DE102019205471A1

DE102019205471A1 - Verfahren zum Überprüfen von Messwerten von Stromstärken von Strömen, die von einem sechsphasigen Stromrichter an wenigstens eine elektrische Maschine bereitgestellt werden

Info

Publication number: DE102019205471A1
Application number: DE102019205471.4A
Authority: DE
Inventors: Paul Mehringer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-04-16
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2020-10-22
Also published as: CN111830309A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen von Messwerten von Stromstärken von Strömen, die von einem sechsphasigen Stromrichter an wenigstens eine elektrische Maschine (E1, E2) bereitgestellt werden, wobei jede der sechs Phasen (u, v, w, x, y, z) der wenigstens einen elektrischen Maschine (E1, E2) jeweils mit einem Highside-Schalter (M1, M3, M5, M7, M9, M11) und mit einem Lowside-Schalter (M2, M4, M6, M8, M10, M12) des Stromrichters verbunden ist, wobei die Highside-Schalter (M1, M3, M5, M7, M9, M11) des Stromrichters mit einem ersten Stromrichter-Anschluss (B+) verbunden sind und wobei die Lowside-Schalter (M2, M4, M6, M8, M10, M12) des Stromrichters mit einem zweiten Stromrichter-Anschluss (B-) verbunden sind, wobei im Zuge wenigstens einer Strommessung für jede der sechs Phasen (u, v, w, x, y, z) jeweils eine Stromstärke des entsprechenden Phasenstroms und eine Stromstärke eines Summenstroms zwischen den Highside-Schaltern (M1, M3, M5, M7, M9, M11) und dem ersten Stromrichter-Anschluss (B+) erfasst werden, wobei in Abhängigkeit von den erfassten Stromstärken eine Überprüfung durchgeführt wird, ob die Summe der erfassten Stromstärken der Phasenströme der Phasen (u, v, w, x, y, z) der wenigstens einen elektrischen Maschine (E1, E2) den Wert Null oder zumindest im Wesentlichen den Wert Null ergibt und/oder ob die Summe der erfassten Stromstärken der Phasenströme derjenigen Phasen, deren Highside-Schalter (M1, M3, M5, M7, M9, M11) geschlossen sind, der erfassten Stromstärke des Summenstroms entspricht oder zumindest im Wesentlichen entspricht und/oder ob die Summe der erfassten Stromstärken der Phasenströme derjenigen Phasen, deren Lowside-Schalter (M2, M4, M6, M8, M10, M12) geschlossen sind, dem negativen Wert der erfassten Stromstärke des Summenstroms entspricht oder zumindest im Wesentlichen entspricht und wobei in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Überprüfung bestimmt wird, ob alle erfassten Stromstärken korrekt sind oder ob wenigstens eine der erfassten Stromstärken fehlerhaft ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen von Messwerten von Stromstärken von Strömen, die von einem sechsphasigen Stromrichter an wenigstens eine elektrische Maschine bereitgestellt werden, sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
Stand der Technik
Zum Steuern bzw. Regeln von elektrischen Maschinen, wie beispielsweise motorisch oder generatorisch betreibbaren elektrischen Maschinen in Kraftfahrzeugen, ist es von Bedeutung, Phasenströme der einzelnen Phasen der elektrischen Maschine messtechnisch zu erfassen. Fehlerhafte Messungen der Phasenströme können die Steuerung der elektrischen Maschine negativ beeinflussen und beispielsweise zu Fehlern in der Momentenstellung führen. Es ist daher von Bedeutung erkennen zu können, ob Stromstärken von Phasenströmen fehlerhaft erfasst wurden.
Die US 2018/0102719 A1 zeigt eine Möglichkeit, um Fehler von Stromsensoren zum Messen von Phasenströmen in einem dreiphasigen Wechselstrommotor erkennen zu können.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Überprüfen von Messwerten von Stromstärken von Strömen, die von einem sechsphasigen Stromrichter an wenigstens eine elektrische Maschine bereitgestellt werden, sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Die Erfindung stellt eine Möglichkeit bereit, von einem sechsphasigen Stromrichter an wenigstens eine elektrische Maschine bereitgestellte Ströme mit möglichst wenigen Sensoren zu überprüfen.
Beispielsweise kann der sechsphasige Stromrichter mit einer sechsphasigen elektrischen Maschine verbunden sein, welche z.B. sechs Wicklungen aufweist, oder beispielsweise auch mit zwei jeweils dreiphasigen elektrischen Maschinen. Solche Ausführungen kommen insbesondere zum Einsatz, wenn mehrere Maschinen mittels nur einer Elektronik betrieben werden sollen, beispielsweise bei elektrischen Fahrantrieben. Die wenigstens eine elektrische Maschine weist somit insgesamt sechs Phasen bzw. sechs Phasenanschlüsse auf. Jede der sechs Phasen der wenigstens einen elektrischen Maschine ist jeweils mit einem Highside-Schalter und mit einem Lowside-Schalter des Stromrichters verbunden. Zu diesem Zweck ist insbesondere jeweils ein Phasenanschluss der jeweiligen Phase mit einem Mittelabgriff einer Halbbrücke des Stromrichters verbunden. Die Highside-Schalter sind mit einem ersten Stromrichter-Anschluss verbunden, insbesondere über eine gemeinsame elektrische Verbindung bzw. eine gemeinsame Summenleitung bzw. Busleitung. Bei diesem ersten Stromrichter-Anschluss kann es sich insbesondere um einen positiven Potentialanschluss, einen ersten Verbraucheranschluss oder einen ersten Bordnetzanschluss handeln, mit welchem ferner ein zu versorgender Verbraucher und/oder eine Energiequelle angeschlossen werden können, beispielsweise ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs. Entsprechend sind die Lowside-Schalter des Stromrichters mit einem zweiten Stromrichter-Anschluss verbunden, insbesondere ebenfalls über eine zweite gemeinsame elektrische Verbindung wie eine zweite Summen- bzw. Busleitung. Der zweite Anschluss ist insbesondere ein negativer Potentialanschluss, ein zweiter Verbraucheranschluss oder ein zweiter Bordnetzanschluss zur weiteren Verbindung mit dem zu versorgenden Verbraucher bzw. der Energiequelle, etwa dem Bordnetz. Zweckmäßigerweise kann der zweite Anschluss ein Masseanschluss sein.
Im Rahmen des vorliegenden Verfahrens wird im Zuge einer Strommessung für jede der sechs Phasen jeweils eine Stromstärke des entsprechenden Phasenstroms und eine Stromstärke eines Summenstroms zwischen den Highside-Schaltern und dem ersten Stromrichter-Anschluss erfasst. Jede Strommessung umfasst somit das Ermitteln von sieben Messwerten. Die Stromstärken des Phasenstroms werden jeweils insbesondere zwischen dem jeweiligen Phasenanschluss der entsprechenden Phase der wenigstens einen elektrischen Maschine und dem jeweiligen Mittelabgriff zwischen den entsprechenden Highside- und Lowside-Schaltern des Stromrichters erfasst. Die Stromstärke des Summenstroms bzw. Busstroms wird insbesondere in der gemeinsamen Verbindungsleitung bzw. der Busleitung erfasst. Sofern ein Zwischenkreiskondensator parallel zwischen den ersten und zweiten Stromrichter-Anschluss geschaltet ist, wird die Stromstärke des Summenstroms zweckmäßigerweise stromrichterseitig vor diesem Zwischenkreiskondensator erfasst. Die einzelnen Stromstärken können jeweils insbesondere mittels eines zweckmäßigen Stromsensors erfasst werden, beispielsweise jeweils mittels eines Hallsensors.
In Abhängigkeit von den im Zuge der wenigstens einen Strommessung erfassten Stromstärken wird eine Überprüfung durchgeführt, insbesondere eine Überprüfung, ob die erfassten Stromstärken vorbestimmte bzw. erwartete Beziehungen zueinander erfüllen. In Abhängigkeit von einem Ergebnis dieser Überprüfung wird bestimmt, ob alle erfassten Stromstärken korrekt sind oder ob wenigstens eine der erfassten Stromstärken fehlerhaft ist.
Als eine vorbestimmte Beziehung wird dabei überprüft, ob die Summe der erfassten Stromstärken der Phasenströme der Phasen der wenigstens einen elektrischen Maschine, insbesondere der Summenstrom aller einer elektrischen Maschine zugehörigen Phasen, Null oder zumindest im Wesentlichen den Wert Null ergibt. Insbesondere wird zu diesem Zweck überprüft, ob der Betrag dieser Summe unterhalb eines vorgegebenen Schwellwerts liegt. Dieser Schwellwert kann beispielsweise höchstens 20% eines Phasennennstroms betragen und beispielsweise den Wert 70 A (bei Phasenströmen bis 400 A) haben. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit soll diese vorbestimmte Beziehung im Folgenden als erste Beziehung bezeichnet werden.
Wenn die wenigstens eine elektrische Maschine zwei Gruppen von je drei Phasen aufweist, z.B. wenn der Stromrichter mit zwei dreiphasigen elektrischen Maschinen verbunden ist, kann insbesondere als erste vorbestimmte Bezeigung überprüft werden, ob die Summe der erfassten Stromstärken der Phasenströme der ersten Gruppe von Phasen Null oder zumindest im Wesentlichen Null ergibt, und als eine zweite vorbestimmte Beziehung kann insbesondere überprüft werden, ob die Summe der Stromstärken der Phasenströme der zweiten Gruppe von Phasen Null oder zumindest im Wesentlichen Null ergibt.
Alternativ oder zusätzlich wird als vorbestimmte Beziehung überprüft, ob die Summe der erfassten Stromstärken der Phasenströme derjenigen Phasen der wenigstens einen elektrischen Maschine, deren Highside-Schalter geschlossen sind, der erfassten Stromstärke des Summenstroms entspricht oder zumindest im Wesentlichen entspricht. Diese Beziehung wird im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als dritte vorbestimmte Beziehung bezeichnet. Insbesondere wird somit überprüft, ob die Summe der Phasenströme, deren Highside-Schalter geschlossen sind, dem erfassten Summen- bzw. Busstrom zumindest im Wesentlichen entspricht. Zweckmäßigerweise kann überprüft werden, ob diese Summe abzüglich der Stromstärke des Summenstroms betragsmäßig unterhalb eines vorgegebenen Schwellwerts von beispielsweise höchstens 20% eines Phasennennstroms liegt.
Alternativ oder zusätzlich wird als vorbestimmte Beziehung überprüft, ob die Summe der erfassten Stromstärken der Phasenströme derjenigen Phasen der wenigstens einen elektrischen Maschine, deren Lowside-Schalter geschlossen sind, dem negativen Wert der erfassten Stromstärke des Summenstroms entspricht oder zumindest im Wesentlichen entspricht. Zweckmäßigerweise wird diese Beziehung im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als vierte vorbestimmte Beziehung bezeichnet. Im Gegensatz zu der dritten vorbestimmten Beziehung wird im Zuge dieser vierten vorbestimmten Beziehung somit überprüft, ob die Summe der Phasenströme, deren Lowside-Schalter geschlossen sind, dem negativen Wert des erfassten Summen- bzw. Busstroms zumindest im Wesentlichen entspricht. Insbesondere kann zu diesem Zweck überprüft werden, ob diese Summe zuzüglich der Stromstärke des Summenstroms betragsmäßig unterhalb eines vorgegebenen Schwellwerts von beispielsweise höchstens 20% eines Phasennennstroms liegt.
Insbesondere kann als vorbestimmte Beziehung auch überprüft werden, ob die Summe der erfassten Stromstärken der Phasenströme derjenigen Phasen, deren Highside-Schalter geschlossen sind, dem negativen Wert der Summe der erfassten Stromstärken der Phasenströme derjenigen Phasen, deren Lowside-Schalter geschlossen sind, entspricht oder zumindest im Wesentlichen entspricht.
Das vorliegende Verfahren stellt somit eine Möglichkeit bereit, um bei einem sechsphasigen Stromrichter zusätzlich zu den sechs Stromstärken der sechs Phasenströme lediglich eine weitere Stromstärke eines weiteren Stroms zu erfassen und mittels vorbestimmter Beziehungen erkennen zu können, ob eine oder mehrere dieser sieben Stromstärken fehlerhaft erfasst wurden.
Zum Steuern bzw. Regeln der elektrischen Maschinen ist es von Bedeutung, dass die Stromstärken der Phasenströme der einzelnen Phasen korrekt erfasst werden, da fehlerhaft erfasste Stromstärken der Phasenströme die Steuerung der elektrischen Maschine negativ beeinflussen und beispielsweise zu Fehlern in der Momentenstellung führen können. Im Rahmen des vorliegenden Verfahrens kann auf aufwandsarme und effektive Weise erkannt werden, ob Stromstärken von Phasenströmen fehlerhaft erfasst wurden und, wenn dies der Fall ist, kann im Zug der Steuerung der elektrischen Maschine entsprechend auf diese fehlerhafte Erfassung reagiert werden.
Vorteilhafterweise wird die wenigstens eine Strommessung zu wenigstens einem Zeitpunkt durchgeführt, nachdem sich ein Schaltzustand von einem der Highside-Schalter und von einem der Lowside-Schalter geändert haben, die mit derselben Phase verbunden sind. Ein derartiger Zeitpunkt, zu welchem eine Strommessung durchgeführt wird, liegt insbesondere in einem Zeitintervall zwischen einem ersten Schaltzeitpunkt, zu welchem sich der Schaltzustand des jeweiligen Highside- und Lowside-Schalters ändert, und einem zweiten Schaltzeitpunkt, zu welchem sich zum nächsten Mal ein Schaltzustand eines Highside-Schalters und/oder eines Lowside-Schalters ändert.
Insbesondere werden die Strommessungen somit jeweils durchgeführt, nachdem sich die Schaltzustände beider Schalter einer Halbbrücke des Stromrichters geändert haben, die mit derselben Phase der wenigstens einen elektrischen Maschine verbunden sind. Unter der Änderung des Schaltzustands sei in diesem Zusammenhang insbesondere zu verstehen, dass der entsprechende Schalter zuvor geschlossen war und dann geöffnet wurde oder vice versa zuvor geöffnet war und dann geschlossen wurde.
Insbesondere werden die jeweils aktuellen Schaltzustände der Halbbrücken bzw. der einzelnen Highside- und Lowside-Schalter zu dem Zeitpunkt der Strommessung als Parameter bzw. Randbedingungen in der Überprüfung der vorbestimmten Beziehungen berücksichtigt. Das Durchführen und Auswerten der Strommessungen zu Zeitpunkten, nachdem sich jeweils der Schaltzustand genau einer Halbbrücke geändert hat, stellt eine besonders effektive Möglichkeit dar, um anhand der vorbestimmten Beziehungen präzise auf fehlerhafte Messungen rückschließen zu können.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird eine erste Strommessung zu einem ersten Zeitpunkt durchgeführt, nachdem sich ein Schaltzustand eines ersten Highside-Schalters und eines ersten Lowside-Schalters geändert hat, welche mit einer ersten Phase der sechs Phasen der wenigstens einen elektrischen Maschine verbunden sind. Die Bezeichnung des „ersten“ Highside-Schalters, des „ersten“ Lowside-Schalters, der „ersten“ Phase usw. sei im Rahmen der vorliegenden Beschreibung insbesondere ohne Beschränkung der Allgemeinheit zu verstehen und soll keine Relevanz oder Wertung dieser einzelnen Elemente zum Ausdruck bringen. Vielmehr soll die Nomenklatur dieser „ersten“ Elemente lediglich zur Unterscheidung von den übrigen Elementen dienen. Insbesondere können dabei jeder dieser Schalter, Phasen usw. zweckmäßig als diese „ersten“ Elemente ausgewählt werden. Ebenso sollen im Nachfolgenden, wenn von „zweiten“, „dritten“, „vierten“ usw. Elementen die Rede ist, auch diese Bezeichnungen ohne Beschränkung der Allgemeinheit zu verstehen sein.
In Abhängigkeit von den im Zuge der ersten Strommessung erfassten Stromstärken kann im Zuge der Überprüfung vorteilhafterweise einer der folgenden vier Fälle erkannt werden:

Entweder wird vorzugsweise bestimmt, dass alle im Zuge der ersten Strommessung erfassten Stromstärken korrekt sind. Sofern alle sieben Strommessungen korrekt sind, kann dies im Rahmen des vorliegenden Verfahrens mit nur einer einzigen Strommessung zu einem einzigen Zeitpunkt bereits erkannt werden. Insbesondere wird dies bestimmt, wenn die Summe der erfassten Stromstärken der Phasenströme der wenigstens einen elektrischen Maschine Null oder zumindest im Wesentlichen den Wert Null ergibt, wenn also die erste Beziehung bzw. die erste und die zweite Beziehung erfüllt sind.

Auch kann vorteilhafterweise erkannt werden, ob die im Zuge der ersten Strommessung erfasste Stromstärke des Summenstroms fehlerhaft ist. Ein fehlerhaft erfasster Summenstrom bzw. Busstrom kann somit auch bereits mit einer einzigen Strommessung zu einem einzigen Zeitpunkt erkannt werden. Dies ist insbesondere der Fall, wenn bei der ersten Strommessung die obig erläuterte erste Beziehung erfüllt ist und die dritte Beziehung nicht erfüllt ist.
Vorzugsweise kann auch bestimmt werden, ob die im Zuge der ersten Strommessung erfasste Stromstärke des Phasenstroms der ersten Phase fehlerhaft ist. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die erste Beziehung nicht erfüllt ist und wenn die dritte Beziehung ebenfalls nicht erfüllt ist, oder wenn die erste Beziehung nicht erfüllt ist und wenn die vierte Beziehung hingegen erfüllt ist. Somit kann insbesondere erkannt werden, ob die Stromstärke des Phasenstroms derjenigen Phase fehlerhaft erfasst wurde, deren Highside- und Lowside-Schalter ihren Schaltzustand geändert haben.
Alternativ wird vorzugsweise bestimmt, ob eine der im Zuge der ersten Strommessung erfassten Stromstärken der Phasenströme der übrigen fünf Phasen fehlerhaft ist. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die erste Beziehung nicht erfüllt ist und wenn die dritte Beziehung hingegen erfüllt ist, oder wenn die erste Beziehung und die dritte Beziehung jeweils nicht erfüllt sind. Für eine genaue Unterscheidung, welche Stromstärke fehlerhaft ist, bedarf es insbesondere wenigstens einer weiteren Strommessung.
In letzterem Fall, wenn bestimmt wird, dass eine der im Zuge der ersten Strommessung erfassten Stromstärken der Phasenströme der übrigen fünf Phasen fehlerhaft ist, wird vorteilhafterweise wenigstens eine weitere Strommessung zu wenigstens einem weiteren Zeitpunkt durchgeführt, nachdem sich jeweils ein Schaltzustand eines Highside-Schalters und eines Lowside-Schalters geändert hat, welche mit derselben der übrigen fünf Phasen verbunden sind. In Abhängigkeit von den im Zuge der wenigstens einen weiteren Strommessung erfassten Stromstärken wird im Zuge der Überprüfung vorteilhafterweise bestimmt, welche Stromstärke der Phasenströme der übrigen fünf Phasen fehlerhaft ist.
Vorzugsweise weisen die sechs Phasen der wenigstens einen elektrischen Maschine eine erste Gruppe von drei Phasen und eine zweite Gruppe von drei Phasen auf. Beispielsweise kann jede der beiden Gruppen von Phasen eine dreiphasige elektrische Maschine repräsentieren.
Die erste Phase ist vorzugsweise eine Phase der ersten Gruppe. Im Zuge der Überprüfung wird in diesem Fall vorteilhafterweise bestimmt, ob eine der im Zuge der ersten Strommessung erfassten Stromstärken der Phasenströme einer zweiten Phase und einer dritten Phase der ersten Gruppe von drei Phasen fehlerhaft ist. Dies wird insbesondere bestimmt, wenn die erste Beziehung nicht erfüllt ist und wenn die dritte Beziehung hingegen erfüllt ist, oder wenn die erste Beziehung und die vierte Beziehung jeweils nicht erfüllt sind. Für eine genaue Unterscheidung, welche Stromstärke dieser zweiten und dritten Phase fehlerhaft ist, bedarf es insbesondere einer zweiten Strommessung zu einem zweiten Zeitpunkt, nachdem sich die Schaltzustände des Highside- und Lowside-Schalters einer dieser beiden Phasen geändert haben.
Alternativ kann vorzugsweise erkannt werden, ob wenigstens eine der im Zuge der ersten Strommessung erfassten Stromstärken der Phasenströme der Phasen der zweiten Gruppe von drei Phasen fehlerhaft ist. Für eine genaue Unterscheidung, welcher Phasenstrom dieser drei Phasen der zweiten Gruppe fehlerhaft erfasst wurde, bedarf es zweckmäßigerweise einer weiteren Strommessung zu einem weiteren Zeitpunkt, nachdem sich Schaltzustände der Schalter dieser Phasen geändert haben.
Wenn bestimmt wird, dass eine der erfassten Stromstärken der Phasenströme der zweiten Phase und der dritten Phase der ersten Gruppe von drei Phasen fehlerhaft ist, wird gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform zu einem zweiten Zeitpunkt eine zweite Strommessung durchgeführt. Zu diesem zweiten Zeitpunkt hat sich ein Schaltzustand eines zweiten Highside-Schalters und eines zweiten Lowside-Schalters geändert, welche mit der zweiten Phase der ersten Gruppe verbunden sind. Der zweite Zeitpunkt liegt zeitlich vorteilhafterweise nach dem ersten Zeitpunkt. Wie obig erläutert, sei die Nomenklatur des „zweiten“ Highside-Schalters, des „zweiten“ Lowside-Schalters, der „zweiten“ Phase usw. ohne Beschränkung der Allgemeinheit zu verstehen.
In Abhängigkeit von den im Zuge der zweiten Strommessung erfassten Stromstärken wird vorteilhafterweise im Zuge der Überprüfung bestimmt, ob die im Zuge der zweiten Strommessung erfasste Stromstärke des Phasenstroms der zweiten Phase der ersten Gruppe fehlerhaft ist oder ob die im Zuge der zweiten Strommessung erfasste Stromstärke des Phasenstroms der dritten Phase der ersten Gruppe fehlerhaft ist. Dass die Stromstärke der zweiten Phase fehlerhaft ist, wird insbesondere bestimmt, wenn die dritte Beziehung nicht erfüllt ist bzw. wenn die vierte Beziehung erfüllt ist. Wenn hingegen die dritte Beziehung erfüllt ist bzw. wenn die vierte Beziehung nicht erfüllt ist, wird insbesondere bestimmt, dass die Stromstärke der dritten Phase fehlerhaft ist. Sofern ein Phasenstrom einer Phase der ersten Gruppe fehlerhaft erfasst wird, kann spätestens mit zwei Strommessungen zu zwei verschiedenen Zeitpunkten festgestellt werden, welcher Phasenstrom nicht korrekt erfasst wird.
Wenn bestimmt wird, dass wenigstens eine der im Zuge der ersten Strommessung erfassten Stromstärken der Phasenströme der Phasen der zweiten Gruppe von drei Phasen fehlerhaft ist, wird vorteilhafterweise eine dritte Strommessung zu einem dritten Zeitpunkt durchgeführt. Dieser dritte Zeitpunkt liegt zeitlich vorteilhafterweise nach dem ersten Zeitpunkt. Ferner liegt der dritte Zeitpunkt insbesondere nach dem zweiten Zeitpunkt. Sofern zu dem ersten Zeitpunkt nicht bestimmt wird, dass die Stromstärken der zweiten oder dritten Phase der ersten Gruppe fehlerhaft erfasst wurden, kann die obig erläuterte zweite Strommessung insbesondere auch entfallen und es kann zweckmäßigerweise erst zu dem dritten Zeitpunkt eine weitere Strommessung durchgeführt werden.
Zu dem dritten Zeitpunkt hat sich vorteilhafterweise ein Schaltzustand eines dritten Highside-Schalters und eines dritten Lowside-Schalters geändert, welche mit einer ersten Phase der zweiten Gruppe (insgesamt die vierte Phase) verbunden sind. Somit werden also zu dem dritten Zeitpunkt Schaltzustände von Schaltern der zweiten Gruppe von Phasen verändert, um festzustellen, welcher Phasenstrom dieser zweiten Gruppe fehlerhaft erfasst wird. In Abhängigkeit von den im Zuge der dritten Strommessung erfassten Stromstärken wird im Zuge der Überprüfung vorteilhafterweise einer der folgenden beiden Fälle erkannt.
Entweder wird bestimmt, dass die im Zuge der dritten Strommessung erfasste Stromstärke des Phasenstroms der ersten Phase der zweiten Gruppe fehlerhaft ist. Somit kann insbesondere sofort nach der dritten Strommessung erkannt werden, ob die Stromstärke des Phasenstroms derjenigen Phase fehlerhaft erfasst wurde, deren Highside- und Lowside-Schalter zu dem dritten Zeitpunkt ihren Schaltzustand geändert haben.
Alternativ wird bestimmt, dass eine der im Zuge der dritten Strommessung erfassten Stromstärken der Phasenströme einer zweiten Phase der zweiten Gruppe (fünfte Phase) und einer dritten Phase der zweiten Gruppe (sechste Phase) fehlerhaft ist. Um präzise festzustellen, ob die zweite oder die dritte Phase der zweiten Gruppe fehlerhaft erfasst wurde, bedarf es zweckmäßigerweise einer weiteren Strommessung.
In letzterem Fall, wenn also bestimmt wird, dass eine der im Zuge der dritten Strommessung erfassten Stromstärken der Phasenströme der zweiten Phase und der dritten Phase der zweiten Gruppe fehlerhaft ist, wird vorteilhafterweise eine vierte Strommessung zu einem vierten Zeitpunkt durchgeführt. Dieser vierte Zeitpunkt liegt bevorzugt zeitlich nach dem dritten Zeitpunkt. Zu dem vierten Zeitpunkt hat sich ein Schaltzustand eines vierten Highside-Schalters und eines vierten Lowside-Schalters geändert, welche mit der zweiten Phase der zweiten Gruppe verbunden sind. In Abhängigkeit von den im Zuge der vierten Strommessung erfassten Stromstärken wird im Zuge der Überprüfung bestimmt, ob die im Zuge der vierten Strommessung erfasste Stromstärke des Phasenstroms der zweiten Phase der zweiten Gruppe fehlerhaft ist oder ob die im Zuge der vierten Strommessung erfasste Stromstärke des Phasenstroms der dritten Phase der zweiten Gruppe fehlerhaft ist. Sofern einer der sechs Phasenströme nicht korrekt erfasst wird, kann im Rahmen des vorliegenden Verfahrens somit insbesondere spätestens nach vier Strommessungen zu vier verschiedenen Zeitpunkten präzise festgestellt werden, welcher der sechs Phasenströme nicht korrekt erfasst werden kann.
Bevorzugt wird wenigstens eine der Stromstärken der Phasenströme und des Summenstroms im Zuge der wenigstens einen Strommessung mit Hilfe eines Hallsensors erfasst. Vorzugsweise werden all diese Stromstärken jeweils mit Hilfe eines Hallsensors erfasst. Aufgrund von Streufeldern können Hallsensoren anfällig für fehlerhafte Strommessungen sein. Das vorliegende Verfahren bietet sich daher besonders vorteilhaft an, um mit Hilfe von Hallsensoren erfasste Stromstärken in einer sechsphasigen elektrischen Maschine auf Fehler hin zu überprüfen.
Vorzugsweise wird in Abhängigkeit von der im Zuge der wenigstens einen Strommessung erfassten Stromstärke des Summenstroms ein Rippelstrom bzw. eine Stromrippelbelastung eines parallel zwischen den ersten und zweiten Stromrichter-Anschluss geschalteten Kondensatorelements bzw. Zwischenkreiskondensators bestimmt. Als Rippelstrom oder sog. überlagerter Wechselstrom sei insbesondere ein Wechselstrom zu verstehen, der einem Gleichstrom überlagert ist. Ein derartiger Rippelstrom kann insbesondere durch den von dem Stromrichter erzeugten pulsierenden Gleichstrom in dem parallel geschalteten Kondensatorelement bzw. Zwischenkreiskondensator erzeugt werden.
Bevorzugt werden die wenigstens eine Strommessung und die Plausibilisierung im Zuge einer Testphase durchgeführt, im Zuge derer Schaltzustände der einzelnen Highside-Schalter und der einzelnen Lowside-Schalter verändert werden. Insbesondere werden diese Schaltzustände dabei kontinuierlich verändert, d.h. zweckmäßigerweise werden kontinuierlich die Schaltzustände der verschiedenen Highside- und Lowside-Schalter der einzelnen Halbbrücken verändert. Wenn der Stromrichter mit zwei jeweils dreiphasigen elektrischen Maschinen verbunden ist, kann für die Testphase zweckmäßigerweise eine dieser elektrischen Maschinen deaktiviert bzw. abgeschaltet werden.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Figurenliste

1 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausgestaltung einer Anordnung mit einem Stromrichter und zwei elektrischen Maschinen, welche einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zugrunde liegen kann.
2 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens als ein Blockdiagramm.

Ausführungsform(en) der Erfindung
In 1 ist eine bevorzugte Ausgestaltung einer Anordnung mit einem Stromrichter und zwei elektrischen Maschine E1, E2 schematisch dargestellt und mit 100 bezeichnet. Die Anordnung 100 ist zweckmäßigerweise in einem Kraftfahrzeug vorgesehen und kann beispielsweise generatorisch betrieben werden, um elektrische Energie zur Versorgung von Verbrauchern in einem Bordnetz des Fahrzeugs zu erzeugen, oder motorisch, um in dem Bordnetz gespeicherte elektrische Energie zum Antrieb des Fahrzeugs zu verwenden.
Die Anordnung weist sechs Phasen bzw. Phasenanschlüsse auf. Im Beispiel von 1 weist die Anordnung 100 zwei dreiphasige elektrische Maschinen E1 und E2 auf. Ebenso ist es denkbar, dass eine sechsphasige elektrische Maschine mit sechs Wicklungen vorgesehen ist.
Eine erste elektrische Maschine E1 weist dabei eine erste Gruppe 101 aus drei Phasen u, v, w auf. Eine zweite elektrische Maschine E2 weist eine zweite Gruppe 102 aus drei Phasen x, y, z auf.
Für die erste Maschine E1 bzw. die erste Gruppe 101 von Phasen u, v, w ist ein erster Teil 110 eines Stromrichters mit Highside-Schaltern M1, M3, M5 und mit Lowside-Schaltern M2, M4, M6 vorgesehen. Entsprechend ist für die zweite Maschine E2 bzw. die zweite Gruppe 102 von Phasen x, y, z ein zweiter Teil 120 des Stromrichters mit Highside-Schaltern M7, M9, M11 und Lowside-Schaltern M8, M10, M12 vorgesehen. Die einzelnen Highside- und Lowside-Schalter können jeweils als ein Halbleiterschaltelement ausgebildet sein, beispielsweise jeweils als MOSFET.
Jede der sechs Phasen u, v, w, x, y, z ist dabei jeweils mit einem Highside-Schalter und mit einem Lowside-Schalter verbunden. Insbesondere ist jede der Phasen u, v, w, x, y, z mit einem Mittelabgriff 111, 112, 113, 121, 122, 123 zwischen den jeweiligen Highside-Schalter und Lowside-Schalter verbunden.
Die Highside-Schalter M1, M3, M5 bzw. M7, M9, M11 sind ferner gemeinsam mit einem ersten Stromrichter-Anschluss bzw. Bordnetzanschluss B+ verbunden. Die Lowside-Schalter M2, M4, M6 bzw. M8, M10 und M12 sind gemeinsam mit einem zweiten Stromrichter-Anschluss bzw. Bordnetzanschluss B- verbunden. An diese Anschlüsse B+ und B- können ferner elektrische Verbraucher und Energiequellen in einem Kraftfahrzeugbordnetz angeschossen sein. In 1 ist beispielhaft ein elektrischer Widerstand R1 als ein derartiger Verbraucher dargestellt, der beispielsweise eine Heckscheibenheizung darstellen kann. Ferner ist parallel zu den Bordnetzanschlüssen B+ und B- ein Zwischenkreiskondensator C1 vorgesehen.
Ein Steuergerät 140 ist ferner dazu vorgesehen, die Anordnung 100 zu steuern und zu diesem Zweck insbesondere die Schalter des Stromrichters 110, 120 anzusteuern. Diese Steuerung wird zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von den aktuellen Phasenströmen der einzelnen Phasen u, v, w, x, y, z durchgeführt. Zum Messen der aktuellen Stromstärken dieser Phasenströme ist pro Phase u, v, w, x, y, z jeweils ein Stromsensor 131, 132, 133, 134, 135 bzw. 136 vorgesehen. Beispielsweise können diese Stromsensoren 131, 132, 133, 134, 135, 136 jeweils als ein Hallsensor ausgebildet sein.
Ferner ist in der gemeinsamen Verbindungs- bzw. Busleitung zwischen den Highside-Schaltern M1, M3, M5 bzw. M7, M9, M11 und dem ersten Stromrichter-Anschluss B+ ein Stromsensor 137 vorgesehen, um die Stromstärke eines Summenstroms bzw. Busstroms zu erfassen. Auch dieser Stromsensor 137 kann als ein Hallsensor ausgebildet sein. Der Stromsensor 137 ist stromrichterseitig vor der Kapazität C1 angeordnet.
Aufgrund von Streufeldern können derartige Hallsensoren jedoch anfällig für fehlerhafte Strommessungen sein. Fehlerhafte Messungen der Phasenströme können die Steuerung der elektrischen Maschine 100 jedoch negativ beeinflussen und beispielsweise zu Fehlern in der Momentenstellung führen.
Um erkennen zu können, ob die einzelnen Stromstärken mit Hilfe der Hallsensoren 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137 korrekt oder fehlerhaft erfasst wurden, ist das Steuergerät 140, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, welches in 2 schematisch als ein Blockdiagramm dargestellt ist und nachfolgend in Bezug auf die 1 und 2 erläutert werden soll.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird nun zu wenigstens einem Zeitpunkt wenigstens eine Strommessung durchgeführt, nachdem sich ein Schaltzustand von einem der Highside-Schalter und von einem der Lowside-Schalter ändern, die mit derselben Phase verbunden sind.
Im Zuge einer derartigen Strommessung wird mit Hilfe der Hallsensoren 131, 132, 133, 134, 135, 136 für jede der sechs Phasen u, v, w, x, y, bzw. z jeweils eine Stromstärke lu, Iv, Iw, Ix, I_Y bzw. Iz des entsprechenden Phasenstroms bestimmt und mit Hilfe des Hallsensors 137 wird eine Stromstärke I_G des Summenstroms erfasst.
In Abhängigkeit von den erfassten Stromstärken und von vorbestimmten Beziehungen der Stromstärken zueinander wird eine Überprüfung bzw. Plausibilisierung durchgeführt, ob alle erfassten Stromstärken I_U, I_V, I_W, I_X, I_Y, I_Z und I_G korrekt sind oder ob wenigstens eine der erfassten Stromstärken fehlerhaft ist.
Für diese vorbestimmten Beziehungen wird für jede Phase bzw. für jedes Paar aus Highside-Schalter und Lowside-Schalter beispielsweise jeweils eine digitale Funktion definiert, welche jeweils entweder den Wert und 0 oder 1 annehmen kann, wodurch die Schaltzustände der beiden jeweiligen Schalter der Phase charakterisiert werden.
So ist beispielsweise eine Digitalfunktion U für den Highside-Schalter M5 und den Lowside-Schalter M6 der Phase u definiert. Wenn diese Digitalfunktion U den Wert 1 annimmt, bedeutet dies, dass der Highside-Schalter M5 geschlossen und der Lowside-Schalter M6 geöffnet ist. Nimmt die Digitalfunktion U hingegen den Wert 0 an, bedeutet dies, dass der Highside-Schalter M5 geöffnet und der Lowside-Schalter M6 geschlossen ist.
Entsprechend ist auch für die restlichen Phasen v, w, x, y, z jeweils eine Digitalfunktion V, W, X, Y bzw. Z definiert, wobei der Wert 1 dieser Funktionen jeweils bedeutet, dass der entsprechende Highside-Schalter der jeweiligen Phase geschlossen und der jeweilige Lowside-Schalter geöffnet ist, und wobei der Wert 0 dieser Digitalfunktionen jeweils bedeutet, dass der entsprechende Highside-Schalter geöffnet und der jeweilige Lowside-Schalter geschlossen ist.
Die nachfolgende Tabelle stellt ein beispielhaftes Ansteuerschema zur kontinuierlichen Änderung der Schaltzustände der einzelnen Highside- und Lowside-Schalter dar, wobei sich jeweils zu nacheinander folgenden Zeitpunkten t₁ bis t₆ jeweils der Schaltzustand eines Schalterpaares geändert hat.

t U V W X Y Z

t₀ 0 0 0 0 0 0

t₁ 0 1 0 0 0 0

t₂ 1 1 0 0 0 0

t₃ 1 1 1 0 0 0

t₄ 1 1 1 1 0 0

t₅ 1 1 1 1 1 0

t₆ 1 1 1 1 1 1
Im Folgenden wird nun anhand von 2 erläutert, wie im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens überprüft wird, ob die einzelnen Stromstärken korrekt erfasst werden.
In Schritt 201 wird zu einem ersten Zeitpunkt eine erste Strommessung durchgeführt. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit wird im Folgenden das Beispiel betrachtet, dass der Zeitpunkt t₁ gemäß obiger Tabelle diesen ersten Zeitpunkt darstellt, nachdem sich der Schaltzustand des Highside-Schalters M3 und des Lowside-Schalters M4 der Phase v derart geändert hat, dass der Highside-Schalters M3 geschlossen und der Lowside-Schalters M4 geöffnet wurde und dass die Digitalfunktion V zu diesem ersten Zeitpunkt t₁ den Wert 1 angenommen hat. Die Digitalfunktionen U, W, X, Y, Z der restlichen Phasen u, w, x, y, z betragen zu diesem ersten Zeitpunkt t₁ beispielshaft jeweils den Wert 0 betragen, d.h. die restlichen Highside-Schalter sind geöffnet und die restlichen Lowside-Schalter geschlossen.
In Schritt 202 wird als eine erste vorbestimmte Beziehung (1) überprüft, ob die Summe der im Zuge der ersten Strommessung erfassten Stromstärken I_U, I_V, I_W der Phasenströme der drei Phasen u, v, w der ersten Gruppe 101 den Wert Null oder zumindest im Wesentlichen den Wert Null ergibt: $I_{U} + I_{V} + I_{W} = 0$
Um eine gewisse Messungenauigkeit zuzulassen, kann als eine alternative erste vorbestimmte Beziehung (1') insbesondere auch überprüft werden, ob diese Summe zumindest im Wesentlichen den Wert Null ergibt bzw. ob der Betrag dieser Summe unterhalb eines vorgegebenen Schwellwerts I_th von beispielsweise höchstens 20% eines Phasennennstroms, z.B. 70 A (im Fall von Phasenströmen von 400 A) liegt: $| I_{U} + I_{V} + I_{W} | < I_{th}$
Insbesondere kann in Schritt 202 ferner als eine zweite vorbestimmte Beziehung (2) überprüft werden, ob die Summe der im Zuge der ersten Strommessung erfassten Stromstärken I_X, I_Y, I_Z der Phasenströme der drei Phasen x, y, z der zweiten Gruppe 102 den Wert Null oder zumindest im Wesentlichen den Wert Null ergibt: $I_{X} + I_{Y} + I_{Z} = 0$
Um auch in diesem Fall eine gewisse Messungenauigkeit zuzulassen, kann als alternative zweite vorbestimmte Beziehung (2') überprüft werden, ob diese Summe zumindest im Wesentlichen den Wert Null ergibt bzw. ob der Betrag dieser Summe unterhalb des vorgegebenen Schwellwerts I_th liegt: $| I_{X} + I_{Y} + I_{Z} | < I_{th}$
Wenn die erste vorbestimmte Beziehung (1) bzw. (1') erfüllt ist, wird in Schritt 203 bestimmt, dass die erfassten Stromstärken I_U, I_V, I_W der Phasen u, v, w korrekt sind. Wenn ferner auch die vorbestimmte Beziehung (2) bzw. (2') erfüllt ist, wird in Schritt 203 ferner bestimmt, dass auch die erfassten Stromstärken I_X, I_Y, I_Z der Phasen x, y, z korrekt sind und dass somit alle Phasenströme korrekt erfasst wurden.
Ist die zweite Beziehung (2) bzw. (2') hingen nicht erfüllt, deutet dies darauf hin, dass wenigstens eine der Stromstärken I_X, I_Y, I_Z der Phasen x, y, z der zweiten Gruppe 102 fehlerhaft ist. In diesem Fall bedarf es wenigstens einer zusätzlichen Strommessung und es erfolgt zu einem späteren Zeitpunkt ein Schritt 221, wie weiter unten noch erläutert werden soll.
Zunächst sei jedoch der Fall betrachtet, dass die in Schritt 202 überprüfte erste theoretisch Beziehung (1) bzw. (1') erfüllt ist und die Stromstärken I_U, I_V, I_W der Phasen u, v, w der ersten Gruppe 101 korrekt sind. In diesem Fall wird in Schritt 204 als eine dritte vorbestimmte Beziehung (3) überprüft, ob die Summe der erfassten Stromstärken der Phasenströme derjenigen Phasen, deren Highside-Schalter geschlossen sind, der erfassten Stromstärke des Summenstroms entspricht. Diese vorbestimmte Beziehung (3) kann mathematisch mit Hilfe der Digitalfunktionen U, V, W, X, Y, Z wie folgt ausgedrückt werden: $U * I_{U} + V * I_{V} + W * I_{W} + X * I_{X} + Y * I_{Y} + Z * I_{Z} = I_{G}$
Zur Berücksichtigung einer Ungenauigkeit kann als alternative dritte vorbestimmte Beziehung (3') überprüft werden, ob diese Summe zumindest im Wesentlichen der Summenstromstärke I_G entspricht: $| U * I_{U} + V * I_{V} + W * I_{W} + X * I_{X} + Y * I_{Y} + Z * I_{Z} - I_{G} | < I_{th}$
Wenn die Überprüfung in Schritt 204 ergibt, dass die dritte vorbestimmte Beziehung (3) bzw. (3') erfüllt ist, wird in Schritt 205 bestimmt, dass auch der Summenstrom korrekt erfasst wurde. Ist die die dritte vorbestimmte Beziehung (3) bzw. (3') hingegen nicht erfüllt, wird in Schritt 206 bestimmt, dass die erfasste Stromstärke I_G des Summenstroms fehlerhaft ist.
Wenn die Überprüfung in Schritt 202 jedoch ergibt, dass die erste vorbestimmte Beziehung (1) bzw. (1') nicht erfüllt ist, deutet dies darauf hin, dass wenigstens eine Stromstärke I_U, I_V, I_W der Phasen u, v, w der ersten Gruppe 101 fehlerhaft erfasst wurde. In diesem Fall wird in Schritt 207 ebenfalls überprüft, ob die dritte vorbestimmte Beziehung (3) bzw. (3') erfüllt ist.
Wenn die dritte vorbestimmte Beziehung (3) bzw. (3') in diesem Fall nicht erfüllt ist, wird in Schritt 209 bestimmt, dass die Stromstärke I_V fehlerhaft ist, also die Stromstärke derjenigen Phase v der ersten Gruppe 101, deren Highside- und Lowside-Schalter M3 und M4 vor der ersten Strommessung zu dem ersten Zeitpunkt t₁ ihren Schaltzustand geändert haben.
Ist die dritte Beziehung (3) bzw. (3') hingegen erfüllt, wird in Schritt 210 bestimmt, dass entweder die Stromstärke lu oder die Stromstärke I_W fehlerhaft ist, also eine Stromstärke der beiden anderen Phase u, w der ersten Gruppe 101. In diesem Fall bedarf es einer weiteren Strommessung um festzustellen, welche dieser beiden Stromstärken lu oder I_W fehlerhaft ist.
Alternativ oder zusätzlich zu der Überprüfung der dritten vorbestimmten Beziehung (3), (3') in Schritt 207 kann in Schritt 208 auch als eine vierte vorbestimmte Beziehung (4) bzw. (4') überprüft werden, ob die Summe der erfassten Stromstärken der Phasenströme derjenigen Phasen, deren Lowside-Schalter geschlossen sind, dem negativen Wert der erfassten Stromstärke des Summenstroms entspricht bzw. zumindest im Wesentlichen entspricht: $(1 - U) * I_{U} + (1 - V) * I_{V} + (1 - W) * I_{W} + (1 - X) * I_{X} + (1 - Y) * I_{Y} + (1 - Z) * I_{Z} = - I_{G}$
$| (1 - U) * I_{U} + (1 - V) * I_{V} + (1 - W) * I_{W} + (1 - X) * I_{X} + (1 - Y) * I_{Y} + (1 - Z) * I_{Z} + I_{G} | < I_{th}$
Wenn diese vierte vorbestimmte Beziehung (4) bzw. (4') erfüllt, wird ebenfalls in Schritt 209 bestimmt, dass die Stromstärke Iv fehlerhaft ist. Ist die vierte vorbestimmte Beziehung (4) bzw. (4') nicht erfüllt, wird ebenfalls gemäß Schritt 210 bestimmt, dass entweder die Stromstärke lu oder die Stromstärke I_W fehlerhaft ist.
In dem Fall von Schritt 210 wird in Schritt 211 zu einem zweiten Zeitpunkt eine zweite Strommessung durchgeführt, anhand welcher festgestellt werden kann, ob nun I_U oder I_W fehlerhaft ist.
Ohne Beschränkung der Allgemeinheit hat sich vor diesem zweiten Zeitpunkt t₂ beispielsweise der Schaltzustand des Highside-Schalters M5 und des Lowside-Schalters M6 der Phase u insbesondere derart geändert, dass der Highside-Schalters M5 geschlossen und der Lowside-Schalters M6 geöffnet wurde. Die Digitalfunktion U besitzt zu dem zweiten Zeitpunkt t₂ also den Wert 1.
In Schritt 212 wird daraufhin überprüft, ob die im Zuge der zweiten Strommessung erfassten Stromstärken die dritte vorbestimmte Beziehung (3) bzw. (3') erfüllen. Wenn die dritte vorbestimmte Beziehung (3) bzw. (3') erfüllt ist, wird in Schritt 214 bestimmt, dass die Stromstärke I_W der Phase w fehlerhaft ist. Ist die dritte vorbestimmte Beziehung (3) bzw. (3') hingegen nicht erfüllt, wird in Schritt 215 bestimmt, dass die Stromstärke lu der Phase u fehlerhaft ist.
Alternativ oder zusätzlich zu Schritt 212 kann auch in Schritt 213 überprüft werden, ob die im Zuge der zweiten Strommessung erfassten Stromstärken die vierte vorbestimmte Beziehung (4) bzw. (4') erfüllen. Wenn die vierte vorbestimmte Beziehung (4) bzw. (4') in diesem Fall erfüllt ist, wird in Schritt 215 bestimmt, dass die Stromstärke I_U der Phase u fehlerhaft ist. Wenn die vierte vorbestimmte Beziehung (4) bzw. (4') hingegen nicht erfüllt ist, wird in Schritt 214 bestimmt, dass die Stromstärke I_W der Phase w fehlerhaft ist.
Sofern in der Überprüfung in Schritt 202 erkannt wird, dass die zweite vorbestimmte Beziehung (2) bzw. (2') nicht erfüllt ist, deutet dies wie obig erläutert darauf hin, dass wenigstens eine der Stromstärken I_X, I_Y, I_Z der Phasen x, y, z der zweiten Gruppe 102 fehlerhaft ist.
In diesem Fall wird in Schritt 221 zu einem dritten Zeitpunkt eine dritte Strommessung durchgeführt. Beispielsweise kann es sich bei diesem dritten Zeitpunkt um den in obiger Tabelle mit t₄ bezeichneten Zeitpunkt handeln, nachdem der Highside-Schalter M7 der Phase x geschlossen und der Lowside-Schalter M8 der Phase x geöffnet wurde und somit die Digitalfunktion X den Wert 1 angenommen hat.
In Schritt 222 wird daraufhin entsprechend Schritt 207 überprüft, ob die dritte vorbestimmte Beziehung (3) bzw. (3') erfüllt ist.
Wenn diese vorbestimmte Beziehung (3) bzw. (3') nicht erfüllt ist, wird in Schritt 224 bestimmt, dass die Stromstärke Ix derjenigen Phase x der zweiten Gruppe 102 fehlerhaft ist, deren Highside- und Lowside-Schalter M7 und M8 vor der dritten Strommessung zu dem dritten Zeitpunkt t₄ ihren Schaltzustand geändert haben. Wenn die dritte vorbestimmte Beziehung (3) bzw. (3') jedoch erfüllt ist, wird in Schritt 225 bestimmt, dass eine der beiden anderen Stromstärken I_Y, I_Z der anderen Phasen y, z der zweiten Gruppe102 fehlerhaft ist.
Alternativ oder zusätzlich kann gemäß Schritt 223 auch die vierte vorbestimmte Beziehung (4) bzw. (4') überprüft werden. Wenn diese erfüllt ist, wird ebenfalls in Schritt 224 bestimmt, dass die Stromstärke Ix fehlerhaft ist. Ist die vierte vorbestimmte Beziehung (4) bzw. (4') nicht erfüllt, wird gemäß Schritt 225 bestimmt, dass eine der Stromstärken I_Y oder Iz fehlerhaft ist.
In dem Fall von Schritt 225 wird in Schritt 231 zu einem vierten Zeitpunkt eine vierte Strommessung durchgeführt, beispielsweise zu dem Zeitpunkt t₅ gemäß obiger Tabelle, zu welchem der Highside-Schalter M9 der Phase y geschlossen und der Lowside-Schalter M10 geöffnet wurde.
In Schritt 232 wird daraufhin überprüft, ob die im Zuge der vierten Strommessung erfassten Stromstärken die dritte Beziehung (3) bzw. (3') erfüllen. Wenn dies der Fall ist, wird in Schritt 234 bestimmt, dass die Stromstärke I_Z der Phase z fehlerhaft ist. Ist die dritte vorbestimmte Beziehung (3) bzw. (3') nicht erfüllt, wird in Schritt 235 bestimmt, dass die Stromstärke I_Y der Phase y fehlerhaft ist.
Alternativ oder zusätzlich kann in Schritt 233 überprüft werden, ob die vierte vorbestimmte Beziehung (4) bzw. (4') erfüllt ist. Ist dies der Fall, wird in Schritt 235 bestimmt, dass die Stromstärke I_Y der Phase y fehlerhaft ist. Ist die vierte vorbestimmte Beziehung (4) bzw. (4') nicht erfüllt ist, wird gemäß Schritt 234 bestimmt, dass die Stromstärke I_Z der Phase z fehlerhaft ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2018/0102719 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Überprüfen von Messwerten von Stromstärken von Strömen, die von einem sechsphasigen Stromrichter an wenigstens eine elektrische Maschine (E1, E2) bereitgestellt werden, wobei jede der sechs Phasen (u, v, w, x, y, z) der wenigstens einen elektrischen Maschine (E1, E2) jeweils mit einem Highside-Schalter (M1, M3, M5, M7, M9, M11) und mit einem Lowside-Schalter (M2, M4, M6, M8, M10, M12) des Stromrichters verbunden ist, wobei die Highside-Schalter (M1, M3, M5, M7, M9, M11) des Stromrichters mit einem ersten Stromrichter-Anschluss (B+) verbunden sind und wobei die Lowside-Schalter (M2, M4, M6, M8, M10, M12) des Stromrichters mit einem zweiten Stromrichter-Anschluss (B-) verbunden sind, wobei im Zuge einer Strommessung für jede der sechs Phasen (u, v, w, x, y, z) jeweils eine Stromstärke des entsprechenden Phasenstroms und eine Stromstärke eines Summenstroms zwischen den Highside-Schaltern (M1, M3, M5, M7, M9, M11) und dem ersten Stromrichter-Anschluss (B+) erfasst werden (201, 211, 221, 231), wobei in Abhängigkeit von den erfassten Stromstärken eine Überprüfung durchgeführt wird, - ob die Summe der erfassten Stromstärken der Phasenströme der Phasen (u, v, w, x, y, z) der wenigstens einen elektrischen Maschine (E1, E2) den Wert Null oder zumindest im Wesentlichen den Wert Null ergibt (202) und/oder - ob die Summe der erfassten Stromstärken der Phasenströme derjenigen Phasen, deren Highside-Schalter (M1, M3, M5, M7, M9, M11) geschlossen sind, der erfassten Stromstärke des Summenstroms entspricht oder zumindest im Wesentlichen entspricht (204, 207, 212, 222, 232) und/oder - ob die Summe der erfassten Stromstärken der Phasenströme derjenigen Phasen, deren Lowside-Schalter (M2, M4, M6, M8, M10, M12) geschlossen sind, dem negativen Wert der erfassten Stromstärke des Summenstroms entspricht oder zumindest im Wesentlichen entspricht (208, 213, 223, 233) und wobei in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Überprüfung bestimmt wird, ob alle erfassten Stromstärken korrekt sind (205) oder ob wenigstens eine der erfassten Stromstärken fehlerhaft ist (206, 209, 210, 214, 215, 224, 225, 234, 235).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Strommessung zu einem Zeitpunkt durchgeführt wird, nachdem sich ein Schaltzustand von einem der Highside-Schalter (M1, M3, M5, M7, M9, M11) und von einem der Lowside-Schalter (M2, M4, M6, M8, M10, M12) geändert haben, die mit derselben Phase (u, v, w, x, y, z) der wenigstens einen elektrischen Maschine (E1, E2) verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine erste Strommessung zu einem ersten Zeitpunkt durchgeführt wird (201), nachdem sich ein Schaltzustand eines ersten Highside-Schalters (M3) und eines ersten Lowside-Schalters (M4) geändert hat, welche mit einer ersten Phase (v) der sechs Phasen (u, w, x, y, z) der wenigstens einen elektrischen Maschine (E1, E2) verbunden sind, wobei in Abhängigkeit von den im Zuge der ersten Strommessung erfassten Stromstärken im Zuge der Überprüfung (202, 203, 207, 208) bestimmt wird, - ob alle im Zuge der ersten Strommessung erfassten Stromstärken korrekt sind (203) oder - ob die im Zuge der ersten Strommessung erfasste Stromstärke des Summenstroms fehlerhaft ist (206) oder - ob die im Zuge der ersten Strommessung erfasste Stromstärke des Phasenstroms der ersten Phase (v) fehlerhaft ist (209) oder - ob eine der im Zuge der ersten Strommessung erfassten Stromstärken der Phasenströme der übrigen fünf Phasen (u, w, x, y, z) fehlerhaft ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei, wenn bestimmt wird, dass eine der im Zuge der ersten Strommessung erfassten Stromstärken der Phasenströme der übrigen fünf Phasen (u, w, x, y, z) fehlerhaft ist, wenigstens eine weitere Strommessung zu wenigstens einem weiteren Zeitpunkt durchgeführt wird (211, 221, 231), nachdem sich jeweils ein Schaltzustand eines Highside-Schalters und eines Lowside-Schalters geändert hat, welche mit einer der übrigen fünf Phasen (u, w, x, y, z) verbunden sind, und wobei in Abhängigkeit von den im Zuge der wenigstens einen weiteren Strommessung erfassten Stromstärken im Zuge der Überprüfung (212, 213, 222, 223, 232, 233) bestimmt wird, welche Stromstärke der Phasenströme der übrigen fünf Phasen (u, w, x, y, z) fehlerhaft ist.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei die sechs Phasen (u, v, w, x, y, z) der wenigstens einen elektrischen Maschine (E1, E2) eine erste Gruppe (101) von drei Phasen (u, v, w) und eine zweite Gruppe (102) von drei Phasen (x, y, z) aufweisen und wobei die erste Phase (v) eine Phase der ersten Gruppe (101) ist, wobei im Zuge der Überprüfung (202, 203, 207, 208) bestimmt wird, - ob eine der im Zuge der ersten Strommessung erfassten Stromstärken der Phasenströme einer zweiten Phase (u) und einer dritten Phase (w) der ersten Gruppe (101) von drei Phasen (u, v, w) fehlerhaft ist (210), oder - ob wenigstens eine der im Zuge der ersten Strommessung erfassten Stromstärken der Phasenströme der Phasen (x, y, z) der zweiten Gruppe (102) von drei Phasen (x, y, z) fehlerhaft ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei, wenn bestimmt wird, dass eine der erfassten Stromstärken der Phasenströme der zweiten Phase (u) und der dritten Phase (w) der ersten Gruppe (101) von drei Phasen (u, v, w) fehlerhaft ist (210), eine zweite Strommessung zu einem zweiten Zeitpunkt durchgeführt wird (211), nachdem sich ein Schaltzustand eines zweiten Highside-Schalters (M5) und eines zweiten Lowside-Schalters (M6) geändert hat, welche mit der zweiten Phase (u) der ersten Gruppe (101) von drei Phasen (u, v, w) verbunden sind, wobei der zweite Zeitpunkt zeitlich nach dem ersten Zeitpunkt liegt, wobei in Abhängigkeit von den im Zuge der zweiten Strommessung erfassten Stromstärken im Zuge der Überprüfung (212, 213) bestimmt wird, ob die im Zuge der zweiten Strommessung erfasste Stromstärke des Phasenstroms der zweiten Phase (u) der ersten Gruppe (101) von drei Phasen (u, v, w) fehlerhaft ist (215) oder ob die im Zuge der zweiten Strommessung erfasste Stromstärke des Phasenstroms der dritten Phase (w) der ersten Gruppe (101) von drei Phasen (u, v, w) fehlerhaft ist (214).
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei, wenn bestimmt wird, dass wenigstens eine der im Zuge der ersten Strommessung erfassten Stromstärken der Phasenströme der zweiten Gruppe (102) von drei Phasen (x, y, z) fehlerhaft ist, eine dritte Strommessung zu einem dritten Zeitpunkt durchgeführt wird (221), nachdem sich ein Schaltzustand eines dritten Highside-Schalters (M7) und eines dritten Lowside-Schalters (M8) geändert hat, welche mit einer ersten Phase (x) der zweiten Gruppe (102) von drei Phasen (x, y, z) verbunden sind, wobei der dritte Zeitpunkt zeitlich nach dem ersten Zeitpunkt liegt, wobei in Abhängigkeit von den im Zuge der dritten Strommessung erfassten Stromstärken im Zuge der Überprüfung (222, 223) bestimmt wird, ob die im Zuge der dritten Strommessung erfasste Stromstärke des Phasenstroms der ersten Phase (x) der zweiten Gruppe (102) von drei Phasen (x, y, z) fehlerhaft ist (224) oder ob eine der im Zuge der dritten Strommessung erfassten Stromstärken der Phasenströme einer zweiten Phase (y) der zweiten Gruppe (102) von drei Phasen (x, y, z) und einer dritten Phase (z) der zweiten Gruppe (102) von drei Phasen (x, y, z) fehlerhaft ist (225).
Verfahren nach Anspruch 7, wobei, wenn bestimmt wird, dass eine der im Zuge der dritten Strommessung erfassten Stromstärken der Phasenströme der zweiten Phase (y) der zweiten Gruppe (102) von drei Phasen (x, y, z) und der dritten Phase (z) der zweiten Gruppe (102) von drei Phasen (x, y, z) fehlerhaft ist (225), eine vierte Strommessung zu einem vierten Zeitpunkt durchgeführt wird (231), nachdem sich ein Schaltzustand eines vierten Highside-Schalters (M9) und eines vierten Lowside-Schalters (M10) geändert hat, welche mit der zweiten Phase (y) der zweiten Gruppe (102) von drei Phasen (x, y, z) verbunden sind, wobei der vierte Zeitpunkt zeitlich nach dem dritten Zeitpunkt liegt, wobei in Abhängigkeit von den im Zuge der vierten Strommessung erfassten Stromstärken im Zuge der Überprüfung (232, 233) bestimmt wird, - ob die im Zuge der vierten Strommessung erfasste Stromstärke des Phasenstroms der zweiten (y) Phase der zweiten Gruppe (102) von drei Phasen (x, y, z) fehlerhaft ist (235) oder - ob die im Zuge der vierten Strommessung erfasste Stromstärke des Phasenstroms der dritten Phase (z) der zweiten Gruppe (102) von drei Phasen (x, y, z) fehlerhaft ist (234).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine der Stromstärken der Phasenströme und des Summenstroms im Zuge der wenigstens einen Strommessung jeweils mit Hilfe eines Hallsensors (131, 132, 133, 134, 135, 136, 137) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in Abhängigkeit von der im Zuge der wenigstens einen Strommessung erfassten Stromstärke des Summenstroms ein Rippelstrom eines parallel zwischen den ersten Stromrichter-Anschluss (B+) und den zweiten Stromrichter-Anschluss (B-) geschalteten Kondensatorelements (C1) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Strommessung und die Plausibilisierung im Zuge einer Testphase durchgeführt werden, im Zuge derer Schaltzustände der einzelnen Highside-Schalter (M1, M3, M5, M7, M9, M11) und der einzelnen Lowside-Schalter (M2, M4, M6, M8, M10, M12) verändert werden.
Anordnung (100) aus einem sechsphasigen Stromrichter, wenigstens einer elektrischen Maschine (E1, E2) und einer Recheneinheit (140), die dazu eingerichtet ist, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
Computerprogramm, das eine Anordnung (100) nach Anspruch 12 dazu veranlasst, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (140) ausgeführt wird.
Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 13.