DE102022205270A1

DE102022205270A1 - Control device and method for operating an electric motor, in particular a steering system

Info

Publication number: DE102022205270A1
Application number: DE102022205270.6A
Authority: DE
Inventors: Paul Lemmer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-05-25
Filing date: 2022-05-25
Publication date: 2023-11-30

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Steuervorrichtung (10) zum Betreiben eines Elektromotors (12), insbesondere eines Lenksystems (14), mit einer Leistungselektronik (16), mit einer primären Treibereinheit (18), welche in einem Normalbetriebszustand zur Ansteuerung der Leistungselektronik (16) vorgesehen ist, und mit einer zu der primären Treibereinheit (18) parallel geschalteten sekundären Treibereinheit (20), welche in zumindest einem Fehlerbetriebszustand, bei welchem eine Störung und/oder ein Ausfall der primären Treibereinheit (18) auftritt, zur Ansteuerung der Leistungselektronik (16) vorgesehen ist.
Es wird vorgeschlagen, dass die Steuervorrichtung (10) eine Multiplexereinheit (22) umfasst, welche dazu vorgesehen ist, in dem Normalbetriebszustand ein von der primären Treibereinheit (18) bereitgestelltes primäres Vorgabesignal (24) und in dem Fehlerbetriebszustand ein von der sekundären Treibereinheit (20) bereitgestelltes sekundäres Vorgabesignal (26) an die Leistungselektronik (16) weiterzuleiten.

The invention is based on a control device (10) for operating an electric motor (12), in particular a steering system (14), with power electronics (16), with a primary driver unit (18), which in a normal operating state is used to control the power electronics (16 ) is provided, and with a secondary driver unit (20) connected in parallel to the primary driver unit (18), which in at least one error operating state in which a malfunction and / or a failure of the primary driver unit (18) occurs, for controlling the power electronics ( 16) is provided.
It is proposed that the control device (10) comprises a multiplexer unit (22), which is intended to receive a primary specification signal (24) provided by the primary driver unit (18) in the normal operating state and one from the secondary driver unit (20) in the error operating state ) to forward the provided secondary specification signal (26) to the power electronics (16).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zum Betreiben eines Elektromotors, insbesondere eines Lenksystems, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Elektromotors, insbesondere mittels einer solchen Steuervorrichtung. Zudem betrifft die Erfindung eine Aktuatorbaugruppe mit einer solchen Steuervorrichtung sowie ein Lenksystem mit einer solchen Aktuatorbaugruppe.The invention relates to a control device for operating an electric motor, in particular a steering system, and a method for operating an electric motor, in particular by means of such a control device. The invention also relates to an actuator assembly with such a control device and a steering system with such an actuator assembly.

Aus dem Stand der Technik sind Steuervorrichtungen zum Betreiben von Elektromotoren mit mehreren Treibereinheiten in Form von Halbbrücken-Treibern und/oder Gate-Treibern bekannt, wobei die Treibereinheiten zur Ansteuerung verschiedener Leistungselektroniken oder einer einzelnen Leistungselektronik vorgesehen sein können. In letzterem Fall können die Treibereinheiten beispielsweise zur Erfüllung von Redundanzerfordernissen dienen, sodass auch im Fehlerfall eine Ansteuerung der Leistungselektronik erreicht und folglich ein Betrieb des Elektromotors aufrechterhalten werden kann. Sind die Treibereinheiten jedoch parallel geschalten und zur Ansteuerung derselben Leistungselektronik vorgesehen, so muss im Betrieb ein Stromfluss von der primären und/oder aktiven Treibereinheit in die sekundäre und/oder passive Treibereinheit verhindert bzw. zumindest reduziert werden. Bei bekannten Steuervorrichtungen werden hierzu beispielsweise zusätzliche Schalter und/oder Widerstände verwendet. Diese bekannten Möglichkeiten führen jedoch zu einer reduzierten Leistungseffizienz und sind mit zusätzlichem Aufwand verbunden.Control devices for operating electric motors with several driver units in the form of half-bridge drivers and/or gate drivers are known from the prior art, whereby the driver units can be provided for controlling various power electronics or a single power electronics. In the latter case, the driver units can be used, for example, to fulfill redundancy requirements, so that the power electronics can be activated even in the event of a fault and consequently operation of the electric motor can be maintained. However, if the driver units are connected in parallel and are intended to control the same power electronics, a current flow from the primary and/or active driver unit into the secondary and/or passive driver unit must be prevented or at least reduced during operation. In known control devices, for example, additional switches and/or resistors are used for this purpose. However, these known options lead to reduced performance efficiency and involve additional effort.

Darüber hinaus ist aus der nachveröffentlichten DE 10 2021 211 208 A1 eine gattungsgemäße Steuervorrichtung sowie ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt.In addition, from the subsequently published DE 10 2021 211 208 A1 a generic control device and a generic method are known.

Die Aufgabe der Erfindung besteht ausgehend davon insbesondere darin, eine Steuervorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Elektromotors mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 8, 9 und 10 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.Based on this, the object of the invention is, in particular, to provide a control device and a method for operating an electric motor with improved properties in terms of efficiency. The object is achieved by the features of claims 1, 8, 9 and 10, while advantageous refinements and developments of the invention can be found in the subclaims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung geht aus von einer Steuervorrichtung zum Betreiben eines Elektromotors, insbesondere eines Lenksystems, mit einer Leistungselektronik, mit einer primären Treibereinheit, welche in einem Normalbetriebszustand zur Ansteuerung der Leistungselektronik vorgesehen ist, und mit einer zu der primären Treibereinheit parallel geschalteten sekundären Treibereinheit, welche in zumindest einem Fehlerbetriebszustand, bei welchem eine Störung und/oder ein Ausfall der primären Treibereinheit auftritt, zur Ansteuerung der Leistungselektronik vorgesehen ist.The invention is based on a control device for operating an electric motor, in particular a steering system, with power electronics, with a primary driver unit, which is provided in a normal operating state for controlling the power electronics, and with a secondary driver unit connected in parallel to the primary driver unit, which in at least one error operating state, in which a malfunction and/or a failure of the primary driver unit occurs, is provided for controlling the power electronics.

Es wird vorgeschlagen, dass die Steuervorrichtung eine Multiplexereinheit umfasst, welche dazu vorgesehen ist, in dem Normalbetriebszustand, insbesondere ausschließlich, ein von der primären Treibereinheit bereitgestelltes primäres Vorgabesignal und in dem Fehlerbetriebszustand, insbesondere ausschließlich, ein von der sekundären Treibereinheit bereitgestelltes sekundäres Vorgabesignal an die Leistungselektronik weiterzuleiten. Bevorzugt ist die Multiplexereinheit dabei schaltungstechnisch zwischen den Treibereinheiten und der Leistungselektronik angeordnet. Bei dem primären Vorgabesignal und/oder dem sekundären Vorgabesignal kann es sich beispielsweise um eine, insbesondere geregelte, Differenzspannung aus einer Gate-Spannung und einer Source-Spannung handeln. Zudem ist die sekundäre Treibereinheit dazu vorgesehen, die primäre Treibereinheit in dem Fehlerbetriebszustand zu ersetzen. Dabei können sich die primäre Treibereinheit und die sekundäre Treibereinheit in dem Normalbetriebszustand und/oder in dem Fehlerbetriebszustand in einem aktiven Zustand befinden. It is proposed that the control device comprises a multiplexer unit, which is intended to send, in the normal operating state, in particular exclusively, a primary specification signal provided by the primary driver unit and in the error operating state, in particular exclusively, a secondary specification signal provided by the secondary driver unit to the power electronics to forward. The multiplexer unit is preferably arranged in terms of circuitry between the driver units and the power electronics. The primary specification signal and/or the secondary specification signal can be, for example, a differential voltage, in particular a regulated one, consisting of a gate voltage and a source voltage. In addition, the secondary driver unit is intended to replace the primary driver unit in the error operating state. The primary driver unit and the secondary driver unit can be in an active state in the normal operating state and/or in the error operating state.

Durch diese Ausgestaltung kann eine Effizienz, insbesondere eine Leistungseffizienz, eine Steuerungseffizienz, eine Energieeffizienz, eine Bauraumeffizienz, eine Bauteileeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden. Darüber hinaus kann insbesondere ein Rechenaufwand minimiert und/oder ein Steueralgorithmus vereinfacht werden. Zudem kann im Fehlerfall ein vorteilhaft schneller Wechsel von der primären Treibereinheit auf die sekundäre Treibereinheit erreicht werden, da die sekundäre Treibereinheit vorteilhaft in einem „Hot-Standby“-Betrieb gehalten werden kann.Through this configuration, efficiency, in particular power efficiency, control efficiency, energy efficiency, installation space efficiency, component efficiency and/or cost efficiency, can be improved. In addition, in particular, computing effort can be minimized and/or a control algorithm can be simplified. In addition, in the event of a fault, an advantageously quick change from the primary driver unit to the secondary driver unit can be achieved, since the secondary driver unit can advantageously be kept in a “hot standby” mode.

Unter einer „Steuervorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, einer Aktuatorbaugruppe und vorteilhaft eines Lenksystems verstanden werden, welche/welcher in zumindest einem Betriebszustand zur Steuerung eines Betriebs wenigstens eines Elektromotors der Aktuatorbaugruppe vorgesehen ist. Der Elektromotor ist insbesondere als Servomotor, vorteilhaft als bürstenloser Motor und besonders vorteilhaft als Asynchronmotor oder als permanenterregter Synchronmotor ausgebildet. Bevorzugt ist der Elektromotor dabei Teil einer elektrischen Hilfskraftlenkung und insbesondere zur Erzeugung einer elektrischen Lenkunterstützung vorgesehen. Der Elektromotor kann dabei beispielsweise als dreiphasiger, sechsphasiger, neunphasiger oder zwölfphasiger Elektromotor ausgebildet sein. Darüber hinaus ist die Leistungselektronik als Wechselrichtereinheit, insbesondere als Endstufe und/oder als Brückenschaltung, ausgebildet und zur Stromversorgung und/oder Bestromung des Elektromotors vorgesehen. Dazu umfasst die Leistungselektronik insbesondere mehrere, bevorzugt als Feldeffekttransistoren ausgebildete, Leistungsschalter, beispielsweise in Form von MOSFETs.In this context, a “control device” should be understood to mean at least a part, in particular a subassembly, of an actuator assembly and advantageously a steering system, which/ which is provided in at least one operating state for controlling operation of at least one electric motor of the actuator assembly. The electric motor is designed in particular as a servo motor, advantageously as a brushless motor and particularly advantageously as an asynchronous motor or as a permanently excited synchronous motor. The electric motor is preferably part of an electric power steering system and is in particular intended to generate electric steering assistance. The electric motor can be designed, for example, as a three-phase, six-phase, nine-phase or twelve-phase electric motor. In addition, the power electronics is designed as an inverter unit, in particular as an output stage and/or as a bridge circuit, and is intended to supply power and/or energize the electric motor. For this purpose, the power electronics include in particular several power switches, preferably designed as field effect transistors, for example in the form of MOSFETs.

Ferner soll unter einer „Treibereinheit“ eine zumindest teilweise elektrisch und/oder elektronisch ausgebildete Einheit verstanden werden, welche, vorliegend insbesondere über die Multiplexereinheit, elektrisch mit der Leistungselektronik, insbesondere einem Steueranschluss wenigstens eines Leistungsschalters der Leistungselektronik, verbunden ist und dazu vorgesehen ist, den wenigstens einen Leistungsschalter anzusteuern und insbesondere eine Steuerspannung und/oder einen Steuerstrom für den wenigstens einen Leistungsschalter bereitzustellen. Bevorzugt ist die Treibereinheit dazu vorgesehen, sämtliche Leistungsschalter der Leistungselektronik anzusteuern. Vorteilhaft ist die Treibereinheit dabei als Halbbrücken-Treiber und/oder Gate-Treiber ausgebildet. Des Weiteren ist die primäre Treibereinheit vorteilhaft als Master-Treibereinheit ausgebildet, während die sekundäre Treibereinheit als Slave-Treibereinheit ausgebildet ist. Die primäre Treibereinheit und die sekundäre Treibereinheit sind redundant zueinander und vorzugsweise baugleich ausgebildet. Besonders vorteilhaft ist die primäre Treibereinheit und/oder die sekundäre Treibereinheit als integrierte elektronische Schaltung ausgebildet. Vorteilhaft ist die primäre Treibereinheit dazu vorgesehen, in dem Normalbetriebszustand, insbesondere durch Ansteuerung der Leistungselektronik, ein Motormoment des Elektromotors und bevorzugt ein Unterstützungsmoment des Elektromotors einzustellen. Die sekundäre Treibereinheit weist eine Wirkverbindung mit der primären Treibereinheit auf und ist insbesondere dazu vorgesehen, die primäre Treibereinheit in dem Fehlerbetriebszustand zu ersetzen und eine Ansteuerung der Leistungselektronik und folglich eine Steuerung des Betriebs des Elektromotors zu übernehmen. Vorteilhaft sind die primäre Treibereinheit in dem Normalbetriebszustand und die sekundäre Treibereinheit in dem Fehlerbetriebszustand dazu vorgesehen, zur Ansteuerung der Leistungselektronik zumindest teilweise dieselben und/oder die identischen, insbesondere bestehenden, Baugruppen und Verbindungsleitungen zu verwenden und insbesondere dieselben Leistungsschalter anzusteuern und folglich dieselben Phasen des Elektromotors zu betreiben. Insbesondere ist die primäre Treibereinheit dabei dazu vorgesehen, ausschließlich in dem Normalbetriebszustand die Leistungselektronik anzusteuern und hierdurch ein Motormoment des Elektromotors und bevorzugt ein Unterstützungsmoment des Elektromotors zu verändern und/oder zu variieren. Zudem ist die sekundäre Treibereinheit vorteilhaft dazu vorgesehen, ausschließlich in dem Fehlerbetriebszustand die Leistungselektronik anzusteuern und hierdurch ein Motormoment des Elektromotors und bevorzugt ein Unterstützungsmoment des Elektromotors zu verändern und/oder zu variieren. Besonders bevorzugt kann sich die sekundäre Treibereinheit in dem Normalbetriebszustand in einem aktiven Zustand, beispielsweise in Form eines „Hot-Standby“-Betriebszustands, befinden. Darüber hinaus soll unter „einer Störung und/oder einem Ausfall der primären Treibereinheit“ insbesondere eine Störung und/oder ein Ausfall der primären Treibereinheit selbst und/oder einer mit der primären Treibereinheit zusammenwirkenden Peripherie-Baugruppe, wie beispielsweise einer Energieversorgung, und eine hierdurch bewirkte Störung der primären Treibereinheit verstanden werden.Furthermore, a “driver unit” is to be understood as meaning an at least partially electrically and/or electronically designed unit which, in the present case in particular via the multiplexer unit, is electrically connected to the power electronics, in particular a control connection of at least one power switch of the power electronics, and is intended to do so to control at least one power switch and in particular to provide a control voltage and/or a control current for the at least one power switch. The driver unit is preferably intended to control all power switches of the power electronics. The driver unit is advantageously designed as a half-bridge driver and/or gate driver. Furthermore, the primary driver unit is advantageously designed as a master driver unit, while the secondary driver unit is designed as a slave driver unit. The primary driver unit and the secondary driver unit are redundant to one another and are preferably designed to be identical in construction. The primary driver unit and/or the secondary driver unit is particularly advantageously designed as an integrated electronic circuit. The primary driver unit is advantageously intended to set a motor torque of the electric motor and preferably a support torque of the electric motor in the normal operating state, in particular by controlling the power electronics. The secondary driver unit has an operative connection with the primary driver unit and is intended in particular to replace the primary driver unit in the fault operating state and to take over control of the power electronics and consequently control of the operation of the electric motor. The primary driver unit in the normal operating state and the secondary driver unit in the fault operating state are advantageously intended to use at least partially the same and/or the identical, in particular existing, assemblies and connecting lines to control the power electronics and in particular to control the same power switches and consequently the same phases of the electric motor to operate. In particular, the primary driver unit is intended to control the power electronics exclusively in the normal operating state and thereby change and/or vary a motor torque of the electric motor and preferably a support torque of the electric motor. In addition, the secondary driver unit is advantageously provided to control the power electronics exclusively in the error operating state and thereby to change and/or vary a motor torque of the electric motor and preferably a support torque of the electric motor. Particularly preferably, the secondary driver unit can be in an active state in the normal operating state, for example in the form of a “hot standby” operating state. In addition, “a malfunction and/or a failure of the primary driver unit” is intended to mean, in particular, a malfunction and/or a failure of the primary driver unit itself and/or a peripheral assembly that interacts with the primary driver unit, such as a power supply, and one caused thereby Malfunction of the primary driver unit can be understood.

Des Weiteren soll unter einer „Multiplexereinheit“ eine zumindest teilweise elektrisch und/oder elektronisch ausgebildete Einheit, insbesondere in Form einer Selektionsschaltung, verstanden werden, welche mehrere Eingangsanschlüsse und wenigstens einen Ausgangsanschluss umfasst und dazu vorgesehen ist, aus mehreren Eingangssignalen, insbesondere zumindest dem primären Vorgabesignal und dem sekundären Vorgabesignal, ein Eingangssignal auszuwählen und selektiv als Ausgangssignal bereitzustellen, wobei das Ausgangssignal insbesondere an die Leistungselektronik weitergeleitet wird. Bevorzugt umfasst die Multiplexereinheit zudem wenigstens einen Multiplexersteueranschluss, welcher dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit wenigstens eines Steuersignals einen der Eingangsanschlüsse mit dem Ausgangsanschluss zu verbinden. Besonders vorteilhaft ist die Multiplexereinheit dabei als integrierte elektronische Schaltung ausgebildet. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.Furthermore, a “multiplexer unit” should be understood to mean an at least partially electrically and/or electronically designed unit, in particular in the form of a selection circuit, which comprises a plurality of input connections and at least one output connection and is intended to consist of several input signals, in particular at least the primary default signal and the secondary default signal to select an input signal and selectively provide it as an output signal, the output signal being forwarded in particular to the power electronics. The multiplexer unit preferably also comprises at least one multiplexer control connection, which is intended to connect one of the input connections to the output connection depending on at least one control signal. The multiplexer unit is particularly advantageously designed as an integrated electronic circuit. “Provided” is intended to mean, in particular, specifically programmed, designed and/or equipped. The fact that an object is intended for a specific function should be understood in particular to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuervorrichtung eine primäre Recheneinheit zur Ansteuerung der primären Treibereinheit und eine, insbesondere zu der primären Recheneinheit redundante, sekundäre Recheneinheit zur Ansteuerung der sekundären Treibereinheit umfasst. Unter einer „Recheneinheit“ soll insbesondere eine elektrische und/oder elektronische Einheit verstanden werden, welche einen Informationseingang, eine Informationsverarbeitung und eine Informationsausgabe aufweist. Vorteilhaft weist die Recheneinheit ferner zumindest einen Prozessor, beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, zumindest einen Betriebsspeicher, zumindest ein Ein- und/oder Ausgabemittel und zumindest ein Betriebsprogramm auf. Die primäre Recheneinheit weist ferner eine elektrische Verbindung mit der primären Treibereinheit auf und ist dazu vorgesehen, ein primäres Ansteuersignal zur Ansteuerung der primären Treibereinheit bereitzustellen. It is further proposed that the control device comprises a primary computing unit for controlling the primary driver unit and a secondary computing unit, in particular redundant to the primary computing unit, for controlling the secondary driver unit. A “computing unit” is to be understood in particular as an electrical and/or electronic unit which has an information input, information processing and an information output. The computing unit advantageously also has at least one processor, for example in the form of a microprocessor, at least one operating memory, at least one input and/or output means and at least one operating program. The primary computing unit also has an electrical connection to the primary driver unit and is intended to provide a primary control signal for controlling the primary driver unit.

Die sekundäre Recheneinheit weist eine elektrische Verbindung mit der sekundären Treibereinheit auf und ist dazu vorgesehen, ein sekundäres Ansteuersignal zur Ansteuerung der sekundären Treibereinheit bereitzustellen. Zudem ist die primäre Recheneinheit bevorzugt frei von einer elektrischen Verbindung mit der sekundären Treibereinheit, während die sekundäre Recheneinheit vorteilhaft frei von einer elektrischen Verbindung mit der primären Treibereinheit ist. Hierdurch kann eine vorteilhaft einfach aufgebaute, redundante Steuerlogik bereitgestellt werden.The secondary computing unit has an electrical connection to the secondary driver unit and is intended to provide a secondary control signal for controlling the secondary driver unit. In addition, the primary computing unit is preferably free of an electrical connection to the secondary driver unit, while the secondary computing unit is advantageously free of an electrical connection to the primary driver unit. This makes it possible to provide an advantageously simple, redundant control logic.

Bevorzugt umfasst die Steuervorrichtung ferner eine Multiplexersteuerelektronik, welche mit der Multiplexereinheit, insbesondere dem Multiplexersteueranschluss, elektrisch verbunden und dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit eines, insbesondere von dem primären Ansteuersignal verschiedenen, Signals der primären Recheneinheit und eines, insbesondere von dem sekundären Ansteuersignal verschiedenen, Signals der sekundären Recheneinheit ein Steuersignal zur Freigabe des primären Vorgabesignals oder des sekundären Vorgabesignals bereitzustellen. Die Multiplexersteuerelektronik ist demnach dazu vorgesehen, mittels des Steuersignals das primäre Vorgabesignal oder das sekundäre Vorgabesignal freizugeben. Besonders bevorzugt ist die Multiplexersteuerelektronik zudem dazu vorgesehen, insbesondere mittels softwaretechnischer oder hardwaretechnischer Mittel, eine gleichzeitige Weiterleitung des primären Vorgabesignals und des sekundären Vorgabesignals an die Leistungselektronik zu verhindern. Hierdurch kann insbesondere eine Betriebssicherheit erhöht werden.Preferably, the control device further comprises multiplexer control electronics, which is electrically connected to the multiplexer unit, in particular the multiplexer control connection, and is intended to operate as a function of a signal from the primary computing unit, in particular different from the primary control signal, and a signal, in particular different from the secondary control signal to provide the secondary computing unit with a control signal for releasing the primary default signal or the secondary default signal. The multiplexer control electronics is therefore intended to enable the primary specification signal or the secondary specification signal by means of the control signal. Particularly preferably, the multiplexer control electronics are also provided to prevent simultaneous forwarding of the primary specification signal and the secondary specification signal to the power electronics, in particular by means of software or hardware technology. In this way, operational reliability can be increased in particular.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Multiplexersteuerelektronik dazu vorgesehen ist, bei der Erzeugung des Steuersignals wenigstens ein Überwachungssignal einer Watchdog-Einheit zu berücksichtigen. Besonders bevorzugt ist die Multiplexersteuerelektronik dazu vorgesehen, bei der Erzeugung des Steuersignals wenigstens ein primäres Überwachungssignal einer primären Watchdog-Einheit und ein sekundäres Überwachungssignal einer, insbesondere zu der primären Watchdog-Einheit redundanten, sekundären Watchdog-Einheit zu berücksichtigen. Insbesondere kann die Steuervorrichtung dabei die Watchdog-Einheit bzw. die primäre Watchdog-Einheit und die sekundäre Watchdog-Einheit umfassen. Hierdurch kann eine Betriebssicherheit weiter erhöht werden.Furthermore, it is proposed that the multiplexer control electronics be provided to take into account at least one monitoring signal from a watchdog unit when generating the control signal. Particularly preferably, the multiplexer control electronics are provided to take into account at least one primary monitoring signal of a primary watchdog unit and a secondary monitoring signal of a secondary watchdog unit, in particular redundant to the primary watchdog unit, when generating the control signal. In particular, the control device can include the watchdog unit or the primary watchdog unit and the secondary watchdog unit. As a result, operational reliability can be further increased.

Die Multiplexersteuerelektronik kann beispielsweise als integrierte Schaltung ausgebildet oder in die Multiplexereinheit integriert sein. Eine besonders flexible Vorrichtung kann zudem erreicht werden, wenn die Multiplexersteuerelektronik als diskrete Schaltung ausgebildet ist.The multiplexer control electronics can, for example, be designed as an integrated circuit or integrated into the multiplexer unit. A particularly flexible device can also be achieved if the multiplexer control electronics are designed as a discrete circuit.

Zudem betrifft die Erfindung eine Aktuatorbaugruppe mit einem Elektromotor, insbesondere dem bereits zuvor genannten Elektromotor, und mit der zuvor genannten Steuervorrichtung. Besonders bevorzugt sind die Steuervorrichtung und der Elektromotor dabei Teil eines Lenksystems, welches insbesondere zu einem Einsatz in einem Fahrzeug und vorzugsweise einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist.In addition, the invention relates to an actuator assembly with an electric motor, in particular the aforementioned electric motor, and with the aforementioned control device. Particularly preferably, the control device and the electric motor are part of a steering system, which is intended in particular for use in a vehicle and preferably a motor vehicle.

Darüber hinaus wird ein Verfahren zum Betreiben eines Elektromotors, insbesondere mittels der zuvor genannten Steuervorrichtung, vorgeschlagen, bei welchem eine Leistungselektronik in einem Normalbetriebszustand mittels einer primären Treibereinheit und in einem Fehlerbetriebszustand, bei welchem eine Störung und/oder ein Ausfall der primären Treibereinheit auftritt, mittels einer zu der primären Treibereinheit parallel geschalteten sekundären Treibereinheit angesteuert wird, wobei in dem Normalbetriebszustand ein von der primären Treibereinheit bereitgestelltes primäres Vorgabesignal und in dem Fehlerbetriebszustand ein von der sekundären Treibereinheit bereitgestelltes sekundäres Vorgabesignal mittels einer Multiplexereinheit an die Leistungselektronik weitergeleitet wird. Hierdurch können die bereits zuvor genannten Vorteile erreicht werden. Insbesondere kann eine Effizienz, insbesondere eine Leistungseffizienz, eine Steuerungseffizienz, eine Energieeffizienz, eine Bauraumeffizienz, eine Bauteileeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden. Darüber hinaus kann insbesondere ein Rechenaufwand minimiert und/oder ein Steueralgorithmus vereinfacht werden. Zudem kann im Fehlerfall ein vorteilhaft schneller Wechsel von der primären Treibereinheit auf die sekundäre Treibereinheit erreicht werden, da die sekundäre Treibereinheit vorteilhaft in einem „Hot-Standby“-Betrieb gehalten werden kann.In addition, a method for operating an electric motor, in particular by means of the aforementioned control device, is proposed, in which a power electronics in a normal operating state by means of a primary driver unit and in an error operating state in which a malfunction and/or a failure of the primary driver unit occurs by means of a secondary driver unit connected in parallel to the primary driver unit is controlled, wherein in the normal operating state a primary default signal provided by the primary driver unit and in the error operating state a secondary default signal provided by the secondary driver unit is forwarded to the power electronics by means of a multiplexer unit. This allows the previously mentioned advantages to be achieved. In particular, efficiency, in particular power efficiency, control efficiency, energy efficiency, installation space efficiency, component efficiency and/or cost efficiency, can be improved. In addition, in particular, computing effort can be minimized and/or a control algorithm can be simplified. In addition, in the event of an error, an advantageously quick change from the primary Driver unit can be achieved on the secondary driver unit, since the secondary driver unit can advantageously be kept in a “hot standby” mode.

Die Steuervorrichtung, die Aktuatorbaugruppe, das Lenksystem und das Verfahren sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können die Steuervorrichtung, die Aktuatorbaugruppe, das Lenksystem und das Verfahren zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.The control device, the actuator assembly, the steering system and the method should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the control device, the actuator assembly, the steering system and the method can have a number of individual elements, components and units that deviate from a number of individual elements, components and units mentioned herein in order to fulfill a function of operation described herein.

Zeichnungendrawings

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.Further advantages result from the following drawing description. An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawings.

Es zeigen:

1 ein Teil eines beispielhaften Lenksystems mit einer Aktuatorbaugruppe umfassend einen Elektromotor und eine Steuervorrichtung in einer perspektivischen Darstellung,
2 die Steuervorrichtung und der Elektromotor in einer schematischen Prinzipdarstellung und
3 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten eines Verfahrens zum Betreiben des Elektromotors.

Show it:

1 a part of an exemplary steering system with an actuator assembly comprising an electric motor and a control device in a perspective view,
2 the control device and the electric motor in a schematic representation and
3 an exemplary flowchart with main process steps of a method for operating the electric motor.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the exemplary embodiment

Das folgende Ausführungsbeispiel bezieht sich beispielhaft auf ein Lenksystem. Grundsätzlich ist die Erfindung jedoch nicht auf den Einsatz in einem Lenksystem beschränkt und könnte beispielsweise auch in anderen Bereichen eines Fahrzeugs, wie beispielsweise einer Wischanlage, einem Fensterhebersystem und/oder einem Antriebssystem, und/oder in anderen Elektroniksystemen, beispielsweise im Bereich der Haushaltsgeräte und/oder Werkzeugmaschinen, eingesetzt werden.The following exemplary embodiment refers, by way of example, to a steering system. In principle, however, the invention is not limited to use in a steering system and could, for example, also be used in other areas of a vehicle, such as a wiper system, a window lift system and/or a drive system, and/or in other electronic systems, for example in the area of household appliances and/or or machine tools.

1 zeigt zumindest einen Teil eines beispielhaften Lenksystems 14 in einer perspektivischen Darstellung. Das Lenksystem 14 ist im vorliegenden Fall als elektrisch unterstütztes Lenksystem ausgebildet. Das Lenksystem 14 ist beispielhaft als konventionelles Lenksystem ausgebildet und umfasst eine elektrische Hilfskraftlenkung in Form einer Servolenkung. Ferner ist das Lenksystem 14 zu einem Einsatz in einem Fahrzeug (nicht dargestellt), insbesondere einem Kraftfahrzeug, vorgesehen. Das Lenksystem 14 weist in einem eingebauten Zustand eine Wirkverbindung mit Fahrzeugrädern (nicht dargestellt) des Fahrzeugs auf und ist zur Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorgesehen. Alternativ ist jedoch auch denkbar, ein Lenksystem mit einer elektrischen Überlagerungslenkung und/oder Aktivlenkung auszubilden. Zudem könnte ein Lenksystem prinzipiell auch als Steer-by-Wire-Lenksystem und/oder als Hinterachslenkung ausgebildet sein. Darüber hinaus könnte ein entsprechendes Lenksystem für den Einsatz in einem Nutzfahrzeug vorgesehen sein. 1 shows at least part of an exemplary steering system 14 in a perspective view. In the present case, the steering system 14 is designed as an electrically assisted steering system. The steering system 14 is designed, for example, as a conventional steering system and includes an electric power steering system in the form of a power steering system. Furthermore, the steering system 14 is intended for use in a vehicle (not shown), in particular a motor vehicle. In an installed state, the steering system 14 has an operative connection with vehicle wheels (not shown) of the vehicle and is intended to influence the direction of travel of the vehicle. Alternatively, however, it is also conceivable to design a steering system with electric superposition steering and/or active steering. In addition, a steering system could in principle also be designed as a steer-by-wire steering system and/or as a rear-axle steering system. In addition, a corresponding steering system could be provided for use in a commercial vehicle.

Das Lenksystem 14 umfasst ein beispielhaft als Zahnstangenlenkgetriebe ausgebildetes Lenkgetriebe 52, welches dazu vorgesehen ist, eine Lenkvorgabe in eine Lenkbewegung der Fahrzeugräder umzusetzen. Dazu umfasst das Lenkgetriebe 52 wenigstens ein, im vorliegenden Fall insbesondere als Zahnstange ausgebildetes, Lenkungsstellelement 54.The steering system 14 includes a steering gear 52, designed, for example, as a rack-and-pinion steering gear, which is intended to convert a steering specification into a steering movement of the vehicle wheels. For this purpose, the steering gear 52 comprises at least one steering actuating element 54, in the present case designed in particular as a rack.

Ferner umfasst das Lenksystem 14 zumindest eine Aktuatorbaugruppe 50. Die Aktuatorbaugruppe 50 ist als Lenkaktuator ausgebildet und weist eine Wirkverbindung mit dem Lenkungsstellelement 54 auf. Die Aktuatorbaugruppe 50 ist zur Bereitstellung eines Lenkmoments vorgesehen. Im vorliegenden Fall ist die Aktuatorbaugruppe 50 dazu vorgesehen, ein Lenkmoment in Form eines Unterstützungsmoments und/oder Servomoments bereitzustellen und, insbesondere zur Lenkunterstützung, in das Lenkgetriebe 52 einzubringen. Alternativ könnte eine Aktuatorbaugruppe jedoch auch Teil einer elektrischen Überlagerungslenkung und/oder Aktivlenkung sein und insbesondere zur Bereitstellung eines Zusatzlenkwinkels und/oder eines variablen Übersetzungsverhältnisses vorgesehen sein. Ferner könnte eine Aktuatorbaugruppe Teil eines Steer-by-Wire-Lenksystems sein. In diesem Fall könnte die Aktuatorbaugruppe insbesondere zum Einsatz in einem Radlenkwinkelsteller und insbesondere zur Bereitstellung eines Lenkmoments zur direkten Steuerung einer Fahrtrichtung eines Fahrzeugs vorgesehen sein. Zudem könnte die Aktuatorbaugruppe in diesem Fall auch zu einem Einsatz in einer Bedieneinheit des Steer-by-Wire-Lenksystems und zur Bereitstellung eines Feedbackmoments und/oder Rückstellmoments auf eine Lenkhandhabe vorgesehen sein. Ferner könnte eine Aktuatorbaugruppe, wie eingangs erwähnt, auch unabhängig von einem Lenksystem verwendet werden. Furthermore, the steering system 14 includes at least one actuator assembly 50. The actuator assembly 50 is designed as a steering actuator and has an operative connection with the steering control element 54. The actuator assembly 50 is intended to provide a steering torque. In the present case, the actuator assembly 50 is intended to provide a steering torque in the form of an assist torque and/or servo torque and to introduce it into the steering gear 52, in particular for steering assistance. Alternatively, however, an actuator assembly could also be part of an electric superimposed steering system and/or active steering system and could in particular be provided to provide an additional steering angle and/or a variable transmission ratio. Furthermore, an actuator assembly could be part of a steer-by-wire steering system. In this case, the actuator assembly could be intended in particular for use in a wheel steering angle adjuster and in particular for providing a steering torque for directly controlling the direction of travel of a vehicle. In addition, in this case, the actuator assembly could also be used in an operating unit of the steer-by-wire steering system and to provide a Feedback torque and / or restoring torque can be provided on a steering handle. Furthermore, as mentioned at the beginning, an actuator assembly could also be used independently of a steering system.

Die Aktuatorbaugruppe 50 umfasst einen an sich bekannten Elektromotor 12. Der Elektromotor 12 ist als, insbesondere permanenterregter, Synchronmotor ausgebildet. Der Elektromotor 12 ist ferner als mehrphasiger Elektromotor ausgebildet. Im vorliegenden Fall ist der Elektromotor 12 beispielhaft als dreiphasiger Elektromotor ausgebildet. Der Elektromotor 12 steht in Wirkverbindung mit dem Lenkgetriebe 52, insbesondere dem Lenkungsstellelement 54. Der Elektromotor 12 ist zur Erzeugung des Lenkmoments vorgesehen. Der Elektromotor 12 ist dabei vorliegend Teil der elektrischen Hilfskraftlenkung und dient insbesondere zur Erzeugung der elektrischen Lenkunterstützung. Prinzipiell könnte ein Elektromotor jedoch auch als sechsphasiger oder als zwölfphasiger Elektromotor ausgebildet sein.The actuator assembly 50 includes a known electric motor 12. The electric motor 12 is designed as a, in particular permanently excited, synchronous motor. The electric motor 12 is also designed as a multi-phase electric motor. In the present case, the electric motor 12 is designed, for example, as a three-phase electric motor. The electric motor 12 is in operative connection with the steering gear 52, in particular the steering control element 54. The electric motor 12 is intended to generate the steering torque. In this case, the electric motor 12 is part of the electric power steering system and is used in particular to generate the electric steering assistance. In principle, however, an electric motor could also be designed as a six-phase or twelve-phase electric motor.

Ferner weist die Aktuatorbaugruppe 50 eine Steuervorrichtung 10 auf (vgl. insbesondere auch 2). Die Steuervorrichtung 10 ist im vorliegenden Fall als Steuergerät, insbesondere als Lenkungssteuergerät, ausgebildet. Die Steuervorrichtung 10 weist eine Wirkverbindung mit dem Elektromotor 12 auf und ist zur Steuerung eines Betriebs des Elektromotors 12 vorgesehen.Furthermore, the actuator assembly 50 has a control device 10 (see also in particular 2 ). In the present case, the control device 10 is designed as a control device, in particular as a steering control device. The control device 10 has an operative connection with the electric motor 12 and is intended to control operation of the electric motor 12.

Die Steuervorrichtung 10 umfasst eine primäre Recheneinheit 28. Die primäre Recheneinheit 28 umfasst zumindest einen Prozessor (nicht dargestellt), beispielsweise in Form eines Mikroprozessors. Zudem kann die primäre Recheneinheit 28 zumindest einen Betriebsspeicher (nicht dargestellt) umfassen. Ferner umfasst die primäre Recheneinheit 28 zumindest ein im Betriebsspeicher hinterlegtes Betriebsprogramm mit zumindest einer primären Berechnungsroutine und zumindest einer primären Steuerroutine.The control device 10 comprises a primary computing unit 28. The primary computing unit 28 comprises at least one processor (not shown), for example in the form of a microprocessor. In addition, the primary computing unit 28 can include at least one operating memory (not shown). Furthermore, the primary computing unit 28 includes at least one operating program stored in the operating memory with at least one primary calculation routine and at least one primary control routine.

Des Weiteren umfasst die Steuervorrichtung 10 eine an sich bekannte Leistungselektronik 16. Die Leistungselektronik 16 steht in Wirkverbindung mit der primären Recheneinheit 28 und ist dieser steuerungstechnisch nachgeschaltet. Zudem steht die Leistungselektronik 16 in Wirkverbindung mit dem Elektromotor 12. Die Leistungselektronik 16 ist vorliegend als Endstufe, insbesondere als B6-Brückenschaltung, ausgebildet und umfasst mehrere, insbesondere identisch zueinander ausgebildete, Inverter 56, wobei jeder Phase des Elektromotors 12 einer der Inverter 56 zugeordnet ist. Jeder der Inverter 56 umfasst zwei, insbesondere identisch zueinander ausgebildete, Leistungsschalter 57, insbesondere einen Highside-Leistungsschalter und einen Lowside-Leistungsschalter. Der Übersichtlichkeit halber ist in 2 lediglich einer der Inverter 56 und einer der Leistungsschalter 57 mit Bezugszeichen versehen. Jeder der Inverter 56 ist dazu vorgesehen, eine pulsierende gleichgerichtete Spannung einer Energiequelle 58, beispielsweise in Form einer Fahrzeugbatterie, in einen Phasenstrom umzuwandeln und dem Elektromotor 12, insbesondere genau einer Phase des Elektromotors 12, zuzuführen.Furthermore, the control device 10 comprises power electronics 16, which are known per se. The power electronics 16 is in operative connection with the primary computing unit 28 and is connected downstream of it in terms of control technology. In addition, the power electronics 16 is in operative connection with the electric motor 12. The power electronics 16 is in the present case designed as an output stage, in particular as a B6 bridge circuit, and comprises a plurality of inverters 56, in particular of identical design, with one of the inverters 56 assigned to each phase of the electric motor 12 is. Each of the inverters 56 comprises two power switches 57, in particular identical to one another, in particular a high-side power switch and a low-side power switch. For the sake of clarity, in 2 only one of the inverters 56 and one of the power switches 57 are provided with reference numbers. Each of the inverters 56 is intended to convert a pulsating rectified voltage from an energy source 58, for example in the form of a vehicle battery, into a phase current and to supply it to the electric motor 12, in particular to exactly one phase of the electric motor 12.

Darüber hinaus umfasst die Steuervorrichtung 10 eine primäre Treibereinheit 18. Die primäre Treibereinheit 18 weist eine elektrische Verbindung mit der primären Recheneinheit 28 auf und ist dieser steuerungstechnisch nachgeschaltet. Die primäre Recheneinheit 28 ist dazu vorgesehen, ein primäres Ansteuersignal 60 zur Ansteuerung der primären Treibereinheit 18 bereitzustellen. Zudem steht die primäre Treibereinheit 18 in Wirkverbindung mit der Leistungselektronik 16. Die primäre Treibereinheit 18 ist demnach steuerungstechnisch zwischen der primären Recheneinheit 28 und der Leistungselektronik 16 angeordnet. Die primäre Treibereinheit 18 ist als integrierte elektronische Schaltung ausgebildet. Die primäre Treibereinheit 18 ist als Halbbrücken-Treiber und/oder Gate-Treiber, vorliegend insbesondere als 3-fach-Halbbrücken-Treiber, ausgebildet. Die primäre Treibereinheit 18 ist dazu vorgesehen, ein primäres Vorgabesignal 24 zur Ansteuerung der Leistungselektronik 16 bereitzustellen. Dabei ist die primäre Treibereinheit 18 dazu vorgesehen, wenigstens einen der Leistungsschalter 57 anzusteuern und insbesondere eine Steuerspannung und/oder einen Steuerstrom für den wenigstens einen Leistungsschalter 57 bereitzustellen. Vorliegend handelt es sich bei dem primären Vorgabesignal 24 um eine geregelte Differenzspannung aus einer Gate-Spannung und einer Source-Spannung. Ferner ist die primäre Treibereinheit 18 beispielhaft dazu vorgesehen, sämtliche Leistungsschalter 57 der Leistungselektronik 16 anzusteuern (in 2 nur schematisch dargestellt). Im vorliegenden Fall ist die primäre Treibereinheit 18 zusammen mit der primären Recheneinheit 28 zumindest in einem Normalbetriebszustand zur Ansteuerung der Leistungselektronik 16 vorgesehen.In addition, the control device 10 includes a primary driver unit 18. The primary driver unit 18 has an electrical connection to the primary computing unit 28 and is connected downstream of it in terms of control technology. The primary computing unit 28 is intended to provide a primary control signal 60 for controlling the primary driver unit 18. In addition, the primary driver unit 18 is in operative connection with the power electronics 16. The primary driver unit 18 is therefore arranged between the primary computing unit 28 and the power electronics 16 in terms of control technology. The primary driver unit 18 is designed as an integrated electronic circuit. The primary driver unit 18 is designed as a half-bridge driver and/or gate driver, in the present case in particular as a triple half-bridge driver. The primary driver unit 18 is intended to provide a primary specification signal 24 for controlling the power electronics 16. The primary driver unit 18 is intended to control at least one of the power switches 57 and in particular to provide a control voltage and/or a control current for the at least one power switch 57. In the present case, the primary specification signal 24 is a regulated differential voltage from a gate voltage and a source voltage. Furthermore, the primary driver unit 18 is intended, for example, to control all power switches 57 of the power electronics 16 (in 2 only shown schematically). In the present case, the primary driver unit 18 is provided together with the primary computing unit 28 for controlling the power electronics 16 at least in a normal operating state.

Da es sich bei dem Lenksystem 14 um eine sicherheitsrelevante Fahrzeugkomponente mit direktem Einfluss auf den Fahrer und/oder eine Fahrzeugführung handelt, wird in einem Fehlerbetriebszustand, in welchem eine Störung und/oder ein Ausfall der primären Treibereinheit 18 selbst und/oder einer mit der primären Treibereinheit 18 zusammenwirkenden Peripherie-Baugruppe, wie beispielsweise einer Energieversorgung, und eine hierdurch bewirkte Störung der primären Treibereinheit 18 auftritt, ein entsprechendes Sicherheitskonzept benötigt.Since the steering system 14 is a safety-relevant vehicle component with a direct influence on the driver and/or vehicle guidance, in an error operating state in which a malfunction and/or a failure of the primary driver unit 18 itself and/or one with the primary Driver unit 18 interacting peripheral assembly, such as a power supply, and a resulting disruption of the primary driver unit 18 occurs, a corresponding security concept is required.

Aus diesem Grund umfasst die Steuervorrichtung 10 ferner eine sekundäre Recheneinheit 30 sowie eine sekundäre Treibereinheit 20.For this reason, the control device 10 further comprises a secondary computing unit 30 and a secondary driver unit 20.

Die sekundäre Recheneinheit 30 ist getrennt von der primären Recheneinheit 28 ausgebildet. Die sekundäre Recheneinheit 30 ist redundant zu der primären Recheneinheit 28 ausgebildet. Die sekundäre Recheneinheit 30 umfasst zumindest einen weiteren Prozessor (nicht dargestellt), beispielsweise in Form eines Mikroprozessors. Zudem kann die sekundäre Recheneinheit 30 zumindest einen weiteren Betriebsspeicher (nicht dargestellt) umfassen. Ferner umfasst die sekundäre Recheneinheit 30 zumindest ein im weiteren Betriebsspeicher hinterlegtes weiteres Betriebsprogramm mit zumindest einer sekundären Berechnungsroutine und zumindest einer sekundären Steuerroutine.The secondary computing unit 30 is designed separately from the primary computing unit 28. The secondary computing unit 30 is designed to be redundant to the primary computing unit 28. The secondary computing unit 30 comprises at least one further processor (not shown), for example in the form of a microprocessor. In addition, the secondary computing unit 30 can include at least one further operating memory (not shown). Furthermore, the secondary computing unit 30 includes at least one further operating program stored in the further operating memory with at least one secondary calculation routine and at least one secondary control routine.

Die sekundäre Treibereinheit 20 ist getrennt von der primären Treibereinheit 18 ausgebildet. Die sekundäre Treibereinheit 20 ist redundant zu der primären Treibereinheit 18 ausgebildet. Die sekundäre Treibereinheit 20 ist ferner baugleich zu der primären Treibereinheit 18 ausgebildet. Grundsätzlich könnten eine primäre Treibereinheit und eine sekundäre Treibereinheit jedoch auch verschieden voneinander ausgebildet sein, insbesondere falls die sekundäre Treibereinheit lediglich zur Bereitstellung eines Notlaufs vorgesehen ist. Ferner weist die sekundäre Treibereinheit 20 eine elektrische Verbindung mit der sekundären Recheneinheit 30 auf und ist dieser steuerungstechnisch nachgeschaltet. Die sekundäre Recheneinheit 30 ist dazu vorgesehen, ein sekundäres Ansteuersignal 62 zur Ansteuerung der sekundären Treibereinheit 20 bereitzustellen. Zudem steht die sekundäre Treibereinheit 20 in Wirkverbindung mit der Leistungselektronik 16. Die sekundäre Treibereinheit 20 ist steuerungstechnisch zwischen der sekundären Recheneinheit 30 und der Leistungselektronik 16 angeordnet. Vorliegend ist die sekundäre Treibereinheit 20 demnach parallel zu der primären Treibereinheit 18 geschalten. Die sekundäre Treibereinheit 20 ist als integrierte elektronische Schaltung ausgebildet. Die sekundäre Treibereinheit 20 ist als Halbbrücken-Treiber und/oder Gate-Treiber, vorliegend insbesondere als 3-fach-Halbbrücken-Treiber, ausgebildet. Die sekundäre Treibereinheit 20 ist dazu vorgesehen, ein sekundäres Vorgabesignal 26 zur Ansteuerung der Leistungselektronik 16 bereitzustellen. Dabei ist die sekundäre Treibereinheit 20 dazu vorgesehen, wenigstens einen der Leistungsschalter 57, insbesondere denselben Leistungsschalter 57 wie die primäre Treibereinheit 18, anzusteuern und insbesondere eine Steuerspannung und/oder einen Steuerstrom für den wenigstens einen Leistungsschalter 57 bereitzustellen. Vorliegend handelt es sich bei dem sekundären Vorgabesignal 26 um eine geregelte Differenzspannung aus einer Gate-Spannung und einer Source-Spannung. Vorliegend ist die sekundäre Treibereinheit 20 beispielhaft dazu vorgesehen, sämtliche Leistungsschalter 57 der Leistungselektronik 16 anzusteuern (in 2 nur schematisch dargestellt).The secondary driver unit 20 is formed separately from the primary driver unit 18. The secondary driver unit 20 is designed to be redundant to the primary driver unit 18. The secondary driver unit 20 is also designed to be identical in construction to the primary driver unit 18. In principle, however, a primary driver unit and a secondary driver unit could also be designed differently from one another, particularly if the secondary driver unit is only intended to provide emergency running. Furthermore, the secondary driver unit 20 has an electrical connection to the secondary computing unit 30 and is connected downstream of it in terms of control technology. The secondary computing unit 30 is intended to provide a secondary control signal 62 for controlling the secondary driver unit 20. In addition, the secondary driver unit 20 is in operative connection with the power electronics 16. The secondary driver unit 20 is arranged between the secondary computing unit 30 and the power electronics 16 in terms of control technology. In the present case, the secondary driver unit 20 is therefore connected in parallel to the primary driver unit 18. The secondary driver unit 20 is designed as an integrated electronic circuit. The secondary driver unit 20 is designed as a half-bridge driver and/or gate driver, in the present case in particular as a triple half-bridge driver. The secondary driver unit 20 is intended to provide a secondary specification signal 26 for controlling the power electronics 16. The secondary driver unit 20 is intended to control at least one of the power switches 57, in particular the same power switch 57 as the primary driver unit 18, and in particular to provide a control voltage and/or a control current for the at least one power switch 57. In the present case, the secondary specification signal 26 is a regulated differential voltage from a gate voltage and a source voltage. In the present case, the secondary driver unit 20 is intended, for example, to control all power switches 57 of the power electronics 16 (in 2 only shown schematically).

Die sekundäre Treibereinheit 20 ist zusammen mit der sekundären Recheneinheit 30 zumindest in dem Fehlerbetriebszustand zur Ansteuerung der Leistungselektronik 16 vorgesehen. Im vorliegenden Fall ist die sekundäre Treibereinheit 20 dazu vorgesehen, die primäre Treibereinheit 18 in dem Fehlerbetriebszustand zu ersetzen und eine Ansteuerung der Leistungselektronik 16 und folglich eine Steuerung des Betriebs des Elektromotors 12 zu übernehmen. Die sekundäre Treibereinheit 20 ist zudem dazu vorgesehen, zur Ansteuerung der Leistungselektronik 16 zumindest teilweise dieselben und/oder die identischen, insbesondere bestehenden, Baugruppen und Verbindungsleitungen zu verwenden und dieselben Leistungsschalter 57 anzusteuern.The secondary driver unit 20 is provided together with the secondary computing unit 30 for controlling the power electronics 16, at least in the error operating state. In the present case, the secondary driver unit 20 is intended to replace the primary driver unit 18 in the fault operating state and to control the power electronics 16 and consequently to control the operation of the electric motor 12. The secondary driver unit 20 is also intended to use at least partially the same and/or identical, in particular existing, assemblies and connecting lines to control the power electronics 16 and to control the same power switches 57.

Vorliegend sind die primäre Treibereinheit 18 und die sekundäre Treibereinheit 20 somit parallel geschalten und zur Ansteuerung derselben Leistungselektronik 16 vorgesehen, wobei die primäre Treibereinheit 18 in dem Normalbetriebszustand und die sekundäre Treibereinheit 20 in dem Fehlerbetriebszustand zur aktiven Steuerung der Leistungselektronik 16 vorgesehen ist. Dennoch können sich die primäre Treibereinheit 18 und die sekundäre Treibereinheit 20 in dem Normalbetriebszustand in einem aktiven Zustand befinden, wodurch im Fehlerfall ein vorteilhaft schneller Wechsel von der primären Treibereinheit 18 auf die sekundäre Treibereinheit 20 erreicht werden kann. In diesem Fall muss durch geeignete Maßnahmen eine gleichzeitige Ansteuerung der Leistungselektronik 16 mittels der primären Treibereinheit 18 und der sekundären Treibereinheit 20 verhindert werden.In the present case, the primary driver unit 18 and the secondary driver unit 20 are thus connected in parallel and are provided for controlling the same power electronics 16, the primary driver unit 18 being provided in the normal operating state and the secondary driver unit 20 in the fault operating state for actively controlling the power electronics 16. Nevertheless, the primary driver unit 18 and the secondary driver unit 20 can be in an active state in the normal operating state, whereby an advantageously quick change from the primary driver unit 18 to the secondary driver unit 20 can be achieved in the event of a fault. In this case, suitable measures must be taken to prevent simultaneous control of the power electronics 16 by means of the primary driver unit 18 and the secondary driver unit 20.

Hierzu umfasst die Steuervorrichtung 10 eine Multiplexereinheit 22. Die Multiplexereinheit 22 ist als integrierte elektronische Schaltung ausgebildet. Die Multiplexereinheit 22 schaltungstechnisch zwischen den Treibereinheiten 18, 20 und der Leistungselektronik 16 angeordnet. Die Multiplexereinheit 22 ist dabei, insbesondere mittels eines ersten Eingangsanschlusses, elektrisch mit der primären Treibereinheit 18 verbunden. Zudem ist die Multiplexereinheit 22, insbesondere mittels eines zweiten Eingangsanschlusses, elektrisch mit der sekundären Treibereinheit 20 verbunden. Darüber hinaus ist die Multiplexereinheit 22, insbesondere mittels eines Ausgangsanschlusses, elektrisch mit der Leistungselektronik 16, insbesondere wenigstens einem der Leistungsschalter 57, verbunden (in 2 nur schematisch dargestellt). Insbesondere kann die Multiplexereinheit 22 in diesem Zusammenhang auch mehrere Ausgangsanschlüsse für mehrere der Leistungsschalter 57 oder sämtliche Leistungsschalter 57 der Leistungselektronik 16 umfassen. Alternativ könnte die Steuervorrichtung 10 auch mehrere Multiplexereinheiten 22 für die Leistungsschalter 57 der Leistungselektronik 16 umfassen. Die Multiplexereinheit 22 ist dazu vorgesehen, in dem Normalbetriebszustand das von der primären Treibereinheit 18 bereitgestellte primäre Vorgabesignal 24 und in dem Fehlerbetriebszustand das von der sekundären Treibereinheit 20 bereitgestellte sekundäre Vorgabesignal 26 an die Leistungselektronik 16 weiterzuleiten. Hierdurch kann einerseits eine gleichzeitige Ansteuerung der Leistungselektronik 16 mittels der primären Treibereinheit 18 und der sekundären Treibereinheit 20 verhindert werden und andererseits kann sich die sekundäre Treibereinheit 20 in dem Normalbetriebszustand in einem aktiven Zustand, beispielsweise in Form eines „Hot-Standby“-Betriebszustands, befinden, wodurch im Fehlerfall ein vorteilhaft schneller Wechsel von der primären Treibereinheit 18 auf die sekundäre Treibereinheit 20 erreicht werden kann.For this purpose, the control device 10 includes a multiplexer unit 22. The multiplexer unit 22 is designed as an integrated electronic circuit. The multiplexer unit 22 is arranged in terms of circuitry between the driver units 18, 20 and the power electronics 16. The multiplexer unit 22 is electrically connected to the primary driver unit 18, in particular by means of a first input connection. In addition, the multiplexer unit 22 is electrically connected to the secondary driver unit 20, in particular by means of a second input connection. In addition, the multiplexer unit 22 is electrically connected to the power electronics 16, in particular at least one, in particular by means of an output connection the circuit breaker 57, connected (in 2 only shown schematically). In particular, the multiplexer unit 22 can also include several output connections for several of the power switches 57 or all power switches 57 of the power electronics 16 in this context. Alternatively, the control device 10 could also include several multiplexer units 22 for the power switches 57 of the power electronics 16. The multiplexer unit 22 is intended to forward the primary specification signal 24 provided by the primary driver unit 18 to the power electronics 16 in the normal operating state and the secondary specification signal 26 provided by the secondary driver unit 20 in the error operating state. As a result, on the one hand, simultaneous control of the power electronics 16 by means of the primary driver unit 18 and the secondary driver unit 20 can be prevented and, on the other hand, the secondary driver unit 20 can be in an active state in the normal operating state, for example in the form of a “hot standby” operating state , whereby an advantageously quick change from the primary driver unit 18 to the secondary driver unit 20 can be achieved in the event of an error.

Zur Umschaltung zwischen der primären Treibereinheit 18 und der sekundären Treibereinheit 20 umfasst die Steuervorrichtung 10 ferner eine Multiplexersteuerelektronik 32. Die Multiplexersteuerelektronik 32 ist mit der primären Recheneinheit 28 und der sekundären Recheneinheit 30 elektrisch verbunden. Die Multiplexersteuerelektronik 32 ist zudem mit der Multiplexereinheit 22, insbesondere einem Multiplexersteueranschluss, elektrisch verbunden. Die Multiplexersteuerelektronik 32 ist als diskrete Schaltung ausgebildet. Die Multiplexersteuerelektronik 32 ist dazu vorgesehen, in Abhängigkeit eines von dem primären Ansteuersignal 60 verschiedenen Signals 34 der primären Recheneinheit 28 und eines von dem sekundären Ansteuersignal 62 verschiedenen weiteren Signals 36 der sekundären Recheneinheit 30 ein Steuersignal 38 zur Freigabe des primären Vorgabesignals 24 oder des sekundären Vorgabesignals 26 bereitzustellen, wobei das freigegebene Vorgabesignal 24, 26 an die Leistungselektronik 16 weitergeleitet wird. Zudem ist die Multiplexersteuerelektronik 32 dazu vorgesehen, eine gleichzeitige Weiterleitung des primären Vorgabesignals 24 und des sekundären Vorgabesignals 26 an die Leistungselektronik 16 zu verhindern. Alternativ könnte eine Multiplexersteuerelektronik auch als integrierte Schaltung ausgebildet oder in eine Multiplexereinheit integriert sein.To switch between the primary driver unit 18 and the secondary driver unit 20, the control device 10 further comprises multiplexer control electronics 32. The multiplexer control electronics 32 is electrically connected to the primary computing unit 28 and the secondary computing unit 30. The multiplexer control electronics 32 is also electrically connected to the multiplexer unit 22, in particular a multiplexer control connection. The multiplexer control electronics 32 is designed as a discrete circuit. The multiplexer control electronics 32 is intended to generate a control signal 38 for releasing the primary specification signal 24 or the secondary specification signal depending on a signal 34 of the primary computing unit 28 that is different from the primary control signal 60 and a further signal 36 of the secondary computing unit 30 that is different from the secondary control signal 62 26 to provide, wherein the released default signal 24, 26 is forwarded to the power electronics 16. In addition, the multiplexer control electronics 32 is intended to prevent the primary specification signal 24 and the secondary specification signal 26 from being forwarded to the power electronics 16 at the same time. Alternatively, multiplexer control electronics could also be designed as an integrated circuit or integrated into a multiplexer unit.

Zur Erhöhung der Betriebssicherheit umfasst die Steuervorrichtung 10 im vorliegenden Fall zudem eine primäre Watchdog-Einheit 46 und eine zu der primären Watchdog-Einheit 46 redundant ausgebildete sekundäre Watchdog-Einheit 48. Die primäre Watchdog-Einheit 46 ist der primären Recheneinheit 28 und/oder der primären Treibereinheit 18 zugeordnet. Zudem weist die primäre Watchdog-Einheit 46 eine elektrische Verbindung mit der Multiplexersteuerelektronik 32 auf. Die sekundäre Watchdog-Einheit 48 ist der sekundären Recheneinheit 30 und/oder der sekundären Treibereinheit 20 zugeordnet. Zudem weist die sekundäre Watchdog-Einheit 48 eine elektrische Verbindung mit der Multiplexersteuerelektronik 32 auf. Grundsätzlich könnte eine Steuervorrichtung auch genau eine Watchdog-Einheit umfassen. Zudem ist denkbar, auf eine Watchdog-Einheit vollständig zu verzichten.To increase operational reliability, the control device 10 in the present case also includes a primary watchdog unit 46 and a secondary watchdog unit 48 which is designed to be redundant with the primary watchdog unit 46. The primary watchdog unit 46 is the primary computing unit 28 and/or the assigned to primary driver unit 18. In addition, the primary watchdog unit 46 has an electrical connection to the multiplexer control electronics 32. The secondary watchdog unit 48 is assigned to the secondary computing unit 30 and/or the secondary driver unit 20. In addition, the secondary watchdog unit 48 has an electrical connection to the multiplexer control electronics 32. In principle, a control device could also include exactly one watchdog unit. It is also conceivable to completely dispense with a watchdog unit.

Die Multiplexersteuerelektronik 32 ist vorliegend dazu vorgesehen, bei der Erzeugung des Steuersignals 38 ein primäres Überwachungssignal 42 der primären Watchdog-Einheit 46 und ein sekundäres Überwachungssignal 44 der sekundären Watchdog-Einheit 48 zu berücksichtigen. Das Steuersignal 38 wird demnach aus dem Signal 34 der primären Recheneinheit 28, dem weiteren Signal 36 der sekundären Recheneinheit 30, dem primären Überwachungssignal 42 der primären Watchdog-Einheit 46 und dem sekundären Überwachungssignal 44 der sekundären Watchdog-Einheit 48 erzeugt.In the present case, the multiplexer control electronics 32 is intended to take into account a primary monitoring signal 42 from the primary watchdog unit 46 and a secondary monitoring signal 44 from the secondary watchdog unit 48 when generating the control signal 38. The control signal 38 is therefore generated from the signal 34 of the primary computing unit 28, the further signal 36 of the secondary computing unit 30, the primary monitoring signal 42 of the primary watchdog unit 46 and the secondary monitoring signal 44 of the secondary watchdog unit 48.

Für das primäre Vorgabesignal 24 gilt in diesem Fall für die Freigabe die folgende Logik, wobei die Freigabe mit logisch 1 erfolgt: $EN_DRV = 1, wenn EN_1 = 1 und WD_1 = 1 und (EN_2 = 0 oder WD_2 = 0)$

In this case, the following logic applies to the primary specification signal 24 for the release, with the release taking place with logic 1:

EN_DRV = 1, if EN_1 = 1 and WD_1 = 1 and (EN_2 = 0 or WD_2 = 0)

Hierbei entspricht EN_DRV dem Steuersignal 38, EN_1 dem Signal 34 der primären Recheneinheit 28, EN_2 dem weiteren Signal 36 der sekundären Recheneinheit 30, WD_1 dem primären Überwachungssignal 42 der primären Watchdog-Einheit 46 und WD_2 dem sekundären Überwachungssignal 44 der sekundären Watchdog-Einheit 48.Here EN_DRV corresponds to the control signal 38, EN_1 to the signal 34 of the primary computing unit 28, EN_2 to the further signal 36 of the secondary computing unit 30, WD_1 to the primary monitoring signal 42 of the primary watchdog unit 46 and WD_2 to the secondary monitoring signal 44 of the secondary watchdog unit 48.

Mit EN_DRV = 1 wird demnach das primäre Vorgabesignal 24 auf die Leistungselektronik 16 durchgeschalten.With EN_DRV = 1, the primary specification signal 24 is switched through to the power electronics 16.

Für das sekundäre Vorgabesignal 26 gilt für die Freigabe hingegen die folgende Logik, wobei die Freigabe mit logisch 0 erfolgt: $EN_DRV = 0, wenn EN_2 = 1 und WD_2 = 1 und (EN_1 = 0 oder WD_1 = 0)$

For the secondary specification signal 26, however, the following logic applies to the release, with the release taking place with logic 0:

EN_DRV = 0, if EN_2 = 1 and WD_2 = 1 and (EN_1 = 0 or WD_1 = 0)

Mit EN_DRV = 0 wird demnach das sekundäre Vorgabesignal 26 auf die Leistungselektronik 16 durchgeschalten.With EN_DRV = 0, the secondary specification signal 26 is switched through to the power electronics 16.

3 zeigt abschließend ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit Hauptverfahrensschritten eines beispielhaften Verfahrens zum Betreiben des Elektromotors 12 mittels der Steuervorrichtung 10. 3 finally shows an exemplary flowchart with main process steps of an exemplary method for operating the electric motor 12 by means of the control device 10.

Ein Verfahrensschritt 70 entspricht dem Normalbetriebszustand. Dabei ist die primäre Treibereinheit 18 zusammen mit der primären Recheneinheit 28 zur Ansteuerung der Leistungselektronik 16 vorgesehen und befindet sich demnach im aktiven Zustand. Zudem kann sich die sekundäre Recheneinheit 30 und/oder die sekundäre Treibereinheit 20 in einem aktiven Zustand befinden. In diesem Fall ist die Multiplexersteuerelektronik 32 dazu vorgesehen, mittels des Steuersignals 38 das primäre Vorgabesignal 24 freizugeben, sodass mittels der Multiplexereinheit 22 das von der primären Treibereinheit 18 bereitgestellte primäre Vorgabesignal 24 an die Leistungselektronik 16 weitergeleitet wird.A method step 70 corresponds to the normal operating state. The primary driver unit 18 is provided together with the primary computing unit 28 for controlling the power electronics 16 and is therefore in the active state. In addition, the secondary computing unit 30 and/or the secondary driver unit 20 can be in an active state. In this case, the multiplexer control electronics 32 is intended to enable the primary specification signal 24 by means of the control signal 38, so that the primary specification signal 24 provided by the primary driver unit 18 is forwarded to the power electronics 16 by means of the multiplexer unit 22.

In einem Verfahrensschritt 72 wird, beispielsweise mittels der primären Recheneinheit 28, der sekundären Recheneinheit 30, der primären Watchdog-Einheit 46 und/oder der sekundären Watchdog-Einheit 48, eine Störung und/oder ein Ausfall der primären Treibereinheit 18 ermittelt. Die Störung und/oder der Ausfall der primären Treibereinheit 18 kann dabei mit einer Störung und/oder einem Ausfall der primären Treibereinheit 18 selbst und/oder einer mit der primären Treibereinheit 18 zusammenwirkenden Baugruppe, wie beispielsweise der primären Recheneinheit 28, der primären Watchdog-Einheit 46 und/oder einer Energieversorgung, verknüpft sein. Als Folge wird die primäre Treibereinheit 18 durch die sekundäre Treibereinheit 20 ersetzt. Hierzu wird mittels der Multiplexersteuerelektronik 32 das Steuersignal 38 derart angepasst, dass das sekundäre Vorgabesignal 26 freigegeben wird und demnach von dem primären Vorgabesignal 24 auf das sekundäre Vorgabesignal 26 gewechselt wird. Dabei wird mittels softwaretechnischer oder hardwaretechnischer Mittel in der Multiplexersteuerelektronik 32 oder alternativ in der Multiplexereinheit 22 eine gleichzeitige Weiterleitung des primären Vorgabesignals 24 und des sekundären Vorgabesignals 26 an die Leistungselektronik 16 verhindert.In a method step 72, a malfunction and/or a failure of the primary driver unit 18 is determined, for example by means of the primary computing unit 28, the secondary computing unit 30, the primary watchdog unit 46 and/or the secondary watchdog unit 48. The malfunction and/or failure of the primary driver unit 18 can be caused by a malfunction and/or a failure of the primary driver unit 18 itself and/or a module that interacts with the primary driver unit 18, such as the primary computing unit 28, the primary watchdog unit 46 and/or an energy supply. As a result, the primary driver unit 18 is replaced by the secondary driver unit 20. For this purpose, the control signal 38 is adjusted by means of the multiplexer control electronics 32 in such a way that the secondary specification signal 26 is released and is therefore changed from the primary specification signal 24 to the secondary specification signal 26. In this case, a simultaneous forwarding of the primary specification signal 24 and the secondary specification signal 26 to the power electronics 16 is prevented by means of software or hardware technology in the multiplexer control electronics 32 or alternatively in the multiplexer unit 22.

Ein Verfahrensschritt 74 entspricht dem Fehlerbetriebszustand. Dabei ist die sekundäre Treibereinheit 20 zusammen mit der sekundären Recheneinheit 30 zur Ansteuerung der Leistungselektronik 16 vorgesehen und befindet sich demnach im aktiven Zustand. Die primäre Treibereinheit 18 kann sich hingegen in einem passiven und/oder inaktiven Zustand befinden. In diesem Fall ist die Multiplexersteuerelektronik 32 dazu vorgesehen, mittels des Steuersignals 38 das sekundäre Vorgabesignal 26 freizugeben, sodass mittels der Multiplexereinheit 22 das von der sekundären Treibereinheit 20 bereitgestellte sekundäre Vorgabesignal 26 an die Leistungselektronik 16 weitergeleitet wird. Zudem kann in diesem Fall, beispielsweise mittels der sekundären Recheneinheit 30, eine Warnmeldung erzeugt und einem Insassen mittels entsprechender Ausgabemittel (nicht dargestellt) angezeigt werden.A method step 74 corresponds to the error operating state. The secondary driver unit 20 is provided together with the secondary computing unit 30 for controlling the power electronics 16 and is therefore in the active state. The primary driver unit 18, on the other hand, can be in a passive and/or inactive state. In this case, the multiplexer control electronics 32 is intended to enable the secondary specification signal 26 by means of the control signal 38, so that the secondary specification signal 26 provided by the secondary driver unit 20 is forwarded to the power electronics 16 by means of the multiplexer unit 22. In addition, in this case, a warning message can be generated, for example by means of the secondary computing unit 30, and displayed to an occupant by means of appropriate output means (not shown).

Das beispielhafte Ablaufdiagramm in 3 soll lediglich beispielhaft ein Verfahren zum Betreiben des Elektromotors 12 mittels der Steuervorrichtung 10 beschreiben. Insbesondere können einzelne Verfahrensschritte auch variieren oder zusätzliche Verfahrensschritte hinzukommen. Beispielsweise kann zur Ermittlung einer Störung und/oder eines Ausfalls der primären Treibereinheit 18 auch eine separate Überwachungseinheit verwendet werden. Zudem ist denkbar, auf eine Watchdog-Einheit zu verzichten.The example flowchart in 3 is intended merely to describe, by way of example, a method for operating the electric motor 12 by means of the control device 10. In particular, individual process steps can also vary or additional process steps can be added. For example, a separate monitoring unit can also be used to determine a malfunction and/or a failure of the primary driver unit 18. It is also conceivable to do without a watchdog unit.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102021211208 A1 [0003]DE 102021211208 A1 [0003]

Claims

Steuervorrichtung (10) zum Betreiben eines Elektromotors (12), insbesondere eines Lenksystems (14), mit einer Leistungselektronik (16), mit einer primären Treibereinheit (18), welche in einem Normalbetriebszustand zur Ansteuerung der Leistungselektronik (16) vorgesehen ist, und mit einer zu der primären Treibereinheit (18) parallel geschalteten sekundären Treibereinheit (20), welche in zumindest einem Fehlerbetriebszustand, bei welchem eine Störung und/oder ein Ausfall der primären Treibereinheit (18) auftritt, zur Ansteuerung der Leistungselektronik (16) vorgesehen ist, gekennzeichnet durch eine Multiplexereinheit (22), welche dazu vorgesehen ist, in dem Normalbetriebszustand ein von der primären Treibereinheit (18) bereitgestelltes primäres Vorgabesignal (24) und in dem Fehlerbetriebszustand ein von der sekundären Treibereinheit (20) bereitgestelltes sekundäres Vorgabesignal (26) an die Leistungselektronik (16) weiterzuleiten.Control device (10) for operating an electric motor (12), in particular a steering system (14), with power electronics (16), with a primary driver unit (18), which is provided in a normal operating state for controlling the power electronics (16), and with a secondary driver unit (20) connected in parallel to the primary driver unit (18), which is provided for controlling the power electronics (16) in at least one error operating state in which a malfunction and/or failure of the primary driver unit (18) occurs by a multiplexer unit (22), which is intended to send a primary specification signal (24) provided by the primary driver unit (18) in the normal operating state and a secondary specification signal (26) provided by the secondary driver unit (20) to the power electronics in the error operating state (16) to forward.

Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Multiplexereinheit (22) schaltungstechnisch zwischen den Treibereinheiten (18, 20) und der Leistungselektronik (16) angeordnet ist.Control device (10). Claim 1 , characterized in that the multiplexer unit (22) is arranged in terms of circuitry between the driver units (18, 20) and the power electronics (16).

Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Multiplexereinheit (22) als integrierte elektronische Schaltung ausgebildet ist.Control device (10). Claim 1 or 2 , characterized in that the multiplexer unit (22) is designed as an integrated electronic circuit.

Steuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine primäre Recheneinheit (28) zur Ansteuerung der primären Treibereinheit (18), durch eine sekundäre Recheneinheit (20) zur Ansteuerung der sekundären Treibereinheit (20) und durch eine Multiplexersteuerelektronik (32), welche mit der Multiplexereinheit (22) elektrisch verbunden und dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit eines Signals (34) der primären Recheneinheit (28) und eines Signals (36) der sekundären Recheneinheit (30) ein Steuersignal (38) zur Freigabe des primären Vorgabesignals (24) oder des sekundären Vorgabesignals (26) bereitzustellen.Control device (10) according to one of the preceding claims, characterized by a primary computing unit (28) for controlling the primary driver unit (18), by a secondary computing unit (20) for controlling the secondary driver unit (20) and by multiplexer control electronics (32), which is electrically connected to the multiplexer unit (22) and is intended, depending on a signal (34) from the primary computing unit (28) and a signal (36) from the secondary computing unit (30), to produce a control signal (38) for releasing the primary specification signal ( 24) or the secondary default signal (26).

Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Multiplexersteuerelektronik (32) dazu vorgesehen ist, eine gleichzeitige Weiterleitung des primären Vorgabesignals (24) und des sekundären Vorgabesignals (26) an die Leistungselektronik (16) zu verhindern.Control device (10). Claim 4 , characterized in that the multiplexer control electronics (32) is intended to prevent simultaneous forwarding of the primary specification signal (24) and the secondary specification signal (26) to the power electronics (16).

Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Multiplexersteuerelektronik (32) dazu vorgesehen ist, bei der Erzeugung des Steuersignals (38) wenigstens ein Überwachungssignal (42, 44) einer Watchdog-Einheit (46, 48) zu berücksichtigen.Control device (10). Claim 4 or 5 , characterized in that the multiplexer control electronics (32) is intended to take into account at least one monitoring signal (42, 44) from a watchdog unit (46, 48) when generating the control signal (38).

Steuervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Multiplexersteuerelektronik (32) als diskrete Schaltung ausgebildet ist.Control device (10) according to one of Claims 4 until 6 , characterized in that the multiplexer control electronics (32) is designed as a discrete circuit.

Aktuatorbaugruppe (50) mit einem Elektromotor (12) und mit einer Steuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Actuator assembly (50) with an electric motor (12) and with a control device (10) according to one of the preceding claims.

Lenksystem (14) mit zumindest einer Aktuatorbaugruppe (50) nach Anspruch 8.Steering system (14) with at least one actuator assembly (50). Claim 8 .

Verfahren zum Betreiben eines Elektromotors (12), insbesondere mittels einer Steuervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem eine Leistungselektronik (16) in einem Normalbetriebszustand mittels einer primären Treibereinheit (18) und in einem Fehlerbetriebszustand, bei welchem eine Störung und/oder ein Ausfall der primären Treibereinheit (18) auftritt, mittels einer zu der primären Treibereinheit (18) parallel geschalteten sekundären Treibereinheit (20) angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Normalbetriebszustand ein von der primären Treibereinheit (18) bereitgestelltes primäres Vorgabesignal (24) und in dem Fehlerbetriebszustand ein von der sekundären Treibereinheit (20) bereitgestelltes sekundäres Vorgabesignal (26) mittels einer Multiplexereinheit (22) an die Leistungselektronik (16) weitergeleitet wird.Method for operating an electric motor (12), in particular by means of a control device (10) according to one of Claims 1 until 7 , in which a power electronics (16) in a normal operating state by means of a primary driver unit (18) and in an error operating state in which a fault and / or a failure of the primary driver unit (18) occurs, by means of a parallel to the primary driver unit (18). switched secondary driver unit (20), characterized in that in the normal operating state a primary specification signal (24) provided by the primary driver unit (18) and in the error operating state a secondary specification signal (26) provided by the secondary driver unit (20) by means of a Multiplexer unit (22) is forwarded to the power electronics (16).