CN109075698B - 逆变器控制设备和包括这样的控制设备的电气系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制设备(134)，该控制设备包括：配置为根据接收到的打开/闭合指令操控至少一个第一断路器(116H)的第一操控器(152)；和，N个电子电路(144、146、148)，N大等于3，所述电子电路中的一个(146)配置为给所述第一操控器(152)发送所述打开/闭合指令。所述第一操控器(152)另外还配置为在接收到解除激活指令的情况下，忽略接收到的打开/闭合指令并给每个所述第一断路器(116B)提供打开或闭合的预定信号。所述N个电子电路的每个配置为发送所述第一操控器(152)解除激活指令。该控制设备(134)另外还包括选择电子电路(154)，其配置为接收由所述N个电子电路(144、146、148)发送的解除激活指令，并且，如果从至少M个所述电子电路(144、146、148)接收到解除激活指令，M大于N/2，给所述第一操控器(152)传输所述解除激活指令。

Description

逆变器控制设备和包括这样的控制设备的电气系统
技术领域
本发明涉及对将电压源连接到电机的逆变器的控制。
在以下说明书和权利要求中，术语“连接”(单数)统称地用于指代任何类型的连接，尤其是可借助于一个或多个物理连接实现的，例如在一个或多个连接器内。
此外，当提到第一元件“监控”第二元件时，这意味着例如第一元件旨在起到第二元件的“看门狗”(英文为“watchdog”)的作用。为了该目的，第一元件例如配置为将监控信号发送给第二元件。第二元件则配置为通过预定信号(称作正常活动信号)来响应该监控信号。第一元件则配置为将接收到的正常活动信号与期望信号比较。在没有正常活动信号的情况下或如果正常活动信号不同于期望信号，第一元件配置为得出第二元件出故障的结论。例如，监控信号是具有预定占空比的脉冲宽度调制信号。替代地，第一元件可不发送监控信号。在该情况下，第二元件可配置为在第一元件知悉的预定时刻发送正常活动信号。与前述相同地，在没有正常活动信号的情况下或如果正常活动信号不同于期望信号，第一元件配置为得出第二元件出故障的结论。
背景技术
以WO 2014/128401 A2编号公开的申请PCT/FR2014/050340描述了一种逆变器控制设备，该控制设备具有每个关联到电机的至少一线圈端部的切换臂部，每个切换臂部具有：旨在选择性地闭合以将该端部连接到电池组的正端子和打开以使得该端部与电池组的正端子断开连接的高侧断路器，和旨在选择性地闭合以将该端部连接到电池组的负端子和打开以使得该端部与电池组的负端子断开连接的低侧断路器，该控制设备包括：
-配置为根据打开/闭合指令操控至少一个第一断路器的第一操控器；
-N个电子电路，N大等于3，电子电路中的一个配置为给第一操控器发送第一断路器打开/闭合指令。
发明内容
本发明的目的在于提出一种逆变器控制电路，该控制电路具有减少的数量的电子电路而不过多地影响该控制电路面临其电子电路中的一个故障时的鲁棒性。
为此，提出一种逆变器控制设备，该控制设备具有每个关联到电机的至少一个线圈端部的切换臂部，每个切换臂部具有：旨在选择性地闭合以将该端部连接到电池组的正端子和打开以使得该端部与电池组的正端子断开连接的高侧断路器，和旨在选择性地闭合以将该端部连接到电池组的负端子和打开以使得该端部与电池组的负端子断开连接的低侧断路器，该控制设备包括：
-配置为根据接收到的打开/闭合指令操控至少一个第一断路器的第一操控器；
-N个电子电路，N大等于3，电子电路中的一个配置为给第一操控器发送打开/闭合指令，
该控制设备的特征在于，第一操控器另外还配置为在接收到解除激活指令的情况下，忽略接收到的打开/闭合指令并给每个第一断路器提供预定打开或闭合信号，
在于，N个电子电路的每个配置为发送第一操控器解除激活指令，
并在于，该控制设备另外还包括：
-选择电子电路，其配置为：
-接收由N个电子电路发送的解除激活指令；
-如果从至少M个电子电路接收到解除激活指令，M大于N/2，给第一操控器传输解除激活指令。
实际上，看起来存在两个用于通过第一操控器来控制所述一个或多个第一断路器的方式：要么通过打开/闭合指令，要么通过解除激活指令。为了确保一个电子电路的故障不使得第一操控器变得不可控，理论上必须设置两个电子构件：第一个电子构件发送打开/闭合指令，第二个电子构件发送解除激活指令。由此，如果这两个电子电路中的一个经受故障，可预见地，借助于另一电子电路，总是能够控制第一操控器，因此能够操控所述一个或多个断路器。而在本发明中，单一电路电路同时发送打开/闭合指令和解除激活指令。该解决方案允许减少控制设备的电子电路的数量。然而，借助于存在选择电子电路，即使该单一电子电路经受故障，总是能够控制第一操控器以使其解除激活并因此使得所述一个或多个第一断路器处于可预见的状态。而选择电子电路所实现的功能可非常简单地以非常低的成本实现，使得使用同时发送打开/闭合指令和关联到选择电子电路的解除激活指令的单一电子电路在经济上比使用两个电子电路来分别发送打开/闭合指令和解除激活指令更加有意义。
可选地，M等于电子电路的超过半数。
还可选地，M等于N-1。
还可选地，电子电路的数量是奇数。
还可选地，电子电路的数量是三个。
还可选地，选择电子电路仅用模拟构件来实施。
还可选地，第一操控器配置为操控全部在高侧和低侧中的同一第一侧的多个第一断路器。
还可选地，第一断路器是在高侧和低侧中的同一第一侧的全部断路器。
还可选地，第一侧是低侧。
还可选地，所述控制设备另外还包括第二操控器，该第二操控器配置为根据接收到的打开/闭合指令操控高侧和低侧中的第二侧的第二断路器，并在接收到解除激活指令的情况下，忽略接收到的打开/闭合指令并给每个第二断路器提供预定打开或闭合信号。
还可选地，电子电路中的第一个配置为监控电子电路中的第二个，并且当检测到第二电子电路出故障时，给选择电子电路发送第一操控器解除激活指令；第二电子电路配置为监控第一电子电路和电子电路中的第三个，并且当检测到第一电子电路或第三电子电路出故障时，给第一操控器发送第一断路器闭合指令，并当检测到第三电子电路出故障时，另外还给第一电子电路发送第二操控器解除激活指令；并且，第三电子电路配置为监控第二电子电路，并且当检测到第二电子电路出故障时，一方面给第二操控器发送第二断路器闭合指令，另一方面给选择电子电路发送第一操控器解除激活指令。
还可选地，第一电子电路配置为确定第一断路器打开/闭合指令和第二断路器打开/闭合指令，并给第二电子构件发送所确定的断路器打开/闭合指令；第二电子电路配置为成形断路器打开/闭合指令，将第二断路器打开/闭合指令在其成形之后发送给第三电子电路，将第一断路器打开/闭合指令在其成形之后发送给第一操控器；并且，第三电子电路配置为将从第二电子电路接收到的第二断路器打开/闭合指令传输到直至第二操控器。
还提出一种电气系统，该电气系统包括：
-包括每个具有两个端部的线圈的电机；
-具有每个关联到电机的至少一个线圈端部的切换臂部的逆变器，每个切换臂部具有：旨在选择性地闭合以将该端部连接到电池组108的正端子和打开以使得该端部与电池组的正端子断开连接的高侧断路器，和旨在选择性地闭合以将该端部连接到电池组的负端子和闭合以使得该端部与电池组的负端子断开连接的低侧断路器；
-根据本发明的逆变器控制设备。
可选地，电机包括三个线圈，逆变器包括分别关联到线圈的六个端部的六个切换臂部。
还可选地，电机包括通过第一端部按星形相互连接的三个线圈，逆变器包括分别关联到线圈的三个其它端部的三个切换臂部。
还可选地，电机包括按三角形相互连接的三个线圈，逆变器包括分别关联到线圈形成三角形的三个点的三个端部对的三个切换臂部。
还可选地，电机是永磁体同步电机。
附图说明
图1是一个实施本发明的电气系统的电气图；
图2是图1的电气系统的比较器的电气图。
具体实施方式
现在将参照图1说明实施本发明的电气系统100。
电气系统100首先包括永磁体同步电机，该永磁体同步电机包括每个具有两个端部的三个线圈(也称作“相”)102、104、106。
电气系统100另外还包括第一电能源108。在所述例子中，第一电能源108是具有正端子(+)和负端子(-)并在其端子之间输出例如包括在400V至800V之间的范围内的电压的电池组(例如锂电池组)。
电气系统100另外还包括将电池组108连接到电机的线圈102、104、106的逆变器110。
逆变器110包括在所述例子中经由电容115分别连接到电池组108的正端子(+)和负端子(-)的高侧端子112和低侧端子114。
逆变器110另外还包括分别关联到线圈102、104、106的六个端部的六个切换臂部102G、102D、104G、104D、106G、106D。每个切换臂部102G、102D、104G、104D、106G、106D具有在连接到所考虑的线圈的端部的中点U、V、W、X、Y、Z处相互连接的高侧断路器(高侧断路器集合地用标识116H来指代)和低侧断路器(低侧断路器集合地用标识116B来指代)。
断路器116H、116B是可操控断路器，其例如旨在施加低于5V(优选地为负)的电压以处于一个状态(例如打开状态)和施加12V至22V范围内的电压以处于另一状态(例如闭合状态)的。断路器116H、116B优选地是“常开”类型的，即它们在没有操控的情况下(所施加的电压低于5V(优选地为负))处于打开状态。
断路器116H、116B例如是绝缘栅场效应晶体管(英文为“Metal OxideSeminconductor Field Effect Transistor”或MOSFET)或绝缘栅双极晶体管(英文为“Insulated Gate Bipolar Transistor”或IGBT)。如其本身已知的，优选地与断路器116H、116B并联地安装有续流二极管(未示出)。
高侧断路器116H的每个旨在选择性地闭合和打开以分别连接和断开连接各个线圈端部和高侧端子112。类似地，低侧断路器116B的每个旨在选择性地闭合和打开以分别连接和断开连接各个线圈端部和低侧端子114。
电气系统100另外还包括独立于第一电能源108的第二电能源128。在所述例子中，第二电能源128是在其端子之间输出12V电压并旨在给机动车辆附件供电的电池组(例如铅电池组)。
电气系统100另外还包括逆变器110的控制设备134。控制设备134在所述例子中包括电子卡136和现在将说明的安装在其上的电子构件。
控制设备134包括基于第一电能源108运作的第一供电138。
控制设备134另外还包括基于第二电能源128运作并设计为提供供电电压B的第二供电140。
控制设备134另外还包括设计为汇合供电138、140并提供供电电压A的供电汇流器142。由此，如果两个供电138、140中的一个出故障，能够总是基于另一供电获得供电电压A。
控制设备134另外包括不同的电子电路，其中有：微控制器144、FPGA(英文为“Field-Programmable Gate Array”)146、CPLD(英文为“Complex Programmable LogicDevice”)148、高侧操控器150、低侧操控器152、选择电子电路154，和上/下拉电子电路156、158、160、162、163。
控制设备134另外还包括图1示出的将在下文中说明的用于在电子电路之间交换数据的连接。
微处理器144
微处理器配置为例如经由串联通讯总线(英文称作“controller area network(CAN)”)接收尤其是以下输入中的至少一个：力矩C指令、发动机位置测量值、相中的电流的测量值，和电池组108的电压的测量值。微处理器144另外还配置为基于尤其是前述输入来确定高侧断路器116H打开/闭合指令和低侧断路器116B打开/闭合指令。在所述例子中，打开/闭合指令由微处理器144以占空比(英文为“duty cycle”)的形式来确定。微处理器144另外还配置为给FPGA 146发送所确定的断路器116H、116B打开/闭合指令。
微处理器144另外还配置为给高侧操控器150选择性地发送该高侧操控器150的要么是激活指令，要么是解除激活指令。缺省地，微处理器144配置为发送激活指令。微处理器144另外还配置为从FPGA146接收解除激活高侧操控器150的要求，并作为响应，给高侧操控器150发送解除激活指令。
要理解的是，在所述例子中，微处理器144直接连接到高侧操控器150以发送激活/解除激活指令，即该连接不经过任何可能会中断指令传输并因此阻止微处理器144发出的指令到达高侧操控器150的逻辑电子电路。
微处理器144另外还配置为给选择电子电路154选择性地发送低侧操控器152的要么是激活指令，要么是解除激活指令。缺省地，微处理器144配置为发送激活指令。微处理器144另外还配置为从FPGA 146接收低侧操控器152解除激活指令，并作为响应，给选择电子电路154发送低侧操控器152解除激活指令。
微处理器144另外还配置为监控FPGA 146，并当检测到FPGA 146出故障时，给选择电子电路154发送低侧操控器152解除激活指令。
FPGA 146
FPGA 146配置为成形断路器116H、116B打开/闭合指令。在所述例子中，断路器的每个指令的成形包括计算具有对应于断路器的第一状态的低水平和对应于断路器的第二状态的高水平的平方信号(尤其是电压)。更确切地说，所成形的指令是基于接收到的占空比计算的脉冲宽度调制(英文为“pulse width modulation”,PWM)信号，给这些信号添加了死区时间。死区时间允许，当一个切换臂部102G、102D、104G、104D、106G、106D的两个断路器中的第一个必须闭合而该切换臂部102G、102D、104G、104D、106G、106D的第二个断路器必须打开时，第二个断路器的打开在第一个的闭合之前发生。由此，避免使得电池组108短路。FPGA 146另外还配置为在高侧断路器打开/闭合指令的成形之后给CPLD 148发送这些指令，并在低侧断路器打开/闭合指令的成形之后给低侧操控器152发送这些指令。
FPGA 146另外还配置为给选择电子电路154选择性地发送低侧操控器152的要么是激活指令、要么是解除激活指令。缺省地，FPGA 146配置为发送激活指令。
FPGA 146另外还配置为监控微处理器144和CPLD 148。当检测到微处理器144或CPLD 148出故障时，FPGA 146配置为给低侧操控器152发送低侧断路器116B闭合指令。此外，在CPLD 148出故障的情况下，FPGA 146配置为给微处理器144发送高侧操控器150解除激活指令。
FPGA 146另外还配置为中点U、V、W、X、Y、Z分别的电压VU、VV、VW、VX、VY、VZ的测量值并将其与断路器116H、116B打开/闭合指令比较以检测操控器150、152或断路器116H、116B的故障。互补地或代替对中点U、V、W、X、Y、Z的中点电压VU、VV、VW、VX、VY、VZ的监控地，操控器150、152可配置为自我监控，并在检测到故障的情况下，发送故障讯息。高侧操控器150和低侧操控器152配置为给FPGA 146发送故障讯息。当检测到故障时，FPGA 146配置为给低侧操控器152发送低侧断路器116B闭合指令，并给微处理器144发送高侧操控器150解除激活指令。当FPGA 146确定低侧断路器116中的一个锁定在打开状态时，FPGA 146配置为给CPLD148发送高侧断路器116H闭合指令，给选择电子电路154发送低侧操控器152解除激活指令，并给微处理器144发送低侧操控器152解除激活指令。
可理解的是，在所述例子中，FPGA 146直接连接到低侧操控器152以发送打开/闭合指令，即该连接不经过任何可能会中断指令传输并因此阻止FPGA 146发出的指令到达低侧操控器152的逻辑电子电路。
CPLD 148
CPLD 148配置为将从FPGA 146接收到的高侧断路器116H打开/闭合指令传输到直至高侧操控器150。
可理解的是，在所述例子中，CPLD 148直接连接到高侧操控器150以发送打开/闭合指令，即该连接不经过任何可能会中断指令传输并因此阻止CPLD 148发出的指令到达高侧操控器150的逻辑电子电路。
CPLD 148另外还配置为给选择电子电路154选择性地发送低侧操控器152的要么是激活指令、要么是解除激活指令。缺省地，CPLD 148配置为发送激活指令。
CPLD 148另外还配置为监控FPGA 146。当检测到FPGA 146出故障时，CPLD配置为一方面给高侧操控器150发送高侧断路器116H闭合指令，另一方面给选择电子电路154发送解除激活指令。
选择电子电路154
选择电子电路154配置为接收来自微处理器144、FPGA 146和CPLD 148的激活/解除激活指令。选择电子电路154另外还配置为给低侧操控器152传输从前述三个电子电路144、146、148中的至少两个接收到的指令。在所述例子中，这在于将从电子电路144、146、148大多数接收到的指令。
一般性地，当存在N个发送低侧操控器152的激活/解除激活指令的电子电路时，选择电子电路154配置为如果已从至少M个电子电路接收到解除激活指令则给低侧操控器152传输解除激活指令，M大于N/2。优选地，M另外还小等于N-1。选择电子电路154配置为在相反情况下给低侧操控器152传输激活指令。
在一个实施方式中，M等于N个电子电路的超过半数，即M等于第一个大于N/2的整数。例如，如果N等于4，则M等于3。如果N等于5，则M也等于3。该实施方式允许弥补N个电子电路中少于半数的故障，即数量包括在一个至第一个小于N/2的整数之间的范围中的电子电路的故障。例如，如果N等于6，则该实施方式允许弥补一个至两个电子电路的故障。如果N等于7，则该实施方式允许弥补一个至三个电子电路的故障。
在另一实施方式中，M等于N-1。例如，如果N等于4，则M等于3。如果N等于5，则M等于4。该实施方式允许弥补N个电子电路中单个的故障。
在所述例子中，N等于3，使得前述两个实施方式是同等的，选择电子电路154由此配置为如果已从至少两个电子电路接收到解除激活指令则给低侧操控器153传输解除激活指令。
激活/解除激活指令
前述激活/解除激活指令例如以可取值为分别指示激活和解除激活的两个数值的二元信号的形式来实现。例如，二元数值“0”指示激活，而二元数值“1”指示解除激活。
高侧操控器150
当其从微处理器144接收到激活指令时，高侧操控器150配置为根据从CPLD 148接收到的高侧断路器116H打开/闭合指令来操控高侧断路器116H。更确切地说，由CPLD 148发送的高侧断路器116H打开/闭合指令在零电势与低电势(一般低于10V，例如为5V)之间发送。高侧操控器150配置为给高侧断路器116H施加接收到的指令，但这次是在负电势与高电势(一般大于10V，例如包括在12V至22V之间的范围内)之间。
当其从微处理器144接收到解除激活指令时，高侧操控器150配置为忽略从CPLD148接收到的高侧断路器116H打开/闭合指令，并给高侧断路器116H的每个提供高侧断路器116H打开/闭合的预定信号。在高侧断路器116H为“常开”的所述例子中，接收解除激活指令的高侧操控器150由此配置为借助于例如上拉(英文称为“pull up”)或下拉(英文称为“pull down”)设备(未示出)给高侧断路器116H提供零电压。
高侧操控器例如对于每个高侧断路器116H包括一个基础高侧操控器，即在所述例子中包括六个基础高侧操控器。
低侧操控器152
当其从选择电子电路154接收到激活指令时，低侧操控器152配置为根据从FPGA146接收到低侧断路器116B打开/闭合指令操控低侧断路器116B。更确切地说，由FPGA 146发送的低侧断路器116B打开/闭合指令在零电势与低电势(一般小于10V，例如为5V)之间发送。低侧操控器152配置为给低侧断路器116B施加接收到的指令，但这次是在负电势与高电势(一般大于10V，例如包括在12V与22V之间的范围内)之间。
当其从选择电子电路154接收到解除激活指令时，低侧操控器152配置为忽略从FPGA 146接收到的低侧断路器116B打开/闭合指令，并给低侧断路器116B的每个提供低侧断路器116H打开/闭合的预定信号。在低侧断路器116B为“常开”的所述例子中，接收到解除激活指令的低侧操控器152由此配置为借助于例如上/下拉设备(未示出)给低侧断路器116B提供零电压。
低侧操控器152例如对于每个高侧断路器116H包括一个基础低侧操控器，即在所述例子中有六个基础低侧操控器。
上/下拉设备156、158、160、162、163
上/下拉设备156关联到微处理器144，并配置为当微处理器144既不给高侧操控器150发送激活指令也不给其发送解除激活指令时，代替微处理器144给高侧操控器150发送解除激活指令。
上/下拉设备158关联到微处理器144，并配置为当微处理器144既不给选择电子电路154发送激活指令也不给其发送解除激活指令时，代替微处理器144给选择电子电路154发送激活指令。
上/下拉设备160关联到CPLD 148，并配置为当CPLD 148既不给选择电子电路154发送激活指令也不给其发送解除激活指令时，代替CPLD 148给选择电子电路154发送激活指令。
上/下拉设备162关联到FPGA 146，并配置为当FPGA 146既不给选择电子电路154发送激活指令也不给其发送解除激活指令时，代替FPGA 146给选择电子电路154发送激活指令。
上/下拉设备163关联到选择电子电路154，并配置为当选择电子电路154既不给选择电子电路154发送激活指令也不给其发送解除激活指令时，代替选择电子电路154给低侧操控器152发送解除激活指令。
上/下拉设备156、158、160、162、163例如根据分别代表激活和解除激活的逻辑数值是上拉设备或下拉设备。
正常运作
在正常运作时，微处理器144、FPGA 146和CPLD 148给选择电子电路154发送低侧操控器152激活指令。
选择电子电路154给低侧操控器152传输多数指令，即激活指令。
并行地，微处理器144基于(除其它外)力矩指令C、发动机位置测量值、相中的电流的测量值和电池组108的电压的测量值确定高侧断路器116H打开/闭合指令和低侧断路器116B打开/闭合指令。
微处理器144给FPGA 146发送断路器116H、116B打开/闭合指令。
FPGA 146成形断路器116H、116B打开/闭合指令。FPGA 146则给CPLD 148发送高侧断路器116H打开/闭合指令，CPLD 148则将这些指令传输给高侧操控器150。FPGA 146另外还给低侧操控器152发送低侧断路器116B打开/闭合指令。
操控器150、152给分别的断路器116H、116B施加打开/闭合指令。
微处理器144的故障
FPGA 146检测到该故障，并作为响应，给CPLD 148发送高侧断路器116H打开指令。CPLD 148给高侧操控器150传输高侧断路器116H打开指令。如果微处理器144的故障导致微处理器144给高侧操控器150发送激活指令，则高侧操控器150被激活，并能够施加高侧断路器116H打开指令。如果微处理器144的故障导致微处理器144给高侧操控器150发送解除激活指令，则高侧操控器150解除激活，因此忽略指令，但仍然打开高侧断路器116H。如果微处理器144的故障导致微处理器144不发送任何激活指令或解除激活指令(例如是微处理器144不再得到供电的情况)，则上/下拉设备156给高侧操控器150发送激活指令，使得高侧操控器150被激活，并能够施加高侧断路器116H打开指令。
此外，作为对检测到故障的响应，FPGA 146给低侧操控器152发送低侧断路器116B闭合指令。FPGA 146和CPLD 148继续给选择电子电路154发送低侧操控器152激活指令，使得选择电子电路154接收到的多数指令是激活指令，无论微处理器144发送的是哪个指令。由此，低侧操控器152保持激活，能够施加低侧断路器116B闭合指令。
电发动机则处于安全状态：低侧断路器116B全都闭合，高侧断路器116H全都打开。
FPGA 146的故障
微处理器144检测到该故障，并作为响应，给选择电子电路154发送解除激活指令。CPLD 148也检测到该故障，并作为响应，也给选择电子电路154发送解除激活指令。由此，由选择电子电路154传输的多数指令是解除激活指令，无论FPGA 146发送的是哪个指令，使得低侧操控器152解除激活，因此忽略来自FPGA 146的低侧断路器116B打开/闭合指令，并打开低侧断路器116B。
此外，作为对检测到该故障的响应，CPLD 148给高侧操控器150发送高侧断路器116H闭合指令。由于微处理器144继续给高侧操控器150发送激活指令，高侧操控器150给高侧断路器116H施加从CPLD 148接收到的闭合指令。
电发动机则处于安全状态：高侧断路器116H全都闭合，低侧断路器116B全都打开。
CPLD 148的故障
FPGA 146检测到该故障，并作为响应，给微处理器144发送高侧操控器150的解除激活请求。作为对该请求的响应，微处理器144给高侧操控器150发送解除激活指令，使得高侧操控器150解除激活，因此忽略从CPLD 148接收到的高侧断路器150的打开/闭合指令，并打开高侧断路器150。
此外，作为对检测到该故障的响应，FPGA 146给低侧操控器152发送低侧断路器116B闭合指令。由于微处理器144和FPGA 146继续给选择电子电路154发送激活指令，由选择电子电路154传输的多数指令是激活指令，无论CPLD 148发送的是哪个指令，使得低侧操控器152被激活，因此施加来自FPGA 146的低侧断路器116B闭合指令。
电发动机则处于安全状态：高侧断路器116H全都打开，低侧断路器116B全都闭合。
高侧操控器150、低侧操控器152或断路器116H、116B中的一个的故障
FPGA 146检测到该故障，并作为响应，尝试打开高侧断路器116H和闭合低侧断路器(如果这是合适的)。
为此，FPGA 146给微处理器144发送高侧操控器150的解除激活请求。作为对该请求的响应，微处理器144发送高侧操控器150解除激活指令，使得高侧操控器150解除激活，并打开高侧断路器116H。
此外，FPGA 146给低侧操控器152发送低侧断路器116B闭合指令。由于微处理器144、FPGA 146和CPLD 148继续给选择电子电路154发送低侧操控器152激活指令，选择电子电路154给低侧操控器152传输激活指令，使得低侧操控器152被激活，并能够施加来自FPGA146的低侧断路器116B闭合指令。
电发动机则处于安全状态：高侧断路器116H全都打开，低侧断路器116B全都闭合。
如果前述情境不是可能的，例如如果高侧断路器126H中的一个锁在闭合状态或如果低侧断路器126B中的一个锁在打开状态，则FPGA 146给选择电子电路154发送低侧操控器152解除激活指令，并给微处理器144发送低侧操控器解除激活指令。作为响应，微处理器144也给比较器发送低侧操控器152解除激活指令。由此，选择电子电路154传输的多数指令是解除激活指令，使得低侧操控器152解除激活，因此打开低侧断路器116。
此外，FPGA给CPLD 148发送高侧断路器116H闭合指令，CPLD将这些指令传输给高侧操控器150。由于微处理器144继续给高侧操控器150发送激活指令，高侧操控器150被激活，因此施加来自CPLD 148的高侧断路器116H闭合指令。
电发动机则处于安全状态：高侧断路器116H全都闭合，低侧断路器116B全都打开。
选择电子电路154的故障
如果故障导致选择电子电路154给低侧操控器152发送激活指令，则控制设备134能够继续正常地运作。
如果故障导致选择电子电路154给低侧操控器152发送解除激活指令，则FPGA 146通过分析中点的电压而检测到故障。
FPGA 146则给CPLD 148发送高侧断路器116H闭合指令，CPLD将这些指令传输给高侧操控器150。由于微处理器144继续给高侧操控器150发送激活指令，高侧操控器150被激活，因此施加来自CPLD 148的高侧断路器116H闭合指令。
电发动机则处于安全状态：高侧断路器116H全都闭合，低侧断路器116B全都打开。
如果故障导致选择电子电路154既不给低侧操控器152发送激活指令也不给其发送解除激活指令，则关联到选择电子电路154的上/下拉设备163接管，给低侧操控器152发送解除激活指令。由此，回到低侧操控器152的故障的情况，如前所述，该故障被FPGA 146检测到。
第二供电140的故障
该故障导致对微处理器144、CPLD 148和高侧操控器150的供电停止。高侧操控器150因此不再操控高侧断路器116H，但由于高侧断路器116H为“常开”的，它们是打开的。
此外，FPGA 146检测到微处理器144和CPLD 148的故障，并作为响应，给低侧操控器152发送低侧断路器116B闭合指令。
微处理器144和CPLD 148既不给选择电子电路154发送激活指令，也不给其发送解除激活指令，使得它们各自的抽吸设备158、160接管，给选择电子电路154发送低侧操控器152激活指令。由于FPGA 146另外还继续给选择电子电路154发送低侧操控器152激活指令，选择电子电路154发送的多数指令是激活指令，使得低侧操控器152被激活，给低侧断路器116B施加来自FPGA146的闭合指令。
电发动机则处于安全状态：高侧断路器116H全都打开，低侧断路器116B全都闭合。
参照图2，示出来了选择电子电路154的一个实施例。
选择电子电路包括如所示出地布置的阻抗R1、……、R7，电容C1和运算放大器OP。
本发明不限于前述实施方式，而是相反地由以下权利要求来限定。实际上，对于本领域技术人员会是明显的是，能够对本发明进行改动。
特别地，在上述例子中，电子电路144、146、148的形式是数字集成电路，但它们可以以其它方式来实现。
此外，FPGA 146可由专用于控制低侧操控器152的第二CPLD来代替。在该情况下，微处理器144可成形打开/闭合指令以给CPLD 148提供高侧断路器116H打开/闭合指令，并给第二CPLD提供低侧断路器116B打开/闭合指令。第二CPLD则通过选择电子电路154参与低侧操控器152的激活/解除激活。
此外，可设置多于三个的通过选择电子电路154参与低侧操控器152的激活/解除激活的电子电路。
此外，选择电子电路154可关联到高侧操控器150，而不是低侧操控器152。
此外，本发明可应用于其它具体形式。例如，三个线圈可通过第一端部按星形相互连接，逆变器可包括分别关联到线圈的三个其它端部的三个切换臂部。
此外，三个线圈可按三角形相互连接，逆变器可包括分别关联到线圈的形成三角形的三个点的三个端部对的三个切换臂部。
此外，电机可以是永磁体同步电机以外的类型的。
此外，每个操控器可配置为当解除激活时不提供任何电压。在该情况下，提供给断路器的电压会是浮动电压，在该电压下，断路器会配置为通过处于预定位置来响应。由此，浮动电压在本发明的范围内总是视为是断路器的控制信号。
此外，抽吸设备156、158、160、162、163是可选的，可以省掉。
此外，在权利要求中使用的术语不应理解为限于前述实施方式的元件，而是必须相反地理解为涵盖本领域技术人员基于其一般的知识所能够推导出的所有同等元件。

Claims (17)

1.一种用于逆变器(110)的控制设备(134)，具有每个关联到电机的至少一个线圈端部(102、104、106)的切换臂部(102G、102D、104G、104D、106G、106D)，每个切换臂部(102G、102D、104G、104D、106G、106D)具有：用于选择性地闭合以将端部连接到电池组(108)的正端子(+)和打开以使得该端部与所述电池组(108)的正端子(+)断开连接的高侧断路器(116H)，和用于选择性地闭合以将端部连接到所述电池组(108)的负端子(-)和打开以使得该端部与所述电池组(108)的负端子(-)断开连接的低侧断路器(116B)，该控制设备(134)包括：
第一操控器(152)，配置为根据打开/闭合指令操控所述高侧断路器和所述低侧断路器中的至少一个第一断路器；
N个电子电路(144、146、148)，N大等于三，所述电子电路中的一个电子电路(146)配置为给所述第一操控器(152)发送所述打开/闭合指令，
所述控制设备(134)的特征在于，所述第一操控器(152)另外还配置为在接收到解除激活指令的情况下，忽略接收到的打开/闭合指令并给每个第一断路器提供预定打开或闭合信号，
且在于，N个电子电路中的每个配置为发送所述第一操控器(152)的解除激活指令，
并在于，该控制设备另外还包括：
选择电子电路(154)，其配置为：
接收由N个电子电路(144、146、148)发送的解除激活指令；
如果从至少M个所述电子电路(144、146、148)接收到解除激活指令，M大于N/2，给所述第一操控器(152)传输解除激活指令。
2.如权利要求1所述的控制设备(134)，其中，M等于N个电子电路(144、146、148)的超过半数。
3.如权利要求1所述的控制设备(134)，其中，M等于N-1。
4.如权利要求1至3中任一项所述的控制设备(134)，其中，所述电子电路(144、146、148)的数量是奇数。
5.如权利要求1至3中任一项所述的控制设备(134)，其中，所述电子电路(144、146、148)的数量是三个。
6.如权利要求1至3中任一项所述的控制设备(134)，其中，选择电子电路(154)仅用模拟构件来实施。
7.如权利要求1至3中任一项所述的控制设备(134)，其中，所述第一操控器(152)配置为操控全部在高侧和低侧中的同一第一侧的多个第一断路器。
8.如权利要求7所述的控制设备(134)，其中，所述第一断路器是在高侧和低侧中的同一第一侧的全部断路器。
9.如权利要求7所述的控制设备(134)，其中，所述第一侧是低侧。
10.如权利要求7所述的控制设备(134)，另外还包括第二操控器，该第二操控器配置为根据接收到的打开/闭合指令操控高侧和低侧中的第二侧的第二断路器，并在接收到解除激活指令的情况下，忽略接收到的打开/闭合指令并给每个第二断路器提供预定打开或闭合信号。
11.如权利要求10所述的控制设备(134)，
其中，所述电子电路(144、146、148)中的第一电子电路(144)配置为监控所述电子电路(144、146、148)中的第二电子电路(146)，并且当检测到第二电子电路(146)出故障时，给选择电子电路(154)发送所述第一操控器(152)的解除激活指令；
其中，所述第二电子电路(146)配置为监控所述第一电子电路(144)和所述电子电路(144、146、148)中的第三电子电路(148)，并且当检测到所述第一电子电路(144)或第三电子电路(148)出故障时，给所述第一操控器(152)发送所述第一断路器的闭合指令，并当检测到所述第三电子电路(148)出故障时，还给所述第一电子电路(144)发送所述第二操控器(150)的解除激活指令；
并且其中，所述第三电子电路(148)配置为监控所述第二电子电路(146)，并且当检测到所述第二电子电路(146)出故障时，一方面给所述第二操控器(150)发送所述第二断路器的闭合指令，另一方面给所述选择电子电路(154)发送所述第一操控器(152)的解除激活指令。
12.如权利要求11所述的控制设备(134)，
其中，所述第一电子电路(144)配置为确定所述第一断路器的打开/闭合指令和所述第二断路器的打开/闭合指令，并给第二电子构件(146)发送所确定的第一断路器和第二断路器的打开/闭合指令；
其中，所述第二电子电路(146)配置为形成第一断路器和第二断路器的打开/闭合指令，在形成所述第二断路器的打开/闭合指令之后将它们发送给所述第三电子电路(148)，在所述第一断路器的打开/闭合指令形成之后将它们发送给所述第一操控器(152)；
并且其中，所述第三电子电路(148)配置为将从所述第二电子电路(146)接收到的第二断路器的打开/闭合指令传输到直至所述第二操控器(150)。
13.一种电气系统(100)，该电气系统包括：
电机，包括每个具有两个端部的线圈(102、104、106)；
逆变器(110)，具有每个关联到电机的至少一个线圈端部(102、104、106)的切换臂部(102G、102D、104G、104D、106G、106D)，每个切换臂部(102G、102D、104G、104D、106G、106D)具有：用于选择性地闭合以将端部连接到电池组(108)的正端子(+)和打开以使得该端部与所述电池组(108)的正端子(+)断开连接的高侧断路器(116H)，和用于选择性地闭合以将端部连接到所述电池组(108)的负端子(-)和闭合以使得该端部与所述电池组(108)的负端子(-)断开连接的低侧断路器(116B)；
如权利要求1至12中任一项所述的用于逆变器(110)的控制设备(134)。
14.如权利要求13所述的电气系统(100)，其中，所述电机包括三个线圈(102、104、106)，所述逆变器(110)包括分别关联到所述线圈(102、104、106)的六个端部的六个切换臂部(102G、102D、104G、104D、106G、106D)。
15.如权利要求13所述的电气系统，其中，所述电机包括通过第一端部按星形相互连接的三个线圈，且其中逆变器包括分别关联到所述线圈的三个其它端部的三个切换臂部。
16.如权利要求13所述的电气系统，其中，所述电机包括按三角形相互连接的三个线圈，逆变器包括分别关联到所述线圈的、形成三角形的三个点的三个端部对的三个切换臂部。
17.如权利要求13至16中任一项所述的电气系统(100)，其中，所述电机是永磁体同步电机。
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