteuersignal an die Ansteuereinheit G1 liefert. Die Signale LoVce, UpVce und kein Fehler werden aus dem Schaltungsteil 100 (siehe 3), welcher für alle Transistoren T1 bis T6 verwendet werden kann, geliefert. Dabei wird das Signal LoVce direkt an dem Oder-Gatter 13b abgegriffen. Für den Erhalt des Signals UpVce ist ein Invertierglied und ein zusätzliches nicht dargestelltes Oder-Gatter vorzusehen. Welches UpVce liefert, da das Oder-Gatter 13a bereits als Ergebnis UpVce ∨ Failure liefert. Für die Transistoren T3, T6 bzw. T2, T5 ergeben sich die Schaltkreise analog zu den in den 3, 4 dargestellten Schaltungsskizzen für die Transistoren T1, T4.
  • Die booleschen Gleichungen, nach denen die Steuersignale gebildet werden, lauten:
    Gatesignal für G4 = (Ph1 ∨ Failure ∨ UpVce) ∧ LoVce für T4 als Ergebnis am Ausgang des Und-Gatters 11 und
    Gatesignal für G1 = (Ph1 ∧ Failure ∨ LoVce) ∧ UpVce für T1 als Ergebnis am Ausgang des Und-Gatters 11'.
  • Nachstehend ist eine Wahrheitstabelle für die Schaltwerke aus den 3 und 4 dargestellt.
  • Figure 00110001
  • Figure 00120001
  • Des weiteren kann das D-Latch 12 auch direkt in nicht dargestellten Ansteuereinheiten untergebracht sein. Somit ist es denkbar, eine Ansteuereinheit für ein Schaltelement T1 bis T6 einer Halbbrückenanordnung zur Stromversorgung einer elektrischen Maschine 1 über einen Zwischenkreis 3 mit einem Speicherelement 12 zu schaffen, welche derart konfigurierbar ist, dass entweder bei einem Auftreten eines Fehlersignals das Ansteuersignal für das Schaltelement nach der bereits erfolgten Reaktion auf das Fehlersignal in einem Speicherelement 12 gespeichert wird oder eine Abschaltung des Schaltelements erfolgt. Dadurch kann die konfigurierbare Ansteuereinheit auch für Asynchronmaschinen oder dergleichen eingesetzt werden. Der gewünschte Betrieb kann einfach über eine Programmierung, z.B. über einen Jumper, festgelegt werden.
  • In 5 ist eine redundante Steuerspannungsversorgung für die Ansteuereinheiten G1 bis G4 dargestellt. Da bei einem möglichen Ausfall der 12 Volt-Steuerspannung des Fahrzeugs keinerlei steuernde Eingriffe mehr möglich wären, kann die Steuerspannungsvorsorgung redundant ausgeführt werden. Somit kann das Leistungsteil auch bei Ausfall der 12 Volt-Steuerspannung noch geschützt werden. Hierzu erzeugt ein DC/DC-Konverter 16 eine 12 Volt-Steuerspannung aus dem Zwischenkreis 3.

Claims (5)

  1. Ansteuersystem für eine permanenterregte elektrische Maschine (1), wobei jeder Phase der elektrischen Maschine (1) eine Halbbrückenanordnung (2, 2', 2") mit einem ersten (T1, T2, T3) und einem zweiten Schaltelement (T4, T5, T6) zur Stromversorgung über einen Zwischenkreis (3) zugeordnet ist, wobei wenigstens eine Ansteuereinheit (G1, G2, G3, G4) zur Ansteuerung der Schaltelemente (T1, ...,T6) vorgesehen ist, wobei ein Schaltwerk (4) vorgesehen ist, welches eine Schutzschaltung für wenigstens eine der permanenterregten Maschine (1) zugeordnete Halbbrückenanordnung (2, 2', 2") aufweist und wobei die Schutzschaltung beim Auftreten eines Fehlersignals (Vce-Fault 1, ..., Vce-Fault 6, Failure) die Ansteuersignale (Gatesignal) für die Schaltelemente (T1, ...,T6) nach der bereits erfolgten Reaktion auf das Fehlersignal in einem Speicherelement (12) speichert.
  2. Ansteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim ersten Auftreten des Fehlersignals (Vce-Fault 1, ..., Vce-Fault 6, Failure) die Ansteuersignale (Gatesignal) mit einer Verzögerung gespeichert werden.
  3. Ansteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Speicherelement (12) in der Ansteuereinheit (G1, G2, G3, G4) des jeweiligen Schaltelements (T1, ..., T6) angeordnet ist.
  4. Ansteuersystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Speicherelement als Flip-Flop, insbesondere als D-Latch (12) ausgebildet ist.
  5. Ansteuereinheit für ein Schaltelement (T1, ..., T6) einer Halbbrückenanordnung (2, 2', 2") zur Stromversorgung einer elektrischen Maschine (1) über einen Zwischenkreis (3) mit einem Speicherelement (12), welche derart konfigurierbar ist, dass entweder bei einem Auftreten eines Fehlersignals (Vce-Fault 1, ..., Vce-Fault 6, Failure) das Ansteuersignal (Gatesignal) für das Schaltelement (T1, ..., T6) nach der bereits erfolgten Reaktion auf das Fehlersignal (Vce-Fault 1, ..., Vce-Fault 6, Failure) in dem Speicherelement (12) gespeichert wird oder eine Abschaltung des Schaltelements (T1, ..., T6) erfolgt.
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