DE102015201543A1 - Control method for standstill assurance of an electrical machine - Google Patents
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Abstract
Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Wechselrichters (2, 5), der dazu ausgelegt ist, eine elektrische Maschine (1), insbesondere eine elektrische Maschine (1) in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, zu bestromen, folgende Schritte umfassend: a) Erfassen mindestens eines Stillstandssignals für die elektrische Maschine (1) und b) Ausgeben eines ersten und eines zweiten Ansteuerungssignals an den Wechselrichter (2, 5), wobei – das erste Ansteuerungssignal ein Signal zum Nichtbestromen der elektrischen Maschine (1) umfasst, insbesondere ein Signal zum Erzeugen einer Wechselrichtersperre (WRS) und/oder eines aktiven Kurzschlusses (AKS) der elektrischen Maschine (1), und – das zweite Ansteuerungssignal ein Signal zum Erzeugen eines Spannungszeigers (Ures) und/oder einer Pulsweitenmodulation (PWM) umfasst.The present invention relates to a method for driving an inverter (2, 5) which is designed to supply an electrical machine (1), in particular an electric machine (1) in a drive train of a vehicle, with the following steps: a) detecting at least one standstill signal for the electric machine (1) and b) outputting a first and a second drive signal to the inverter (2, 5), wherein - the first drive signal comprises a signal for Nichtbestromen the electric machine (1), in particular a signal to Generating an inverter lock (WRS) and / or an active short circuit (AKS) of the electric machine (1), and - the second drive signal comprises a signal for generating a voltage vector (Ures) and / or a pulse width modulation (PWM).
Description
Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Wechselrichters bei einem angeforderten und/oder erkannten Stillstand einer elektrischen Maschine, insbesondere einer elektrische Maschine in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, wobei der Wechselrichter dazu ausgelegt ist, die elektrische Maschine zu bestromen. The present invention relates to a method for driving an inverter at a requested and / or detected standstill of an electric machine, in particular an electric machine in a drive train of a vehicle, wherein the inverter is adapted to energize the electric machine.
Zum Bestromen einer elektrischen Maschine wird üblicherweise ein Wechselrichter, insbesondere ein Umrichter oder eine Sechspulsbrücke, eingesetzt. Wechselrichter-Schalteinheiten, mittels derer die elektrische Spannung an der elektrischen Maschine angelegt wird, werden dabei digital betrieben und es wird abwechselnd eine Betriebsspannung in positiver und negativer Richtung an Versorgungsklemmen der elektrischen Maschine angelegt. Um von der Betriebsspannung abweichende Spannungen anlegen zu können, werden die Wechselrichter-Schalteinheiten derart angesteuert, dass im Mittel eine gewünschte Spannung an der elektrischen Maschine anliegt. Der elektrische Strom, der sich entsprechend dieser Spannung ergibt, wird durch die Induktivität der elektrischen Maschine begrenzt. Dabei beginnt der Strom in der elektrischen Maschine bei einem solchen Verfahren entsprechend den Schalterstellungen des Wechselrichters um einen mittleren Strom zu pendeln. Dieses Pendeln des Stroms wird üblicherweise als Oberschwingungen des Wechselrichters bezeichnet, die bei einem angeforderten Fahrzeugstillstand zu Problemen führen können. For powering an electrical machine usually an inverter, in particular a converter or a six-pulse bridge is used. Inverter switching units, by means of which the electrical voltage is applied to the electric machine, are thereby operated digitally and alternately an operating voltage in positive and negative directions is applied to supply terminals of the electrical machine. In order to be able to apply voltages deviating from the operating voltage, the inverter switching units are controlled in such a way that, on average, a desired voltage is applied to the electrical machine. The electric current that results according to this voltage is limited by the inductance of the electrical machine. In this case, the current in the electric machine begins to oscillate in such a method according to the switch positions of the inverter to a mean current. This commutation of the current is usually referred to as harmonics of the inverter, which can lead to problems in a requested vehicle standstill.
Bei einem angeforderten Fahrzeug-Stillstand muss bekanntermaßen eine ungewollte Kraftübertragung durch die elektrische Maschine, insbesondere die Erzeugung eines Drehmoments oberhalb einer vorbestimmten Sicherheits-Schwelle, verhindert werden. Zu diesem Zweck wird im Stand der Technik als Überwachungsmaßnahme der elektrische Strom, der durch die elektrische Maschine fließt, erfasst und mit einer Schwelle, unter der das Drehmoment als sicher angenommen wird, verglichen. Bei dem oben beschriebenen Wechselrichter-Betrieb ist es allerdings ein bekanntes Problem, dass eine Messeinrichtung, die zu vorbestimmten, stichprobenartig definierten Zeitpunkten den Strom in der elektrischen Maschine erfasst, anstelle des gesuchten mittleren Stroms einen davon abweichenden, von den Oberschwingungen verzerrten Strom erfasst. Das kann wiederum dazu führen, dass es auch bei einem angeforderten bzw. erkannten Stillstand eines mit einer elektrischen Maschine betriebenen Fahrzeugs zu einem ungewollten Anfahren kommt. In the case of a requested vehicle standstill, it is known that undesired power transmission by the electric machine, in particular the generation of a torque above a predetermined safety threshold, must be prevented. For this purpose, in the prior art as a monitoring measure, the electric current flowing through the electric machine is detected and compared with a threshold under which the torque is assumed safe. In the inverter operation described above, however, it is a known problem that a measuring device that detects the current in the electrical machine at predetermined, randomly defined times, instead of the sought average current detects a deviating, distorted by the harmonics current. This in turn can lead to an unwanted start-up even if a requested or recognized standstill of a vehicle operated by an electric machine occurs.
Ein derartiges ungewolltes Anfahren eines Fahrzeugs aus dem Stillstand kann jedoch Personen, die sich in der Umgebung des Fahrzeugs aufhalten, gefährden. Hält beispielsweise ein elektrisch angetriebener Bus an einer Haltestelle und legt der Fahrer die Feststellbremse nicht ein, reichen bereits geringfügige Drehmomente, beispielsweise lediglich 10 Nm, am Getriebestrang aus, dass sich der Bus langsam und für den Fahrer unmerklich in Bewegung setzt. However, such unintentional startup of a vehicle from standstill can endanger people who are in the vicinity of the vehicle. If, for example, an electrically driven bus stops at a stop and the driver does not apply the parking brake, even slight torques, for example, only 10 Nm, on the gear train suffice for the bus to set slowly and imperceptibly in motion for the driver.
Daher muss bei der Stromüberwachung der elektrischen Maschine eines stehenden Fahrzeugs berücksichtigt werden, dass auf der einen Seite eine Risikoanalyse zur funktionalen Sicherheit eine relativ niedrige Stromgrenze, wie beispielsweise 8 A, ergeben kann, die bereits einem gefährlichen Zustand entspricht. Auf der anderen Seite können etwaige Messfehler, dazu führen, dass diese Stromgrenze überschritten wird, ohne dass ein für den Stillstand gefährlicher Zustand der elektrischen Maschine vorliegt. Derartige Messfehler können insbesondere aufgrund der Oberschwingungen des Wechselrichters, aufgrund von Toleranzen der Stromsensorik, etwa aufgrund eines Stromdrifts bis zu 5 A in einem Temperaturintervall und/oder während der Lebensdauer, oder aufgrund der Einflüsse einer Regelung auf das Null-Drehmoment M = 0 Nm auftreten. Dieser Konflikt kann ohne weitere Vorkehrungen nur entweder zu Ungunsten der Sicherheit oder zu Ungunsten der Verfügbarkeit des Systems aufgelöst werden, d. h. es wird eine sichere Erkennung eines gefährlichen Zustands gegen eine mögliche Fehldiagnose bei einer besseren Verfügbarkeit des Systems abgewogen. Therefore, in the current monitoring of a stationary vehicle's electrical machine, it must be taken into account that, on the one hand, a functional safety risk analysis may yield a relatively low current limit, such as 8 A, that already corresponds to a dangerous condition. On the other hand, any measurement errors may cause this current limit to be exceeded without a dangerous state of the electrical machine being at standstill. Such measurement errors may occur in particular due to the harmonics of the inverter due to tolerances of the current sensor, such as due to a current drift up to 5 A in a temperature interval and / or during the lifetime, or due to the effects of a control on the zero torque M = 0 Nm , Without further precautions, this conflict can only be resolved either to the detriment of security or to the detriment of the system's availability, d. H. a reliable identification of a dangerous condition against a possible misdiagnosis with a better availability of the system is considered.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise der Druckschrift
In der Druckschrift
Für den Fall, dass die Deaktivierung des Wechselrichters bzw. die Unterbrechung der Stromversorgung der elektrischen Maschine trotz eines angeforderten Fahrzeugstillstands fehlschlagen sollte, etwa durch eine Fehlfunktion in der hierfür zuständigen Elektronik, kann jedoch auch bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ein ungewolltes Anfahren der elektrischen Maschine auftreten. In the event that the deactivation of the inverter or the interruption of the power supply of the electric machine should fail despite a requested vehicle standstill, such as a malfunction in the responsible electronics, but also in the known from the prior art devices, an unwanted startup the electrical machine occur.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ansteuerung eines Wechselrichters, der eine elektrische Maschine mit elektrischem Strom versorgt, anzugeben, welches bei einem erkannten und/oder gewollten Stillstand eines von der elektrischen Maschine angetriebenen Fahrzeugs zuverlässig ein ungewolltes Anfahren der elektrischen Maschine verhindert. The present invention is therefore based on the object, a method for controlling an inverter, which supplies an electric machine with electric current, indicate which at a detected and / or intentional standstill of a vehicle driven by the electric machine reliably an unwanted start of the electric machine prevented.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Ansteuern eines Wechselrichters gemäß Patentanspruch 1 gelöst. This object is achieved by a method for driving an inverter according to
Auch wenn im Folgenden die Erfindung zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Bezug auf ein Fahrzeug beschrieben wird, kann das Verfahren entsprechend bei einer beliebigen Vorrichtung angewandt werden, die von einer elektrischen Maschine in Bewegung setzbar ist. Although the invention will be described below to illustrate the method according to the invention in relation to a vehicle, the method can be applied correspondingly to any device which can be set in motion by an electric machine.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren bereitgestellt, mit dem ein Wechselrichter angesteuert wird, wobei der Wechselrichter dazu ausgelegt ist, eine elektrische Maschine, insbesondere eine elektrische Maschine eines Fahrzeugs, zu bestromen. Dabei umfasst das erfindungsgemäße Verfahren unter anderem den Schritt der erfindungsgemäßen Stillstandserkennung, wobei mindestens ein Stillstandssignal für die elektrische Maschine erkannt wird. Um ein zuverlässiges Stillstehen der elektrischen Maschine zu gewährleisten, wird in einem weiteren Schritt ein erstes und ein zweites Ansteuerungssignal an den Wechselrichter ausgegeben, wobei das erste Ansteuerungssignal ein Signal zum Nichtbestromen der elektrischen Maschine umfasst, insbesondere ein Signal zum Erzeugen einer Wechselrichtersperre und/oder eines aktiven elektrischen Kurzschlusses der elektrischen Maschine. Das zweite Ansteuerungssignal umfasst hingegen zusätzlich ein Signal zum Erzeugen eines Spannungszeigers an der elektrischen Maschine und/oder einer Pulsweitenmodulation, d. h. eines bestimmten Spannungspulsmusters, das an die vorgesehenen Wechselrichter-Schalteinheiten, insbesondere Schalter, Halbleiter oder Leistungshalbleiter, abgegeben wird. According to the invention, a method is provided with which an inverter is controlled, wherein the inverter is designed to power an electric machine, in particular an electric machine of a vehicle. Among other things, the method according to the invention comprises the step of the standstill detection according to the invention, whereby at least one standstill signal for the electrical machine is detected. In order to ensure a reliable standstill of the electric machine, in a further step, a first and a second drive signal to the inverter is output, wherein the first drive signal comprises a signal for Nichtbestrom the electric machine, in particular a signal for generating an inverter lock and / or active electrical short circuit of the electric machine. In contrast, the second drive signal additionally comprises a signal for generating a voltage vector on the electric machine and / or a pulse width modulation, ie. H. a particular voltage pulse pattern, which is delivered to the designated inverter switching units, in particular switches, semiconductors or power semiconductors.
Dabei bewirkt das erste Ansteuerungssignal, beispielsweise die Wechselrichtersperre, d. h. das Öffnen aller Wechselrichter-Schalteinheiten, eine rasche Unterbrechung der Stromversorgung der elektrischen Maschine. Das erste Ansteuerungssignal macht es somit möglich, bei der Stillstandserkennung statt einer Regelung auf ein Drehmoment gleich 0 Nm bzw. auf einen Strom gleich 0 A das Bestromen der elektrischen Maschine durch den Wechselrichter einfach abzuschalten. Durch den daraus resultierenden Entfall der Taktung des Wechselrichters entfallen auch die eingangs erwähnten Oberschwingungen, sodass der Strom nun ohne störende Verzerrungen erfasst werden kann. Als Folge können hier die Grenzen für eine Stromüberwachung deutlich enger gezogen werden, wodurch der eingangs erwähnte Konflikt zwischen der Sicherheit und der Verfügbarkeit der elektrischen Maschine zumindest teilweise reduziert wird. In this case, causes the first drive signal, for example, the inverter lock, d. H. the opening of all inverter switching units, a rapid interruption of the power supply of the electric machine. The first drive signal thus makes it possible, in the standstill detection instead of a control to a torque equal to 0 Nm or to a current equal to 0 A, the switching off of the electrical machine by the inverter simply. Due to the resulting omission of the clocking of the inverter also eliminates the above-mentioned harmonics, so that the current can now be detected without disturbing distortions. As a result, the limits for current monitoring here can be drawn much narrower, whereby the initially mentioned conflict between the safety and the availability of the electric machine is at least partially reduced.
Das zusätzlich und unabhängig von dem ersten Ansteuerungssignal ausgegebene zweite Ansteuerungssignal bewirkt erfindungsgemäß, dass im Fall eines ausgebliebenen oder fehlgeschlagenen ersten Ansteuerungssignals eine automatisierte Ansteuerung des Wechselrichters zur Erzeugung einer Pulsweitenmodulation bzw. eines Spannungszeigers erfolgt, die/der wiederum zu einer Abschaltung der elektrischen Maschine führt. The additionally and independently of the first drive signal output second actuation signal causes according to the invention that in the case of a missed or failed first drive signal, an automated control of the inverter for generating a pulse width modulation or a voltage vector takes place, which in turn leads to a shutdown of the electric machine.
Dabei kann das zweite Ansteuerungssignal beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass die Pulsweitenmodulation bzw. der Spannungszeiger das Anlegen einer resultierenden Spannung in einer Richtung bewirkt, die zu keinem wirksamen Drehmoment der elektrischen Maschine führt. In this case, the second drive signal can be designed, for example, such that the pulse width modulation or the voltage vector causes the application of a resulting voltage in one direction, which does not lead to any effective torque of the electric machine.
Alternativ kann mittels der Pulsweitenmodulation bzw. des Spannungszeigers eine derart hohe Spannung an der elektrischen Maschine erzeugt werden, dass diese eindeutig im Widerspruch zu dem gewünschten Stillstandssignal steht, was wiederum eine Notabschaltung der elektrischen Maschine zur Folge hat. Dazu kann insbesondere eine Sicherheitseinheit vorgesehen sein, die durch das Vorliegen einer detektierbar hohen Spannung an der elektrischen Maschine aktiviert wird. Dabei kann es sogar ausreichend sein, lediglich ein Signal zum Anlegen einer konstanten Betriebsspannung an einem Wechselrichter-Schalteinheit-Paar, auszugeben. Eine Pulsweitenmodulation ist in diesem Fall nicht notwendig. Weitere Möglichkeiten einer geeigneten Pulsweitenmodulation bzw. eines geeigneten Spannungszeigers werden nachfolgend angegeben. Alternatively, by means of the pulse width modulation or the voltage vector, such a high voltage can be generated at the electric machine that it clearly contradicts the desired standstill signal, which in turn results in an emergency shutdown of the electrical machine. For this purpose, in particular a safety unit can be provided, which is activated by the presence of a detectably high voltage on the electric machine. It may even be sufficient to output only a signal for applying a constant operating voltage to an inverter-switching unit pair. Pulse width modulation is not necessary in this case. Other options of a suitable Pulse width modulation or a suitable voltage vector are given below.
Vorteilhafterweise verhindert demnach das erfindungsgemäße Verfahren zuverlässig ein ungewolltes Anfahren der elektrischen Maschine beim Vorliegen eines Stillstandssignals, d. h. selbst dann, wenn das eigens hierzu vorgesehene erste Ansteuerungssignal zum Nichtbestromen der elektrischen Maschine aus irgendeinem Grund ausbleibt, fehlschlägt oder nicht erkannt bzw. vom Wechselrichter nicht umgesetzt werden kann. Advantageously, therefore, the inventive method reliably prevents unwanted startup of the electric machine in the presence of a standstill signal, d. H. Even if the specially provided for this purpose first drive signal for Nichtbestromen the electrical machine fails for any reason, fails or not recognized or can not be implemented by the inverter.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind für die zwei Ansteuerungssignale zwei parallele, d. h. voneinander unabhängige, Ansteuerungsleitungen für den Wechselrichter vorgesehen. Da bei dieser Ausgestaltung das erste und das zweite Ansteuerungssignal jeweils mittels einer eigenen Ansteuerungsleitung an den Wechselrichter übermittelt werden, ergibt sich eine erhöhte Robustheit und Flexibilität der erfindungsgemäßen Wechselrichter-Ansteuerung. Es können auch mehr, aber auch weniger als zwei Ansteuerungsleitungen zum Ausgeben der erfindungsgemäßen Ansteuerungssignale vorgesehen sein. In a further advantageous embodiment, two parallel, d. H. independent, drive lines for the inverter provided. Since in this embodiment, the first and the second control signal are transmitted in each case by means of a separate control line to the inverter, there is an increased robustness and flexibility of the inverter control according to the invention. It can also be provided more, but also less than two control lines for outputting the control signals according to the invention.
Vorzugsweise werden das erste Ansteuerungssignal und das zweite Ansteuerungssignal parallel zueinander, d. h. sich zumindest teilweise zeitlich überschneidend, bevorzugt jedoch gleichzeitig, an den Wechselrichter ausgegeben, sodass beim Vorliegen des mindestens einen Stillstandssignals beide Ansteuerungssignale am Wechselrichter anliegen. Dies hat den Vorteil, dass für die gesamte Dauer der erfindungsgemäßen Stillstandserkennung sowohl das erste als auch das zweite Ansteuerungssignal dem Wechselrichter zur Verfügung stehen. Insbesondere kann dabei im Falle eines Funktionsfehlers im Zusammenhang mit einem Ansteuerungssignal jederzeit automatisch das jeweils andere Ansteuerungssignal vom Wechselrichter umgesetzt werden, sodass der Wechselrichter ohne jede Verzögerung den erfindungsgemäß erkannten Stillstand sichert. Preferably, the first drive signal and the second drive signal become parallel to each other, i. H. At least partially temporally overlapping, but preferably at the same time, output to the inverter, so abut in the presence of at least one standstill signal both control signals to the inverter. This has the advantage that both the first and the second control signal are available to the inverter for the entire duration of the standstill detection according to the invention. In particular, in the case of a malfunction in connection with a control signal, the respective other control signal from the inverter can be automatically converted at any time, so that the inverter secures the standstill detected according to the invention without any delay.
Alternativ können die beiden Ansteuerungssignale auch nacheinander, beispielsweise unmittelbar aufeinander folgend, insbesondere sich abwechselnd, an den Wechselrichter ausgegeben werden. In diesem Falle kann insbesondere auch dieselbe Ansteuerungsleitung für die beiden Ansteuerungssignale verwendet werden. Alternatively, the two drive signals can also be output one after the other, for example immediately following one another, in particular alternately, to the inverter. In this case, in particular, the same drive line can be used for the two drive signals.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Wechselrichter eine Auswahleinheit auf, die die beiden erfindungsgemäßen Ansteuerungssignale überwacht und derart ausgestaltet ist, dass sie entweder nur das erste oder nur das zweite Ansteuerungssignal zur Ansteuerung des Wechselrichters weitergibt, und so zu dessen tatsächlicher Umsetzung im Wechselrichter führt. Dies hat den Vorteil, dass die beiden verschiedenen Ansteuerungssignale zur gleichen Zeit vorliegen können, vorzugsweise für die gesamte Dauer der Stillstandserkennung, ohne zu einer widersprüchlichen Ansteuerung der Wechselrichter-Schalteinheiten zu führen. Insbesondere kann die Auswahleinheit das von ihr ausgewählte Ansteuerungssignal direkt an die Wechselrichter-Schalteinheiten oder an eine optional vorhandene zur Sicherheitsabschaltung der elektrischen Maschine vorgesehene zusätzliche Sicherheitseinheit weitergeben. In a preferred embodiment, the inverter has a selection unit, which monitors the two drive signals according to the invention and is designed such that it passes on either only the first or only the second drive signal for driving the inverter, and thus leads to its actual implementation in the inverter. This has the advantage that the two different control signals can be present at the same time, preferably for the entire duration of the standstill detection, without leading to a contradictory control of the inverter switching units. In particular, the selection unit can pass on the control signal selected by it directly to the inverter switching units or to an optionally provided additional safety unit provided for the safety shutdown of the electrical machine.
Welches der beiden Ansteuerungssignale durch die Auswahleinheit ausgewählt wird und an welche Bedingungen eine entsprechende Präferenzregelung geknüpft ist, kann je nach der apparativen und funktionalen Ausgestaltung des jeweiligen Anwendungsfalls unterschiedlich sein. Da sowohl das erste als auch das zweite Ansteuerungssignal zum Zwecke der Stillstandssicherung geeignet sind, sind die beiden Ansteuerungssignale bei der tatsächlichen Umsetzung im Wechselrichter grundsätzlich gegeneinander ersetzbar. Mit anderen Worten kann die Auswahleinheit auch dazu ausgelegt sein, im Regelfall, d. h. wenn keine Funktionsstörungen auftreten und somit beide Ansteuerungssignale zur Verfügung stehen, das zweite Ansteuerungssignal zur tatsächlichen Umsetzung weiterzugeben und das erste Ansteuerungssignal zu ignorieren. Weitere Beispiele und bevorzugte Ausführungsformen im Hinblick auf die Auswahleinheit sind weiter unten angegeben. Which of the two control signals is selected by the selection unit and to which conditions a corresponding preference regulation is linked may vary depending on the apparatus and functional configuration of the respective application. Since both the first and the second drive signal are suitable for the purpose of standstill protection, the two drive signals in the actual implementation in the inverter are basically mutually replaceable. In other words, the selection unit can also be designed, as a rule, d. H. if no malfunctions occur and thus both drive signals are available to pass on the second drive signal for actual conversion and to ignore the first drive signal. Further examples and preferred embodiments with regard to the selection unit are given below.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das im zweiten Ansteuerungssignal enthaltene Signal zum Erzeugen der Pulsweitenmodulation ein Signal zum Anlegen einer resultierenden elektrischen Spannung Ures an der elektrischen Maschine. Das bedeutet, dass die Pulsweitenmodulation zu einem zeitlichen Mittelwert Ures der Spannung an den Stromversorgungklemmen der elektrischen Maschine führt, der sich bei mehreren Wechselrichter-Schalteinheit-Paaren aus der vektoriellen Summe der mittleren Ausgangsspannungen an den einzelnen Wechselrichter-Schalteinheit-Paaren ergibt. Durch eine solche Pulsweitenmodulation wird der elektrischen Maschine ein geeigneter Spannungs- bzw. Stromzeiger aufgeprägt, was neben dem Nichtbestromen gemäß dem ersten Ansteuerungssignal eine technisch andere und daher unabhängige Maßnahme zur Stillstandssicherung darstellt. Insbesondere kann der Pulsweitenmodulationszeiger Ures eine gewünschte, vorzugsweise eine möglichst hohe, Aussteuerung aufweisen. Die resultierende Spannung Ures kann sich in ihrer Richtung und/oder im Betrag in Abhängigkeit von der Zeit ändern oder aber zeitunabhängig sein. According to a preferred embodiment, the signal contained in the second drive signal for generating the pulse width modulation comprises a signal for applying a resultant electrical voltage U res to the electric machine. This means that the pulse width modulation leads to a time average U res of the voltage at the electrical power supply terminals of the electric machine, which results in the case of several inverter switching unit pairs from the vector sum of the average output voltages at the individual inverter switching unit pairs. By means of such a pulse width modulation, the electric machine is impressed with a suitable voltage or current vector, which represents a technically different and therefore independent measure for standstill assurance in addition to the non-current driving according to the first activation signal. In particular, the pulse width modulation vector U res may have a desired, preferably as high, modulation as possible. The resulting voltage U res may change in direction and / or magnitude as a function of time or be time-independent.
Alternativ zum Anlegen einer resultierenden Spannung Ures kann auch eine Pulsweitenmodulation erzeugt werden, die einen Kurzschluss der Versorgungsklemmen der elektrischen Maschine zur Folge hat. As an alternative to applying a resulting voltage U res, it is also possible to generate a pulse width modulation which results in a short circuit of the supply terminals of the electrical machine.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der obigen Ausführungsform ist das Signal zum Anlegen der resultierenden Spannung Ures ein Signal zum Anlegen der resultierenden elektrischen Spannung Ures in Richtung eines Magnetfeldes der elektrischen Maschine. In der Regel handelt es sich dabei um die Richtung des Rotorflusses der elektrischen Maschine, d. h. um die feldbildende Richtung, die im Folgenden als d-Richtung bezeichnet wird. Als Folge einer resultierenden Spannung Ures, die auf der d-Achse der elektrischen Maschine liegt, stellt sich in der elektrischen Maschine ein erkennbarer Strom ohne ein wirksames Drehmoment ein. Bei einem sich drehenden Rotor ist es dabei möglich, den Spannungszeiger Ures entsprechend mitrotieren zu lassen. In an advantageous further development of the above embodiment, the signal for applying the resulting voltage U res is a signal for applying the resulting electrical voltage U res in the direction of a magnetic field of the electric machine. As a rule, this is the direction of the rotor flux of the electric machine, ie the field-forming direction, which is referred to below as the d-direction. As a result of a resulting voltage U res , which lies on the d-axis of the electric machine, sets in the electric machine, a detectable current without an effective torque. In a rotating rotor, it is possible to rotate the voltage vector U res accordingly.
Dieses Verfahren hat zudem den Vorteil, dass die elektrische Maschine mit einer nicht verschwindenden resultierenden Spannung versorgt wird, ohne das von der elektrischen Maschine angetriebene Fahrzeug in Bewegung zu versetzen. Insbesondere kann dabei der Betrag der resultierenden Spannung Ures grundsätzlich beliebig hoch sein. This method also has the advantage that the electrical machine is supplied with a non-negligible resulting voltage, without causing the driven by the electric machine vehicle in motion. In particular, the amount of the resulting voltage U res can basically be arbitrarily high.
Des Weiteren kann sowohl in diesem Ausführungsbeispiel als auch bei anderen Ausführungsformen mit der Erzeugung eines Spannungszeigers vorteilhaft sein, wenn die resultierende Spannung Ures ausreichend hoch ist für die Aktivierung einer zusätzlichen Sicherheitsabschaltung der elektrischen Maschine mit unabhängigen, dem Fachmann bekannten Mitteln, die beispielsweise auf einen vorbestimmten Spannungsschwellwert Uschwell ansprechen. Furthermore, both in this exemplary embodiment and in other embodiments with the generation of a voltage vector can be advantageous if the resulting voltage U res is sufficiently high for the activation of an additional safety shutdown of the electric machine with independent means known to those skilled in the art, for example address predetermined threshold voltage threshold U threshold .
Die Richtung des Magnetfeldes der elektrischen Maschine, insbesondere die d-Richtung, kann ferner beispielsweise mittels eines Magnetfeldsensors, eines Rotorlagesensors und/oder einer Modellrechnung ermittelt werden. Eine Kombination von zwei oder sogar drei von diesen oder anderen Techniken führt zu einer erhöhten Genauigkeit und Verlässlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens. The direction of the magnetic field of the electrical machine, in particular the d-direction, can also be determined, for example, by means of a magnetic field sensor, a rotor position sensor and / or a model calculation. A combination of two or even three of these or other techniques results in increased accuracy and reliability of the method of the invention.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann das Signal zum Erzeugen der Pulsweitenmodulation und/oder eines Spannungszeigers insbesondere auch ein Signal zum Erzeugen eines resultierenden elektrischen Stroms Ires in der elektrischen Maschine umfassen. Im Falle der Pulsweitenmodulation gilt das oben in Bezug auf die Entstehung und die Richtung der resultierenden Spannung Ures Gesagte entsprechend auch in Bezug auf den resultierenden Strom Ires. Vorzugsweise ist dabei der Betrag des resultierenden elektrischen Stroms Ires so gewählt, dass er einen vorbestimmten Stromschwellwert Ischwell nicht unterschreitet. Dies kann, wie bereits erwähnt, zu einer Sicherheitsabschaltung der elektrischen Maschine mit zusätzlichen auf den Stromschwellwert Ischwell ansprechenden Mitteln genutzt werden. According to a further advantageous embodiment, the signal for generating the pulse width modulation and / or a voltage vector can in particular also comprise a signal for generating a resulting electric current I res in the electric machine. In the case of pulse width modulation, what has been said above with respect to the formation and the direction of the resulting voltage U res also applies correspondingly with respect to the resulting current I res . In this case, the amount of the resulting electrical current I res is preferably selected so that it does not fall below a predetermined current threshold value I threshold . This can, as already mentioned, be used for a safety shutdown of the electrical machine with additional threshold- responsive means I responsive.
Vorzugsweise wird beim erfindungsgemäßen Verfahren ein in der elektrischen Maschine fließender elektrischer Strom I mittels eines oder mehrerer Stromsensoren überwacht, wobei beim Erreichen oder Überschreiten eines vorbestimmten Sicherheits-Stromschwellwerts Ischwell eine Sicherheitsabschaltung der elektrischen Maschine mit den dem Fachmann bekannten Mitteln erfolgt. Dies stellt eine vom Nichtbestromen gemäß dem ersten Ansteuerungssignal technisch unabhängige Maßnahme zur Stillstandssicherung dar. Die Sicherheitsabschaltung erfolgt bevorzugt mittels einer zusätzlichen unabhängigen, beispielsweise räumlich von anderen Einheiten getrennten, Sicherheitseinheit, die den einen bzw. die mehreren Stromsensoren überwacht. Preferably, in the method according to the invention, an electrical current I flowing in the electric machine is monitored by means of one or more current sensors, whereby upon reaching or exceeding a predetermined safety current threshold value I, a safety shutdown of the electrical machine takes place with the means known to the person skilled in the art. This constitutes a standstill safeguard which is technically independent of the non-energizing according to the first activation signal. The safety shutdown preferably takes place by means of an additional independent security unit, for example spatially separated from other units, which monitors the one or more current sensors.
Alternativ oder zusätzlich zur Überwachung des in der elektrischen Maschine fließenden Stroms I kann ein in dem Wechselrichter, insbesondere in einer oder mehreren Wechselrichter-Schalteinheiten, fließender elektrischer Strom I und/oder eine in dem Wechselrichter, insbesondere an einer oder mehreren Wechselrichter-Schalteinheiten, vorliegende elektrische Spannung U mittels mindestens eines Strom- und/oder Spannungssensors überwacht werden. Beim Erreichen oder Überschreiten eines vorbestimmten Sicherheits-Stromschwellwerts Ischwell bzw. eines vorbestimmten Sicherheits-Spannungsschwellwerts Uschwell kann so eine Sicherheitsabschaltung der elektrischen Maschine erfolgen. As an alternative or in addition to the monitoring of the current I flowing in the electrical machine, an electric current I flowing in the inverter, in particular in one or more inverter switching units, and / or one present in the inverter, in particular at one or more inverter switching units electrical voltage U are monitored by means of at least one current and / or voltage sensor. Upon reaching or exceeding a predetermined safety current threshold value I threshold or a predetermined safety voltage threshold value U threshold , a safety shutdown of the electrical machine can take place.
Vorzugsweise kann weiterhin beim erfindungsgemäßen Verfahren das mindestens eine Stillstandssignal ein Signal umfassen, das einen Wunsch zum Anhalten der elektrischen Maschine übermittelt. Dieses Haltewunschsignal kann z. B. durch das Auskuppeln bei einem Fahrzeug, durch das Auslesen einer Haltsignaleingabeeinrichtung und/oder durch eine Null-Drehmoment-Anforderung, M = 0, eines Hybridkoordinators erzeugt werden. Das Erfassen eines solchen Signals bei der erfindungsgemäßen Stillstandserkennung hat den Vorteil, dass diese nicht oder zumindest nicht ausschließlich vom tatsächlichen Bewegungszustand der elektrischen Maschine oder des Fahrzeugs bestimmt wird. Insbesondere wird dadurch verhindert, dass eine Stillstandssicherung trotz eines gewollten Anfahrens der elektrischen Maschine durchgeführt wird. In the method according to the invention, the at least one standstill signal may further include a signal which transmits a request to stop the electrical machine. This stop request signal can z. B. by the disengagement in a vehicle, by the reading of a stop signal input device and / or by a zero torque request, M = 0, a hybrid coordinator are generated. The detection of such a signal in the standstill detection according to the invention has the advantage that it is not or at least not exclusively determined by the actual state of motion of the electrical machine or the vehicle. In particular, this prevents a standstill assurance being carried out despite a deliberate startup of the electrical machine.
Alternativ oder zusätzlich kann die erfindungsgemäße Stillstandserkennung ein Signal umfassen, das infolge des Auslesens eines Bewegungszustandssensors erzeugt wird, welcher einen aktuellen Bewegungszustand der elektrischen Maschine und/oder eines von dieser angetriebenen Fahrzeugs detektiert. Dadurch wird der tatsächliche Bewegungszustand als eine vom Haltewunsch unabhängige Komponente der Stillstandserkennung bereitgestellt. Unter anderem kann dadurch bewirkt werden, dass eine Abschaltung der elektrischen Maschine zur Stillstandssicherung nur bei einer/einem tatsächlich oder zumindest nahezu still stehenden elektrischen Maschine bzw. Fahrzeug durchgeführt wird. Insbesondere kann durch das Erfassen eines solchen Signals verhindert werden, dass die elektrische Maschine im Betrieb bzw. während der Fahrt abgeschaltet wird. Zu derartigen missverständlichen Anforderungen könnte es ohne die beschriebene Maßnahme beispielsweise dann kommen, wenn beim Auskuppeln die elektrische Maschine weiter im Betrieb bleiben soll. Alternatively or additionally, the standstill detection according to the invention may comprise a signal which is generated as a result of the readout of a motion state sensor, which a detected current state of motion of the electric machine and / or a vehicle driven by this vehicle. As a result, the actual movement state is provided as a component of the standstill detection which is independent of the retention request. Among other things, this can be effected that a shutdown of the electric machine for standstill security is performed only at one / an actual or at least almost stationary electric machine or vehicle. In particular, by detecting such a signal, it can be prevented that the electric machine is switched off during operation or while driving. For such unclear requirements, it could, for example, then come without the described measure, when the electric machine is to remain in operation during disengagement.
Als Bewegungszustandssensoren können hierbei insbesondere Drehzahlsensoren für die Drehzahl n der elektrischen Maschine, einer Getriebeausgangswelle und/oder eines Fahrzeugrads, und/oder Geschwindigkeitssensoren für die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs verwendet werden. In diesen Fällen ist es aus obigen Gründen besonders vorteilhaft, wenn das entsprechende bewegungsabhängige Stillstandssignal erst beim Erreichen oder Unterschreiten eines vorbestimmten Schwellenwerts nschwell für die Drehzahl n und/oder eines vorbestimmten Schwellenwerts vschwell für die Geschwindigkeit v erzeugt wird. In particular, rotational speed sensors for the rotational speed n of the electric machine, a transmission output shaft and / or a vehicle wheel, and / or speed sensors for the speed v of the vehicle can be used as motion state sensors. In these cases, it is particularly advantageous for the above reasons, if the corresponding motion- dependent standstill signal is generated only when reaching or falling below a predetermined threshold n threshold for the speed n and / or a predetermined threshold v threshold for the speed v.
Im Allgemeinen kann beim erfindungsgemäßen Verfahren das eine und/oder ein weiteres Stillstandssignal beim Erreichen oder Unterschreiten, bzw. beim Erreichen oder Überschreiten eines vorbestimmten Schwellenwerts xschwell für einen Parameter x der elektrischen Maschine und/oder des von der elektrischen Maschine angetriebenen Fahrzeugs erzeugt werden. Hierdurch wird ein durch den Parameter x charakterisierbarer Zustand als eine vom Haltewunsch unabhängige Komponente der Stillstandserkennung bereitgestellt. Zudem werden Zustände in einem bei Bedarf von Null verschiedenen Intervall des Parameters x für die erfindungsgemäße Stillstandssicherung zugänglich gemacht. In general, in the method according to the invention, the one and / or another standstill signal can be generated upon reaching or falling below , or when a predetermined threshold value x is reached or exceeded for a parameter x of the electrical machine and / or of the vehicle driven by the electric machine. As a result, a state which can be characterized by the parameter x is provided as a component of the standstill detection which is independent of the holding request. In addition, states in an interval, which is different from zero if necessary, of the parameter x are made accessible for the standstill backup according to the invention.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Ausgegeben der zwei Ansteuerungssignale beendet, sobald oder nachdem kein Stillstandssignal mehr erfasst wird. Infolgedessen wird die Stromversorgung der elektrischen Maschine automatisch wieder aufgenommen, und die elektrische Maschine ist sofort wieder betriebsbereit. In a preferred embodiment, the output of the two drive signals according to the invention is terminated as soon as or after no standstill signal is detected. As a result, the power supply of the electric machine is automatically resumed, and the electric machine is immediately ready for use.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform wird mindestens ein Stillstandssignal beim Erreichen oder Überschreiten eines vorbestimmten Schwellenwerts xschwell für einen Parameter x erzeugt. Dieses Stillstandssignal wird jedoch erst dann wieder aufgehoben, wenn der Parameter x einen um einen vorbestimmten Hysteresewert xhyst verminderten Schwellenwert (xschwell – xhyst) unterschreitet. Das gleiche gilt entsprechend umgekehrt in den Fällen, wenn ein Stillstandssignal beim Erreichen oder Unterschreiten eines Parameters x erzeugt wurde. Beispielsweise wird das beim Erreichen oder Unterschreiten des Schwellenwerts nschwell für die Drehzahl n und/oder des Schwellenwerts vschwell für die Geschwindigkeit v erzeugte Stillstandssignal erst dann wieder aufgehoben, wenn die Drehzahl n bzw. die Geschwindigkeit v den jeweils um einen vorbestimmten Hysteresewert erhöhten Schwellenwert (nschwell + nhyst) bzw. (vschwell + vhyst) überschreitet. Das Vorsehen einer derartigen Parameterhysterese beugt einem unerwünschten Ab- und Anschalten der elektrischen Maschine vor, wenn ein hierfür entscheidender Parameter x um seinen Schwellenwert xschwell herum schwankt. In an advantageous development of this embodiment, at least one standstill signal is generated upon reaching or exceeding a predetermined threshold value x threshold for a parameter x. However, this standstill signal is only canceled again when the parameter x falls below a threshold value (x threshold -x hyst ) reduced by a predetermined hysteresis value x hyst . The same applies correspondingly reversed in the cases when a standstill signal was generated when reaching or falling below a parameter x. For example, the standstill signal generated upon reaching or falling below the threshold value n threshold for the speed n and / or the threshold value v threshold for the speed v is canceled only when the speed n or the speed v respectively increased by a predetermined hysteresis threshold (n threshold + n hyst ) or (v threshold + v hyst ) exceeds. The provision of such Parameterhysterese prevents an undesirable off and turning on of the electric machine, when a critical parameter for this varies to its threshold x x schwell around.
Vorzugsweise werden beim erfindungsgemäßen Verfahren mindestens ein erstes Stillstandssignal und ein von diesem unabhängiges zweites Stillstandssignal erfasst. Dies bedeutet eine strengere Voraussetzung für die erfindungsgemäße Stillstandserkennung im Vergleich zu den von der Erfindung ebenfalls umfassten Fällen, bei denen nur ein einziges Stillstandssignal erfasst wird. Die Erfassung von mindestens zwei unabhängigen Stillstandssignalen führt daher zu einer präziseren Unterscheidung zwischen einem Stillstand mit Sicherungsbedarf und einem Zustand, in dem keine Stillstandssicherung erforderlich ist. Beispielsweise kann ein oben erwähntes Haltewunsch-Signal als ein erstes Stillstandssignal dienen und ein zweites Stillstandssignal durch das Auslesen eines Bewegungssensors erzeugt werden. Zur erhöhten Präzision der Stillstandserkennung können auch drei oder mehr unabhängige Stillstandssignale erfasst werden, z. B. wenn in dem genannten Beispiel verschiedene Haltewunsch-Signale oder verschiedene Bewegungssensoren eingesetzt werden. In the method according to the invention, at least one first standstill signal and a second standstill signal independent of it are preferably detected. This means a stricter requirement for the inventive standstill detection in comparison to the cases also encompassed by the invention, in which only a single standstill signal is detected. The detection of at least two independent standstill signals therefore leads to a more precise distinction between a standstill with backup demand and a state in which no standstill backup is required. For example, an abovementioned hold request signal can serve as a first standstill signal and a second standstill signal can be generated by reading a motion sensor. For increased precision of the standstill detection and three or more independent standstill signals can be detected, for. B. when in the example mentioned various stop request signals or different motion sensors are used.
Vorzugsweise kann die oben erwähnte Auswahleinheit derart ausgestaltet sein, dass sie beim Vorliegen und/oder Erkennen des erfindungsgemäßen ersten Ansteuerungssignals nur das erste Ansteuerungssignal zur Ansteuerung des Wechselrichters weitergibt und das erfindungsgemäße zweite Ansteuerungssignal ignoriert. Bei dieser Ausführungsform wird also bei einer Stillstandserkennung im Regelfall, d. h. beim Vorliegen des ersten Ansteuerungssignals, die Stromversorgung der elektrischen Maschine unmittelbar unterbunden. Dabei wird das im zweiten Ansteuerungssignal enthaltene Signal zur Erzeugung einer Pulsweitenmodulation und/oder eines Spannungszeigers nicht an die Wechselrichter-Schalteinheiten weitergegeben und ist somit nicht wirksam. Eine derartige Präferenzregelung hat den Vorteil einer im Regelfall einfachen und raschen Stillstandssicherung ohne weitere Zwischenschritte, indem die Stromversorgung der elektrischen Maschine sofort unterbunden wird. Preferably, the above-mentioned selection unit may be configured such that, in the presence and / or recognition of the first activation signal according to the invention, it transmits only the first activation signal for driving the inverter and ignores the second activation signal according to the invention. In this embodiment, therefore, the power supply of the electric machine is immediately suppressed in a standstill detection as a rule, ie in the presence of the first drive signal. In this case, the signal contained in the second drive signal for generating a pulse width modulation and / or a voltage vector is not passed on to the inverter switching units and is therefore not effective. Such a preference rule has the The advantage of a usually simple and rapid shutdown without further intermediate steps, by the power supply to the electric machine is immediately stopped.
Bei einer vorteilhaften Weiterentwicklung dieser Ausführungsform ist die Auswahleinheit derart ausgestaltet, dass sie beim Ausbleiben, Fehlschlagen oder einer sonstigen Funktionsstörung des ersten Ansteuerungssignals an dessen Stelle das zweite Ansteuerungssignal zur Ansteuerung des Wechselrichters weitergibt. Dadurch wird mittels des zweiten Ansteuerungssignals eine zuverlässige Stillstandssicherung auch im Falle eines Ausbleibens des ersten Ansteuerungssignals gewährleistet. In an advantageous further development of this embodiment, the selection unit is designed in such a way that, in the absence, failure or other malfunction of the first activation signal, it passes on the second activation signal for controlling the inverter in its place. As a result, a reliable standstill assurance is ensured even in the case of a failure of the first drive signal by means of the second drive signal.
Alternativ zur oben beschriebenen Wechselrichtersperre kann das erste Ansteuerungssignal auch ein Signal zur Erzeugung eines aktiven elektrischen Kurzschlusses der elektrischen Maschine umfassen. Der aktive Kurzschluss der elektrischen Maschine kann beispielsweise durch das Kurzschließen von zwei oder mehr Wechselrichter-Schalteinheiten bewirkt werden, wodurch die zugehörigen Stromversorgungsstränge der elektrischen Maschine kurzgeschlossen werden. Als Ergebnis wird nicht nur die Stromversorgung der elektrischen Maschine unterbunden, sondern es können zusätzlich innere Ströme und Spannungen zwischen den Stromversorgungssträngen der elektrischen Maschine abgebaut werden, wodurch die elektrische Maschine rasch zu einem Stillstand bringbar ist. As an alternative to the inverter lock described above, the first drive signal may also include a signal for generating an active electrical short circuit of the electric machine. The active short circuit of the electric machine may be effected, for example, by short-circuiting two or more inverter switching units, thereby short-circuiting the associated power supply lines of the electric machine. As a result, not only the power supply of the electric machine is suppressed, but it can be further degraded internal currents and voltages between the power supply lines of the electric machine, whereby the electric machine can be brought quickly to a standstill.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Wechselrichter sechs Wechselrichter-Schalteinheiten, die drei Wechselrichter-Schalteinheit-Paare mit jeweils einem Außenleiter/Phasenleiter und einem Innenleiter/Neutralleiter zur Erzeugung eines Drehstroms bilden, auf. Dabei kann der aktive Kurzschluss der elektrischen Maschine vorzugsweise durch das Kurzschließen der drei Außenleiter/Phasenleiter bzw. der drei Innenleiter/Neutralleiter und das Öffnen der jeweils übrigen drei Wechselrichter-Schalteinheiten erzeugt werden. Mit dieser Technik werden die inneren Ströme und Spannungen in der elektrischen Maschine besonders effektiv abgebaut, was wiederum zu einem raschen und vollständigen Stillstand der elektrischen Maschine führt. According to a further preferred embodiment, the inverter has six inverter switching units, which form three inverter-switching unit pairs each having an outer conductor / phase conductor and an inner conductor / neutral conductor for generating a three-phase current. In this case, the active short circuit of the electrical machine can preferably be generated by short-circuiting the three outer conductors / phase conductors or the three inner conductors / neutral conductors and opening the respective remaining three inverter switching units. With this technique, the internal currents and voltages in the electric machine are broken down particularly effectively, which in turn leads to a rapid and complete stoppage of the electric machine.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen definiert. Further advantages and advantageous embodiments are defined in the subclaims, the description and the drawings.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei sind die Ausführungsbeispiele rein exemplarischer Natur und legen nicht den Schutzbereich der Anmeldung fest. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert. Die nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale können auch in anderen als den explizit genannten Kombinationen im Rahmen der Erfindung Verwendung finden. In the following the invention will be described with reference to embodiments illustrated in the drawings. The embodiments are purely exemplary in nature and do not specify the scope of the application. This is defined solely by the appended claims. The features described below on the basis of exemplary embodiments can also be used in combinations other than those explicitly mentioned in the context of the invention.
Es zeigen: Show it:
Im Folgenden werden gleiche oder gleichwirkende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Hereinafter, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals.
Wie in
Der Wechselrichter
Weiterhin zeigt
Weiterhin ist die Recheneinheit
Ferner zeigt
Des Weiteren kann die Auswahleinheit
Die Auswahleinheit
Stellt die Auswahleinheit
Im in
Weiterhin ist in
Vorzugsweise ist die zusätzliche Sicherheitseinheit
Fällt jedoch das erste Ansteuerungssignal WRS aufgrund einer Funktionsstörung oder eines Fehlers aus, so wird automatisch das zweite Ansteuerungssignal PWM an den Wechselrichter
Die vektorielle Summe der mittleren Spannungen UU, UV und UW wiederum ergibt eine resultierende Spannung Ures in einer d-Richtung, die dem Rotorfluss der elektrischen Maschine
Weiterhin ist vorgesehen, dass, falls der sich einstellende Strom Ires eine vorbestimmte Sicherheits-Stromschwelle Ischwell überschreitet, von der Recheneinheit
Alternativ zum dargestellten PWM-Zeiger kann mittels des erfindungsgemäßen zweiten Ansteuerungssignals auch eine Pulsweitenmodulation angelegt werden, die einen elektrischen Kurzschluss der elektrischen Maschine
Alternativ zum PWM-Signal könnte das zweite Ansteuerungssignal ferner auch ein Signal zum Erzeugen eines erkennbaren Spannungszeigers Ures an der elektrischen Maschine
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Ansteuerungsverfahren anhand von beispielhaften Flussdiagrammen in
Das Flussdiagramm in
Wie
In
Insgesamt stellen bei einer Stillstandserkennung einer durch einen Wechselrichter bestromten elektrischen Maschine das Ausgeben eines ersten, unmittelbar auf das Nichtbestromen der elektrischen Maschine gerichteten Ansteuerungssignals und eines zweiten, auf das Erzeugen einer geeigneten Pulsweitenmodulation und/oder eines geeigneten Spannungszeigers gerichteten Ansteuerungssignals zwei technisch verschiedene und voneinander unabhängige Maßnahmen zur Stillstandssicherung dar. Wegen der gegenseitigen Ersetzbarkeit der beiden Ansteuerungssignale bei möglichen Fehlfunktionen ist somit eine zuverlässige Stillstandssicherung gegen ein ungewolltes Anfahren der elektrischen Maschine gewährleistet. Overall, in a standstill detection of an electric machine energized by an inverter, the output of a first, directly to the Nichtbestromen of the electric machine directed drive signal and a second, directed to the generation of a suitable pulse width modulation and / or a suitable voltage vector driving signal two technically different and independent Because of the mutual substitutability of the two drive signals in case of possible malfunctions thus a reliable standstill assurance against accidental start-up of the electric machine is guaranteed.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100 100
- System, das das erfindungsgemäße Verfahren ausführt System that carries out the method according to the invention
- 1 1
- elektrische Maschine electric machine
- 2 2
- Wechselrichter inverter
- 3 3
- Steuerleitungen der Wechselrichter-Schalteinheiten Control cables of the inverter switching units
- 4 4
- Recheneinheit computer unit
- 5 5
- Auswahleinheit selector
- 6 6
- Drehgeber encoders
- 7 7
- Strom- oder Spannungssensor(en) Current or voltage sensor (s)
- 8 8th
- zusätzliche unabhängige Sicherheitseinheit additional independent security unit
- 11 bis 13 11 to 13
- Stromversorgungsleitungen der elektrischen Maschine Power supply lines of the electric machine
- 14 bis 16 14 to 16
- Versorgungsklemmen der elektrischen Maschine Supply terminals of the electric machine
- 20 20
- Versorgungsquelle der elektrischen Maschine Supply source of the electric machine
- 21 bis 26 21 to 26
- Wechselrichter-Schalteinheiten Inverter switching units
- 41, 42 41, 42
- Stillstands-Signalleitungen Standstill signal lines
- 51 51
- Ansteuerungsleitung für das erste Ansteuerungssignal Drive line for the first drive signal
- 52 52
- Ansteuerungsleitung für das zweite Ansteuerungssignal Drive line for the second drive signal
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102010053624 A1 [0006] DE 102010053624 A1 [0006]
- EP 1036936 A1 [0007] EP 1036936 A1 [0007]
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