DE102016202990B3 - Method and circuit for checking the connection state of phase current lines - Google Patents

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Abstract

Offenbart wird ein Verfahren zum Überprüfen der Anschlusszustände von mindestens zwei Phasenstromleitungen (PL1, PL2) einer Brückenschaltung (BS) mit mindestens zwei Halbbrücken (HB1, HB2) zu jeweiligen Statorphasen einer elektrischen Maschine (EM), mit folgenden Schritten:
– Schließen eines ersten Halbleiterschalters (HS1) einer ersten, mit einer ersten Phasenstromleitung (PL1) elektrisch leitend verbundenen Halbbrücke (HB1) zum Entladen dessen Ausgangskapazität und/oder einer Ausgangskapazität eines zweiten Halbleiterschalters (HS2) einer zweiten, mit einer zweiten Phasenstromleitung (PL2) elektrisch leitend verbundenen Halbbrücke (HB2);
– Erfassen von Spannungswerten oder deren Wertänderungen an der ersten (HB1) und der zweiten (HB2) Halbbrücke;
– Ermitteln der Anschlusszustände der mindestens zwei Phasenstromleitungen (PL1, PL2) anhand der gemessenen Spannungswerte bzw. deren Wertänderungen.A method is disclosed for checking the connection states of at least two phase current lines (PL1, PL2) of a bridge circuit (BS) with at least two half bridges (HB1, HB2) to respective stator phases of an electrical machine (EM), with the following steps:
Closing a first semiconductor switch (HS1) of a first half-bridge (HB1) electrically connected to a first phase-current line (PL1) for discharging its output capacitance and / or an output capacitance of a second semiconductor switch (HS2) of a second, with a second phase-current line (PL2) electrically connected half-bridge (HB2);
Detecting voltage values or their value changes at the first (HB1) and the second (HB2) half-bridge;
Determining the connection states of the at least two phase current lines (PL1, PL2) on the basis of the measured voltage values or their value changes.

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Description

Technisches Gebiet:Technical area:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Überprüfen des Anschlusszustands von mindestens zwei Phasenstromleitungen einer Brückenschaltung zu jeweiligen Statorphasen einer elektrischen Maschine. Ferner betrifft die Erfindung einen computerlesbaren Datenträger, in dem Programmcodes gespeichert sind, mit denen das oben beschriebene Verfahren durchführbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung eine Leistungsendstufe mit einer oben genannten Schaltungsanordnung sowie eine elektrische Antriebsvorrichtung mit einer genannten Leistungsendstufe.The invention relates to a method and a circuit arrangement for checking the connection state of at least two phase current lines of a bridge circuit to respective stator phases of an electrical machine. Furthermore, the invention relates to a computer-readable data carrier in which program codes are stored with which the method described above can be carried out. Moreover, the invention relates to a power amplifier with an above-mentioned circuit arrangement and an electric drive device with a said power output stage.

Stand der Technik:State of the art:

Elektrische Maschinen, insbesondere zum Antrieb von Hybridelektro-/Elektrofahrzeugen, werden von Leistungsendstufen mit Phasenströmen versorgt, die in der Regel Brückenschaltungen zum Bereitstellen von drei oder mehr Phasenströmen umfassen. Über die Phasenstromleitungen der Leistungsendstufen fließen Ströme mit einer Stromstärke von über 100 Ampere und einer Hochvoltspannung von über 400 Volt zu jeweiligen korrespondierenden Statorphasen der elektrischen Maschinen. Diese Hochvoltspannung ist für Menschen lebensgefährlich.Electric machines, in particular for driving hybrid electric / electric vehicles, are supplied by power output stages with phase currents, which usually comprise bridge circuits for providing three or more phase currents. Currents with a current intensity of more than 100 amperes and a high-voltage voltage of more than 400 volts flow to the respective corresponding stator phases of the electrical machines via the phase current lines of the power output stages. This high voltage is life-threatening for humans.

Ist die elektrische Verbindung bspw. durch unachtsames Trennen einer Steckverbindung zwischen der Leistungsendstufe und der elektrischen Maschine oder durch einen Riss in einer elektrischen Leitung zwischen der Leistungsendstufe und der elektrischen Maschine unterbrochen, so entsteht eine Sicherheitsgefahr für die Menschen.If the electrical connection is interrupted, for example, by inadvertent disconnection of a plug connection between the power output stage and the electrical machine or by a crack in an electrical line between the power output stage and the electrical machine, this creates a safety hazard for people.

Eine Druckschrift DE 102 36 377 A1 beschreibt ein Verfahren zur Fehlererkennung bei einer Antriebseinrichtung mit einem Mehrphasen-Elektromotor und einem dem Elektromotor nachgeschalteten Stromrichter, bei der der Stromrichter die Spannung an den einzelnen Phasen des Elektromotors steuert und die Phasenströme in den Phasen des Elektromotors jeweils periodisch verlaufen, wobei zur Fehlererkennung mehrere Phasenströme des Elektromotors gemessen werden. Zur Fehlererkennung werden die Phasenströme an einem vorgegebenen Punkt der jeweiligen Periode bei gleichzeitiger Variation der zugehörigen Spannungen an den entsprechenden Phasen des Elektromotors gemessen.A pamphlet DE 102 36 377 A1 describes a method for fault detection in a drive device with a multi-phase electric motor and a downstream electric motor converter, wherein the power converter controls the voltage at the individual phases of the electric motor and the phase currents in the phases of the electric motor are each periodically, wherein for fault detection a plurality of phase currents be measured of the electric motor. For fault detection, the phase currents are measured at a predetermined point of the respective period with simultaneous variation of the associated voltages at the corresponding phases of the electric motor.

Eine weitere Druckschrift DE 10 2010 032 208 A1 beschreibt Verfahren und Systeme zum Testen elektrischer Kraftfahrzeugantriebssysteme bereitgestellt. Die Verfahren können dabei mit Komponenten implementiert werden, die bei einem Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs verwendet werden, wie etwa einem Gleichrichter/Wechselrichter, einem Elektromotor und einem elektronischen Steuerungssystem. Ein Verfahren umfasst, dass die Frequenz einer Stromimpulseingabe verstellt wird, die an einen Elektromotor geliefert wird, während die Wicklungsströme überwacht werden. Ein weiteres Verfahren umfasst, dass ein Stromfluss überwacht wird, während und nachdem ein Gleichstromimpuls (DC-Impuls) durch Schalter in einem Gleichrichter/Wechselrichter erzeugt wird. Ein weiteres Verfahren umfasst, dass ein Stromfluss während der Lieferung eines Deaktivierungssignals an die Schalter und während einer einzelnen Aktivierung der Schalter überwacht wird.Another pamphlet DE 10 2010 032 208 A1 describes methods and systems provided for testing automotive electrical drive systems. The methods may be implemented with components used in normal operation of the motor vehicle, such as a rectifier / inverter, an electric motor, and an electronic control system. One method includes adjusting the frequency of a current pulse input that is provided to an electric motor while monitoring the winding currents. Another method includes monitoring a current flow during and after a DC pulse is generated by switches in a rectifier / inverter. Another method includes monitoring current flow during delivery of a disable signal to the switches and during a single activation of the switches.

Eine weitere Druckschrift DE 10 2014 223 052 A1 beschreibt ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs als Reaktion auf eine Diagnoseprüfung, die zur Erkennung einer falschen Kabelverbindung des Fahrzeugs durchgeführt wird.Another pamphlet DE 10 2014 223 052 A1 describes a method of controlling a vehicle in response to a diagnostic test performed to detect a wrong cable connection of the vehicle.

Eine weitere Druckschrift DE 10 2015 120 678 A1 beschreibt einen Leistungsumrichter zum Ansteuern einer Elektromaschine ist dazu ausgelegt, eine Spannung an die Elektromaschine auf Basis eines hochfrequenten Injektionsstroms anzulegen. Dreiphasige Ströme werden gemessen und in eine Stromsteuerung eingegeben. Ein von der Stromsteuerung ausgegebener Spannungssollwert wird unter Verwendung einer diskreten Fourier-Transformation überwacht, um eine Mitsystem- und eine Gegensystemspannung des Spannungssollwerts zu bestimmen. Die Zeigersystemspannungen werden mit erwarteten Mitsystem- und Gegensystemspannungen verglichen. Eine Verbindungsverlust-Diagnose wird ausgegeben, falls eine Größe der Differenz zwischen den erwarteten und den eigentlichen Zeigersystemspannungen größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.Another pamphlet DE 10 2015 120 678 A1 describes a power converter for driving an electric machine is adapted to apply a voltage to the electric machine based on a high-frequency injection current. Three-phase currents are measured and input to a current controller. A voltage command output from the current controller is monitored using a discrete Fourier transform to determine a positive sequence and a negative sequence voltage of the voltage reference. The pointer system voltages are compared to expected positive sequence and negative sequence voltages. A connection loss diagnosis is issued if a magnitude of the difference between the expected and actual pointer system voltages is greater than a predetermined threshold.

Damit besteht die Aufgabe der vorliegenden Anmeldung darin, eine Möglichkeit bereitzustellen, den Anschlusszustand zwischen der Brückenschaltung einer Leistungsendstufe und einer elektrischen Maschine bzw. zwischen den Phasenstromleitungen der Leistungsendstufe und den jeweiligen korrespondierenden Statorphasen der elektrischen Maschine zuverlässig zu überprüfen.Thus, the object of the present application is to provide a possibility to reliably check the connection state between the bridge circuit of a power output stage and an electric machine or between the phase current lines of the power output stage and the corresponding stator phases of the electric machine.

Beschreibung der Erfindung:Description of the invention:

Diese Aufgabe wird durch Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is solved by subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Überprüfen der Anschlusszustände von mindestens zwei Phasenstromleitungen einer Brückenschaltung einer Leistungsendstufe mit mindestens zwei Halbbrücken zu jeweiligen (korrespondierenden) Statorphasen einer elektrischen Maschine bereitgestellt.According to a first aspect of the invention, a method for checking the connection states of at least two phase current lines of a bridge circuit of a power output stage having at least two half-bridges to respective ( corresponding) stator phases of an electrical machine.

Gemäß dem Verfahren wird ein erster Halbleiterschalter einer ersten, mit einer ersten Phasenstromleitung elektrisch leitend verbundenen Halbbrücke der Brückenschaltung gesteuert geschlossen. Damit werden die Ausgangskapazitäten dieses ersten Halbleiterschalters und Halbleiterschalter weiterer Halbbrücken entladen, welche über jeweilige Phasenstromleitungen und jeweilige entsprechende Statorphasen mit diesem ersten Halbleiterschalter elektrisch leitend verbunden sind.According to the method, a first semiconductor switch of a first, with a first phase current line electrically conductively connected half-bridge of the bridge circuit is closed controlled. Thus, the output capacitances of this first semiconductor switch and semiconductor switches of further half-bridges are discharged, which are electrically conductively connected via respective phase current lines and respective corresponding stator phases with this first semiconductor switch.

Anschließend werden Spannungswerte bzw. deren Wertänderungen an der ersten Phasenstromleitung oder an der ersten Halbbrücke, und an den weiteren Phasenstromleitung oder den weiteren mit diesen weiteren Phasenstromleitung elektrisch leitend verbundenen Halbbrücken gemessen.Subsequently, voltage values or their value changes are measured on the first phase-current line or on the first half-bridge, and on the further phase-current line or the further half-bridges electrically connected with these further phase current line.

Anhand der gemessenen Spannungswerte bzw. der gemessenen Wertänderungen der Spannungswerte werden die Anschlusszustände der ersten und der weiteren Phasenstromleitungen der Brückenschaltung zu den jeweiligen entsprechenden Statorphasen der elektrischen Maschine ermittelt.On the basis of the measured voltage values or the measured value changes of the voltage values, the connection states of the first and the further phase current lines of the bridge circuit to the respective corresponding stator phases of the electric machine are determined.

Mit dem genannten Verfahren wird überprüft, ob die mindestens zwei Phasenstromleitungen einer Brückenschaltung einer Leistungsendstufe mit den jeweiligen (mindestens zwei) korrespondierenden Statorphasen einer mit der Leistungsendstufe zu betreibenden elektrischen Maschine elektrisch leitend verbunden sind.With the mentioned method, it is checked whether the at least two phase current lines of a bridge circuit of a power output stage are electrically conductively connected to the respective (at least two) corresponding stator phases of an electric machine to be operated with the power output stage.

Hierzu wird ein Halbleiterschalter einer der Halbbrücken der Brückenschaltung, aus der einer der Phasenstromleitungen unmittelbar abgeht, (mittels eines externen Steuersignals) gesteuert geschlossen.For this purpose, a semiconductor switch of one of the half bridges of the bridge circuit, from which one of the phase current lines is immediately off (closed by means of an external control signal) is closed.

Über den geschlossenen Halbleiterschalter kann die Ausgangskapazität dieses Halbleiterschalters (bspw. Kollektor-Emitter-Kapazität bei einem Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT) oder Drain-Source-Kapazität bei einem Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET)) in Form von einem Entladestrom entladen und führt zu einer Potentialverschiebung bzw. einer Spannungsänderung an der entsprechenden Halbbrücke bzw. der entsprechenden Phasenstromleitung.Via the closed semiconductor switch, the output capacitance of this semiconductor switch (for example, collector-emitter capacitance in an insulated gate bipolar transistor (IGBT) or drain-source capacitance in a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET)) in the form of discharges a discharge current and leads to a potential shift or a voltage change to the corresponding half-bridge or the corresponding phase current line.

Sind die aus der Halbbrücke dieses geschlossenen Halbleiterschalters unmittelbar abgehende Phasenstromleitung und weitere Phasenstromleitungen über die jeweiligen korrespondierenden Statorphasen der elektrischen Maschine elektrisch leitend verbunden und weisen somit fehlerfreie Anschlusszustände auf, so entladen die Ausgangskapazitäten der Halbleiterschalter der Halbbrücken, aus denen die jeweiligen weiteren Phasenstromleitung unmittelbar abgehen, ebenfalls und führen zu entsprechenden Potentialverschiebungen bzw. Spannungsänderungen an den jeweiligen entsprechenden Halbbrücken bzw. den jeweiligen entsprechenden Phasenstromleitungen.If the phase-current line directly departing from the half-bridge of this closed semiconductor switch and further phase-current lines are electrically conductively connected via the respective corresponding stator phases of the electrical machine and thus have fault-free connection states, the output capacitances of the semiconductor switches of the half-bridges from which the respective further phase-current line immediately discharge discharge also and lead to corresponding potential shifts or voltage changes to the respective corresponding half-bridges or the respective corresponding phase current lines.

Sind die aus der Halbbrücke dieses geschlossenen Halbleiterschalters unmittelbar abgehende Phasenstromleitung nicht mit der korrespondierenden Statorphase, bzw. eine oder andere Phasenleitungen nicht mit den jeweiligen korrespondierenden Statorphasen elektrisch leitend verbunden und weisen somit einen fehlerhaften Anschlusszustand auf, so entladen die Ausgangskapazitäten der Halbleiterschalter der entsprechenden Halbbrücken nicht. Demzufolge finden auch keine Potentialverschiebungen bzw. Spannungsänderungen an den jeweiligen entsprechenden Halbbrücken bzw. den jeweiligen entsprechenden Phasenstromleitungen statt.If the phase current line directly outgoing from the half-bridge of this closed semiconductor switch is not electrically connected to the corresponding stator phase, or one or other phase lines are not electrically conductively connected to the respective corresponding stator phases and thus have a faulty connection state, then the output capacitances of the semiconductor switches of the corresponding half bridges do not discharge , Consequently, there are no potential shifts or voltage changes at the respective corresponding half bridges or the respective corresponding phase current lines.

Diese Eigenschaft wird in der vorliegenden Anmeldung zunutze gemacht.This property is exploited in the present application.

Durch Erfassen und Auswerten dieser Potentialverschiebungen bzw. Spannungsänderungen an den Halbbrücken bzw. an den korrespondierenden Phasenstromleitungen lässt sich einfach und zuverlässig feststellen, ob die Halbbrücken bzw. Phasenstromleitungen mit den jeweiligen korrespondierenden Statorphasen elektrisch leitend verbunden sind oder fehlerfreie Anschlusszustände aufweisen.By detecting and evaluating these potential shifts or voltage changes at the half bridges or at the corresponding phase current lines, it can be easily and reliably determined whether the half bridges or phase current lines are electrically conductively connected to the respective corresponding stator phases or have faultless connection states.

Zum Schließen des ersten Halbleiterschalters und zum Erfassen der Spannungswerte bzw. Spanungsänderungen sowie zu deren Auswerten bedarf es lediglich der ohnehin vorhandenen Betriebsspannung zum Betreiben der entsprechenden Brückenschaltung (mit bspw. einer Spannungshöhe von 12 Volt). Damit kann das Verfahren in einem sicheren Betriebszustand der Brückenschaltung durchgeführt werden, in dem die Brückenschaltung von der eingangs genannten lebensgefährlichen Hochvoltspannung (mit einer Spannungshöhe von über 400 Volt) elektrisch getrennt ist.To close the first semiconductor switch and to detect the voltage values or voltage changes and to evaluate them, only the already existing operating voltage for operating the corresponding bridge circuit (with, for example, a voltage level of 12 volts) is required. Thus, the method can be carried out in a safe operating state of the bridge circuit, in which the bridge circuit of the above-mentioned fatal high-voltage (with a voltage level of about 400 volts) is electrically isolated.

Damit ist eine Möglichkeit geschaffen, mit der ein Anschlusszustand einer Brückenschaltung einer Leistungsendstufe zu einer elektrischen Maschine einfach, sicher und zuverlässig überprüft werden kann.This creates a possibility with which a connection state of a bridge circuit of a power output stage to an electric machine can be checked simply, safely and reliably.

Vorzugsweise werden als die Spannungswerte bzw. deren Wertänderungen Spannungswerte bzw. Spannungsänderungen an Laststromstrecken (bspw. Kollektor-Emitter-Kapazität oder Drain-Source-Kapazität) des ersten Halbleiterschalters und/oder des zweiten bzw. der weiteren Halbleiterschalter erfasst.Preferably, as the voltage values or their value changes, voltage values or voltage changes on load current paths (for example, collector-emitter capacitance or drain-source capacitance) of the first semiconductor switch and / or the second or further semiconductor switch detected.

Insbesondere wird bei fallenden Spannungsänderungen an Laststromstrecken des ersten und des zweiten bzw. der weiteren Halbleiterschalter auf intakte und somit fehlerfreie Anschlusszustände der ersten und der zweiten sowie der weiteren Phasenstromleitungen mit den jeweiligen korrespondierenden Statorphasen rückgeschlossen.In particular, in the case of falling voltage changes to load current paths of the first and the second or the further semiconductor switches, intact and thus faultless connection states of the first and the second and the further phase current lines are inferred with the respective corresponding stator phases.

Vorzugsweise werden als die Spannungswerte bzw. deren Wertänderungen Signalpegeländerungen bei Statussignalen eines ersten Gatetreibers zum Betreiben des ersten Halbleiterschalters und/oder eines zweiten bzw. weiterer Gatetreiber zum Betreiben des zweiten bzw. der weiteren Halbleiterschalter erfasst. Hierbei wird die Eigenschaft der Statussignale der Gatetreiber zunutze gemacht, dass diese die Laststromstreckenspannung (bspw. Kollektor-Emitter-Spannung oder Drain-Source-Spannung) des von diesem Gatetreiber betriebenen Halbleiterschalters wiedergibt. Ändert sich die Laststromstreckenspannung des Halbleiterschalters, so ändert sich auch der Signalpegel des Statussignals des entsprechenden Gatetreibers. Diese Änderung des Signalpegels des Statussignals gibt somit Auskunft darüber, ob der entsprechende Halbleiterschalter mit der korrespondierenden Statorphase elektrisch leitend verbunden ist.Signal level changes in status signals of a first gate driver for operating the first semiconductor switch and / or a second or further gate driver for operating the second or further semiconductor switch are preferably detected as the voltage values or their value changes. In this case, the property of the status signals of the gate drivers is made use of that which reproduces the load current path voltage (for example collector-emitter voltage or drain-source voltage) of the semiconductor switch operated by this gate driver. If the load current path voltage of the semiconductor switch changes, the signal level of the status signal of the corresponding gate driver also changes. This change in the signal level of the status signal thus provides information as to whether the corresponding semiconductor switch is electrically conductively connected to the corresponding stator phase.

Vorzugsweise wird der erste Halbleiterschalter von einem statischen Ansteuersignal (bspw. mit einer Signalspannung von bspw. 3 Volt) angesteuert geschlossen.Preferably, the first semiconductor switch is closed by a static drive signal (eg, with a signal voltage of, for example, 3 volts).

Vorzugsweise sind der erste und/oder der zweite Halbleiterschalter positivspannungsseitige Halbleiterschalter der jeweiligen Halbbrücken. Damit sind die beiden Halbleiterschalter jeweils in dem jeweiligen positiven Stromzweig der entsprechenden Halbbrücken angeschlossen und schalten während des Betriebs der Leistungsendstufe den Betriebsstrom von einer positiven Stromversorgungsleitung zu den jeweiligen entsprechenden Phasenstromleitungen bzw. den jeweiligen entsprechenden Statorphasen der elektrischen Maschine.The first and / or the second semiconductor switch are preferably positive-voltage-side semiconductor switches of the respective half-bridges. Thus, the two semiconductor switches are each connected in the respective positive current branch of the respective half-bridges and switch during operation of the power output stage, the operating current from a positive power supply line to the respective corresponding phase current lines or the respective stator phases of the electric machine.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein computerlesbarer Datenträger bereitgestellt, in dem Programmcodes gespeichert sind, mit denen das oben beschriebene Verfahren durchführbar ist.According to a further aspect of the invention, a computer-readable data carrier is provided in which program codes are stored with which the method described above can be carried out.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Schaltungsanordnung zum Überprüfen der Anschlusszustände von mindestens zwei Phasenstromleitungen einer Brückenschaltung zu jeweiligen korrespondierenden Statorphasen einer elektrischen Maschine bereitgestellt.According to yet another aspect of the invention, a circuit arrangement for checking the connection states of at least two phase current lines of a bridge circuit to respective corresponding stator phases of an electrical machine is provided.

Die Schaltungsanordnung umfasst eine Steuereinheit, welche eingerichtet ist, einen ersten Halbleiterschalter einer ersten, mit einer ersten Phasenstromleitung elektrisch leitend verbundenen Halbbrücke der Brückenschaltung zu schließen, damit die Ausgangskapazität des ersten Halbleiterschalters und/oder einer Ausgangskapazität eines zweiten Halbleiterschalters einer zweiten, mit einer zweiten Phasenstromleitung elektrisch leitend verbundenen Halbbrücke entladen können.The circuit arrangement comprises a control unit which is set up to close a first semiconductor switch of a first half bridge of the bridge circuit which is electrically conductively connected to a first phase current line so that the output capacitance of the first semiconductor switch and / or an output capacitance of a second semiconductor switch of a second, with a second phase current line can discharge electrically connected half bridge.

Die Vorrichtung umfasst ferner eine Messeinheit, welche eingerichtet ist, Spannungswerte oder deren Wertänderungen an der ersten Phasenstromleitung und einer zweiten Phasenstromleitung, oder an der ersten Halbbrücke und der zweiten Halbbrücke zu ermitteln.The device further comprises a measuring unit, which is set up to determine voltage values or their value changes on the first phase current line and a second phase current line, or on the first half-bridge and the second half-bridge.

Die Vorrichtung umfasst ferner eine Ermittlungseinheit, welche eingerichtet ist, anhand der gemessenen Spannungswerte bzw. deren Wertänderungen die Anschlusszustände der mindestens zwei Phasenstromleitungen zu den jeweiligen korrespondierenden Statorphasen zu ermitteln.The apparatus further comprises a determination unit, which is set up to determine the connection states of the at least two phase current lines to the respective corresponding stator phases on the basis of the measured voltage values or their value changes.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Leistungsendstufe zum Bereitstellen von Phasenströmen für eine elektrische Maschine mit Statorphasen bereitgestellt.According to yet another aspect of the invention, there is provided a power output stage for providing phase currents to an electric machine having stator phases.

Die Leistungsendstufe umfasst eine Brückenschaltung mit mindestens zwei Phasenstromleitungen, und mindestens eine zuvor beschriebene Schaltungsanordnung zum Überprüfen der Anschlusszustände der mindestens zwei Phasenstromleitungen der Brückenschaltung zu den jeweiligen korrespondierenden Statorphasen der elektrischen Maschine.The power output stage comprises a bridge circuit having at least two phase current lines, and at least one previously described circuit arrangement for checking the connection states of the at least two phase current lines of the bridge circuit to the respective corresponding stator phases of the electric machine.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine elektrische Antriebsvorrichtung, insbesondere zum Antrieb eines Hybridelektro-/Elektrofahrzeugs, bereitgestellt.According to yet another aspect of the invention, an electric drive device, in particular for driving a hybrid electric / electric vehicle, is provided.

Die elektrische Antriebsvorrichtung umfasst mindestens eine elektrische Maschine mit Statorphasen und mindestens eine zuvor genannte Leistungsendstufe, wobei die mindestens eine Leistungsendstufe über mindestens zwei Phasenstromleitungen mit jeweiligen korrespondierenden Statorphasen der mindestens einen elektrischen Maschine elektrisch leitend verbunden ist.The electric drive device comprises at least one electric machine with stator phases and at least one aforementioned power output stage, wherein the at least one power output stage is electrically conductively connected to respective corresponding stator phases of the at least one electric machine via at least two phase current lines.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des oben beschriebenen Verfahrens sind, soweit möglich, auf den oben genannten Datenträger, die oben genannte Schaltungsanordnung, die oben genannte Leistungsendstufe und/oder die oben genannte elektrische Antriebsvorrichtung übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen des Datenträgers, der Schaltungsanordnung, der Leistungsendstufe bzw. der elektrischen Antriebsvorrichtung anzusehen.Advantageous embodiments of the method described above are, as far as possible, transferable to the above-mentioned data carrier, the above-mentioned circuit arrangement, the abovementioned power output stage and / or the above-mentioned electric drive device, as advantageous embodiments of the data carrier, the Circuit arrangement to view the power output stage or the electric drive device.

Beschreibung der Zeichnung:Description of the drawing:

Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung bezugnehmend auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur in einer schematischen Darstellung eine elektrische Antriebsvorrichtung EA mit einer Schaltungsanordnung SA gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.In the following, an exemplary embodiment of the invention with reference to the accompanying drawings is explained in more detail. The single FIGURE shows a schematic representation of an electric drive device EA with a circuit arrangement SA according to an embodiment of the invention.

Die elektrische Antriebsvorrichtung EA umfasst eine elektrische Maschine EM zum Antrieb eines Elektrofahrzeugs und eine Leistungsendstufe LE zum Bereitstellen von Phasenströmen für die elektrische Maschine EM.The electric drive device EA comprises an electric machine EM for driving an electric vehicle and a power output stage LE for providing phase currents for the electric machine EM.

Die Leistungsendstufe LE umfasst eine Brückenschaltung BS, die ihrerseits drei Halbbrücken HB1, HB2, HB3 umfassen, welche zueinander parallel und zwischen einer positivspannungsseitigen Versorgungsstromleitung V+ und einer negativspannungsseitigen Versorgungsstromleitung V– elektrisch angeschlossen sind. Die drei Halbbrücken HB1, HB2, HB3 umfassen jeweils einen positivspannungsseitigen Halbleiterschalter HS1; HS2; HS3 und einen negativspannungsseitigen Halbleiterschalter HS4; HS5; HS6, wobei die beiden Halbleiterschalter HS1, HS4; HS2, HS5; HS3, HS6 der jeweiligen Halbbrücken HB1, HB2, HB3 zueinander in Reihe geschaltet sind.The power output stage LE comprises a bridge circuit BS, which in turn comprises three half-bridges HB1, HB2, HB3, which are connected to each other in parallel and electrically connected between a positive voltage side supply current line V + and a negative voltage side supply current line V-. The three half bridges HB1, HB2, HB3 each include a positive voltage side semiconductor switch HS1; HS2; HS3 and a negative voltage side semiconductor switch HS4; HS5; HS6, the two semiconductor switches HS1, HS4; HS2, HS5; HS3, HS6 of the respective half-bridges HB1, HB2, HB3 are connected in series with each other.

Die Halbleiterschalter HS1, HS4; HS2, HS5; HS3, HS6 sind bspw. als Leistungs-MOSFET (Metall Oxid Halbleiter Feldeffekttransistor) oder Leistungs-IGBT (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode) ausgebildet.The semiconductor switches HS1, HS4; HS2, HS5; HS3, HS6 are formed, for example, as a power MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor) or power IGBT (insulated gate bipolar transistor).

Die Brückenschaltung BS umfasst ferner drei Phasenstromleitungen PL1, PL2, PL3, welche jeweils von einem elektrischen Anschlusspunkt AS1, AS2, AS3 der jeweiligen Halbbrücken HB1, HB2, HB3 abgehen, welcher jeweils die beiden Halbleiterschalter HS1, HS4; HS2, HS5; HS3, HS6 der jeweiligen Halbbrücken HB1, HB2, HB3 miteinander elektrisch verbindet.The bridge circuit BS further comprises three phase current lines PL1, PL2, PL3, which each depart from an electrical connection point AS1, AS2, AS3 of the respective half bridges HB1, HB2, HB3, which in each case the two semiconductor switches HS1, HS4; HS2, HS5; HS3, HS6 of the respective half-bridges HB1, HB2, HB3 electrically interconnects.

Zum Betrieb der elektrischen Antriebsvorrichtung EA muss die Brückenschaltung BS über die drei Phasenstromleitungen PL1, PL2, PL3 mit drei korrespondierenden Statorphasen der elektrischen Maschine EM unmittelbar elektrisch leitend verbunden sein. Beim Betrieb der elektrischen Antriebsvorrichtung EA fließen von den Versorgungsstromleitungen V+, V– über die Phasenstromleitungen PL1, PL2, PL3 zu den Statorphasen Ströme mit einer Stromstärke von über 100 Ampere und einer Spannung von über 400 Volt.For operation of the electric drive device EA, the bridge circuit BS must be connected via the three phase current lines PL1, PL2, PL3 with three corresponding stator phases of the electric machine EM directly electrically conductive. During operation of the electric drive device EA currents flow from the supply power lines V +, V- via the phase current lines PL1, PL2, PL3 to the stator phases with a current of more than 100 amperes and a voltage of about 400 volts.

Offene elektrische Verbindungen zwischen den Phasenstromleitungen PL1, PL2, PL3 und den korrespondierenden Statorphasen oder Unterbrechungen in den Phasenstromleitungen PL1, PL2, PL3 können einerseits zu Funktionsstörungen der Antriebsvorrichtung EA und andererseits zu lebensgefährlichen Stromschlägen führen.Open electrical connections between the phase current lines PL1, PL2, PL3 and the corresponding stator phases or interruptions in the phase current lines PL1, PL2, PL3 on the one hand lead to malfunction of the drive device EA and on the other hand to life-threatening electric shock.

Um zu überprüfen, ob die drei Phasenstromleitungen PL1, PL2, PL3 mit den jeweiligen korrespondierenden Statorphasen korrekt elektrisch leitend verbunden sind und keine elektrischen Unterbrechungen aufweisen, umfasst die Leistungsendstufe LE eine Schaltungsanordnung SA.In order to check whether the three phase current lines PL1, PL2, PL3 are correctly electrically conductively connected to the respective corresponding stator phases and have no electrical interruptions, the power output stage LE comprises a circuit arrangement SA.

Die Schaltungsanordnung SA umfasst ihrerseits drei Steuereinheiten SE1, SE2, SE3 zum Steuern der jeweiligen der drei positivspannungsseitigen Halbleiterschalter HS1, HS2, HS3 sowie drei Messeinheiten ME1, ME2, ME3 zum Erfassen der Pegeländerungen der Spannungspegel der Statussignale des jeweiligen der drei positivspannungsseitigen Halbleiterschalter HS1, HS2, HS3.The circuit arrangement SA in turn comprises three control units SE1, SE2, SE3 for controlling the respective one of the three positive-voltage-side semiconductor switches HS1, HS2, HS3 and three measuring units ME1, ME2, ME3 for detecting the level changes of the voltage levels of the status signals of the respective one of the three positive-voltage-side semiconductor switches HS1, HS2 , HS3.

Die Schaltungsanordnung SA umfasst ferner eine Ermittlungseinheit EE, die eingerichtet ist, anhand des von den jeweiligen Messeinheiten ME1, ME2, ME3 erfassten Pegeländerungen der Statussignale der jeweiligen positivspannungsseitigen Halbleiterschalter HS1, HS2, HS3 Anschlusszustände der entsprechenden Phasenstromleitungen PL1, PL2, PL3 mit den korrespondierenden Statorphasen der elektrischen Maschine EM zu ermitteln.The circuit arrangement SA furthermore comprises a determination unit EE, which is set up, based on the level changes of the status signals of the respective positive-voltage-side semiconductor switches HS1, HS2, HS3 detected by the respective measurement units ME1, ME2, ME3, connection states of the corresponding phase current lines PL1, PL2, PL3 with the corresponding stator phases to determine the electric machine EM.

Dabei sind die drei Steuereinheiten SE1, SE2, SE3, die drei Messeinheiten ME1, ME2, ME3 und die Ermittlungseinheit EE vorzugsweise als Komponenten der Steuerelektroniken bzw. der Gatetreiber GT1, GT2, GT3 der Halbleiterschalter HS1, HS2, HS3 ausgebildet, welche zum Betrieb dieser Halbleiterschalter HS1, HS2, HS3 bzw. der Leistungsendstufe LE bereits vorgesehen sind und lediglich in ihren jeweiligen Funktionen entsprechend modifiziert sind, damit diese die nachfolgend zu beschreibenden Überprüfung der Schaltzustände der Phasenstromleitungen PL1, PL2, PL3 mit den korrespondierenden Statorphasen durchführen können.The three control units SE1, SE2, SE3, the three measuring units ME1, ME2, ME3 and the determination unit EE are preferably designed as components of the control electronics or the gate drivers GT1, GT2, GT3 of the semiconductor switches HS1, HS2, HS3, which are used to operate these Semiconductor switch HS1, HS2, HS3 or the power amplifier LE are already provided and are modified accordingly only in their respective functions, so that they can perform the following to be described checking the switching states of the phase current lines PL1, PL2, PL3 with the corresponding stator phases.

Nachdem die Schaltungstopologie der elektrischen Antriebsvorrichtung EA samt der Schaltungsanordnung SA anhand der Figur detailliert beschrieben wurde, wird nachfolgend die Funktionsweise der Schaltungsanordnung SA näher beschrieben.After the circuit topology of the electric drive device EA including the circuit arrangement SA has been described in detail with reference to the figure, the operation of the circuit arrangement SA will be described in more detail below.

Um zu überprüfen, ob die drei Phasenstromleitungen PL1, PL2, PL3 der Leistungsendstufe LE mit den korrespondierenden Statorphasen der elektrischen Maschine EM elektrisch leitend verbunden sind, gibt eine der drei Steuereinheiten SE1 noch in der Zeit, in der die Leistungsendstufe LE bspw. über Schalter von den Versorgungsstromleitungen V+, V– elektrisch getrennt ist, ein Steuersignal an den Steueranschluss des korrespondierenden, ersten positivspannungsseitigen Halbleiterschalters HS1 ab und schließt diesen Halbleiterschalter HS1. In dieser Zeit steuern weitere in der Figur nicht abgebildeten Steuereinheiten die entsprechenden negativspannungsseitigen Halbleiterschalter HS4, HS5, HS6 derart, dass sich diese über den gesamten Überprüfungsvorgang in offenen Schaltzuständen befinden.In order to check whether the three phase current lines PL1, PL2, PL3 of the power output stage LE are electrically connected to the corresponding stator phases of the electrical machine EM, one of the three control units SE1 is still in the time in which the power output stage LE, for example Switch is disconnected from the supply power lines V +, V-, a control signal to the control terminal of the corresponding, first positive voltage side semiconductor switch HS1 and closes this semiconductor switch HS1. During this time, further control units (not shown in the figure) control the corresponding negative-voltage-side semiconductor switches HS4, HS5, HS6 in such a way that they are in open switching states over the entire checking process.

Unmittelbar vor, während und nach dem Schließen des ersten Halbleiterschalters HS1 erfassen die drei Messeinheiten ME1, ME2, ME3 die Statussignale von allen drei positivspannungsseitigen Halbleiterschaltern HS1, HS2, HS3 und leiten die erfassten Statussignale an die Ermittlungseinheit EE weiter.Immediately before, during and after the closing of the first semiconductor switch HS1, the three measuring units ME1, ME2, ME3 detect the status signals of all three positive-voltage-side semiconductor switches HS1, HS2, HS3 and forward the detected status signals to the detection unit EE.

Die Ermittlungseinheit EE wertet die Statussignale und stellt basierend auf den Auswerteergebnissen fest, welche der drei Phasenstromleitungen PL1, PL2, PL3 mit den korrespondierenden Statorphasen elektrisch leitend verbunden sind.The determination unit EE evaluates the status signals and determines, based on the evaluation results, which of the three phase current lines PL1, PL2, PL3 are electrically conductively connected to the corresponding stator phases.

Durch Schließen des ersten Halbleiterschalters HS1 wird dessen Ausgangskapazität entladen und fließt ein Entladestrom Ic durch dessen Laststromstrecke (im Falle eines Leistungs-IGBTs die Kollektor-Emitter-Strecke bzw. im Falle eines Leistungs-MOSFETs die Drain-Source-Strecke) und somit durch die entsprechende erste Halbbrücke HB1 zu der korrespondierenden ersten Phasenstromleitung PL1. Ist die erste Phasenstromleitung PL1 mit der korrespondierenden Statorphase der elektrischen Maschine EM elektrisch leitend verbunden, so fließt der Entladestrom Ic weiter zu der korrespondierenden Statorphase. Durch das Entladen der Ausgangskapazität ändert sich die Spannung (Potentialverschiebung) an der Laststromstrecke des ersten Halbleiterschalters HS1 (im Falle des Leistungs-IGBTs die Kollektor-Emitter-Spannung bzw. im Falle des Leistungs-MOSFETs die Drain-Source-Spannung). Diese Änderung widerspiegelt sich in eine Signalpegeländerung des Statussignals des ersten Halbleiterschalters HS1. Diese Signalpegeländerung des Statussignals wird von der ersten Messeinheit ME1 erfasst und an die Ermittlungseinheit EE weitergeleitet.By closing the first semiconductor switch HS1 whose output capacitance is discharged and a discharge current Ic flows through the load current path (in the case of a power IGBT, the collector-emitter path or in the case of a power MOSFET, the drain-source path) and thus by the corresponding first half-bridge HB1 to the corresponding first phase current line PL1. If the first phase current line PL1 is electrically conductively connected to the corresponding stator phase of the electrical machine EM, then the discharge current Ic continues to flow to the corresponding stator phase. By discharging the output capacitance, the voltage (potential shift) at the load current path of the first semiconductor switch HS1 changes (in the case of the power IGBT, the collector-emitter voltage or, in the case of the power MOSFET, the drain-source voltage). This change is reflected in a signal level change of the status signal of the first semiconductor switch HS1. This signal level change of the status signal is detected by the first measuring unit ME1 and forwarded to the determining unit EE.

Sind die weiteren beiden Phasenstromleitungen PL2, PL3 ebenfalls mit den jeweiligen korrespondierenden Statorphasen der elektrischen Maschine EM elektrisch leitend verbunden, so entladen die Ausgangskapazitäten der jeweiligen korrespondierenden Halbleiterschalter HS2, HS3 über ihre jeweiligen Laststromstrecken und weiter über die jeweiligen Phasenstromleitungen PL2, PL3 und die jeweiligen korrespondierenden Statorphasen. Durch das Entladen der Ausgangskapazitäten ändern sich die Spannungen (Potentialverschiebungen) an den Laststromstrecken der entsprechenden Halbleiterschalter HS1, HS2, welche sich ebenfalls in entsprechenden Signalpegeln bzw. Signalpegeländerungen der jeweiligen Statussignale dieser Halbleiterschalter HS1, HS2 widerspiegeln. Diese Signalpegel bzw. Signalpegeländerungen werden von den korrespondierenden Messeinheiten ME2, ME2 erfasst und an die Ermittlungseinheit EE weitergeleitet.If the further two phase current lines PL2, PL3 are likewise electrically conductively connected to the respective corresponding stator phases of the electrical machine EM, then the output capacitances of the respective corresponding semiconductor switches HS2, HS3 discharge via their respective load current paths and further via the respective phase current lines PL2, PL3 and the respective corresponding ones stator phases. By discharging the output capacitances, the voltages (potential shifts) on the load current paths of the corresponding semiconductor switches HS1, HS2 change, which are likewise reflected in corresponding signal levels or signal level changes of the respective status signals of these semiconductor switches HS1, HS2. These signal levels or signal level changes are detected by the corresponding measuring units ME2, ME2 and forwarded to the determination unit EE.

Neben den oben genannten Ausgangskapazitäten der Halbleiterschalter HS1, HS2, HS3 entladen auch parasitäre Y-Kapazitäten an den Phasenstromleitungen PL1, PL2, PL3 und den Statorphasen beim Schließen des ersten Halbleiterschalters HS1 und verursachen an den Halbbrücken HB1, HB2, HB2, bzw. an den Laststromstrecken der Halbleiterschalter HS1, HS2, HS3, deren korrespondierenden Phasenstromleitungen PL1, PL2, PL3 mit den jeweiligen entsprechenden Statorphasen elektrisch leitend verbunden sind.In addition to the abovementioned output capacitances of the semiconductor switches HS1, HS2, HS3, parasitic Y capacitances on the phase current lines PL1, PL2, PL3 and the stator phases also discharge when the first semiconductor switch HS1 is closed and cause HB1, HB2, HB2, or at the half bridges HB1, HB2, HB2 Load current paths of the semiconductor switches HS1, HS2, HS3, whose corresponding phase current lines PL1, PL2, PL3 are electrically connected to the respective corresponding stator phases.

Abhängig von den Signalpegeln bzw. den Signalpegeländerungen der jeweiligen Statussignale ermittelt die Ermittlungseinheit EE die Anschlusszustände der jeweiligen Phasenstromleitungen PL1, PL2, PL3 zu den jeweiligen korrespondierenden Statorphasen. Ist die Ausgangskapazität eines Halbleiterschalters HS1, HS2 oder HS3 bei einem Schließvorgang eines der drei Halbleiterschalter HS1, HS2, HS3 entladen, so weist der korrespondierende Signalpegel einen Pegelwert von 0 („logisch Null”) auf. Ist die Ausgangskapazität eines Halbleiterschalters HS1, HS2 oder HS3 bei einem Schließvorgang eines der drei Halbleiterschalter HS1, HS2, HS3 nicht entladen, so weist der korrespondierende Signalpegel einen Pegelwert von 1 („logisch Eins”) auf.Depending on the signal levels or the signal level changes of the respective status signals, the determination unit EE determines the connection states of the respective phase current lines PL1, PL2, PL3 to the respective corresponding stator phases. If the output capacitance of a semiconductor switch HS1, HS2 or HS3 is discharged during a closing operation of one of the three semiconductor switches HS1, HS2, HS3, then the corresponding signal level has a level value of 0 ("logical zero"). If the output capacitance of a semiconductor switch HS1, HS2 or HS3 is not discharged during a closing operation of one of the three semiconductor switches HS1, HS2, HS3, then the corresponding signal level has a level value of 1 ("logical one").

Dabei stehen die Signalpegel bzw. die Signalpegeländerungen der Statussignale und die Anschlusszustände der jeweiligen korrespondierenden Phasenstromleitungen PL1, PL2, PL3 in folgenden Zusammenhängen:
Zum Überprüfen der Anschlusszustände wird zuerst nur der erste Halbleiterschalter HS1 von der ersten Steuereinheit SE1 gesteuert geschlossen. Anschließend werden die Signalpegel bzw. die Signalpegeländerungen der Statussignale der Gatetreiber GT1, GT2, GT3 aller drei Halbleiterschalter HS1, HS2, HS3 von den jeweiligen korrespondierenden Messeinheiten ME1, ME2, ME3 erfasst und zum Auswerten an die Ermittlungseinheit EE weitergeleitet.The signal levels or the signal level changes of the status signals and the connection states of the respective corresponding phase current lines PL1, PL2, PL3 are in the following contexts:
For checking the connection states, first only the first semiconductor switch HS1 is closed controlled by the first control unit SE1. Subsequently, the signal levels or the signal level changes of the status signals of the gate drivers GT1, GT2, GT3 of all three semiconductor switches HS1, HS2, HS3 are detected by the respective corresponding measuring units ME1, ME2, ME3 and forwarded to the determination unit EE for evaluation.

Weisen die drei mit den jeweiligen Halbleiterschaltern HS1, HS2, HS3 korrespondierenden Signalpegel Pegelwerte 0, 1, 0 auf, so ist nur die elektrische Verbindung zwischen der zweiten Phasenleitung PL2 mit der korrespondierenden Statorphase fehlerhaft.If the three signal levels corresponding to the respective semiconductor switches HS1, HS2, HS3 have level values 0, 1, 0, only the electrical connection between the second phase line PL2 and the corresponding stator phase is faulty.

Weisen die drei mit den jeweiligen Halbleiterschaltern HS1, HS2, HS3 korrespondierenden Signalpegel Pegelwerte 0, 0, 1 auf, so ist analog nur die elektrische Verbindung zwischen der dritten Phasenleitung PL3 mit der korrespondierenden Statorphase fehlerhaft.If the three signal levels corresponding to the respective semiconductor switches HS1, HS2, HS3 have level values 0, 0, 1, analogously only the electrical connection between the third phase line PL3 and the corresponding stator phase is faulty.

Weisen die drei mit den jeweiligen Halbleiterschaltern HS1, HS2, HS3 korrespondierenden Signalpegel Pegelwerte 0, 0, 0 auf, so sind alle Phasenleitungen PL1, PL2, PL3 mit den korrespondierenden Statorphasen fehlerfrei elektrisch leitend verbunden.If the three signal levels corresponding to the respective semiconductor switches HS1, HS2, HS3 have level values 0, 0, 0, all the phase lines PL1, PL2, PL3 are electrically conductively connected to the corresponding stator phases in an error-free manner.

Weisen die drei mit den jeweiligen Halbleiterschaltern HS1, HS2, HS3 korrespondierenden Signalpegel Pegelwerte 0, 1, 1 auf, so ist entweder die elektrische Verbindung zwischen der ersten Phasenleitung PL1 mit der korrespondierenden Statorphase fehlerhaft (Fall 1), oder sind die zweite und die dritte Phasenstromleitungen PL2, PL2 oder alle drei Phasenleitungen PL1, PL2, PL3 nicht mit den korrespondierenden Statorphasen korrekt verbunden (Fall 2).If the three signal levels corresponding to the respective semiconductor switches HS1, HS2, HS3 have level values 0, 1, 1, then either the electrical connection between the first phase line PL1 and the corresponding stator phase is faulty (case 1), or are the second and the third Phase current lines PL2, PL2 or all three phase lines PL1, PL2, PL3 are not correctly connected to the corresponding stator phases (case 2).

Um den Fall 1 von dem Fall 2 eindeutig trennen und somit das Fehlerbild weiter eingrenzen zu können, kann in einem weiteren Überprüfungsvorgang nur der zweite oder nur der dritte Halbleiterschalter HS2, HS3 gesteuert geschlossen werden und anschließend die Signalpegel bzw. deren Änderungen ausgewertet werden.In order to be able to unambiguously separate case 1 from case 2 and thus further limit the error pattern, in a further checking operation only the second or only the third semiconductor switch HS2, HS3 can be closed in a controlled manner and subsequently the signal levels or their changes can be evaluated.

So kann bspw. nur der zweite Halbleiterschalter HS2 von der zweiten Steuereinheit SE2 gesteuert geschlossen werden. Anschließend werden die Signalpegel bzw. die Signalpegeländerungen der Statussignale der Gatetreiber GT1, GT2, GT3 aller drei Halbleiterschalter HS1, HS2, HS3 nochmals von den jeweiligen korrespondierenden Messeinheiten ME1, ME2, ME3 erfasst und zum Auswerten an die Ermittlungseinheit EE weitergeleitet.Thus, for example, only the second semiconductor switch HS2 can be closed controlled by the second control unit SE2. Subsequently, the signal levels or the signal level changes of the status signals of the gate drivers GT1, GT2, GT3 of all three semiconductor switches HS1, HS2, HS3 are again detected by the respective corresponding measuring units ME1, ME2, ME3 and forwarded to the determination unit EE for evaluation.

Weisen die drei mit den jeweiligen Halbleiterschaltern HS1, HS2, HS3 korrespondierenden Signalpegel Pegelwerte 1, 0, 1 auf, so sind elektrische Verbindungen zwischen mindestens zwei der Phasenleitung PL1, PL2, PL3 mit den jeweiligen korrespondierenden Statorphasen fehlerhaft.If the three signal levels corresponding to the respective semiconductor switches HS1, HS2, HS3 have level values 1, 0, 1, then electrical connections between at least two of the phase lines PL1, PL2, PL3 with the respective corresponding stator phases are faulty.

Weisen die drei mit den jeweiligen Halbleiterschaltern HS1, HS2, HS3 korrespondierenden Signalpegel Pegelwerte 1, 0, 0 auf, so ist nur die elektrische Verbindung zwischen der ersten Phasenleitung PL1 mit der korrespondierenden Statorphase fehlerhaft.If the three signal levels corresponding to the respective semiconductor switches HS1, HS2, HS3 have level values 1, 0, 0, then only the electrical connection between the first phase line PL1 and the corresponding stator phase is faulty.

Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der Überprüfung können die drei positivspannungsseitigen Halbleiterschalter HS1, HS2, HS3 von den jeweiligen Steuereinheiten SE1, SE2, SE3 gesteuert nacheinander geschlossen werden. Aus den derart erhaltenen redundanten Ergebnissen können dann genaue Aussagen getroffen werden, welche der Phasenleitungen PL1, PL2, PL3 eindeutig nicht mit den korrespondierenden Statorphasen elektrisch leitend verbunden sind.In order to increase the reliability of the check, the three positive-voltage-side semiconductor switches HS1, HS2, HS3 can be closed successively controlled by the respective control units SE1, SE2, SE3. Precise statements can then be made from the redundant results obtained in this way, which of the phase lines PL1, PL2, PL3 are clearly not electrically connected to the corresponding stator phases.

Mit dem oben beschriebenen Verfahren kann desweiteren sicher zwischen Defekten einzelner Halbleiterschalter HS1, HS2, HS3 und offenen Phasenleitungen PL1, PL2, PL3 unterschieden werden.Furthermore, with the method described above, it is possible to reliably distinguish between defects of individual semiconductor switches HS1, HS2, HS3 and open phase lines PL1, PL2, PL3.

Wenn der Signalpegel des Statussignals des gesteuert geschlossenen Halbleiterschalters keine Signalpegeländerung vollzieht, dann ist der betroffene Halbleiterschalter defekt.If the signal level of the status signal of the controlled closed semiconductor switch does not change the signal level, then the affected semiconductor switch is defective.

Claims (10)

Verfahren zum Überprüfen der Anschlusszustände von mindestens zwei Phasenstromleitungen (PL1, PL2) einer Brückenschaltung (BS) mit mindestens zwei Halbbrücken (HB1, HB2) zu jeweiligen Statorphasen einer elektrischen Maschine (EM), mit folgenden Schritten: – Schließen eines ersten Halbleiterschalters (HS1) einer ersten, mit einer ersten Phasenstromleitung (PL1) elektrisch leitend verbundenen Halbbrücke (HB1) zum Entladen dessen Ausgangskapazität und/oder einer Ausgangskapazität eines zweiten Halbleiterschalters (HS2) einer zweiten, mit einer zweiten Phasenstromleitung (PL2) elektrisch leitend verbundenen Halbbrücke (HB2); – Erfassen von Spannungswerten oder deren Wertänderungen an der ersten (HB1) und der zweiten (HB2) Halbbrücke; – Ermitteln der Anschlusszustände der mindestens zwei Phasenstromleitungen (PL1, PL2) anhand der gemessenen Spannungswerte bzw. deren Wertänderungen.Method for checking the connection states of at least two phase current lines (PL1, PL2) of a bridge circuit (BS) having at least two half bridges (HB1, HB2) to respective stator phases of an electrical machine (EM), comprising the following steps: Closing a first semiconductor switch (HS1) of a first half-bridge (HB1) electrically connected to a first phase-current line (PL1) for discharging its output capacitance and / or an output capacitance of a second semiconductor switch (HS2) of a second, with a second phase-current line (PL2) electrically connected half-bridge (HB2); Detecting voltage values or their value changes at the first (HB1) and the second (HB2) half-bridge; Determining the connection states of the at least two phase current lines (PL1, PL2) on the basis of the measured voltage values or their value changes. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als die Spannungswerte bzw. deren Wertänderungen Spannungswerte bzw. Spannungsänderungen an Laststromstrecken des ersten Halbleiterschalters (HS1) und/oder des zweiten Halbleiterschalters (HS2) erfasst werden.Method according to Claim 1, wherein voltage values or voltage changes to load current paths of the first semiconductor switch (HS1) and / or of the second semiconductor switch (HS2) are detected as the voltage values or their value changes. Verfahren nach Anspruch 2, wobei bei fallenden Spannungsänderungen an Laststromstrecken des ersten (HS1) und des zweiten (HS2) Halbleiterschalters auf intakte Anschlusszustände der ersten (PL1) und der zweiten (PL2) Phasenstromleitungen mit den jeweiligen korrespondierenden Statorphasen rückgeschlossen wird.The method of claim 2, wherein in case of falling voltage changes to load current paths of the first (HS1) and the second (HS2) semiconductor switch intact connection states of the first (PL1) and the second (PL2) phase current lines is inferred with the respective corresponding stator phases. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei als die Spannungswerte bzw. deren Wertänderungen Signalpegeländerungen bei Statussignalen eines ersten Gatetreibers (GT1) zum Betreiben des ersten Halbleiterschalters (HS1) und/oder eines zweiten Gatetreibers (GT2) zum Betreiben des zweiten Halbleiterschalters (HS2) erfasst werden.Method according to one of the preceding claims, wherein as the voltage values or their value changes signal level changes in status signals of a first gate driver (GT1) for operating the first semiconductor switch (HS1) and / or a second gate driver (GT2) for operating the second semiconductor switch (HS2) are detected. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Schließens ferner vorsieht, dass der erste Halbleiterschalter (HS1) von einem statischen Ansteuersignal angesteuert geschlossen wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the step of closing further provides that the first semiconductor switch (HS1) is closed controlled by a static drive signal. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste (HS1) und/oder der zweite (HS2) Halbleiterschalter positivspannungsseitige Halbleiterschalter der ersten (HB1) bzw. der zweiten (HB2) Halbbrücke sind.Method according to one of the preceding claims, wherein the first (HS1) and / or the second (HS2) semiconductor switch are positive-voltage-side semiconductor switches of the first (HB1) and the second (HB2) half-bridge, respectively. Computerlesbarer Datenträger, in dem Programmcodes gespeichert sind, mit denen ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche durchführbar ist.Computer-readable data carrier in which program codes are stored, with which a method according to one of the preceding claims can be carried out. Schaltungsanordnung (SA) zum Überprüfen der Anschlusszustände von mindestens zwei Phasenstromleitungen (PL1, PL2) einer Brückenschaltung (BS) zu jeweiligen Statorphasen einer elektrischen Maschine (EM), umfassend: – mindestens eine Steuereinheit (SE1), eingerichtet zum Schließen eines ersten Halbleiterschalters (HS1) einer ersten, mit einer ersten Phasenstromleitung (PL1) elektrisch leitend verbundenen Halbbrücke (HB1) der Brückenschaltung (BS) zum Entladen dessen Ausgangskapazität und/oder einer Ausgangskapazität eines zweiten Halbleiterschalters (HS2) einer zweiten, mit einer zweiten Phasenstromleitung (PL2) elektrisch leitend verbundenen Halbbrücke (HB2); – mindestens eine Messeinheit (ME1, ME2), eingerichtet zum Erfassen von Spannungswerten oder deren Wertänderungen an der ersten (HB1) und der zweiten (HB2) Halbbrücke; – mindestens eine Ermittlungseinheit (EE), eingerichtet zum Ermitteln der Anschlusszustände anhand der gemessenen Spannungswerte bzw. deren Wertänderungen.Circuit arrangement (SA) for checking the connection states of at least two phase current lines (PL1, PL2) of a bridge circuit (BS) to respective stator phases of an electrical machine (EM), comprising: - At least one control unit (SE1), arranged for closing a first semiconductor switch (HS1) a first, with a first phase current line (PL1) electrically connected half-bridge (HB1) of the bridge circuit (BS) for discharging the output capacitance and / or an output capacitance of a second Semiconductor switch (HS2) of a second, with a second phase current line (PL2) electrically conductively connected half-bridge (HB2); - At least one measuring unit (ME1, ME2), arranged for detecting voltage values or their value changes to the first (HB1) and the second (HB2) half-bridge; - At least one determination unit (EE), designed to determine the connection states based on the measured voltage values or their value changes. Leistungsendstufe (LE) zum Bereitstellen von Phasenströmen für eine elektrische Maschine (EM) mit Statorphasen, umfassend: – eine Brückenschaltung (BS) mit mindestens zwei Phasenstromleitungen (PL1, PL2); – eine Schaltungsanordnung (SA) nach Anspruch 8 zum Überprüfen der Anschlusszustände der mindestens zwei Phasenstromleitungen (PL1, PL2) der Brückenschaltung (BS) zu jeweiligen Statorphasen der elektrischen Maschine (EM).Power output stage (LE) for providing phase currents for an electric machine (EM) with stator phases, comprising: - A bridge circuit (BS) with at least two phase current lines (PL1, PL2); - A circuit arrangement (SA) according to claim 8 for checking the connection states of the at least two phase current lines (PL1, PL2) of the bridge circuit (BS) to respective stator phases of the electric machine (EM). Elektrische Antriebsvorrichtung (EA), insbesondere zum Antrieb eines Hybridelektro-/Elektrofahrzeugs, umfassend: – eine elektrische Maschine (EM) mit Statorphasen; – eine Leistungsendstufe (LE) nach Anspruch 9, wobei die eine Leistungsendstufe (LE) über die mindestens zwei Phasenstromleitungen (PL1, PL2) mit jeweiligen Statorphasen der elektrischen Maschine (EM) elektrisch leitend verbunden ist.Electric drive device (EA), in particular for driving a hybrid electric / electric vehicle, comprising: - An electric machine (EM) with stator phases; - A power amplifier (LE) according to claim 9, wherein the one power output stage (LE) via the at least two phase current lines (PL1, PL2) with respective stator phases of the electric machine (EM) is electrically connected.
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