DE102015104842A1

DE102015104842A1 - Redundantes Strommessverfahren für einen EPS-Wechselrichter

Info

Publication number: DE102015104842A1
Application number: DE102015104842.6A
Authority: DE
Inventors: Christoph Orou
Original assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2016-10-06

Abstract

Offenbart wird ein Wechselrichter zur Ansteuerung eines Elektromotors 1 eines Lenkungssystems eines Fahrzeugs, umfassend eine erste Halbbrücke mit einem ersten Mosfet 2, 3 als Leistungsschalter, eine zweite Halbbrücke mit einem zweiten Mosfet 2, 3 als Leistungsschalter und eine dritte Halbbrücke mit einem dritten Mosfet 2, 3 als Leistungsschalter, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Strommessvorrichtung 5 zur Berechnung des Stroms I_U und eine zweite Strommessvorrichtung 5 zur Berechnung des Stroms I_W angeordnet sind, wobei ein Strom I_U´ durch den ersten Mosfet 2, 3 durch Division der Spannung UDS und des Widerstands Rdson errechnet wird, wobei Rdson durch Messung der Sperrschichttemperatur ermittelt wird, wobei ein Strom I_V´ durch den zweiten Mosfet 2, 3 durch Division der Spannung UDS und des Widerstands Rdson errechnet wird, wobei Rdson durch Messung der Sperrschichttemperatur ermittelt wird, wobei ein Strom I_W´ durch den dritten Mosfet 2, 3 durch Division der Spannung UDS und des Widerstands Rdson errechnet wird, wobei Rdson durch Messung der Sperrschichttemperatur ermittelt wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wechselrichter und ein Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromotors eines Lenkungssystems eines Fahrzeugs.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Stand der Technik sind Strommessungen für EPS-Wechselrichter zur Ansteuerung von Servomotoren eines Lenksystems bekannt (EPS = Electric Power Steering).
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Strommessung eines EPS-Wechselrichters eines Servomotors eines Lenkungssystems ist eine Eingangsgröße des Regelkreises für eine EPS-Anwendung. Es ist daher für den Betrieb des betreffenden Fahrzeugs sicherheitskritisch, dass eine akkurate Strommessung ermöglicht wird. Ansonsten können sich Blockierer oder Selbstlenker durch das EPS-System des betreffenden Fahrzeugs ergeben.
Eine Aufgabe ist daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, um eine akkurate Messung der Ströme eines Wechselrichters vornehmen zu können.
Als erste Ausführungsform der Erfindung wird ein Wechselrichter zur Ansteuerung eines Elektromotors eines Lenkungssystems eines Fahrzeugs zur Verfügung gestellt, umfassend eine erste Halbbrücke mit einem ersten Mosfet als Leistungsschalter, eine zweite Halbbrücke mit einem zweiten Mosfet als Leistungsschalter und eine dritte Halbbrücke mit einem dritten Mosfet als Leistungsschalter, wobei eine erste Strommessvorrichtung zur Berechnung des Stroms I_U und eine zweite Strommessvorrichtung zur Berechnung des Stroms I_W angeordnet sind, wobei ein Strom I_U´ durch den ersten Mosfet durch Division der Spannung U_DS und des Widerstands R_dson errechnet wird, wobei R_dson durch Messung der Sperrschichttemperatur ermittelt wird, wobei ein Strom I_V´ durch den zweiten Mosfet durch Division der Spannung U_DS und des Widerstands R_dson errechnet wird, wobei R_dson durch Messung der Sperrschichttemperatur ermittelt wird, wobei ein Strom I_W´ durch den dritten Mosfet durch Division der Spannung U_DS und des Widerstands R_dson errechnet wird, wobei R_dson durch Messung der Sperrschichttemperatur ermittelt wird.
Durch die redundante Anordnung von fünf Strommessvorrichtungen kann ein einzelnes defektes Strommessgerät lokalisiert werden. Nachfolgend kann der Messwert des defekten Strommessgeräts ignoriert und aus den Resultaten der intakten Strommessgeräte der jeweilige korrekte Strom ermittelt werden.
Als zweite Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Messung der Phasenströme eines Wechselrichters eines Elektromotors eines Lenksystems eines Fahrzeugs zur Verfügung gestellt, wobei der Wechselrichter aufweist: eine erste Halbbrücke mit einem ersten Mosfet als Leistungsschalter, eine zweite Halbbrücke mit einem zweiten Mosfet als Leistungsschalter und eine dritte Halbbrücke mit einem dritten Mosfet als Leistungsschalter umfassend die Schritte: Messen des Stroms I_U durch die erste Halbbrücke oder messen des Stroms durch einen ersten Phasenstrang des Elektromotors, Messen des Stroms I_W durch die dritte Halbbrücke oder messen des Stroms durch einen zweiten Phasenstrang des Elektromotors, Errechnen des Stroms I_U´ als Division U_DS/R_dson, wobei R_dson durch die Sperrschichttemperatur ermittelt wird, Errechnen des Stroms I_V´ als Division U_DS/R_dson, wobei R_dson durch die Sperrschichttemperatur ermittelt wird und Errechnen des Stroms I_W´ als Division U_DS/R_dson, wobei R_dson durch die Sperrschichttemperatur ermittelt wird.
Beispielhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Wechselrichter zur Verfügung gestellt, wobei die erste Strommessvorrichtung in der ersten Halbbrücke und die zweite Strommessvorrichtung in der dritten Halbbrücke angeordnet sind oder wobei die erste Strommessvorrichtung in einem ersten Phasenstrang des Elektromotors und die zweite Strommessvorrichtung in einem zweiten Phasenstrang des Elektromotors angeordnet sind.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Wechselrichter zur Verfügung gestellt, wobei der erste Mosfet, der zweite Mosfet und der dritte Mosfet Highside-Leistungsschalter sind oder wobei der erste Mosfet, der zweite Mosfet und der dritte Mosfet Lowside-Leistungsschalter sind.
Alternativ können die Messungen zur Ermittlung der Ströme an den Highside- oder an den Lowside-Mosfets vorgenommen werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei falls die Gleichung I_U + I_V´ + I_W = 0 erfüllt ist, davon ausgegangen wird, dass genau eine der Strommessvorrichtungen, die den Strom I_U´ bzw. den Strom I_W´ zum Resultat haben, defekt ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei falls die Gleichung I_U´ + I_V´ + I_W = 0 erfüllt ist, davon ausgegangen wird, dass genau eine der Strommessvorrichtungen, die den Strom I_U oder den Strom I_W´ zum Resultat haben, defekt ist.
Es wird grundsätzlich davon ausgegangen, dass nur eine einzige Strommessvorrichtung defekt ist und nicht zwei, drei, vier oder sogar sämtliche fünf. In diesem Fall können bei Anwendung der Knotenregel nach Kirchhoff nur diejenigen Strommessvorrichtungen defekt sein, deren Messwerte nicht in der Knotenregel berücksichtigt werden, falls die Knotenregel erfüllt wird.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei falls I_U = I_U´ erfüllt ist, davon ausgegangen wird, dass genau eine der Strommessvorrichtungen, die den Strom I_V´, I_W oder I_W´ zum Resultat haben, defekt ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei falls I_W = I_W´ erfüllt ist, davon ausgegangen wird, dass genau eine der Strommessvorrichtungen, die den Strom I_U, I_U´ oder I_V´ zum Resultat haben, defekt ist.
Werden Gleichungen erfüllt, so wird davon ausgegangen, dass die Strommessvorrichtungen, deren Messwerte in die Gleichungen einfließen, nicht defekt sind.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei falls die Strommessvorrichtung, die den Strom I_U zum Resultat hat, defekt ist, das korrekte I_U als I_U = –(I_V` + I_W) oder als I_U = I_U´ ermittelt wird, falls die Strommessvorrichtung, die den Strom I_U´ zum Resultat hat, defekt ist, das korrekte I_U´ als I_U´ = –(I_V´ + I_W) oder als I_U´ = I_U ermittelt wird, falls die Strommessvorrichtung, die den Strom I_V´ zum Resultat hat, defekt ist, das korrekte I_V´ als I_V´ = –(I_U + I_W) oder I_V´ = –(I_U´ + I_W) ermittelt wird, falls die Strommessvorrichtung defekt ist, die den Strom I_W zum Resultat hat, das korrekte I_W als I_W = –(I_U + I_V´) oder I_W = –(I_U´ + I_V´) oder als I_W = I_W´ ermittelt wird und falls die Strommessvorrichtung defekt ist, die den Strom I_W´ zum Resultat hat, das korrekte I_W´ als I_W´ = –(I_U + I_V´) oder I_W´ = –(I_U´ + I_V´) oder als I_W´ = I_W ermittelt wird.
Wurde bestimmt, welche Strommessvorrichtung defekt ist, kann der entsprechende Strom dieses Stromzweigs bzw. Strompfads bzw. Phasenstrangs bzw. Phasenabgangs bzw. Halbbrücke beispielsweise mittels der Knotenregel errechnet werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei die Ermittlung des Widerstands R_dson eines Mosfets durch Zuordnung einer Sperrschichttemperatur des Mosfets zu einem entsprechenden On-Widerstand R_dson erfolgt.
Der Widerstand R_dson eines Mosfets kann anhand einer Tabelle durch Angabe der Sperrschichttemperatur ermittelt werden.
Als eine Idee der Erfindung kann angesehen werden, redundante Strommessungen vorzunehmen, um insbesondere zwei Sätze von Phasenströmen zu erhalten. Ein jeweils fehlender Phasenstrom wird durch die Anwendung der Knotenregel errechnet. In einem Fehlerfall werden die beiden Sätze von Phasenströmen herangezogen, um feststellen welche Strommessvorrichtung defekt ist. Der Messwert der defekten Strommessvorrichtung wird nachfolgend ignoriert und ein korrekter Stromwert aus den korrekten Messwerten ermittelt.
Die einzelnen Merkmale können selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele deutlich. Es zeigen
1 einen EPS-Wechselrichter mit R_dson-Strommessung unterhalb der Lowside(LS)-Mosfets,
2 einen EPS-Wechselrichter mit R_dson-Strommessung und Strommessung in den Motorphasen,
3 eine schematische Darstellung der Berechnung des Stroms durch einen Mosfet anhand einer Divisionsbildung von U_DS und R_dson, wobei zur Ermittlung des R_dson die Sperrschichttemperatur des Mosfets verwendet wird,
4 eine Tabelle zum Bestimmen der defekten Strommessvorrichtung und
5 eine Tabelle, die zeigt, dass aufgrund von vier Gleichungen eindeutig bestimmt werden kann, welche Strommessvorrichtung defekt ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt einen EPS-Wechselrichter mit fünf Strommessvorrichtungen 5, 10, wobei die Ströme I_U, I_U´, I_V´, I_W und I_W´ bestimmt werden. Die Ströme I_U und I_W ergeben sich durch die Strommessgeräte 5, die beispielsweise als Shunt-Widerstands- oder als Hall-Effekt-Strommessgeräte ausgebildet sein können. Die Ströme I_U´, I_V´ und I_W´ werden dadurch ermittelt, dass durch ein Spannungsgerät 8 U_DS bestimmt wird und der Sperrschichtwiderstand R_dson errechnet wird. Der Sperrschichtwiderstand R_dson ist abhängig von der Sperrschichttemperatur des entsprechenden Mosfets. Die Division dieser beider Werte U_DS/R_dson ergibt den jeweiligen Strom I_U´, I_V´ bzw. I_W´. In der Darstellung wird die Berechnung/Messung der Ströme I_U´, I_V´ und I_W´ mit einem Symbol A als Amperemeter 10 dargestellt. Es ergeben sich durch die fünf Strommessvorrichtungen 5, 10 insgesamt fünf Stromwerte I_U, I_W, I_U´, I_V´ und I_W´. Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass eine Strommessvorrichtung defekt ist, und zwar genau eine und nicht mehrere.
Die gemessenen bzw. errechneten Stromwerte I_U, I_U´, I_V`, I_W und I_W´ werden genutzt, um die defekte Strommessvorrichtung 5, 10 zu bestimmen. Ergibt die Gleichung I_U + I_V´ + I_W den Wert Null, so ist die Knotenregel nach Kirchhoff erfüllt, und es kann davon ausgegangen werden, dass die Strommessvorrichtungen, die die Ergebnisse I_U, I_V´ und I_W liefern, nicht defekt sind. Es ist daher davon auszugehen, dass genau eines der Strommessgeräte 10, das den Strom I_U´ oder I_W´ misst/berechnet, defekt ist. Die Voraussetzung hierbei ist, dass genau eine Strommessvorrichtung 5, 10 defekt ist.
Ergibt die Gleichung I_U´ + I_V´ + I_W den Wert Null, so ist die Knotenregel nach Kirchhoff erfüllt, und es kann davon ausgegangen werden, dass die Strommessvorrichtungen, die die Ergebnisse I_U`, I_V´ und I_W liefern, nicht defekt sind. Es ist daher davon auszugehen, dass genau ein Strommessgerät 5, 10, das den Strom I_U oder I_W´ misst/berechnet, defekt ist.
Ferner kann die Gleichung aufgestellt werden: I_U = I_U´. Ist die linke Gleichungsseite identisch der rechten Gleichungsseite, so kann davon ausgegangen werden, dass das fehlerhafte Strommessgerät nicht dasjenige ist, das den Messwert I_U oder I_U´ gemessen hat. Daraus folgt, dass das fehlerhafte Strommessgerät eines ist, das die Ströme I_V´, I_W oder I_W´ gemessen bzw. ermittelt hat.
Ist bei der Gleichung I_W = I_W´ die linke Gleichungsseite identisch der rechten Gleichungsseite, so kann davon ausgegangen werden, dass I_W und I_W` richtig gemessen werden und daher eines der Strommessgeräte defekt ist, die I_U, I_U´ bzw. I_V´ ermitteln.
Insgesamt ergeben sich daher vier Gleichungen aus denen eindeutig bestimmbar ist, welches der fünf Strommessgeräte defekt ist.
Es wurde am Beispiel der 1 die Bestimmung des fehlerhaften Strommessgeräts vorgenommen, wobei fünf Strommessgeräte 5, 6, 9, 10 angeordnet wurden, die I_U, I_U´, I_V´, I_W und I_W` messen. Es ist eine beliebige andere analoge Anordnung der Strommessgeräte möglich. Insbesondere können die Strommessvorrichtungen entsprechend in den anderen Phasensträngen bzw. Halbbrücken angeordnet sein.
Ferner, können die Strommessvorrichtungen 9, 10 an den Highside-Leistungsschaltern statt an den Lowside-Leistungsschaltern angeordnet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist entsprechend anzuwenden. Beispielsweise könnten die Stromsensoren/Strommessvorrichtungen 5 statt wie in der 1 gezeigt in den Zweigen U und V oder V und W angeordnet sein. Die Strommessvorrichtungen 9, 10 wären dann entsprechend anzuordnen.
2 zeigt eine alternative Ausführungsform, wobei die Strommessgeräte 6 in den Phasensträngen des Elektromotors 1 bzw. Phasenabgängen des Wechselrichters angeordnet sind. Die Bestimmung eines defekten Strommessgeräts erfolgt analog zu dem Verfahren anhand der Ausführungsform der 1.
3 zeigt die Berechnung der Ströme I_U´, I_V´ und I_W´. Hierzu wird die Drain-Source-Spannung U_DS beispielsweise mit einem Operationsverstärker 12 gemessen. Außerdem wird mit einer Diode 16 die Sperrschichttemperatur gemessen. Anhand einer Tabelle 15 kann der Sperrschichttemperatur der dazugehörige Widerstand R_dson über die Wegstrecke Drain-Source im On-Modus des Leistungsschalters 10 zugeordnet werden. Aus einer Division der Spannung U_DS und dem Widerstand R_dson wird der Strom I_U´ oder I_V´ oder I_W` ermittelt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann analog auf Wechselrichter angewandt werden, die nicht drei Halbbrücken, sondern beispielsweise sechs, zwölf, fünfzehn, achtzehn, vierundzwanzig oder eine andere Anzahl an Halbbrücken aufweisen.
Aus der Bestimmung des defekten Strommessgeräts kann der richtige Strom für den betreffenden Phasenstrang/Phasenabgang/Zweig/Halbbrücke bestimmt bzw. errechnet werden. Falls in 1 das Strommessgerät 5 defekt ist, das I_U misst, kann mit der Knotenregel errechnet werden: I_U = –(I_V` + I_W) oder I_U wird durch I_U´ ersetzt. Wurde das Strommessgerät 10 als defekt ermittelt, das I_U´ bestimmt, kann berechnet werden: I_U´ = –(I_V´ + I_W). In dem Fall, dass das Strommessgerät 10 defekt ist, das I_V´ bestimmt, kann errechnet werden: I_V´ = –(I_U + I_W) oder I_V´ = –(I_U´ + I_W). Falls die Strommessvorrichtung defekt ist, die I_W misst, ergibt sich: I_W = –(I_U + I_V´) oder I_W = –(I_U´ + I_V´). Falls die Berechnung des Stroms I_W´ fehlerhaft ist, wird statt dem Strom I_W´ der Strom I_W verwendet.
4 zeigt eine Tabelle mit der die defekte Strommessvorrichtung bestimmt werden kann. In der ersten Zeile und in der ersten Spalte ist die Gleichung gemäß der Knotenregel I_U + I_V´ + I_W = 0. Falls diese Gleichung erfüllt ist, arbeiten die Strommessvorrichtungen, deren Mess- oder Rechenergebnisse in diese Gleichung einfließen, korrekt. Defekt können dann nur diejenigen Strommessvorrichtungen sein, die die Messergebnisse I_U´ bzw. I_W´ liefern. Diese Konsequenz ist in den weiteren Spalten der ersten Zeile durch das Kürzel „i.O.“ bzw. das Wort „defekt“ im Sinne von „die entsprechende Strommessvorrichtung ist in Ordnung bzw. ist defekt“ verdeutlicht. In der zweiten Zeile und in der ersten Spalte steht die Gleichung I_U´ + I_V´ + I_W = 0, die sich aus der Knotenregel nach Kirchhoff ergibt. Ist diese Gleichung erfüllt, so sind die Strommessvorrichtungen, die die Ströme I_U´, I_V´ und I_W als Ergebnisse liefern in Ordnung (i.O.) und die Strommessvorrichtungen, die die Ströme I_U und I_W´ liefern, können defekt sein. In der dritten Zeile steht die Gleichung I_U – I_U` = 0. Ist diese Gleichung erfüllt, so arbeiten die Strommessvorrichtungen, deren Ergebnisse die Ströme I_U und I_U´ sind, korrekt und die Strommessvorrichtungen, deren Ergebnisse die Ströme I_V´, I_W und I_W´ sind, können defekt sein. Das heißt eine, und genau eine, Strommessvorrichtung der zuletzt genannten ist defekt. In der vierten Zeile steht die Gleichung I_W – I_W´ = 0. Ist diese Gleichung korrekt, so arbeiten die Strommessvorrichtungen, deren Ergebnisse I_W und I_W´ sind, einwandfrei. Die Strommessvorrichtungen, deren Ergebnisse I_U, I_U´ bzw. I_V´ sind, können defekt sein, und zwar genau eine. Anhand dieser Tabelle kann daher die defekte Strommessvorrichtung, unter der Maßgabe, dass genau eine Strommessvorrichtung defekt ist, bestimmt werden.
5 zeigt eine Tabelle, die zeigt, dass für jede defekte Strommessvorrichtung mit dem Resultat I_U, I_U´, I_V´, I_W und I_W´ eine eindeutige Kombination von richtigen und falschen Gleichungen vorliegt. Ist die Strommessvorrichtung, die das Ergebnis I_U liefert, defekt, ist die Gleichung I_U + I_V´ + I_W = 0 falsch, da sie I_U enthält, und die Gleichung I_U´ + I_V´ + I_W = 0 ist richtig, da sie nicht I_U enthält, und die Gleichung I_U – I_U´ = 0 ist falsch, da sie I_U enthält, und die Gleichung I_W – I_W´ = 0 ist richtig, da sie nicht I_U enthält. Ist die Strommessvorrichtung, die das Ergebnis I_U` liefert, defekt, ist die Gleichung I_U + I_V´ + I_W = 0 richtig, da sie I_U` nicht enthält, und die Gleichung I_U´ + I_V´ + I_W = 0 ist falsch, da sie I_U´ enthält, und die Gleichung I_U – I_U´ = 0 ist falsch, da sie I_U` enthält, und die Gleichung I_W – I_W´ = 0 ist richtig, da sie nicht I_U` enthält. Ist die Strommessvorrichtung, die das Ergebnis I_V` liefert, defekt, ist die Gleichung I_U + I_V´ + I_W = 0 falsch, da sie I_V´ enthält, und die Gleichung I_U´ + I_V´ + I_W = 0 ist falsch, da sie I_V´ enthält, und die Gleichung I_U – I_U´ = 0 ist richtig, da sie I_V´ nicht enthält, und die Gleichung I_W – I_W´ = 0 ist richtig, da sie nicht I_V´ enthält. Ist die Strommessvorrichtung, die das Ergebnis I_W liefert, defekt, ist die Gleichung I_U + I_V´ + I_W = 0 falsch, da sie I_W enthält, und die Gleichung I_U´ + I_V´ + I_W = 0 ist falsch, da sie I_W enthält, und die Gleichung I_U – I_U´ = 0 ist richtig, da sie I_W nicht enthält, und die Gleichung I_W – I_W´ = 0 ist falsch, da sie I_W enthält. Ist die Strommessvorrichtung, die das Ergebnis I_W´ liefert, defekt, ist die Gleichung I_U + I_V´ + I_W = 0 richtig, da sie nicht I_W enthält, und die Gleichung I_U´ + I_V´ + I_W = 0 ist richtig, da sie I_W´ nicht enthält, und die Gleichung I_U – I_U´ = 0 ist richtig, da sie I_W´ nicht enthält, und die Gleichung I_W – I_W´ = 0 ist falsch, da sie I_W´ enthält. Aus einer Kombination von erfüllten und nicht erfüllten Gleichungen I_U + I_V´ + I_W = 0, I_U´ + I_V´ + I_W = 0, I_U – I_U´ = 0 und I_W – I_W´ = 0 kann daher eindeutig bestimmt werden, welche Strommessvorrichtung defekt ist. Voraussetzung ist stets, dass genau eine Strommessvorrichtung defekt ist.
Die beschriebenen Verfahren können beispielsweise online in einem Mikrocomputer oder einem ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) durchgeführt werden. Somit ist gewährleistet, dass in einem Fehlerfall eines Stromsensors/Strommessgeräts/Strommessvorrichtung die Lenkunterstützung eines EPS-Systems nicht beeinträchtigt wird und es nicht zu einem Blockieren des Lenksystems kommt.
Es sei angemerkt, dass der Begriff „umfassen“ weitere Elemente oder Verfahrensschritte nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff „ein“ und „eine“ mehrere Elemente und Schritte nicht ausschließt.
Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird.
Bezugszeichenliste

1: Elektromotor mit drei Phasen U, V, W
2: Highside-Mosfet
3: Lowside-Mosfet
4: Sperrschichttemperaturmessung
5: Strommessgerät
6: Strommessgerät
7: Spannungsmessgerät
8: Spannungsmessgerät
9: Strommessgerät
10: Strommessgerät
11: Drain-Source-Spannung U_DS
12: Operationsverstärker
13: Divisions-Element
14: ermittelter Widerstand R_dson
15: Zuordnungstabelle Sperrschichttemperatur / R_dson
16: Sperrschichtdiode

Claims

Wechselrichter zur Ansteuerung eines Elektromotors (1) eines Lenkungssystems eines Fahrzeugs, umfassend eine erste Halbbrücke mit einem ersten Mosfet (2, 3) als Leistungsschalter, eine zweite Halbbrücke mit einem zweiten Mosfet (2, 3) als Leistungsschalter und eine dritte Halbbrücke mit einem dritten Mosfet (2, 3) als Leistungsschalter, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Strommessvorrichtung (5) zur Berechnung des Stroms I_U und eine zweite Strommessvorrichtung (5) zur Berechnung des Stroms I_W angeordnet sind, wobei ein Strom I_U´ durch den ersten Mosfet (2, 3) durch Division der Spannung U_DS und des Widerstands R_dson errechnet wird, wobei R_dson durch Messung der Sperrschichttemperatur ermittelt wird, wobei ein Strom I_V´ durch den zweiten Mosfet (2, 3) durch Division der Spannung U_DS und des Widerstands R_dson errechnet wird, wobei R_dson durch Messung der Sperrschichttemperatur ermittelt wird, wobei ein Strom I_W´ durch den dritten Mosfet (2, 3) durch Division der Spannung U_DS und des Widerstands R_dson errechnet wird, wobei R_dson durch Messung der Sperrschichttemperatur ermittelt wird.
Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Strommessvorrichtung (5) in der ersten Halbbrücke und die zweite Strommessvorrichtung (5) in der dritten Halbbrücke angeordnet sind oder wobei die erste Strommessvorrichtung (6) in einem ersten Phasenstrang des Elektromotors (1) und die zweite Strommessvorrichtung (6) in einem zweiten Phasenstrang des Elektromotors (1) angeordnet sind.
Wechselrichter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Mosfet (2, 3), der zweite Mosfet (2, 3) und der dritte Mosfet (2, 3) Highside-Leistungsschalter sind oder wobei der erste Mosfet (2, 3), der zweite Mosfet (2, 3) und der dritte Mosfet (2, 3) Lowside-Leistungsschalter sind.
Verfahren zur Messung der Phasenströme eines Wechselrichters eines Elektromotors (1) eines Lenksystems eines Fahrzeugs, wobei der Wechselrichter aufweist: eine erste Halbbrücke mit einem ersten Mosfet (2, 3) als Leistungsschalter, eine zweite Halbbrücke mit einem zweiten Mosfet (2, 3) als Leistungsschalter und eine dritte Halbbrücke mit einem dritten Mosfet (2, 3) als Leistungsschalter umfassend die Schritte: Messen des Stroms I_U durch die erste Halbbrücke oder messen des Stroms durch einen ersten Phasenstrang des Elektromotors (1), Messen des Stroms I_W durch die dritte Halbbrücke oder messen des Stroms durch einen zweiten Phasenstrang des Elektromotors (1), Errechnen des Stroms I_U´ als Division U_DS/R_dson, wobei R_dson durch die Sperrschichttemperatur ermittelt wird, Errechnen des Stroms I_V´ als Division U_DS/R_dson, wobei R_dson durch die Sperrschichttemperatur ermittelt wird und Errechnen des Stroms I_W´ als Division U_DS/R_dson, wobei R_dson durch die Sperrschichttemperatur ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass falls die Gleichung I_U + I_V´ + I_W = 0 erfüllt ist, davon ausgegangen wird, dass genau eine der Strommessvorrichtungen (10), die den Strom I_U´ bzw. den Strom I_W´ zum Resultat haben, defekt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass falls die Gleichung I_U´ + I_V´ + I_W = 0 erfüllt ist, davon ausgegangen wird, dass genau eine der Strommessvorrichtungen (5), die den Strom I_U oder den Strom I_W´ zum Resultat haben, defekt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass falls I_U = I_U´ erfüllt ist, davon ausgegangen wird, dass genau eine der Strommessvorrichtungen (5, 10), die den Strom I_V´, I_W oder I_W´ zum Resultat haben, defekt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass falls I_W = I_W´ erfüllt ist, davon ausgegangen wird, dass genau eine der Strommessvorrichtungen (10), die den Strom I_U, I_U´ oder I_V´ zum Resultat haben, defekt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass falls die Strommessvorrichtung (5), die den Strom I_U zum Resultat hat, defekt ist, das korrekte I_U als I_U = –(I_V` + I_W) oder als I_U = I_U´ ermittelt wird, falls die Strommessvorrichtung (10), die den Strom I_U´ zum Resultat hat, defekt ist, das korrekte I_U´ als I_U´ = –(I_V´ + I_W) oder als I_U´ = I_U ermittelt wird, falls die Strommessvorrichtung (10), die den Strom I_V´ zum Resultat hat, defekt ist, das korrekte I_V´ als I_V´ = –(I_U + I_W) oder I_V´ = –(I_U´ + I_W) ermittelt wird, falls die Strommessvorrichtung (5) defekt ist, die den Strom I_W zum Resultat hat, das korrekte I_W als I_W = –(I_U + I_V´) oder I_W = –(I_U´ + I_V´) oder als I_W = I_W´ ermittelt wird und falls die Strommessvorrichtung (10) defekt ist, die den Strom I_W´ zum Resultat hat, das korrekte I_W´ als I_W´ = –(I_U + I_V´) oder I_W´ = –(I_U´ + I_V´) oder als I_W´ = I_W ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Widerstands R_dson eines Mosfets (2, 3) durch Zuordnung einer Sperrschichttemperatur des Mosfets (2, 3) zu einem entsprechenden On-Widerstand R_dson erfolgt.