DE102008000146A1 - Verfahren und Anordnung zum Ansteuern eines elektrischen Antriebes - Google Patents

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Jürgen Kett
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    • 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
    • H02P29/032—Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ansteuern eines elektrischen Antriebes vorgeschlagen, bei dem durch ein Motorsteuergerät eines Elektromotors eine Sicherheitsmaßnahme im Störungsfall zum Überführen in einen gesicherten Betriebszustand durchgeführt wird, wobei beim Erkennen einer fehlerhaften Drehstromeinspeisung bei dem Elektromotor ein Fehlerbetriebsmodus aktiviert wird. Ferner wird eine Anordnung zum Ansteuern eines elektrischen Antriebes vorgeschlagen, umfassend einen Elektromotor mit einem Motorsteuergerät, welches eine Sicherheitsmaßnahme im Störungsfall zum Überführen in einen gesicherten Betriebszustand durchführt, wobei das Motorsteuergerät beim Erkennen einer fehlerhaften Drehstromeinspeisung für den Elektromotor einen Fehlerbetriebsmodus aktiviert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Ansteuern eines elektrischen Antriebes gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beziehungsweise 4 näher definierten Art.
  • Aus der Fahrzeugtechnik sind beispielsweise hydraulische Antriebe für Fahrzeugkomponenten bekannt. Um bei diesen bekannten Anordnungen auch im Störfall den Betriebszustand des Antriebes zu halten, kann die Druckölversorgung unterbrochen werden, indem ein Ölkanal verschlossen wird. Zudem sind auch elektromotorische Antriebe z. B. für Fahrzeugkomponenten bekannt. Gegenüber den hydraulischen Antrieben ergibt sich der Vorteil, dass kein Druckmittel erforderlich ist und somit auch die Antriebsenergie einer Druckölpumpe eingespart werden kann. Diese nicht erforderliche Leistung kann in vorteilhafter Weise zum Antrieb des Fahrzeuges genutzt werden.
  • Um bei den elektromotorischen Antrieben im Störfall den Betriebszustand halten zu können, muss ein vorbestimmtes Bremsmoment auch bei einem plötzlichen Ausfall der Stromversorgung von dem Antrieb aufgebracht werden. Dazu wird ein elektrischer Kurzschluss des Antriebes über ein nieder impedantes Kabel geleitet, wobei der Kurzschluss durch ein Relais geschaltet wird. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Reaktionszeit des Relais bei der hohen Dynamik des elektromotorischen Antriebes nicht ausreichend ist, so dass nicht sichergestellt ist, dass der Antrieb in einen gesicherten Zustand bzw. Failsafe-Zustand überführt werden kann.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung und ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei denen sicherheitskritische Zustände bei dem Antrieb vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 beziehungsweise 4 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der Zeichnung.
  • Demnach wird ein Verfahren zum Ansteuern eines elektrischen Antriebes vorgeschlagen, bei dem durch ein Motorsteuergerät eines Elektromotors eine Sicherheitsmaßnahme im Störungsfall zum Überführen in einen sicheren Betriebszustand des Motors durchgeführt wird, wobei beim Erkennen einer fehlerhaften Drehstromeinspeisung bei dem Elektromotor ein Fehlerbetriebsmodus oder dergleichen eingestellt beziehungsweise aktiviert wird.
  • Somit kann trotz eines unsymmetrischen Fehlers in der Zuleitung des Elektromotors oder in einem Leistungsteil des Motorsteuergerätes aufgrund des Fehlerbetriebsmodus ein ausreichendes Bremsmoment an dem Elektromotor erzeugt werden, so dass der Motor in dem Betriebszustand gehalten und eine sicherheitskritische Situation vermieden wird.
  • Im Rahmen des Fehlerbetriebsmodus kann bei einem Ausfall einer Phase der Drehstromeinspeisung ein Gleichstrom über die verbleibenden Phasen in den Elektromotor eingespeist werden. Somit wird durch Ausnutzung der Teileredundanz in dem elektrischen Aktuator eine einphasige Versorgung realisiert, um somit den Elektromotor in dem Zustand zu halten, indem er sich kurz vor bzw. bei der Fehlererkennung befunden hat.
  • Dadurch, dass ein vorbestimmter Gleichstrom über die verbleibenden Phasen in den Elektromotor eingeleitet wird, wird dieser quasi fest gebremst, so dass ein Failsafe-Zustand an dem elektrischen Antrieb realisiert wird.
  • Die Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Anordnung zum Ansteuern eines elektrischen Antriebes gelöst, umfassend ein Elektromotor mit einem Motorsteuergerät, welches eine Sicherheitsmaßnahme beim Störungsfall zum Überführen in einen gesicherten Betriebszustand durchführt, wobei das Motorsteuergerät beim Erkennen einer fehlerhaften Drehstromeinspeisung des Elektromotors einen Fehlerbetriebsmodus aktiviert.
  • Im Rahmen des Fehlerbetriebsmodus des Motorsteuergerätes kann ein vorbestimmter Gleichstrom über das Bordnetz auf die verbleibenden Phasen geschaltet werden, so dass eine einphasige Versorgung des Elektromotors realisiert wird, um ein ausreichendes Bremsmoments zu erzeugen, so dass der Elektromotor in dem Zustand gehalten wird, indem er sich vor der Fehlererkennung befunden hat.
  • Vorzugsweise kann das vorgeschlagene Verfahren bei der erfindungsgemäßen Anordnung eingesetzt werden. Es sind auch andere Anwendungen denkbar.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die einzige Figur der Erfindung zeigt eine schematische Ansicht einer Schaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Ansteuern eines elektrischen Antriebes beispielsweise für eine nicht weiter dargestellte Fahrzeugkomponente.
  • Der Antrieb umfasst einen Synchronmotor 1, der über ein Motorsteuergerät ansteuerbar ist. Das Motorsteuergerät umfasst zumindest einen Leistungsteil bzw. eine Leistungselektronik 2. Die Leistungselektronik 2 wird über ein Bordnetz 4 bzw. ein Zwischennetz mit Energie versorgt. Die Leistungselektronik 2 umfasst eine Brückenschaltung (B6), welche durch die Ziffern 1 bis 6 gekennzeichnet ist, und eine Drehstromeinspeisung 3 für den Synchronmotor 1. Der Synchronmotor 1 wird somit über die dreiphasige Drehstromeinspeisung 3 versorgt.
  • Wenn ein Ausfall einer Phase bei der Drehstromeinspeisung 3 erkannt wird, wobei dieser Ausfall in der Zeichnung durch Kreuze angedeutet ist, wird erfindungsgemäß ein Fehlerbetriebsmodus durch das Motorsteuergerätes aktiviert. Dadurch wird ein ausreichend großer Gleichstrom über die verbleibenden zwei Phasen der Drehstromeinspeisung 3 auf den Synchronmotor 1 über die Leitungselektronik 2 aufgebracht. Somit kann der Synchronmotor 1 stabil in dem Zustand gehalten werden, der vor dem Eintritt des Fehlers vorlag. Funktional verhält sich der Synchronmotor 1 quasi wie fest gebremst. Demzufolge wird ein stabiler Failsafe-Zustand bei der erfindungsgemäßen Anordnung realisiert.
    • 1
    Synchronmotor
    2
    Leistungselektronik des Motorsteuergerätes
    3
    Drehstromeinspeisung
    4
    Bordnetz

Claims (5)

  1. Verfahren zum Ansteuern eines elektrischen Antriebes, bei dem durch ein Motorsteuergerät eines Elektromotors eine Sicherheitsmaßnahme im Störungsfall zum Überführen in einen gesicherten Betriebszustand durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erkennen einer fehlerhaften Drehstromeinspeisung bei dem Elektromotor ein Fehlerbetriebsmodus aktiviert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ausfall einer Phase der Drehstromeinspeisung ein Gleichstrom über die verbleibenden Phasen in den Elektromotor eingespeist wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor durch die Einspeisung des Gleichstromes fest gebremst wird.
  4. Anordnung zum Ansteuern eines elektrischen Antriebes, umfassend einen Elektromotor mit einem Motorsteuergerät, welches eine Sicherheitsmaßnahme im Störungsfall zum Überführen in einen gesicherten Betriebszustand durchführt, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorsteuergerät beim Erkennen einer fehlerhaften Drehstromeinspeisung für den Elektromotor einen Fehlerbetriebsmodus aktiviert.
  5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Leistungselektronik (2) des Motorsteuergerätes ein vorbestimmter Gleichstrom über das Bordnetz (4) auf die verbleibenden Phasen ansteuerbar ist.
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