DE102009000659A1

DE102009000659A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose von Verbindungsfehlern zwischen einer Treiberschaltung und einer elektrischen Maschine

Info

Publication number: DE102009000659A1
Application number: DE102009000659A
Authority: DE
Inventors: Michael-Juergen Hofmann; Lars-Daniel Rinze
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2009-02-06
Publication date: 2010-03-25
Also published as: CN102159958B; CN102159958A; EP2338065A1; WO2010031762A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren einer Unterbrechung einer Leitungsverbindung (10; 13) zwischen einer Leistungsstufe (4; 24) mit mehreren Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W), die ausgebildet sind, um wahlweise eines von einem oder mehreren festgelegten Potenzialen an einen Ausgang der betreffenden Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) anzulegen oder den Ausgang der betreffenden Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) von den festgelegten Potenzialen zu trennen, und einer elektrischen Maschine (2; 22) mit mehreren miteinander verbundenen Phasenwicklungen, die über Phasenanschlüsse kontaktierbar sind, wobei der Ausgang jeder der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) jeweils mit einem Phasenanschluss über eine entsprechende Verbindungsleitung (10; 30) verbunden ist, mit folgenden Schritten: - Anlegen (S1) eines jeweils festgelegten Potenzials an mindestens einen Ausgang der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W); - Durchführen einer Detektion zum Detektieren eines Detektionspotenzials, das von dem Potenzial an einem der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) oder den Potenzialen an mehreren der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) abhängt; und -Feststellen, dass eine Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen (10; 30) zwischen der Leistungsstufe (4; 24) und der elektrischen Maschine (2; 22) vorliegt, abhängig von dem Ergebnis der Detektion.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von unterbrochenen Verbindungsleitungen zwischen einer Treiberschaltung und einer elektrischen Maschine, insbesondere einem Drehstrommotor, sowie einer Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Stand der Technik
Mehrphasige elektrische Maschinen, wie z. B. Drehstrommotoren, werden üblicherweise mithilfe einer so genannten Inverter-Leistungsstufe angesteuert. Die Inverter-Leistungsstufe weist für jede Phase der elektrischen Maschine zwei separat ansteuerbare elektrische Leistungsschalter, beispielsweise in Form von Leistungstransistoren, IGBTs und dgl. auf. Einer der einer bestimmten Phase zugeordneten Leistungsschalter ist mit einem hohen Versorgungspotenzial und ein weiterer, der bestimmten Phase zugeordneter Leistungsschalter mit einem niedrigen Versorgungspotenzial verbunden. Zwischen den beiden Leistungsschaltern befindet sich der Anschluss für den zugeordneten Phasenanschluss der elektrischen Maschine.
Die elektrischen Leistungsschalter werden mithilfe einer Steuerschaltung so angesteuert, dass ein mit dem hohen Versorgungspotenzial verbundener Leistungsschalter einer bestimmten Phase und mindestens einer der mit dem niedrigen Versorgungspotenzial verbundenen Leistungsschalter geschlossen sind, während alle übrigen Leistungsschalter geöffnet sind. Somit wird ein Strompfad durch die elektrische Maschine definiert, um eine Antriebskraft zu bewirken.
Die Inverter-Leistungsstufe wird üblicherweise aufgrund der notwendigen Schaltgeschwindigkeiten und aufgrund der hohen dort umgesetzten Leistung mithilfe von separaten Transistoren und dgl. ausgebildet, die mithilfe der Steuerschaltung angesteuert werden. Die Ansteuerung erfolgt gemäß einer gewünschten Betriebsart der elektrischen Maschine durch Pulse einer bestimmten Frequenz und einer bestimmten Dauer.
Für die Diagnose der Funktionsfähigkeit der Leistungstransistoren der Inverter-Leistungsstufe ist jeder der Leistungstransistoren mit seinem Drain-Anschluss und seinem Source-Anschluss ebenfalls mit der Steuerschaltung verbunden. Insbesondere die Verbindung des Drain-Anschlusses jedes der Leistungstransistoren ermöglicht die Realisierung einer Open-Load-Detektion in der Steuerschaltung. Bei der Open-Load-Detektion wird festgestellt, ob an dem Drain-Anschluss des entsprechenden Leistungstransistors ein festes Potenzial angelegt ist, oder ob der Drain-Anschluss floatend ist (ein schwebendes Potenzial aufweist). Ein Open-Load-Fehler wird jedoch an jedem der Leistungstransistoren gemeldet, wenn alle Leistungstransistoren geöffnet sind. Somit kann nicht unterschieden werden, ob eine physikalische Unterbrechung einer Leitungsverbindung vorliegt, oder ob ansteuerungsgemäß alle Leistungstransistoren regulär geöffnet sind und somit keine Unterbrechung einer Leitungsverbindung aufgetreten ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose der Leitungsverbindung zwischen einer Leistungsstufe und einer mehrphasigen elektrischen Maschine vorzusehen, bei denen insbesondere zuverlässig eine Leitungsunterbrechung zwischen der Leistungsstufe und der elektrischen Maschine erkannt werden kann und mit denen weiterhin diejenige Leitungsverbindung, in der die Leitungsunterbrechung aufgetreten ist, erkannt werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung, die Ansteuersystem und das System gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Detektieren einer Unterbrechung einer Leitungsverbindung zwischen einer Leistungsstufe mit mehreren Ansteuerschaltungen und einer elektrischen Maschine vorgesehen. Die Ansteuerschaltungen sind ausgebildet, um wahlweise eines von einem oder mehreren festgelegten Potenzialen an einen Ausgang der betreffenden Ansteuerschaltung anzulegen oder den Ausgang der betreffenden Ansteuerschaltung von den festgelegten Potenzialen zu trennen. Die elektrische Maschine ist mit mehreren miteinander verbundenen Phasenwicklungen versehen, die über Phasenanschlüsse kontaktierbar sind, wobei der Ausgang jeder der Ansteuerschaltungen jeweils mit einem Phasenanschluss über eine entsprechende Verbindungsleitung verbunden ist. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

– Anlegen eines jeweils festgelegten Potenzials an mindestens einen Ausgang der Ansteuerschaltungen;
– Durchführen einer Detektion zum Detektieren eines Detektionspotenzials, das von dem Potenzial an einem der Ausgänge der Ansteuerschaltungen oder den Potenzialen an mehreren der Ausgänge der Ansteuerschaltungen abhängt; und
– Feststellen, dass eine Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen zwischen der Leistungsstufe und der elektrischen Maschine vorliegt, abhängig von dem Ergebnis der Detektion.

Es kann insbesondere vorgesehen sein, ein festgelegtes Potenzial über den Ausgang einer der Ansteuerschaltungen anzulegen, wobei der Ausgang oder die Ausgänge aller übrigen Ansteuerschaltungen durch die jeweilige Ansteuerschaltung von den festgelegten Potenzialen getrennt sind. Das Durchführen der Detektion erfolgt, indem an dem Ausgang oder den Ausgängen eines oder mehrerer der übrigen Ansteuerschaltungen detektiert wird, ob ein schwebendes Potenzial vorliegt oder dieser mit einem festen Potenzial verbunden ist.
Es wird festgestellt, dass eine Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen zwischen der Leistungsstufe und der elektrischen Maschine vorliegt, abhängig davon, ob an dem einen oder den mehreren der Ausgänge der übrigen Ansteuerschaltungen ein Vorliegen eines schwebenden Potenzials detektiert wird.
Eine Idee des obigen Verfahrens ist, die Funktionsfähigkeit der Leitungsverbindungen zwischen der Leistungsstufe und der elektrischen Maschine zu überprüfen, indem eine oftmals bereits vorgesehene Erkennung, ob an dem Ausgang oder den Ausgängen einer oder mehrerer, insbesondere aller übrigen Ansteuerschaltungen ein schwebendes Potenzial vorliegt oder dieser mit einem festen Potenzial verbunden ist, genutzt wird.
Insbesondere kann die Detektion, ob an dem Ausgang oder den Ausgängen aller übrigen Ansteuerschaltungen ein schwebendes Potenzial vorliegt oder dieser mit einem festen Potenzial verbunden ist, mithilfe einer Open-Load-Detektion an einem Leistungstransistor in der entsprechenden Ansteuerschaltung durchgeführt werden.
Weiterhin kann bei der Open-Load-Detektion ein Detektionsstrom an einen mit dem Ausgang der einen Ansteuerschaltung verbundenen Anschluss des der entsprechenden Ansteuerschaltung zugeordneten Leistungstransistors eingeprägt werden, wobei abhängig von dem sich durch Anlegen des Detektionsstroms einstellenden Potenzial an dem betreffenden Ausgang festgestellt wird, ob das Potenzial am Ausgang der Ansteuerschaltung schwebend ist oder mit einem festen Potenzial verbunden ist.
Weiterhin kann das sich an dem betreffenden Ausgang einstellende Potenzial in einem Schwellwertvergleich mit einem vorgegebenen Referenzpotenzial verglichen werden, wobei abhängig von dem Ergebnis des Schwellwertvergleichs eine Unterbrechung der Leitungsverbindung erkannt wird.
Mindestens drei Verbindungsleitungen zum Verbinden von mindestens drei Ansteuerschaltungen mit entsprechenden Phasenanschlüssen der elektrischen Maschine können vorgesehen sein, wobei festgestellt wird, dass eine Unterbrechung der der einen Ansteuerschaltung zugeordneten Leitungsver bindung vorliegt, wenn an allen Ausgängen der übrigen Ansteuerschaltungen ein Vorliegen eines schwebenden Potenzials detektiert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können mindestens drei Verbindungsleitungen zum Verbinden von mindestens drei Ansteuerschaltungen mit entsprechenden Phasenanschlüssen der elektrischen Maschine vorgesehen sein, wobei das Verfahren die weiteren Schritte aufweist:

– Anlegen eines festgelegten Potenzials über den Ausgang einer weiteren der Ansteuerschaltungen, wobei die Ausgänge aller übrigen Ansteuerschaltungen von den festgelegten Potenzialen getrennt sind;
– Jeweiliges Detektieren an den Ausgängen der übrigen Ansteuerschaltungen, ob ein schwebendes Potenzial vorliegt oder der jeweilige Ausgang mit einem festen Potenzial verbunden ist; und
– Feststellen, dass eine Unterbrechung der der weiteren Ansteuerschaltung zugeordneten Leitungsverbindung vorliegt, wenn sowohl an dem Ausgang der der ersten Phase zugeordneten Ansteuerschaltung als auch an dem Ausgang der der dritten Phase zugeordneten Ansteuerschaltung ein Vorliegen eines schwebenden Potenzials detektiert wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann an jeden der Ausgänge der Ansteuerschaltungen eines der festgelegten Potenziale angelegt werden, wobei an mindestens einem der Ausgänge der Ansteuerschaltungen ein von einem Bezugspotenzial verschiedenes festgelegtes Potenzial über einen jeweiligen Innenwiderstand angelegt wird, so dass das an dem mindestens einen Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen anliegende Potenzial durch eine elektrische Verbindung mit einem davon abweichenden festgelegten Potenzial an einem Ausgang einer der übrigen Ansteuerschaltungen änderbar ist, wobei das Detektionspotenzial als Funktion des sich an dem mindestens einen der Ausgänge der Ansteuerschaltungen einstellenden Potenzials und des an dem mindestens einen Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen anliegenden Potenzials ermittelt wird.
Weiterhin kann das Detektionspotenzial mit Hilfe eines Widerstandsnetzwerkes gebildet werden, wobei das Widerstandsnetzwerk einen Messknoten aufweist, der mit dem mindestens einen der Ausgänge der Ansteuerschaltungen und dem mindestens einen Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen über erste Widerstände verbunden ist und der mit dem Bezugspotenzial über einen zweiten Widerstand verbunden ist.
Es kann vorgesehen sein, dass das Feststellen, dass eine Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen zwischen der Leistungsstufe und der elektrischen Maschine vorliegt, abhängig von einem Ergebnis eines Schwellwertvergleichs des Detektionspotenzials mit einem vorgegebenen Schwellenpotenzial durchgeführt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Detektieren einer Unterbrechung einer Leitungsverbindung zwischen einer Leistungsstufe und einer elektrischen Maschine vorgesehen. Die Leistungsstufe ist mit mehreren Ansteuerschaltungen ausgebildet, um wahlweise eines von einem oder mehreren festgelegten Potenzialen an einen Ausgang der betreffenden Ansteuerschaltung anzulegen oder den Ausgang der betreffenden Ansteuerschaltung von den festgelegten Potenzialen zu trennen. Die elektrische Maschine ist mit mehreren miteinander verbundenen Phasenwicklungen, die über Phasenanschlüsse kontaktierbar sind, versehen. Der Ausgang jeder der Ansteuerschaltungen ist mit einem zugeordneten der Phasenanschlüsse über eine jeweilige Verbindungsleitung verbunden. Die Vorrichtung umfasst eine Steuereinheit, die ausgebildet ist:

– die Ansteuerschaltungen so anzusteuern, dass ein jeweils festgelegtes Potenzial an mindestens einen Ausgang der Ansteuerschaltungen angelegt wird;
– mithilfe einer Detektorschaltung eine Detektion durchzuführen, um ein Detektionspotenzial zu detektieren, das von dem Potenzial an einem der Ausgänge der Ansteuerschaltungen oder den Potenzialen an mehreren der Ausgänge der Ansteuerschaltungen abhängt; und
– um abhängig von dem Ergebnis der Detektion festzustellen, dass eine Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen zwischen der Leistungsstufe und der elektrischen Maschine vorliegt.

Weiterhin kann die Steuerschaltung ausgebildet sein, um die Ansteuerschaltungen so anzusteuern, dass ein festgelegtes Potenzial über den Ausgang einer der Ansteuerschaltungen angelegt wird, wobei der Ausgang oder die Ausgänge aller übrigen Ansteuerschaltungen durch die jeweilige Ansteuer schaltung von den festgelegten Potenzialen getrennt sind. Weiterhin kann die Detektorschaltung an dem Ausgang oder den Ausgängen einer oder mehrerer der übrigen Ansteuerschaltungen detektieren, ob ein schwebendes Potenzial vorliegt oder dieser mit einem festen Potenzial verbunden ist. Die Steuerschaltung kann ausgebildet sein, um festzustellen, dass eine Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen zwischen der Leistungsstufe und der elektrischen Maschine vorliegt, abhängig davon, ob an dem einen oder den mehreren der Ausgänge der übrigen Ansteuerschaltungen ein Vorliegen eines schwebenden Potenzials detektiert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Detektorschaltung eine Stromquelle aufweisen, um einen Detektionsstrom an einen mit dem Ausgang der einen Ansteuerschaltung verbundenen Anschluss des der entsprechenden Ansteuerschaltung zugeordneten Leistungstransistors einzuprägen, und eine Vergleicherschaltung aufweisen, um das sich an dem betreffenden Ausgang einstellende Potenzial in einem Schwellwertvergleich mit einem vorgegebenen Referenzpotenzial zu vergleichen, wobei abhängig von dem Ergebnis des Schwellwertvergleichs eine Unterbrechung der Leitungsverbindung erkannt wird.
Weiterhin können mindestens drei Verbindungsleitungen zum Verbinden von mindestens drei Ansteuerschaltungen mit entsprechenden Phasenanschlüssen der elektrischen Maschine vorgesehen sein, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, um festzustellen, dass eine Unterbrechung der der einen Ansteuerschaltung zugeordneten Leitungsverbindung vorliegt, wenn an allen Ausgängen der übrigen Ansteuerschaltungen ein Vorliegen eines schwebenden Potenzials detektiert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerschaltung ausgebildet sein, um die Ansteuerschaltungen so anzusteuern, dass an jeden der Ausgänge der Ansteuerschaltungen eines der festgelegten Potenziale angelegt wird, wobei an mindestens einem der Ausgänge der Ansteuerschaltungen ein von einem Bezugspotenzial verschiedenes festgelegtes Potenzial über einen zugeordneten Innenwiderstand angelegt wird, so dass dieses Potenzial durch eine elektrische Verbindung über die Leitungsverbindungen zwischen der Leistungsstufe und der elektrischen Maschine mit einem davon abweichenden festgelegten Potenzial an einem Ausgang einer der übrigen Ansteuerschaltungen änderbar ist; die Steuerschaltung kann ausgebildet sein, um das Detektionspotenzial als Funktion des sich an dem mindestens einen der Ausgänge der Ansteuerschaltungen einstellenden Potenzials und des an dem mindestens einen Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen anliegenden Potenzials zu ermitteln.
Weiterhin kann ein Widerstandsnetzwerk vorgesehen sein, um das Detektionspotenzial bereitzustellen, wobei das Widerstandsnetzwerk einen Messknoten aufweist, der mit dem mindestens einen der Ausgänge der Ansteuerschaltungen und dem mindestens einen Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen über erste Widerstände verbunden ist und der mit dem Bezugspotenzial über einen zweiten Widerstand verbunden ist.
Weiterhin kann eine Detektionsschaltung ausgebildet sein, um abhängig von einem Ergebnis eines Schwellwertvergleichs des Detektionspotenzials mit einem vorgegebenen Schwellenpotenzial festzustellen, dass die Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen zwischen der Leistungsstufe und der elektrischen Maschine vorliegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Ansteuersystem zum Ansteuern einer elektrischen Maschine vorgesehen, wobei das Ansteuersystem eine Leistungsstufe mit mehreren Ansteuerschaltungen und die obige Vorrichtung umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein System mit einer elektrischen Maschine und dem obigen Ansteuersystem vorgesehen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Motorsystem mit einem Drehstrommotor und einer Steuereinheit;
2 eine Detektionsschaltung der Steuerschaltung zur Erkennung eines Open-Load-Zustandes einer Leistungsstufe zum Ansteuern des Drehstrommotors;
3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens zum Erkennen einer physikalischen Unterbrechung einer Leitungsverbindung zwischen der Leistungsstufe und dem Drehstrommotor
4 ein weiteres Motorsystem mit einem Drehstrommotor und einer Steuereinheit; und
5 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines weiteren Verfahrens zum Erkennen einer physikalischen Unterbrechung einer Leitungsverbindung zwischen der Leistungsstufe und dem Drehstrommotor.
Beschreibung von Ausführungsformen
In 1 ist ein Motorsystem 1 mit einer als Drehstrommotor 2 ausgebildeten elektrischen Maschine dargestellt. Der Drehstrommotor 2 ist ein dreiphasiger Drehstrommotor, dessen Spulenwicklungen 3 in Sternschaltung verschaltet sind. Auch andere Verschaltungen der Spulenwicklungen 3, wie z. B. in einer Dreieckschaltung, sind jedoch auch möglich.
Der Drehstrommotor 2 weist für jede Phase U, V, W einen eigenen Anschluss auf, die jeweils mit einer entsprechenden Ansteuerschaltung, insbesondere einer Inverter-Schaltung 5U, 5V, 5W einer Leistungsstufe 4 verbunden sind. Die Leistungsstufe 4 dient dazu, dem Drehstrommotor 2 elektrische Energie zum Antrieb zur Verfügung zu stellen. Die Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W der Leistungsstufe 4 weisen jeweils einen ersten Leistungstransistor 6U, 6V, 6W als Leistungsschalter auf, der nachfolgend als High-Side-Transistor bezeichnet wird. Weiterhin weist jede der Inverterschaltungen 5U, 5V, 5W einen weiteren Leistungstransistor 7U, 7V, 7W als Leistungsschalter auf, der im Folgenden als Low-Side-Transistor bezeichnet wird. High-Side- und Low-Side-Transistoren 6U, 7U; 6V, 7V; 6W, 7W sind in Reihe zwischen einem hohen Versorgungsspannungspotenzial V_Bat und einem Massepotenzial GND geschaltet.
Die Ausgänge der einzelnen Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W liegen zwischen den beiden in Reihe geschalteten Leistungstransistoren 6U, 7U, 6V, 7V, 6W, 7W, d. h. also, die Drain-Anschlüsse der Leistungstransistoren sind mit dem entsprechenden Ausgang der jeweiligen Inverter-Schaltung 5U, 5V, 5W verbunden. Die Ausgänge der einzelnen Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W sind über entsprechende Verbindungsleitungen 10 mit einem zugeordneten Phasenanschluss des Drehstrommotors 2 verbunden.
Zum Betreiben des Drehstrommotors 2 ist eine Steuerschaltung 8 vorgesehen, die über entsprechende Verbindungsleitungen ein Ansteuersignal an entsprechende Gate-Anschlüsse der Leistungstransistoren 6U, 7U, 6V, 7V, 6W, 7W anlegt. Die Ansteuersignale sind in der Regel pulsweitenmoduliert und schalten entsprechend einen Strompfad durch zwei der Phasenanschlüsse des Drehstrommotors 2.
Für Diagnosezwecke können sowohl Drain-Anschlüsse als auch Source-Anschlüsse jedes der Leistungstransistoren mit der Steuerschaltung 8 verbunden sein. Im Folgenden wird jedoch nur die für die Open-Load-Detektion notwendige Erfassung des Potenzials an dem Drain-Anschluss jedes Leistungstransistors verwendet, d. h. in alternativen Ausführungsformen kann auf die Verbindung der Source-Anschlüsse mit der Steuerschaltung 8 verzichtet werden.
In dem Motorsystem können physikalische Leitungsunterbrechungen in den Verbindungsleitungen 10 zwischen der Leistungsstufe 4 und dem Drehstrommotor 2 auftreten.
Liegt eine physikalische Unterbrechung in einer der Verbindungsleitungen 10 vor, so ist es notwendig, diese zu detektieren und in geeigneter Weise zu kommunizieren oder zu registrieren. Dazu ist in der Steuereinheit 8 eine Open-Load-Detektionsschaltung 9 für jeden der Leistungstransistoren 6U, 7U, 6V, 7V, 6W, 7W vorgesehen.
In 2 ist ein Blockschaltbild einer Open-Load-Detektorschaltung 9, wie sie vorzugsweise für jeden der Leistungstransistoren der Inverter-Leistungsstufe 4 in der Steuerschaltung 8 vorgesehen ist, dargestellt. Die Open-Load-Detektorschaltung 9 ist mit dem Drain-Anschluss des zugeordneten Leistungstransistors verbunden. Die Open-Load-Detektorschaltung 9 umfasst eine Stromquelle 13, eine Verstärkerschaltung 11 und eine Vergleichereinheit 12. Soll eine Open-Load-Detektion durch die Steuerschaltung 8 durchgeführt werden, so steuert die Steuerschaltung 8 die Stromquelle 13 an, einen bestimm ten Strom in den zugehörigen Leistungstransistor, der durch ein entsprechendes Ansteuersignal an dem Gate-Anschluss des Leistungstransistors geöffnet ist, einzuprägen. Der eingeprägte Strom bewirkt einen Spannungsabfall über dem hochohmigen Leistungstransistor, der in der Regel zu einer über dem Leistungstransistor abfallenden Spannung führt. Die Höhe des durch die Stromquelle 13 eingeprägten Stroms ist so gewählt, dass durch Auswerten der über dem zugeordneten Leistungstransistor abfallenden Spannung erkennbar ist, ob der Drain-Anschluss des Leistungstransistors elektrisch schwebend bzw. floatend ist, d. h. keinen Potenzialanschluss aufweist, oder mit einem der Versorgungspotenziale verbunden ist.
Durch geeignete Dimensionierung der Stromquelle entsprechend den Parametern des Leistungstransistors (Widerstand im Sperrzustand bzw. sonstige parasitäre Widerstände der Inverter-Schaltung) ist die Spannung bekannt, bzw. der Spannungsbereich, der sich an dem Drain-Anschluss des Leistungstransistors einstellt, wenn der Drain-Anschluss schwebend ist. Ist der Drain-Anschluss nicht schwebend, so ist dieser über die Verbindungsleitungen 10 und die elektrische Maschine 2 entweder mit dem positiven oder negativen Versorgungspotenzial verbunden, so dass sich die entsprechende Open-Load-Spannung (Produkt aus eingeprägtem Strom und Widerstand des Leistungstransistors im Sperrzustand bzw. parasitären Widerständen) durch Einprägen des Stroms durch die Stromquelle 13 nicht einstellt.
Zur Auswertung der Spannung an dem Drain-Anschluss ist die Verstärkerschaltung 11 vorgesehen, deren Ausgang mit einer Vergleichereinheit 12 verbunden ist. Die Verstärkerschaltung 11 weist einen sehr hochohmigen Eingang auf, um die sich im Fall eines schwebenden Potenzials einstellende Spannung nicht zu beeinflussen. Weiterhin wird der Vergleichereinheit 12 eine Referenzspannung U_Ref zugeführt, die einen Schwellwert angibt. Es wird ein Schwellwertvergleich mit der von der Verstärkerschaltung 11 ausgegebenen verstärkten Open-Load-Spannung durchgeführt, um abhängig von der dort anliegenden Spannung festzustellen, ob der Drain-Anschluss des betreffenden Leistungstransistors schwebend ist oder mit einem festen Potenzial verbunden ist.
Um festzustellen, ob eine physikalische Leitungsunterbrechung an mindestens einer der Verbindungsleitungen 10 aufgetreten ist, ist nun vorgesehen, ein Testverfahren durch die Steuerschaltung 8 durchführen zu lassen. Die Steuerschaltung 8 schließt im Stillstand der Drehstrommaschine 2 nur einen der Leistungstransistoren einer bestimmten Phase (Schritt S1), während alle übrigen Leistungstransistoren geöffnet bleiben. Das Schließen des entsprechenden Leistungstransistors bewirkt ein Ausgeben eines der Versorgungspotenziale an dem Ausgang der betreffenden Inverter-Schaltung und müsste bei nicht unterbrochenenen Verbindungsleitungen 10 bewirken, dass an allen Ausgängen der weiteren Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W das entsprechende Potenzial anliegt. Im vorliegenden Beispiel entspricht das an den Ausgängen der Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W anliegende Potenzial dem hohen Versorgungspotenzial V_Bat, wenn ein High-Side-Leistungstransistor 6U, 6V, 6W geschlossen wurde, oder dem niedrigen Versorgungspotenzial, wenn ein Low-Side-Leistungstransistor 7U, 7V, 7W geschlossen wurde.
Durch anschließendes Durchführen der oben beschriebenen Open-Load-Erkennung an den Leistungstransistoren der jeweils anderen Phasen mithilfe der zugeordneten Open-Load-Detektorschaltungen 9 (Schritt S2) kann auf eine physikalische Unterbrechung der Leitungsverbindung 10 der betrachteten Phase zwischen der Inverter-Leistungsstufe 4 und der betrachteten Phase im Anschluss der Drehstrommaschine 2 geschlossen werden (Schritt S3, Alternative:Ja), wenn ein Open-Load-Zustand an den Leistungstransistoren der Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W bzw. an den Ausgängen der Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W der übrigen Phasen erkannt wird. Ist dies nicht der Fall (Schritt S3, Alternative: Nein), und wird festgestellt, dass kein Open-Load-Zustand an den Leistungstransistoren der Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W bzw. an den Ausgängen der Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W aller übrigen Phasen erkannt wird, so liegt keine Unterbrechung der Leitungsverbindungen 10 vor (Schritt S4, Alternative: Ja). Liegt ein Open-Load-Zustand an den Leistungstransistoren nur einer der Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W bzw. an den Ausgängen nur einer der Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W aller übrigen Phasen vor, so liegt möglicherweise eine Unterbrechung derjenigen Leitungsverbindung 10 vor (Schritt S4, Alternative: Nein), die mit dem Ausgang der Inverter-Schaltung 5U, 5V, 5W verbunden ist, an der der Open-Load-Zustand, d. h. das schwebende Potenzial festgestellt worden ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass, wenn in der Inverter-Schaltung 5U, 5V, 5W der betrachteten Phase der High-Side-Leistungstransistor 6U, 6V, 6W geschlossen wird, die Auswertung mit den Open-Load-Detektorschaltungen 9 durchgeführt wird, die den Low-Side-Transistoren 7U, 7V, 7W der Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W der anderen Phasen zugeordnet sind und umgekehrt.
Zur vollständigen Überprüfung der Verbindungsleitungen 10 zwischen der Inverter-Leistungsstufe 4 und dem Drehstrommotor 2 wird der obige Vorgang für jede Phase durchgeführt, d. h. in der Inverter-Schaltung 5U, 5V, 5W jeder Phase wird einer der Leistungstransistoren 6U, 6V, 6W, 7U, 7V, 7W geschlossen, während alle übrigen geöffnet sind, und eine entsprechende Open-Load-Detektion wird an den Leistungstransistoren der anderen Phasen durchgeführt.
Die Open-Load-Detektorschaltung 9 kann also ausgebildet sein, entweder einen einfachen Schwellwertvergleich vorzunehmen oder einen zweifachen Schwellwertvergleich, um festzustellen, ob die an den betreffenden Drain-Anschlüssen anliegende Spannung aus einem frei schwebenden Potenzial oder aus einer Verbindung mit einem der Versorgungsspannungspotenziale resultiert. Bei dem einfachen Schwellwertvergleich ist es sinnvoll, beim Schließen eines der High-Side-Transistoren die Open-Load-Detektion an einem der Low-Side-Transistoren einer der anderen Phasen durchzuführen, während bei dem zweifachen Schwellwertvergleich die Open-Load-Detektion lediglich an einem der anderen Leistungstransistoren einer der anderen Phasen durchgeführt werden muss. Der zweifache Schwellwertvergleich ermöglicht es, das hohe Versorgungspotenzial und das niedrige Versorgungspotenzial von dem Potenzial zu unterscheiden, das sich einstellt, wenn der betreffende Ausgang der Inverter-Schaltung 5U, 5V, 5W, an dem die Open-Load-Detektion durchgeführt wird, schwebend ist.
Die Open-Load-Detektion wird in den beschriebenen Ausführungsbeispielen an den Drain-Anschlüssen der Leistungstransistoren vorgenommen. Die entsprechende Vorgehensweise kann bei abweichend aufgebauten Inverter- Schaltungen auch direkt an dem jeweiligen Ausgang der Inverter-Schaltung 5U, 5V, 5W vorgenommen werden.
In 4 ist ein weiteres Motorsystem 21 gezeigt, das eine als Drehstrommotor 22 ausgebildete elektrische Maschine aufweist. Der Drehstrommotor 22 entspricht im gezeigten Ausführungsbeispiel einem dreiphasigen Drehstrommotor, dessen Spulenwicklungen 23 in Sternschaltung verschaltet und über entsprechende Phasenanschlüsse ansteuerbar sind. Auch eine Verschaltung der Spulenwicklungen 23 in einer Dreiecksschaltung ist denkbar.
Der Drehstrommotor 22 weist für jede Phase U, V, W einen eigenen Anschluss auf, der mit einer entsprechenden Ansteuerschaltung, insbesondere einer entsprechenden Inverter-Schaltung 25U, 25V, 25W einer Leistungsstufe 24 verbunden ist. Die Leistungsstufe 24 dient dazu, dem Drehstrommotor 22 elektrische Energie zum Antrieb zur Verfügung zu stellen.
Die Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W der Leistungsstufe 24 weisen jeweils einen ersten Leistungstransistor 26U, 26V, 26W (High-Side-Transistoren) als Leistungsschalter auf. Weiterhin weist jede der Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W einen weiteren Leistungstransistor (Low-Side-Transistoren) 27U, 27V, 27W als Leistungsschalter auf. Jeweils ein High-Side-Transistor und ein Low-Side-Transistor 26U, 27U; 26V, 27V; 26W, 27W sind in Reihe zwischen einem hohen Versorgungspotenzial V_bat und einem Massepotenzial GND geschaltet. Die Ausgänge der einzelnen Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W liegen zwischen den beiden in Reihe geschalteten Leistungstransistoren 26U, 27U; 26V, 27V; 26W, 27W, d. h. die Drain-Anschlüsse der Leistungstransistoren sind mit dem entsprechenden Ausgang der jeweiligen Inverter-Schaltung 25U, 25V, 25W verbunden. Die Ausgänge der einzelnen Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W sind über entsprechende Verbindungsleitungen 30 mit einem zugeordneten Phasenanschluss des Drehstrommotors 22 verbunden.
Zum Betreiben des Drehstrommotors 22 ist eine Steuerschaltung 28 vorgesehen, die über entsprechende Verbindungsleitungen ein jeweiliges Ansteuersignal an entsprechende Gate-Anschlüsse der Leistungstransistoren 26U, 27U, 26V, 27V, 26W, 27W anlegt. Die Ansteuersignale sind in der Regel pulsweitenmoduliert und schalten entsprechend einen Strompfad durch zwei der Phasenanschlüsse des Drehstrommotors 22.
Jeder der Ausgangsknoten der Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W ist über einen jeweiligen Schalter 31U, 31V, 31W, der beispielsweise als ein Transistor ausgebildet sein kann, mit einer entsprechenden Ladungsquelle verbunden. Die Ladungsquelle ist im vorliegenden Fall als Spannungsquelle 32U, 32V, 32W ausgebildet, die über einen jeweiligen Innenwiderstand 36U, 36V, 36W, insbesondere einem Innenwiderstand über 1000 Ohm, der mit der Spannungsquelle in Reihe geschaltet ist.
Alternativ können die Ladungsquellen als Stromquellen mit einem jeweiligen dazu parallel geschalteten Innenwiderstand ausgebildet sein. Diese Anordnung dient dazu, bei gleichzeitig ausgeschaltetem High-Side-Transistor und Low-Side-Transistor den dazwischenliegenden Ausgangsknoten auf einem bestimmten Potenzial zu halten, um ein vollständig frei schwebendes Potenzial zu vermeiden, bzw. den Ausgangsknoten mit einer Ladungsträgerquelle zu verbinden. Mit anderen Worten wird der Schalter 31U, 31V, 31W über die Steuereinheit 28 angesteuert und geschlossen, wenn die zugehörigen High-Side- und Low-Side-Transistoren geöffnet sind, d. h. die Stromquelle wird mit dem Ausgangsknoten der jeweiligen Inverterschaltung verbunden, wenn diese inaktiv geschaltet wird.
Weiterhin sind die Ausgänge der Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W über einen jeweiligen ersten Widerstand 33U, 33V, 33W mit einem gemeinsamen Messknoten verbunden, der wiederum mit einem Messanschluss der Steuereinheit 28 verbunden ist. Weiterhin ist der Messanschluss über einen zweiten Widerstand 34 mit einem Bezugspotenzial vorzugsweise dem Massepotenzial GND verbunden.
In der Steuereinheit 28 ist eine Detektionseinheit 29 vorgesehen, um das an dem Messknoten anliegende Messpotenzial zu erfassen und auszuwerten. Z. B. kann das Messpotenzial in einem Schwellwertvergeich mit einem vorbestimmten Schwellenpotenzial verglichen werden, so dass durch Überschreiten oder Unterschreiten des Schwellenpotenzials eine Leitungsunterbrechung erkannt werden kann.
In 5 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Diagnose der Leitungsverbindungen 30 zwischen den Inverter-Schaltungen und dem Drehstrommotor 22 dargestellt. In einem Schritt S41 wird überprüft, ob der Drehstrommotor 22 stillsteht und erst wenn dies der Fall ist (Alternative: Ja), wird zu einem Schritt S42 gesprungen, bei dem die Inverter-Schaltungen 25U, 25V bis auf eine Inverter-Schaltung inaktiv geschaltet werden, d. h. der High-Side-Transistor und der Lowside-Transistor 26U, 27U der inaktiven Inverter-Schaltung 25U sind geöffnet und der entsprechende Schalter 31U geschlossen, um die Stromquelle 32U mit dem jeweiligen Ausgangsknoten der betreffenden Inverter-Schaltung zu verbinden.
Die aktive Inverter-Schaltung 25W wird so geschaltet, dass der Ausgangsknoten mit einem festgelegten Potenzial entweder mit dem hohen Versorgungsspannungspotenzial V_Bat oder mit dem Massepotenzial GND verbunden ist. Bei ordnungsgemäßen Verbindungsleitungen 30 zieht das Massepotenzial der aktiven Inverter-Schaltung 25W das Potenzial des Ausgangsanschlusses der Inverter-Schaltungen 25U, 25V aufgrund der in der Regel niederohmigen Spulenwicklungen 23 ebenfalls auf das Massepotenzial GND, so dass sich an dem Messknoten M ebenfalls ein Massepotenzial einstellt. Wird durch die Steuereinheit 8 das Massepotenzial an dem Messknoten M erkannt (in Schritt S43), so wird in Schritt S44 eine Fehlerfreiheit des Motorsystems 21 signalisiert und das Diagnoseverfahren ist beendet.
Falls an dem Messknoten M eine Spannung ungleich des festgelegten Potenzials, d. h. ungleich dem Massepotenzial GND festgestellt wird, ist ein Fall aufgetreten, bei dem einer der Ausgangsanschlüsse der Inverter-Schaltungen 25U, 25V, die inaktiv geschaltet sind, nicht über den Drehstrommotor 22 mit dem festgelegten Potenzial verbunden ist. Es ergibt sich an dem entsprechenden Ausgangsanschluss eine Spannung, die sich aus dem von der jeweiligen Stromquelle 32U, 32V bereitgestellten Strom und der Summe des ersten Widerstandes 33U, 33V und des zweiten Widerstandes 34 ergibt. Dieser Stromfluss führt zu einem Abfall einer Spannung über dem zweiten Widerstand 34, so dass das Messpotenzial an dem Messknoten von dem Massepotenzial (allgemein von dem Bezugspotenzial) abweicht. Dadurch wird ein Fehler festgestellt (Schritt S43). Wird ein Fehler festgestellt (Alternative: Ja), wird in Schritt S44 eine der Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W inaktiv geschaltet, d. h. der Ausgangsanschluss mit der Stromquelle über den entsprechenden Schalter 31U, 31V, 31W verbunden. Die übrigen Inverter-Schaltungen sind dann so geschaltet, dass ein festgelegtes gleiches Potenzial jeweils an ihre Ausgangsanschlüsse angelegt wird. Auf diese Weise kann überprüft werden, ob die Verbindungsleitung bezüglich der inaktiv geschalteten Inverter-Schaltung 25U ordnungsgemäß mit dem Drehstrommotor 22 verbunden ist oder nicht.
Wird in Schritt S45 festgestellt, dass das Messpotenzial dem festgelegten Potenzial, d. h. dem Massepotenzial GND, entspricht, so wird festgestellt, dass die Verbindungsleitung 30, die mit der inaktiv geschalteten Inverter-Schaltung 25U verbunden ist, ordnungsgemäß funktioniert (Alternative: Ja). Wird ein Messpotenzial erkannt, das von dem festgelegten Potenzial abweicht (Alternative: Nein), so wird in Schritt S46 ein Fehler der mit der inaktiv geschalteten Inverter-Schaltung 25U verbundenen Verbindungsleitung 30 signalisiert. Wurde kein Fehler erkannt, so wird in Schritt S47 so lange zu Schritt S44 zurückgesprungen, wobei eine jeweils nächste Inverter-Schaltung 25V, 25W ausgewählt wird, bis alle Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W auf diese Weise geprüft worden sind. Da zuvor in Schritt S43 ein Fehler festgestellt worden ist, muss mindestens eine der Verbindungsleitungen 30, die den Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W zugeordnet sind, fehlerhaft sein.
Das Messpotenzial an dem Messknoten M wird von einem in der Steuereinheit 8 vorgesehenen Analog-Digital-Wandler 36 erfasst und mithilfe eines Schwellwertvergleichs wird festgestellt, ob das Messpotenzial dem festgelegten Potenzial, d. h. dem Bezugspotenzial oder einem davon abweichenden Potenzial entspricht.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, bei dem Diagnoseverfahren alle Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W aktiv auf ein festgelegtes, d. h. gleiches Potenzial einzustellen, so dass sich an dem Messknoten M als Messpotenzial das festgelegte Potenzial ergeben muss. Weicht das Messpotenzial davon ab, so kann auf einen Kurzschluss gegen ein anderes festgelegtes Potenzial geschlossen werden. Werden z. B. alle Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W auf ein Massepotenzial geschaltet und weicht das Messpotenzial von dem Mas sepotenzial ab, so kann auf einen Kurzschluss gegen das hohe Versorgungsspannungspotenzial geschlossen werden.
Die vorstehenden Ausführungsformen wurden anhand eines Motorsystems mit einem Synchronmotor beschrieben. Das obige Verfahren ist jedoch auch auf Generatorsysteme analog anwendbar.

Claims

Verfahren zum Detektieren einer Unterbrechung einer Leitungsverbindung (10; 13) zwischen einer Leistungsstufe (4; 24) mit mehreren Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W), die ausgebildet sind, um wahlweise eines von einem oder mehreren festgelegten Potenzialen an einen Ausgang der betreffenden Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) anzulegen oder den Ausgang der betreffenden Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) von den festgelegten Potenzialen zu trennen, und einer elektrischen Maschine (2; 22) mit mehreren miteinander verbundenen Phasenwicklungen, die über Phasenanschlüsse kontaktierbar sind, wobei der Ausgang jeder der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) jeweils mit einem Phasenanschluss über eine entsprechende Verbindungsleitung (10; 30) verbunden ist, mit folgenden Schritten: – Anlegen (S1) eines jeweils festgelegten Potenzials an mindestens einen Ausgang der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W); – Durchführen einer Detektion zum Detektieren eines Detektionspotenzials, das von dem Potenzial an einem der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) oder den Potenzialen an mehreren der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) abhängt; und – Feststellen, dass eine Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen (10; 30) zwischen der Leistungsstufe (4; 24) und der elektrischen Maschine (2; 22) vorliegt, abhängig von dem Ergebnis der Detektion.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein festgelegtes Potenzial über den Ausgang einer der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) angelegt wird, wobei der Ausgang oder die Ausgänge aller übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) durch die jeweilige Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) von den festgelegten Potenzialen getrennt ist – Durchführen der Detektion, indem an dem Ausgang oder den Ausgängen eines oder mehrerer der übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) detektiert wird, ob ein schwebendes Potenzial vorliegt oder dieser mit einem festen Potenzial verbunden ist; und – Feststellen, dass eine Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen (10) zwischen der Leistungsstufe (4) und der elektrischen Maschine (2) vorliegt, abhängig davon, ob an dem einen oder den mehreren der Ausgänge der übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) ein Vorliegen eines schwebenden Potenzials detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Detektieren, ob an dem Ausgang oder den Ausgängen aller übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) ein schwebendes Potenzial vorliegt oder dieser mit einem festen Potenzial verbunden ist, mithilfe einer Open-Load-Detektion an einem Leistungstransistor (6U, 6V, 6W; 7U, 7V, 7W) in der entsprechenden Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei bei der Open-Load-Detektion ein Detektionsstrom an einen mit dem Ausgang der einen Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) verbundenen Anschluss des der entsprechenden Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) zugeordneten Leistungstransistors (6U, 6V, 6W; 7U, 7V, 7W) eingeprägt wird und wobei abhängig von dem sich durch Anlegen des Detektionsstroms einstellenden Potenzial an dem betreffenden Ausgang festgestellt wird, ob das Potenzial am Ausgang der Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) schwebend oder mit einem festen Potenzial verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das sich an dem betreffenden Ausgang einstellende Potenzial in einem Schwellwertvergleich mit einem vorgegebenen Referenzpotenzial verglichen wird, wobei abhängig von dem Ergebnis des Schwellwertvergleichs eine Unterbrechung der Leitungsverbindung (10) erkannt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei mindestens drei Verbindungsleitungen zum Verbinden von mindestens drei Ansteuerschal tungen (5U, 5V, 5W) mit entsprechenden Phasenanschlüssen der elektrischen Maschine (2) vorgesehen sind, mit dem weiteren Schritt: – Feststellen, dass eine Unterbrechung der der einen Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) zugeordneten Leitungsverbindung (10) vorliegt, wenn an allen Ausgängen der übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) ein Vorliegen eines schwebenden Potenzials detektiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei mindestens drei Verbindungsleitungen (10) zum Verbinden von mindestens drei Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) mit entsprechenden Phasenanschlüssen der elektrischen Maschine (2) vorgesehen sind, mit den weiteren Schritten: – Anlegen eines festgelegten Potenzials über den Ausgang einer weiteren der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W), wobei die Ausgänge aller übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) von den festgelegten Potenzialen getrennt sind; – Jeweiliges Detektieren an den Ausgängen der übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W), ob ein schwebendes Potenzial vorliegt oder der jeweilige Ausgang mit einem festen Potenzial verbunden ist; und – Feststellen, dass eine Unterbrechung der der weiteren Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) zugeordneten Leitungsverbindung (10) vorliegt, wenn sowohl an dem Ausgang der der ersten Phase zugeordneten Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) als auch an dem Ausgang der der dritten Phase zugeordneten Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) ein Vorliegen eines schwebenden Potenzials detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei an jeden der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) eines der festgelegten Potenziale angelegt wird, wobei an mindestens einem der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) ein von einem Bezugspotenzial verschiedenes festgelegtes Potenzial über einen jeweiligen Innenwiderstand angelegt wird, so dass dieses Potenzial durch eine elektrische Verbindung über die Leitungsverbindungen zwischen der Leistungsstufe (24) und der elektrischen Maschine (22) mit einem davon abweichenden festgelegten Potenzial an einem Ausgang einer der übrigen Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) änderbar ist; wobei das Detektionspotenzial als Funktion des sich an dem mindestens einen der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) einstellenden Potenzials und des an dem mindestens einen Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) anliegenden Potenzials ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Detektionspotenzial mit Hilfe eines Widerstandsnetzwerkes gebildet wird, wobei das Widerstandsnetzwerk einen Messknoten aufweist, der mit dem mindestens einen der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) und dem mindestens einen Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) über erste Widerstände (33U, 33V, 33W) verbunden ist und der mit dem Bezugspotenzial über einen zweiten Widerstand (34) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Feststellen, dass eine Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen (30) zwischen der Leistungsstufe (24) und der elektrischen Maschine (22) vorliegt, abhängig von einem Ergebnis eines Schwellwertvergleichs des Detektionspotenzials mit einem vorgegebenen Schwellenpotenzial ist.
Vorrichtung zum Detektieren einer Unterbrechung einer Leitungsverbindung (10; 30) zwischen einer Leistungsstufe (4; 24) und einer elektrischen Maschine (2; 22), wobei die Leistungsstufe (4; 24) mit mehreren Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) ausgebildet ist, um wahlweise eines von einem oder mehreren festgelegten Potenzialen an einen Ausgang der betreffenden Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) anzulegen oder den Ausgang der betreffenden Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) von den festgelegten Potenzialen zu trennen, wobei die elektrische Maschine (2; 22) mit mehreren miteinander verbundenen Phasenwicklungen, die über Phasenanschlüsse kontaktierbar sind, versehen ist; wobei der Ausgang jeder der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) mit einem zugeordneten der Phasenanschlüsse über eine jeweilige Verbindungsleitung (10; 30) verbunden ist, wobei die Vorrichtung eine Steuereinheit (8; 28) umfasst, die ausgebildet ist: – die Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) so anzusteuern, dass ein jeweils festgelegtes Potenzial an mindestens einen Ausgang der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) angelegt wird; – mithilfe einer Detektorschaltung (9) ein Detektionspotenzial zu detektieren, das von dem Potenzial an einem der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) oder den Potenzialen an mehreren der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) abhängt; und – um festzustellen, dass eine Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen (10; 30) zwischen der Leistungsstufe (4; 24) und der elektrischen Maschine (2; 22) vorliegt, abhängig von dem Detektionspotenzial.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Steuerschaltung ausgebildet ist, – um die Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) so anzusteuern, dass ein festgelegtes Potenzial über den Ausgang einer der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) angelegt wird, wobei der Ausgang oder die Ausgänge aller übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) durch die jeweilige Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) von den festgelegten Potenzialen getrennt ist; – um mithilfe der Detektorschaltung (9) an dem Ausgang oder den Ausgängen eines oder mehrerer der übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) zu detektieren, ob ein schwebendes Potenzial vorliegt oder dieser mit einem festen Potenzial verbunden ist; und – um festzustellen, dass eine Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen (10) zwischen der Leistungsstufe (4) und der elektrischen Maschine (2) vorliegt, abhängig davon, ob an dem einen oder den mehreren der Ausgänge der übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) ein Vorliegen eines schwebenden Potenzials detektiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Detektorschaltung (9) eine Stromquelle (13) aufweist, um einen Detektionsstrom an einen mit dem Ausgang der einen Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) verbundenen Anschluss des der entsprechenden Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) zugeordneten Leistungstransistors (6U, 6V, 6W; 7U, 7V, 7W) einzuprägen und eine Vergleicherschaltung (12) aufweist, um das sich an dem betreffenden Ausgang einstellende Potenzial in einem Schwellwertvergleich mit ei nem vorgegebenen Referenzpotenzial zu vergleichen, wobei abhängig von dem Ergebnis des Schwellwertvergleichs eine Unterbrechung der Leitungsverbindung erkannt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei mindestens drei Verbindungsleitungen (10) zum Verbinden von mindestens drei Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) mit entsprechenden Phasenanschlüssen der elektrischen Maschine (2) vorgesehen sind, wobei die Steuereinheit (8) ausgebildet ist, um festzustellen, dass eine Unterbrechung der der einen Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) zugeordneten Leitungsverbindung (10) vorliegt, wenn an allen Ausgängen der übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) ein Vorliegen eines schwebenden Potenzials detektiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Steuerschaltung ausgebildet ist, um die Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) so anzusteuern, dass an jeden der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) eines der festgelegten Potenziale angelegt wird, wobei an mindestens einem der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) ein von einem Bezugspotenzial verschiedenes festgelegtes Potenzial über einen jeweiligen Innenwiderstand angelegt wird, so dass das an dem mindestens einen Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) anliegende Potenzial durch eine elektrische Verbindung mit einem davon abweichenden festgelegten Potenzial an einem Ausgang einer der übrigen Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) änderbar ist; und die Steuerschaltung ausgebildet ist, um das Detektionspotenzial als Funktion des sich an dem mindestens einen der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) einstellenden Potenzials und des an dem mindestens einen Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) anliegenden Potenzials zu ermitteln.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei ein Widerstandsnetzwerk vorgesehen ist, um das Detektionspotenzial bereitzustellen, wobei das Widerstandsnetzwerk einen Messknoten aufweist, der mit dem mindestens einen der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) und dem mindestens einen Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) über erste Widerstände (33U, 33V, 33W) verbunden ist und der mit dem Bezugspotenzial über einen zweiten Widerstand (34) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei eine Detektionseinrichtung (29) ausgebildet ist, um abhängig von einem Ergebnis eines Schwellwertvergleichs des Detektionspotenzials mit einem vorgegebenen Schwellenpotenzial festzustellen, dass die Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen (30) zwischen der Leistungsstufe (24) und der elektrischen Maschine (22) vorliegt.
Ansteuersystem zum Ansteuern einer elektrischen Maschine (2; 22), umfassend: – eine Leistungsstufe (4; 24) mit mehreren Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W); und – die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 17.
System umfassend: – eine elektrische Maschine (2; 22); und – das Ansteuersystem nach Anspruch 18.