DE102022109451A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer elektromotorischen Achsantriebseinheit und Kraftfahrzeug - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer elektromotorischen Achsantriebseinheit und Kraftfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE102022109451A1
DE102022109451A1 DE102022109451.0A DE102022109451A DE102022109451A1 DE 102022109451 A1 DE102022109451 A1 DE 102022109451A1 DE 102022109451 A DE102022109451 A DE 102022109451A DE 102022109451 A1 DE102022109451 A1 DE 102022109451A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
switching element
voltage
inverter
control device
pole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022109451.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Matthias Stenkamp
Dirk Magnor
Uwe Kessels
Stefan Manz
Harold Mayer
Fuchs Philipp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BPW Bergische Achsen KG
Original Assignee
BPW Bergische Achsen KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BPW Bergische Achsen KG filed Critical BPW Bergische Achsen KG
Priority to DE102022109451.0A priority Critical patent/DE102022109451A1/de
Priority to PCT/EP2023/060025 priority patent/WO2023203027A1/de
Publication of DE102022109451A1 publication Critical patent/DE102022109451A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0061—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electrical machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/10—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for automatic control superimposed on human control to limit the acceleration of the vehicle, e.g. to prevent excessive motor current
    • B60L15/12—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for automatic control superimposed on human control to limit the acceleration of the vehicle, e.g. to prevent excessive motor current with circuits controlled by relays or contactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/003—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to inverters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0084—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to control modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0092—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption with use of redundant elements for safety purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/46—Drive Train control parameters related to wheels
    • B60L2240/461—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/46—Drive Train control parameters related to wheels
    • B60L2240/463—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/526—Operating parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/20—Drive modes; Transition between modes
    • B60L2260/26—Transition between different drive modes

Abstract

Vorrichtung (2) zum Betreiben einer elektromotorischen Achsantriebseinheit (4), mit einem Inverter (6) zur Hochvolt-Leistungsversorgung eines Elektromotors (8) der elektromotorischen Achsantriebseinheit (4), wobei der Inverter (6) einen ersten Pol (10) und einen zweiten Pol (12) aufweist und wobei der Inverter (6) über den ersten Pol (10) und/oder über den zweiten Pol (12) mit einer Niedervolt-Spannung versorgbar ist, um eine Hochvolt-Leistungsversorgung des Elektromotors (8) der elektromotorischen Achsantriebseinheit (4) zu steuern, mit einer Steuereinrichtung (14) zur Steuerung des Inverters (6), mit einer Abschalteinrichtung (16) zur Abschaltung der Hochvolt-Leistungsversorgung, mit einer ersten Niedervolt-Spannungsversorgung (18), die mit dem ersten Pol (10) des Inverters (6) verbunden ist, und mit einer zweiten Niedervolt-Spannungsversorgung (20), die mit dem zweiten Pol (12) des Inverters (6) verbunden ist, wobei die Abschalteinrichtung (16) ein erstes Schaltelement (22) aufweist, das zum gleichzeitigen Abschalten sowohl der ersten Niedervolt-Spannungsversorgung (18) als auch der zweiten Niedervolt-Spannungsversorgung (20) eingerichtet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben einer elektromotorischen Achsantriebseinheit, mit einem Inverter zur Hochvolt-Leistungsversorgung eines Elektromotors der elektromotorischen Antriebseinheit, wobei der Inverter einen ersten Pol und einen zweiten Pol aufweist und wobei der Inverter über den ersten Pol und/oder über den zweiten Pol mit einer Niedervolt-Spannung versorgbar ist, um eine Hochvolt-Leistungsversorgung des Elektromotors der elektromotorischen Achsantriebseinheit zu steuern, mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Inverters, mit einer Abschalteinrichtung zur Abschaltung der Hochvolt-Leistungsversorgung, mit einer ersten Niedervolt-Spannungsversorgung, die mit dem ersten Pol des Inverters verbunden ist und mit einer zweiten Niedervolt-Spannungsversorgung, die mit dem zweiten Pol des Inverters verbunden ist. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer elektromotorischen Achsantriebseinheit mittels einer solchen Vorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug.
  • In der Elektromobilität besteht eine besondere Herausforderung darin, die Sicherheit des Fahrbetriebs eines elektromotorisch betriebenen Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs zu gewährleisten. So sollte z.B. zu jedem Zeitpunkt sichergestellt sein, dass ein Elektromotor, der zum Antrieb des elektromotorisch betriebenen Kraftfahrzeugs dient, jederzeit mit dem richtigen Drehmoment und der richtigen Drehzahl sowie in der vorgesehenen Drehrichtung betrieben wird oder zuverlässig drehmomentfrei geschaltet werden kann. Diese Anforderungen erscheinen zunächst trivial, da verbrennungsmotorisch betriebene Fahrzeuge durch den strukturellen Aufbau des Antriebsstrangs aus Verbrennungsmotor, Kupplung, Getriebe und Achsendifferenzial bereits gewährleisten, dass eine sichere Geradeaus- oder Kurvenfahrt, sowie ein zuverlässiges Entkoppeln des Verbrennungsmotors von den angetriebenen Rädern erfolgen kann.
  • Eine elektromotorisch angetriebene Achsantriebseinheit kann jedoch beispielsweise zwei unabhängig voneinander betreibbare Elektromotoren haben, die jeweils einem anzutreibenden Rad zugeordnet sind und unabhängig voneinander jeweils mit frei wählbarer Drehrichtung und Drehzahl, bzw. mit frei wählbarer Drehmomentrichtung und Drehmomenthöhe, angesteuert werden könnten. D. h. in einer solchen Anordnung ist es nicht strukturell vorgegeben, dass beide angetriebenen Räder im gleichen Drehsinn rotieren und die erforderlichen Antriebsmomente und Drehzahlen zuverlässig für eine stabile Geradeausfahrt oder Kurvenfahrt bereitgestellt werden. Gleichermaßen wird ein Elektromotor üblicherweise nicht mechanisch von einem anzutreibenden Rad entkoppelt, soweit kein Antrieb des anzutreiben Rads erfolgen soll.
  • Es besteht daher z.B. eine besondere Herausforderung darin, eine elektromotorische Achsantriebseinheit in einen sicheren drehmomentfreien Zustand zu überführen und steuerungstechnisch zu gewährleisten, dass dieser drehmomentfreie Zustand tatsächlich erreicht ist und beibehalten wird. Dies kann insbesondere dann problematisch sein, sofern ein dem Elektromotor zugeordneter Inverter mehrere Pole aufweist, die redundant zur Niedervolt-Spannungsversorgung des Inverters geeignet sind.
  • Insbesondere für einen teilautonomen oder einen vollautonomen elektromotorischen Fahrbetrieb müssen die voranstehend beschriebenen Anforderungen unternehmensintern oder normativ vorgegebene Sicherheitsstufen bzw. Integritätslevel erfüllen, um einen sicheren Betrieb eines elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugs jederzeit zu gewährleisten.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer elektromotorischen Achsantriebseinheit anzugeben, die ein sicheres und zuverlässiges Überführen einer elektromotorischen Achsantriebseinheit in einen drehmomentfreien Zustand ermöglichen. Weiter soll ein Kraftfahrzeug angegeben werden.
  • Die voranstehend beschriebene technische Problemstellung wird jeweils durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung.
  • Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Betreiben einer elektromotorischen Achsantriebseinheit, mit einem Inverter zur Hochvolt-Leistungsversorgung eines Elektromotors der elektromotorischen Achsantriebseinheit, wobei der Inverter einen ersten Pol und einen zweiten Pol aufweist und wobei der Inverter über den ersten Pol und/oder über den zweiten Pol mit einer Niedervolt-Spannung versorgbar ist, um eine Hochvolt-Leistungsversorgung des Elektromotors der elektromotorischen Achsantriebseinheit zu steuern, mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Inverters, mit einer Abschalteinrichtung zur Abschaltung der Hochvolt-Leistungsversorgung, mit einer ersten Niedervolt-Spannungsversorgung, die mit dem ersten Pol des Inverters verbunden ist, mit einer zweiten Niedervolt-Spannungsversorgung, die mit dem zweiten Pol des Inverters verbunden ist, wobei die Abschalteinrichtung ein erstes Schaltelement aufweist, das zum gleichzeitigen Abschalten sowohl der ersten Niedervolt-Spannungsversorgung als auch der zweiten Niedervolt-Spannungsversorgung eingerichtet ist.
  • Erfindungsgemäß wird daher über ein einziges Schaltelement, und zwar das erste Schaltelement, sichergestellt, dass der erste Pol und der zweite Pol spannungsfrei geschaltet werden, in dem das erste Schaltelement sowohl die erste Niedervolt-Spannungsversorgung als auch die zweite Niedervolt-Spannungsversorgung unterbricht. Es kann daher durch die Überwachung und Steuerung eines einzelnen Schaltelements sichergestellt werden, dass keiner der für eine Niedervolt-Spannungsversorgung des Inverters geeigneten Pole mit einer Niedervolt-Spannung beaufschlagt wird, die zu einer Ansteuerung und Drehmomenterzeugung des Elektromotors führen könnte. Ein mit dem Inverter verbundener Elektromotor kann daher durch das erste Schaltelement zuverlässig drehmomentfrei geschaltet werden, da der Inverter bei geöffnetem erstem Schaltelement keine Hochvolt-Leistungsversorgung für den Elektromotor bereitstellen kann.
  • Wenn vorliegend davon gesprochen wird, dass bei abgeschalteter Niedervolt-Spannungsversorgung des Inverters keine Hochvolt-Leistungsversorgung für den Elektromotor bereitgestellt werden kann, so bedeutet dies insbesondere nicht, dass an dem Inverter keine Hochvolt-Spannungsversorgung anliegt oder dass die Hochvolt-Spannungsversorgung zum Inverter unterbrochen ist. Vielmehr liegt die Hochvolt-Spannung weiterhin am Inverter an, kann jedoch aufgrund der fehlenden Niedervolt-Spannungsversorgung der Inverter-Regelung nicht mehr in der erforderlichen geregelten Weise für den Elektromotor bereitgestellt werden. Mit anderen Worten steht die Hochvoltspannung weiter am Inverter bereit, ist aufgrund fehlender Regelung jedoch nicht zur Hochvoltleistungsversorgung am Elektromotor verwendbar, so dass der Elektromotor drehmomentfrei ist.
  • Insbesondere ist vorgesehen, dass die erste Niedervolt-Spannungsversorgung und die zweite Niedervolt-Spannungsversorgung jeweils eine Niedervolt-Spannungsversorgung einer Inverter-Regelung des Inverters sind. Die Inverter-Regelung kann beispielsweise integraler Bestandteil des Inverters sein. Die Inverter-Regelung kann zum Empfangen und Verarbeiten von Signalen der Steuereinrichtung über Signalleitungen mit der Steuereinrichtung verbunden sein. Die erste Niedervolt-Spannungsversorgung und die zweite Niedervolt-Spannungsversorgung dienen insbesondere als Versorgungsspannung der Inverter-Regelung, die zum Betrieb der Inverter-Regelung erforderlich ist. Insbesondere ist ohne das Anliegen der Versorgungsspannung der Inverter-Regelung kein Empfang und kein Verarbeiten von Signalen durch die Inverter-Regelung möglich.
  • Die Begriffe „Steuerung“ und „Regelung“ sowie „steuern“ und „regeln“ werden im vorliegenden Text synonym verwendet.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung zur Plausibilitätsprüfung eines Drehzahlsignals und/oder eines Drehmomentsignals eingerichtet ist, wobei die Steuereinrichtung zum Schalten des ersten Schaltelements in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Plausibilitätsprüfung eingerichtet ist.
  • So kann im Rahmen der Plausibilitätsprüfung beispielsweise eine Drehzahl eines angetriebenen Rads und/oder die Drehzahl des Elektromotors überwacht werden und die gemessene Drehzahl nach Betrag und Richtung auf Plausibilität überprüft werden. Sofern eine gemessene Drehzahl außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt bzw. zu stark von einem erwarteten Sollwert abweicht, können die erste und zweite Niedervolt-Spannungsversorgung mittels des ersten Schaltelements unterbrochen werden, um den Elektromotor drehmomentfrei zu schalten. Dies gilt gleichermaßen für das gemessene Drehmoment, das ebenfalls zu einer Abschaltung der ersten und zweiten Niedervolt-Spannungsversorgung mittels des ersten Schaltelements führen kann, soweit die Abweichung des gemessenen Drehmoments vom zu erwartenden Sollwert zu groß ist.
  • Der Steuereinrichtung können Steuersignale bzw. Drehmomentanforderungen zum Beispiel durch eine Betätigung eines Gaspedals eines Fahrzeugführers zugeführt werden. Alternativ oder ergänzend können der Steuereinrichtung Steuersignale bzw. Drehmomentanforderungen zumindest teilweise automatisiert von einer Steuerung eines teilautonomen oder vollautonomen Fahrbetriebs bereitgestellt werden.
  • Der Inverter kann zum Bereitstellen des Drehmomentsignals eingerichtet sein. So kann ein von dem Elektromotor erzeugtes Drehmoment unmittelbar aus einer von dem Inverter an den Elektromotor abgegebenen elektrischen Leistung bestimmt werden, sodass kein zusätzlicher Sensor im Bereich eines angetriebenen Rads oder des Elektromotors erforderlich ist, um einen gemessenen Istwert des Drehmoments bereitzustellen.
  • Der Inverter und/oder die Steuereinrichtung können zum Empfangen eines Drehzahlsignals eines Drehzahlsensors eingerichtet sein. Es kann ein Drehzahlsensor vorgesehen sein, der eine Drehzahl einer Welle des Elektromotors misst. Alternativ oder ergänzend kann ein Drehzahlsensor vorgesehen sein, der eine Drehzahl des von dem Elektromotor angetriebenen Rads misst. So kann in kostengünstiger und zuverlässiger Weise eine aktuelle Antriebsdrehzahl gemessen und rückgeführt werden.
  • Die Steuereinrichtung kann zur Überwachung eines Schaltzustands des ersten Schaltelements eine erste Rückführung aufweisen. Die Rückführung kann beispielsweise erfassen, ob das erste Schaltelement eine Niedervolt-Spannung einer Spannungsquelle durchschaltet, in dem eine Spannung hinter dem ersten Schaltelement gemessen wird. Die erste Rückführung kann von der Abschalteinrichtung zur Steuereinrichtung geführt sein, wobei die Rückführung insbesondere ein Eingangssignal der Steuereinrichtung bereitstellt.
  • Das erste Schaltelement kann ein als Schließer ausgestaltetes erstes Relais sein, wobei das Schaltelement mit einem ersten digitalen Ausgang der Steuereinrichtung verbunden und mittels eines Ausgangssignals des ersten digitalen Ausgangs schaltbar ist. So kann eine zuverlässige Abschaltung der ersten und zweiten Niedervolt-Spannungsversorgung mit einem kostengünstigen Bauteil - und zwar dem als Schließer ausgestalteten ersten Relais - erreicht werden. Somit ist das erste Schaltelement im nicht geschalteten Zustand geöffnet und wird durch das digitale Signal geschlossen. Dies hat den Vorteil, dass bei einem Fehler des Steuergerätes das Relais geöffnet wird, wenn kein digitales Signal mehr anliegt.
  • Dem ersten Schaltelement kann ein zweites Schaltelement in Reihe nachgeschaltet sein, wobei das zweite Schaltelement die zweite Niedervolt-Spannungsversorgung schaltet.
  • Durch die Reihenschaltung des ersten und des zweiten Schaltelements kann sichergestellt werden, dass bereits durch das Öffnen des ersten Schaltelements erreicht wird, dass keine Spannung zum zweiten Schaltelement und damit zur Niedervolt-Spannungsversorgung des zweiten Pols durchgeschaltet wird. Es kann hier auch von einer Kaskadierung der ersten und zweiten Niedervolt-Spannungsversorgung gesprochen werden.
  • Das zweite Schaltelement kann insbesondere ein als Schließer ausgestaltetes zweites Relais sein, wobei das zweite Schaltelement insbesondere mit einem zweiten digitalen Ausgang der Steuereinrichtung verbunden sein kann und mittels eines Ausgangssignals des zweiten digitalen Ausgangs schaltbar sein kann. Somit ist das zweite Schaltelement im nicht geschalteten Zustand geöffnet und wird durch das digitale Signal geschlossen. Dies hat den Vorteil, dass bei einem Fehler des Steuergerätes das Relais geöffnet wird, wenn kein digitales Signal mehr anliegt.
  • Es kann daher durch die Verwendung zweier kostengünstiger Standardbauteile in Reihenschaltung, nämlich der in Reihe geschalteten Relais, sichergestellt werden, dass der Elektromotor in einen lastfreien bzw. drehmomentfreien Zustand geschaltet wird, d. h. der Inverter in einen Zustand überführt wird, in dem keine Hochvolt-Leistungsversorgung des Elektromotors über den Inverter möglich ist.
  • Die Steuereinrichtung kann zur Überwachung des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements eine zweite Rückführung aufweisen. Insbesondere kann die zweite Rückführung dem ersten und dem zweiten Pol des Inverters zugeordnet sein, wobei die zweite Rückführung erfasst, ob sowohl der erste Pol als auch der zweite Pol tatsächlich spannungsfrei sind und keine Spannung über die erste Niedervolt-Spannungsversorgung an den ersten Pol gelangt und keine Spannung über die zweite Niedervolt-Spannungsversorgung an den zweiten Pol gelangt. Die zweite Rückführung kann alternativ oder ergänzend zur ersten Rückführung verwendet werden, um zu erfassen, dass eine Hochvolt-Leistungsversorgung des Elektromotors tatsächlich unterbunden ist.
  • Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass der Inverter ein Feedback sendet, ob eine Niedervolt-Spannungsversorgung an dem Inverter anliegt. Dies kann z.B. über eine Status-Nachricht erfolgen.
  • Das erste Schaltelement kann mit einer Spannungsquelle verbunden sein. Beispielsweise kann es sich dabei um eine Spannungsquelle handeln, die eine Spannung von 12 V oder 24 V bereitstellt.
  • Dem ersten Schaltelement kann eine Sicherung, insbesondere eine Schmelzsicherung vorgeschaltet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schmelzsicherung zwischen der vorgenannten Spannungsquelle und dem ersten Schaltelement angeordnet ist.
  • Um einen zuverlässigen und störungsfreien Betrieb der Abschalteinrichtung zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, dass die Abschalteinrichtung festverdrahtet ist und insbesondere keine Steuerungslogik aufweist.
  • Die Abschalteinrichtung kann ein separat von der Steuereinrichtung vorgesehenes Bauteil sein, wobei die Abschalteinrichtung mittels Signalleitungen mit der Steuereinrichtung verbunden ist.
  • Die Abschalteinrichtung kann beispielsweise ein zu der Steuereinrichtung beanstandetes Gehäuse aufweisen, wobei das erste Schaltelement beispielsweise in dem Gehäuse der Abschalteinrichtung aufgenommen ist. Insbesondere kann die Steuereinrichtung ein von der Abschalteinrichtung separates Gehäuse aufweisen, sodass Komponenten bzw. Bauteile der Abschalteinrichtung und Komponenten bzw. Bauteile der Steuereinrichtung separat und unabhängig voneinander eingehaust sind und die Steuereinrichtung und die Abschalteinrichtung separat montierbare und bereitstellbare Bauteile sind.
  • Gemäß alternativer Ausgestaltungen kann vorgesehen sein, dass die Abschalteinrichtung integraler Bestandteil der Steuereinrichtung ist und die Abschalteinrichtung in ein Gehäuse der Steuereinrichtung integriert ist, wobei insbesondere das erste Schaltelement innerhalb eines Gehäuses der Steuereinrichtung aufgenommen sein kann.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren, mit den Verfahrensschritten: Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Bereitstellen einer elektromotorischen Achsantriebseinheit und Betreiben der elektromotorischen Achsantriebseinheit mittels der Vorrichtung, wobei das erste Schaltelement in einem geöffneten Zustand einen drehmomentfreien Zustand des Elektromotors bewirkt. Wenn vorliegend von einem drehmomentfreien Zustand des Elektromotors gesprochen wird, so bedeutet dies, dass der Inverter keine Hochvolt-Leistungsversorgung für den Elektromotor bereitstellen kann bzw. bereitstellt. Sofern das erste Schaltelement geöffnet ist, kann der Elektromotor mittels des Inverters nicht mit einer elektrischen Leistung einer Traktionsbatterie versorgt werden, die die elektrische Energie für den Elektromotor speichert.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung das erste Schaltelement in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Plausibilitätsprüfung schaltet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Plausibilitätsprüfung der Steuereinrichtung ein Drehmomentsignal des Inverters und ein Drehzahlsignal des Elektromotors und/oder ein Drehzahlsignal des anzutreibenden Rads als Eingangssignale zugeführt werden. Sofern ein Istwert des Drehzahlsignals außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt bzw. zu weit von einem vorgegebenen Drehzahlsollwert abweicht, kann das erste Schaltelement geöffnet werden, um die Hochvolt-Leistungsversorgung des Elektromotors durch den Inverter zu unterbrechen. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Hochvolt-Leistungsversorgung des Elektromotors durch den Inverter durch ein Öffnen des ersten Schaltelements unterbrochen wird, sofern ein Istwert des Drehmomentsignals des Inverters außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt bzw. zu weit von einem vorgegebenen Sollwert des Drehmoments abweicht.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der geöffnete Zustand des ersten Schaltelements mittels der ersten Rückführung detektiert wird. Die erste Rückführung kann ebenfalls ein Eingangssignal der Plausibilitätsprüfung sein und im Rahmen der Plausibilitätsprüfung berücksichtigt werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die zweite Rückführung ein Eingangssignal der Plausibilitätsprüfung sein kann und im Rahmen der Plausibilitätsprüfung berücksichtigt wird. Wie zuvor bereits erwähnt, überwacht die zweite Rückführung das Vorliegen bzw. das Nichtvorliegen einer Spannung der ersten und zweiten Niedervolt-Spannungsversorgung des ersten Pols und des zweiten Pols.
  • Es kann daher vorgesehen sein, dass die Plausibilitätsprüfung die erste Rückführung, die zweite Rückführung, das Drehzahlsingal und das Drehmomentsignals als Eingangsgrößen aufweist und die Eingangsgrößen geprüft werden, wobei die Steuereinrichtung das erste Schaltelement in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Plausibilitätsprüfung schaltet.
  • Ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung das zweite Schaltelement in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Plausibilitätsprüfung schaltet.
  • Die Plausibilitätsprüfung kann sowohl zum Öffnen als auch zum Schließen des ersten Schaltelements herangezogen werden. So kann die Plausibilitätsprüfung nicht nur das Abschalten der Hochvolt-Leistungsversorgung sondern auch das Einschalten der Hochvolt-Leistungsversorgung überwachen. D.h. sofern eines oder mehrere der vorgenannten Eingangssignale der Plausibilitätsprüfung nicht im vorgegebenen Bereich liegen bzw. nicht dem vorgegebenen Wert entsprechend, verhindert die Plausibilitätsprüfung, dass das erste Schaltelement geschlossen wird. Dies kann gleichermaßen ergänzend für das zweite Schaltelement gelten.
  • Es kann vorgesehen sein, dass beim Einschalten des Inverters vor dem Schließen des zweiten Schaltelements ein Schaltzustand des ersten Schaltelements durch die Steuereinrichtung überprüft wird, wobei das zweite Schaltelement erst dann geschlossen wird, sofern auch das erste Schaltelement geschlossen ist.
  • Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, mit einer elektromotorischen Achsantriebseinheit, die einen Elektromotor aufweist, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und eingerichtet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die elektromotorische Achsantriebseinheit zwei Elektromotoren aufweist, wobei ein erster Elektromotor der zwei Elektromotoren zum Antrieb eines ersten Rads der Achsantriebseinheit vorgesehen ist und wobei ein zweiter Elektromotor der zwei Elektromotoren zum Antrieb eines zweiten Rads der Achsantriebseinheit vorgesehen ist.
  • Das Kraftfahrzeug kann insbesondere ein Lastkraftfahrzeug sein, wobei das Lastkraftfahrzeug insbesondere ein zulässiges Gesamtgewicht von bis zu 7,5 t (Tonnen) oder von mehr als 7,5 t (Tonnen) aufweist, insbesondere ein zulässiges Gesamtgewicht von bis zu 60 t (Tonnen) aufweist.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. 1 zeigt dabei schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 2.
  • Die Vorrichtung 2 zum Betreiben einer elektromotorischen Achsantriebseinheit 4 hat einen Inverter 6. Der Inverter 6 ist zur Hochvolt-Leistungsversorgung eines Elektromotors 8 der elektromotorischen Antriebseinheit 4 vorgesehen. Der Inverter 6 wandelt dabei in bekannter Weise von einer Traktionsbatterie (nicht dargestellt) bereitgestellten Gleichstrom in einen zum Betrieb des Elektromotors 8 erforderlichen Drehstrom.
  • Der Inverter 6 hat einen ersten Pol 10 und einen zweiten Pol 12. Der Inverter 6 ist über den ersten Pol 10 und/oder über den zweiten Pol 12 mit einer Niedervolt-Spannung versorgbar, um eine Hochvolt-Leistungsversorgung des Elektromotors 8 der elektromotorischen Achsantriebseinheit 4 zu steuern.
  • Die Vorrichtung 2 hat eine Steuereinrichtung 14 zur Steuerung des Inverters 6.
  • Die Vorrichtung 2 hat eine Abschalteinrichtung 16 zur Abschaltung der Hochvolt-Leistungsversorgung.
  • Die Vorrichtung 2 hat eine erste Niedervolt-Spannungsversorgung 18, die mit dem ersten Pol 10 des Inverters 6 verbunden ist. Die Vorrichtung 2 hat eine zweite Niedervolt-Spannungsversorgung 20, die mit dem zweiten Pol des Inverters 6 verbunden ist.
  • Die Abschalteinrichtung 16 weist ein erstes Schaltelement 22 auf, das zum gleichzeitigen Abschalten sowohl der ersten Niedervolt-Spannungsversorgung 18 als auch der zweiten Niedervolt-Spannungsversorgung 20 eingerichtet ist.
  • Die Steuereinrichtung 14 ist zur Plausibilitätsprüfung eines Drehzahlsignals D1 und eines Drehmomentsignals T1 eingerichtet. Die Steuereinrichtung 14 ist zum Schalten des ersten Schaltelements 22 in Abhängigkeit vom Ergebnis der Plausibilitätsprüfung eingerichtet. Die Plausibilitätsprüfung wird vorliegend durch ein Modul P der Steuereinrichtung 14 repräsentiert. Das Modul P kann ein Softwareelement der Steuereinrichtung 14 sein.
  • Der Inverter 6 ist zum Empfangen des Drehzahlsignals D1 eines Drehzahlsensors 38 eingerichtet. Der Drehzahlsensor 38 ist vorliegend ein Resolver. Der Drehzahlsensors 38 kann z.B. eine Raddrehzahl eines von dem Elektromotor 8 anzutreibenden Rads (nicht dargestellt) oder eine Drehzahl einer Ausgangswelle des Elektromotors 8 messen.
  • Die Steuereinrichtung 14 weist zur Überwachung eines Schaltzustands des ersten Schaltelements 22 eine erste Rückführung 26 auf.
  • Das erste Schaltelement 22 ist vorliegend ein als Schließer ausgestaltetes erstes Relais 22, wobei das Schaltelement 22 mit einem ersten digitalen Ausgang 24 der Steuereinrichtung 14 verbunden und mittels eines Ausgangssignals des ersten digitalen Ausgangs 24 schaltbar ist.
  • Dem ersten Schaltelement 22 ist ein zweites Schaltelement 28 in Reihe nachgeschaltet, wobei das zweite Schaltelement 28 die zweite Niedervolt-Spannungsversorgung 20 schaltet, wobei das zweite Schaltelement 28 ein als Schließer ausgestaltetes zweites Relais 28 ist und wobei das zweite Schaltelement mit einem zweiten digitalen Ausgang 30 der Steuereinrichtung 14 verbunden und mittels eines Ausgangssignals des zweiten digitalen Ausgangs 30 schaltbar ist.
  • Die Steuereinrichtung 14 weist zur Überwachung eines Schaltzustands des ersten Schaltelements 22 und des zweiten Schaltelements 28 eine zweite Rückführung 32 auf.
  • Das erste Schaltelement 22 ist mit einer Spannungsquelle 34 verbunden. Die Spannungsquelle 34 weist vorliegend eine Spannung von 12 V auf.
  • Die Abschalteinrichtung 16 ist festverdrahtet und weist keine Steuerungslogik auf.
  • Die Abschalteinrichtung 16 ist ein separat von der Steuereinrichtung vorgesehenes Bauteil, wobei die Abschalteinrichtung 16 mittels Signalleitungen mit der Steuereinrichtung 14 verbunden ist und wobei die Abschalteinrichtung 16 ein zu der Steuereinrichtung 14 beabstandetes Gehäuse 36 aufweist, wobei das erste Schaltelement 22 und das zweite Schaltelement 28 in dem Gehäuse 36 aufgenommen sind. Dem Schaltelement 22 ist eine Schmelzsicherung 44 vorgeschaltet.
  • Die Steuereinrichtung 14 weist ein von der Abschalteinrichtung 16 separates Gehäuse 40 auf.
  • Die Verbindungen zwischen der Steuerungseinrichtung 14 und dem Inverter 6 sind CAN-Verbindungen bzw. CAN-Bus-Verbindungen.
  • Nachfolgend wird die Funktionsweise der Vorrichtung 2 anhand der Verarbeitung einer Drehmoment- bzw. einer Leistungsanforderung eines Fahrzeugführers exemplarisch beschrieben.
  • Die Steuerungseinrichtung 14 weist ein Eingangsmodul 1 auf, das eine Leistungsanforderung von einem Gaspedal 42 als Eingangssignal erhält. Das Eingangssignal wird von dem Eingangsmodul 1 verarbeitet und an einen Prozessor 3 weitergegeben. Anschließend wird ein Ausgangssignal mittels des Ausgangsmoduls 5 erzeugt, dass sowohl an die Plausibilitätsprüfung P als auch an den Inverter 6 weitergegeben wird. Der Inverter 6 hat seinerseits ein Eingangsmodul 7, einen Prozessor 9 und ein Ausgangsmodul 11, um ein Ausgangssignal für die Achsantriebseinheit 4 bereitzustellen, wobei mittels des Ausgangssignals des Ausgangsmoduls 11 eine Hochvolt-Leistungsversorgung für den Elektromotor 8 gesteuert wird.
  • Die Module 1, 3, 5, 7, 9, 11 bilden dabei eine erste Regelungsebene, die eine Anforderung des Gaspedals 42 in ein Motordrehmoment des Elektromotors 8 umsetzt.
  • Während der vorgenannten Signalverarbeitung wird die zuverlässige und sichere Funktionsweise der ersten Regelungsebene durch eine zweite Regelungsebene überprüft, die nachfolgend beschrieben wird.
  • Dem Inverter 6 wird das Drehzahlsignal D1 und das Drehmomentsignal T1 an Eingangsmodulen 13, 15 bereitgestellt und über ein Ausgangsmodul 17 bzw. einen Prozessor 17 der Plausibilitätsprüfung P zugeführt. Die Plausibilitätsprüfung P erhält zudem das Ausgangssignal des Ausgangsmoduls 5, d. h. die auch an den Inverter 6 übermittelte Drehmomentanforderung, als Eingangsgröße. Weiter wird der Plausibilitätsprüfung ein Signal der ersten Rückführung 26 und der zweiten Rückführung 32 bereitgestellt.
  • Soweit die Plausibilitätsprüfung erfolgreich verläuft und alle Eingangssignale in vorgegebenen Toleranzgrenzen liegen bzw. die erforderlichen Werte aufweisen, verbleiben das erste Schaltelement 22 und das zweite Schaltelement 28 im geschlossenen Zustand, sodass der Elektromotor 8 mittels des Gaspedals 42 betreibbar ist.
  • Soweit die Plausibilitätsprüfung nicht erfolgreich verläuft, d. h. sofern eines der vorgenannten Eingangssignale nicht im vorgegebenen Toleranzbereich liegt bzw. nicht den vorgegebenen Wert aufweist, wird das erste Schaltelement 22 über den ersten digitalen Ausgang 24 geöffnet. Weiter wird das zweite Schaltelement 28 über den zweiten digitalen Ausgang 30 geöffnet.
  • Durch das Öffnen des ersten Schaltelements 22 werden sowohl die erste Niedervolt-Spannungsversorgung 18 als auch die zweite Niedervolt-Spannungsversorgung 20 unterbrochen, sodass an dem ersten Pol 10 und an dem zweiten Pol 12 keine Spannung anliegt. Ohne eine Eingangsspannung an dem ersten Pol 10 und an dem zweiten Pol 12 kann der Inverter 6 keine Hochvolt-Leistungsversorgung für den Elektromotor 8 bereitstellen und der Elektromotor 8 ist drehmomentfrei.
  • Mittels der ersten Rückführung 26 und der zweiten Rückführung 32 kann überprüft werden, ob das Relais 22 tatsächlich geöffnet ist und ob an dem ersten Pol 10 und dem zweiten Pol 12 tatsächlich keine Eingangsspannung anliegt, der Inverter 6 also tatsächlich nicht in Betrieb ist.
  • Weiter kann mittels der ersten Rückführung 26 und der zweiten Rückführung 32 überprüft werden, ob das Relais 22 geschlossen ist und ob an dem ersten Pol 10 und dem zweiten Pol 12 eine Eingangsspannung anliegt, der Inverter 6 also in Betrieb ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Eingangsmodul
    2
    Vorrichtung
    3
    Prozessor
    4
    Achsantriebseinheit
    5
    Ausgangsmodul
    6
    Inverter
    7
    Eingangsmodul
    8
    Elektromotor
    9
    Prozessor
    10
    erster Pol
    11
    Ausgangsmodul
    12
    zweiter Pol
    13
    Eingangsmodul
    14
    Steuereinrichtung
    15
    Eingangsmodul
    16
    Abschalteinrichtung
    17
    Ausgangsmodul
    18
    erste Niedervolt-Spannungsversorgung
    20
    zweite Niedervolt-Spannungsversorgung
    22
    erstes Schaltelement
    24
    erster digitaler Ausgang
    26
    erste Rückführung
    28
    zweites Schaltelement
    30
    zweiter digitaler Ausgang
    32
    zweite Rückführung
    34
    Spannungsquelle
    36
    Gehäuse der Abschalteinrichtung
    38
    Drehzahlsensor
    40
    Gehäuse
    42
    Gaspedal
    44
    Schmelzsicherung

Claims (16)

  1. Vorrichtung (2) zum Betreiben einer elektromotorischen Achsantriebseinheit (4), - mit einem Inverter (6) zur Hochvolt-Leistungsversorgung eines Elektromotors (8) der elektromotorischen Achsantriebseinheit (4), wobei der Inverter (6) einen ersten Pol (10) und einen zweiten Pol (12) aufweist und wobei der Inverter (6) über den ersten Pol (10) und/oder über den zweiten Pol (12) mit einer Niedervolt-Spannung versorgbar ist, um eine Hochvolt-Leistungsversorgung des Elektromotors (8) der elektromotorischen Achsantriebseinheit (4) zu steuern, - mit einer Steuereinrichtung (14) zur Steuerung des Inverters (6), - mit einer Abschalteinrichtung (16) zur Abschaltung der Hochvolt-Leistungsversorgung, - mit einer ersten Niedervolt-Spannungsversorgung (18), die mit dem ersten Pol (10) des Inverters (6) verbunden ist, und - mit einer zweiten Niedervolt-Spannungsversorgung (20), die mit dem zweiten Pol (12) des Inverters (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass - die Abschalteinrichtung (16) ein erstes Schaltelement (22) aufweist, das zum gleichzeitigen Abschalten sowohl der ersten Niedervolt-Spannungsversorgung (18) als auch der zweiten Niedervolt-Spannungsversorgung (20) eingerichtet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - die Steuereinrichtung (14) zur Plausibilitätsprüfung eines Drehzahlsignals und/oder eines Drehmomentsignals eingerichtet ist, - wobei die Steuereinrichtung (14) zum Schalten des ersten Schaltelements (22) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Plausibilitätsprüfung eingerichtet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass - der Inverter (6) zum Bereitstellen des Drehmomentsignals eingerichtet ist und/oder - der Inverter (6) und/oder die Steuereinrichtung (14) zum Empfangen eines Drehzahlsignals eines Drehzahlsensors (38) eingerichtet sind.
  4. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Steuereinrichtung (14) zur Überwachung eines Schaltzustands des ersten Schaltelements (22) eine erste Rückführung (26) aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das erste Schaltelement (22) ein als Schließer ausgestaltetes erstes Relais (22) ist, - wobei das Schaltelement (22) mit einem ersten digitalen Ausgang (24) der Steuereinrichtung (14) verbunden und mittels eines Ausgangssignals des ersten digitalen Ausgangs (24) schaltbar ist.
  6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - dem ersten Schaltelement (22) ein zweites Schaltelement (28) in Reihe nachgeschaltet ist, - wobei das zweite Schaltelement (28) die zweite Niedervolt-Spannungsversorgung (20) schaltet, - wobei das zweite Schaltelement (28) insbesondere ein als Schließer ausgestaltetes zweites Relais (28) ist und wobei das zweite Schaltelement (22) insbesondere mit einem zweiten digitalen Ausgang (30) der Steuereinrichtung (14) verbunden und mittels eines Ausgangssignals des zweiten digitalen Ausgangs (30) schaltbar ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass - die Steuereinrichtung (14) zur Überwachung eines Schaltzustands des ersten Schaltelements (22) und des zweiten Schaltelements (28) eine zweite Rückführung (32) aufweist.
  8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das erste Schaltelement (22) mit einer Spannungsquelle (34) verbunden ist.
  9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Abschalteinrichtung (16) festverdrahtet ist und insbesondere keine Steuerungslogik aufweist.
  10. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Abschalteinrichtung (16) ein separat von der Steuereinrichtung (14) vorgesehenes Bauteil ist, wobei die Abschalteinrichtung (16) mittels Signalleitungen mit der Steuereinrichtung (14) verbunden ist und - wobei die Abschalteinrichtung (16) insbesondere ein zu der Steuereinrichtung (14) beabstandetes Gehäuse (36) aufweist, wobei insbesondere das erste Schaltelement (22) in dem Gehäuse (36) aufgenommen ist.
  11. Verfahren, mit den Verfahrensschritten: - Bereitstellen einer Vorrichtung (2) nach einem der voranstehenden Ansprüche, - Bereitstellen einer elektromotorischen Achsantriebseinheit (4), - Betreiben der elektromotorischen Achsantriebseinheit (4) mittels der Vorrichtung (2), wobei das erste Schaltelement (22) in einem geöffneten Zustand einen drehmomentfreien Zustand des Elektromotors (8) bewirkt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass - die Vorrichtung gemäß Anspruch 2 ausgeführt ist und - die Steuereinrichtung (14) das erste Schaltelement (22) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Plausibilitätsprüfung schaltet.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass - die Vorrichtung gemäß Anspruch 4 ausgeführt ist und - der geöffnete Zustand des ersten Schaltelements (22) mittels der Rückführung (26) von der Steuereinrichtung (14) detektiert wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass - die Vorrichtung gemäß Anspruch 2, 3, 4, 6 und 7 ausgeführt ist, - die Plausibilitätsprüfung die erste Rückführung (26), die zweite Rückführung (32), das Drehzahlsignal und das Drehmomentsignal als Eingangsgrößen aufweist und die Eingangsgrößen einer Plausibilitätsprüfung unterzogen werden, und - die Steuereinrichtung (14) das erste Schaltelement (22) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Plausibilitätsprüfung schaltet.
  15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass - die Vorrichtung gemäß Anspruch 4 ausgeführt ist, - beim Einschalten des Inverters (6) vor dem Schließen des zweiten Schaltelements (28) ein Schaltzustand des ersten Schaltelements (22) durch die Steuereinrichtung überprüft wird und - das zweite Schaltelement (28) erst dann geschlossen wird, sofern auch das erste Schaltelement (22) geschlossen ist.
  16. Kraftfahrzeug, - mit einer elektromotorischen Achsantriebseinheit (4), die einen Elektromotor aufweist, - mit einer Vorrichtung (2) zum Betreiben der elektromotorischen Achsantriebseinheit (4) gemäß einem der Ansprüche 1-10 und - eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 11-15.
DE102022109451.0A 2022-04-19 2022-04-19 Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer elektromotorischen Achsantriebseinheit und Kraftfahrzeug Pending DE102022109451A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022109451.0A DE102022109451A1 (de) 2022-04-19 2022-04-19 Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer elektromotorischen Achsantriebseinheit und Kraftfahrzeug
PCT/EP2023/060025 WO2023203027A1 (de) 2022-04-19 2023-04-18 Vorrichtung und verfahren zum betreiben einer elektromotorischen achsantriebseinheit und kraftfahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022109451.0A DE102022109451A1 (de) 2022-04-19 2022-04-19 Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer elektromotorischen Achsantriebseinheit und Kraftfahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022109451A1 true DE102022109451A1 (de) 2023-10-19

Family

ID=86282555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022109451.0A Pending DE102022109451A1 (de) 2022-04-19 2022-04-19 Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer elektromotorischen Achsantriebseinheit und Kraftfahrzeug

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022109451A1 (de)
WO (1) WO2023203027A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10261452A1 (de) 2002-12-31 2004-09-16 Danfoss Drives A/S Motorsteuerung mit einer Steuereinrichtung und einer Sicherheitsvorrichtung zum sicheren Abschalten eines Motors
US9422135B2 (en) 2011-04-15 2016-08-23 Otis Elevator Company Elevator drive power supply control
US20190067933A1 (en) 2016-05-18 2019-02-28 Mitsubishi Electric Corporation Electronic control device having multiple system circuits

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4337884B2 (ja) * 2007-01-31 2009-09-30 株式会社日立製作所 インバータ制御装置
US8878542B2 (en) * 2011-04-01 2014-11-04 Robert Bosch Gmbh Method and apparatus for dealing with faults in an electrical drive system
FR2981219B1 (fr) * 2011-10-11 2015-04-10 Michelin Soc Tech Methode securisee de coupure d'alimentation d'un moteur electrique et dispositif correspondant
JP6927316B2 (ja) * 2017-09-29 2021-08-25 株式会社アイシン インバータ制御装置
CN108696226B (zh) * 2018-06-01 2020-07-07 阳光电源股份有限公司 一种电机控制器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10261452A1 (de) 2002-12-31 2004-09-16 Danfoss Drives A/S Motorsteuerung mit einer Steuereinrichtung und einer Sicherheitsvorrichtung zum sicheren Abschalten eines Motors
US9422135B2 (en) 2011-04-15 2016-08-23 Otis Elevator Company Elevator drive power supply control
US20190067933A1 (en) 2016-05-18 2019-02-28 Mitsubishi Electric Corporation Electronic control device having multiple system circuits

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023203027A1 (de) 2023-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3812317C2 (de)
EP2477839B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines hybridfahrzeuges beim defekt eines energiesystems
DE102009013398B4 (de) Verfahren zur Unterbrechung des Kraftflusses im Antriebsstrang eines Fahrzeuges im Crashfall
EP2337699B1 (de) Verfahren zur verfügbarkeitserhöhung bei hybridfahrzeugen
WO2010079080A1 (de) Verfahren zum betreiben eines bordnetzes mit mindestens zwei bordteilnetzen
EP2285641B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum betrieb einer technischen einrichtung, mit einer elektrischen antriebsmaschine
WO2013010790A2 (de) Verfahren zum betreiben eines elektrischen netzes und vorrichtung zum steuern eines elektrischen netzes
DE102008008536A1 (de) Verfahren für die Steuerung einer elektrischen Maschine und Steuereinrichtung
DE112013003797B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Antriebstrangs
WO2017060107A1 (de) Verfahren zum betreiben eines lenksystems eines kraftfahrzeugs
WO2008017438A1 (de) Ansteuersystem für eine antriebseinheit eines kraftfahrzeuges
DE102022109451A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer elektromotorischen Achsantriebseinheit und Kraftfahrzeug
EP2303662A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines fahrzeuges mit hybridantrieb
DE102006020934A1 (de) Antriebsstrangvorrichtung eines Fahrzeuges
DE102010017863A1 (de) Verfahren zur Fehlererkennung in einem Hybridantriebsstrang
WO2008052622A1 (de) Kraftfahrzeugantrieb
DE102012224214A1 (de) Steuerungseinrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Hydrauliksystems eines Hybridfahrzeugs
EP3838652A1 (de) Antriebssystem für ein fahrzeug, verfahren zum betreiben des antriebssystems, sowie fahrzeug mit antriebssystem
DE102022001489B3 (de) Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug
DE102015200122B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einer Sicherheitseinrichtung zur Kompensation fehlerhafter Drehmomente
DE102019131121B4 (de) Fahrzeugantriebsvorrichtung
EP2648933B1 (de) Fahrzeug und verfahren zum betreiben eines fahrzeugs
DE10302461B4 (de) Ausfallsichere Stromversorgungsanordnung in einem Kraftfahrzeug
DE102006021445A1 (de) Elektrische Servolenkung
EP3750220A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur externen überwachung eines stromrichters

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: DREISS PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

R163 Identified publications notified