DE19835576A1 - Control system for permanently excited electric motor e.g. for vehicles - Google Patents

Control system for permanently excited electric motor e.g. for vehicles

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Abstract

A control arrangement (34) controls each half wave system (14,16,18), such that at each phase (20,22,24) of the motor (26), a voltage or a potential of predetermined polarity, is applied or can be applied for a predetermined time duration. An operating condition determination system (46), determines at least an operating condition of the control system. The control arrangement (34) is designed, so that if at least one predetermined operating condition in the motor or the control system is detected, a command is issued, for the production of a short circuit between all the connections (20,22,24) of the electric motor (26).- DETAILED DESCRIPTION - An INDEPENDENT CLAIM is included for a method for controlling of permanently excited electric motor

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ansteuersystem für einen perma­ nenterregten Elektromotor mit wenigstens einem Strang, wobei das An­ steuersystem für jeden Strang des Motors eine Halbbrückenanordnung, eine jede Halbbrückenanordnung mit einer Motorversorgungsspannungs­ quelle verbindenden Zwischenkreis sowie eine Ansteueranordnung zur Ansteuerung jeder Halbbrückenanordnung umfaßt.The present invention relates to a control system for a perma nerve-excited electric motor with at least one strand, the An control system for each line of the engine a half-bridge arrangement, each half-bridge arrangement with a motor supply voltage source connecting intermediate circuit and a control arrangement for Control of each half-bridge arrangement includes.

Permanenterregte Elektromotoren werden beispielsweise als Fahrzeugan­ triebsmotoren verwendet, die bei Hybridantriebssystemen elektrische Energie aus einem durch eine Brennkraftmaschine angetriebenen Genera­ tor empfangen oder bei vollelektrisch betriebenen Fahrzeugen elektrische Energie aus einer sogenannten Traktionsbatterie empfangen. Bei perma­ nent erregten Elektromotoren besteht aufgrund ihres Aufbaus grundsätz­ lich das Problem, daß aufgrund der im Betrieb auftretenden Relativbewe­ gung zwischen den Ankerwicklungen und den Permanentmagneten in den Ankerwicklungen eine als Polradspannung bekannte Gegenspannung induziert wird. Diese induzierte Spannung steigt mit zunehmender Dreh­ zahl an, bis sie schließlich im Bereich der durch die Spannungsquelle für den Elektromotor bereitgestellten Versorgungsspannung liegt. Eine weite­ re Erhöhung der Motordrehzahl kann dann nur durch die sogenannte Feldschwächung erhalten werden, bei welcher eine Strangverschiebung des in die Wicklungen eingeleiteten Stroms erzeugt wird. Treten bei der­ artigen Antriebssystemen mit permanent erregten Elektromotoren Fehler auf, wie zum Beispiel der Ausfall der die Feldschwächung vornehmenden Ansteuereinheit, so kann dies zu ernsthaften Problemen führen. Wie man in Fig. 3 der Kennlinie A entnehmen kann, welche für einen permanen­ terregten Elektromotor das Bremsmoment bei passiver Rückspeisung durch den sich drehenden Elektromotor wiedergibt, führt der Ausfall der Feldschwächung insbesondere bei hohen Drehzahlen zu einem erhebli­ chen Bremsmoment, welches bei der Rückspeisung elektrischer Energie vom Motor in die Spannungsquelle, beispielsweise die Traktionsbatterie, erzeugt wird. Aufgrund der Spannungsüberhöhung, verursacht durch den Innenwiderstand der Batterie, besteht weiterhin die Gefahr, daß es zu Be­ schädigungen im Bereich der Traktionsbatterie kommt, welche im all­ gemeinen zur Abgabe einer Betriebsspannung von ca. 200 bis 300 V aus­ gelegt ist. Ferner ist das Auftreten derartig großer Bremsmomente im Fahrbetrieb unerwünscht, da dadurch eine Gefährdung von in einem Fahrzeug sitzenden Personen hervorgerufen werden kann.Permanently excited electric motors are used, for example, as vehicle drive motors which receive electrical energy from a generator driven by an internal combustion engine in hybrid drive systems or receive electrical energy from a so-called traction battery in fully electrically operated vehicles. In permanently excited electric motors, due to their construction, there is basically the problem that, due to the relative movement occurring during operation between the armature windings and the permanent magnets in the armature windings, a counter voltage known as magnet wheel voltage is induced. This induced voltage increases with increasing speed until it is finally in the range of the supply voltage provided by the voltage source for the electric motor. A further increase in the motor speed can then only be obtained by the so-called field weakening, in which a phase shift of the current introduced into the windings is generated. If errors occur in the type of drive systems with permanently excited electric motors, such as the failure of the control unit which weakens the field, this can lead to serious problems. As can be seen in Fig. 3 of the characteristic curve A, which for a permanently excited electric motor represents the braking torque in the case of passive feedback by the rotating electric motor, the failure of the field weakening leads, in particular at high speeds, to a considerable braking torque, which is electrical during the recovery Energy from the motor into the voltage source, for example the traction battery, is generated. Due to the excessive voltage, caused by the internal resistance of the battery, there is still the risk that there will be damage in the area of the traction battery, which is generally designed to deliver an operating voltage of approximately 200 to 300 V. Furthermore, the occurrence of such large braking torques during driving is undesirable, since this can endanger persons sitting in a vehicle.

Ist mit dem Zwischenkreis keine Spannungsquelle verbunden, oder ist bei­ spielsweise die Verbindung der Spannungsquelle mit dem Zwischenkreis unterbrochen worden, so kann die Polradspannung am Zwischenkreis an­ liegen. Dies kann zu Beschädigungen im Bereich der im Zwischenkreis oder der Leistungselektronik für den Elektromotor oder/und gegebenen­ falls einem Generator vorhandenen Bauelemente, insbesondere Halblei­ terbauelemente, führen.Is no voltage source connected to the DC link, or is at for example the connection of the voltage source to the intermediate circuit interrupted, the magnet wheel voltage can be applied to the DC link lie. This can damage the area in the intermediate circuit or the power electronics for the electric motor or / and given if components are present in a generator, in particular half lead terbauelemente, lead.

Um diese Probleme zu vermeiden, wurden die verschiedenen Komponen­ ten des Umrichters, beispielsweise die Kondensatoren und Leistungshalb­ leiter, derart ausgelegt, daß auch die gleichgerichtete Polradspannung de­ ren Nennspannung nicht übersteigt, so daß eine Beschädigung dieser Komponenten nicht zu erwarten ist. Folge daraus ist, daß die Antriebssy­ steme nicht so ausgelegt werden konnten, daß sie bei dem zur Verfügung stehenden Volumen die größtmögliche Leistung erzeugen können; es mußte immer eine gewisse Überdimensionierung der Komponenten vor­ gesehen werden. Auch die verschiedenen Bauteile im Zwischenkreis oder der Leistungselektronik mußten für die zu erwartenden maximalen Span­ nungen ausgelegt werden, so daß im Bereich dieser Bauteile höhere Ko­ sten entstanden sind. In order to avoid these problems, the various components ten of the converter, for example the capacitors and power half conductor, designed so that the rectified pole wheel voltage de Ren rated voltage does not exceed, so that damage to this Components is not expected. The consequence of this is that the drive sy systems could not be designed to be available at the standing volume can produce the greatest possible performance; it always had to over-dimension the components be seen. Also the different components in the intermediate circuit or the power electronics needed for the expected maximum span tions are designed so that higher Ko most have arisen.  

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ansteuerssystem für einen permanent erregten Elektromotor mit wenigstens einem Strang vorzusehen, welches dazu geeignet ist, bei verschiedensten im Betrieb auf­ tretenden Zuständen, insbesondere Fehlerzuständen, geeignete Maßnah­ men zum Vermeiden einer Beschädigung von Komponenten oder zum Vermeiden ungewünschter Folgen zu ergreifen.It is therefore the object of the present invention to provide a control system for a permanently excited electric motor with at least one line to provide, which is suitable for a wide variety of operations appropriate conditions, in particular error states to avoid damage to components or Avoid unwanted consequences.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Ansteuersystem für einen permanent erregten Elektromotor mit wenigstens einem Strang, umfassend für jeden Strang des Motors eine Halbbrückenanordnung, ei­ nen jeder Halbbrückenanordnung mit einer Motorversorgungsspannungs­ quelle verbindenden Zwischenkreis, eine Ansteueranordnung zur Ansteue­ rung jeder Halbbrückenanordnung, wobei entsprechend der Ansteuerung vermittels der Ansteueranordnung durch jede Halbbrückenanordnung an dem dieser Halbbrückenanordnung zugeordnetem Strang des Elektromo­ tors eine Spannung bzw. ein Potential vorbestimmter Polarität für eine vorbestimmte Zeitdauer angelegt wird oder werden kann, und eine Be­ triebszustands-Erfassungsanordnung wenigstens zur Erfassung eines Be­ triebszustands des Ansteuersystems oder/und des Elektromotors.According to the invention, this object is achieved by a control system for a permanently excited electric motor with at least one strand, comprising a half-bridge arrangement for each line of the engine, ei NEN each half-bridge arrangement with a motor supply voltage source connecting intermediate circuit, a control arrangement for control tion of each half-bridge arrangement, whereby according to the control by means of the control arrangement through each half-bridge arrangement the strand of the electromo associated with this half-bridge arrangement tors a voltage or a potential of predetermined polarity for a predetermined period of time is or can be applied, and a loading drive state detection arrangement at least for detecting a loading drive state of the control system and / or the electric motor.

Bei dem erfindungsgemäßen Ansteuersystem ist die Ansteueranordnung dazu ausgebildet, dann, wenn durch die Betriebszustands- Erfassungsanordnung in dem Ansteuersystem oder/und dem Elektromotor das Vorliegen wenigstens eines vorbestimmten Betriebszustands erfaßt wird, einen Befehl zum Erzeugen eines Kurzschlusses bei jedem Strang des Motors zu erzeugen.In the control system according to the invention, the control arrangement is trained to do so when the operating status Detection arrangement in the control system and / or the electric motor the presence of at least one predetermined operating state is detected a command to create a short circuit on each leg of the To generate motors.

Das erfindungsgemäße Ansteuersystem ist dazu in der Lage, verschieden­ ste Betriebszustände zu berücksichtigen und dabei durch gezieltes Erzeu­ gen eines Kurzschlusses im Elektromotor das Auftreten potentieller Gefah­ ren oder potentiell ungewünschter Folgezustände zu vermeiden. Dies kann insbesondere anhand der Kennlinie B in Fig. 3 veranschaulicht wer­ den, welche das Kurzschlußbremsmoment in Abhängigkeit von der Ma­ schinendrehzahl zeigt. Man erkennt, daß vor allem im Bereich hoher Drehzahlen das bei Kurzschluß erzeugte Bremsmoment vernachlässigbar ist, in jedem Falle jedoch deutlich unter dem bei nicht kurzgeschlossenem Elektromotor vorhandenen Bremsmoment liegt. D.h., tritt beispielsweise ein spontaner Ausfall der Feldschwächung auf, so kann durch gezieltes Kurzschließen des Elektromotors zum einen das Auftreten eines unge­ wünschten Bremsmoments deutlich reduziert werden, und zum anderen kann verhindert werden, daß eine möglicherweise vom Elektromotor in den Zwischenkreis eingespeiste Spannung zur Beschädigung von Kompo­ nenten oder der Spannungsquelle, beispielsweise der Traktionsbatterie, führt.The control system according to the invention is able to take into account the most diverse operating states and, by specifically generating a short circuit in the electric motor, to avoid the occurrence of potential dangers or potentially undesired subsequent states. This can be illustrated in particular by means of the characteristic curve B in FIG. 3, which shows the short-circuit braking torque as a function of the engine speed. It can be seen that the braking torque generated in the event of a short circuit is negligible, especially in the area of high speeds, but is in any case significantly lower than the braking torque present when the electric motor is not short-circuited. That is, if, for example, a spontaneous failure of the field weakening occurs, the short-circuiting of the electric motor can on the one hand significantly reduce the occurrence of an undesired braking torque, and on the other hand it can be prevented that a voltage possibly fed by the electric motor into the intermediate circuit can damage it Components or the voltage source, for example the traction battery, leads.

Vorzugsweise umfaßt das erfindungsgemäße Ansteuersystem eine primäre Ansteueranordnungsversorgungsspannungsquelle zur Bereitstellung einer Betriebsspannung für die Ansteueranordnung, vorzugsweise im Bereich von 12 V.The control system according to the invention preferably comprises a primary one Drive arrangement supply voltage source for providing a Operating voltage for the control arrangement, preferably in the range from 12 V.

Der vorangehend angesprochene vorbestimmte Betriebszustand kann bei­ spielsweise ein Fehlerzustand sein, welcher zumindest einen der folgenden Fehler umfaßt:
The above-mentioned predetermined operating state can, for example, be an error state which comprises at least one of the following errors:

  • a) Abfall oder Ausfall der Motorversorgungsspannung,a) drop or failure of the motor supply voltage,
  • b) Fehler im Bereich eines Motorstellungssensors,b) errors in the area of an engine position sensor,
  • c) Fehler im Bereich eines Stromsensors zur Erfassung des in der wenigstens einen Strang fließenden Stroms,c) Error in the area of a current sensor for detecting the in the at least one strand of flowing stream,
  • d) Kurzschlußfehler, insbesondere im Bereich des Motors,d) short-circuit faults, especially in the area of the motor,
  • e) Ansteigen einer Zwischenkreisspannung über einen vorbestimm­ ten Grenzwert.e) rise of an intermediate circuit voltage above a predetermined limit.

Es sei hier jedoch darauf verwiesen, daß jeglicher andere Fehler, welcher dazu führt, daß insbesondere im Feldschwächungsbereich die gezielte Be­ stromung des Motors nicht aufrecht erhalten werden kann, als ein den vorbestimmten Betriebszustand definierender Fehler betrachtet werden kann.However, it should be pointed out here that any other error which leads to the fact that the targeted Be motor flow cannot be maintained as a  predetermined operating state defining errors are considered can.

Bei dem erfindungsgemäßen Ansteuersystem kann vorgesehen sein, daß jede Halbbrückenanordnung wenigstens ein erstes Schalterelement zum wahlweisen Verbinden des zugeordneten Stranges des Elektromotors mit einer Motorversorgungsspannung beziehungsweise einem Potential einer ersten Polarität sowie wenigstens ein zweites Schalterelement zum wahl­ weisen Verbinden des zugeordneten Stranges des Elektromotors mit einer Motorversorgungsspannung beziehungsweise einem Potential mit einer zweiten Polarität aufweist, und daß der Befehl zur Erzeugung des Kurz­ schlusses bewirkt, daß das wenigstens eine erste Schalterelement jeder Halbbrückenanordnung leitend geschaltet wird oder/und das wenigstens ein zweites Schalterelement jeder Halbbrückenanordnung leitend geschal­ tet wird.In the control system according to the invention it can be provided that each half-bridge arrangement for at least a first switch element optionally connecting the assigned line of the electric motor with a motor supply voltage or a potential of a first polarity and at least one second switch element to choose from point connecting the assigned strand of the electric motor with a Motor supply voltage or a potential with a second polarity, and that the command to generate the short conclusion causes the at least one first switch element each Half-bridge arrangement is turned on and / or at least a second switch element of each half-bridge arrangement is conductively formed is tested.

Es besteht grundsätzlich das Problem, daß Fehler auch im Bereich der Halbbrückenanordnungen auftreten können. Beispielsweise kann eines der Schalterelemente defekt sein und aufgrund dieses Defekts die ge­ wünschte Bestromung des Motors nicht aufrecht erhalten werden. Würde infolgedessen ein Kurzschluß im Motor dadurch herbeigeführt werden, daß all diejenigen Schalterelemente leitend geschaltet werden, welche auch das defekte und beispielsweise nicht mehr leitende bzw. nicht mehr sperrende Schalterelement enthalten, so könnte das Auftreten der unge­ wünschten Polradspannungen im Zwischenkreis nicht oder nicht vollstän­ dig vermieden werden. Um dies zu vermeiden wird vorgeschlagen, daß der Befehl zur Erzeugung des Kurzschlusses bewirkt, daß alle ersten und alle zweiten Schalterelemente leitend geschaltet werden, sofern die Mo­ torspannungsquelle zuvor vom Zwischenkreis bereits getrennt wurde. Sofern diese Trennung der Batterie vom Zwischenkreis nicht erfolgen kann, werden alle ersten Schalterelemente oder alle zweiten Schalterele­ mente leitend geschaltet. Wenn aufgrund eines defekten Schalterelemen­ tes die gewünschte Kurzschlußwirkung nicht eintritt, kann auf die jeweils "komplementären" Schalterelemente gewechselt werden.There is basically the problem that errors in the area of Half-bridge arrangements can occur. For example, one the switch elements be defective and due to this defect the ge desired energization of the motor cannot be maintained. Would as a result, a short circuit in the motor is caused that all those switch elements are turned on, which also the defective and, for example, no longer conductive or no longer blocking switch element included, so the occurrence of the unung did not or did not completely want magnet wheel voltages in the DC link dig be avoided. To avoid this, it is proposed that the short circuit command causes all the first and all second switch elements are turned on, provided the Mo gate voltage source has already been disconnected from the DC link. If the battery is not separated from the DC link can, all first switch elements or all second switch elements ment switched on. If due to a defective switch element  tes the desired short-circuit effect does not occur, can in each case "Complementary" switch elements can be changed.

Alternativ oder zusätzlich ist es jedoch auch möglich, daß im Zwischen­ kreis schaltungsmäßig eine den Bereich der ersten Polarität und den Be­ reich der zweiten Polarität desselben wahlweise verbindende Schalteran­ ordnung liegt, und daß der Befehl zur Erzeugung des Kurzschlusses be­ wirkt, daß die Schalteranordnung leitend geschaltet wird, sofern die Mo­ torspannungsquelle bereits vom Zwischenkreis getrennt wurde.Alternatively or additionally, it is also possible that in the meantime in terms of circuitry, the range of the first polarity and the Be rich in the second polarity of the same selectively connecting switches order is, and that the command to generate the short circuit be has the effect that the switch arrangement is turned on, provided that the Mo gate voltage source has already been disconnected from the DC link.

Die erfindungsgemäße Ansteueranordnung kann einen Normal-Ansteuer­ abschnitt umfassen, durch welchen bei Nichtvorliegen des vorbestimmten Betriebszustands jede Halbbrückenanordnung zum Betreiben des Elektro­ motors ansteuerbar ist, und wobei wenigstens bei Vorliegen von zumin­ dest einem der Fehler a) bis e) der Normal-Steuerabschnitt den Befehl zum Erzeugen des Kurzschlusses erzeugt. Mit dieser Maßnahme wird dafür ge­ sorgt, daß bei nicht vergrößertem baulichen Aufwand ein hohes Maß an Sicherheit gegen das Auftreten ungewünschter Betriebszustände vorgese­ hen werden kann.The control arrangement according to the invention can be a normal control include section through which in the absence of the predetermined Operating state of each half-bridge arrangement for operating the electrical system Motors can be controlled, and at least in the presence of at least At least one of the errors a) to e) the normal control section the command to Generating the short circuit generated. This measure is used for this ensures that a high level of construction costs are not increased Safety against the occurrence of undesired operating conditions can be hen.

Der vorbestimmte Betriebszustand kann ferner ein Fehlerzustand sein, der wenigstens einen der folgenden Fehler umfaßt:
The predetermined operating state may also be an error state that includes at least one of the following errors:

  • f) Ausfall oder Abfall der Ansteueranordnungsversorgungsspannung oder/undf) Failure or drop of the driver supply voltage or and
  • g) Ausfall oder Fehler im Bereich eines Normal-Steuerabschnitts, durch welchen bei Nichtvorliegen des vorbestimmten Betriebszutands jede Halbbrückenanordnung zum Betreiben des Elektromotors ansteuerbar ist.g) failure or error in the area of a normal control section, by which each in the absence of the predetermined operating status Half-bridge arrangement for operating the electric motor can be controlled is.

Um auch auf derartige Fehler in geeigneter Weise reagieren zu können, wird vorgeschlagen, daß die Ansteueranordnung ferner einen Anomal- Ansteuerabschnitt umfaßt, welcher wenigstens bei Vorliegen von zumin­ dest einem der Fehler a) bis g) den Befehl zum Erzeugen des Kurzschlusses erzeugt.In order to be able to react appropriately to such errors, it is proposed that the control arrangement also have an abnormal  Control section which, at least in the presence of at least at least one of the errors a) to g) the command to generate the short circuit generated.

Um bei derartiger Ausgestaltung hinsichtlich der Spannungsversorgung für den Anomal-Ansteuerabschnitt unabhängig zu sein, umfaßt vorzugs­ weise das erfindungsgemäße Ansteuersystem einen dem Anomal- Ansteuerabschnitt zugeordneten Gleichspannung/Gleichspannung- Umsetzer zur Erzeugung einer Betriebsspannung für den Anomal- Ansteuerabschnitt aus der im Zwischenkreis vorherrschenden Spannung. D. h., auch ein Ausfall der 12 V-Gleichspannungsversorgung für den Nor­ mal-Ansteuerabschnitt führt nicht zu einem vollständigen Regelungsaus­ fall. Vielmehr kann der Anomal-Ansteuerabschnitt seine Betriebsspannung dem Zwischenkreis entnehmen, wobei es dabei unbeachtlich ist, ob die im Zwischenkreis vorherrschende Spannung von einer Traktionsbatterie oder einem Generator geliefert wird oder durch den Motor als Polradspannung erzeugt wird.With such a configuration with regard to the voltage supply to be independent for the abnormal drive section preferably includes the control system according to the invention has an anomalous Control section assigned DC voltage / DC voltage Converter for generating an operating voltage for the abnormal Control section from the voltage prevailing in the intermediate circuit. That is, a failure of the 12 V DC voltage supply for the Nor Mal drive section does not lead to a complete control case. Rather, the abnormal drive section can operate at its operating voltage remove the intermediate circuit, it is irrelevant whether the im DC voltage prevailing voltage from a traction battery or is supplied to a generator or by the motor as magnet wheel voltage is produced.

Um eine entsprechende Redundanz auch für andere Komponenten der Ansteueranordnung vorsehen zu können, umfaßt das erfindungsgemäße Ansteuersystem vorzugsweise ferner eine sekundäre Ansteueranordnungs­ versorgungsspannungsquelle zum Bereitstellen der Ansteueranordnungs­ versorgungsspannung, vorzugsweise im Bereich von 12 V, zumindest bei Ausfall oder Abfall der durch die primäre Ansteueranordnungsversor­ gungsspannungsquelle bereitgestellten Betriebsspannung.In order to provide appropriate redundancy for other components of the To be able to provide a control arrangement includes the inventive Drive system preferably also a secondary drive arrangement Supply voltage source for providing the control arrangement supply voltage, preferably in the range of 12 V, at least at Failure or fallout from the primary drive assembly supplier Supply voltage source provided operating voltage.

Auch diese Spannungsquelle kann derart ausgebildet sein, daß sie einen Gleichspannung/Gleichspannung-Umsetzer umfaßt zur Erzeugung der An­ steueranordnung-Versorgungsspannung aus der im Zwischenkreis vor­ herrschenden Spannung. D. h., selbst bei Ausfall der 12 V-Versorgungs­ spannung für die Ansteueranordnung kann entweder die vom Generator oder der Traktionsbatterie erzeugte Spannung im Zwischenkreis oder die durch den Elektromotor im Zwischenkreis erzeugte Spannung genutzt werden, um die Regelung des Elektromotors in gewünschter Weise auf­ rechtzuerhalten oder diesen gegebenenfalls zum Stillstand zu steuern.This voltage source can also be designed such that it is a DC / DC converter includes to generate the An Control arrangement supply voltage from the one in the intermediate circuit prevailing tension. In other words, even if the 12 V supply fails Voltage for the control arrangement can either be that of the generator or the traction battery generated voltage in the intermediate circuit or  voltage generated by the electric motor in the intermediate circuit be up to the regulation of the electric motor in the desired manner right to maintain or if necessary to control this to a standstill.

Da Gefahren für verschiedene Komponenten eines derartigen Antriebs­ systems oder Ansteuersystems vor allem bei relativ hohen Drehzahlen be­ stehen, wird vorgeschlagen, daß die Ansteueranordnung dazu ausgebildet ist, den Befehl zur Erzeugung eines Kurzschlusses zu erzeugen, wenn der vorbestimmte Betriebszustand erfaßt ist und wenn ferner der Elektromotor in einem Zustand hoher Drehzahl ist.Because there are dangers for different components of such a drive systems or control systems, especially at relatively high speeds stand, it is proposed that the control arrangement be designed for this is to generate the short circuit command if the predetermined operating state is detected and if further the electric motor is in a high speed state.

Der Kennlinie B in Fig. 3 kann man entnehmen, daß bei kurzgeschlosse­ nem Elektromotor ein deutlicher Anstieg des Bremsmoments bei Abfall der Drehzahl des Motors zu beobachten ist, wobei ein Maximum nahe bei der Drehzahl 0 liegt. Diese Bremsmomentcharakteristik kann gemäß ei­ nem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung dazu ausgenutzt wer­ den, dann, wenn der Motor im Stillstand ist und in diesem Zustand verwei­ len soll, ein Antreiben desselben von der Radseite her zu vermeiden. Es wird daher ferner vorgeschlagen, daß der vorbestimmte Betriebszustand ein Zustand geringer Drehzahl des Elektromotors ist, oder ein Ruhezu­ stand des Elektromotors ist. D. h., wird im Stillstand des Motors der Kurz­ schluß erzeugt, so kann aktiv der Motor als Bremseinrichtung genutzt werden, da bereits bei geringfügigem Anstieg der Drehzahl ein äußerst steiler Bremsmomentanstieg erzeugt wird.The characteristic curve B in FIG. 3 shows that in the case of a short-circuit electric motor, a significant increase in the braking torque is observed when the speed of the motor drops, with a maximum close to the speed 0. According to a further aspect of the present invention, this braking torque characteristic can be used to avoid driving the same from the wheel side when the engine is at a standstill and should remain in this state. It is therefore further proposed that the predetermined operating state is a low speed state of the electric motor, or a standby state of the electric motor is. That is, if the short circuit is generated when the motor is not running, the motor can be actively used as a braking device, since an extremely steep increase in braking torque is generated even with a slight increase in the speed.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein An­ steuersystem für einen permanent erregten Elektromotor mit wenigstens einer Strang, umfassend für jeden Strang des Motors eine Halbbrücken­ anordnung, einen jede Halbbrückenanordnung mit einer Motorversor­ gungsspannungsquelle verbindenden Zwischenkreis, eine Ansteueranord­ nung zur Ansteuerung jeder Halbbrückenanordnung, wobei entsprechend der Ansteuerung vermittels der Ansteueranordnung durch jede Halb­ brückenanordnung an dem dieser Halbbrückenanordnung zugeordnetem Strang des Elektromotors eine Spannung beziehungsweise ein Potential vorbestimmter Polarität für eine vorbestimmte Zeitdauer angelegt wird oder werden kann, eine primäre Ansteueranordnungsver­ sorgungsspannungsquelle zum Bereitstellen einer Betriebsspannung für die Ansteueranordnung, vorzugsweise im Bereich von 12 V, eine sekundä­ re Ansteueranordnungsversorgungsspannungsquelle zum Bereitstellen einer Betriebsspannung für die Ansteueranordnung, vorzugsweise im Be­ reich von 12 V, zumindest bei Ausfall oder Abfall der durch die primäre Ansteueranordnungsversorgungsspannungsquelle bereitgestellten Be­ triebsspannung, wobei die sekundäre Ansteueranordnungs­ versorgungsspannungsquelle einen Gleichspannung/Gleichspannung- Umsetzer umfaßt zur Erzeugung der Ansteueranordnungsversorgungs­ spannung aus der im Zwischenkreis vorherrschenden Spannung.According to a further aspect, the present invention relates to a type control system for a permanently excited electric motor with at least a strand comprising a half-bridge for each strand of the engine arrangement, each half-bridge arrangement with a motor supply DC voltage source connecting intermediate circuit, a drive arrangement voltage to control each half-bridge arrangement, with corresponding the control by means of the control arrangement through each half  bridge arrangement on that assigned to this half-bridge arrangement Line of the electric motor a voltage or a potential predetermined polarity is applied for a predetermined period of time or can become a primary drive arrangement ver supply voltage source for providing an operating voltage for the control arrangement, preferably in the range of 12 V, a secondary right driver supply voltage source for providing an operating voltage for the control arrangement, preferably in loading range of 12 V, at least in the event of failure or drop out from the primary Driver arrangement supply voltage source provided drive voltage, the secondary drive arrangement supply voltage source a DC voltage / DC voltage- Converter includes to generate the driver arrangement supply voltage from the voltage prevailing in the DC link.

Bei einem derartigen System ist insbesondere für die Ansteueranordnung eine redundante Spannungsversorgung vorgesehen, so daß bei Ausfall der durch eine herkömmliche Batterie vorgesehenen Versorgungsspannung Sorge dafür getragen werden kann, daß die Regelung des Motors auf­ recht erhalten wird, d. h., daß der Motor in unbeeinträchtigter Weise wei­ ter betrieben werden kann. Da die redundante Spannungsversorgung auf die im Zwischenkreis vorherrschende Spannung zurückgreift, besteht nicht die Gefahr, daß ein vollständiger Spannungsausfall für die Ansteueran­ ordnung auftritt, da im Zwischenkreis bei fahrendem Fahrzeug eine Span­ nung entweder durch die Spannungsquelle für den Elektromotor, d. h. den Generator oder die Traktionsbatterie erzeugt wird, oder durch den Motor selbst durch die in den Wicklungen des Motors vorhandene Induktion er­ zeugt wird.Such a system is particularly suitable for the control arrangement a redundant power supply is provided so that if the provided by a conventional battery supply voltage Care can be taken to ensure that the engine control is on is properly preserved, d. that is, the engine knows in an unimpaired manner ter can be operated. Because the redundant power supply is on the voltage prevailing in the DC link does not exist the risk that a complete power failure for the control Order occurs because there is a chip in the DC link when the vehicle is moving voltage either through the voltage source for the electric motor, d. H. the Generator or the traction battery is generated, or by the engine even through the induction in the windings of the motor is fathered.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein An­ steuersystem für einen permanent erregten Elektromotor mit wenigstens einen Strang, umfassend für jeden Strang des Motors eine Halbbrücken­ anordnung, einen jede Halbbrückenanordnung mit einer Motorversor­ gungsspannungsquelle verbindenden Zwischenkreis, eine Ansteueranord­ nung zur Ansteuerung jeder Halbbrückenanordnung, wobei entsprechend der Ansteuerung vermittels der Ansteueranordnung durch jede Halb­ brückenanordnung an dem dieser Halbbrückenanordnung zugeordnetem Strang des Elektromotors eine Spannung beziehungsweise ein Potential vorbestimmter Polarität für eine vorbestimmte Zeitdauer angelegt wird oder werden kann, wobei die Ansteueranordnung dazu ausgebildet ist, bei Abfall oder Ausfall der Motorversorgungsspannung eine Feldschwä­ chung, versorgt durch die vom Motor induzierte Spannung, aufrechtzuer­ halten, gewünschtenfalls in Verbindung mit wenigstens einem der vorher­ gehenden Merkmale.According to a further aspect, the present invention relates to a type control system for a permanently excited electric motor with at least a strand comprising a half bridge for each strand of the engine  arrangement, each half-bridge arrangement with a motor supply DC voltage source connecting intermediate circuit, a drive arrangement voltage to control each half-bridge arrangement, with corresponding the control by means of the control arrangement through each half bridge arrangement on that assigned to this half-bridge arrangement Line of the electric motor a voltage or a potential predetermined polarity is applied for a predetermined period of time or can be, the control arrangement being designed to if the motor supply voltage drops or fails, a field weakness chung, powered by the voltage induced by the motor keep, if necessary in connection with at least one of the previously outgoing characteristics.

Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dafür Sorge ge­ tragen, daß dann, wenn ein Abfall oder Ausfall im Bereich der Ver­ sorgungsspannung für den Motor auftritt, die durch elektromagnetische Induktion und Gleichrichtung durch die Freilaufdioden der Schaltelemente erzeugte Spannung, welche dann am Zwischenkreis anliegt, in positiver Weise dazu genutzt wird, die Feldschwächung aufrechtzuerhalten und somit das Auftreten der vorangehend angesprochenen Überspannungen mit den sich daraus ergebenden Problemen oder Nachteilen zu vermeiden.According to this aspect of the present invention, care is taken carry that if a drop or failure in the area of Ver supply voltage for the motor occurs by electromagnetic Induction and rectification by the freewheeling diodes of the switching elements generated voltage, which is then applied to the DC link, in positive Is used to maintain the field weakening and thus the occurrence of the above-mentioned overvoltages with the resulting problems or disadvantages.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Ansteuern ei­ nes permanent erregten Elektromotors mit wenigstens einem Strang, wo­ bei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
The present invention further relates to a method for controlling a permanently excited electric motor with at least one line, in which the method comprises the following steps:

  • 1. Überwachen des Betriebszustands des Elektromotors oder/und ei­ nes Ansteuersystems für den Elektromotor,1. Monitoring the operating state of the electric motor or / and egg control system for the electric motor,
  • 2. Beurteilen, ob der Betriebszustand ein vorbestimmter Betriebs­ zustand ist,2. Judge whether the operating condition is a predetermined operation state is
  • 3. dann, wenn der Betriebszustand als ein vorbestimmter Betriebs­ zustand beurteilt wird, aktives Erzeugen eines Kurzschlusses zwi­ schen allen Anschlüssen des Elektromotors.3. when the operating state as a predetermined operation condition is assessed, active generation of a short circuit between all connections of the electric motor.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeich­ nungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen beschrieben. Es zeigt:The invention is described below with reference to the accompanying drawing described using preferred embodiments. It shows:

Fig. 1 eine schematische Schaltungsskizze eines erfindungsgemäßen Ansteuersystems in Verbindung mit einem dreiphasigen perma­ nent erregten Elektromotor; Figure 1 is a schematic circuit diagram of a control system according to the invention in connection with a three-phase permanently excited electric motor.

Fig. 2 eine alternative Ausgestaltung des in Fig. 1 gezeigten An­ steuersystems; Fig. 2 shows an alternative embodiment of the control system shown in Fig. 1;

Fig. 3 die Abhängigkeit des bei einem permanent erregten Elek­ tromotor erzeugten Bremsmoments von der Motordrehzahl bei kurzgeschlossenem und bei rückspeisendem Elektromotor. Fig. 3 shows the dependency of the braking torque generated in a permanently excited electric motor from the engine speed with a short-circuited and with regenerative electric motor.

Die Fig. 1 zeigt eine erste Ausgestaltungsart eines allgemein mit 10 be­ zeichneten erfindungsgemäßen Ansteuersystems. Das Ansteuersystem 10 kann grundsätzlich in folgende Baugruppen untergliedert werden: eine Umrichtereinheit 12 mit drei Halbbrücken 14, 16, 18, wobei jede der Halbbrücken 14, 16, 18 einer der drei Motorphasen 20, 22, 24 des Elek­ tromotors 26 zugeordnet ist; einen Zwischenkreis 28 mit einem Zwischen­ kreiskondensator 30, wobei der Zwischenkreis 28 die Umrichtereinheit 12 mit einer Spannungsquelle 32 verbindet. In der Darstellung ist die Span­ nungsquelle 32 eine Traktionsbatterie, ggf. mit Leistungselektronik, wel­ che eine Gleichspannung liefert. Es sei jedoch darauf verwiesen, daß bei­ spielsweise auch in Hybridantrieben als Spannungsquelle für den Elektro­ motor 26 ein durch einen Verbrennungsmotor angetriebener Generator mit nachgeschalteter Leistungselektronik dienen kann. Fig. 1 shows a first embodiment of a generally 10 drive system according to the invention. The control system 10 can basically be divided into the following modules: a converter unit 12 with three half bridges 14 , 16 , 18 , each of the half bridges 14 , 16 , 18 being assigned to one of the three motor phases 20 , 22 , 24 of the electric motor 26 ; an intermediate circuit 28 with an intermediate circuit capacitor 30 , the intermediate circuit 28 connecting the converter unit 12 to a voltage source 32 . In the illustration, the voltage source 32 is a traction battery, possibly with power electronics, which supplies a DC voltage. However, it should be noted that, for example, in hybrid drives as a voltage source for the electric motor 26, a generator driven by an internal combustion engine with downstream power electronics can serve.

Die Motorsteuerung 34 steuert über jeweilige Signalleitungen die Umrich­ tereinheit 12, d. h. die jeweiligen Halbbrücken 14, 16, 18 derselben an. In der dargestellten Ausgestaltungsform umfaßt jede Halbbrücke 14, 16, 18 ein erstes Schalterelement 36, gebildet aus einem IGBT (Insulated Gate Bi­ polar Transistor) mit parallel geschalteter Freilaufdiode, sowie ein zweites Schalterelement 38 welches ebenfalls durch einen IGBT mit parallel ge­ schalteter Freilaufdiode gebildet ist. Die einzelnen IGBTs der verschiedenen Halbbrücken 14, 16,18 werden dann durch die Motorsteuerung 34 ange­ steuert, um die einzelnen Stränge 20, 22, 24 des Elektromotors 26 wahl­ weise und für vorbestimmte Zeitdauern mit den verschiedenen Potentialen des Zwischenkreises 28 zu verbinden. Es sei darauf verwiesen, daß für die vorliegende Erfindung der spezielle Aufbau der Umrichtereinheit 12, d. h. der einzelnen Halbbrücken 14, 16, 18, nicht so wie in Fig. 1 dargestellt sein muß. Es können andere Schalterelemente, wie zum Beispiel Thyristo­ ren, Relais, MOSFETs oder dergleichen verwendet werden, von Bedeutung ist, daß sie für die in dem Ansteuersystem 10 auftretenden Spannungen ausgelegt sind.The motor controller 34 controls the Umrich tereinheit 12 , ie the respective half-bridges 14 , 16 , 18 of the same via respective signal lines. In the illustrated embodiment, each half bridge 14 , 16 , 18 comprises a first switch element 36 , formed from an IGBT (Insulated Gate Bi polar Transistor) with a freewheeling diode connected in parallel, and a second switch element 38 which is also formed by an IGBT with a freewheeling diode connected in parallel . The individual IGBTs of the various half-bridges 14 , 16 , 18 are then controlled by the motor controller 34 in order to connect the individual strands 20 , 22 , 24 of the electric motor 26 optionally and for predetermined periods of time to the various potentials of the intermediate circuit 28 . It should be noted that for the present invention, the special structure of the converter unit 12 , ie the individual half bridges 14 , 16 , 18 , need not be as shown in FIG. 1. Other switch elements, such as thyristors, relays, MOSFETs or the like, can be used. It is important that they are designed for the voltages occurring in the drive system 10 .

Man erkennt ferner, daß das Ansteuersystem 10 einen Gleichspannung/- Gleichspannung-Umsetzer 40 aufweist, welcher die am Zwischenkreis 28 anliegende Spannung abgreift und diese in eine gewünschte Gleich­ spannung, beispielsweise 12 V, umsetzt. Diese Gleichspannung wird paral­ lel zu der durch die Spannungsquelle 48 erzeugten Spannung zur Motor­ steuerung 34 geleitet. Es ist somit eine redundante Spannungsversorgung für die Motorsteuerung 34 vorgesehen, so daß beispielsweise bei Ausfall der Spannungsquelle 48 die für die Motorsteuerung erforderliche Be­ triebsspannung dem Zwischenkreis entnommen werden kann, so daß die Ansteuerung bzw. Regelung des Elektromotors aufrecht erhalten werden kann. Dies ist auch dann der Fall, wenn zusätzlich zur Spannungsquelle 48 auch die Spannungsquelle 32 ausfällt, da in diesem Falle durch die im Elektromotor 26 induzierte Spannung und die Gleichrichtung über die Freilaufdioden am Zwischenkreis eine Spannung erzeugt wird, die dann weiterhin in die Betriebsspannung für die Motorsteuerung umgesetzt werden kann, um auch bei vollständigem Ausfall der Spannungsversor­ gung die Regelung des Motors 26 aufrecht erhalten zu können, insbeson­ dere dann, wenn der Motor 26 im Feldschwächebereich betrieben wird.Further, it is seen that the drive system 10 includes a DC / - having DC voltage converter 40, which taps off the voltage present at the DC link 28 voltage, and this voltage to a desired DC, for example 12 V, is reacted. This DC voltage is passed in parallel to the voltage generated by the voltage source 48 for the motor control 34 . There is thus a redundant power supply for the motor controller 34 , so that, for example in the event of a failure of the voltage source 48, the operating voltage required for the motor controller can be removed from the intermediate circuit, so that the control or regulation of the electric motor can be maintained. This is also the case if, in addition to the voltage source 48 , the voltage source 32 also fails, since in this case a voltage is generated at the intermediate circuit by the voltage induced in the electric motor 26 and the rectification via the freewheeling diodes, which then continues to be used in the operating voltage for the Motor control can be implemented in order to be able to maintain the control of the motor 26 even if the voltage supply fails completely, in particular when the motor 26 is operated in the field weakening range.

Tritt im Bereich des Ansteuersystems 10 beispielsweise im Bereich des Elektromotors 26 selbst oder im Bereich der Spannungsquelle ein Fehler auf, so kann erfindungsgemäß jedoch durch die Motorsteuerung 34 ein Kurzschluß dadurch erzeugt werden, daß entweder alle Schalterelemente 36 oder alle Schalterelemente 38 oder alle Schalterelemente 36 und 38 leitend geschaltet werden. Es ist dann innerhalb des Elektromotors 26 ein Kurzschluß erzeugt. Die Folge daraus ist, daß beispielsweise bei Ausfall der die Gefahr vermeiden wird, daß die im Motor erzeugte Polradspannung am Zwischenkreis anliegt und die dort enthaltenen Komponenten oder die Komponenten der Halbbrücken 14, 16, 18 oder die Spannungsquelle 32 beschädigt. Bei modernen permanent erregten Elektromotoren kann diese Polradspannungen deutlich über der durch die Spannungsquelle 32 be­ reitgestellte Versorgungsspannung liegen. D. h., bei Übersteigen dieser für die Spannungsquelle 32 zulässigen Spannung besteht die Gefahr, daß bei Rückspeisung elektrischer Energie durch die gleichgerichtete Polradspan­ nung diese Spannungsquelle 32 beschädigt werden kann. Entsprechendes gilt für die Schalter 36 bzw. 38. Auch hier kann durch Kurzschließen ver­ mieden werden, daß die an diesen Schalterelementen ansonsten an­ stehende Spannung zu einer Beschädigung dieser Schalterkomponenten führt.If an error occurs in the area of the control system 10, for example in the area of the electric motor 26 itself or in the area of the voltage source, then according to the invention a short circuit can be generated by the motor control 34 in that either all switch elements 36 or all switch elements 38 or all switch elements 36 and 38 are switched on. A short circuit is then generated within the electric motor 26 . The consequence of this is that, for example, in the event of failure, the risk is avoided that the magnet wheel voltage generated in the motor is present at the intermediate circuit and damages the components contained therein or the components of the half bridges 14 , 16 , 18 or the voltage source 32 . In modern, permanently excited electric motors, these magnet wheel voltages can be significantly higher than the supply voltage provided by the voltage source 32 . In other words, if this permissible voltage for the voltage source 32 is exceeded, there is a risk that this voltage source 32 can be damaged when electrical energy is regenerated by the rectified polar voltage. The same applies to switches 36 and 38 . Here, too, it can be avoided by short-circuiting that the voltage otherwise present on these switch elements leads to damage to these switch components.

Da somit gemäß der vorliegenden Erfindung Sorge dafür getragen werden kann, daß ein ungewünschter Spannungsanstieg im Zwischenkreis 28 bzw. der Umrichtereinheit 12 vermieden wird, ist es nicht erforderlich, die verschiedenen Schaltelemente oder Baugruppen so auszubilden, daß die ansonsten auch bei fehlerhaftem Betrieb zu erwartenden maximalen Spannungen nicht zu einer Beschädigung derselben führen können. D.h., es besteht die Möglichkeit, insbesondere im Bereich der Halbleiterbauteile deutliche Kosteneinsparungen zu erzielen. Andererseits ist es möglich, die verschiedenen Komponenten, insbesondere den Elektromotor, derart aus­ zugestalten, daß er bei vorgegebenem Volumen die größtmögliche Lei­ stung erzielen kann, ohne dabei auf Seiten der Schaltung darauf achten zu müssen, daß ein übermäßig großer Sicherheitsabstand der jeweiligen Nennspannungen verschiedener Komponenten zu den maximal zu erwar­ tenden d. h. auch im Fehlerzustand zu erwartenden, Spannungen vorhan­ den ist.Since it can thus be ensured according to the present invention that an undesired voltage rise in the intermediate circuit 28 or the converter unit 12 is avoided, it is not necessary to design the various switching elements or assemblies in such a way that the maximum otherwise to be expected even in the event of faulty operation Voltages cannot damage them. That is, there is the possibility of achieving significant cost savings, particularly in the area of semiconductor components. On the other hand, it is possible to design the various components, in particular the electric motor, in such a way that it can achieve the greatest possible performance for a given volume without having to take care on the circuit side that an excessively large safety margin of the respective nominal voltages of different components to the maximum tensions to be expected, ie to be expected even in the fault state.

Der angesprochene Fehlerzustand kann in verschiedenen Bereichen des Antriebssystems auftreten. So kann beispielsweise der Lagegeber für den Rotor des Motors defekt sein, so daß eine korrekte Bestromung desselben nicht mehr möglich ist, der Stromsensor, oder die Stromsensoren, welche die in den einzelnen Motorsträngen 20, 22, 24 fließenden Ströme erfas­ sen, können defekt sein, es kann im Motor selbst ein Kurzschlußfehler vorliegen, oder es kann, wie vorangehend angesprochen, ein Ausfall oder Abfall der durch die Spannungsquelle 32 bereitgestellten Spannung vor­ liegen. Es sei darauf verwiesen, daß auch verschiedenste andere Fehler zur aktiven Erzeugung eines Kurzschlusses führen können.The mentioned fault condition can occur in different areas of the drive system. For example, the position sensor for the rotor of the motor may be defective, so that the current can no longer be supplied with current correctly, the current sensor or the current sensors which detect the currents flowing in the individual motor strands 20 , 22 , 24 may be defective , There may be a short-circuit fault in the motor itself, or, as mentioned above, there may be a failure or drop in the voltage provided by the voltage source 32 . It should be noted that a wide variety of other faults can lead to the active generation of a short circuit.

In Fig. 1 ist in Strichlinien eingezeichnet ein weiteres Schalterelement 42 erkennbar, welches zu den Schaltern 36 bzw. 38 der Halbbrückeneinheit 12 parallel geschaltet ist. Auch dieses Schalterelement 42 kann beispiels­ weise wieder einen IGBT und einen Reihenwiderstand umfassen, kann je­ doch auch jedes andere Leistungsschalterelement umfassen bzw. durch dieses gebildet sein. Das Schalterelement 42 steht auch unter der An­ steuerung der Motorsteuerung 34. Der angesprochene Kurzschluß kann alternativ zu der vorangehend angesprochenen Art und Weise auch durch das Leitendschalten dieses Schalterelements 42 hervorgerufen werden, wobei dann der Kurzschluß über die einzelnen Freilaufdioden erzeugt ist. Diese Art der Kurzschlußerzeugung ist jedoch nur dann bevorzugt, ebenso wie das gleichzeitige Leitendschalten aller Schalterelemente 36 und 38, wenn sichergestellt ist, daß ein vollständiger oder nahezu vollständiger Spannungsabfall oder Ausfall der Spannungsquelle 32 vorliegt. Ansonsten wird auf diese Art und Weise gleichzeitig ein Kurzschluß der Spannungs­ quelle 32 mit entsprechendem Stromfluß erzeugt. Hier wäre es ferner möglich, im Zwischenkreis 28 zwischen dem Schalterelement 42 und der Spannungsquelle 32 ein Schalterelement vorzusehen, welches dann, wenn das Schalterelement 42 leitend geschaltet wird, nicht leitend geschaltet wird, so daß der Kurzschluß lediglich in der Darstellung der Fig. 1 an der rechten Seite des Schalterelements 42, d. h. im Bereich des Motors 26 er­ zeugt wird.A further switch element 42 , which is connected in parallel to the switches 36 and 38 of the half-bridge unit 12, can be seen in dashed lines in FIG. 1. This switch element 42 can again comprise an IGBT and a series resistor, for example, but can also comprise or be formed by any other circuit breaker element. The switch element 42 is also under the control of the motor controller 34 . As an alternative to the above-mentioned manner, the short-circuit mentioned can also be brought about by switching this switch element 42 to conductive, in which case the short-circuit is then generated via the individual freewheeling diodes. However, this type of short-circuit generation is only preferred, as is the simultaneous switching on of all switch elements 36 and 38 if it is ensured that there is a complete or almost complete voltage drop or failure of the voltage source 32 . Otherwise, a short-circuit of the voltage source 32 with a corresponding current flow is generated at the same time. It would also be possible here to provide a switch element in the intermediate circuit 28 between the switch element 42 and the voltage source 32 , which switch element is not switched on when the switch element 42 is turned on, so that the short circuit only appears in the illustration in FIG. 1 the right side of the switch element 42 , that is, in the area of the motor 26 it is generated.

In Fig. 2 ist eine alternative Ausgestaltungsform gezeigt, bei welcher zu­ sätzlich zur Motorsteuerung 34 eine weitere redundante Motorsteuerung 44 vorgesehen ist, welche über jeweilige Steuerleitungen ebenfalls die einzelnen Schalterelemente 36 bzw. 38 der Halbbrücken 14, 16, 18 bzw., sofern vorgesehen, das Schalterelement 42 ansteuern kann. Die redundan­ te Ansteuerung 44 erhält ihre Betriebsspannung durch den Gleichspan­ nung/Gleichspannung-Umsetzer 40, welcher wiederum die Spannung am Zwischenkreis 28 abgreift. Diese redundante Ansteuerung ist somit von der Versorgungsspannung, welche durch die Spannungsquelle 48 geliefert wird, unabhängig, so daß auch bei Ausfall der Spannungsquelle 48 die redundante Ansteuerung 44 betrieben werden kann.In FIG. 2, an alternative embodiment is shown in which a further redundant motor control is additionally for motor control 34 provided 44, which, via respective control lines also the individual switch elements 36 and 38 of the half-bridges 14, 16, 18 or, if provided can control the switch element 42 . The redundant drive 44 receives its operating voltage from the DC voltage / DC converter 40 , which in turn taps the voltage at the intermediate circuit 28 . This redundant control is thus independent of the supply voltage which is supplied by the voltage source 48 , so that the redundant control 44 can be operated even if the voltage source 48 fails.

Die in Fig. 2 dargestellte Weiterbildung ist besonders daher vorteilhaft, da mit dieser auch Fehler im Bereich der Motoransteuerung 34 selbst be­ rücksichtigt werden können und zur Erzeugung des Kurzschlusses führen können. Zwar ist diese Ausgestaltungsform schaltungstechnisch oder softwaremäßig aufwendiger, sieht jedoch einen erweiterten Bereich der Einsetzbarkeit der Sicherheitsmaßnahmen vor.The development shown in FIG. 2 is particularly advantageous because it can also take into account errors in the area of the motor control 34 itself and can lead to the generation of the short circuit. Although this embodiment is more complex in terms of circuitry or software, it provides an expanded range of usability of the security measures.

Es sei darauf verwiesen, daß bei beiden in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausgestaltungsformen, wie bereits angesprochen, verschiedene Ein­ richtungen vorgesehen sind, die den Fehlerzustand bzw. verschiedene Be­ triebszustände des Ansteuersystems oder des gesamten Antriebssystems erfassen oder überwachen und entsprechende Signale zur Motorsteue­ rung 34 oder/und zur redundanten Ansteuerung 44 liefern. Diese Einrich­ tungen sind in den Figuren allgemein mit 46 bezeichnet und können die bereits angesprochenen Sensoren umfassen oder können beispielsweise ferner Sensoren umfassen, welche die Ausgangssignale der Motorsteue­ rung überwachen oder die Motorsteuerung intern überwachen. Ferner können durch die Einrichtung oder Einrichtungen 46 die Spannungsquel­ len 48, 32, der Gleichspannung/Gleichspannung-Umsetzer 40 oder die verschiedenen Schalterelemente überwacht werden. Entsprechend dem Ausgangssignal oder den Ausgangssignalen der Einrichtung oder Einrich­ tungen 46 kann in der Motorsteuerung 34 bzw. der redundanten An­ steuerung 44 dann entschieden werden, ob und auf welche Weise der Kurzschluß erzeugt werden soll, d. h. beispielsweise ob alle Schalterele­ mente 48, 38 kurzgeschlossen werden sollen, ob nur die den verschiede­ nen Polaritäten des Zwischenkreises zugeordneten Schalterelemente 48 oder 38 leitend geschaltet werden sollen, oder ob, sofern vorhanden, das Schalterelement 42 leitend geschaltet werden soll.It should be noted that in both of the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, as already mentioned, various devices are provided which detect or monitor the fault state or different operating states of the control system or the entire drive system and corresponding signals for engine control tion 34 or / and 44 for redundant control. These devices are generally designated 46 in the figures and can include the sensors already mentioned or can for example also include sensors which monitor the output signals of the engine control or monitor the engine control internally. Furthermore, the voltage sources 48 , 32 , the DC / DC converter 40 or the various switch elements can be monitored by the device or devices 46 . In accordance with the output signal or the output signals of the device or devices 46 in the motor controller 34 or the redundant controller 44, it can then be decided whether and in what way the short circuit should be generated, ie for example whether all switch elements 48 , 38 are short-circuited should whether only the switch elements 48 or 38 assigned to the various polarities of the intermediate circuit should be switched to conductive, or whether, if present, switch element 42 should be switched to conductive.

Die Einrichtungen 46 können ferner dazu ausgebildet sein, die im Zwi­ schenkreis 28 anliegende Spannung zu überwachen. Wenn diese Span­ nung einen vorbestimmten Wert überschreitet, der beispielsweise im Be­ reich von 400 bis 600 V liegen kann, dann kann durch die Motorsteue­ rung 34 oder die redundante Ansteuerung 44, so wie vorangehend be­ schrieben, der Befehl zum Erzeugen des Kurzschlusses erzeugt werden. Wird ein zweiter, niedrigerer Schwellenwert wieder unterschritten, kann der Kurzschluß aufgehoben werden.The devices 46 may also be configured to monitor the voltage present in the intermediate circuit 28 . If this voltage exceeds a predetermined value, which may be in the range from 400 to 600 V, for example, then the command for generating the short circuit can be generated by the motor control 34 or the redundant control 44 , as described above. If a second, lower threshold value is undershot again, the short circuit can be removed.

Die Kennlinie B in Fig. 3 kann bei dem erfindungsgemäßen Ansteuersy­ stem ferner dazu genutzt werden, eine Stillstandfixierung des Rotors durch Leitendschalten verschiedener Schalterelemente 48 und/oder 38 bzw. 42 herbeizuführen. Wenn nämlich im Stillstand beispielsweise alle Schalterelemente 48 leitend geschaltet und somit ein Kurzschluß im Motor 26 erzeugt wird, so führt bereits ein leichtes Drehen des Rotors zu einem extrem starken Anstieg des Bremsmoments, so daß beispielsweise dem ungewünschten Weg rollen eines Fahrzeugs entgegengewirkt werden kann. Dies ist ein weiterer unabhängiger Einsatzaspekt der erfindungsge­ mäßen Ansteueranordnung, der zeigt, daß ein Betriebszustand, welcher letztendlich zur Erzeugung eines Kurzschlusses führt, nicht nur ein Fehler­ zustand sein kann, sondern auch ein Zustand sein kann, der während des normalen Betriebs häufig und ohne dem Vorliegen von Fehlern auftritt.The characteristic curve B in FIG. 3 can also be used in the control system according to the invention to bring the rotor to a standstill by switching various switch elements 48 and / or 38 or 42 to on. If, for example, all the switch elements 48 are switched to a standstill and thus a short circuit is generated in the motor 26 , even a slight rotation of the rotor leads to an extremely strong increase in the braking torque, so that, for example, the undesired rolling of a vehicle can be counteracted. This is a further independent application aspect of the drive arrangement according to the invention, which shows that an operating state which ultimately leads to the generation of a short circuit can not only be a fault state, but also a state which is frequently and without that during normal operation Presence of errors occurs.

Ein weiterer, bereits angesprochener Aspekt der Erfindung liegt darin, daß beispielsweise bei Ausfall der Spannungsquelle 32 durch die redundante Spannungsversorgung vermittels des Gleichspannung/Gleichspannung- Umsetzers die Motorsteuerung 34 die Feldschwächung für den Elektromo­ tor 26 aufrecht erhalten kann, um das Auftreten ungewünschter Span­ nungsspitzen im Zwischenkreis bzw. in der Umrichtereinheit zu vermeiden, ohne daß ein Kurzschluß erzeugt wird. Dabei wird dann die Betriebs­ spannung für die Motorsteuerung 34 dem Zwischenkreis 28 entnommen, welche dort wiederum durch den Elektromotor 26 selbst erzeugt wird. Es sei darauf verwiesen, daß auch bei Vorhandensein der redundanten An­ steuerung 44 die Motorsteuerung 34 bei Ausfall der Spannungsquelle 48 durch den Gleichspanung/Gleichspannung-Umsetzer 40 versorgt werden kann, so daß bei funktionsfähiger Motorsteuerung 34 in Fig. 2 die An­ steuerung der einzelnen Schalterelemente 36, 38 weiterhin durch diese Motorsteuerung 34 und nicht durch die redundante Ansteuerung 44 vor­ genommen wird.Another, already addressed aspect of the invention is that, for example, in the event of failure of the voltage source 32 by the redundant voltage supply by means of the DC / DC converter, the motor controller 34 can maintain the field weakening for the electric gate 26 in order to avoid the occurrence of undesired voltage peaks in the Avoid intermediate circuit or in the converter unit without generating a short circuit. The operating voltage for the motor control 34 is then removed from the intermediate circuit 28 , which in turn is generated there by the electric motor 26 itself. It should be pointed out that even in the presence of the redundant controller 44, the motor controller 34 can be supplied by the DC voltage / DC converter 40 if the voltage source 48 fails, so that when the motor controller 34 in FIG. 2 is functioning, the individual switch elements are controlled 36 , 38 continues to be taken by this motor control 34 and not by the redundant control 44 .

Es wird ferner darauf hingewiesen, daß die Fehlererfassung auch inner­ halb der Motorsteuerung 34 bzw. 44 selbst vorgenommen werden kann, d. h. diese kann beispielsweise softwaremäßig zur Selbstüberwachung ausgebildet sein, und dann, wenn Fehler erkannt werden, den entspre­ chenden Ansteuerbefehl zur Erzeugung der Kurzschlüsse in den einzelnen Motorsträngen erzeugen. Ferner sei darauf verwiesen, daß das erfin­ dungsgemäße Ansteuersystem bzw. die Vorgehensweise zur Ansteuerung verschiedener Schalterelemente unabhängig von der Anzahl der Motor­ phasen eingesetzt werden können. D.h. das Ansteuersystem ist nicht nur bei dem in den Figuren dargestellten dreiphasigen Motor einsetzbar, son­ dern auch bei Motoren mit mehr oder weniger Strängen.It is also pointed out that the error detection can also be carried out within the motor control 34 or 44 itself, ie this can be designed, for example, in software for self-monitoring, and then, if errors are detected, the corresponding control command for generating the short circuits in the individual engine lines. It should also be noted that the control system according to the invention or the procedure for controlling various switch elements can be used independently of the number of motor phases. This means that the control system can be used not only in the three-phase motor shown in the figures, but also in motors with more or fewer strands.

Claims (20)

1. Ansteuersystem für einen permanent erregten Elektromotor mit wenig­ stens einer Strang, umfassend:
  • - für jede Strang (20, 22, 24) des Motors (26) eine Halbbrückenanord­ nung (14, 16, 18),
  • - einen jede Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) mit einer Motorver­ sorgungsspannungsquelle (32) verbindenden Zwischenkreis (28),
  • - eine Ansteueranordnung (34; 34, 44) zur Ansteuerung jeder Halbbrückenanordnung (14, 16, 18), wobei entsprechend der An­ steuerung vermittels der Ansteueranordnung (34; 34, 44) durch jede Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) an dem dieser Halbbrücken­ anordnung (14, 16, 18) zugeordnetem Strang (20, 22, 24) des Elektro­ motors (26) eine Spannung beziehungsweise ein Potential vorbestimmter Polarität für eine vorbestimmte Zeitdauer angelegt wird oder werden kann,
  • - eine Betriebszustands-Erfassungsanordnung (46) wenigstens zur Erfas­ sung eines Betriebszustands des Ansteuersystems (10) oder/und des Elek­ tromotors (26),
    wobei die Ansteueranordnung (34; 34, 44) dazu ausgebildet ist, dann, wenn durch die Betriebszustands-Erfassungsanordnung (46) in dem An­ steuersystem (10) oder/und dem Elektromotor (26) das Vorliegen wenig­ stens eines vorbestimmten Betriebszustands erfaßt wird, einen Befehl zum Erzeugen eines Kurzschlusses zwischen allen Anschlüssen (20, 22, 24) des Motors zu erzeugen.
1. Control system for a permanently excited electric motor with at least one line, comprising:
  • - For each strand ( 20 , 22 , 24 ) of the engine ( 26 ) a half bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ),
  • - an intermediate circuit ( 28 ) connecting each half-bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ) to a motor supply voltage source ( 32 ),
  • - A control arrangement ( 34 ; 34 , 44 ) for controlling each half-bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ), corresponding to the control by means of the control arrangement ( 34 ; 34 , 44 ) through each half-bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ) on this Half-bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ) associated strand ( 20 , 22 , 24 ) of the electric motor ( 26 ) a voltage or a potential of predetermined polarity is or can be applied for a predetermined period of time,
  • - An operating state detection arrangement ( 46 ) at least for detecting an operating state of the control system ( 10 ) and / or the electric motor ( 26 ),
    wherein the control arrangement ( 34 ; 34 , 44 ) is designed so that when the operating state detection arrangement ( 46 ) in the control system ( 10 ) and / or the electric motor ( 26 ) detects the presence of at least one predetermined operating state, generate a command to create a short circuit between all terminals ( 20 , 22 , 24 ) of the motor.
2. Ansteuersystem nach Anspruch 1, ferner umfassend eine primäre Ansteueranordnungsversorgungsspannungsquelle (48) zur Bereitstel­ lung einer Betriebsspannung für die Ansteueranordnung (10), vorzugs­ weise im Bereich von 12 V. 2. Drive system according to claim 1, further comprising a primary drive arrangement supply voltage source ( 48 ) for providing an operating voltage for the drive arrangement ( 10 ), preferably in the range of 12 V. 3. Ansteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Betriebszustand ein Fehlerzustand ist, welcher zumindest einen der folgenden Fehler umfaßt:
  • a) Abfall oder Ausfall der Motorversorgungsspannung (32),
  • b) Fehler im Bereich eines Motorstellungssensors,
  • c) Fehler im Bereich eines Stromsensors zur Erfassung des in wenigstens einem Strang (20, 22, 24) fließenden Stroms,
  • d) Kurzschlußfehler, insbesondere im Bereich des Motors (26),
  • e) Ansteigen einer Zwischenkreisspannung über einen vorbestimmten Grenzwert.
3. Control system according to claim 1 or 2, characterized in that the predetermined operating state is an error state which comprises at least one of the following errors:
  • a) drop or failure of the motor supply voltage ( 32 ),
  • b) errors in the area of an engine position sensor,
  • c) faults in the area of a current sensor for detecting the current flowing in at least one strand ( 20 , 22 , 24 ),
  • d) short-circuit faults, in particular in the area of the motor ( 26 ),
  • e) an intermediate circuit voltage rises above a predetermined limit value.
4. Ansteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) wenigstens ein erstes Schalterelement (36) zum wahlweisen Verbinden des zugeord­ neten Stranges (20, 22, 24) des Elektromotors (26) mit einer Motorver­ sorgungsspannung beziehungsweise einem Potential einer ersten Polarität sowie wenigstens ein zweites Schalterelement (38) zum wahl­ weisen Verbinden des zugeordneten Stranges (20, 22, 24) des Elek­ tromotors (26) mit einer Motorversorgungsspannung beziehungsweise einem Potential mit einer zweiten Polarität aufweist, und daß der Befehl zur Erzeugung des Kurzschlusses bewirkt,
  • - daß wenigstens ein erstes Schalterelement (36) jeder Halbbrückenan­ ordnung (14, 16, 18) leitend geschaltet wird oder
  • - daß wenigstens ein zweites Schalterelement (38) jeder Halbbrücken­ anordnung (14, 16, 18) leitend geschaltet wird.
4. Control system according to one of claims 1 to 3, characterized in that each half-bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ) at least a first switch element ( 36 ) for selectively connecting the assigned strand ( 20 , 22 , 24 ) of the electric motor ( 26 ) with a motor supply voltage or a potential of a first polarity and at least one second switch element ( 38 ) for optionally connecting the associated line ( 20 , 22 , 24 ) of the electric motor ( 26 ) with a motor supply voltage or a potential with a second polarity , and that the command to generate the short circuit causes
  • - That at least a first switch element ( 36 ) of each half-bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ) is switched on or
  • - That at least a second switch element ( 38 ) of each half-bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ) is turned on.
5. Ansteuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Befehl zur Erzeugung des Kurzschlusses bewirkt, daß alle ersten und alle zweiten Schalterelemente (36, 38) leitend geschaltet werden.5. Control system according to claim 4, characterized in that the command for generating the short circuit causes all first and all second switch elements ( 36 , 38 ) to be turned on. 6. Ansteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine schaltungsmäßig im Zwischenkreis (28) angeordnete und den Bereich der ersten Polarität und den Bereich der zweiten Polarität dessel­ ben verbindende Schalteranordnung (42), und dadurch, daß der Befehl zur Erzeugung des Kurzschlusses bewirkt, daß die Schalteranordnung (42) leitend geschaltet wird.6. Control system according to one of claims 1 to 5, characterized by a circuit-wise arranged in the intermediate circuit ( 28 ) and the area of the first polarity and the area of the second polarity of the same connecting ben switch arrangement ( 42 ), and in that the command to generate the Short circuit causes the switch assembly ( 42 ) to be turned on. 7. Ansteuersystem nach Anspruch 3 oder nach einem der Ansprüche 4 bis 6, sofern auf Anspruch 3 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteueranordnung (34; 34, 44) einen Normal-Ansteuerabschnitt (34) umfaßt, durch welchen bei Nichtvorliegen des vorbestimmten Be­ triebszustands jede Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) zum Betreiben des Elektromotors (26) ansteuerbar ist, und daß wenigstens bei Vorlie­ gen von zumindest einem der Fehler a) bis e) der Normal-Steuer­ abschnitt (34; 34, 44) den Befehl zum Erzeugen des Kurzschlusses er­ zeugt.7. Control system according to claim 3 or according to one of claims 4 to 6, if referred back to claim 3, characterized in that the control arrangement ( 34 ; 34 , 44 ) comprises a normal control section ( 34 ) through which in the absence of the predetermined loading Operating state, each half-bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ) for operating the electric motor ( 26 ) can be controlled, and that at least in the case of at least one of the errors a) to e) of the normal control section ( 34 ; 34 , 44 ) the command to generate the short circuit he creates. 8. Ansteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der vorbestimmte Betriebszustand ein Fehlerzustand ist, der wenigstens folgenden Fehler umfaßt:
  • f) Ausfall oder Abfall der Ansteueranordnungsversorgungsspannung (48) (U1) oder/und
  • g) Ausfall oder Fehler im Bereich eines Normal-Steuerabschnitts (34), durch welchen bei Nichtvorliegen des vorbestimmten Betriebszustands jede Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) zum Betreiben des Elek­ tromotors (26) ansteuerbar ist.
8. Control system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the predetermined operating state is an error state which comprises at least the following errors:
  • f) Failure or drop of the drive arrangement supply voltage ( 48 ) (U1) or / and
  • g) failure or error in the area of a normal control section ( 34 ), by which each half-bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ) for operating the electric motor ( 26 ) can be controlled in the absence of the predetermined operating state.
9. Ansteuersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteueranordnung (34, 44) ferner einen Anomal-Ansteuerabschnitt (44) umfaßt, welcher wenigstens bei Vorliegen von zumindest einem der Fehler a) bis g) den Befehl zum Erzeugen des Kurzschlusses erzeugt.9. Control system according to claim 8, characterized in that the control arrangement ( 34 , 44 ) further comprises an anomalous control section ( 44 ) which generates the command for generating the short circuit at least in the presence of at least one of the errors a) to g). 10. Ansteuersystem nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen dem Anomal-Ansteuerabschnitt (44) zugeordneten Gleichspannung/Gleich­ spannung-Umsetzer (40) zur Erzeugung einer Betriebsspannung für den Anomal-Ansteuerabschnitt (44) aus der im Zwischenkreis (28) vorherr­ schenden Spannung.10. Control system according to claim 9, characterized by an anomaly control section ( 44 ) associated DC / DC converter ( 40 ) for generating an operating voltage for the anomalous control section ( 44 ) from the prevailing voltage in the intermediate circuit ( 28 ). 11. Ansteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine sekundäre Ansteueranordnungsversorgungsspannungsquelle (28, 40) zum Bereitstellen der Ansteueranordnungsversorgungsspan­ nung, vorzugsweise im Bereich von 12 V, zumindest bei Ausfall oder Ab­ fall der durch die primäre Ansteueranordnungsversorgungsspannungs­ quelle (48) bereitgestellten Betriebsspannung (U1).11. Control system according to one of claims 1 to 10, characterized by a secondary drive arrangement supply voltage source ( 28 , 40 ) for providing the drive arrangement supply voltage, preferably in the range of 12 V, at least in the event of a failure or drop in the source provided by the primary drive arrangement supply voltage ( 48 ) Operating voltage (U1). 12. Ansteuersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Ansteueranordnungsversorgungsspannungsquelle (28, 40) ei­ nen Gleichspannung/Gleichspannung-Umsetzer (40) umfaßt zur Erzeu­ gung der Ansteueranordnungsversorgungsspannung aus der im Zwi­ schenkreis (28) vorherrschenden Spannung.12. Control system according to claim 11, characterized in that the secondary drive arrangement supply voltage source ( 28 , 40 ) comprises a direct voltage / DC voltage converter ( 40 ) for generating the drive arrangement supply voltage from the prevailing voltage in the intermediate circuit ( 28 ). 13. Ansteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ansteueranordnung (34; 34, 44) dazu ausgebildet ist, den Befehl zur Erzeugung eines Kurzschlusses zu erzeugen, wenn der vorbestimmte Betriebszustand erfaßt ist und wenn ferner der Elektromo­ tor (26) in einem Zustand hoher Drehzahl ist, der nur durch Anwendung der Feldschwächung erzielbar ist.13. Control system according to one of claims 1 to 12, characterized in that the control arrangement ( 34 ; 34 , 44 ) is designed to generate the command for generating a short circuit when the predetermined operating state is detected and when the electric motor further ( 26 ) is in a high speed state that can only be achieved by using the field weakening. 14. Ansteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der vorbestimmte Betriebszustand ein Zustand geringer Drehzahl des Elektromotors (26) ist, oder ein Ruhezustand des Elektro­ motors (26) ist.14, drive system is characterized according to one of claims 1 to 13, terized in that said predetermined operating condition is a condition of low rotational speed of the electric motor (26), or a resting state of the electric motor (26). 15. Ansteuersystem für einen permanent erregten Elektromotor mit we­ nigstens einer Strang, umfassend:
für jeden Strang (20, 22, 24) des Motors (26) eine Halbbrückenanord­ nung (14, 16, 18),
  • - einen jede Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) mit einer Motorver­ sorgungsspannungsquelle (32) verbindenden Zwischenkreis (28),
  • - eine Ansteueranordnung (34; 34, 44) zur Ansteuerung jeder Halb­ brückenanordnung (14, 16, 18), wobei entsprechend der Ansteue­ rung vermittels der Ansteueranordnung (34; 34, 44) durch jede Halb­ brückenanordnung (14, 16, 18) an dem dieser Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) zugeordnetem Strang (20, 22, 24) des Elektromotors (26) eine Spannung beziehungsweise ein Potential vorbestimmter Polarität für eine vorbestimmte Zeitdauer angelegt wird oder werden kann,
  • - eine primäre Ansteueranordnungsversorgungsspannungsquelle (48) zum Bereitstellen einer Betriebsspannung für die Ansteueranordnung (34; 34, 44), vorzugsweise im Bereich von 12 V,
  • - eine sekundäre Ansteueranordnungsversorgungsspannungsquelle (28, 40) zum Bereitstellen einer Betriebsspannung für die Ansteueranord­ nung (34; 34, 44), vorzugsweise im Bereich von 12 V, zumindest bei Ausfall oder Abfall der durch die primäre Ansteueranordnungsver­ sorgungsspannungsquelle (48) bereitgestellten Betriebsspannung, wobei die sekundäre Ansteueranordnungsversorgungsspannungsquelle (28, 40) einen Gleichspannung/Gleichspannung-Umsetzer (40) umfaßt zur Erzeugung der Ansteueranordnungsversorgungsspannung aus der im Zwischenkreis (28) vorherrschenden Spannung, gewünschtenfalls in Verbindung mit wenigstens einem der vorhergehenden Merkmale.
15. Control system for a permanently excited electric motor with at least one line, comprising:
for each line ( 20 , 22 , 24 ) of the engine ( 26 ) a half-bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ),
  • - an intermediate circuit ( 28 ) connecting each half-bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ) to a motor supply voltage source ( 32 ),
  • - A control arrangement ( 34 ; 34 , 44 ) for controlling each half-bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ), according to the control by means of the control arrangement ( 34 ; 34 , 44 ) through each half-bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ) a voltage or a potential of predetermined polarity is or can be applied to the strand ( 20 , 22 , 24 ) of the electric motor ( 26 ) associated with this half-bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ),
  • - a primary drive arrangement supply voltage source ( 48 ) for providing an operating voltage for the drive arrangement ( 34 ; 34 , 44 ), preferably in the range of 12 V,
  • - A secondary drive arrangement supply voltage source ( 28 , 40 ) for providing an operating voltage for the drive arrangement ( 34 ; 34 , 44 ), preferably in the range of 12 V, at least in the event of a failure or drop in the supply voltage source ( 48 ) provided by the primary drive arrangement supply, whereby the secondary drive arrangement supply voltage source ( 28 , 40 ) comprises a direct voltage / direct voltage converter ( 40 ) for generating the drive arrangement supply voltage from the voltage prevailing in the intermediate circuit ( 28 ), if desired in connection with at least one of the preceding features.
16. Ansteuersystem für einen permanent erregten Elektromotor mit we­ nigstens einer Strang, umfassend:
  • - für jeden Strang (20, 22, 24) des Motors (26) eine Halbbrückenanord­ nung (14, 16, 18),
  • - einen jede Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) mit einer Motorver­ sorgungsspannungsquelle (32) verbindenden Zwischenkreis (28),
  • - eine Ansteueranordnung (34; 34, 44) zur Ansteuerung jeder Halb­ brückenanordnung (14, 16, 18), wobei entsprechend der Ansteuerung ver­ mittels der Ansteueranordnung (34; 34, 44) durch jede Halbbrückenan­ ordnung (14, 16, 18) an dem dieser Halbbrückenanordnung (14, 16, 18) zugeordnetem Strang (20, 22, 24) des Elektromotors (26) eine Spannung beziehungsweise ein Potential vorbestimmter Polarität für ei­ ne vorbestimmte Zeitdauer angelegt wird oder werden kann, wobei die Ansteueranordnung (34; 34, 44) dazu ausgebildet ist, bei Ab­ fall oder Ausfall der Motorversorgungsspannung (32) eine Feldschwä­ chung, versorgt durch die vom Motor (26) induzierte Spannung, auf­ rechtzuerhalten, gewünschtenfalls in Verbindung mit wenigstens einem der vorhergehenden Merkmale.
16. Control system for a permanently excited electric motor with at least one line, comprising:
  • - For each strand ( 20 , 22 , 24 ) of the engine ( 26 ) a half-bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ),
  • - an intermediate circuit ( 28 ) connecting each half-bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ) to a motor supply voltage source ( 32 ),
  • - A control arrangement ( 34 ; 34 , 44 ) for controlling each half-bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ), according to the control ver by means of the control arrangement ( 34 ; 34 , 44 ) through each half-bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ) a voltage or a potential of predetermined polarity for a predetermined period of time is or can be applied to the strand ( 20 , 22 , 24 ) of the electric motor ( 26 ) assigned to this half-bridge arrangement ( 14 , 16 , 18 ), the control arrangement ( 34 ; 34 , 44 ) is designed to maintain a field weakening in the event of a drop or failure of the motor supply voltage ( 32 ), supplied by the voltage induced by the motor ( 26 ), if desired in conjunction with at least one of the preceding features.
17. Verfahren zum Ansteuern eines permanent erregten Elektromotors mit wenigstens einem Strang, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:17. Method for controlling a permanently excited electric motor with at least one strand, the method following steps includes: 1. Überwachen des Betriebszustands des Elektromotors (26) oder/und eines Ansteuersystems (10) für den Elektromotor (26),1. monitoring the operating state of the electric motor ( 26 ) and / or a control system ( 10 ) for the electric motor ( 26 ), 2. Beurteilen, ob der Betriebszustand ein vorbestimmter Betriebszustand ist,2. Assess whether the operating condition is a predetermined operating condition is 3. dann, wenn der Betriebszustand als ein vorbestimmter Betriebs­ zustand beurteilt wird, aktives Erzeugen eines Kurzschlusses zwischen allen Anschlüssen (20, 22, 24) des Elektromotors (26).3. when the operating state is judged as a predetermined operating state, actively generating a short circuit between all connections ( 20 , 22 , 24 ) of the electric motor ( 26 ).
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