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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erkennen eines Fehlerstroms für ein Steuergerät zur Ansteuerung eines mehrphasigen Aktors, auf eine entsprechende Überwachungsvorrichtung sowie auf ein entsprechendes Computerprogramm.
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Zur Ansteuerung eines elektrischen Dreiphasenmotors ist es üblich, über eine B6-Brücke ein elektrisches Drehfeld zu erzeugen, das den Motor drehen lässt. Zum Schutz des Steuergerätes gegen hohe Kurzschlussströme, die beispielsweise bei durchgescheuerten Verbindungskabeln auftreten können, ist es üblich, die Spannungsabfälle an den verwendeten Leistungsschaltern zu beobachten und beim Überschreiten einer bestimmten Spannung abzuschalten (sogenannte Uds-Abschaltung, Uds für Spannung an einer Drain-Source-Strecke). Das funktioniert bei Strömen, die deutlich höher sind als die vorgesehenen normalen Betriebsströme.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Erkennen eines Fehlerstroms für ein Steuergerät zur Ansteuerung eines mehrphasigen Aktors, weiterhin eine Überwachungsvorrichtung, die dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Ein Vergleich eines Stromflusses an einem ersten Versorgungsanschluss einer Ansteuerung eines elektrischen Mehrphasenmotors mit einem Stromfluss an einem dazugehörigen zweiten Versorgungsanschluss kann einen Fehlerstrom aufzeigen. So wird der Stromfluss in einer Gleichstromzuleitung überwacht. Dabei kann vorteilhaft eine Überlastung der Ansteuerung vermieden werden. Vorteilhaft können dabei auch externe Kurzschlüsse nach Masse detektiert werden.
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Es wird ein Verfahren zum Erkennen eines Fehlerstroms für ein Steuergerät zur Ansteuerung eines mehrphasigen Aktors vorgestellt, wobei das Steuergerät einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss für einen Versorgungsstrom aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Einlesen eines einen ersten Stromwert repräsentierenden ersten Spannungssignals an dem ersten Anschluss sowie eines einen zweiten Stromwert repräsentierenden zweiten Spannungssignals an dem zweiten Anschluss; und
Bilden eines den Fehlerstrom repräsentierenden Fehlerspannungssignals unter Verwendung des ersten Spannungssignals und des zweiten Spannungssignals, um unter Verwendung des Fehlerspannungssignals den Fehlerstrom zu erkennen.
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Unter dem mehrphasigen Aktor kann beispielsweise ein Dreiphasen-Drehstrommotor verstanden werden. Dabei kann das Steuergerät mit einem Gleichstrom versorgt werden. So kann beispielsweise der erste Anschluss ein Pluspotenzial und der zweite Anschluss ein Minuspotenzial aufweisen. Eine Schaltung in dem Steuergerät kann einen Drehstrom zur Ansteuerung des Aktors bereitstellen. Ein Strom oder Stromfluss kann an dem ersten Anschluss und/oder dem zweiten Anschluss gemessen werden. Dabei kann ein Strommessgerät, Messumformer oder Messumsetzer verwendet werden. Dabei kann die Strommessung über ein Magnetfeld unter Verwendung eines Stromsensors und/oder unter Verwendung eines Messwiderstands erfolgen. Ein Stromwert kann durch ein normiertes Signal repräsentiert werden.
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Ferner kann im Schritt des Bildens das Fehlerspannungssignal als Differenzbetrag zwischen dem ersten Spannungssignal und dem zweiten Spannungssignal gebildet werden. So kann einfach auf einen Fehlerstrom überprüft werden. Ein von 0 V abweichendes Fehlerspannungssignal kann ein Vorliegen eines Fehlerstroms repräsentieren.
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Das Verfahren kann einen dem Schritt des Bildens des Fehlerspannungssignals vorausgehenden Schritt des Übertragens, Anpassens oder Veränderns eines ersten Potenzials des ersten Spannungssignals auf/an ein zweites Potenzial des zweiten Spannungssignals aufweisen. Ein Stromsignal an dem ersten Anschluss kann vorteilhafterweise über eine Stromspiegelschaltung auf das zweite Potenzial übertragen oder an diese angepasst werden und somit zu einem Vergleich bereitstehen. Beispielsweise kann es sich bei dem zweiten Potenzial um ein Minuspotenzial oder Masse handeln.
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Ferner kann das Verfahren einen Schritt des Vergleichens umfassen. Der Schritt des Vergleichens kann im Schritt des Bildens des Fehlerspannungssignals nachfolgenden. In dem Schritt des Vergleichens kann das Fehlerspannungssignal mit einem einen Schwellwert repräsentierenden Referenzsignal verglichen werden, um bei Überschreiten des Schwellwerts durch das Fehlerspannungssignal ein Steuersignal zum Abschalten des Steuergeräts und/oder des mehrphasigen Aktors bereitzustellen. Das Steuersignal kann einfach im Fehlerfall dazu verwendet werden, die Ansteuerung des mehrphasigen Aktors abzuschalten.
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Günstig ist auch ein Schritt der Analog-Digital-Wandlung, in dem das den ersten Stromwert repräsentierende erste Spannungssignal sowie das den zweiten Stromwert repräsentierende zweite Spannungssignal digitalisiert wird, um den Schritt des Bildens und/oder den Schritt des Übertragens und/oder den Schritt des Vergleichens in einem Mikroprozessor durchzuführen. So können einzelne Schritte oder ein Großteil des Verfahrens in Software realisiert werden.
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Im Schritt des Einlesens kann das erste Spannungssignal als eine an einem in dem ersten Anschluss angeordneten ersten Shunt-Widerstand abfallende Spannung erfasst werden. Ferner kann im Schritt des Einlesens das zweite Spannungssignal als eine an dem zweiten Anschluss angeordneten zweiten Shunt-Widerstand abfallende Spannung erfasst werden. Dabei kann eine Spannung vor dem Shunt-Widerstand und eine weitere Spannung nach dem Shunt-Widerstand abgegriffen werden und über einen Komparator die Differenz der beiden Spannungen als erstes Spannungssignal beziehungsweise zweites Spannungssignal bereitgestellt werden. Alternativ kann die Spannung vor dem Shunt-Widerstand und die weitere Spannung nach dem Shunt-Widerstand digitalisiert werden und die Differenz unter Verwendung eines Mikroprozessors bestimmt werden. Unter einem Shunt-Widerstand kann ein Messwiderstand, Strommessshunt oder Shunt verstanden werden. Der Shunt-Widerstand kann einen Vierleiteranschluss aufweisen.
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Im Schritt des Bildens kann das Fehlerspannungssignal unter Verwendung eines Komparators gebildet werden, wobei an einem ersten Eingang des Komparators das erste Spannungssignal und an einem zweiten Eingang des Komparators das zweite Spannungssignal anliegt und an einem Ausgang des Komparators als Differenzbetrag das Fehlerspannungssignal bereitgestellt wird. So können die Schritte des Verfahrens über eine analoge Schaltung einfach und kostengünstig realisiert werden.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Überwachungsvorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Überwachungsvorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einer Überwachungsvorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Überwachungsvorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung wie beispielsweise der Überwachungsvorrichtung ausgeführt wird.
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Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blockschaltbild eines Steuergeräts zur Ansteuerung für einen mehrphasigen Aktor;
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2 ein Blockschaltbild einer Überwachungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 ein Blockschaltbild einer Überwachungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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4 ein Blockschaltbild einer Überwachungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt ein Blockschaltbild eines Steuergeräts 100 zur Ansteuerung für einen mehrphasigen Aktor 102. Der mehrphasige Aktor 102 steht stellvertretend für einen elektrischen Dreiphasenmotor 102. Das Steuergerät 100 weist einen ersten Anschluss 104 und einen zweiten Anschluss 106 für einen Versorgungsstrom auf. In einem Ausführungsbeispiel liegt an dem ersten Anschluss 104 ein positives Potenzial und an dem zweiten Anschluss 106 ein negatives Potenzial an. Der zweite Anschluss 106 ist mit Masse verbunden. Das Steuergerät 100 weist zwischen dem ersten Anschluss 104 und dem zweiten Anschluss 106 eine B6-Brücke 108 zur Ansteuerung des mehrphasigen Aktors 102 auf. Die B6-Brücke 108 umfasst sechs Leistungsschalter 110, wobei jeweils ein Leistungsschalter 110 einen Anschluss 104, 106 mit einer Phase 112 des mehrphasigen Aktors 102 koppelt. Der Übersichtlichkeit halber sind nur zwei Leistungsschalter 110 exemplarisch mit Bezugszeichen versehen. Dabei ist ein zwischen dem ersten Anschluss 104 und einer ersten Phase 112 angeordneter Leistungsschalter mit einer ersten Uds-Überwachung 114 und ein zwischen dem zweiten Anschluss 106 und der ersten Phase 112 angeordneter Leistungsschalter mit einer zweiten Uds-Überwachung 114 gekoppelt. Die Uds-Überwachung 114 ist ausgebildet, einen Spannungsabfall an den verwendeten Leistungsschaltern 110 zu beobachten und beim Überschreiten einer bestimmten Spannung das Steuergerät 100 bzw. die Leistungsschalter 110 abzuschalten.
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Ist der durch den Kurzschluss entstandene Strom nicht ausreichend hoch zur Auslösung einer Abschaltung, so wird das Steuergerät 100 dauerhaft mit erhöhtem Strom belastet, was bei Überschreitung der Robustheit zum Ausfall führen kann.
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In dem zweiten Anschluss 106 ist ein Shunt 116 bzw. Shunt-Widerstand 116 angeordnet. Ein Messverstärker 118 ist mit dem Shunt 116 gekoppelt und ist ausgebildet, den durch den durch den Shunt fließenden Strom verursachten Spannungsabfall zu messen.
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Mit anderen Worten ist zur Erfassung des Motorstroms ein Strommessshunt 116 vorgesehen, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf Minuspotenzial, was die weitere Signalaufbereitung vereinfacht. Kurzschlüsse nach Masse fließen jedoch an dem Shunt 116 vorbei.
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In dem in 1 dargestellten Blockschaltbild ist die erste Phase 112 einen Kurzschluss bildend auf Masse gelegt. Dies repräsentiert einen Fehler, der sich beispielsweise auch durch einen Leckstrom, Kriechstrom oder einen Ableitstrom darstellen kann.
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2 zeigt ein Blockschaltbild einer Überwachungsvorrichtung 220 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Überwachungsvorrichtung 220 ist ausgebildet zum Erkennen eines Fehlerstroms für ein Steuergerät 100 zur Ansteuerung eines mehrphasigen Aktors 102. Bei dem Steuergerät 100 kann es sich um ein Ausführungsbeispiel eines in 1 gezeigten Steuergeräts 100 handeln. Die Überwachungsvorrichtung 220 umfasst eine Schnittstelle 222 zum Einlesen eines einen ersten Stromwert 224 repräsentierenden ersten Spannungssignals 226 an dem ersten Anschluss 104 sowie eines einen zweiten Stromwert 228 repräsentierenden zweiten Spannungssignals 230 an dem zweiten Anschluss 106. Weiterhin umfasst die Überwachungsvorrichtung 220 eine Einrichtung 232 zum Bilden eines den Fehlerstrom repräsentierenden Fehlerspannungssignals 234 unter Verwendung des ersten Spannungssignals 226 sowie des zweiten Spannungssignals 230, um unter Verwendung des Fehlerspannungssignals 234 den Fehlerstrom zu erkennen.
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In einem Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung 232 zum Bilden des Fehlerspannungssignals 234 ausgebildet, das Fehlerspannungssignal 234 als Differenzbetrag zwischen dem ersten Spannungssignal 226 und dem zweiten Spannungssignal 230 zu bilden.
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Optional umfasst die Überwachungsvorrichtung 220 wie in 2 dargestellt eine Vergleichseinrichtung 236, die ausgebildet ist, das an einem Eingang der Vergleichseinrichtung 236 anliegende Fehlerspannungssignal 234 mit einem Referenzsignal 238 zu vergleichen. Dabei repräsentiert das Referenzsignal 238 einen Schwellwert für das Fehlerspannungssignal 234. Die Vergleichseinrichtung 236 ist weiterhin ausgebildet, ein Steuersignal 240 zum Abschalten des Steuergeräts oder des mehrphasigen Aktors 102 bereitzustellen, wenn das Fehlerspannungssignal den Schwellwert überschreitet.
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Die hier dargestellten Einrichtungen der Überwachungsvorrichtung 220 sind wie in 3 und 4 dargestellt als analoge Schaltung mittels Shunt-Widerständen, Komparatoren, Messverstärkern oder eine Stromspiegelschaltung realisierbar. Alternativ wird ein in 2 nicht dargestellter Analog-Digital-Wandler eingesetzt, um Spannungssignale oder Stromsignale zu erfassen. Die dem Analog-Digital-Wandler nachgeordneten Einrichtungen sind dann als Softwaremodule realisiert. Entsprechend sind liegen die Signale dann als digitale Werte, welche eine Spannung oder einen Strom repräsentieren, vor.
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Aufgabe der Überwachungsvorrichtung 220 ist es, in einem elektronischen Steuergerät 100, das mindestens einen Ausgang zur Ansteuerung mindestens eines mehrphasigen Aktors 102 hat, aufgetretene Fehlerströme zu erfassen, um mittels Fehlerstromabschaltung das Steuergerät 100 zu schützen. Somit handelt es sich bei der Überwachungsvorrichtung 220 auch um eine Vorrichtung zum Erkennen eines Fehlerstroms.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, die beiden Brücken-Versorgungsströme 224, 228 messtechnisch zu erfassen und zu vergleichen. Die Differenz der beiden Ströme 224, 228 entspricht dem Fehlerstrom, der außerhalb des Steuergerätes 100 abfließt. Wenn die Differenz (Fehlerspannungssignal 234) der beiden Ströme 224, 228 größer ist als eine Grenzschwelle (Referenzspannung 238), so führt in einem Ausführungsbeispiel ein Schaltungseingriff zur Abschaltung der Ansteuerung.
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Ferner ist in dem in 2 dargestellten Blockschaltbild die dritte Phase 112, einen Kurzschluss oder parasitäre Ströme bildend, über einen Widerstand 242 auf Masse 244 gelegt. Dies repräsentiert einen Fehler, der sich beispielsweise auch durch einen Leckstrom, Kriechstrom oder einen Ableitstrom darstellen kann. Ein solcher Fehler findet sich auch zur Illustration in den beiden folgenden Figuren.
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3 zeigt ein Blockschaltbild einer Überwachungsvorrichtung 220 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei der Überwachungsvorrichtung 220 kann es sich um ein Ausführungsbeispiel einer in 2 dargestellten Überwachungsvorrichtung 220 handeln. Die Überwachungsvorrichtung 220 ist ausgebildet zum Erkennen eines Fehlerstroms für ein Steuergerät 100 zur Ansteuerung eines mehrphasigen Aktors 102. Bei dem Steuergerät 100 kann es sich um ein Ausführungsbeispiel eines in 1 gezeigten Steuergeräts 100 handeln. Die Einrichtungen der Überwachungsvorrichtung 220 sind mittels analoger Bauteile realisiert. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Überwachungsvorrichtung 220 um eine analoge Schaltung. Der erste Anschluss 104 wird über einen ersten Shunt-Widerstand 350 geleitet. Der zweite Anschluss 106 wird über einen zweiten Shunt-Widerstand 352 geleitet. Ein erster Messverstärker 354 ist mit dem ersten Shunt-Widerstand 350 verbunden. Dabei ist ein erster Anschluss des ersten Messverstärkers 354 mit einem ersten Anschluss des ersten Shunt-Widerstands 350 verbunden. Ein zweiter Anschluss des ersten Messverstärkers 354 ist mit einem zweiten Anschluss des Shunt-Widerstands 350 verbunden. Am Ausgang des ersten Messverstärkers 354 liegt das erste Spannungssignal 226 an. Am Ausgang des zweiten Messverstärkers 356 liegt das zweite Spannungssignal 230 an. Das erste Spannungssignal 226 sowie das zweite Spannungssignal 230 liegen an Eingängen der Einrichtung 232 zum Bilden des Fehlerspannungssignals 234 an. Die Einrichtung 232 zum Bilden des Fehlerspannungssignals 234 ist in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet zur Differenzbetragsbildung zwischen Plusstrom an dem ersten Eingang 104 sowie Minusstrom an dem zweiten Eingang 106 des Steuergeräts 100.
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Dabei ist die Einrichtung 232 zum Bilden des Fehlerspannungssignals 234 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als ein Komparator 232 ausgeführt. Das Fehlerspannungssignal 234 liegt an einem Eingang der als Komparator 236 ausgeführten Vergleichseinrichtung 236. An einem zweiten Eingang des Komparators 236 liegt das Referenzsignal 238 an. Der Komparator 236 stellt an seinem Ausgang das Steuersignal 240 bereit.
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In einem Ausführungsbeispiel ist eine Übertragungseinrichtung 358 zwischen dem Messverstärker 354 und der Einrichtung 232 zum Bilden des Fehlerspannungssignals 234 angeordnet, die ausgebildet ist, ein erstes Potenzial des ersten Spannungssignals 226 auf ein zweites Potenzial des zweiten Spannungssignals 230 zu übertragen. Dabei ist die Übertragungseinrichtung 358 in einem Ausführungsbeispiel als Stromspiegelschaltung umgesetzt.
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Durch eine Strommessung sowohl an dem ersten Eingang 104 als auch an dem zweiten Eingang 106 des Steuergeräts 100 wird auch ein externer Kurzschluss nach Masse erkannt.
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In einem besonderen Ausführungsbeispiel repräsentiert die Einrichtung 354 einen ersten Messverstärker für einen Plusstrom 224 und eine Signalübertragung auf das Minuspotenzial. In diesem Fall ist die Übertragungseinrichtung 358 in die Einrichtung 354 integriert. Die Einrichtung 356 repräsentiert einen Messverstärker für einen Minusstrom 228. Die Einrichtung 232 ist ausgebildet zur Differenzbetragsbildung zwischen Plusstrom 224 und dem Minusstrom 228. In der Einrichtung 236 vergleicht ein Komparator 236 den Fehlerstrom oder ein den Fehlerstrom repräsentierendes Fehlerspannungssignal 234 mit dem Schwellwert 238.
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In der praktischen Realisierung kann in einem Ausführungsbeispiel wie in 3 dargestellt die Messung des Plusstroms durch einen Strommessshunt 350 erfolgen, dessen Stromsignal vorteilhafterweise über eine Stromspiegelschaltung auf Minuspotenzial (Masse, GND) übertragen wird und somit zum Vergleich mit dem Minusstromsignal bereitsteht. Über eine Differenzbetragsbildung 232 wird darauf der Fehlerstrombetrag der beiden Stromsignale generiert. Über einen Komparator 236 wird das Fehlerstromsignal verglichen mit einem Schwellwert. Das Ausgangssignal 240 kann dazu verwendet werden, im Fehlerfall eine Abschaltung der Ansteuerung 100 durchzuführen. Auch wenn hier von Stromsignal gesprochen wird, so handelt es sich bei den Signalen in der Regel um das Stromsignal repräsentierende Spannungssignale.
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Je nach den Fähigkeiten eines nachgeschalteten Mikrocontrollers können Teile oder alle der Verstärker bzw. Komparatoren 232, 236, 354, 356 auch per A/D-Wandlung und Software realisiert sein.
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Als Shunt-Widerstand 350, 352 können in optionalen Ausführungsbeispielen auch parasitäre Komponenten verwendet werden, wie beispielsweise Leiterbahnzüge, EMV-Komponenten oder ein Verpolschutztransistor, sofern sie sich im Zuleitungspfad befinden und eine ausreichende Genauigkeit bereitstellen. Alternativ kann die Strommessung auch über eine Strommessung über das in den Zuleitungen oder Anschlüssen erzeugte Magnetfeld erfolgen.
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4 zeigt eine Realisierung für ein Steuergerät 100 mit mehreren B6-Brücken 108. In diesem Fall kann die Fehlerstromauswertung 220 alle B6-Brücken 108 überwachen, sodass nicht für jede einzelne B6-Brücke 108 eine Auswerteschaltung 220 erforderlich ist:
Die Überwachungsvorrichtung 220 kann generell in allen Steuergeräten 100 eingesetzt werden, bei denen die Erkennung eines außerhalb vom Steuergerät 100 abfließenden Fehlerstroms gewünscht wird, beispielsweise um Komponenten vor Überlastung zu schützen. Besonders vorteilhaft ist die Überwachungsvorrichtung 220 für Steuergeräte zum Ansteuern von mehrphasigen Motoren 102. Besonders vorteilhaft für Steuergeräte 100 zum Ansteuern von mehreren Motoren 102. Beispielsweise kann die Überwachungsvorrichtung für Doppelkupplungs-Steuergeräte verwendet werden.
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4 zeigt ein Blockschaltbild einer Überwachungsvorrichtung 220 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung der Überwachungsvorrichtung 220 entspricht der Darstellung der Überwachungsvorrichtung 220 in 3. 4 unterscheidet sich von der Darstellung in 3 dadurch, dass das Steuergerät 100 eine Mehrzahl von B6-Brücken aufweist. So sind vier weitere B6-Brücken dargestellt. Vorteilhaft überwacht die Fehlerstromauswertung der Überwachungsvorrichtung 220 alle Brücken des Steuergeräts 100, sodass nicht für jede Brücke eine separate Auswerteschaltung erforderlich ist.
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5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 560 zum Erkennen eines Fehlerstroms für ein Steuergerät zur Ansteuerung eines mehrphasigen Aktors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Steuergerät kann es sich um ein Ausführungsbeispiel von einem in den vorangegangenen Figuren gezeigten Steuergerät 100 handeln. So kann es sich bei dem mehrphasigen Aktor um eine Variante eines in den vorangegangenen Figuren gezeigten mehrphasigen Aktors 102 handeln.
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Das Verfahren 560 umfasst einen Schritt 362 des Einlesens eines einen ersten Stromwert repräsentierenden ersten Spannungssignals an dem ersten Anschluss sowie eines einen zweiten Stromwert repräsentierenden zweiten Spannungssignals an dem zweiten Anschluss sowie einen Schritt 364 des Bildens eines den Fehlerstrom repräsentierenden Fehlerspannungssignals unter Verwendung des ersten Spannungssignals und des zweiten Spannungssignals, um unter Verwendung des Fehlerspannungssignals den Fehlerstrom zu erkennen.
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Dabei wird optional das Fehlerspannungssignal als Differenzbetrag zwischen dem ersten Spannungssignal und dem zweiten Spannungssignal gebildet.
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Optional weist das Verfahren einen Schritt 366 des Übertragens eines ersten Potenzials des ersten Spannungssignals auf ein zweites Potenzial des zweiten Spannungssignals auf. Der optionale Schritt 366 des Übertragens geht dabei dem Schritt 364 des Bildens voraus.
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Optional folgt auf den Schritt 364 des Bildens ein Schritt 368 des Vergleichens des Fehlerspannungssignals mit einem einen Schwellwert repräsentierenden Referenzsignal, um bei Überschreiten des Schwellwerts durch das Fehlerspannungssignal ein Steuersignal zum Abschalten des Steuergeräts und/oder des mehrphasigen Aktors bereitzustellen.
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In einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren einen nicht dargestellten optionalen Schritt der Analog-Digital-Wandlung. Im Schritt der Analog-Digital-Wandlung werden das erste Spannungssignal und das zweite Spannungssignal digitalisiert oder alternativ das Fehlerspannungssignal digitalisiert. In einem Ausführungsbeispiel werden an jedem der Eingänge des Steuergeräts vor und nach einem Shunt-Widerstand Spannungen erfasst, um die den jeweiligen Stromwert repräsentierenden Spannungssignale zu bestimmen.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
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Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ -Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
