DE102018202662A1 - Setting a specific operating state of an electrical machine of a vehicle - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (110) zum Einstellen eines bestimmten Betriebszustands einer elektrischen Maschine (115) eines Fahrzeugs (100) vorgestellt, wobei die Vorrichtung (110) einen Wechselrichter (130) zum Liefern einer aus einem Hochspannungsnetz (120) des Fahrzeugs (100) bereitgestellte elektrische Energie an die elektrische Maschine (115) aufweist. Ferner umfasst die Vorrichtung (110) eine Ansteuereinheit (155) zum Beaufschlagen zumindest eines Schalters (135, 135') des Wechselrichters (130) mit einem Steuersignal (160, 160'), um den Schalter (135, 135') des Wechselrichters (130) in einen dem bestimmten Betriebszustand der elektrischen Maschine (115) entsprechenden Schaltzustand zu bringen, wobei die Ansteuereinheit (155) mit einem Niederspannungsnetz (150) und dem Hochspannungsnetz (120) gekoppelt ist und wobei die Ansteuereinheit (155) ausgebildet ist, um das Steuersignal (160, 160') unter Verwendung von Energie direkt aus dem Hochspannungsnetz (120) zu erzeugen.A device (110) for setting a specific operating state of an electric machine (115) of a vehicle (100) is presented, wherein the device (110) has an inverter (130) for supplying one of a high-voltage network (120) of the vehicle (100). having provided electrical energy to the electrical machine (115). Furthermore, the device (110) comprises a drive unit (155) for applying at least one switch (135, 135 ') of the inverter (130) with a control signal (160, 160') to the switch (135, 135 ') of the inverter ( 130) into a switching state corresponding to the determined operating state of the electrical machine (115), wherein the drive unit (155) is coupled to a low-voltage network (150) and the high-voltage network (120) and wherein the drive unit (155) is designed to operate the Generate control signal (160, 160 ') using energy directly from the high voltage network (120).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einstellen eines vorbestimmten Betriebszustands einer elektrischen Maschine eines Fahrzeugs gemäß den Hauptansprüchen.The present invention relates to an apparatus and a method for setting a predetermined operating state of an electric machine of a vehicle according to the main claims.

Eine mit einem Wechselrichterbetriebene elektrische Maschine, speziell eine PSM (PSM = permanent-erregte Synchronmaschine), wie sie in Hybrid- und Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommt, sollte als sicherheitskritisches Teilsystem im Fehlerfall einen sicheren Zustand erreichen. Dies ist in der Regel ein Betriebspunkt in dem die elektrische Maschine ein reduziertes Drehmoment erzeugt, welches das Fahrzeug nicht destabilisieren kann. Der sichere Zustand ist bei einer permanent-erregten Synchronmaschine (PSM), je nach Betriebspunkt, ein aktiver Kurzschlussmodus oder eine Wechselrichtersperre. Im aktiven Kurzschlussmodus werden meist zumindest zwei, günstiger jedoch alle Motorwicklungen mit den elektrischen Schaltern des Wechselrichters kurzgeschlossen. Dieser Modus stellt für eine PSM den sicheren Systemzustand dar und lässt sich mit verschiedenen Schalterstellungen des Wechselrichters herstellen. In der Wechselrichtersperre werden die Schalter des Wechselrichters (alle) geöffnet, sodass die Motorwicklungen der elektrischen Maschine nicht durch den Wechselrichter bestromt werden.An inverter-driven electric machine, especially a PSM (PSM = permanent-magnet synchronous machine), as used in hybrid and electric vehicles, should reach a safe state as a safety-critical subsystem in the event of a fault. This is typically an operating point where the electric machine generates a reduced torque that can not destabilize the vehicle. The safe state of a permanent-magnet synchronous machine (PSM), depending on the operating point, an active short-circuit mode or an inverter lock. In the active short-circuit mode, usually at least two, but more favorably all motor windings are short-circuited with the electrical switches of the inverter. This mode represents the safe system state for a PSM and can be established with various switch positions of the inverter. In the inverter lock, the switches of the inverter (all) are opened, so that the motor windings of the electrical machine are not energized by the inverter.

In der Regel wird für den Wechselrichter eine B6-Brückenschaltung verwendet. Als Schalter einer solchen Brückenschaltung kann beispielsweise eine IGBT-Dioden-Kombination oder ein MOSFET verwendet werden. Der aktive Kurzschlussmodus (AKS), auch aktiver Kurzschluss genannt, wird typischerweise über das gleichzeitige Schließen aller High-side-Schalter (HS) oder auch wahlweise aller Low-side-Schalter (LS) hergestellt. Dabei bleiben die Schalter der jeweiligen gegenüberliegenden Seite geöffnet. Dieser Modus wird dann auch dreiphasiger oder bei einem Mehrphasensystem vollphasiger Kurzschlussmodus bezeichnet.As a rule, a B6 bridge circuit is used for the inverter. As a switch of such a bridge circuit, for example, an IGBT diode combination or a MOSFET can be used. The active short-circuit mode (AKS), also known as active short-circuit, is typically produced by simultaneously closing all high-side switches (HS) or alternatively all low-side switches (LS). The switches of the respective opposite side remain open. This mode is then also called three-phase or in a multiphase system full-phase short-circuit mode.

Üblicherweise wird nur eine der beiden Schalterstellungen für den aktiven Kurzschlussmodus verwendet. Diese lässt sich per Hardware sehr leicht implementieren.Usually, only one of the two switch positions is used for the active short-circuit mode. This can be implemented very easily by hardware.

Alternativ lässt sich auch ein wechselnder aktiver Kurzschlussmodus verwenden. Hierbei wird regelmäßig zwischen beiden möglichen Schalterstellungen mittels einer entsprechenden Ansteuerung der Schalter gewechselt.Alternatively, a changing active short-circuit mode can be used. This is regularly changed between two possible switch positions by means of a corresponding control of the switch.

Um den sicheren Zustand auch bei einem Ausfall des Bordnetzes des Fahrzeugs zu erreichen, welches üblicherweise als Niederspannungsnetz mit einer Betriebsspannung von beispielsweise 12 Volt ausgelegt ist, wird meist ein Spannungswandler eingesetzt. Dieser wandelt eine in einem Hochspannungsnetz verfügbare Spannung und stellt sie dem Bordnetz zur Verfügung. Ein solcher Spannungswandler versorgt das Niederspannungsnetz auch bei Abfall des Bordnetzes weiter mit Spannung. Das Hochspanungsnetz ist hierbei primär als Energiequelle für einen elektrischen Traktionsmotor des Fahrzeugs vorgesehen und weist eine Spannung von beispielsweise mehreren hundert Volt auf, um den Traktionsmotor mit hinreichend hoher elektrischer Energie zur Fortbewegung des Fahrzeugs versorgen zu können.In order to achieve the safe state even in the event of a failure of the electrical system of the vehicle, which is usually designed as a low-voltage network with an operating voltage of, for example, 12 volts, usually a voltage converter is used. This converts a voltage available in a high voltage network and makes it available to the electrical system. Such a voltage converter continues to supply the low-voltage network with voltage even when the vehicle electrical system drops. The high voltage network is provided here primarily as an energy source for an electric traction motor of the vehicle and has a voltage of, for example, several hundred volts in order to provide the traction motor with sufficiently high electrical energy to propel the vehicle can.

Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Einstellen eines (vor-) bestimmten Betriebszustands einer elektrischen Maschine eines Fahrzeugs gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, the present invention provides an improved apparatus and an improved method for setting a (pre-) certain operating state of an electric machine of a vehicle according to the main claims. Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and the description below.

Es wird mit dem hier vorgeschlagenen Ansatze eine Vorrichtung zum Einstellen eines bestimmten Betriebszustands einer elektrischen Maschine eines Fahrzeugs vorgestellt, insbesondere eines vorbestimmten Betriebszustands. Die Vorrichtung weist die folgenden Merkmale auf:With the approach proposed here, a device for setting a specific operating state of an electric machine of a vehicle is presented, in particular a predetermined operating state. The device has the following features:

Einen Wechselrichter zum Liefern einer aus einem Hochspannungsnetz des Fahrzeugs bereitgestellten elektrischen Energie an die elektrische Maschine.An inverter for supplying an electric power supplied from a high-voltage network of the vehicle to the electric machine.

Eine Ansteuereinheit zum Beaufschlagen zumindest eines Schalters des Wechselrichters mit einem Steuersignal, um den Schalter in einen dem (vor-) bestimmten Betriebszustand der elektrischen Maschine entsprechenden Schaltzustand zu bringen. Die Ansteuereinheit ist mit einem Niederspannungsnetz und dem Hochspannungsnetz gekoppelt. Die Ansteuereinheit ist hierbei ausgebildet, um das Steuersignal unter Verwendung von Energie direkt aus dem Hochspannungsnetz zu erzeugen.A drive unit for applying at least one switch of the inverter with a control signal to bring the switch in a (pre) certain operating state of the electric machine corresponding switching state. The drive unit is coupled to a low-voltage network and the high-voltage network. The drive unit is in this case designed to generate the control signal using energy directly from the high-voltage network.

Unter einem Schalter kann vorliegend beispielsweise ein Teilelement einer Brücke oder einer Halbbrücke des Wechselrichters verstanden werden. Als Schalter kann beispielsweise eine IGBT oder ein MOSFET verwendet werden.In the present case, a switch may, for example, be understood as a subelement of a bridge or a half bridge of the inverter. As a switch, for example, an IGBT or a MOSFET can be used.

Unter einem (vor-) bestimmten Betriebszustand der elektrischen Maschine wird insbesondere ein vorbestimmter sicherer Zustand der elektrischen Maschine verstanden. Unter einem solchen (vor-) bestimmten Betriebszustand der elektrischen Maschine kann daher insbesondere entweder ein aktiver Kurzschluss von Wicklungen / Phasen der elektrischen Maschine (aktiver Kurzschlussmodus; AKS) verstanden werden, oder eine Abtrennung der (aller) Wicklungen / Phasen der elektrischen Maschine von einer Energiequelle verstanden werden, oder eine Wechselrichtersperre (Öffnen aller Schalter des Wechselrichters) verstanden werden. Unter einem solchen (vor-) bestimmten Betriebszustand kann somit ein gewünschter Betriebszustand verstanden werden. Welcher mögliche bestimmte Betriebszustand eingestellt werden soll, wird insbesondere in Abhängigkeit des gegenwärtigen Betriebszustands der Vorrichtung (Ist- Betriebszustand) und/oder eines Fehlerfalles entschieden.Under a (pre-) certain operating state of the electric machine is understood in particular a predetermined safe state of the electric machine. Under such a (pre-) certain operating state of the electrical machine, therefore, in particular either an active short circuit of windings / phases of the electric machine (active short-circuit mode, AKS) be understood, or a separation of the (all) windings / phases of the electric machine are understood by a power source, or an inverter lock (opening all switches of the inverter) are understood. Under such a (pre-) certain operating condition can thus be understood a desired operating condition. Which possible specific operating state is to be set is decided in particular as a function of the current operating state of the device (actual operating state) and / or an error.

Unter einem Schaltzustand wird insbesondere ein geschlossener Zustand des Schalters (d.h. ein Zustand bei dem der Schalter leitend ist) oder ein geöffneter Zustand des Schalters (d. h. ein Zustand bei dem der Schalter nicht leitend ist) verstanden.In particular, a switching state means a closed state of the switch (i.e., a state in which the switch is conductive) or an open state of the switch (i.e., a state in which the switch is not conductive).

Unter einem Niederspannungsnetz kann vorliegend ein elektrisches Netz verstanden werden, in welchem ein niedrigerer Spannungspegel als im Hochspannungsnetz vorliegt. Beispielsweise kann das Niederspannungsnetz zur Übertragung von Sensor- und/oder Steuersignalen verwendet werden. Demgegenüber kann das Hochspannungsnetz zur Lieferung von elektrischer Energie dienen, die durch den Wechselrichter gewandelt wird und die somit der elektrischen Maschine für deren Betrieb zur Verfügung gestellt wird. Beispielsweise kann das Hochspannungsnetz eine Spannung von mehreren hundert Volt aufweisen und an eine (Hochvolt-) Batterie oder einen entsprechenden Akkumulator angeschlossen sein. Insbesondere sind das Hochspannungsnetz und das Niederspannungsnetz derart voneinander elektrisch getrennt, dass eine Beschädigung von Bauelementen des Niederspannungsnetzes durch die im Hochspannungsnetz vorliegende elektrische Spannung verhindert wird.In the present case, a low-voltage network can be understood to be an electrical network in which a lower voltage level exists than in the high-voltage network. For example, the low-voltage network can be used to transmit sensor and / or control signals. In contrast, the high voltage network can be used to supply electrical energy that is converted by the inverter and thus provided to the electrical machine for its operation. For example, the high-voltage network may have a voltage of several hundred volts and be connected to a (high-voltage) battery or a corresponding accumulator. In particular, the high-voltage network and the low-voltage network are electrically separated from one another such that damage to components of the low-voltage network is prevented by the electrical voltage present in the high-voltage network.

Der hier vorgestellte Ansatz basiert auf der Erkenntnis, dass der zumindest eine Schalter des Wechselrichters durch die Ansteuereinheit unter Verwendung von Energie direkt aus dem Hochspannungsnetz angesteuert werden kann, ohne dass hierzu die Verwendung von elektrischer Energie aus dem Niederspannungsnetz erforderlich ist. Die Ansteuereinheit ist demnach unmittelbar an das Hochspannungsnetz angeschlossen.The approach presented here is based on the knowledge that the at least one switch of the inverter can be controlled by the drive unit using energy directly from the high-voltage network, without the use of electrical energy from the low-voltage network is required for this purpose. The drive unit is therefore connected directly to the high-voltage network.

Durch den direkten Anschluss der Ansteuereinheit an das Hochspannungsnetz ist sichergestellt, dass auch bei einem Ausfall oder beim Hochfahren des Bordnetzes des Fahrzeugs, welches üblicherweise das Niederspannungsnetz bildet, sehr schnell der zumindest eine Schalter des Wechselrichters in einem bestimmten Schaltzustand gebracht werden kann. Entsprechend schnell kann die elektrische Maschine hierdurch in den sicheren Zustand gebracht werden kann. Durch die Verwendung der Energie direkt aus dem Hochspannungsnetz, welches meist kontinuierlich und stabil zur Verfügung steht, lässt sich somit auch in Grenzsituationen ein Betrieb der elektrischen Maschine sicher gestalten. Auf diese Weise kann auch vermieden werden, dass bei einem Ausfall oder einem Hochfahren des Niederspannungsnetzes ein undefinierter Schaltzustand des Schalters des Wechselrichters vorliegt, der zu einem kritischen Betriebszustand der elektrischen Maschinen führen kann.The direct connection of the drive unit to the high-voltage network ensures that even if a failure or when starting the vehicle electrical system, which usually forms the low-voltage network, the at least one switch of the inverter can be brought into a specific switching state very quickly. As a result, the electric machine can be brought into a safe state as a result. By using the energy directly from the high-voltage network, which is usually available continuously and stably, it is thus possible to design an operation of the electrical machine safely even in borderline situations. In this way it can also be avoided that in case of failure or startup of the low-voltage network an undefined switching state of the switch of the inverter is present, which can lead to a critical operating state of the electrical machines.

Die Vorrichtung zum Einstellen des bestimmten Betriebszustands der elektrischen Maschine kann ein elektrisches Gerät sein, das elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale, verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Entsprechendes gilt für die Ansteuereinheit.The device for setting the specific operating state of the electric machine may be an electrical device which processes electrical signals, for example sensor signals, and outputs control signals in dependence thereon. The device may have one or more suitable interfaces, which may be formed in hardware and / or software. For example, in a hardware configuration, the interfaces may be part of an integrated circuit in which functions of the device are implemented. The interfaces may also be their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules. The same applies to the drive unit.

Die Vorrichtung zum Einstellen des bestimmten Betriebszustands kann dazu ausgebildet sein, den bestimmten Betriebszustand in einem Fehlerfall zu erzeugen. Dementsprechend ist dann die Ansteuereinheit ausgebildet, um das Steuersignal in einem Fehlerfall unter Verwendung von Energie direkt aus dem Hochspannungsnetz zu erzeugen. Ein solcher Fehlerfall kann beispielsweise ein nichtbestimmungsgemäßer Betrieb der elektrischen Maschine und/oder des Niederspannungsnetzes sein, wie beispielsweise ein (kompletter oder teilweiser) Ausfall eines als Niederspannungsnetz ausgebildeten Bordnetzes des Fahrzeugs. Ein solcher Fehlerfall liegt also außerhalb eines Normalbetriebs. Die Kriterien zum Vorliegen eines solchen Fehlerfalls, können vorab festgelegt worden sein. Unter einem Normalbetrieb wird insbesondere eine bestimmungsgemäße feldorientierte Steuerung (FOS) oder eine feldorientierte Regelung (FOR) der elektrischen Maschine mittels des Wechselrichters verstanden.The device for setting the specific operating state can be designed to generate the specific operating state in the event of an error. Accordingly, the drive unit is then designed to generate the control signal in the event of a fault using energy directly from the high-voltage network. Such an error case can be, for example, an unsuitable operation of the electrical machine and / or the low-voltage network, such as, for example, a (complete or partial) failure of a vehicle electrical system designed as a low-voltage network. Such an error case is therefore outside normal operation. The criteria for the existence of such an error case may have been specified in advance. A normal operation is understood to mean, in particular, a designated field-oriented control (FOS) or a field-oriented control (FOR) of the electrical machine by means of the inverter.

Die Vorrichtung zum Einstellen des bestimmten Betriebszustands kann eine weitere (zweite) Ansteuereinheit aufweisen, welche zur Ansteuerung des zumindest einen Schalter des Wechselrichters im Normalbetrieb dient. Diese weitere Ansteuereinheit ist bevorzugt konventionell ausgebildet. Es braucht daher nicht näher auf diese weitere Ansteuereinheit eingegangen werden. Die Energie zur Ansteuerung des zumindest einen Schalters im Normalbetrieb wird dann insbesondere direkt aus dem Niederspannungsnetz entnommen.The device for setting the specific operating state may have a further (second) drive unit, which serves for controlling the at least one switch of the inverter in normal operation. This further drive unit is preferably designed conventionally. It therefore does not need to be discussed in more detail on this further drive unit. The energy for controlling the at least one switch in Normal operation is then taken in particular directly from the low-voltage network.

Es kann demnach vorgesehen sein, dass der zumindest eine Schalter des Wechselrichters im Normalbetrieb durch Signale aus dem Niederspannungsnetz angesteuert wird. Es kann dementsprechend vorgesehen sein, dass die vorgenannte (erste) Ansteuereinheit zum Einstellen des bestimmten Betriebszustands der elektrischen Maschine nur außerhalb des Normalbetriebs eingesetzt wird, also beispielsweise in gewissen Notsituationen. Dann ist das Einlegen des (vor-) bestimmten Betriebszustands erforderlich. Die vorgenannte (erste) Ansteuereinheit ist dann dementsprechend als eine Notansteuereinheit ausgebildet.It can therefore be provided that the at least one switch of the inverter is driven in normal operation by signals from the low-voltage network. Accordingly, it can be provided that the aforementioned (first) drive unit for setting the specific operating state of the electrical machine is used only outside of normal operation, that is, for example, in certain emergency situations. Then it is necessary to insert the (pre-) specific operating state. The aforementioned (first) drive unit is accordingly designed as an emergency drive unit.

Die Vorrichtung zum Einstellen des bestimmten Betriebszustands kann ein Steuergerät des Wechselrichters umfassen oder sein. Ein solches Steuergerät kann die vorgenannte (erste) Ansteuereinheit aufweisen. Ein solches Steuergerät kann auch die weitere (zweite) Ansteuereinheit für den Normalbetrieb aufweisen.The device for setting the specific operating state may include or be a control device of the inverter. Such a control device may have the aforementioned (first) drive unit. Such a control unit can also have the further (second) drive unit for normal operation.

Vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die Ansteuereinheit einen Linearregler und/oder einen Spannungsteiler zur Wandlung von Energie aus dem Hochspannungsnetz zur Bereitstellung des Steuersignals aufweist. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, mit technisch einfachen Mitteln und sehr schnell das entsprechende Steuersignal zum Ansteuern des Schalters des Wechselrichters bereitstellen zu können.An embodiment in which the drive unit has a linear regulator and / or a voltage divider for converting energy from the high-voltage network to provide the control signal is advantageous. Such an embodiment offers the advantage of being able to provide the corresponding control signal for actuating the switch of the inverter with technically simple means and very quickly.

Auch kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Wechselrichter eine Brückenschaltung, insbesondere eine B6-Brückenschaltung aufweisen, wobei der durch die Ansteuereinheit angesteuerte Schalter dann einen Teilabschnitt der Brückenschaltung bildet. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, bereits vorhandene Komponenten vorteilhaft miteinander zu verbinden, um die Sicherheitsfunktion für die elektrische Maschine schnell realisieren zu können.Also, according to a further embodiment, the inverter comprises a bridge circuit, in particular a B6 bridge circuit, wherein the switch controlled by the drive unit then forms a subsection of the bridge circuit. Such an embodiment offers the advantage of advantageously combining already existing components with one another in order to be able to quickly implement the safety function for the electrical machine.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Wechselrichter neben dem vorgenannten (ersten) Schalter zumindest einen zweiten Schalter aufweisen. Die Ansteuereinheit ist dabei zum Beaufschlagen des zumindest einen zweiten Schalters des Wechselrichters mit einem zweiten Steuersignal ausgebildet, um auch den zweiten Schalter in einen dem (vor-) bestimmten Betriebszustand entsprechenden Schaltzustand zu bringen. Die Ansteuereinheit ist dazu ausgebildet, um auch das zweite Steuersignal unter Verwendung von Energie direkt aus dem Hochspannungsnetz zu erzeugen. Hierbei kann der Schaltzustand des zweiten Schalters dem Schaltzustand des vorgenannten (ersten) Schalters entsprechen. Beispielsweise können die Schaltzustände gleich sein oder sie können zueinander invertiert sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, die Sicherheitsfunktion für die elektrische Maschine durch die entsprechende Ansteuerung des zweiten Schalters schnell und sicher sicherstellen zu können.According to a further embodiment, the inverter may have at least one second switch in addition to the aforementioned (first) switch. The drive unit is designed to act on the at least one second switch of the inverter with a second control signal to bring the second switch in a (pre) certain operating state corresponding switching state. The drive unit is designed to also generate the second control signal using energy directly from the high-voltage network. Here, the switching state of the second switch may correspond to the switching state of the aforementioned (first) switch. For example, the switching states may be the same or they may be inverted to each other. Such an embodiment offers the advantage of being able to ensure the safety function for the electric machine quickly and reliably by means of the corresponding activation of the second switch.

Der erste Schalter und der zweite Schalter können eine Halbbrücke des Wechselrichters bilden. Einer vom ersten und zweiten Schalter bildet dann einen High-side-Schalter und der andere vom ersten und zweiten Schalter bildet dann einen Low-side-Schalter. Die Vorrichtung kann dazu ausgebildet sein, analog zu der beschriebenen Vorgehensweise auch weitere oder alle Schalter des Wechselrichters zum Einstellen des bestimmten Betriebszustands der elektrischen Maschine anzusteuern.The first switch and the second switch may form a half-bridge of the inverter. One of the first and second switches then forms a high-side switch and the other of the first and second switches then forms a low-side switch. The device may be configured to control, analogously to the described procedure, also other or all switches of the inverter for setting the specific operating state of the electrical machine.

Bei einer Ausführungsform ist die Ansteuereinheit ausgebildet, um das oder die Steuersignale ferner in Abhängigkeit von einem im Niederspannungsnetz vorliegenden Spannungspegel zu erzeugen. Insbesondere ist die Ansteuereinheit ausgebildet, um das oder die Steuersignale dann zu erzeugen, wenn der Spannungspegel im Niederspannungsnetz einen vordefinierten Niederspannungspegel unterschreitet (= Fehlerfall). Beispielsweise kann das oder die Steuersignale dann bereitgestellt werden, wenn der Spannungspegel im Niederspannungsnetz unter fünf Volt, beispielsweise bei null Volt, liegt. Somit kann sichergestellt werden, dass der zumindest eine Schalter des Wechselrichters beim Ausfall des als Niederspannungsnetz ausgebildeten Bordnetzes in einen definierten Schaltzustand gebracht wird und somit keinen sicherheitskritischen Betrieb der elektrischen Maschine zulässt.In one embodiment, the drive unit is designed to also generate the control signal (s) in dependence on a voltage level present in the low-voltage network. In particular, the drive unit is designed to generate the control signal (s) when the voltage level in the low-voltage network falls below a predefined low-voltage level (= error case). For example, the control signal (s) may be provided when the voltage level in the low voltage network is less than five volts, for example, zero volts. Thus, it can be ensured that the at least one switch of the inverter is brought into a defined switching state in the event of failure of the vehicle electrical system designed as a low-voltage network and thus does not permit safety-critical operation of the electrical machine.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Ansteuereinheit ausgebildet sein, um das oder die Steuersignale in Abhängigkeit von einem Spannungspegel des Hochspannungsnetzes zu erzeugen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, in Abhängigkeit von einem aktuell vorliegenden Spannungspegel des Hochspannungsnetzes einen bestimmten Schaltzustand des Schalters einstellen zu können. Somit ist beispielsweise in Abhängigkeit vom Spannungspegel des Hochspannungsnetzes eine Auswahl einer von mehreren Sicherheitsfunktionen für den Betrieb der elektrischen Maschine möglich. Auf diese Weise lässt sich eine sehr flexible Einstellung der Sicherheitsfunktion der elektrischen Maschine in Abhängigkeit des vorliegenden Spannungspegels des Hochspannungsnetzes erreichen.According to a further embodiment, the drive unit may be designed to generate the control signal or signals in dependence on a voltage level of the high-voltage network. Such an embodiment offers the advantage of being able to set a specific switching state of the switch as a function of a currently present voltage level of the high-voltage network. Thus, for example, depending on the voltage level of the high-voltage network, a selection of one of several safety functions for the operation of the electrical machine is possible. In this way, a very flexible adjustment of the safety function of the electrical machine in dependence on the existing voltage level of the high-voltage network can be achieved.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die Ansteuereinheit ausgebildet ist, um das oder die Steuersignale derart zu erzeugen, dass der zumindest eine Schalter geschlossen ist, wenn der Spannungspegel im Hochspannungsnetz größer als ein erster Hochspannungspegel ist (= erster Fehlerfall). Alternativ oder zusätzlich ist die Ansteuereinheit ausgebildet, um das oder die Steuersignale derart zu erzeugen, dass der zumindest eine Schalter geöffnet ist, wenn der Spannungspegel im Hochspannungsnetz kleiner als ein zweiter Hochspannungspegel ist (= zweiter Fehlerfall). Insbesondere ist der erste Hochspannungspegel größer als der zweite Hochspannungspegel.Particularly advantageous is an embodiment in which the drive unit is designed to generate the control signal or signals such that the at least one switch is closed when the voltage level in the high-voltage network is greater than a first high-voltage level (= first error case). Alternatively or additionally, the drive unit is designed to generate the control signal or signals such that the at least one switch is open when the voltage level in the high-voltage network is less than a second high-voltage level (= second fault case). In particular, the first high voltage level is greater than the second high voltage level.

Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, einen aktiven Kurzschluss der Wicklungen / Phasen der elektrischen Maschine dann vorgeben zu können, wenn die Spannung des Hochspannungsnetzes größer als ein bestimmter Pegel (erster Hochspannungspegel) ist. In einem solchen Fall kann im Hochspannungsnetz eine ausreichende Energie vorhanden sein, um die elektrische Maschine in gewisse kritische Betriebszustände bringen zu können. Liegt jedoch im Hochspannungsnetz ein Spannungspegel vor, der gering im Vergleich zum vorstehend genannten Pegel ist (zweiter Hochspannungspegel), kann eventuell davon ausgegangen werden, dass im Hochspannungsnetz ebenfalls ein Fehler vorliegt. Die Energie in diesem Hochspannungsnetz kann dann gegebenenfalls nicht mehr ausreichen, um die elektrische Maschine in einen sicherheitskritischen Zustand zu bringen. In diesem Fall kann es ausreichen, den Wechselrichter in den Schaltzustand der Wechselrichtersperre zu schalten und dementsprechend den zumindest einen Schalter zu öffnen.Such an embodiment offers the advantage of being able to specify an active short circuit of the windings / phases of the electrical machine when the voltage of the high-voltage network is greater than a certain level (first high-voltage level). In such a case, sufficient energy can be present in the high-voltage network in order to be able to bring the electrical machine into certain critical operating states. However, if the voltage level in the high voltage network is low compared to the level mentioned above (second high voltage level), it may be assumed that there is also a fault in the high voltage network. The energy in this high-voltage network may then no longer be sufficient to bring the electrical machine into a safety-critical state. In this case, it may be sufficient to switch the inverter into the switching state of the inverter lock and accordingly to open the at least one switch.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Ansteuereinheit ausgebildet sein, um Ansteuersignale aus dem Niederspannungsnetz zur Steuerung des Schalters zu blockieren, wenn das Steuersignal unter Verwendung von Energie direkt aus dem Hochspannungsnetz erzeugt wird. Ein solches Blockieren kann beispielsweise ein nicht-Weiterleiten sein. Solche Ansteuerungssignale kommen insbesondere von der oben genannten weiteren (zweiten) Ansteuereinheit, die für den Normalbetrieb dient. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, möglicherweise fehlerhaft ermittelte Ansteuersignale aus dem Niederspannungsnetz zu unterdrücken. Somit wird die Ansteuerung des zumindest einen Schalters in den entsprechenden Schaltzustand nicht behindert und eine Betriebssicherheit der elektrischen Maschine gewährleistet.In accordance with another embodiment, the drive unit may be configured to block drive signals from the low voltage grid to control the switch when the control signal is generated using energy directly from the high voltage grid. Such blocking may, for example, be non-forwarding. Such control signals come in particular from the above-mentioned further (second) drive unit, which is used for normal operation. Such an embodiment offers the advantage of possibly suppressing incorrectly determined drive signals from the low-voltage network. Thus, the control of the at least one switch is not hindered in the corresponding switching state and ensures reliability of the electrical machine.

Die vorstehend genannten Vorteile können in einer Ausführungsform auch als Verfahren zum Einstellen eines vorbestimmten Betriebszustands einer elektrischen Maschine eines Fahrzeugs realisiert werden. Dies erfolgt unter Verwendung der hier vorgestellten Vorrichtung. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

  • • Liefern von elektrischer Energie aus dem Hochspannungsnetz an die Ansteuereinheit.
  • • Erzeugen eines Steuersignals zur Ansteuerung des Schalters des Wechselrichters unter Verwendung der direkt aus dem Hochspannungsnetz gelieferten Energie, um den Schalter des Wechselrichters in einen dem (vor-) bestimmten Betriebszustand der elektrischen Maschine entsprechenden Schaltzustand zu bringen.
The above-mentioned advantages can also be realized in one embodiment as a method for setting a predetermined operating state of an electric machine of a vehicle. This is done using the device presented here. The method comprises the following steps:
  • • Supply of electrical energy from the high-voltage network to the drive unit.
  • Generating a control signal for driving the switch of the inverter using the energy supplied directly from the high-voltage network to bring the switch of the inverter in a (pre) certain operating state of the electric machine corresponding switching state.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.A computer program product with program code which can be stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the method according to one of the embodiments described above if the program is installed on a computer or a device is also of advantage is performed.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, in welchem ein elektrisches System mit einer Vorrichtung sowie eine elektrischen Maschine angeordnet ist;
  • 2 eine Blockschaltbilddarstellung eines Signalflusses;
  • 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Einstellen eines vorbestimmten Betriebszustands einer elektrischen Maschine eines Fahrzeugs.
The invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a schematic representation of a vehicle in which an electrical system with a device and an electric machine is arranged;
  • 2 a block diagram representation of a signal flow;
  • 3 a schematic representation of a device according to an embodiment;
  • 4 a flowchart of a method for setting a predetermined operating state of an electric machine of a vehicle.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similarly acting, wherein a repeated description of these elements is omitted.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100, im Detail eines Kraftfahrzeugs, in welchem ein elektrisches System 105 mit einer Vorrichtung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sowie eine elektrischen Maschine 115 angeordnet ist. Die elektrische Maschine 115 kann beispielsweise ein Traktionsmotor sein, mittels derer das Fahrzeug 100 angetrieben werden kann, also fortbewegt werden kann. Die elektrische Maschine 115 wird hierzu aus einem Hochspannungsnetz 120 mit elektrischer Energie versorgt, welches einen Hochspannungsnetzenergiespeicher 125, beispielsweise eine Hochvoltbatterie, aufweist. Der Hochspannungsnetzenergiespeicher 125 kann beispielsweise eine (Gleich-) Spannung von mehreren hundert Volt, beispielsweise 600 Volt bis 800 Volt bereitstellen. Diese wird einem Wechselrichter 130 bereitgestellt. 1 shows a schematic representation of a vehicle 100 in the detail of a motor vehicle in which an electrical system 105 with a device 110 according to an embodiment of the present invention and an electric machine 115 is arranged. The electric machine 115 For example, it can be a traction motor, by means of which the vehicle 100 can be driven, so it can be moved. The electric machine 115 becomes this from a high-voltage network 120 supplied with electrical energy, which is a high voltage network energy storage 125 , For example, a high-voltage battery has. The high voltage network energy storage 125 For example, a (DC) voltage of provide several hundred volts, for example 600 volts to 800 volts. This becomes an inverter 130 provided.

Der Wechselrichter 130 umfasst beispielsweise eine Brückenschaltung mit mehreren Schaltern 135, von denen in der 1 lediglich zwei exemplarisch mit einem Bezugszeichen versehen sind (Bezugszeichen 135 und 135'). Durch eine entsprechende Ansteuerung der Schalter 135 kann aus der von dem Hochspannungsnetz 120 bereitgestellten Energie eine Wechselspannung auf drei Phasenleitungen 140 bereitgestellt werden. Mit dieser 3-phasigen Wechselspannung kann nun die elektrische Maschine 115 als Elektromotor, insbesondere als Traktionsmotor des Fahrzeugs 100, betrieben werden kann.The inverter 130 For example, it includes a bridge circuit with multiple switches 135 of which in the 1 only two are exemplarily provided with a reference numeral (reference numerals 135 and 135 ' ). By appropriate control of the switch 135 can from the from the high voltage network 120 provided power an AC voltage on three phase lines 140 to be provided. With this 3-phase AC voltage can now the electric machine 115 as an electric motor, in particular as a traction motor of the vehicle 100 , can be operated.

Weiterhin kann von dem Hochspannungsnetz 120 elektrische Energie einem Spannungswandler 145 (beispielsweise ein Schaltnetzteil) zugeführt werden. Der Spannungswandler 145 stellt einem Niederspannungsnetz 150 des Fahrzeugs 100 elektrische Energie bereit, die eine niedrigere elektrische Spannung als die elektrische Spannung im Hochspannungsnetz 120 aufweist. Speziell kann das Niederspannungsnetz 150 beispielsweise als Bordnetzes mit den in der Fahrzeugtechnik gebräuchlichen Spannungen von 12 Volt, 24 Volt oder 48 Volt arbeiten und entsprechend mikroelektronische Bauteile, wie integrierte Schaltkreise, Microcontroller oder dergleichen mit elektrischer Energie versorgen.Furthermore, from the high voltage network 120 electrical energy a voltage transformer 145 (For example, a switching power supply) are supplied. The voltage converter 145 puts a low voltage network 150 of the vehicle 100 electrical energy ready, which has a lower electrical voltage than the electrical voltage in the high voltage network 120 having. Specifically, the low voltage network 150 for example, as a vehicle electrical system with the voltages used in automotive technology of 12 volts, 24 volts or 48 volts and accordingly supply microelectronic components, such as integrated circuits, microcontrollers or the like with electrical energy.

Üblicherweise erfolgt von dem Niederspannungsnetz 150 aus eine Ansteuerung der Schalter 135, 135' des Wechselrichters 130 mittels PWM-Signalen 152. Diese PWM-Signale 152 werden von einer nicht näher gezeigten konventionellen Ansteuereinheit im Niederspannungsnetz 150 erzeugt, die für den Normalbetrieb der Vorrichtung 110 dient. Dies ist jedoch insbesondere dann problematisch, wenn bei der Inbetriebnahme des Fahrzeugs 100 das Niederspannungsnetz 150 von dem Spannungswandler 145 noch nicht mit elektrischer Energie mit einer ausreichenden Spannung versorgt wird oder wenn ein Defekt im Niederspannungsnetz 150 auftritt und somit die Funktion von Steuerelementen des Niederspannungsnetzes 150 nicht mehr gewährleistet ist (= Fehlerfall). In diesem Fall kann beispielsweise einer oder mehrere der Schalter 135, 135' des Wechselrichters 130 in einen nicht-definierten Schaltzustand geraten, sodass möglicherweise die elektrische Maschine 115 mit einer hohen elektrischen Leistung beaufschlagt wird und in einen sicherheitskritischen Betriebszustand gerät. Dann kann sie beispielsweise eine ungewollte ruckartige Bewegung ausführen. Zwar wird ein derartiger Fall lediglich in sehr kurzen Zeiträumen auftreten, dies kann jedoch ausreichen, um die elektrische Maschine 115 und/oder das Fahrzeug 100 in den vorstehend genannten kritischen Betriebszustand zu versetzen.Usually takes place from the low voltage network 150 from a control of the switch 135 . 135 ' of the inverter 130 using PWM signals 152 , These PWM signals 152 be of a not shown in detail conventional control unit in the low voltage network 150 generated for the normal operation of the device 110 serves. However, this is particularly problematic when during commissioning of the vehicle 100 the low voltage network 150 from the voltage converter 145 not yet supplied with electrical energy with sufficient voltage or if a defect in the low voltage network 150 occurs and thus the function of controls of the low voltage network 150 is no longer guaranteed (= error). In this case, for example, one or more of the switches 135 . 135 ' of the inverter 130 in a non-defined switching state, so possibly the electric machine 115 is subjected to a high electrical power and gets into a safety-critical operating condition. Then she can, for example, perform an unwanted jerky movement. Although such a case will occur only in very short periods of time, this may be sufficient for the electric machine 115 and / or the vehicle 100 in the above-mentioned critical operating condition.

Um einen solchen sicherheitskritischen Betriebszustand der elektrischen Maschine 115 zu vermeiden, weist die Vorrichtung 110 eine nachfolgend noch näher beschriebene Ansteuereinheit 155 auf. Diese Ansteuereinheit 155 ist zwischen das Niederspannungsnetz 150 einerseits sowie den Wechselrichter 130 oder zumindest einen der Schalter 135, 135' des Wechselrichters 130 andererseits geschaltet. Die Ansteuereinheit 155 ist ferner mit dem Hochspannungsnetz 120 verbunden, um Energie mit der hohen Spannung aus dem Hochspannungsnetz 120 aufzunehmen.To such a safety-critical operating state of the electrical machine 115 To avoid, the device rejects 110 a drive unit described in more detail below 155 on. This drive unit 155 is between the low voltage network 150 on the one hand, and the inverter on the other 130 or at least one of the switches 135 . 135 ' of the inverter 130 on the other hand switched. The drive unit 155 is also with the high voltage network 120 connected to energy with the high voltage from the high voltage network 120 take.

Die Ansteuereinheit 155 ist weiterhin ausgebildet, um zumindest einen, vorzugsweise alle der Schalter 135, 135' unter Verwendung eines jeweiligen Steuersignals 160, 160' anzusteuern, welches direkt unter Verwendung der elektrischen Energie aus dem Hochspannungsnetz 120 erzeugt wird. Auf diese Weise kann bei einen Ausfall oder einem noch nicht betriebsbereiten Zustand des Niederspannungsnetzes 150 sichergestellt werden, dass der zumindest eine Schalter 135, 135' in einen gewünschten Schaltzustand gebracht werden kann, der für den bestimmten Betriebszustand erforderlich ist.The drive unit 155 is further adapted to at least one, preferably all of the switches 135 . 135 ' using a respective control signal 160 . 160 ' directly using the electrical energy from the high-voltage network 120 is produced. In this way, in case of failure or not yet operational state of the low voltage network 150 be sure that the at least one switch 135 . 135 ' can be brought into a desired switching state, which is required for the specific operating condition.

Vorteilhaft an der Verwendung der elektrischen Energie direkt aus dem Hochspannungsnetz 120 ist, dass diese Energie meist zuverlässig und stabil bereitsteht und somit das Steuersignal 160, 160' sehr schnell zur Verfügung steht. Dies kann beispielsweise im Bereich von Mikrosekunden erfolgen. Somit kann ein deutlicher Zeitgewinn gegenüber der Verwendung von Signalen aus dem Niederspannungsnetz 150 (PWM-Signale 152) realisieren werden.Advantageous in the use of electrical energy directly from the high-voltage network 120 is that this energy is usually reliable and stable ready and thus the control signal 160 . 160 ' is available very quickly. This can be done in the range of microseconds, for example. Thus, a significant time advantage over the use of signals from the low voltage network 150 (PWM signals 152 ).

Insbesondere wird durch das Steuersignal 160 der (erste) Schalter 135 und durch das Steuersignal 160' der (zweite) Schalter 135' entsprechend des bestimmten Betriebszustands angesteuert, beispielsweise also um einen Kurzschluss (aktiver Kurzschlussmodus) zwischen zumindest zwei der Phasenleitungen 140 herzustellen und somit zumindest zwei Wicklungen / Phasenleitungen 140 der elektrischen Maschine 115 kurzzuschließen.In particular, by the control signal 160 the (first) switch 135 and by the control signal 160 ' the (second) switch 135 ' controlled according to the specific operating state, for example by a short circuit (active short-circuit mode) between at least two of the phase lines 140 and thus at least two windings / phase lines 140 the electric machine 115 short-circuit.

Zusammenfassend ist anzumerken, dass mit dem hier vorgestellten Ansatz somit eine Hardware-Beschaltung zum Einleiten eines sicheren Zustands in der elektrischen Maschine 115 im Fehlerfall beschrieben wird.In summary, it should be noted that with the approach presented here, a hardware circuit for initiating a safe state in the electrical machine 115 is described in case of error.

2 zeigt eine Blockschaltbilddarstellung eines Signalflusses zu der Vorrichtung 110 zum Einstellen des vorbestimmten Betriebszustands der elektrischen Maschine 115. Hierbei wird durch eine Motorsteuerungseinheit 200, die mit dem Niederspannungsnetz 150 betrieben wird, zumindest ein PWM-Signal 152 zur Steuerung zumindest einer der Schalter 135, 135' des Wechselrichters 130 ausgegeben. Dieses PWM-Signal 152, das den Spannungspegel des Niederspannungsnetzes 150 aufweist, wird durch eine Treibereinheit 210 verstärkt und an einen entsprechenden Eingang einer Schnittstelle 215 zum Hochspannungsnetz 120 übergeben. 2 shows a block diagram representation of a signal flow to the device 110 for setting the predetermined operating state of the electric machine 115 , This is done by an engine control unit 200 connected to the low voltage network 150 is operated, at least one PWM signal 152 for controlling at least one of the switches 135 . 135 ' of the inverter 130 output. This PWM signal 152 , which is the voltage level of the low voltage network 150 has, is by a driver unit 210 amplified and to a corresponding input of an interface 215 to the high voltage network 120 to hand over.

Das PWM-Signal 152 wird durch die Treibereinheit 210 in ein verstärktes PWM-Signal 152' gewandelt und einer Boostereinheit 220 zugeführt, um ein nochmals verstärktes PWM-Signal 152" zu erhalten. Das von der Boostereinheit 220 gelieferte und nochmals verstärkte PWM-Signal 152" wird dann der Vorrichtung 110 zugeführt. Durch den Einsatz der Vorrichtung 110 im Bereich oder zumindest mit Energie des Hochspannungsnetzes 120 ist es nicht notwendig, das Niederspannungsnetz 150 bei einem Fehlerfall mit Spannung zu versorgen.The PWM signal 152 is through the driver unit 210 in an amplified PWM signal 152 ' converted and a booster unit 220 supplied to a further amplified PWM signal 152 ' to obtain. That of the booster unit 220 supplied and further amplified PWM signal 152 ' then becomes the device 110 fed. By using the device 110 in the range or at least with energy of the high-voltage network 120 it is not necessary, the low voltage network 150 to supply voltage in the event of a fault.

Das nochmals verstärkte PWM-Signal 152" wird, beispielsweise direkt nach der Boostereinheit 220, bei einem Fehlerfall im Niederspannungsnetz 150 unterdrückt. Der zumindest eine Schalter 135, 135' des Wechselrichters 130 (hier beispielhaft der Schalter 135) wird dann unter Verwendung des mit Energie aus dem Hochspannungsnetz 120 erzeugten Steuersignals 160 angesteuert. Hierzu wird das Gate oder die Basis dieses Schalters 135 auf ein definiertes elektrisches Potenzial aufgeladen, sodass der Schalter 135 entsprechend gezielt geöffnet oder geschlossen wird und in diesem Schaltzustand verbleibt. Somit wird der bestimmte Betriebszustand der elektrischen Maschine 115 erzeugt.The amplified PWM signal 152 ' is, for example, directly after the booster unit 220 , in the event of a fault in the low-voltage network 150 suppressed. The at least one switch 135 . 135 ' of the inverter 130 (Here, for example, the switch 135 ) is then using the energy from the high voltage network 120 generated control signal 160 driven. This will be the gate or base of this switch 135 charged to a defined electrical potential, so the switch 135 appropriately targeted opened or closed and remains in this switching state. Thus, the specific operating state of the electric machine becomes 115 generated.

Die Vorrichtung 110 ist dazu vorliegend als Hardware-Schaltung (Hardware Control Module) ausgeführt. Sie wird direkt aus dem Hochspannungsnetz 120 gespeist.The device 110 For this purpose, it is designed as a hardware circuit (hardware control module). It will be directly from the high voltage network 120 fed.

Die Vorrichtung 110 kann folgende Funktionen realisieren: Zunächst kann eine Spannungsversorgung der Vorrichtung 110 aus dem Hochspannungsnetz 120 mit minimaler Einschaltlatenz (im Bereich weniger Mikrosekunden) realisiert werden, da kein Spannungswandler 145 erforderlich ist, um den Schalter 135 in den Schaltzustand für den bestimmten Betriebszustand zu bringen. Ferner kann auch eine Auswertung der Niedervoltspannung erfolgen, also des Spannungspegels des Niederspannungsnetzes 150. Alternativ oder zusätzlich kann eine Auswertung der Hochvoltspannung erfolgen, also des Spannungspegels des Hochspannungsnetzes 120. Alternativ oder zusätzlich kann ein Blockieren der PWM-Signale 152, 152', 152" erfolgen, um einen undefinierten Schaltzustand der Schalter 135 zu vermeiden. Auch kann ein bestimmter betriebspunktabhängiger sicherer Betriebszustand (Kurzschlussmodus oder Wechselrichtersperre) in Abhängigkeit von dem Spannungspegel im Hochspannungsnetz 120 und/oder Niederspannungsnetz 150 durch ein entsprechendes Steuersignal 160 angefordert werden.The device 110 can realize the following functions: First, a power supply of the device 110 from the high voltage network 120 be realized with a minimum turn-on latency (in the range of a few microseconds), since no voltage transformer 145 is required to switch 135 to bring into the switching state for the specific operating condition. Furthermore, an evaluation of the low-voltage, so the voltage level of the low-voltage network 150 , Alternatively or additionally, an evaluation of the high-voltage, that is the voltage level of the high-voltage network 120 , Alternatively or additionally, blocking the PWM signals 152 . 152 ' . 152 ' done to an undefined switching state of the switch 135 to avoid. Also, a certain operating point-dependent safe operating state (short-circuit mode or inverter lock) depending on the voltage level in the high-voltage network 120 and / or low voltage network 150 by a corresponding control signal 160 be requested.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 110 umfasst beispielsweise einen Spannungswandler 300 für die elektrische Spannung des Steuersignals 160. Dieser Spannungswandler 300 kann als Linearregler und/oder als Spannungsteiler ausgestaltet sein. Zwischen einem Hochspannungsnetz-Eingangsanschluss 305 und einen ersten Abgriffspunkt AP1 ist ein Spannungsteiler 310 mit sechs in Reihe geschalteten ohmschen Widerständen vorgesehen. Ferner ist in diesem Spannungswandler 300 eine Reihenschaltung 315 von drei Schaltern (beispielhaft als Transistoren dargestellt) vorgesehen. Der Basisanschluss des ersten Schalters ist mit einem Abgriffspunkt nach den ersten beiden Widerständen des Spannungsteilers 310 (vom Hochspannungsnetz-Eingangsanschluss 305 aus) verbunden. Der Basisanschluss des zweiten Schalters ist mit einem Abgriffspunkt nach den ersten vier Widerständen des Spannungsteilers 310 (vom Hochspannungsnetz-Eingangsanschluss 305 aus gesehen) verbunden. Der Basisanschluss des dritten Schalters über einen ohmschen Widerstand mit dem ersten Abgriffspunkt AP1 verbunden ist. Der gesteuerte Ausgang des dritten Schalters der Reihenschaltung 315 stellt über einen ohmschen Widerstand das Steuersignal 160 bereit, welches an das Gate des Schalters 135 (beispielhaft als IGBT dargestellt) angelegt ist. Das Steuersignal 160 ist ferner über eine Kapazität und einen ohmschen Widerstand mit einem Masseanschluss verbunden. Mit diesem Masseanschluss ist ferner auch eine Anode einer Diode verbunden, deren Kathode mit dem ersten Abgriffspunkt AP1 verbunnen ist. Der Schalter 135 kann mit dieser Zusatzbeschaltung als Schaltelement 320 des Wechselrichters 130 verstanden werden. 3 shows a schematic representation of a device 110 according to an embodiment. The device 110 includes, for example, a voltage converter 300 for the electrical voltage of the control signal 160 , This voltage transformer 300 can be configured as a linear regulator and / or as a voltage divider. Between a high voltage power input terminal 305 and a first tap point AP1 is a voltage divider 310 provided with six ohmic resistors connected in series. Furthermore, in this voltage converter 300 a series connection 315 of three switches (exemplified as transistors). The base terminal of the first switch is connected to a tapping point after the first two resistors of the voltage divider 310 (from the high voltage power input terminal 305 off). The base terminal of the second switch is connected to a tapping point after the first four resistors of the voltage divider 310 (from the high voltage power input terminal 305 seen from). The base terminal of the third switch via an ohmic resistor with the first tapping point AP1 connected is. The controlled output of the third switch of the series connection 315 sets the control signal via an ohmic resistor 160 ready, which to the gate of the switch 135 (exemplified as IGBT) is created. The control signal 160 is also connected via a capacitor and a resistor to a ground terminal. Furthermore, an anode of a diode, whose cathode is connected to the first tapping point, is also connected to this ground terminal AP1 is verbunnen. The desk 135 can with this additional circuit as a switching element 320 of the inverter 130 be understood.

Um die Auswertung des Spannungspegels des Hochspannungsnetzes 120 vornehmen zu können, ist eine Hochspannungsauswertungseinheit 330 vorgesehen. Diese Hochspannungsauswertungseinheit 330 umfasst einen Auswertungsschalter (beispielhaft als IGBT dargestellt), der zwischen dem ersten Abgriffspunkt AP1 und dem Masseanschluss geschaltet ist. Ferner ist in der Hochspannungsauswertungseinheit 330 ein zweiter Abgriffspunkt AP2 vorgesehen, der über einen ohmschen Widerstand des Spannungsteilers 310 mit dem ersten Abgriffspunkt AP1 gekoppelt ist. Der zweite Abgriffspunkt AP2 ist über einen ohmschen Widerstand mit dem Steueranschluss des Auswertungsschalters gekoppelt, wobei eine Kathode einer Diode zwischen diesem Steueranschluss des Auswertungsschalters und dem Masseanschluss ebenfalls mit dem Steueranschluss des Auswertungsschalters gekoppelt ist. Der zweite Abgriffspunkt AP2 ist ferner über einen Stannungsteiler mit dem Masseanschluss verbunden. Ein weiterer Auswertungsschalter ist in der Form eines weiteren Schalters (beispielhaft als Transistor dargestellt) zwischen den Steueranschluss des Auswertungsschalters und den Masseanschluss gekoppelt. Der Steueranschluss des weiteren Auswertungsschalters ist mit einem Abgriffspunkt zwischen den Widerständen des zwischen dem zweiten Abgriffspunkt AP2 und dem Masseanschluss gekoppelt. Hierdurch kann nun entsprechend der nachfolgenden Beschreibung der Spannungspegel des Hochspannungsnetzes 120 ausgewertet und ein entsprechendes Steuersignal 160 von der Vorrichtung 110 ausgegeben werden.To the evaluation of the voltage level of the high voltage network 120 To be able to make is a high voltage evaluation unit 330 intended. This high voltage evaluation unit 330 includes an evaluation switch (exemplified as IGBT) connected between the first tap point AP1 and the ground terminal is connected. Furthermore, in the high voltage evaluation unit 330 a second tap point AP2 provided, via an ohmic resistance of the voltage divider 310 with the first tap point AP1 is coupled. The second tap point AP2 is coupled via an ohmic resistance to the control terminal of the evaluation switch, wherein a cathode of a diode between this control terminal of the evaluation and the ground terminal is also coupled to the control terminal of the evaluation switch. The second tap point AP2 is also connected via a voltage divider to the ground terminal. Another evaluation switch is in the form of another switch (exemplified as a transistor) between the control terminal of Evaluation switch and the ground connection coupled. The control terminal of the further evaluation switch is connected to a tapping point between the resistances of the second tapping point AP2 and coupled to the ground terminal. As a result, according to the following description, the voltage level of the high-voltage network 120 evaluated and a corresponding control signal 160 from the device 110 be issued.

Weiterhin ist auch noch eine Niederspannungsauswertungseinheit 340 der Vorrichtung 110 vorgesehen. Über diese kann ein Spannungspegel des PWM-Signals 152 oder 152' oder 152" überwacht werden, oder es kann ein von diesem Spannungspegel abgeleitetes Steuersignal 160 erzeugt werden. Hierzu umfasst die Niederspannungsauswertungseinheit 340 einen Niederspannungsauswertungsschalter (beispielhaft als IGBT dargestellt), der zwischen den ersten Abgriffspunkt AP1 und den Masseanschluss geschaltet ist. Der Steueranschluss des Niederspannungsauswertungsschalters ist über einen ohmschen Widerstand und eine parallel dazu geschaltete Kapazität mit dem Masseanschluss verbunden. Ferner ist dieser Steueranschluss über eine Reihenschaltung aus einem ohmschen Widerstand, einer Diode, die in Durchlassrichtung zum Niederspannungsauswertungsschalter geschaltet ist, und einer Kapazität mit einem Eingangsanschluss 345 der Niederspannungsauswertungseinheit 340 verbunden. An dem Eingangsanschluss 345 liegt dann das PWM-Signal 152 oder 152' oder 152" an.Furthermore, there is also a low-voltage evaluation unit 340 the device 110 intended. About this can be a voltage level of the PWM signal 152 or 152 ' or 152 ' be monitored, or it may be derived from this voltage level control signal 160 be generated. This includes the low-voltage evaluation unit 340 a low voltage evaluation switch (exemplified as IGBT) connected between the first tap point AP1 and the ground terminal is connected. The control terminal of the low-voltage evaluation switch is connected to the ground terminal via an ohmic resistor and a capacitance connected in parallel with it. Further, this control terminal is connected via a series circuit of an ohmic resistor, a diode which is connected in the forward direction to the low-voltage evaluation switch, and a capacitor having an input terminal 345 the low voltage evaluation unit 340 connected. At the input port 345 is then the PWM signal 152 or 152 ' or 152 ' on.

Die Bereitstellung des Steuersignals 160 kann somit in Abhängigkeit von einem Spannungspegel im Niederspannungsnetz 150 und zusätzlich oder alternativ von einem Spannungspegel im Hochspannungsnetz 120 erfolgen. Insbesondere kann bei der Erzeugung des Steuersignals 160 eine vom Spannungspegel des Hochspannungsnetzes abhängige Aktivierung oder Deaktivierung des Schalters 135 mit einer Hysterese in der Vorrichtung 110 als Funktionsbaugruppe implementiert sein. The provision of the control signal 160 can thus depend on a voltage level in the low voltage network 150 and additionally or alternatively from a voltage level in the high voltage network 120 respectively. In particular, in the generation of the control signal 160 a dependent on the voltage level of the high voltage network activation or deactivation of the switch 135 with a hysteresis in the device 110 be implemented as a function module.

Dadurch kann beispielsweise bei einem Hochspannungspegel kleiner X der Schalter 135 geöffnet und offen gehalten werden, um eine Wechselrichtersperre zu implementieren. Demgegenüber kann der Schalter 135 bei einem Hochspannungspegel größer Y geschlossen und geschlossen gehalten werden, um einen aktiven Kurzschlussmodus zu realisieren. Die (Hochspannungspegel-) Werte X und Y können wählbar gestaltet sein, um eine einfache Ansteuerung der elektrischen Maschine 115 je nach Bautyp des Fahrzeugs 100 und/oder der elektrischen Maschine 115 implementieren zu können.As a result, for example, at a high voltage level less than X, the switch 135 opened and kept open to implement an inverter lock. In contrast, the switch 135 at a high voltage level greater than Y closed and kept closed to realize an active short circuit mode. The (high voltage level) values X and Y can be made selectable to easily drive the electric machine 115 depending on the type of vehicle 100 and / or the electric machine 115 to implement.

Von Vorteil ist ferner, dass der zumindest eine Schalter 135 für einen aktiven Kurzschlussmodus (AKS) der elektrischen Maschine 115 geschlossen werden, wenn sowohl der Spannungspegel im Hochspannungsnetz 120 über dem ersten Hochspannungspegel Y liegt, als auch der Spannungspegel des Niederspannungsnetzes 150 unter einem Schwellwert (von beispielsweise 5 Volt) liegt, insbesondere bei 0 Volt liegt. Ein solches Ausführungsbeispiel kann technisch sehr einfach durch die Verwendung eines UND-Gatters abgebildet werden. Bei dem UND-Gatter liegt dann als erster Eingang beispielsweise ein Komparatorausgang eines Komparators an, zum Vergleichen, ob der Spannungspegel im Hochspannungsnetz 120 über dem ersten Hochspannungsschwellwert Y liegt. Und bei dem UND-Gatter liegt dann als zweiter Eingang ein negierter Spannungswert des Niederspannungsnetzes 150 an. Vorausgesetzt wird hierbei, dass dann der aktive Kurzschlussmodus (AKS) eingestellt werden soll, wenn im Niederspannungsnetz tatsächlich nur ein Spannungswert von 0 Volt vorliegt, anderenfalls wäre auch hier ein Komparator mit einer entsprechenden Beschaltung der Eingänge zu verwenden.Another advantage is that the at least one switch 135 for an active short-circuit mode (AKS) of the electric machine 115 be closed when both the voltage level in the high voltage network 120 above the first high voltage level Y, as well as the voltage level of the low voltage network 150 is below a threshold (of, for example, 5 volts), in particular at 0 volts. Such an embodiment may be technically very easily imaged by the use of an AND gate. In the AND gate is then as the first input, for example, a comparator output of a comparator, for comparing whether the voltage level in the high-voltage network 120 is above the first high voltage threshold Y. And at the AND gate is then as a second input a negated voltage value of the low voltage network 150 on. It is assumed here that the active short-circuit mode (AKS) should then be set if in the low-voltage network actually only a voltage value of 0 volts is present, otherwise a comparator with a corresponding wiring of the inputs would also have to be used here.

Alternativ oder zusätzlich kann der oder die Schalter 135, 135' für eine Wechselrichtersperre des Wechselrichters 130 geöffnet werden, wenn sowohl der Spannungspegel im Hochspannungsnetz 120 geringer als der zweite Hochspannungspegel X ist, als auch der Spannungspegel des Niederspannungsnetzes 150 unter einem Schwellwert (beispielsweise 5 Volt) liegt, insbesondere bei 0 Volt. Ein solches Ausführungsbeispiel kann technisch sehr einfach durch die Verwendung eines UND-Gatters abgebildet werden. Bei dem UND-Gatter liegt dann als erster Eingang beispielsweise ein Komparatorausgang eines Komparators an, zum Vergleichen, ob der Spannungspegel im Hochspannungsnetz 120 unter dem zweiten Hochspannungsschwellwert X liegt. Und bei dem UND-Gatter liegt dann als zweiter Eingang ein negierter Spannungswert des Niederspannungsnetzes 150 an. Vorausgesetzt wird hierbei, dass dann die Wechselrichtersperre eingestellt werden soll, wenn im Niederspannungsnetz tatsächlich nur ein Spannungswert von 0 Volt vorliegt, anderenfalls wäre auch hier ein Komparator mit einer entsprechenden Beschaltung der Eingänge zu verwenden.Alternatively or additionally, the switch or switches 135 . 135 ' for an inverter block of the inverter 130 be opened when both the voltage level in the high voltage network 120 is less than the second high voltage level X, as well as the voltage level of the low voltage network 150 below a threshold (eg, 5 volts), especially at 0 volts. Such an embodiment may be technically very easily imaged by the use of an AND gate. In the AND gate is then as the first input, for example, a comparator output of a comparator, for comparing whether the voltage level in the high-voltage network 120 is below the second high voltage threshold X. And at the AND gate is then as a second input a negated voltage value of the low voltage network 150 on. In this case, it is assumed that the inverter blocking should then be set if in the low-voltage network actually only one voltage value of 0 volt is present, otherwise a comparator with a corresponding wiring of the inputs would also have to be used here.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des hier vorgestellten Verfahrens 400 zum Einstellen des vorbestimmten Betriebszustands der elektrischen Maschine 115 unter Verwendung der hier vorgestellten Vorrichtung 110. Das Verfahren 400 umfasst einen Schritt 410 des Lieferns von elektrischer Energie aus dem Hochspannungsnetz 120 an die Ansteuereinheit 155. Und das Verfahren 400 umfasst einen Schritt 420 des Erzeugens des Steuersignals 160 zur Ansteuerung des Schalters 135 des Wechselrichters 130 unter Verwendung der direkt aus dem Hochspannungsnetz 120 gelieferten Energie, um den Schalter 135 in einen dem vorbestimmten Betriebszustand der elektrischen Maschine 115 entsprechenden Schaltzustand zu bringen. 4 shows a flowchart of an embodiment of the method presented here 400 for setting the predetermined operating state of the electric machine 115 using the device presented here 110 , The procedure 400 includes a step 410 supplying electrical energy from the high voltage network 120 to the drive unit 155 , And the procedure 400 includes a step 420 generating the control signal 160 for controlling the switch 135 of the inverter 130 using the directly from the high voltage network 120 supplied energy to the switch 135 in a the predetermined operating state of the electric machine 115 to bring appropriate switching state.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, this can be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment, either only the first Feature or only the second feature.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
Fahrzeugvehicle
105105
elektrisches Systemelectrical system
110110
Vorrichtungdevice
115115
elektrische Maschineelectric machine
120120
HochspannungsnetzHigh Voltage Power
125125
HochspannungsnetzenergiespeicherHigh-voltage grid energy storage
130130
Wechselrichterinverter
135, 135'135, 135 '
Schaltercounter
140140
Phasenleitungenphase lines
145145
SpannungswandlerDC converter
150150
NiederspannungsnetzLow-voltage grid
152, 152', 152"152, 152 ', 152 "
PWM-SignalPWM signal
155155
Ansteuereinheitcontrol unit
160, 160'160, 160 '
Steuersignal control signal
200200
MotorsteuerungseinheitEngine control unit
210210
Treibereinheitdriver unit
215215
Schnittstelleinterface
220220
Boostereinheit booster unit
300300
SpannungswandlerDC converter
305305
Hochspannungsnetz-EingangsanschlussHigh voltage power input terminal
310310
Spannungsteilervoltage divider
315315
Reihenschaltungseries connection
320320
Schaltelementswitching element
330330
HochspannungsauswertungseinheitHigh-voltage evaluation unit
340340
NiederspannungsauswertungseinheitLow voltage evaluation unit
345345
Eingangsanschluss der NiederspannungsauswertungseinheitInput connection of the low voltage evaluation unit
AP1AP1
erster Abgriffspunktfirst tap point
AP2AP2
zweiter Abgriffspunktsecond tapping point
400400
Verfahren zum Einstellen eines vorbestimmten Betriebszustands einer elektrischen Maschine eines FahrzeugsMethod for setting a predetermined operating state of an electric machine of a vehicle
410410
Schritt des LiefernsStep of delivering
420420
Schritt des ErzeugensStep of creating

Claims (11)

Vorrichtung (110) zum Einstellen eines bestimmten Betriebszustands einer elektrischen Maschine (115) eines Fahrzeugs (100), wobei die Vorrichtung (110) die folgenden Merkmale aufweist: einen Wechselrichter (130) zum Liefern einer aus einem Hochspannungsnetz (120) des Fahrzeugs (100) bereitgestellte elektrische Energie an die elektrische Maschine (115); und eine Ansteuereinheit (155) zum Beaufschlagen zumindest eines Schalters (135) des Wechselrichters (130) mit einem Steuersignal (160), um den Schalter (135) des Wechselrichters (130) in einen dem bestimmten Betriebszustand der elektrischen Maschine (115) entsprechenden Schaltzustand zu bringen, wobei die Ansteuereinheit (155) mit einem Niederspannungsnetz (150) und dem Hochspannungsnetz (120) gekoppelt ist, und wobei die Ansteuereinheit (155) ausgebildet ist, um das Steuersignal (160) unter Verwendung von Energie direkt aus dem Hochspannungsnetz (120) zu erzeugen.Device (110) for setting a specific operating state of an electric machine (115) of a vehicle (100), the device (110) having the following features: an inverter (130) for supplying electrical power supplied from a high voltage network (120) of the vehicle (100) to the electric machine (115); and a drive unit (155) for supplying at least one switch (135) of the inverter (130) with a control signal (160) for switching the switch (135) of the inverter (130) to a switching state corresponding to the determined operating state of the electrical machine (115) bring, wherein the drive unit (155) is coupled to a low voltage network (150) and the high voltage network (120), and wherein the drive unit (155) is configured to generate the control signal (160) using power directly from the high voltage network (120). Vorrichtung (110) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinheit (155) einen Linearregler zur Wandlung von Energie aus dem Hochspannungsnetz (120) zur Bereitstellung des Steuersignals (160) aufweist.Device (110) according to Claim 1 , characterized in that the drive unit (155) has a linear regulator for converting energy from the high-voltage network (120) to provide the control signal (160). Vorrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (130) eine Brückenschaltung aufweist, wobei der durch die Ansteuereinheit (155) angesteuerte Schalter (135) einen Teilabschnitt der Brückenschaltung bildet.Device (110) according to one of the preceding claims, characterized in that the inverter (130) comprises a bridge circuit, wherein the controlled by the drive unit (155) switch (135) forms a portion of the bridge circuit. Vorrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (130) zumindest einen zweiten Schalter (135') aufweist und wobei die Ansteuereinheit (155) zum Beaufschlagen des zumindest zweiten Schalters (135') des Wechselrichters (130) mit einem zweiten Steuersignal (160') ausgebildet ist, um den zweiten Schalter (135') des Wechselrichters (130) in einen dem vorbestimmten Betriebszustand der elektrischen Maschine (115) entsprechenden Schaltzustand zu bringen und wobei die Ansteuereinheit (155) ausgebildet ist, um das zweite Steuersignal (160') unter Verwendung von Energie direkt aus dem Hochspannungsnetz (120) zu erzeugen.Device (110) according to one of the preceding claims, characterized in that the inverter (130) has at least one second switch (135 '), and wherein the drive unit (155) acts on the at least second switch (135') of the inverter (130). is formed with a second control signal (160 ') for switching the second switch (135') of the inverter (130) into a predetermined operating state of the electric machine (115). corresponding switching state and wherein the drive unit (155) is adapted to generate the second control signal (160 ') using energy directly from the high voltage network (120). Vorrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinheit (155) ausgebildet ist, um das Steuersignal (160, 160') ferner in Abhängigkeit von einem im Niederspannungsnetz (150) vorliegenden Spannungspegel zu erzeugen, insbesondere das Steuersignal (160, 160') dann zu erzeugen, wenn der Spannungspegel im Niederspannungsnetz (150) einen vordefinierten Niederspannungspegel unterschreitet oder gleich null ist.Device (110) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive unit (155) is designed to generate the control signal (160, 160 ') further in dependence on a voltage level present in the low-voltage network (150), in particular the control signal ( 160, 160 ') when the voltage level in the low voltage network (150) is below a predefined low voltage level or equal to zero. Vorrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinheit (155) ausgebildet ist, um das Steuersignal (160, 160') in Abhängigkeit von einem Spannungspegel des Hochspannungsnetzes (120) zu erzeugen.Device (110) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive unit (155) is designed to generate the control signal (160, 160 ') in dependence on a voltage level of the high-voltage network (120). Vorrichtung (110) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinheit (155) ausgebildet ist, • um das Steuersignal (160, 160') derart zu erzeugen, dass der Schalter (135, 135') geschlossen ist, wenn der Spannungspegel im Hochspannungsnetz (120) größer als ein erster Hochspannungspegel (Y) ist, und/oder • um das Steuersignal (160, 160') derart zu erzeugen, dass der Schalter (135, 135') geöffnet ist, wenn der Spannungspegel im Hochspannungsnetz (120) kleiner als ein zweiter Hochspannungspegel (X) ist, insbesondere wobei der erste Hochspannungspegel (Y) größer als der zweite Hochspannungspegel (X) ist.Device (110) according to Claim 6 characterized in that the drive unit (155) is configured to generate the control signal (160, 160 ') such that the switch (135, 135') is closed when the voltage level in the high voltage network (120) is greater than one first high voltage level (Y), and / or • to generate the control signal (160, 160 ') such that the switch (135, 135') is open when the voltage level in the high voltage network (120) is less than a second high voltage level (Y). X), in particular wherein the first high voltage level (Y) is greater than the second high voltage level (X). Vorrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinheit (155) ausgebildet ist, um Ansteuersignale (152) aus dem Niederspannungsnetz (150) zur Steuerung des Schalters (135) zu blockieren, wenn das Steuersignal (160, 160') unter Verwendung von Energie direkt aus dem Hochspannungsnetz (120) erzeugt wird.Device (110) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive unit (155) is designed to block drive signals (152) from the low-voltage network (150) for controlling the switch (135) when the control signal (160, 160 ') is generated using energy directly from the high voltage network (120). Elektrisches System (105) für ein Fahrzeug (100) mit einer Vorrichtung (110) gemäß einem der vorangegagenen Ansprüche und einer mit der Vorrichtung (110) gekoppelten elektrischen Maschine (115).An electrical system (105) for a vehicle (100) comprising a device (110) according to any one of the preceding claims and an electric machine (115) coupled to the device (110). Verfahren (400) zum Einstellen eines vorbestimmten Betriebszustands einer elektrischen Maschine (115) eines Fahrzeugs (100) unter Verwendung einer Vorrichtung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verfahren (400) die folgenden Schritte aufweist: Liefern (410) von elektrischer Energie aus dem Hochspannungsnetz (1209 an die Ansteuereinheit (155); und Erzeugen (420) eines Steuersignals (160, 160') zur Ansteuerung des Schalters (135, 135') des Wechselrichters (130) unter Verwendung der direkt aus dem Hochspannungsnetz (120) gelieferten Energie, um den Schalter (135, 135') des Wechselrichters (130) in einen dem bestimmten Betriebszustand der elektrischen Maschine (115) entsprechenden Schaltzustand zu bringen.Method (400) for setting a predetermined operating state of an electric machine (115) of a vehicle (100) using a device (110) according to one of the preceding Claims 1 to 8th wherein the method (400) comprises the steps of: supplying (410) electrical energy from the high voltage network (1209 to the drive unit (155); and generating (420) a control signal (160, 160 ') for driving the switch (135 , 135 ') of the inverter (130) using the energy supplied directly from the high voltage network (120) to the switch (135, 135') of the inverter (130) in a switching state corresponding to the particular operating state of the electric machine (115) bring. Computerprogrammprodukt mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens (400) nach Anspruch 10, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung (110) ausgeführt wird.Computer program product with program code for carrying out the method (400) Claim 10 when the program is run on a computer or device (110).
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