DE102010051474A1 - Control unit for electromotor in staggering stabilizer of motor car, has control unit comprising error-control device that provides error-condition for motor phases to close half bridge shift members - Google Patents

Control unit for electromotor in staggering stabilizer of motor car, has control unit comprising error-control device that provides error-condition for motor phases to close half bridge shift members Download PDF

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Abstract

The unit has a circuit (15) electrically connecting motor phases (14a-14c) of an electromotor (11) with an electrical power supply (13). The circuit for each motor phase comprises voltage-sided and mass-sided half bridge shift members e.g. MOSFETs, where common connection terminal of the members is electrically connected with the respective motor phase. A phase control device (17) actuates circuit configuration during operation of the electromotor. A control unit comprises an error-control device (25) that provides error-condition for each motor phase to close the half bridge shift members.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinheit für einen Elektromotor eines Wankstabilisators mit einer Schaltungsanordnung zum wahlweisen elektrischen Verbinden der Motorphasen des Elektromotors mit einer elektrischen Energieversorgung, wobei die Schaltungsanordnung für jede Motorphase ein erstes, spannungsseitiges und ein zweites, masseseitiges Halbbrückenschaltelement umfasst, deren gemeinsamer Verbindungsanschluss mit der jeweiligen Motorphase elektrisch verbunden ist, und mit einer Phasensteuervorrichtung zum Ansteuern der Schaltungsanordnung im Betrieb des Elektromotors.The present invention relates to a control unit for an electric motor of a roll stabilizer with a circuit arrangement for selectively electrically connecting the motor phases of the electric motor with an electrical power supply, wherein the circuit arrangement for each motor phase comprises a first, voltage side and a second, ground side half-bridge switching element whose common connection terminal with the respective motor phase is electrically connected, and with a phase control device for driving the circuit arrangement during operation of the electric motor.

Elektromechanische Wankstabilisatoren werden bei Kraftfahrzeugen dazu eingesetzt, bei Kurvenfahrten einer Wankbewegung des Fahrzeugs entgegenzuwirken und bei Geradeausfahrten ein weiches Ausfedern von Bodenunebenheiten zu ermöglichen. Zu diesem Zweck werden die beiden Hälften eines geteilten Stabilisators mittels des Elektromotors, welchem gegebenenfalls ein Getriebe zugeordnet ist, in Abhängigkeit von der Fahrsituation gegeneinander verdreht.Electromechanical roll stabilizers are used in motor vehicles to counteract when cornering a rolling motion of the vehicle and to allow for straight ahead driving a soft rebound of uneven floors. For this purpose, the two halves of a split stabilizer by means of the electric motor, which is optionally associated with a transmission, rotated in response to the driving situation against each other.

Durch geeignetes Ansteuern der Schaltungsanordnung, insbesondere der Halbbrückenschaltelemente, kann die Phasensteuervorrichtung einen Betrieb des Elektromotors mit vorgegebener Drehzahl und/oder vorgegebenem Drehmoment herbeiführen. Hierfür besitzt jedes Halbbrückenschaltelement zwei Verbindungsanschlüsse. Der eine Verbindungsanschluss eines jeden ersten Halbbrückenschaltelements ist mit der jeweiligen Motorphase verbunden, während der andere Verbindungsanschluss eines jeden ersten Halbbrückenschaltelements mit dem jeweiligen anderen Verbindungsanschluss der weiteren ersten Halbbrückenschaltelemente verbunden ist sowie mit der Spannungsseite der elektrischen Energieversorgung verbunden oder über ein Schaltelement verbindbar ist. Ebenso ist der eine Verbindungsanschluss eines jeden zweiten Halbbrückenschaltelements mit der jeweiligen Motorphase verbunden, während der andere Verbindungsanschluss eines jeden zweiten Halbbrückenschaltelements mit dem jeweiligen anderen Verbindungsanschluss der weiteren zweiten Halbbrückenschaltelemente verbunden ist sowie mit Masse verbunden oder verbindbar ist.By suitable driving of the circuit arrangement, in particular of the half-bridge switching elements, the phase control device can bring about an operation of the electric motor with a predetermined rotational speed and / or predetermined torque. For this purpose, each half-bridge switching element has two connection terminals. The one connection terminal of each first half-bridge switching element is connected to the respective motor phase, while the other connection terminal of each first half-bridge switching element is connected to the respective other connection terminal of the further first half-bridge switching elements and connected to the voltage side of the electric power supply or connectable via a switching element. Likewise, the one connection terminal of each second half-bridge switching element is connected to the respective motor phase, while the other connection terminal of each second half-bridge switching element is connected to the respective other connection terminal of the further second half-bridge switching elements and connected to ground or connectable.

Wenn es während des Fahrzeugbetriebs zu einer Störung des Betriebs des Elektromotors kommt, weil z. B. die elektrische Energieversorgung ausfällt oder ein Fehler in der Steuerung auftritt, kann der Wankstabilisator seine stabilisierende Wirkung verlieren, da die beiden Stabilisatorhälften bei unbestromtem Elektromotor relativ leicht gegeneinander verdrehbar sind. Diese Situation ist insbesondere bei Kurvenfahrten problematisch, da das Fahrzeug plötzlich nach außen wanken kann, wodurch eine gefährliche Fahrsituation entstehen kann.If it comes during vehicle operation to a fault in the operation of the electric motor, because z. B. the electrical energy fails or a fault in the control occurs, the roll stabilizer can lose its stabilizing effect, since the two stabilizer halves are relatively easily rotated against each other in energized electric motor. This situation is particularly problematic when cornering, because the vehicle can suddenly shake to the outside, creating a dangerous driving situation may arise.

Es besteht daher das Bedürfnis, bei einem eletromechanischen Wankstabilisator das ungehinderte Verdrehen der Stabilisatorhälften im Falle einer Störung der Wankregelung möglichst einfach und effektiv zu unterbinden.There is therefore a need, in an eletromechanical roll stabilizer as easy and effectively to prevent unimpeded twisting of the stabilizer halves in case of disturbance of the roll control.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Steuereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The solution of this object is achieved by a control unit having the features of claim 1.

Erfindungsgemäß umfasst die Steuereinheit eine Fehlerfallsteuervorrichtung, die dazu ausgebildet ist, bei Vorliegen einer Fehlerbedingung für jede Motorphase sowohl das erste als auch das zweite Halbbrückenschaltelement zu schließen. Durch das Schließen der ersten und zweiten Halbbrückenschaltelemente werden die Motorphasen kurzgeschlossen. Der durch die Wicklungen der Motorphasen fließende Kurzschlussstrom erzeugt ein Drehmoment, welches einem von außen einwirkenden Drehmoment entgegengerichtet ist. Dem gegenseitigen Verdrehen der Stabilisatorhälften wird somit ein Widerstand entgegengesetzt, welcher auch bei einem Ausfall der Wankregelung eine übermäßige Wankbewegung des Fahrzeugs verhindert. Die Stabilisatorhälften wirken aufgrund des durch den Kurzschlussstrom erzeugten Drehmoments ähnlich wie ein passiver Stabilisator und können so zumindest vorübergehend das Fahrzeug stabilisieren. Da für alle Motorphasen sowohl das spannungsseitige als auch das masseseitige Halbbrückenschaltelement geschlossen wird, ist der Kurzschlusswiderstand vergleichsweise gering. Dies ermöglicht eine besonders effektive Stabilisierung des Fahrzeugs im Fehlerfall.According to the invention, the control unit comprises an error control device which is designed to close both the first and the second half-bridge switching element in the event of an error condition for each motor phase. By closing the first and second half-bridge switching elements, the motor phases are short-circuited. The short circuit current flowing through the windings of the motor phases generates a torque which is opposite to an externally acting torque. The mutual rotation of the stabilizer halves thus a resistance is opposed, which prevents excessive rolling motion of the vehicle even in case of failure of the roll control. The stabilizer halves act similar to a passive stabilizer due to the torque generated by the short circuit current, and thus can at least temporarily stabilize the vehicle. Since both the voltage-side and the ground-side half-bridge switching element are closed for all motor phases, the short circuit resistance is comparatively low. This allows a particularly effective stabilization of the vehicle in the event of a fault.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.Further developments of the invention are specified in the dependent claims, the description and the accompanying drawings.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Fehlerfallsteuervorrichtung eine Fehlererkennungseinrichtung, welche in der Lage ist, eine Fehlfunktion der Phasensteuervorrichtung und/oder einen Ausfall der elektrischen Energieversorgung zu erkennen, um so das Vorliegen einer Fehlerbedingung festzustellen. Die Fehlererkennungseinrichtung kann also die einzelnen Komponenten der Wankregelung während des Fahrzeugbetriebs fortlaufend überwachen, um etwaige Störungen sofort zu detektieren und als Sicherheitsmaßnahme das Kurzschließen der Motorphasen über die Halbbrückenschaltelemente zu veranlassen.According to one embodiment, the fault-event control device comprises an error-detection device which is able to detect a malfunction of the phase-control device and / or a failure of the electrical power supply so as to detect the presence of an error condition. The fault detection device can thus continuously monitor the individual components of the roll control during vehicle operation in order to detect any faults immediately and to cause the safety devices to short-circuit the motor phases via the half-bridge switching elements.

Die Fehlerfallsteuervorrichtung kann zusätzlich ein Versorgungstrennschaltelement zum wahlweisen gemeinsamen Trennen der Motorphasen von der elektrischen Energieversorgung umfassen. Insbesondere kann die Fehlerfallsteuervorrichtung dazu ausgebildet sein, bei Vorliegen einer Fehlerbedingung sowohl die Halbbrückenschaltelemente zu schließen als auch das Versorgungstrennschaltelement zu öffnen. Ein unerwünschtes Kurzschließen der Energieversorgung wird dadurch vermieden.The fault event control device may additionally include a utility disconnect switch element for selectively jointly disconnecting the motor phases from the electrical power supply. In particular, the fault event control device be designed to close in the presence of a fault condition, both the half-bridge switching elements and to open the power supply switching element. An undesirable short-circuiting of the power supply is thereby avoided.

Die Fehlerfallsteuervorrichtung kann mit einem elektrischen Energiespeicher zur bedarfsweisen Notversorgung der Fehlerfallsteuervorrichtung verbunden sein. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Fehlerfallsteuervorrichtung auch bei einem möglichen Totalausfall der elektrischen Energieversorgung noch funktioniert und die Stabilisierungsmaßnahme auslösen kann, so dass gefährliche Fahrsituationen sicher verhindert werden.The fault event control device can be connected to an electrical energy store for the emergency supply of the fault event control device as required. This ensures that the fault control device still works even with a possible total failure of the electrical power supply and can trigger the stabilization measure, so that dangerous driving situations are reliably prevented.

Der elektrische Energiespeicher kann einen an die elektrische Energieversorgung angeschlossenen Kondensator umfassen. Der Kondensator wird während des normalen Betriebs des Wankstabilisators durch die elektrische Energieversorgung geladen und steht im Fehlerfall als geladener Speicher für eine Not-Spannungsversorgung bereit.The electrical energy store may include a capacitor connected to the electrical power supply. The capacitor is charged during normal operation of the roll stabilizer by the electrical power supply and is ready in case of failure as a charged memory for an emergency power supply.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Halbbrückenschaltelemente als Transistoren, insbesondere als Feldeffekttransistoren oder als Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), ausgeführt. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Bauweise. Dabei kann insbesondere auf relativ große und teure Relais verzichtet werden.According to a further embodiment, the half-bridge switching elements are designed as transistors, in particular as field effect transistors or as insulated gate bipolar transistors (IGBT). This allows a simple and inexpensive construction. In particular, relatively large and expensive relays can be dispensed with.

Die Fehlerfallsteuervorrichtung kann weiterhin ein erstes Steuerelement zum gemeinsamen Ansteuern aller spannungsseitigen Halbbrückenschaltelemente und ein zweites Steuerelement zum gemeinsamen Ansteuern aller masseseitigen Halbbrückenschaltelemente umfassen. Das erste und das zweite Steuerelement können als Transistoren, insbesondere als Bipolartransistoren ausgeführt sein. Die beiden Transistoren können wiederum von einem gemeinsamen übergeordneten Transistor angesteuert sein, welcher letztlich von einer Fehlererkennungseinrichtung angesteuert wird. Alternativ hierzu kann für sämtliche Halbbrückenschaltelemente ein einziges gemeinsames Schaltelement für den Fehlerfall vorgesehen sein.The fault case control device may further comprise a first control element for jointly controlling all the voltage-side half-bridge switching elements and a second control element for jointly controlling all the mass-side half-bridge switching elements. The first and the second control element can be embodied as transistors, in particular as bipolar transistors. The two transistors can in turn be driven by a common superordinate transistor, which is ultimately driven by an error detection device. Alternatively, a single common switching element can be provided for the error case for all half-bridge switching elements.

Die Erfindung betrifft auch einen Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug, welcher einen Elektromotor und eine Steuereinheit der vorstehend beschriebenen Art aufweist.The invention also relates to a roll stabilizer for a motor vehicle, which has an electric motor and a control unit of the type described above.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.The invention will now be described by way of example with reference to the drawings.

1 zeigt ein Blockschaltbild eines Wankstabilisators, der einen Elektromotor mit einer erfindungsgemäßen Steuereinheit aufweist. 1 shows a block diagram of a roll stabilizer having an electric motor with a control unit according to the invention.

2 zeigt ein detailliertes Schaltbild der Steuereinheit gemäß 1. 2 shows a detailed circuit diagram of the control unit according to 1 ,

Gemäß 1 ist ein Elektromotor 11 einem nicht im Einzelnen dargestellten Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs zugeordnet und dient dazu, bedarfsweise zwei Stabilisatorhälften des Wankstabilisators gegeneinander zu verdrehen. Die elektrische Energie für den Betrieb des Elektromotors 11 wird durch eine Energieversorgungseinrichtung 13 bereitgestellt, bei welcher es sich beispielsweise um die Hauptbatterie des Kraftfahrzeugs handeln kann. Der Elektromotor 11 weist im dargestellten Beispiel drei Motorphasen 14a, 14b, 14c auf.According to 1 is an electric motor 11 assigned to a not shown in detail roll stabilizer of a motor vehicle and serves, if necessary, to rotate two stabilizer halves of the roll stabilizer against each other. The electrical energy for the operation of the electric motor 11 is through a power supply device 13 provided, which may be, for example, the main battery of the motor vehicle. The electric motor 11 In the example shown, there are three motor phases 14a . 14b . 14c on.

Der Betrieb des Elektromotors 11 wird mittels einer Schaltungsanordnung 15 sowie einer Phasensteuervorrichtung 17 gesteuert, wobei die Phasensteuervorrichtung 17 ein erstes Motorsteuermodul 19 und ein zweites Motorsteuermodul 21 umfasst, welche jeweils als Microcontroller ausgebildet sind. Das erste Motorsteuermodul 19 steuert die Schaltungsanordnung 15 zu einer Drehbewegung des Elektromotors 11 an, wobei das zweite Motorsteuermodul 21 eine bestimmte Drehzahl oder ein bestimmtes Drehmoment vorgibt.The operation of the electric motor 11 is by means of a circuit arrangement 15 and a phase control device 17 controlled, wherein the phase control device 17 a first engine control module 19 and a second engine control module 21 includes, which are each designed as a microcontroller. The first engine control module 19 controls the circuitry 15 to a rotary motion of the electric motor 11 on, wherein the second engine control module 21 specifies a certain speed or a certain torque.

Eine Fehlerfallsteuervorrichtung 25, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel eine ebenfalls als Microcontroller ausgebildete Fehlererkennungseinrichtung 27, ein Fehlerfallsteuermodul 29 sowie ein Fehlerfallschaltmodul 31 umfasst, sorgt dafür, dass bei Vorliegen einer Fehlerbedingung der Elektromotor 11 allphasig kurzgeschlossen und von der Energieversorgungseinrichtung 13 getrennt wird, wie nachfolgend noch genauer ausgeführt wird.An error case control device 25 , which in the illustrated embodiment also designed as a microcontroller error detection device 27 , an error control module 29 as well as an error trap module 31 ensures that, in the presence of a fault condition, the electric motor 11 all-phase short-circuited and from the power supply device 13 is separated, as will be explained in more detail below.

Ein elektrischer Energiespeicher 33 steht einerseits mit der Energieversorgungseinrichtung 13 und andererseits mit dem Fehlerfallsteuermodul 29 in Verbindung und dient dazu, bei einem unerwarteten Ausfall der Energieversorgungseinrichtung 13 die einzelnen Komponenten der Fehlerfallsteuervorrichtung 25 mit elektrischem Strom zu versorgen.An electrical energy store 33 is on the one hand with the power supply device 13 and, on the other hand, with the error control module 29 in connection and serves in case of unexpected failure of the power supply device 13 the individual components of the error control device 25 to supply with electric current.

Die Ansteuerung des Elektromotors 11 wird unter Bezugnahme auf das Schaltbild gemäß 2 genauer beschrieben. Jede Motorphase 14a, 14b, 14c des Elektromotors 11 ist über ein erstes, spannungsseitiges Halbbrückenschaltelement 35a, 35b, 35c mit der Spannungsseite der Energieversorgungseinrichtung 13 verbunden und über ein zweites, masseseitiges Halbbrückenschaltelement 37a, 37b, 37c mit der Masseseite der Energieversorgungseinrichtung 13 verbunden. Bei der Ausführungsform gemäß 1 und 2 sind die Halbbrückenschaltelemente 35, 37 als Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET) ausgeführt. Die Halbbrückenschaltelemente 35, 37 können bei bestimmten Anwendungen auch als Transistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT) ausgeführt sein. Die spannungsseitigen Halbbrückenschaltelemente 35a, 35b, 35c und die masseseitigen Halbbrückenschaltelemente 37a, 37b, 37c können über Steuerleitungen 40, welche an die Phasensteuervorrichtung 17 (1) angeschlossen sind, wahlweise geöffnet und geschlossen werden. Zusätzlich können die spannungsseitigen Halbbrückenschaltelemente 35a, 35b, 35c auch über ein als Bipolartransistor ausgebildetes erstes Steuerelement 41 geschlossen werden und die masseseitigen Halbbrückenschaltelemente 37a, 37b, 37c können über ein ebenfalls als Bipolartransistor ausgebildetes zweites Steuerelement 42 geschlossen werden, wobei die Steuerelemente 41, 42 ausgangsseitig über eine jeweilige Diode 43 mit den Steuerleitungen 40 verbunden sind.The control of the electric motor 11 will be described with reference to the diagram according to 2 described in more detail. Every engine phase 14a . 14b . 14c of the electric motor 11 is via a first, voltage side half-bridge switching element 35a . 35b . 35c with the voltage side of the power supply device 13 connected and via a second, ground side half-bridge switching element 37a . 37b . 37c with the ground side of the power supply device 13 connected. In the embodiment according to 1 and 2 are the Half-bridge switching elements 35 . 37 designed as metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFET). The half-bridge switching elements 35 . 37 may also be implemented as insulated gate transistors (IGBTs) in certain applications. The voltage-side half-bridge switching elements 35a . 35b . 35c and the ground side half-bridge switching elements 37a . 37b . 37c can via control lines 40 which are connected to the phase control device 17 ( 1 ) are connected, optionally opened and closed. In addition, the voltage side half-bridge switching elements 35a . 35b . 35c also via a first control element designed as a bipolar transistor 41 be closed and the ground side half-bridge switching elements 37a . 37b . 37c can via a likewise designed as a bipolar transistor second control 42 be closed, with the controls 41 . 42 on the output side via a respective diode 43 with the control lines 40 are connected.

In der Verbindungsleitung zwischen der Spannungsseite der Energieversorgungseinrichtung 13 und den spannungsseitigen Halbbrückenschaltelementen 35a, 35b, 35c ist ein Versorgungstrennschaltelement 39 vorgesehen, welches hier ebenfalls als MOSFET ausgeführt ist und in der Lage ist, die Motorphasen 14a, 14b, 14c des Elektromotors 11 wahlweise gemeinsam von der Energieversorgungseinrichtung 13 zu trennen. Das Versorgungstrennschaltelement 39 entspricht dem Fehlerfallschaltmodul 31 gemäß 1. Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform ist das Versorgungstrennschaltelement 39 als IGBT, als Relais oder als Sicherung ausgeführt. Das Versorgungstrennschaltelement 39 könnte auch als Kaltleiter (PTC-Thermistor, ”positive temperature coefficient”) ausgeführt sein und somit eine selbstrückstellende Sicherung bilden.In the connection line between the voltage side of the power supply device 13 and the voltage-side half-bridge switching elements 35a . 35b . 35c is a utility circuit breaker 39 provided, which is also designed here as a MOSFET and is capable of the motor phases 14a . 14b . 14c of the electric motor 11 optionally together from the power supply device 13 to separate. The power disconnect switch element 39 corresponds to the fault circuit breaker module 31 according to 1 , According to an embodiment, not shown, the supply disconnecting switching element 39 designed as an IGBT, as a relay or as a fuse. The power disconnect switch element 39 could also be designed as PTC thermistor ("positive temperature coefficient") and thus form a self-resetting fuse.

Ein übergeordnetes drittes Steuerelement 45, welches ebenfalls als Bipolartransistor ausgebildet ist, steht mit der Fehlererkennungseinrichtung 27 (1) in Verbindung und ist in der Lage, gleichzeitig das erste Steuerelement 41, das zweite Steuerelement 42 sowie das Versorgungstrennschaltelement 39 anzusteuern. Das dritte Schaltelement 45, das erste Schaltelement 41, das zweite Schaltelement 42 und die Dioden 43 bilden das Fehlerfallsteuermodul 29 gemäß 1. Bei einem Schließen des dritten Steuerelements 45 werden sowohl die spannungsseitigen Halbbrückenschaltelemente 35a, 35b, 35c als auch die masseseitigen Halbbrückenschaltelemente 37a, 37b, 37c geschlossen, während zugleich das Versorgungstrennschaltelement 39 geöffnet wird.A parent third control 45 , which is also designed as a bipolar transistor, is connected to the error detection device 27 ( 1 ) and is able to simultaneously control the first control 41 , the second control 42 and the power disconnect switch element 39 head for. The third switching element 45 , the first switching element 41 , the second switching element 42 and the diodes 43 form the fault case control module 29 according to 1 , Upon closing the third control 45 Both the voltage side half-bridge switching elements 35a . 35b . 35c as well as the low-side half-bridge switching elements 37a . 37b . 37c closed, while at the same time the supply disconnect switching element 39 is opened.

Wie aus 2 hervorgeht, umfasst der Energiespeicher 33 einen Kondensator 50 und eine Diode 51.How out 2 shows, includes the energy storage 33 a capacitor 50 and a diode 51 ,

Während des normalen Betriebs des Wankstabilisators sorgt die Phasensteuervorrichtung 17 (1) über die Steuerleitungen 40 dafür, dass die Halbbrückenschaltelemente 35a, 35b, 35c, 37a, 37b, 37c derart geöffnet und geschlossen werden, dass der Elektromotor 11 ein vorgegebenes Drehmoment ausgibt und/oder mit einer vorgegebenen Drehzahl rotiert.During normal operation of the roll stabilizer, the phase control device provides 17 ( 1 ) via the control lines 40 that the half-bridge switching elements 35a . 35b . 35c . 37a . 37b . 37c be opened and closed so that the electric motor 11 outputs a predetermined torque and / or rotates at a predetermined speed.

Sollte es während des Betriebs des Elektromotors 11 zu einer Fehlfunktion der Phasensteuervorrichtung 17 oder zu einem Ausfall der Energieversorgungseinrichtung 13 kommen, so wird dies von der Fehlererkennungseinrichtung 27 detektiert und das dritte Steuerelement 45 wird aktiviert, d. h. der Transistor wird leitend geschaltet. Hierdurch werden das erste Steuerelement 41 sowie das zweite Steuerelement 42 aktiviert, d. h. die Transistoren werden ebenfalls leitend geschaltet, so dass unabhängig von den Signalen auf den Steuerleitungen 40 die Halbbrückenschaltelemente 35a, 35b, 35c, 37a, 37b, 37c für alle Motorphasen 14a, 14b, 14c geschlossen werden. Zugleich wird das Versorgungstrennschaltelement 39 geöffnet, so dass die Motorphasen 14a, 14b, 14c von der Energieversorgungseinrichtung 13 getrennt sind.It should be during operation of the electric motor 11 to a malfunction of the phase control device 17 or to a failure of the power supply device 13 come, this is from the error detection device 27 detected and the third control 45 is activated, ie the transistor is turned on. This will become the first control 41 as well as the second control 42 activated, ie the transistors are also turned on, so that regardless of the signals on the control lines 40 the half-bridge switching elements 35a . 35b . 35c . 37a . 37b . 37c for all engine phases 14a . 14b . 14c getting closed. At the same time the supply disconnect switching element 39 open so that the motor phases 14a . 14b . 14c from the power supply device 13 are separated.

Die Motorphasen 14a, 14b, 14c sind nun mit geringem Widerstand kurzgeschlossen, weshalb die entsprechenden stromdurchflossenen Wicklungen des Elektromotors 11 ein Drehmoment erzeugen, das dem von außen auf den Wankstabilisator einwirkenden Drehmoment entgegengerichtet ist. Der Wankstabilisator wirkt somit – unabhängig von jedweder fehlerhaften Ansteuerung und Energieversorgung – einem Verdrehen der beiden Stabilisatorhälften entgegen und verhindert so ein plötzliches Absacken des Fahrzeugs an der Kurvenaußenseite.The motor phases 14a . 14b . 14c are now short-circuited with little resistance, which is why the corresponding current-carrying windings of the electric motor 11 generate a torque that is opposite to the externally applied to the roll stabilizer torque. The roll stabilizer thus counteracts - regardless of any faulty control and power supply - a twisting of the two stabilizer halves, thus preventing a sudden sagging of the vehicle on the outside of the curve.

Das erste Steuerelement 41, das zweite Steuerelement 42 und das dritte Steuerelement 45 sind auch bei einem Totalausfall der Energieversorgungseinrichtung 13 in der Lage, die Sicherheitsmaßnahmen des Motorphasenkurzschlusses und der Energieversorgungstrennung auszulösen, da im Bedarfsfall der Kondensator 50 die zum Schalten notwendige elektrische Energie bereitstellt.The first control 41 , the second control 42 and the third control 45 are also in a total failure of the power supply device 13 able to trigger the safety measures of the motor phase short circuit and the power supply separation, since if necessary the capacitor 50 provides the necessary electrical energy for switching.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1111
Elektromotorelectric motor
1313
EnergieversorgungseinrichtungPower supply means
14a, 14b, 14c14a, 14b, 14c
Motorphasemotor phase
1515
Schaltungsanordnungcircuitry
1717
PhasensteuervorrichtungPhase controller
1919
erstes Motorsteuermodulfirst engine control module
2121
zweites Motorsteuermodulsecond engine control module
2525
FehlerfallsteuervorrichtungEvent of an error control device
2727
FehlererkennungseinrichtungError detection device
2929
FehlerfallsteuermodulError case control module
3131
FehlerfallschaltmodulEvent of a fault switching module
3333
Energiespeicherenergy storage
35a, 35b, 35c35a, 35b, 35c
spannungsseitiges Halbbrückenschaltelementvoltage-side half-bridge switching element
37a, 37b, 37c37a, 37b, 37c
masseseitiges HalbbrückenschaltelementMasseseitiges half-bridge switching element
3939
VersorgungstrennschaltelementSupply isolating device
4040
Steuerleitungcontrol line
4141
erstes Steuerelementfirst control
4242
zweites Steuerelementsecond control
4343
Diodediode
4545
drittes Steuerelementthird control
5050
Kondensatorcapacitor
5151
Diodediode

Claims (10)

Steuereinheit für einen Elektromotor (11) eines Wankstabilisators, mit einer Schaltungsanordnung (15) zum wahlweisen elektrischen Verbinden der Motorphasen (14a, 14b, 14c) des Elektromotors (11) mit einer elektrischen Energieversorgung (13), wobei die Schaltungsanordnung (15) für jede Motorphase (14a, 14b, 14c) ein erstes, spannungsseitiges und ein zweites, masseseitiges Halbbrückenschaltelement (35a, 35b, 35c, 37a, 37b, 37c) umfasst, deren gemeinsamer Verbindungsanschluss mit der jeweiligen Motorphase (14a, 14b, 14c) elektrisch verbunden ist, und mit einer Phasensteuervorrichtung (17) zum Ansteuern der Schaltungsanordnung (15) im Betrieb des Elektromotors (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eine Fehlerfallsteuervorrichtung (25) umfasst, die dazu ausgebildet ist, bei Vorliegen einer Fehlerbedingung für jede Motorphase (14a, 14b, 14c) sowohl das erste als auch das zweite Halbbrückenschaltelement (35a, 35b, 35c, 37a, 37b, 37c) zu schließen.Control unit for an electric motor ( 11 ) of a roll stabilizer, with a circuit arrangement ( 15 ) for selectively electrically connecting the motor phases ( 14a . 14b . 14c ) of the electric motor ( 11 ) with an electrical energy supply ( 13 ), wherein the circuit arrangement ( 15 ) for each engine phase ( 14a . 14b . 14c ) a first, voltage-side and a second, ground-side half-bridge switching element ( 35a . 35b . 35c . 37a . 37b . 37c ) whose common connection connection with the respective motor phase ( 14a . 14b . 14c ) is electrically connected, and with a phase control device ( 17 ) for driving the circuit arrangement ( 15 ) during operation of the electric motor ( 11 ), characterized in that the control unit includes an error-handling control device ( 25 ), which is adapted, in the presence of a fault condition for each engine phase ( 14a . 14b . 14c ) both the first and the second half-bridge switching element ( 35a . 35b . 35c . 37a . 37b . 37c ) close. Steuereinheit nach Anspruch 1, wobei die Fehlerfallsteuervorrichtung (25) eine Fehlererkennungseinrichtung (27) umfasst, welche in der Lage ist, eine Fehlfunktion der Phasensteuervorrichtung (17) und/oder einen Ausfall der elektrischen Energieversorgung (13) zu erkennen, um so das Vorliegen einer Fehlerbedingung festzustellen.A control unit according to claim 1, wherein the fault event control device ( 25 ) an error detection device ( 27 ) which is capable of detecting a malfunction of the phase control device ( 17 ) and / or a failure of the electrical power supply ( 13 ) to detect the existence of an error condition. Steuereinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fehlerfallsteuervorrichtung (25) ein Versorgungstrennschaltelement (39) zum wahlweisen gemeinsamen Trennen der Motorphasen (14a, 14b, 14c) von der elektrischen Energieversorgung (13) umfasst.A control unit according to claim 1 or 2, wherein the fault event control device ( 25 ) a power disconnect switch element ( 39 ) for optionally jointly separating the motor phases ( 14a . 14b . 14c ) from the electrical power supply ( 13 ). Steuereinheit nach Anspruch 3, wobei die Fehlerfallsteuervorrichtung (25) dazu ausgebildet ist, bei Vorliegen einer Fehlerbedingung sowohl die Halbbrückenschaltelemente (35a, 35b, 35c, 37a, 37b, 37c) zu schließen als auch das Versorgungstrennschaltelement (39) zu öffnen.The control unit according to claim 3, wherein the fault case control device ( 25 ) is designed, in the presence of an error condition, both the half-bridge switching elements ( 35a . 35b . 35c . 37a . 37b . 37c ) as well as the supply disconnect switching element ( 39 ) to open. Steuereinheit nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Fehlerfallsteuervorrichtung (25) mit einem elektrischen Energiespeicher (33) zur bedarfsweisen Notversorgung der Fehlerfallsteuervorrichtung (25) verbunden ist.Control unit according to at least one of the preceding claims, wherein the fault event control device ( 25 ) with an electrical energy store ( 33 ) for on-demand emergency supply of the fault control device ( 25 ) connected is. Steuereinheit nach Anspruch 5, wobei der elektrische Energiespeicher (33) einen an die elektrische Energieversorgung (13) angeschlossenen Kondensator (50) umfasst.Control unit according to claim 5, wherein the electrical energy store ( 33 ) one to the electrical power supply ( 13 ) connected capacitor ( 50 ). Steuereinheit nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Halbbrückenschaltelemente (35a, 35b, 35c, 37a, 37b, 37c) als Transistoren, insbesondere als Feldeffekttransistoren oder als Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode, ausgeführt sind.Control unit according to at least one of the preceding claims, wherein the half-bridge switching elements ( 35a . 35b . 35c . 37a . 37b . 37c ) are designed as transistors, in particular as field-effect transistors or as bipolar transistors with insulated gate electrode. Steuereinheit nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Fehlerfallsteuervorrichtung (25) ein erstes Steuerelement (41) zum gemeinsamen Ansteuern aller spannungsseitigen Halbbrückenschaltelemente (35a, 35b, 35c) und ein zweites Steuerelement (42) zum gemeinsamen Ansteuern aller masseseitigen Halbbrückenschaltelemente (37a, 37b, 37c) umfasst.Control unit according to at least one of the preceding claims, wherein the fault event control device ( 25 ) a first control ( 41 ) for jointly controlling all the voltage-side half-bridge switching elements ( 35a . 35b . 35c ) and a second control ( 42 ) for the common activation of all mass-side half-bridge switching elements ( 37a . 37b . 37c ). Steuereinheit nach Anspruch 8, wobei das erste und das zweite Steuerelement (41, 42) als Transistoren, insbesondere als Bipolartransistoren, ausgeführt sind.A control unit according to claim 8, wherein the first and second control elements ( 41 . 42 ) are designed as transistors, in particular as bipolar transistors. Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug, mit einem Elektromotor (11) und einer Steuereinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche.Roll stabilizer for a motor vehicle, with an electric motor ( 11 ) and a control unit according to one of the preceding claims.
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