EP2008358A1 - Ansteuersystem für eine elektrische maschine - Google Patents

Ansteuersystem für eine elektrische maschine

Info

Publication number
EP2008358A1
EP2008358A1 EP07724286A EP07724286A EP2008358A1 EP 2008358 A1 EP2008358 A1 EP 2008358A1 EP 07724286 A EP07724286 A EP 07724286A EP 07724286 A EP07724286 A EP 07724286A EP 2008358 A1 EP2008358 A1 EP 2008358A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
speed
output stage
electric machine
phase short
short circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07724286A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lothar Rehm
Thomas Von Raumer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Publication of EP2008358A1 publication Critical patent/EP2008358A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/24—Arrangements for stopping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0061—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electrical machines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/0241—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an overvoltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/18—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor
    • H02P3/22—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor by short-circuit or resistive braking
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the invention relates to a drive system for a permanent-magnet electric machine according to claim 1 and a method for controlling a permanent-magnet electric machine according to claim 4.
  • each phase of the electric machine is associated with a half-bridge arrangement having a first and a second switching element for power supply via an intermediate circuit.
  • An operating state of a drive system is monitored and compared with a threshold value. When the threshold value is exceeded, a fault condition is detected and a short circuit between the phases of the electrical machine is generated.
  • Permanent-magnet electric machines are used, for example, as vehicle drive motors which receive electric energy from a power supply in hybrid drive systems.
  • the power supply takes place, for example, by a battery connected via a power converter and a DC link, in electrically powered vehicles by a so-called traction battery or by a generator driven by an internal combustion engine.
  • traction battery or by a generator driven by an internal combustion engine.
  • the fundamental problem that due to the relative movement between the armature windings and the permanent magnets occurring during operation is that a countervoltage, known as the pole wheel voltage, is induced in the armature windings. This induced voltage increases with increasing speed and can reach and exceed the amount of the supply voltage of the electric machine.
  • the object of the invention is to reduce the braking torque of a switched off and still rotating electric machine.
  • a drive system for an electric machine in which a three-phase short circuit of the output stage by shorting the three upper circuit breaker or the three lower circuit breaker is feasible for switching off the electric machine, if the speed Dl does not fall below a definable limit GRl or one Voltage U_DC of the output stage exceeds a limit Umax.
  • the switching elements of the output stage are referred to as a circuit breaker.
  • Advantage of the solution according to the invention is that a three-phase short circuit is performed only under such boundary conditions in which no disturbing braking torque can occur.
  • all circuit breakers of the output stage are obviously for switching off the electrical machine when the speed Dl is below the threshold GR and a voltage U_DC of the final stage falls below a limit Umax.
  • FIG. 1 is a schematic circuit diagram of an inventive proper drive system in conjunction with a permanent-magnet electric machine
  • Fig. 2 is an exemplary representation of a speed-dependent error response and the associated braking torque.
  • Fig. 1 shows an electrical machine 1 with an embodiment of a drive system according to the invention.
  • the electric machine 1 is connected to an output stage 2.
  • the output stage 2 can be designed as a converter or as a power converter.
  • the illustrated output stage 2 has three upper switching elements 2ol, 2o2, 2o3 and three lower switching elements 2ul, 2u2, 2u3.
  • the switching elements are typically designed as a circuit breaker. These switching elements form three half-bridge arrangements, each consisting of two of the switching elements 2ol, 2ul; 2o2, 2u2 and 2o3, 2u3 are formed and each one of the three phases of the electric machine 1 drive.
  • the output stage 2 is via a, not shown in Fig. 1.
  • Main contactor with a, not shown in Fig. 1, supply device of the electric machine 1 (for example, a battery) connected.
  • the supply device supplies the output stage 2 with a supply voltage U_DC.
  • the supply device can be switched on and off via the main contactor.
  • the output stage 2 is connected to a logic module 5 and is controlled by this.
  • the power amplifier 2 information about the supply voltage U_DC and information about a correct implementation of a three-phase short circuit to the logic device 5 on.
  • information about correct conversion of an opening of the switching elements 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2 or 2u3 or about a voltage U_CE of a switching element 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2 or 2u3 can be forwarded to the logic module 5.
  • the logic module 5 is connected to a function computer 3 and a monitoring computer 4 and receives from these data.
  • the function computer 3 and the monitoring computer 4 are also connected to each other and exchange data with each other. In this case, the monitoring computer 4 monitors the error-free operation of the function computer 3.
  • the function computer 3 receives the information of a speed sensor 6, which preferably detects a speed Dl of the electric machine 1.
  • one or more other speed sensors 7 may be provided for detecting one or more rotational speeds D2.
  • the speed of the electric machine 1 can also be detected as the speed D2.
  • a speed of a gear connected to the electric machine 1 a wheel speed of a vehicle wheel or another relevant speed can be detected.
  • a wheel speed sensor of a vehicle wheel of an electronic stability program is provided as a speed sensor 7.
  • the rotational speed sensor 7 is connected to the function computer 3. About this connection receives the function calculator 3 information of the speed sensor 7 on the detected speed D2.
  • the function computer 3 has an area 8. This area 8 is referred to as the first level in a two-level monitoring system or a three-level monitoring system. In this case, the first level is monitored by a second level and possibly a third level.
  • the current ⁇ n suedsignale for controlling the electric machine 1 are calculated. These control signals are passed from the area 8 of the function computer 3 to a switch 10 of the logic module 5.
  • the switch 10 of the logic module 5 is the drive signals via a control line to a switch 14 of the logic block 5 on.
  • the switch 14 of the logic module 5 outputs the control signals via a control line to a switch 16 of the logic module 5 on.
  • the switch 16 of the logic module 5 is the drive signals via a control line to the power amplifier 2 on.
  • the output stage 2 sets its switching elements 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3 in accordance with the control signals and controls the electric machine 1 in accordance with the control signals.
  • the functional computer 3 is connected via a shutdown path to an element 9 of the logic module 5.
  • a connection is referred to as Abschaltpfad over which either an enable signal or a shutdown signal can be passed.
  • the monitoring computer 4 is also connected via a Abschaltpfad with the element 9 of the logic device 5.
  • the shutdown signal is provided as a voltage-free default state. Will through If no error is transmitted by the function computer 3 or by the monitoring computer 4 to the logic module 5, then the logic component 5 interprets this as the shutdown signal.
  • the element 9 is formed in the embodiment shown in Fig. 1 as a "logical AND" element
  • logic module 5 can be represented as an electronic component, as a structure within a logic module or by means of software. If the "logical AND" 9 receives a release signal both from the function computer 3 and from the monitoring computer 4, then there is an enable signal to the switch
  • the element 9 is implemented as a "logical OR" or the like, in which case the element 9 issues a switch-off signal to the switch 10 when it receives a switch-off signal from the function computer 3 or from the monitoring computer 4 or both.
  • the switch 10 receives a switch-off signal from the element 9, it switches over and thus interrupts the forwarding of the control signals calculated by region 8 of the function computer 3. Instead of the drive signals of area 8, the drive signals of an element 11 of the logic module 5 are now passed on.
  • the element 11 is typically a permanent memory in which the drive signals for a three-phase short circuit are permanently stored.
  • the drive signals may provide a three-phase short circuit of the switching elements 2ol, 2o2, 2o3 or the switching elements 2ul, 2u2, 2u3. It can also be provided to switch to the respective other variant of a three-phase short circuit if information about the operating state of the switching elements 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3 allow the conclusion that the selected three-phase short circuit can not be performed without errors or has been performed.
  • the switch 14 is connected to an element 19.
  • the element 19 is a logic that sends a switch-off signal to the switch 14 in the presence of specified input data.
  • the switch-off signal causes the switch 14 to be switched to a switching state in which it can pass on its associated drive signals for opening all switching elements 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3 of the output stage 2 for switching off the electrical machine 1.
  • the element 19 is connected via an element 20 with the speed sensor 6.
  • the element 20 receives from the rotational speed sensor 6 information about the detected by the speed sensor 6 speed Dl.
  • the speed Dl is preferably a speed of the electric machine 1.
  • the element 20 checks whether the speed Dl is below a threshold GRl. In one embodiment, the element 20 provides a signal to the element 19, if that is the case.
  • this test is arranged in an element 18.
  • element 19 evaluates the information supplied by element 20 about the rotational speed D 1 of sensor 6 only when, in addition, element 18 signals to element 19 that rotational speed sensor 6 and the signal transmission of the value for D 1 operate without errors. If this is not the case, then in a further development, a permanently stored speed value can be assumed.
  • the element 19 is connected to the function computer 3 via an element 17.
  • the element 17 receives from the function computer 3 a speed information D2 of an additional sensor 7.
  • the element 17, alternatively to the embodiment shown in FIG. 1, may also be arranged in the function computer 3.
  • the element 17 only transmits a signal to the element 19 when the
  • the speed information D2 supplied by the additional rotational speed sensor 7 to the function computer 3 is replaced by the rotational speed information D1 supplied by the rotational speed sensor 6 when the functional computer 3 detects a fault of the rotational speed sensor 7 or the data transmission of the rotational speed sensor 7.
  • element 17 only sends a signal to element 19, when the speed information Dl detected in the function calculator 3 falls below the limit value GR1.
  • a signal is then transmitted to the element 14 in the element 19 when the elements 17 and 20 each detect a limit underrun and there is no information about an erroneous detection or transmission of the limit below the signals.
  • the drive signals, which the switch 10 transmits via the control line to the switch 14, are also forwarded to an element 12.
  • the element 12 Based on the control signals from switch 10, the element 12 detects whether a
  • the element 12 forwards this information to the function computer 3 and to the element 19 of the logic module 5.
  • the element 12 is also connected to the output stage 2 and receives from this information about the operating state or the operating state of their switching elements 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3. Typically, it is transmitted whether a voltage U_CE of the switching elements 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3 assumes a permissible value. Based on the information from the power amplifier 2, the element 12 detects whether the power amplifier 2 generates a three-phase short circuit of the electric machine 1. If there is a properly performed three-phase short circuit, element 12 gives this information to the function computer 3 and to an element 19 of the logic module 5.
  • the element 19 sends a switch-off signal to switch 14, if the element 19 receives the information that the function calculator 3 via the element 17 detects a speed D2 or Dl below its associated limit value GR2 or GRL has and the element 12 has detected a three-phase short circuit of the output stage 2 and no concern of a shutdown signal from element 9 to switch 10.
  • the function computer 3 operates without errors.
  • the signal passed through the element 17 can be trusted and, when the limit value GR2 or GR1 is undershot, the switching to open switching elements 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3 can be initiated by sending a switch-off signal to switch 14 ,
  • This behavior can be used to include a shutdown command supplied by an external control device and not based on fault detection of the function computer 3 or the monitoring computer 4 in the method. This makes it possible to trigger a three-phase short circuit or a shutdown of the electric machine by opening all the switching elements 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3, depending on a voltage U_DC, even for an external shutdown command.
  • the element 19 sends a switch-off signal to switch 14, if the element 19 receives the information that the element 20 has detected the rotational speed Dl as lying below the limit value GRl associated with it and the element 12 has a three-phase short circuit Amplifier 2 and the concern of a Shutdown signal from element 9 to switch 10 has detected. If a switch-off signal from element 9 to switch 10, the data from the function computer 3 and monitoring computer 4 can no longer be trusted. Therefore, in this case, it makes sense not to use the speed signal transmitted by the function computer 3 to the element 17, but instead to rely on the speed signal D 1 transmitted directly from the sensor 6 to the logic module 5.
  • the element 18 in addition to the embodiment illustrated in FIG. 1, the element 18 must signal to the element 19 that the sensor 6 operates without errors. If this is not the case, then a permanently stored speed value can be assumed. This also applies to the case where the element 17 has been replaced by the speed D 1 and element 18 detects an error of the sensor 6.
  • the switch 14 If the switch 14 receives a switch-off signal from the element 19, it switches over and thus interrupts the transfer of the drive signals coming from element 10. Instead of these drive signals now the information of an element 13 of the logic device 5 are passed.
  • the element 13 is typically a permanent memory in which the control signals for an opening of all switching elements 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3 of the output stage 2 are permanently stored.
  • These drive signals of the element 13 are fed via the switch 14 in the control line and passed through switch 16 to the power amplifier 2.
  • the output stage 2 opens its switching elements 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3 in accordance with the control signals supplied to them operating parameters and thus controls the electric machine 1 at.
  • the information which the switch 14 transmits via the control line to the switch 16 is also forwarded to an element 21.
  • the element 21 Based on the information from switch 14, the element 21 detects whether all switching elements 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3 should be opened. This information is the element 21 to the function computer 3 on.
  • the output stage 2 transmits information about the voltages U_CE applied to it to an element 22.
  • Element 22 is a comparator which compares the supplied value for voltage U_CE with a value Umax and forwards a turn-off signal to switch 16 when U_CE is greater than Umax.
  • the switch 16 of element 22 receives a switch-off signal, it switches over and thus interrupts the transfer of the drive signals coming from element 14. Instead of these drive signals, the drive signals of an element 15 of the logic module 5 are now passed on.
  • the element 15 is typically a permanent memory in which the drive signals for a three-phase short circuit of the output stage 2 are permanently stored.
  • FIG. 2 shows by way of example how a speed-dependent error reaction according to the invention affects the braking torque.
  • FIG. 2 schematically shows the course of the operating voltage U_DC, the induced voltages U_ind and the induced braking torque M_ind of a device according to the invention, in which the main contactor arranged between the power supply and output stage 2 is closed, ie the output stage 2 is supplied with a constant voltage U_DC. How to In this case, the induced voltage U_ind increases in proportion to the speed.
  • the speed detection of Dl operates properly, i. below the speed limit GRl switching off the electric machine 1 by opening all circuit breakers, from the limit speed by three-phase short circuit. Due to the three-phase short circuit, only a low braking torque is induced at higher speeds (> GRl).
  • a voltage limit Umax is provided, beyond which the shutdown of the electric machine 1 is in each case switched to a three-phase short circuit. This represents a protection of the electric machine against too high a supply voltage U_DC.
  • the electric machine 1 and the output stage 2 are independent of a faulty speed detection one with the power supply off, if necessary, also inductively generated, protected to high supply voltage.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ansteuersystem für eine permanenterregte elektrische Maschine (1) und ein Verfahren hierzu. Wenn ein Funktionsrechner (3) und/oder ein Überwachungsrechner (4) der Ansteuersystems einen Fehler erkennt, wird die elektrische Maschine (1) abgeschaltet. Aufgabe der Erfindung ist es, das Bremsmoment einer abgeschalteten und noch drehenden elektrischen Maschine (1) zu reduzieren. Erfindungsgemäß wird zur Abschaltung der elektrischen Maschine (1) ein Dreiphasenkurzschluss der Endstufe (2) durchgeführt, falls die Drehzahl D1 einen festlegbaren Grenzwert GR1 nicht unterschreitet oder eine Spannung U_DC der Endstufe (2) einen Grenzwert Umax überschreitet und anderenfalls, wenn die Drehzahl D1 unterhalb des festlegbaren Grenzwert GRl liegt und eine Spannung U_DC der Endstufe (2) einen Grenzwert Umax nicht überschreitet werden zur Abschaltung der elektrischen Maschine (1) alle Leistungsschalter (2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3) der Endstufe (2) geöffnet.

Description

Ansteuersystem für eine elektrische Maschine
Die Erfindung betrifft ein Ansteuersystem für eine permanenterregte elektrische Maschine nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur Steuerung einer permanenterregten elektrischen Maschine nach Anspruch 4.
Aus der DE 102 05 963 Al ist ein Verfahren und Ansteuersystem zum Ansteuern einer permanenterregten Maschine bekannt, wobei jeder Phase der elektrischen Maschine eine Halbbrückenanordnung mit einem ersten und einem zweiten Schaltelement zur Stromversorgung über einen Zwischenkreis zugeordnet ist. Es wird ein Betriebszustand eines Ansteuersystems überwacht und mit einem Schwellwert verglichen. Bei Überschreiten des Schwellwertes wird ein Fehlerzustand detektiert und ein Kurzschluss zwischen den Phasen der elektrischen Maschine erzeugt.
Permanenterregte elektrische Maschinen werden beispielsweise als Fahrzeugantriebsmotoren eingesetzt, die bei Hybridantriebssystemen elektrische Energie aus einer Energieversorgung empfangen. Die Energieversorgung erfolgt z.B. durch eine über einen Stromrichter und einen Zwischenkreis angeschlossene Batterie, bei vollelektrisch betriebenen Fahrzeugen durch eine so genannte Traktionsbatterie oder durch einen durch eine Brennkraftmaschine angetriebenen Generator. Bei permanenterregten elektrischen Maschinen besteht aufgrund ihres Aufbaus das grundsätzliche Problem, dass wegen der im Betrieb auftretenden Relativbewegung zwischen den Ankerwicklungen und den Permanentmagneten eine als Polradspannung bekannte Gegenspannung in den Ankerwicklungen induziert wird. Diese induzierte Spannung steigt mit zunehmender Drehzahl an und kann den Betrag der Versorgungsspannung der elektrischen Maschine erreichen und überschreiten. Treten bei derartigen Antriebssystemen mit permanenterregten elektrischen Maschinen Fehler auf, wie zum Beispiel der Ausfall einer Ansteuerelektronik für die Vornahme einer Feldschwächung oder ein Wicklungsschluss, so führt dies zu einer Rückspeisung von elektrischer Energie von der elektrischen Maschine in die Energieversorgung. Dadurch kann ein Bremsmoment erzeugt werden, dass für den Betrieb der elektrischen Maschine in einem Fahrzeug unerwünscht ist. Auch bei niedrigen Drehzahlen können solche Bremsmomente erzeugt werden, z.B. durch einen von einem erkannten Fehler ausgelösten Dreiphasenkurzschluss .
Aufgabe der Erfindung ist es, das Bremsmoment einer abgeschalteten und noch drehenden elektrischen Maschine zu reduzieren .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Ansteuersystem für eine elektrische Maschine gelöst, bei dem zur Abschaltung der elektrische Maschine ein Dreiphasenkurzschluss der Endstufe durch kurzschließen der drei oberen Leistungsschalter oder der drei unteren Leistungsschalter durchführbar ist, wenn die Drehzahl Dl einen festlegbaren Grenzwert GRl nicht unterschreitet oder eine Spannung U_DC der Endstufe einen Grenzwert Umax überschreitet. Dabei werden als Leistungsschalter die Schaltelemente der Endstufe bezeichnet. Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist es, dass ein Dreiphasenkurzschluss nur unter solchen Randbedingungen durchgeführt wird, bei denen kein störendes Bremsmoment auftreten kann. Bei einem Dreiphasenkurzschluss einer permanenterregten elektrischen Maschine wird bei höheren Drehzahlen (im Bereich oberhalb von mehreren hundert Umdrehungen pro Minute) kein nennenswertes Bremsmoment erzeugt. Darüber hinaus werden Beschädigungen von Bauteilen wie Batterie, Stromrichter und dessen Halbleiterbauelementen, vermieden.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind zur Abschaltung der elektrischen Maschine alle Leistungsschalter der Endstufe offenbar, wenn die Drehzahl Dl unterhalb des Grenzwertes GR liegt und eine Spannung U_DC der Endstufe einen Grenzwert Umax unterschreitet.
Bei einem Dreiphasenkurzschluss einer permanenterregten elektrischen Maschine wird bei sehr kleinen Drehzahlen (im Bereich kleiner einige hundert Umdrehungen pro Minute) ein störendes Bremsmoment erzeugt. Eine Abschaltung der elektrischen Maschine durch Öffnen aller Leistungsschalter der Endstufe ist bei niedrigen Drehzahlen hingegen ohne störendes Bremsmoment durchführbar. Dies hat den Vorteil, dass eine Abschaltung der elektrischen Maschine ohne störendes Bremsmoment auch dann durchgeführt werden kann, wenn die Randbedingungen für die Durchführung eines bremsmomentarmen Dreiphasenkurzschlusses nicht vorliegen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schaltungsskizze eines erfindungs- gemäßen Ansteuersystems in Verbindung mit einer permanenterregten elektrischen Maschine,
Fig. 2 eine beispielhafte Darstellung einer drehzahl- abhängigen Fehlerreaktion und des zugehörigen Bremsmoments .
Fig. 1 zeigt eine elektrische Maschine 1 mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ansteuersystems.
Die elektrische Maschine 1 ist mit einer Endstufe 2 verbunden. Die Endstufe 2 kann als Umrichter bzw. als Stromrichter ausgebildet sein. Die dargestellte Endstufe 2 weist drei obere Schaltelemente 2ol, 2o2, 2o3 und drei untere Schaltelemente 2ul, 2u2, 2u3 auf. Die Schaltelemente sind typischerweise als Leistungsschalter ausgebildet. Diese Schaltelemente bilden drei Halbbrückenanordnungen die aus jeweils zwei der Schaltelementen 2ol, 2ul; 2o2, 2u2 und 2o3, 2u3 gebildet werden und jeweils eine der drei Phasen der elektrischen Maschine 1 ansteuern.
Die Endstufe 2 ist über einen, in Fig. 1 nicht dargestellten. Hauptschütz mit einer, ebenfalls in Fig. 1 nicht dargestellten, Versorgungseinrichtung der elektrischen Maschine 1 (z.B. einer Batterie) verbunden. Die Versorgungseinrichtung versorgt die Endstufe 2 mit einer Versorgungsspannung U_DC . Über den Hauptschütz kann die Versorgungseinrichtung ein- und ausgeschaltet werden.
Die Endstufe 2 ist mit einem Logikbaustein 5 verbunden und wird von diesem angesteuert. Außerdem gibt die Endstufe 2 Informationen über die Versorgungsspannung U_DC und Informationen über eine korrekte Umsetzung eines Dreiphasenkurzschlusses an den Logikbaustein 5 weiter. Ebenso können Informationen über eine korrekte Umsetzung einer Öffnung der Schaltelemente 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2 oder 2u3 oder über eine Spannung U_CE eines Schaltelements 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2 oder 2u3 an den Logikbaustein 5 weitergegeben werden .
Der Logikbaustein 5 ist mit einem Funktionsrechner 3 und einem Überwachungsrechner 4 verbunden und erhält von diesen Daten. Der Funktionsrechner 3 und der Überwachungsrechner 4 sind ebenfalls miteinander verbunden und tauschen miteinander Daten aus. Dabei überwacht der Überwachungsrechner 4 den fehlerfreien Betrieb des Funktionsrechners 3.
Der Funktionsrechner 3 erhält die Informationen eines Drehzahlsensors 6, welcher bevorzugt eine Drehzahl Dl der elektrischen Maschine 1 erfasst.
Darüber hinaus können ein oder mehrere weitere Drehzahlsensoren 7 zur Erfassung einer oder mehrerer Drehzahlen D2 vorgesehen sein. Beispielsweise kann als Drehzahl D2 ebenfalls die Drehzahl der elektrischen Maschine 1 erfasst werden. Ebenso kann eine Drehzahl eines mit der elektrischen Maschine 1 verbundenen Getriebes, eine Raddrehzahl eines Fahrzeugrades oder eine andere relevante Drehzahl erfasst werden. Bevorzugt ist als Drehzahlsensor 7 ein Raddrehzahlsensor eines Fahrzeugrades eines elektronischen Stabilitätsprogramms vorgesehen.
In Fig. 1 ist der Drehzahlsensor 7 mit dem Funktionsrechner 3 verbunden. Über diese Verbindung erhält der Funktionsrechner 3 Informationen des Drehzahlsensors 7 über die erfasste Drehzahl D2. Der Funktionsrechner 3 weist einen Bereich 8 auf. Dieser Bereich 8 wird bei einem Zwei-Ebenen-Überwachungssystem oder einem Drei-Ebenen-Überwachungssystem als erste Ebene bezeichnet. In diesem Fall wird die erste Ebene von einer zweiten Ebene und ggf. einer dritten Ebene überwacht. In dem Bereich 8 des Funktionsrechners 3 werden die aktuellen Änsteuersignale zur Ansteuerung der elektrischen Maschine 1 berechnet. Diese Ansteuersignale werden von dem Bereich 8 des Funktionsrechners 3 an einen Schalter 10 des Logikbausteins 5 weitergegeben .
Der Schalter 10 des Logikbausteins 5 gibt die Ansteuersignale über eine Steuerleitung an einen Schalter 14 des Logikbausteins 5 weiter. Der Schalter 14 des Logikbausteins 5 gibt die Ansteuersignale über eine Steuerleitung an einen Schalter 16 des Logikbausteins 5 weiter. Der Schalter 16 des Logikbausteins 5 gibt die Ansteuersignale über eine Steuerleitung an die Endstufe 2 weiter. Die Endstufe 2 stellt ihre Schaltelemente 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3 nach Maßgabe der Ansteuersignale ein und steuert die elektrische Maschine 1 entsprechend den Ansteuersignalen an.
Der Funktionsrechner 3 ist über einen Abschaltpfad mit einem Element 9 des Logikbausteins 5 verbunden. Dabei wird als Abschaltpfad eine Verbindung bezeichnet, über die wahlweise ein Freigabesignal oder ein Abschaltsignal weitergegeben werden kann.
Der Überwachungsrechner 4 ist ebenfalls über einen Abschaltpfad mit dem Element 9 des Logikbausteins 5 verbunden .
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Abschaltsignal als spannungsfreier Defaultzustand vorgesehen. Wird durch einen Fehler kein Signal vom Funktionsrechner 3 oder von Überwachungsrechner 4 an den Logikbaustein 5 übertragen, so interpretiert der Logikbaustein 5 dies als Abschaltsignal.
Das Element 9 ist in der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform als ein „logisches UND" ausgebildet. Element
9 kann wie alle Elemente des Logikbausteins 5 als ein Elektronikbauteil, als eine Struktur innerhalb eines Logikbausteins oder mittels einer Software dargestellt werden. Empfängt das „logische UND" 9 sowohl vom Funktionsrechner 3 als auch vom Überwachungsrechner 4 ein Freigabesignal, so gibt es ein Freigabesignal an den Schalter
10 weiter, ansonsten gibt es ein Abschaltsignal weiter.
In einer alternativen Ausführungsform ist das Element 9 als ein „logisches ODER" oder dergleichen ausgeführt. In diesem Falle gibt das Element 9 dann ein Abschaltsignal an den Schalter 10, wenn es vom Funktionsrechner 3 oder vom Überwachungsrechner 4 oder von beiden ein Abschaltsignal erhält.
Empfängt der Schalter 10 ein Abschaltsignal vom Element 9, so schaltet er um und unterbricht so die Weitergabe der von Bereich 8 der Funktionsrechners 3 berechneten Ansteuersignale. Anstatt der Ansteuersignale von Bereich 8 werden nunmehr die Ansteuersignale eines Elements 11 des Logikbausteins 5 weitergegeben. Dabei handelt es sich bei dem Element 11 typischerweise um einen permanenten Speicher, in dem die Ansteuersignale für einen Dreiphasenkurzschluss fest hinterlegt sind.
Diese Ansteuersignale des Elements 11 werden über den Schalter 10 in die Steuerleitung eingespeist und über Schalter 14 und Schalter 16 an die Endstufe 2 weitergegeben. Die Endstufe 2 stellt ihre Schaltelemente 2ol, 2o2, 2o3, 2ul,
2u2, 2u3 nach Maßgabe der Ansteuersignale für einen
Dreiphasenkurzschluss ein und erzeugt so einen
Dreiphasenkurzschluss der elektrische Maschine 1.
Dabei können die Ansteuersignale einen Dreiphasenkurzschluss der Schaltelemente 2ol, 2o2, 2o3 oder der Schaltelemente 2ul, 2u2, 2u3 vorsehen. Auch kann vorgesehen sein, auf die jeweils andere Variante eines Dreiphasenkurzschlusses zu wechseln, wenn Informationen über den Betriebszustand der Schaltelemente 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3 den Schluss zulassen, dass der gewählte Dreiphasenkurzschluss nicht fehlerfrei durchgeführt werden kann oder durchgeführt wurde.
Der Schalter 14 ist mit einem Element 19 verbunden. Das Element 19 ist eine Logik, die bei Vorliegen festgelegter Eingangsdaten ein Abschaltsignal an den Schalter 14 sendet. Dabei bewirkt das Abschaltsignal, dass der Schalter 14 in einen Schaltzustand geschaltet wird, in dem er ihm zugeordnete Ansteuersignale zum Öffnen aller Schaltelemente 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3 der Endstufe 2 zur Abschaltung der elektrischen Maschine 1 weitergeben kann.
Das Element 19 ist über ein Element 20 mit dem Drehzahlsensor 6 verbunden. Das Element 20 erhält vom Drehzahlsensor 6 Informationen über die vom Drehzahlsensor 6 erfasste Drehzahl Dl. Bei der Drehzahl Dl handelt es sich bevorzugt um eine Drehzahl der elektrischen Maschine 1. Das Element 20 überprüft, ob die Drehzahl Dl unter einem Grenzwert GRl liegt. In einer Ausführungsform gibt in das Element 20 ein Signal an das Element 19 weiter, wenn dies der Fall ist.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform wird überprüft, ob der Drehzahlsensor 6 und die Signalübertragung des Wertes für Dl fehlerfrei arbeiten. In Fig. 1 ist diese Prüfung in einem Element 18 angeordnet. Dabei wertet Element 19 die vom Element 20 zugeführte Information über die Drehzahl Dl des Sensors 6 nur dann aus, wenn zusätzlich das Element 18 an das Element 19 signalisiert, dass der Drehzahlsensor 6 und die Signalübertragung des Wertes für Dl fehlerfrei arbeiten. Ist dies nicht der Fall, so kann in einer Weiterbildung ersatzweise ein fest hinterlegter Drehzahlwert angenommen werden .
In der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist das Element 19 über ein Element 17 mit dem Funktionsrechner 3 verbunden. Das Element 17 erhält vom Funktionsrechner 3 eine Drehzahlinformation D2 eines zusätzlichen Sensors 7. Dabei kann das Element 17, alternativ zur in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, auch im Funktionsrechner 3 angeordnet sein.
In einer Weiterbildung gibt das Element 17 nur dann ein Signal and das Element 19 weiter, wenn die
Drehzahlinformation D2 den Grenzwert GR2 unterschreitet. In einer alternativen vereinfachten Ausführungsform gibt das Element 19 ein Signal an das Element 14 weiter, wenn dies der Fall ist.
In einer Weiterbildung dieser alternativen Ausführungsform wird die von dem zusätzlichen Drehzahlsensor 7 dem Funktionsrechner 3 zugeführte Drehzahlinformation D2 durch die von dem Drehzahlsensor 6 dem Funktionsrechner 3 zugeführte Drehzahlinformation Dl ersetzt, wenn der Funktionsrechner 3 einen Fehler des Drehzahlsensors 7 oder der Datenübertragung des Drehzahlsensors 7 erkennt. In diesem Fall gibt Element 17 entsprechend einer bevorzugten Weiterbildung nur dann ein Signal an das Element 19 weiter, wenn die im Funktionsrechner 3 erfasste Drehzahlinformation Dl den Grenzwert GRl unterschreitet.
In einer bevorzugten Ausführungsform gibt in das Element 19 dann ein Signal an das Element 14 weiter, wenn die Elemente 17 und 20 jeweils eine Grenzwertunterschreitung erkennen und keine Informationen über eine fehlerhafte Erfassung oder Übertragung der grenzwert unterschreitenden Signale vorliegen .
Die Ansteuersignale, die der Schalter 10 über die Steuerleitung an den Schalter 14 weitergibt, werden auch an ein Element 12 weitergegeben. Anhand der Ansteuersignale von Schalter 10 erkennt das Element 12, ob ein
Dreiphasenkurzschluss ausgelöst werden soll. Das Element 12 gibt diese Informationen an den Funktionsrechner 3 und an das Element 19 des Logikbausteins 5 weiter.
Das Element 12 ist außerdem mit der Endstufe 2 verbunden und erhält von dieser Informationen über deren Betriebszustand bzw. den Betriebszustand ihrer Schaltelemente 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3. Typischerweise wird dabei übermittelt, ob eine Spannung U_CE der Schaltelemente 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3 einen zulässigen Wert einnimmt. Anhand der Informationen von der Endstufe 2 erkennt das Element 12, ob die Endstufe 2 einen Dreiphasenkurzschluss der elektrischen Maschine 1 erzeugt. Liegt ein ordnungsgemäß durchgeführter Dreiphasenkurzschluss vor, so gibt das Element 12 diese Informationen an den Funktionsrechner 3 und an ein Element 19 des Logikbausteins 5.
Liegt ein fehlerhaft durchgeführter Dreiphasenkurzschluss vor, so ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, die Variante des Dreiphasenkurzschlusses von Kurzschluss der Schaltelemente 2ol, 2o2, 2o3 auf Kurzschluss der Schaltelemente 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3 oder umgekehrt zu wechseln.
In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sendet das Element 19 ein Abschaltsignal an Schalter 14, falls das Element 19 die Information erhält, dass der Funktionsrechner 3 über das Element 17 eine Drehzahl D2 bzw. Dl unterhalb des ihr zugeordneten Grenzwertes GR2 bzw. GRl erkannt hat und das Element 12 einen Dreiphasenkurzschluss der Endstufe 2 und kein Anliegen eines Abschaltsignals von Element 9 an Schalter 10 erkannt hat. Hier ist anhand der in Element 19 vorliegenden Signale davon auszugehen, dass der Funktionsrechner 3 fehlerfrei arbeitet. Daher kann dem über das Element 17 weitergegebenen Signal vertraut werden und bei Unterschreitung der Grenzwertes GR2 bzw. GRl durch D2 bzw. Dl die Umschaltung auf offene Schaltelemente 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3 durch senden eines Abschaltsignals an Schalter 14 initiiert werden. Dieses Verhalten kann genutzt werden, um einen Abschaltbefehl der von einem externen Steuergerät zugeführt wird und nicht auf einer Fehlererkennung des Funktionsrechners 3 oder des Überwachungsrechners 4 beruht in das Verfahren einzubinden. Damit ist es möglich auch für einen externen Abschaltbefehl drehzahlabhängig und/oder abhängig von einer Spannung U_DC einen Dreiphasenkurzschluss oder eine Abschaltung der elektrischen Maschine durch Öffnen aller Schaltelemente 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3 auszulösen.
In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sendet das Element 19 ein Abschaltsignal an Schalter 14, falls das Element 19 die Information erhält, dass das Element 20 die Drehzahl Dl als unterhalb des ihr zugeordneten Grenzwertes GRl liegend erkannt hat und das Element 12 einen Dreiphasenkurzschluss der Endstufe 2 und das Anliegen eines Abschaltsignals von Element 9 an Schalter 10 erkannt hat. Liegt ein Abschaltsignal von Element 9 an Schalter 10 an, so kann den Daten vom Funktionsrechner 3 und von Überwachungsrechner 4 nicht mehr vertraut werden. Daher ist es in diesem Fall sinnvoll, das von dem Funktionsrechner 3 an das Element 17 weitergegebene Drehzahlsignal nicht zu verwenden, sondern auf das direkt vom Sensor 6 an den Logikbaustein 5 weitergegebene Drehzahlsignal Dl zu vertrauen .
In diesem zuletzt dargestellten Fall muss in der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform zusätzlich das Element 18 an das Element 19 signalisieren, dass der Sensor 6 fehlerfrei arbeitet. Ist dies nicht der Fall, so kann ersatzweise ein fest hinterlegter Drehzahlwert angenommen werden. Dies gilt auch für den Fall, dass das Element 17 ersatzweise auf die Drehzahl Dl ausgewichen ist und Element 18 einen Fehler des Sensors 6 erkennt.
Empfängt der Schalter 14 ein Abschaltsignal vom Element 19, so schaltet er um und unterbricht so die Weitergabe der von Element 10 kommenden Ansteuersignale. Anstatt dieser Ansteuersignale werden nunmehr die Informationen eines Elements 13 des Logikbausteins 5 weitergegeben. Dabei handelt es sich bei dem Element 13 typischerweise um einen permanenten Speicher, in dem die Ansteuersignale für eine Öffnung aller Schaltelemente 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3 der Endstufe 2 fest hinterlegt sind.
Diese Ansteuersignale des Elements 13 werden über den Schalter 14 in die Steuerleitung eingespeist und über Schalter 16 an die Endstufe 2 weitergegeben. Die Endstufe 2 öffnet ihre Schaltelemente 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3 nach Maßgabe der ihr zugeführten Ansteuersignale Betriebsparameter und steuert so die elektrische Maschine 1 an. Die Informationen, die der Schalter 14 über die Steuerleitung an den Schalter 16 weitergibt, werden auch an ein Element 21 weitergegeben. Anhand der Informationen von Schalter 14 erkennt das Element 21, ob alle Schaltelemente 2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3 geöffnet werden soll. Diese Information gibt das Element 21 an den Funktionsrechner 3 weiter.
Die Endstufe 2 gibt Informationen über die an ihr anliegende Spannungen U_CE an ein Element 22 weiter. Element 22 ist ein Vergleicher der den zugeführten Wert für die Spannung U_CE mit einem Wert Umax vergleicht und ein Abschaltsignal an den Schalter 16 weitergibt, wenn U_CE größer als Umax ist.
Erhält der Schalter 16 von Element 22 ein Abschaltsignal, so schaltet er um und unterbricht so die Weitergabe der von Element 14 kommenden Ansteuersignale. Anstatt dieser Ansteuersignale werden nunmehr die Ansteuersignale eines Elements 15 des Logikbausteins 5 weitergegeben. Dabei handelt es sich bei dem Element 15 typischerweise um einen permanenten Speicher, in dem die Ansteuersignale für einen Dreiphasenkurzschluss der Endstufe 2 fest hinterlegt sind.
In Fig. 2 ist beispielhaft dargestellt, wie sich eine erfindungsgemäße drehzahlabhängige Fehlerreaktion auf das Bremsmoment auswirkt.
Fig. 2 zeigt schematisch den Verlauf der Betriebsspannung U_DC, der induzierten Spannungen U_ind und des induzierten Bremsmoments M_ind einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der der zwischen Spannungsversorgung und Endstufe 2 angeordnete Hauptschütz geschlossen ist, d.h. die Endstufe 2 mit einer konstanten Spannung U_DC versorgt wird. Wie zu entnehmen steigt dabei die induzierte Spannung U_ind proportional zur Drehzahl.
In dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel arbeitet die Drehzahlerfassung von Dl ordnungsgemäß, d.h. unterhalb des Drehzahlgrenzwertes GRl erfolgt die Abschaltung der elektrischen Maschine 1 durch Öffnen aller Leistungsschalter, ab der Grenzdrehzahl durch Dreiphasenkurzschluss . Durch den Dreiphasenkurzschluss wird bei höheren Drehzahlen (> GRl) nur eine geringes Bremsmoment induziert.
Bei niedrigen Drehzahlen wird, wie gepunktet eingezeichnet, bei einem Dreiphasenkurzschluss ein starkes Bremsmoment erzeugt. Ursache dafür ist der Kurzschlussstrom in der elektrischen Maschine 1.
Wird bei niedrigen Drehzahlen (<GR1) über offene Leistungsschalter abgeschaltet, so sinkt das Bremsmoment. In diesem Bereich ist die induzierte Spannung geringer als die Versorgungsspannung U_DC . Es gibt daher keinen Stromfluss von U_ind nach U_DC, der ein nennenswertes Bremsmoment M_ind erzeugen könnte. Daraus ergibt sich auch, dass der Grenzwert GRl (und entsprechend der Grenzwert GR2 ) sinnvollerweise in einem Drehzahlbereich liegt, in dem Uind kleiner als U_DC ist .
Weiterhin ist ein Spannungsgrenzwert Umax vorgesehen, bei dessen Überschreitung die Abschaltung der elektrischen Maschine 1 in jedem Fall auf einen Dreiphasenkurzschluss umgeschaltet wird. Dies stellt einen Schutz der elektrischen Maschine gegen eine zu hohe Versorgungsspannung U_DC dar. Damit ist die elektrische Maschine 1 und die Endstufe 2 unabhängig von einer fehlerhaften Drehzahlerkennung vor einer, bei abgeschaltetem Spannungsversorger ggf. auch induktiv erzeugten, zu hohen Versorgungsspannung geschützt.

Claims

Patentansprüche
1. Ansteuersystem für eine permanenterregte elektrische Maschine (1) , mit
- einem Funktionsrechner (3) ,
- einem Überwachungsrechner (4),
- einem programmierbaren Logikbaustein (5),
- einem Drehzahlsensor (6) zur Erfassung einer Drehzahl Dl der elektrischen Maschine (1) und
- einer abschaltbaren Endstufe (2) mit drei oberen Leistungsschaltern (2ol, 2o2, 2o3) und drei unteren Leistungsschaltern (2ul, 2u2, 2u3) , wobei eine Abschaltung der elektrischen Maschine (1) durchführbar ist, wenn der Funktionsrechner (3) oder der Überwachungsrechner (4) einen Fehler erkennt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abschaltung der elektrische Maschine (1) ein Dreiphasenkurzschluss der Endstufe (2) durch kurzschließen der drei oberen Leistungsschalter (2ol, 2o2, 2o3) oder der drei unteren Leistungsschalter (2ul, 2u2, 2u3) durchführbar ist, wenn die Drehzahl Dl einen festlegbaren Grenzwert GRl nicht unterschreitet oder eine Spannung U_DC der Endstufe (2) einen Grenzwert Umax überschreitet .
2. Ansteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abschaltung der elektrische Maschine (1) alle Leistungsschalter (2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3) der Endstufe (2) offenbar sind, wenn die Drehzahl Dl unterhalb des Grenzwertes GRl liegt und eine Spannung U_DC der Endstufe (2) einen Grenzwert Umax nicht überschreitet .
3. Ansteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zusätzlicher Drehzahlsensor (7) zur Erfassung einer Drehzahl D2 vorgesehen ist.
4. Verfahren zur Steuerung einer permanenterregten elektrischen Maschine (1), bei dem eine Abschaltung der elektrischen Maschine (1) durchgeführt wird, wenn ein Funktionsrechner (3) einen Fehler des Funktionsrechners (3) oder ein Überwachungsrechner (4) einen Fehler des Funktionsrechners (3) oder des Überwachungsrechners (4) erkennt, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Drehzahl Dl der elektrischen Maschine (1) von einer separaten Logik (5) überwacht wird und mit einem Grenzwert GRl verglichen wird, und,
- ein Dreiphasenkurzschluss der Leistungsschalter (2ol, 2o2, 2o3) oder der Leistungsschalter (2ul, 2u2 und 2u3) ausgelöst wird, wenn die Drehzahl Dl nicht unterhalb des Grenzwertes GRl liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umschaltung der Endstufe (2) von einem Dreiphasenkurzschluss auf geöffnete Leistungsschalter (2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3) erfolgt, wenn die Drehzahl Dl des Drehzahlsensors (6) den Grenzwert GRl unterschreitet .
6. Verfahren zur Steuerung einer permanenterregten elektrischen Maschine (1), bei dem eine Abschaltung der elektrischen Maschine (1) durchgeführt wird, wenn ein Funktionsrechner (3) einen nicht im Funktionsrechner (3) verursachten Fehler erkennt, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine von einem Drehzahlsensor (7) erfasste Drehzahl D2 von dem Funktionsrechner (3) überwacht wird, und
- ein Dreiphasenkurzschluss der Leistungsschalter (2ol, 2o2, 2o3) oder der Leistungsschalter (2ul, 2u2 und 2u3) der Endstufe (2) ausgelöst wird, wenn die Drehzahl D2 nicht unterhalb des Grenzwertes GR2 liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umschaltung der Endstufe (2) von einem Dreiphasenkurzschluss auf geöffnete Leistungsschalter (2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2us, 2u3) erfolgt, wenn die Drehzahl D2 des Drehzahlsensors (7) den Grenzwert GR2 unterschreitet .
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umschaltung der Endstufe (2) von einem Dreiphasenkurzschluss auf geöffnete Leistungsschalter (2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2us, 2u3) erfolgt, wenn - eine Auswertung des Drehzahlsignals D2 nicht möglich ist und
- eine Auswertung der Drehzahl Dl des Drehzahlsensors (6) im Funktionsrechner (3) eine Unterschreitung des
Grenzwertes GRl erkennt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umschaltung der Endstufe (2) auf
Dreiphasenkurzschluss erfolgt, wenn eine Spannung U_DC der Endstufe (2) einen Wert U_max überschreitet.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltung der Endstufe (2) beendet wird, wenn die Spannung U_DC der Endstufe (2) den Wert U_max wieder unterschreitet und aktuell keine Abschaltung angefordert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltzustand der Leistungsschalter (2ol, 2o2, 2o3, 2ul, 2u2, 2u3) der Endstufe (2) von dem Logikbaustein (5) an den Funktionsrechner (3) übermittelt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückmeldung von einem Element (12) des Logikbausteins (5) an den Funktionsrechner (3) erfolgt, ob ein Dreiphasenkurzschluss angefordert und durchgeführt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Starten der elektrischen Maschine (1) ein Abschaltpfadtest durchgeführt wird, bei dem die korrekte Abschaltung und der Wechsel des Abschaltpfades bei verschiedenen Drehzahlen getestet wird.
EP07724286A 2006-04-19 2007-04-17 Ansteuersystem für eine elektrische maschine Withdrawn EP2008358A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006018053A DE102006018053A1 (de) 2006-04-19 2006-04-19 Ansteuersystem für eine elektrische Maschine
PCT/EP2007/003348 WO2007121889A1 (de) 2006-04-19 2007-04-17 Ansteuersystem für eine elektrische maschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2008358A1 true EP2008358A1 (de) 2008-12-31

Family

ID=38292647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP07724286A Withdrawn EP2008358A1 (de) 2006-04-19 2007-04-17 Ansteuersystem für eine elektrische maschine

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8054014B2 (de)
EP (1) EP2008358A1 (de)
JP (1) JP5281567B2 (de)
CN (1) CN101427456B (de)
DE (1) DE102006018053A1 (de)
WO (1) WO2007121889A1 (de)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7279862B1 (en) * 2006-08-04 2007-10-09 Gm Global Technology Operations, Inc. Fault handling of inverter driven PM motor drives
DE102006061561A1 (de) * 2006-12-27 2008-07-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
JP4240149B1 (ja) * 2008-02-14 2009-03-18 トヨタ自動車株式会社 モータ駆動装置およびハイブリッド駆動装置
JP4906825B2 (ja) * 2008-10-07 2012-03-28 三菱電機株式会社 車両挙動制御装置
DE102010001593A1 (de) 2010-02-04 2011-08-04 Continental Automotive GmbH, 30165 Schaltungsanordnung und Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben der Schaltungsanordnung
DE102010017863A1 (de) 2010-04-22 2011-10-27 Daimler Ag Verfahren zur Fehlererkennung in einem Hybridantriebsstrang
DE102012002023A1 (de) * 2011-06-21 2012-12-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Wechselrichterschaltung einer Elektromaschine
DE102011081173A1 (de) * 2011-08-18 2013-02-21 Robert Bosch Gmbh Betriebszustandsschaltung für Wechselrichter und Verfahren zum Einstellen von Betriebszuständen eines Wechselrichters
US8575879B2 (en) * 2011-08-19 2013-11-05 GM Global Technology Operations LLC Methods, systems and apparatus for controlling a multi-phase inverter
DE102012209144A1 (de) 2012-05-31 2013-12-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Überführung eines elektrischen Antriebsystems in einen sicheren Zustand und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
CN103066898B (zh) * 2013-01-23 2016-06-15 苏州汇川技术有限公司 锥形电机停机制动***及方法
DE102013213046A1 (de) * 2013-07-04 2014-12-31 Voith Patent Gmbh Elektroantrieb mit Wechselrichter
DE102013213044A1 (de) * 2013-07-04 2015-01-08 Voith Patent Gmbh Permanentmagneterregte Elektromaschine
DE102013213045A1 (de) * 2013-07-04 2015-01-08 Voith Patent Gmbh Vermeidung von Bremsmomenten bei permanenterregten Synchronmaschinen
DE102013220727A1 (de) * 2013-10-14 2015-04-16 Schmidhauser Ag Steuergerät
DE102013226577A1 (de) * 2013-12-19 2015-06-25 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine
DE102015222352A1 (de) * 2015-11-12 2017-05-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer elektrischen Maschine
DE102016105947A1 (de) * 2016-03-31 2017-10-05 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Elektromotor mit aktiver Bremsung
DE102016210238A1 (de) * 2016-06-09 2017-12-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Schutzvorrichtung zur Drehmomentbegrenzung für eine elektrische Maschine
CN108092595B (zh) * 2016-11-21 2021-08-31 德昌电机(深圳)有限公司 电机应用设备
JP6915331B2 (ja) * 2017-03-22 2021-08-04 株式会社アイシン 車両用開閉体制御装置
IT201700034687A1 (it) * 2017-03-29 2018-09-29 Phase Motion Control S P A Metodo per proteggere un dispositivo di azionamento per un motore brushless e corrispondente sistema di azionamento e controllo per un motore brushless
CN107124124B (zh) * 2017-04-01 2019-12-17 苏州汇川联合动力***有限公司 一种电机三相定子绕组主动短路***以及方法
GB2563028B (en) * 2017-05-30 2020-06-24 Protean Electric Ltd A controller for an electric machine
DE102019217836A1 (de) * 2019-11-19 2021-05-20 Vitesco Technologies Germany Gmbh Verfahren zur Betriebssteuerung einer elektrischen Fahrzeugantriebseinheit mit zwei Steuerungen
CN110888357B (zh) * 2019-11-22 2021-06-29 珠海格力智能装备有限公司 机器人的控制方法及装置
CN112787554A (zh) * 2020-12-29 2021-05-11 深圳市大地和电气股份有限公司 基于三相交流永磁同步电机安全状态的执行方法和***
DE102021201859A1 (de) 2021-02-26 2022-09-01 Vitesco Technologies Germany Gmbh Verfahren und Steuereinheit zur Umschaltung eines Elektroantriebs zwischen einem Betriebsmodus mit aktivem Kurzschluss und einem Freilauf-Betriebsmodus
DE102022207048A1 (de) 2022-07-11 2024-01-11 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Begrenzen einer Zwischenkreisspannung

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4754211A (en) * 1985-02-05 1988-06-28 Vaino Karjalainen Method of and a device for braking an asynchronous motor
JP2774907B2 (ja) * 1992-09-18 1998-07-09 株式会社日立製作所 電気自動車の制御装置
JP3542197B2 (ja) * 1995-04-28 2004-07-14 本田技研工業株式会社 電動車両の制御装置
US5914582A (en) * 1997-01-27 1999-06-22 Hitachi, Ltd. Permanent magnet synchronous motor controller and electric vehicle controller
US5986416A (en) * 1997-12-09 1999-11-16 Dubois; Jean-Marie Apparatus and method for driving a mechanically-driven device in an electrical vehicle
ES2158782B1 (es) * 1998-05-12 2002-03-01 Mannesmann Sachs Ag Sistema y procedimiento de mando para un motor electrico excitado permanentemente con al menos una fase.
DE19835576A1 (de) * 1998-05-12 1999-11-18 Mannesmann Sachs Ag Ansteuersystem für einen permanenterregten Elektromotor mit wenigstens einem Strang
EP1063753B1 (de) * 1999-06-22 2009-07-22 Levitronix LLC Elektrischer Drehantrieb mit einem magnetisch gelagerten Rotor
US6760653B2 (en) * 2001-05-15 2004-07-06 Trw Inc. Electric power assisted steering system having a single integrated circuit with two processors
JP3791375B2 (ja) * 2001-09-27 2006-06-28 株式会社明電舎 電動車両の制御方法と装置
JP2005033932A (ja) * 2003-07-07 2005-02-03 Nissan Motor Co Ltd モータ制御装置
EP1676358A4 (de) * 2003-10-01 2012-06-27 J L Behmer Corp Phasenwinkelregelung für die regelung einer synchronmaschine
JP4193704B2 (ja) * 2004-01-20 2008-12-10 トヨタ自動車株式会社 電源装置およびそれを搭載する自動車

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2007121889A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009535001A (ja) 2009-09-24
CN101427456B (zh) 2012-01-25
CN101427456A (zh) 2009-05-06
JP5281567B2 (ja) 2013-09-04
US20090099703A1 (en) 2009-04-16
DE102006018053A1 (de) 2007-10-31
WO2007121889A1 (de) 2007-11-01
US8054014B2 (en) 2011-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2008358A1 (de) Ansteuersystem für eine elektrische maschine
DE102007063856B3 (de) Steuersystem für eine mehrphasige rotierende elektrische Maschine
EP1655829B1 (de) Schaltungsanordnung und Verfahren zur Steuerung eines Elektromotors, insbesondere einer Waschmaschine
EP3469705B1 (de) Verfahren und schutzvorrichtung zur drehmomentbegrenzung für eine elektrische maschine
DE102006052423B4 (de) Servolenkungsvorrichtung
EP2588340B1 (de) Verfahren zum betrieb eines antriebsaggregates in einem kraftfahrzeug mit einer mindestens dreiphasigen elektrischen maschine und steuergerät für einen wechselrichter
DE102008026549A1 (de) Schutz für Permanentmagnetmotor-Steuerungsschaltungen
WO2017186436A1 (de) System zum aktiven kurzschliessen von phasen eines wechselrichters und kraftfahrzeugantrieb
DE102011001762A1 (de) Motorsteuervorrichtung
DE102013226763A1 (de) Sicherheitsschaltungsanordnung für eine elektrische Antriebseinheit
DE102014114122B4 (de) Drehende elektrische Maschine, die an einem Fahrzeug befestigt ist
EP2776272A2 (de) Verfahren und vorrichtung zum ansteuern einer elektrischen maschine
DE112012003822B4 (de) Steuersystem für eine elektrische Drehmaschine und Steuerverfahren für eine drehende elektrische Maschine
DE102012101508A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Maschine
WO2011042237A1 (de) Verfahren zum betreiben eines antriebsaggregats sowie antriebsaggregat
DE102010049169A1 (de) Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Drehfeldmaschine einer mobilen Arbeitsmaschine
DE102020112679A1 (de) Fahrzeugantriebsvorrichtung
DE102020206478A1 (de) Steuervorrichtung für einen Stromrichter, elektrisches Antriebssystem und Verfahren zum Einstellen eines sicheren Betriebszustandes
DE102011075789A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Drehfeldmaschine
EP2499730A2 (de) Wechselrichter mit spannungsbegrenzungselement
DE102014106218B4 (de) Drehende elektrische Maschine für ein Fahrzeug
DE102015120023A1 (de) Elektrischer Antrieb für einen industriellen Roboter
EP2714489B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines bürstenlosen motors
WO2007000285A1 (de) Ansteuersystem für eine permanenterregte elektrische maschine
DE102019131121B4 (de) Fahrzeugantriebsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20080924

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA HR MK RS

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FR GB IT SE

17Q First examination report despatched

Effective date: 20110216

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20181101