WO2010031762A1 - Verfahren und vorrichtung zur diagnose von verbindungsfehlern zwischen einer treiberschaltung und einer elektrischen maschine - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur diagnose von verbindungsfehlern zwischen einer treiberschaltung und einer elektrischen maschine Download PDF

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    • G01R31/42—AC power supplies

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting interrupted connection lines between a driver circuit and an electrical machine, in particular a three-phase motor, and a device for carrying out such a method.
  • Polyphase electrical machines e.g. Three-phase motors are usually controlled by means of a so-called inverter power stage.
  • the inverter power stage has for each phase of the electric machine two separately controllable electrical power switches, for example in the form of power transistors, IGBTs and the like.
  • One of the circuit breakers associated with a particular phase is associated with a high supply potential and another circuit breaker associated with a particular phase with a low supply potential. Between the two circuit breakers is the connection for the assigned phase connection of the electrical machine.
  • the electrical circuit breakers are controlled by means of a control circuit such that a circuit breaker of a particular phase connected to the high supply potential and at least one of the circuit breakers connected to the low supply potential are closed, while all other circuit breakers are open.
  • a Current path defined by the electric machine to effect a driving force is controlled by means of a control circuit such that a circuit breaker of a particular phase connected to the high supply potential and at least one of the circuit breakers connected to the low supply potential are closed, while all other circuit breakers are open.
  • the inverter power stage is usually formed due to the necessary switching speeds and because of the high power converted there by means of separate transistors and the like, which are controlled by means of the control circuit.
  • the control is carried out according to a desired mode of the electric machine by pulses of a certain frequency and a certain duration.
  • each of the power transistors with its drain terminal and its source terminal is also connected to the control circuit.
  • the connection of the drain terminal of each of the power transistors enables the realization of an open-load detection in the control circuit.
  • the open-load detection it is determined whether a fixed potential is applied to the drain terminal of the corresponding power transistor or whether the drain terminal is floating (has a floating potential).
  • an open-load fault is reported on each of the power transistors when all of the power transistors are open. Thus, it can not be distinguished whether there is a physical interruption of a line connection, or whether all power transistors are open according to the control and thus no interruption of a line connection has occurred.
  • a method for detecting a disconnection of a line connection between a power stage having a plurality of drive circuits and an electric machine.
  • the drive circuits are configured to selectively apply one of one or more specified potentials to an output of the respective drive circuit or to separate the output of the respective drive circuit from the specified potentials.
  • the electrical machine is provided with a plurality of interconnected phase windings which are contactable via phase terminals, wherein the output of each of the drive circuits is in each case connected to a phase connection via a corresponding connection line.
  • the procedure comprises the following steps: ⁇ Applying a defined potential to at least one of them
  • the detection is performed by detecting at the output or the outputs of one or more of the remaining drive circuits whether there is a floating potential or that it is connected to a fixed potential. It is noted that there is an interruption of at least one of the line connections between the power stage and the electrical machine, depending on whether at one or more of the outputs of the remaining drive circuits, a presence of a floating potential is detected.
  • One idea of the above method is to check the functionality of the line connections between the power stage and the electrical machine by an often already provided detection, if there is a floating potential at the output or the outputs of one or more, in particular all other drive circuits a fixed potential is used.
  • the detection as to whether there is a floating potential at the output or the outputs of all other drive circuits or that is connected to a fixed potential can be performed by means of an open-load detection on a power transistor in the corresponding drive circuit.
  • a detection current can be impressed on a terminal of the power transistor associated with the corresponding drive circuit connected to the output of the one drive circuit, wherein it is determined at the relevant output, depending on the potential which is established by application of the detection current, whether the potential at the output of the drive circuit is floating or connected to a fixed potential.
  • the potential which arises at the respective output can be compared in a threshold value comparison with a predetermined reference potential, wherein, depending on the result of the threshold value comparison, an interruption of the line connection is detected.
  • At least three connection lines for connecting at least three drive circuits to corresponding phase terminals of the electrical machine can be provided, wherein it is determined that an interruption of the line control associated with a drive circuit is provided. Is present binding, if at all outputs of the remaining drive circuits, a presence of a floating potential is detected.
  • connection lines can be provided for connecting at least three drive circuits to corresponding phase connections of the electrical machine, the method comprising the further steps:
  • one of the fixed potentials can be applied to each of the outputs of the drive circuits, wherein at at least one of the outputs of the drive circuits a fixed potential different from a reference potential is applied via a respective internal resistance so that the voltage at the at least one output of the the potential applied to the remaining drive circuits is modifiable by an electrical connection with a different specified potential at an output of one of the remaining drive circuits, the detection potential being a function of the potential occurring at the at least one of the outputs of the drive circuits and at least one output of the remaining ones Control circuits applied potential is determined.
  • the detection potential can be formed with the aid of a resistance network, wherein the resistance network has a measuring node at -5, which communicates with the at least one of the outputs of the drive circuits and the at least one output of the remaining drive circuits first resistors is connected and which is connected to the reference potential via a second resistor.
  • the determination that an interruption 5 of at least one of the line connections between the power stage and the electrical machine is present is carried out depending on a result of a threshold comparison of the detection potential with a predetermined threshold potential.
  • an apparatus for detecting a disconnection of a line connection between a power stage and an electric machine is provided.
  • the power stage is formed with a plurality of drive circuits for selectively applying one of one or more specified potentials to an output of the respective drive circuit or for disconnecting the output of the respective drive circuit from the specified potentials.
  • the electrical machine is provided with a plurality of interconnected phase windings which can be contacted via phase connections.
  • the output of each of the drive circuits is connected to an associated one of the phase terminals via a respective one of the connection lines.
  • the device comprises a control unit which is designed:
  • ⁇ using a detector circuit to perform a detection to detect a detection potential that depends on the potential at one of the outputs of the drive circuits or the potentials at a plurality of the outputs of the drive circuits; and, depending on the result of the detection, determining that there is an interruption of at least one of the line connections between the power stage and the electrical machine.
  • control circuit may be designed to control the drive circuits in such a way that a defined potential is applied via the output 5 of one of the drive circuits, the output or the outputs of all other drive circuits being controlled by the respective drive control. circuit are separated from the specified potentials.
  • the detector circuit can detect at the output or the outputs of one or more of the remaining drive circuits whether there is a floating potential or that it is connected to a fixed potential.
  • the control circuit may be configured to determine that there is an interruption of at least one of the line connections between the power stage and the electrical machine, depending on whether a presence of a floating potential is detected at the one or more of the outputs of the remaining drive circuits.
  • the detector circuit may comprise a current source for impressing a detection current to a terminal of the power transistor associated with the corresponding drive circuit associated with the output of the one drive circuit, and a comparator circuit for comparing the potential set at the respective output in a threshold comparison to compare a predetermined reference potential, wherein an interruption of the line connection is detected depending on the result of the threshold value comparison.
  • At least three connecting lines can be provided for connecting at least three drive circuits to corresponding phase terminals of the electrical machine, wherein the control unit is designed to determine that there is an interruption of the line connection assigned to one drive connection, if at all outputs of the remaining drive circuits Presence of a floating potential is detected.
  • control circuit may be configured to drive the drive circuits to apply one of the fixed potentials to each of the outputs of the drive circuits, wherein at least one of the outputs of the drive circuits applies a predetermined potential other than a reference potential via an associated internal resistance so that this potential is provided by an electrical connection across the line connections between the
  • control circuit can be designed to determine the detection potential as a function of the potential which is established at the at least one of the outputs of the drive circuits and of the potential applied to the at least one output of the remaining drive circuits.
  • a resistance network may be provided to provide the detection potential, wherein the resistance network has a measuring node which is connected to the at least one of the outputs of the drive circuits and the at least one output of the remaining drive circuits via first resistors and which is connected to the Reference potential is connected via a second resistor.
  • a detection circuit may be configured to determine that there is an interruption of at least one of the line connections between the power stage and the electrical machine depending on a result of a threshold comparison of the detection potential with a predetermined threshold potential.
  • a drive system for driving an electric machine comprising a power stage with a plurality of drive circuits and the above device.
  • FIG. 1 shows a motor system with a three-phase motor and a control unit; 2 shows a detection circuit of the control circuit for detecting an open
  • 3 is a flowchart illustrating the method for detecting a physical interruption of a line connection between the power stage and the three-phase motor
  • Fig. 5 is a flowchart illustrating another method for detecting a physical interruption of a line connection between the power stage and the three-phase motor.
  • an engine system 1 is shown with a designed as a three-phase motor 2 electric machine.
  • the three-phase motor 2 is a three-phase three-phase motor whose coil windings 3 are connected in star connection 15. Other interconnections of the coil windings 3, e.g. in a delta connection, but are also possible.
  • the three-phase motor 2 has a separate connection for each phase U, V, W, each with a corresponding drive circuit, in particular
  • the power stage 4 serves to provide the three-phase motor 2 with electrical energy for driving.
  • the inverter circuits 5U, 5V, 5W of the power stage 4 each have a first power transistor 6U, 6V, 6W as a power switch, hereinafter referred to as a high-side transistor.
  • each of the inverter circuits 5U, 5V, 5W has a further power transistor 7U, 7V, 7W as a power switch, which is referred to below as a low-side transistor.
  • High-side and low-side transistors 6U, 7U; 6V, 7V; 6W, 7W are connected in series between a high supply voltage potential V Ba t and a ground potential GND.
  • the outputs of the individual inverter circuits 5U, 5V, 5W are connected between the two series-connected power transistors 6U, 7U, 6V, 7V, 6W, 7W, ie, the drain terminals of the power transistors are connected to the corresponding output of the respective inverters Circuit 5U, 5V, 5W connected.
  • the outputs of the individual inverter circuits 5U, 5V, 5W are connected via corresponding connecting lines 10 with an associated phase connection of the three-phase motor 2.
  • a control circuit 8 For operating the three-phase motor 2, a control circuit 8 is provided which applies a control signal to corresponding gate terminals of the power transistors 6U, 7U, 6V, 7V, 6W, 7W via corresponding connecting lines.
  • the drive signals are generally pulse-width modulated and correspondingly switch a current path through two of the phase connections of the three-phase motor 2.
  • both drain terminals and source terminals of each of the power transistors may be connected to the control circuit 8.
  • the connection of the source terminals to the control circuit 8 can be dispensed with.
  • an open-load detection circuit 9 is provided in the control unit 8 for each of the power transistors 6U, 7U, 6V, 7V, 6W, 7W.
  • Fig. 2 is a block diagram of an open-load detector circuit 9, as is preferably provided for each of the power transistors of the inverter power stage 4 in the control circuit 8 is shown.
  • the open-load detector circuit 9 is connected to the drain terminal of the associated power transistor.
  • the open-load detector circuit 9 comprises a current source 13, an amplifier circuit 11 and a comparator unit 12. If an open-load detection is to be carried out by the control circuit 8, the control circuit 8 activates the current source 13, a certain th current in the associated power transistor, which is opened by a corresponding drive signal at the gate terminal of the power transistor to impress.
  • the impressed current causes a voltage drop across the high-impedance power transistor, which usually leads to a voltage drop across the power transistor.
  • the magnitude of the impressed current through the current source 13 is selected so that it can be determined by evaluating the voltage drop across the associated power transistor, whether the drain terminal of the power transistor is electrically floating or floating, ie has no potential terminal, or with one of the supply potentials connected is.
  • the voltage is known, or the voltage range, which is established at the drain terminal of the power transistor when the drain terminal is floating. If the drain terminal is not floating, then it is connected via the connecting lines 10 and the electric machine 2 either to the positive or negative supply potential, so that the corresponding open-load voltage (product of impressed current and resistance of the power transistor in the off state or parasitic resistors) by impressing the current through the current source 13 does not set.
  • the amplifier circuit 1 1 To evaluate the voltage at the drain terminal, the amplifier circuit 1 1 is provided, whose output is connected to a comparator unit 12.
  • the amplifier circuit 11 has a very high-impedance input in order not to influence the voltage which is established in the case of a floating potential.
  • the comparator unit 12 is supplied with a reference voltage U Ref , which indicates a threshold value.
  • a threshold value comparison with the amplified open-load voltage output by the amplifier circuit 11 is carried out in order to determine, depending on the voltage applied there, whether the drain terminal of the relevant power transistor is floating or connected to a fixed potential. In order to determine whether a physical line interruption has occurred on at least one of the connecting lines 10, it is now provided to have a test method carried out by the control circuit 8.
  • the control circuit 8 closes only one of the power transistors of a specific phase (step S1), while all other power transistors remain open.
  • the closing of the corresponding power transistor causes outputting one of the supply potentials at the output of the respective inverter circuit and would have to cause in uninterrupted connection lines 10, that at all outputs of the other inverter circuits 5U, 5V, 5W, the corresponding potential is applied.
  • the potential applied to the outputs of the inverter circuits 5U, 5V, 5W corresponds to the high supply potential V B at when a high side power transistor 6U, 6V, 6W has been closed, or the low supply potential when a low supply potential.
  • Side power transistor 7U, 7V, 7W has been closed.
  • step S2 By subsequently performing the above-described open-load detection on the power transistors of the other phases using the associated open-load detector circuits 9 (step S2) can be a physical interruption of the line connection 10 of the considered phase between the inverter power stage 4 and the considered phase following the three-phase machine 2 are closed (step S3, alternative: yes), when an open-load state at the power transistors of the inverter circuits 5U, 5V, 5W or at the outputs of the inverter circuits 5U, 5V, 5W of the remaining phases is detected.
  • step S3 If this is not the case (step S3, alternative: no), and it is determined that no open-load state at the power transistors of the inverter circuits 5U, 5V, 5W or at the outputs of the inverter circuits 5U, 5V, 5W of all remaining phases is detected, there is no interruption of the line connections 10 (step S4, alternative: yes).
  • step S4 If there is an open-load state at the power transistors of only one of the inverter circuits 5U, 5V, 5W or at the outputs of only one of the inverter circuits 5U, 5V, 5W of all other phases, then there may be an interruption of that line connection 10 before (step S4, alternative: No) connected to the output of the inverter circuit 5U, 5V, 5W at which the open-load state, ie, the floating potential, has been detected.
  • the evaluation is performed with the open-load detector circuits 9, the low -Side transistors 7U, 7V, 7W of the inverter circuits 5U, 5V, 5W of the other phases are assigned and vice versa.
  • the above process is performed for each phase, i.
  • one of the power transistors 6U, 6V, 6W, 7U, 7V, 7W is closed while all others are open, and a corresponding open-load detection is performed on the power transistors of the other phases carried out.
  • the open-load detector circuit 9 can thus be designed either to perform a simple threshold comparison or a double threshold comparison in order to determine whether the voltage applied to the respective drain terminals results from a free-floating potential or from a connection to one of the supply voltage potentials.
  • the simple threshold comparison it makes sense to perform the open-load detection on one of the low-side transistors of one of the other phases when one of the high-side transistors is closed, while in the case of the double threshold comparison, the open-load detection is only necessary one of the other power transistors of one of the other phases must be performed.
  • the double threshold comparison makes it possible to distinguish the high supply potential and the low supply potential from the potential that arises when the relevant output of the inverter circuit 5U, 5V, 5W, at which the open-load detection is performed, is floating.
  • the open-load detection is performed in the described embodiments at the drain terminals of the power transistors.
  • the corresponding procedure can be used with deviating inverter Circuits are also made directly to the respective output of the inverter circuit 5U, 5V, 5W.
  • FIG. 4 shows a further motor system 21 which has an electric machine designed as a three-phase motor 22.
  • the three-phase motor 22 corresponds to a three-phase three-phase motor whose coil windings 23 are connected in star connection and can be activated via corresponding phase connections.
  • An interconnection of the coil windings 23 in a triangular circuit is conceivable.
  • the three-phase motor 22 has a separate connection for each phase U, V, W, which is connected to a corresponding drive circuit, in particular a corresponding inverter circuit 25U, 25V, 25W of a power stage 24.
  • the power stage 24 serves to provide the three-phase motor 22 with electrical energy for driving.
  • the inverter circuits 25U, 25V, 25W of the power stage 24 each have a first power transistor 26U, 26V, 26W (high-side transistors) as a power switch. Furthermore, each of the inverter circuits 25U, 25V, 25W has another power transistor (low-side transistors) 27U, 27V, 27W as a power switch.
  • One high-side transistor and one low-side transistor 26U, 27U; 26V, 27V; 26W, 27W are connected in series between a high supply potential V ba t and a ground potential GND.
  • the outputs of the individual inverter circuits 25U, 25V, 25W are connected between the two serially connected power transistors 26U, 27U; 26V, 27V; 26W, 27W, ie, the drain terminals of the power transistors are connected to the corresponding output of the respective inverter circuit 25U, 25V, 25W.
  • the outputs of the individual inverter circuits 25U, 25V, 25W are connected via corresponding connecting lines 30 to an associated phase connection of the three-phase motor 22.
  • a control circuit 28 For operating the three-phase motor 22, a control circuit 28 is provided which applies a respective drive signal to corresponding gate terminals of the power transistors 26U, 27U, 26V, 27V, 26W, 27W via corresponding connection lines.
  • the drive signals are usually pulse width modulated and correspondingly switch a current path through two of the phase terminals of the three-phase motor 22.
  • Each of the output nodes of the inverter circuits 25U, 25V, 25W is connected to a corresponding charge source via a respective switch 31U, 31V, 31W, which may be formed, for example, as a transistor.
  • the charge source is designed as a voltage source 32U, 32V, 32W, which is connected in series via a respective internal resistance 36U, 36V, 36W, in particular an internal resistance of more than 1000 ohms, which is connected in series with the voltage source.
  • the charge sources can be designed as current sources with a respective internal resistance connected in parallel thereto.
  • This arrangement serves to keep the intermediate output node at a specific potential while the high-side transistor and the low-side transistor are switched off in order to avoid a completely floating potential or to connect the output node to a charge carrier source.
  • the switch 31 U, 31 V, 31 W is driven and closed by the control unit 28 when the associated high-side and low-side transistors are opened, i. the current source is connected to the output node of the respective inverter circuit when it is switched inactive.
  • the outputs of the inverter circuits 25U, 25V, 25W are connected via a respective first resistor 33U, 33V, 33W to a common measuring node, which in turn is connected to a measuring terminal of the control unit 28. Furthermore, the measuring terminal is connected via a second resistor 34 with a reference potential, preferably the ground potential GND.
  • a detection unit 29 is provided in the control unit 28 in order to detect and evaluate the measurement potential applied to the measurement node.
  • the measurement potential can be compared in a Schwellwertvergeich with a predetermined threshold potential, so that a line break can be detected by exceeding or falling below the threshold potential.
  • FIG. 5 shows a flow chart for illustrating a method for diagnosing the line connections 30 between the inverter circuits and the three-phase motor 22.
  • step S41 it is checked whether the three-phase motor 22 is stationary and only if this is the case (alternative: Yes), a jump is made to a step S42, in which the inverter circuits 25U, 25V are inactive except for an inverter circuit that is, the high-side transistor and the low-side transistor 26U, 27U of the inactive inverter circuit 25U are opened and the corresponding switch 31U is closed to supply the current source 32U to the respective output node of the respective inverter circuit connect.
  • the active inverter circuit 25W is switched so that the output node having a fixed potential is connected to either the high supply voltage potential V Ba t or the ground potential GND. With proper connection lines 30, the ground potential of the active inverter circuit 25W also pulls the potential of the output terminal of the inverter circuits 25U, 25V to the ground potential GND due to the generally low-resistance coil windings 23, so that a ground potential likewise sets at the measurement node M. If the ground potential at the measuring node M is detected by the control unit 8 (in step S43), a fault-free operation of the engine system 21 is signaled in step S44 and the diagnostic procedure is ended.
  • step S43 If a voltage other than the predetermined potential, ie, not equal to the ground potential GND, is detected at the measuring node M, a case has occurred in which one of the output terminals of the inverter circuits 25U, 25V, which are inactive, does not have the three-phase motor 22 connected to the defined potential.
  • the result is a voltage at the corresponding output terminal which results from the current provided by the respective current source 32U, 32V and the sum of the first resistor 33U, 33V and the second resistor 34.
  • This current flow leads to a drop in a voltage across the second resistor 34, so that the measuring potential at the measuring node deviates from the ground potential (generally from the reference potential).
  • an error is detected (step S43).
  • one of the inverter circuits 25U, 25V, 25W is switched inactive in step S44, that is, the output terminal is connected to the power source through the corresponding switch 31U, 31V, 31W.
  • the remaining inverter circuits are then switched so that a fixed same potential is applied to their respective output terminals. In this way, it can be checked whether the connection line with respect to the inactive switched inverter circuit 25U is properly connected to the three-phase motor 22 or not.
  • step S45 If it is determined in step S45 that the measurement potential is equal to the specified potential, i. to the ground potential GND, it is determined that the connection line 30 connected to the inactive switched inverter circuit 25U is functioning properly (alternative: Yes). If a measuring potential is detected which deviates from the specified potential (alternative: no), an error of the connecting line 30 connected to the inactive-connected inverter circuit 25U is signaled in step S46. If no error has been detected, then step S47 returns to step S44, selecting a respective next inverter circuit 25V, 25W, until all inverter circuits 25U, 25V, 25W have been tested in this way. Since an error has previously been detected in step S43, at least one of the connection lines 30 associated with the inverter circuits 25U, 25V, 25W must be defective.
  • the measuring potential at the measuring node M is detected by an analog-to-digital converter 36 provided in the control unit 8, and it is determined by means of a threshold comparison whether the measuring potential corresponds to the set potential, i. corresponds to the reference potential or a potential deviating therefrom.
  • the diagnostic method it is further possible to actively set all inverter circuits 25U, 25V, 25W to a fixed, ie the same potential, so that the determined potential must result at the measuring node M as measuring potential. If the measuring potential deviates from this, then it is possible to conclude that there is a short circuit to another fixed potential. If, for example, all the inverter circuits 25U, 25V, 25W are switched to a ground potential, the measuring potential deviates from the ground potential. sepotential, it can be concluded that there is a short circuit to the high supply voltage potential.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren einer Unterbrechung einer Leitungsverbindung (10; 13) zwischen einer Leistungsstufe (4; 24) mit mehreren Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W), die ausgebildet sind, um wahlweise eines von einem oder mehreren festgelegten Potenzialen an einen Ausgang der betreffenden Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) anzulegen oder den Ausgang der betreffenden Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) von den festgelegten Potenzialen zu trennen, und einer elektrischen Maschine (2; 22) mit mehreren miteinander verbundenen Phasenwicklungen, die über Phasenanschlüsse kontaktierbar sind, wobei der Ausgang jeder der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) jeweils mit einem Phasenanschluss über eine entsprechende Verbindungsleitung (10; 30) verbunden ist, mit folgenden Schritten: - Anlegen (S1 ) eines jeweils festgelegten Potenzials an mindestens einen Ausgang der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W); - Durchführen einer Detektion zum Detektieren eines Detektionspotenzials, das von dem Potenzial an einem der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) oder den Potenzialen an mehreren der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) abhängt; und - Feststellen, dass eine Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen (10; 30) zwischen der Leistungsstufe (4; 24) und der elektrischen Maschine (2; 22) vorliegt, abhängig von dem Ergebnis der Detektion.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose von Verbindungsfehlern zwischen einer Treiberschaltung und einer elektrischen Maschine
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von unterbrochenen Ver- bindungsleitungen zwischen einer Treiberschaltung und einer elektrischen Maschine, insbesondere einem Drehstrommotor, sowie einer Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Stand der Technik
Mehrphasige elektrische Maschinen, wie z.B. Drehstrommotoren, werden üblicherweise mithilfe einer so genannten Inverter-Leistungsstufe angesteuert. Die Inverter-Leistungsstufe weist für jede Phase der elektrischen Maschine zwei separat ansteuerbare elektrische Leistungsschalter, beispielsweise in Form von Leistungstransistoren, IGBTs und dgl. auf. Einer der einer bestimmten Phase zugeordneten Leistungsschalter ist mit einem hohen Versorgungspotenzial und ein weiterer, der bestimmten Phase zugeordneter Leistungsschalter mit einem niedrigen Versorgungspotenzial verbunden. Zwischen den beiden Leistungsschaltern befindet sich der Anschluss für den zugeordneten Phasenanschluss der elektrischen Maschine.
Die elektrischen Leistungsschalter werden mithilfe einer Steuerschaltung so angesteuert, dass ein mit dem hohen Versorgungspotenzial verbundener Leistungsschalter einer bestimmten Phase und mindestens einer der mit dem niedrigen Versorgungspotenzial verbundenen Leistungsschalter geschlossen sind, während alle übrigen Leistungsschalter geöffnet sind. Somit wird ein Strompfad durch die elektrische Maschine definiert, um eine Antriebskraft zu bewirken.
Die Inverter-Leistungsstufe wird üblicherweise aufgrund der notwendigen Schaltgeschwindigkeiten und aufgrund der hohen dort umgesetzten Leistung mithilfe von separaten Transistoren und dgl. ausgebildet, die mithilfe der Steuerschaltung angesteuert werden. Die Ansteuerung erfolgt gemäß einer gewünschten Betriebsart der elektrischen Maschine durch Pulse einer bestimmten Frequenz und einer bestimmten Dauer.
Für die Diagnose der Funktionsfähigkeit der Leistungstransistoren der Inverter-Leistungsstufe ist jeder der Leistungstransistoren mit seinem Drain- Anschluss und seinem Source-Anschluss ebenfalls mit der Steuerschaltung verbunden. Insbesondere die Verbindung des Drain-Anschlusses jedes der Leistungstransistoren ermöglicht die Realisierung einer Open-Load-Detektion in der Steuerschaltung. Bei der Open-Load-Detektion wird festgestellt, ob an dem Drain-Anschluss des entsprechenden Leistungstransistors ein festes Potenzial angelegt ist, oder ob der Drain-Anschluss floatend ist (ein schwebendes Potenzial aufweist). Ein Open-Load-Fehler wird jedoch an jedem der Leistungstransistoren gemeldet, wenn alle Leistungstransistoren geöffnet sind. Somit kann nicht unterschieden werden, ob eine physikalische Unterbrechung einer Leitungsverbindung vorliegt, oder ob ansteuerungsgemäß alle Leistungstransistoren regulär geöffnet sind und somit keine Unterbrechung einer Leitungsverbindung aufgetreten ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose der Leitungsverbindung zwischen einer Leistungsstufe und einer mehrphasigen elektrischen Maschine vorzusehen, bei denen insbesondere zuverlässig eine Leitungsunterbrechung zwischen der Leistungsstufe und der elektrischen Maschine erkannt werden kann und mit denen weiterhin diejenige Leitungsverbindung, in der die Leitungsunterbrechung aufgetreten ist, erkannt werden kann.
Offenbarung der Erfindung Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung, die Ansteuersystem und das System gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.
5 Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Detektieren einer Unterbrechung einer Leitungsverbindung zwischen einer Leistungsstufe mit mehre-0 ren Ansteuerschaltungen und einer elektrischen Maschine vorgesehen. Die Ansteuerschaltungen sind ausgebildet, um wahlweise eines von einem oder mehreren festgelegten Potenzialen an einen Ausgang der betreffenden Ansteuerschaltung anzulegen oder den Ausgang der betreffenden Ansteuerschaltung von den festgelegten Potenzialen zu trennen. Die elektrische Ma- 5 schine ist mit mehreren miteinander verbundenen Phasenwicklungen versehen, die über Phasenanschlüsse kontaktierbar sind, wobei der Ausgang jeder der Ansteuerschaltungen jeweils mit einem Phasenanschluss über eine entsprechende Verbindungsleitung verbunden ist. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Θ Anlegen eines jeweils festgelegten Potenzials an mindestens einen
Ausgang der Ansteuerschaltungen;
- Durchführen einer Detektion zum Detektieren eines Detektionspo- tenzials, das von dem Potenzial an einem der Ausgänge der Ansteuerschaltungen oder den Potenzialen an mehreren der Ausgänge der Ansteuerschal-5 tungen abhängt; und
- Feststellen, dass eine Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen zwischen der Leistungsstufe und der elektrischen Maschine vorliegt, abhängig von dem Ergebnis der Detektion. 0 Es kann insbesondere vorgesehen sein, ein festgelegtes Potenzial über den Ausgang einer der Ansteuerschaltungen anzulegen, wobei der Ausgang oder die Ausgänge aller übrigen Ansteuerschaltungen durch die jeweilige Ansteuerschaltung von den festgelegten Potenzialen getrennt sind. Das Durchführen der Detektion erfolgt, indem an dem Ausgang oder den Ausgängen eines oder5 mehrerer der übrigen Ansteuerschaltungen detektiert wird, ob ein schwebendes Potenzial vorliegt oder dieser mit einem festen Potenzial verbunden ist. Es wird festgestellt, dass eine Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen zwischen der Leistungsstufe und der elektrischen Maschine vorliegt, abhängig davon, ob an dem einen oder den mehreren der Ausgänge der übrigen Ansteuerschaltungen ein Vorliegen eines schwebenden Potenzi- als detektiert wird.
Eine Idee des obigen Verfahrens ist, die Funktionsfähigkeit der Leitungsverbindungen zwischen der Leistungsstufe und der elektrischen Maschine zu überprüfen, indem eine oftmals bereits vorgesehene Erkennung, ob an dem Ausgang oder den Ausgängen einer oder mehrerer, insbesondere aller übrigen Ansteuerschaltungen ein schwebendes Potenzial vorliegt oder dieser mit einem festen Potenzial verbunden ist, genutzt wird.
Insbesondere kann die Detektion, ob an dem Ausgang oder den Ausgängen aller übrigen Ansteuerschaltungen ein schwebendes Potenzial vorliegt oder dieser mit einem festen Potenzial verbunden ist, mithilfe einer Open-Load- Detektion an einem Leistungstransistor in der entsprechenden Ansteuerschaltung durchgeführt werden.
Weiterhin kann bei der Open-Load-Detektion ein Detektionsstrom an einen mit dem Ausgang der einen Ansteuerschaltung verbundenen Anschluss des der entsprechenden Ansteuerschaltung zugeordneten Leistungstransistors eingeprägt werden, wobei abhängig von dem sich durch Anlegen des Detekti- onsstroms einstellenden Potenzial an dem betreffenden Ausgang festgestellt wird, ob das Potenzial am Ausgang der Ansteuerschaltung schwebend ist oder mit einem festen Potenzial verbunden ist.
Weiterhin kann das sich an dem betreffenden Ausgang einstellende Potenzial in einem Schwellwertvergleich mit einem vorgegebenen Referenzpotenzial verglichen werden, wobei abhängig von dem Ergebnis des Schwellwertvergleichs eine Unterbrechung der Leitungsverbindung erkannt wird.
Mindestens drei Verbindungsleitungen zum Verbinden von mindestens drei Ansteuerschaltungen mit entsprechenden Phasenanschlüssen der elektri- sehen Maschine können vorgesehen sein, wobei festgestellt wird, dass eine Unterbrechung der der einen Ansteuerschaltung zugeordneten Leitungsver- bindung vorliegt, wenn an allen Ausgängen der übrigen Ansteuerschaltungen ein Vorliegen eines schwebenden Potenzials detektiert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können mindestens drei Verbin- 5 dungsleitungen zum Verbinden von mindestens drei Ansteuerschaltungen mit entsprechenden Phasenanschlüssen der elektrischen Maschine vorgesehen sein, wobei das Verfahren die weiteren Schritte aufweist:
- Anlegen eines festgelegten Potenzials über den Ausgang einer weiteren der Ansteuerschaltungen, wobei die Ausgänge aller übrigen Ansteu-0 erschaltungen von den festgelegten Potenzialen getrennt sind;
Jeweiliges Detektieren an den Ausgängen der übrigen Ansteuerschaltungen, ob ein schwebendes Potenzial vorliegt oder der jeweilige Ausgang mit einem festen Potenzial verbunden ist; und
- Feststellen, dass eine Unterbrechung der der weiteren Ansteuer-5 Schaltung zugeordneten Leitungsverbindung vorliegt, wenn sowohl an dem
Ausgang der der ersten Phase zugeordneten Ansteuerschaltung als auch an dem Ausgang der der dritten Phase zugeordneten Ansteuerschaltung ein Vorliegen eines schwebenden Potenzials detektiert wird. 0 Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann an jeden der Ausgänge der Ansteuerschaltungen eines der festgelegten Potenziale angelegt werden, wobei an mindestens einem der Ausgänge der Ansteuerschaltungen ein von einem Bezugspotenzial verschiedenes festgelegtes Potenzial über einen jeweiligen Innenwiderstand angelegt wird, so dass das an dem mindestens einen5 Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen anliegende Potenzial durch eine elektrische Verbindung mit einem davon abweichenden festgelegten Potenzial an einem Ausgang einer der übrigen Ansteuerschaltungen änderbar ist, wobei das Detektionspotenzial als Funktion des sich an dem mindestens einen der Ausgänge der Ansteuerschaltungen einstellenden Potenzials und des an dem0 mindestens einen Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen anliegenden Potenzials ermittelt wird.
Weiterhin kann das Detektionspotenzial mit Hilfe eines Widerstandsnetzwerkes gebildet werden, wobei das Widerstandsnetzwerk einen Messknoten auf-5 weist, der mit dem mindestens einen der Ausgänge der Ansteuerschaltungen und dem mindestens einen Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen über erste Widerstände verbunden ist und der mit dem Bezugspotenzial über einen zweiten Widerstand verbunden ist.
Es kann vorgesehen sein, dass das Feststellen, dass eine Unterbrechung 5 mindestens einer der Leitungsverbindungen zwischen der Leistungsstufe und der elektrischen Maschine vorliegt, abhängig von einem Ergebnis eines Schwellwertvergleichs des Detektionspotenzials mit einem vorgegebenen Schwellenpotenzial durchgeführt wird.
0 Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Detektieren einer Unterbrechung einer Leitungsverbindung zwischen einer Leistungsstufe und einer elektrischen Maschine vorgesehen. Die Leistungsstufe ist mit mehreren Ansteuerschaltungen ausgebildet, um wahlweise eines von einem oder mehreren festgelegten Potenzialen an einen Ausgang der betreffenden Ansteuer- 5 Schaltung anzulegen oder den Ausgang der betreffenden Ansteuerschaltung von den festgelegten Potenzialen zu trennen. Die elektrische Maschine ist mit mehreren miteinander verbundenen Phasenwicklungen, die über Phasenanschlüsse kontaktierbar sind, versehen. Der Ausgang jeder der Ansteuerschaltungen ist mit einem zugeordneten der Phasenanschlüsse über eine jeweilige0 Verbindungsleitung verbunden. Die Vorrichtung umfasst eine Steuereinheit, die ausgebildet ist:
- die Ansteuerschaltungen so anzusteuern, dass ein jeweils festgelegtes Potenzial an mindestens einen Ausgang der Ansteuerschaltungen angelegt wird; § mithilfe einer Detektorschaltung eine Detektion durchzuführen, um ein Detektionspotenzial zu detektieren, das von dem Potenzial an einem der Ausgänge der Ansteuerschaltungen oder den Potenzialen an mehreren der Ausgänge der Ansteuerschaltungen abhängt; und um abhängig von dem Ergebnis der Detektion festzustellen, dass0 eine Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen zwischen der Leistungsstufe und der elektrischen Maschine vorliegt.
Weiterhin kann die Steuerschaltung ausgebildet sein, um die Ansteuerschaltungen so anzusteuern, dass ein festgelegtes Potenzial über den Ausgang5 einer der Ansteuerschaltungen angelegt wird, wobei der Ausgang oder die Ausgänge aller übrigen Ansteuerschaltungen durch die jeweilige Ansteuer- schaltung von den festgelegten Potenzialen getrennt sind. Weiterhin kann die Detektorschaltung an dem Ausgang oder den Ausgängen einer oder mehrerer der übrigen Ansteuerschaltungen detektieren, ob ein schwebendes Potenzial vorliegt oder dieser mit einem festen Potenzial verbunden ist. Die Steuerschal- tung kann ausgebildet sein, um festzustellen, dass eine Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen zwischen der Leistungsstufe und der elektrischen Maschine vorliegt, abhängig davon, ob an dem einen oder den mehreren der Ausgänge der übrigen Ansteuerschaltungen ein Vorliegen eines schwebenden Potenzials detektiert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Detektorschaltung eine Stromquelle aufweisen, um einen Detektionsstrom an einen mit dem Ausgang der einen Ansteuerschaltung verbundenen Anschluss des der entsprechenden Ansteuerschaltung zugeordneten Leistungstransistors einzuprägen, und eine Vergleicherschaltung aufweisen, um das sich an dem betreffenden Ausgang einstellende Potenzial in einem Schwellwertvergleich mit einem vorgegebenen Referenzpotenzial zu vergleichen, wobei abhängig von dem Ergebnis des Schwellwertvergleichs eine Unterbrechung der Leitungsverbindung erkannt wird.
Weiterhin können mindestens drei Verbindungsleitungen zum Verbinden von mindestens drei Ansteuerschaltungen mit entsprechenden Phasenanschlüssen der elektrischen Maschine vorgesehen sein, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, um festzustellen, dass eine Unterbrechung der der einen Ansteu- erschaltung zugeordneten Leitungsverbindung vorliegt, wenn an allen Ausgängen der übrigen Ansteuerschaltungen ein Vorliegen eines schwebenden Potenzials detektiert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerschaltung ausgebildet sein, um die Ansteuerschaltungen so anzusteuern, dass an jeden der Ausgänge der Ansteuerschaltungen eines der festgelegten Potenziale angelegt wird, wobei an mindestens einem der Ausgänge der Ansteuerschaltungen ein von einem Bezugspotenzial verschiedenes festgelegtes Potenzial über einen zugeordneten Innenwiderstand angelegt wird, so dass dieses Potenzial durch eine elektrische Verbindung über die Leitungsverbindungen zwischen der
Leistungsstufe und der elektrischen Maschine mit einem davon abweichenden festgelegten Potenzial an einem Ausgang einer der übrigen Ansteuerschaltungen änderbar ist; die Steuerschaltung kann ausgebildet sein, um das De- tektionspotenzial als Funktion des sich an dem mindestens einen der Ausgänge der Ansteuerschaltungen einstellenden Potenzials und des an dem min- 5 destens einen Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen anliegenden Potenzials zu ermitteln.
Weiterhin kann ein Widerstandsnetzwerk vorgesehen sein, um das Detekti- onspotenzial bereitzustellen, wobei das Widerstandsnetzwerk einen Messkno- 10 ten aufweist, der mit dem mindestens einen der Ausgänge der Ansteuerschaltungen und dem mindestens einen Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen über erste Widerstände verbunden ist und der mit dem Bezugspotenzial über einen zweiten Widerstand verbunden ist.
15 Weiterhin kann eine Detektionsschaltung ausgebildet sein, um abhängig von einem Ergebnis eines Schwellwertvergleichs des Detektionspotenzials mit einem vorgegebenen Schwellenpotenzial festzustellen, dass die Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen zwischen der Leistungsstufe und der elektrischen Maschine vorliegt.
20 Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Ansteuersystem zum Ansteuern einer elektrischen Maschine vorgesehen, wobei das Ansteuersystem eine Leistungsstufe mit mehreren Ansteuerschaltungen und die obige Vorrichtung um- fasst.
25 Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein System mit einer elektrischen Maschine und dem obigen Ansteuersystem vorgesehen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
30 Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Motorsystem mit einem Drehstrommotor und einer Steuereinheit; Fig. 2 eine Detektionsschaltung der Steuerschaltung zur Erkennung eines Open-
Load-Zustandes einer Leistungsstufe zum Ansteuern des Drehstrommotors; Fig. 3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens zum Erkennen einer physikalischen Unterbrechung einer Leitungsverbindung zwischen der Leistungsstufe und dem Drehstrommotor
Fig. 4 ein weiteres Motorsystem mit einem Drehstrommotor und einer Steuereinheit; 5 und
Fig. 5 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines weiteren Verfahrens zum Erkennen einer physikalischen Unterbrechung einer Leitungsverbindung zwischen der Leistungsstufe und dem Drehstrommotor.
10 Beschreibung von Ausführungsformen
In Fig. 1 ist ein Motorsystem 1 mit einer als Drehstrommotor 2 ausgebildeten elektrischen Maschine dargestellt. Der Drehstrommotor 2 ist ein dreiphasiger Drehstrommotor, dessen Spulenwicklungen 3 in Sternschaltung verschaltet 15 sind. Auch andere Verschaltungen der Spulenwicklungen 3, wie z.B. in einer Dreieckschaltung, sind jedoch auch möglich.
Der Drehstrommotor 2 weist für jede Phase U, V, W einen eigenen Anschluss auf, die jeweils mit einer entsprechenden Ansteuerschaltung, insbesondere
20 einer Inverter-Schaltung 5U, 5V, 5W einer Leistungsstufe 4 verbunden sind. Die Leistungsstufe 4 dient dazu, dem Drehstrommotor 2 elektrische Energie zum Antrieb zur Verfügung zu stellen. Die Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W der Leistungsstufe 4 weisen jeweils einen ersten Leistungstransistor 6U, 6V, 6W als Leistungsschalter auf, der nachfolgend als High-Side-Transistor be-
25 zeichnet wird. Weiterhin weist jede der Inverterschaltungen 5U, 5V, 5W einen weiteren Leistungstransistor 7U, 7V, 7W als Leistungsschalter auf, der im Folgenden als Low-Side-Transistor bezeichnet wird. High-Side- und Low-Side- Transistoren 6U, 7U; 6V, 7V; 6W, 7W sind in Reihe zwischen einem hohen Versorgungsspannungspotenzial VBat und einem Massepotenzial GND ge-
30 schaltet.
Die Ausgänge der einzelnen Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W liegen zwischen den beiden in Reihe geschalteten Leistungstransistoren 6U, 7U, 6V, 7V, 6W, 7W, d.h. also, die Drain-Anschlüsse der Leistungstransistoren sind 35 mit dem entsprechenden Ausgang der jeweiligen Inverter-Schaltung 5U, 5V, 5W verbunden. Die Ausgänge der einzelnen Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W sind über entsprechende Verbindungsleitungen 10 mit einem zugeordneten Phasenanschluss des Drehstrommotors 2 verbunden.
Zum Betreiben des Drehstrommotors 2 ist eine Steuerschaltung 8 vorgese- hen, die über entsprechende Verbindungsleitungen ein Ansteuersignal an entsprechende Gate-Anschlüsse der Leistungstransistoren 6U, 7U, 6V, 7V, 6W, 7W anlegt. Die Ansteuersignale sind in der Regel pulsweitenmoduliert und schalten entsprechend einen Strompfad durch zwei der Phasenanschlüsse des Drehstrommotors 2.
Für Diagnosezwecke können sowohl Drain-Anschlüsse als auch Source- Anschlüsse jedes der Leistungstransistoren mit der Steuerschaltung 8 verbunden sein. Im Folgenden wird jedoch nur die für die Open-Load-Detektion notwendige Erfassung des Potenzials an dem Drain-Anschluss jedes Leis- tungstransistors verwendet, d.h. in alternativen Ausführungsformen kann auf die Verbindung der Source-Anschlüsse mit der Steuerschaltung 8 verzichtet werden.
In dem Motorsystem können physikalische Leitungsunterbrechungen in den Verbindungsleitungen 10 zwischen der Leistungsstufe 4 und dem Drehstrommotor 2 auftreten.
Liegt eine physikalische Unterbrechung in einer der Verbindungsleitungen 10 vor, so ist es notwendig, diese zu detektieren und in geeigneter Weise zu kommunizieren oder zu registrieren. Dazu ist in der Steuereinheit 8 eine O- pen-Load-Detektionsschaltung 9 für jeden der Leistungstransistoren 6U, 7U, 6V, 7V, 6W, 7W vorgesehen.
In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer Open-Load-Detektorschaltung 9, wie sie vorzugsweise für jeden der Leistungstransistoren der Inverter-Leistungsstufe 4 in der Steuerschaltung 8 vorgesehen ist, dargestellt. Die Open-Load- Detektorschaltung 9 ist mit dem Drain-Anschluss des zugeordneten Leistungstransistors verbunden. Die Open-Load-Detektorschaltung 9 umfasst eine Stromquelle 13, eine Verstärkerschaltung 1 1 und eine Vergleichereinheit 12. Soll eine Open-Load-Detektion durch die Steuerschaltung 8 durchgeführt werden, so steuert die Steuerschaltung 8 die Stromquelle 13 an, einen bestimm- ten Strom in den zugehörigen Leistungstransistor, der durch ein entsprechendes Ansteuersignal an dem Gate-Anschluss des Leistungstransistors geöffnet ist, einzuprägen. Der eingeprägte Strom bewirkt einen Spannungsabfall über dem hochohmigen Leistungstransistor, der in der Regel zu einer über dem Leistungstransistor abfallenden Spannung führt. Die Höhe des durch die Stromquelle 13 eingeprägten Stroms ist so gewählt, dass durch Auswerten der über dem zugeordneten Leistungstransistor abfallenden Spannung erkennbar ist, ob der Drain-Anschluss des Leistungstransistors elektrisch schwebend bzw. floatend ist, d.h. keinen Potenzialanschluss aufweist, oder mit einem der Versorgungspotenziale verbunden ist.
Durch geeignete Dimensionierung der Stromquelle entsprechend den Parametern des Leistungstransistors (Widerstand im Sperrzustand bzw. sonstige parasitäre Widerstände der Inverter-Schaltung) ist die Spannung bekannt, bzw. der Spannungsbereich, der sich an dem Drain-Anschluss des Leistungstransistors einstellt, wenn der Drain-Anschluss schwebend ist. Ist der Drain- Anschluss nicht schwebend, so ist dieser über die Verbindungsleitungen 10 und die elektrische Maschine 2 entweder mit dem positiven oder negativen Versorgungspotenzial verbunden, so dass sich die entsprechende Open- Load-Spannung (Produkt aus eingeprägtem Strom und Widerstand des Leistungstransistors im Sperrzustand bzw. parasitären Widerständen) durch Einprägen des Stroms durch die Stromquelle 13 nicht einstellt.
Zur Auswertung der Spannung an dem Drain-Anschluss ist die Verstärker- Schaltung 1 1 vorgesehen, deren Ausgang mit einer Vergleichereinheit 12 verbunden ist. Die Verstärkerschaltung 11 weist einen sehr hochohmigen Eingang auf, um die sich im Fall eines schwebenden Potenzials einstellende Spannung nicht zu beeinflussen. Weiterhin wird der Vergleichereinheit 12 eine Referenzspannung URef zugeführt, die einen Schwellwert angibt. Es wird ein Schwellwertvergleich mit der von der Verstärkerschaltung 1 1 ausgegebenen verstärkten Open-Load-Spannung durchgeführt, um abhängig von der dort anliegenden Spannung festzustellen, ob der Drain-Anschluss des betreffenden Leistungstransistors schwebend ist oder mit einem festen Potenzial verbunden ist. Um festzustellen, ob eine physikalische Leitungsunterbrechung an mindestens einer der Verbindungsleitungen 10 aufgetreten ist, ist nun vorgesehen, ein Testverfahren durch die Steuerschaltung 8 durchführen zu lassen. Die Steuerschaltung 8 schließt im Stillstand der Drehstrommaschine 2 nur einen der Leistungstransistoren einer bestimmten Phase (Schritt S1 ), während alle übrigen Leistungstransistoren geöffnet bleiben. Das Schließen des entsprechenden Leistungstransistors bewirkt ein Ausgeben eines der Versorgungspotenziale an dem Ausgang der betreffenden Inverter-Schaltung und müsste bei nicht unterbrochenenen Verbindungsleitungen 10 bewirken, dass an allen Ausgängen der weiteren Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W das entsprechende Potenzial anliegt. Im vorliegenden Beispiel entspricht das an den Ausgängen der Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W anliegende Potenzial dem hohen Versorgungspotenzial VBat, wenn ein High-Side-Leistungstransistor 6U, 6V, 6W geschlossen wurde, oder dem niedrigen Versorgungspotenzial, wenn ein Low- Side-Leistungstransistor 7U, 7V, 7W geschlossen wurde.
Durch anschließendes Durchführen der oben beschriebenen Open-Load- Erkennung an den Leistungstransistoren der jeweils anderen Phasen mithilfe der zugeordneten Open-Load-Detektorschaltungen 9 (Schritt S2) kann auf eine physikalische Unterbrechung der Leitungsverbindung 10 der betrachteten Phase zwischen der Inverter-Leistungsstufe 4 und der betrachteten Phase im Anschluss der Drehstrommaschine 2 geschlossen werden (Schritt S3, Alterna- tive:Ja), wenn ein Open-Load-Zustand an den Leistungstransistoren der Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W bzw. an den Ausgängen der Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W der übrigen Phasen erkannt wird. Ist dies nicht der Fall (Schritt S3, Alternative: Nein), und wird festgestellt, dass kein Open-Load-Zustand an den Leistungstransistoren der Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W bzw. an den Ausgängen der Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W aller übrigen Phasen erkannt wird, so liegt keine Unterbrechung der Leitungsverbindungen 10 vor (Schritt S4, Alternative: Ja). Liegt ein Open-Load-Zustand an den Leistungstransistoren nur einer der Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W bzw. an den Ausgängen nur einer der Inverter-Schaltungen 5U, 5V, 5W aller übrigen Phasen vor, so liegt möglicherweise eine Unterbrechung derjenigen Leitungsverbindung 10 vor (Schritt S4, Alternative: Nein), die mit dem Ausgang der Inverter- Schaltung 5U, 5V, 5W verbunden ist, an der der Open-Load-Zustand, d.h. das schwebende Potenzial festgestellt worden ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass, wenn in der Inverter-Schaltung 5U, 5V, 5W der betrachteten Phase der High-Side-Leistungstransistor 6U, 6V, 6W geschlossen wird, die Auswertung mit den Open-Load-Detektorschaltungen 9 durchgeführt wird, die den Low-Side-Transistoren 7U, 7V, 7W der Inverter- Schaltungen 5U, 5V, 5W der anderen Phasen zugeordnet sind und umgekehrt.
Zur vollständigen Überprüfung der Verbindungsleitungen 10 zwischen der Inverter-Leistungsstufe 4 und dem Drehstrommotor 2 wird der obige Vorgang für jede Phase durchgeführt, d.h. in der Inverter-Schaltung 5U, 5V, 5W jeder Phase wird einer der Leistungstransistoren 6U, 6V, 6W, 7U, 7V, 7W geschlossen, während alle übrigen geöffnet sind, und eine entsprechende Open-Load- Detektion wird an den Leistungstransistoren der anderen Phasen durchge- führt.
Die Open-Load-Detektorschaltung 9 kann also ausgebildet sein, entweder einen einfachen Schwellwertvergleich vorzunehmen oder einen zweifachen Schwellwertvergleich, um festzustellen, ob die an den betreffenden Drain- Anschlüssen anliegende Spannung aus einem frei schwebenden Potenzial oder aus einer Verbindung mit einem der Versorgungsspannungspotenziale resultiert. Bei dem einfachen Schwellwertvergleich ist es sinnvoll, beim Schließen eines der High-Side-Transistoren die Open-Load-Detektion an einem der Low-Side-Transistoren einer der anderen Phasen durchzuführen, während bei dem zweifachen Schwellwertvergleich die Open-Load-Detektion lediglich an einem der anderen Leistungstransistoren einer der anderen Phasen durchgeführt werden muss. Der zweifache Schwellwertvergleich ermöglicht es, das hohe Versorgungspotenzial und das niedrige Versorgungspotenzial von dem Potenzial zu unterscheiden, das sich einstellt, wenn der betref- fende Ausgang der Inverter-Schaltung 5U, 5V, 5W, an dem die Open-Load- Detektion durchgeführt wird, schwebend ist.
Die Open-Load-Detektion wird in den beschriebenen Ausführungsbeispielen an den Drain-Anschlüssen der Leistungstransistoren vorgenommen. Die ent- sprechende Vorgehensweise kann bei abweichend aufgebauten Inverter- Schaltungen auch direkt an dem jeweiligen Ausgang der Inverter-Schaltung 5U, 5V, 5W vorgenommen werden.
In Fig. 4 ist ein weiteres Motorsystem 21 gezeigt, das eine als Drehstrommo- tor 22 ausgebildete elektrische Maschine aufweist. Der Drehstrommotor 22 entspricht im gezeigten Ausführungsbeispiel einem dreiphasigen Drehstrommotor, dessen Spulenwicklungen 23 in Sternschaltung verschaltet und über entsprechende Phasenanschlüsse ansteuerbar sind. Auch eine Verschaltung der Spulenwicklungen 23 in einer Dreiecksschaltung ist denkbar.
Der Drehstrommotor 22 weist für jede Phase U, V, W einen eigenen An- schluss auf, der mit einer entsprechenden Ansteuerschaltung, insbesondere einer entsprechenden Inverter-Schaltung 25U, 25V, 25W einer Leistungsstufe 24 verbunden ist. Die Leistungsstufe 24 dient dazu, dem Drehstrommotor 22 elektrische Energie zum Antrieb zur Verfügung zu stellen.
Die Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W der Leistungsstufe 24 weisen jeweils einen ersten Leistungstransistor 26U, 26V, 26W (High-Side-Transistoren) als Leistungsschalter auf. Weiterhin weist jede der Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W einen weiteren Leistungstransistor (Low-Side-Transistoren) 27U, 27V, 27W als Leistungsschalter auf. Jeweils ein High-Side-Transistor und ein Low-Side-Transistor 26U, 27U; 26V, 27V; 26W, 27W sind in Reihe zwischen einem hohen Versorgungspotenzial Vbat und einem Massepotenzial GND geschaltet. Die Ausgänge der einzelnen Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W liegen zwischen den beiden in Reihe geschalteten Leistungstransistoren 26U, 27U; 26V, 27V; 26W, 27W, d.h. die Drain-Anschlüsse der Leistungstransistoren sind mit dem entsprechenden Ausgang der jeweiligen Inverter-Schaltung 25U, 25V, 25W verbunden. Die Ausgänge der einzelnen Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W sind über entsprechende Verbindungsleitungen 30 mit einem zugeordneten Phasenanschluss des Drehstrommotors 22 verbunden.
Zum Betreiben des Drehstrommotors 22 ist eine Steuerschaltung 28 vorgesehen, die über entsprechende Verbindungsleitungen ein jeweiliges Ansteuersignal an entsprechende Gate-Anschlüsse der Leistungstransistoren 26U, 27U, 26V, 27V, 26W, 27W anlegt. Die Ansteuersignale sind in der Regel pulsweitenmoduliert und schalten entsprechend einen Strompfad durch zwei der Phasenanschlüsse des Drehstrommotors 22.
Jeder der Ausgangsknoten der Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W ist über einen jeweiligen Schalter 31 U, 31V, 31 W, der beispielsweise als ein Transistor ausgebildet sein kann, mit einer entsprechenden Ladungsquelle verbunden. Die Ladungsquelle ist im vorliegenden Fall als Spannungsquelle 32U, 32V, 32W ausgebildet, die über einen jeweiligen Innenwiderstand 36U, 36V, 36W, insbesondere einem Innenwiderstand über 1000 Ohm, der mit der Span- nungsquelle in Reihe geschaltet ist.
Alternativ können die Ladungsquellen als Stromquellen mit einem jeweiligen dazu parallel geschalteten Innenwiderstand ausgebildet sein. Diese Anordnung dient dazu, bei gleichzeitig ausgeschaltetem High-Side-Transistor und Low-Side-Transistor den dazwischenliegenden Ausgangsknoten auf einem bestimmten Potenzial zu halten, um ein vollständig frei schwebendes Potenzial zu vermeiden, bzw. den Ausgangsknoten mit einer Ladungsträgerquelle zu verbinden. Mit anderen Worten wird der Schalter 31 U, 31V, 31 W über die Steuereinheit 28 angesteuert und geschlossen, wenn die zugehörigen High- Side- und Low-Side-Transistoren geöffnet sind, d.h. die Stromquelle wird mit dem Ausgangsknoten der jeweiligen Inverterschaltung verbunden, wenn diese inaktiv geschaltet wird.
Weiterhin sind die Ausgänge der Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W über einen jeweiligen ersten Widerstand 33U, 33V, 33W mit einem gemeinsamen Messknoten verbunden, der wiederum mit einem Messanschluss der Steuereinheit 28 verbunden ist. Weiterhin ist der Messanschluss über einen zweiten Widerstand 34 mit einem Bezugspotenzial vorzugsweise dem Massepotenzial GND verbunden.
In der Steuereinheit 28 ist eine Detektionseinheit 29 vorgesehen, um das an dem Messknoten anliegende Messpotenzial zu erfassen und auszuwerten. Z.B. kann das Messpotenzial in einem Schwellwertvergeich mit einem vorbestimmten Schwellenpotenzial verglichen werden, so dass durch Überschreiten oder Unterschreiten des Schwellenpotenzials eine Leitungsunterbrechung erkannt werden kann. In Fig. 5 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Diagnose der Leitungsverbindungen 30 zwischen den Inverter-Schaltungen und dem Drehstrommotor 22 dargestellt. In einem Schritt S41 wird überprüft, ob der Drehstrommotor 22 stillsteht und erst wenn dies der Fall ist (Alternati- ve: Ja), wird zu einem Schritt S42 gesprungen, bei dem die Inverter- Schaltungen 25U, 25V bis auf eine Inverter-Schaltung inaktiv geschaltet werden, d.h. der High-Side-Transistor und der Lowside-Transistor 26U, 27U der inaktiven Inverter-Schaltung 25U sind geöffnet und der entsprechende Schalter 31 U geschlossen, um die Stromquelle 32U mit dem jeweiligen Ausgangs- knoten der betreffenden Inverter-Schaltung zu verbinden.
Die aktive Inverter-Schaltung 25W wird so geschaltet, dass der Ausgangsknoten mit einem festgelegten Potenzial entweder mit dem hohen Versorgungs- spannungspotenzial VBat oder mit dem Massepotenzial GND verbunden ist. Bei ordnungsgemäßen Verbindungsleitungen 30 zieht das Massepotenzial der aktiven Inverter-Schaltung 25W das Potenzial des Ausgangsanschlusses der Inverter-Schaltungen 25U, 25V aufgrund der in der Regel niederohmigen Spulenwicklungen 23 ebenfalls auf das Massepotenzial GND, so dass sich an dem Messknoten M ebenfalls ein Massepotenzial einstellt. Wird durch die Steuereinheit 8 das Massepotenzial an dem Messknoten M erkannt (in Schritt S43), so wird in Schritt S44 eine Fehlerfreiheit des Motorsystems 21 signalisiert und das Diagnoseverfahren ist beendet.
Falls an dem Messknoten M eine Spannung ungleich des festgelegten Poten- zials, d.h. ungleich dem Massepotenzial GND festgestellt wird, ist ein Fall aufgetreten, bei dem einer der Ausgangsanschlüsse der Inverter-Schaltungen 25U, 25V, die inaktiv geschaltet sind, nicht über den Drehstrommotor 22 mit dem festgelegten Potenzial verbunden ist. Es ergibt sich an dem entsprechenden Ausgangsanschluss eine Spannung, die sich aus dem von der jewei- ligen Stromquelle 32U, 32V bereitgestellten Strom und der Summe des ersten Widerstandes 33U, 33V und des zweiten Widerstandes 34 ergibt. Dieser Stromfluss führt zu einem Abfall einer Spannung über dem zweiten Widerstand 34, so dass das Messpotenzial an dem Messknoten von dem Massepotenzial (allgemein von dem Bezugspotenzial) abweicht. Dadurch wird ein Feh- ler festgestellt (Schritt S43). Wird ein Fehler festgestellt (Alternative: Ja), wird in Schritt S44 eine der Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W inaktiv geschaltet, d.h. der Ausgangsanschluss mit der Stromquelle über den entsprechenden Schalter 31 U, 31V, 31 W verbunden. Die übrigen Inverter-Schaltungen sind dann so geschaltet, dass ein festgelegtes gleiches Potenzial jeweils an ihre Ausgangsanschlüsse angelegt wird. Auf diese Weise kann überprüft werden, ob die Verbindungsleitung bezüglich der inaktiv geschalteten Inverter- Schaltung 25U ordnungsgemäß mit dem Drehstrommotor 22 verbunden ist oder nicht.
Wird in Schritt S45 festgestellt, dass das Messpotenzial dem festgelegten Po- tenzial, d.h. dem Massepotenzial GND, entspricht, so wird festgestellt, dass die Verbindungsleitung 30, die mit der inaktiv geschalteten Inverter-Schaltung 25U verbunden ist, ordnungsgemäß funktioniert (Alternative: Ja). Wird ein Messpotenzial erkannt, das von dem festgelegten Potenzial abweicht (Alternative: Nein), so wird in Schritt S46 ein Fehler der mit der inaktiv geschalteten Inverter-Schaltung 25U verbundenen Verbindungsleitung 30 signalisiert. Wurde kein Fehler erkannt, so wird in Schritt S47 so lange zu Schritt S44 zurückgesprungen, wobei eine jeweils nächste Inverter-Schaltung 25V, 25W ausgewählt wird, bis alle Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W auf diese Weise geprüft worden sind. Da zuvor in Schritt S43 ein Fehler festgestellt worden ist, muss mindestens eine der Verbindungsleitungen 30, die den Inverter- Schaltungen 25U, 25V, 25W zugeordnet sind, fehlerhaft sein.
Das Messpotenzial an dem Messknoten M wird von einem in der Steuereinheit 8 vorgesehenen Analog-Digital-Wandler 36 erfasst und mithilfe eines Schwellwertvergleichs wird festgestellt, ob das Messpotenzial dem festgelegten Potenzial, d.h. dem Bezugspotenzial oder einem davon abweichenden Potenzial entspricht.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, bei dem Diagnoseverfahren alle Inverter- Schaltungen 25U, 25V, 25W aktiv auf ein festgelegtes, d.h. gleiches Potenzial einzustellen, so dass sich an dem Messknoten M als Messpotenzial das festgelegte Potenzial ergeben muss. Weicht das Messpotenzial davon ab, so kann auf einen Kurzschluss gegen ein anderes festgelegtes Potenzial geschlossen werden. Werden z.B. alle Inverter-Schaltungen 25U, 25V, 25W auf ein Massepotenzial geschaltet und weicht das Messpotenzial von dem Mas- sepotenzial ab, so kann auf einen Kurzschluss gegen das hohe Versorgungs- spannungspotenzial geschlossen werden.
Die vorstehenden Ausführungsformen wurden anhand eines Motorsystems mit einem Synchronmotor beschrieben. Das obige Verfahren ist jedoch auch auf Generatorsysteme analog anwendbar.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Detektieren einer Unterbrechung einer Leitungsverbindung (10; 13) zwischen einer Leistungsstufe (4; 24) mit mehreren Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W), die ausgebildet sind, um wahlweise eines von einem oder mehreren festgelegten Potenzialen an einen Ausgang der betreffenden Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) anzulegen oder den Ausgang der betreffenden Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) von den festgelegten Potenzialen zu trennen, und einer elektrischen Maschine (2; 22) mit mehreren miteinan- der verbundenen Phasenwicklungen, die über Phasenanschlüsse kontak- tierbar sind, wobei der Ausgang jeder der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) jeweils mit einem Phasenanschluss über eine entsprechende Verbindungsleitung (10; 30) verbunden ist, mit folgenden Schritten: - Anlegen (S1 ) eines jeweils festgelegten Potenzials an mindestens einen
Ausgang der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W); - Durchführen einer Detektion zum Detektieren eines Detektionspotenzials, das von dem Potenzial an einem der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) oder den Potenzialen an mehreren der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) abhängt; und
Feststellen, dass eine Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen (10; 30) zwischen der Leistungsstufe (4; 24) und der elektrischen Maschine (2; 22) vorliegt, abhängig von dem Ergebnis der Detekti- on.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei ein festgelegtes Potenzial über den Ausgang einer der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) angelegt wird, wobei der Ausgang oder die Ausgänge aller übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) durch die jeweilige Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) von den festgelegten Potenzialen getrennt ist Durchführen der Detektion, indem an dem Ausgang oder den Ausgängen eines oder mehrerer der übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) de- tektiert wird, ob ein schwebendes Potenzial vorliegt oder dieser mit einem festen Potenzial verbunden ist; und - Feststellen, dass eine Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen (10) zwischen der Leistungsstufe (4) und der elektrischen Maschine (2) vorliegt, abhängig davon, ob an dem einen oder den mehreren der Ausgänge der übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) ein Vorliegen eines schwebenden Potenzials detektiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Detektieren, ob an dem Ausgang oder den Ausgängen aller übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) ein schwebendes Potenzial vorliegt oder dieser mit einem festen Potenzial verbunden ist, mithilfe einer Open-Load-Detektion an einem Leistungs- transistor (6U, 6V, 6W; 7U, 7V, 7W) in der entsprechenden Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei bei der Open-Load-Detektion ein De- tektionsstrom an einen mit dem Ausgang der einen Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) verbundenen Anschluss des der entsprechenden Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) zugeordneten Leistungstransistors (6U, 6V, 6W; 7U, 7V, 7W) eingeprägt wird und wobei abhängig von dem sich durch Anlegen des Detektionsstroms einstellenden Potenzial an dem betreffenden Ausgang festgestellt wird, ob das Potenzial am Ausgang der Ansteuer- Schaltung (5U, 5V, 5W) schwebend oder mit einem festen Potenzial verbunden ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das sich an dem betreffenden Ausgang einstellende Potenzial in einem Schwellwertvergleich mit einem vor- gegebenen Referenzpotenzial verglichen wird, wobei abhängig von dem
Ergebnis des Schwellwertvergleichs eine Unterbrechung der Leitungsverbindung (10) erkannt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei mindestens drei Ver- bindungsleitungen zum Verbinden von mindestens drei Ansteuerschal- tungen (5U, 5V, 5W) mit entsprechenden Phasenanschlüssen der elektrischen Maschine (2) vorgesehen sind, mit dem weiteren Schritt: Feststellen, dass eine Unterbrechung der der einen Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) zugeordneten Leitungsverbindung (10) vorliegt, wenn an al- len Ausgängen der übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) ein Vorliegen eines schwebenden Potenzials detektiert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei mindestens drei Verbindungsleitungen (10) zum Verbinden von mindestens drei Ansteuer- Schaltungen (5U, 5V, 5W) mit entsprechenden Phasenanschlüssen der elektrischen Maschine (2) vorgesehen sind, mit den weiteren Schritten:
- Anlegen eines festgelegten Potenzials über den Ausgang einer weiteren der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W), wobei die Ausgänge aller übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) von den festgelegten Potenzialen ge- trennt sind;
- Jeweiliges Detektieren an den Ausgängen der übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W), ob ein schwebendes Potenzial vorliegt oder der jeweilige Ausgang mit einem festen Potenzial verbunden ist; und Feststellen, dass eine Unterbrechung der der weiteren Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) zugeordneten Leitungsverbindung (10) vorliegt, wenn sowohl an dem Ausgang der der ersten Phase zugeordneten Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) als auch an dem Ausgang der der dritten Phase zugeordneten Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) ein Vorliegen eines schwebenden Potenzials detektiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei an jeden der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) eines der festgelegten Potenziale angelegt wird, wobei an mindestens einem der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) ein von einem Bezugspotenzial verschiedenes festge- legtes Potenzial über einen jeweiligen Innenwiderstand angelegt wird, so dass dieses Potenzial durch eine elektrische Verbindung über die Leitungsverbindungen zwischen der Leistungsstufe (24) und der elektrischen Maschine (22) mit einem davon abweichenden festgelegten Potenzial an einem Ausgang einer der übrigen Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) änderbar ist; wobei das Detektionspotenzial als Funktion des sich an dem mindestens einen der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) einstellenden Potenzials und des an dem mindestens einen Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) anliegenden Potenzials ermittelt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Detektionspotenzial mit Hilfe eines Widerstandsnetzwerkes gebildet wird, wobei das Widerstandsnetzwerk einen Messknoten aufweist, der mit dem mindestens einen der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) und dem mindestens einen Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) über erste
Widerstände (33U, 33V, 33W) verbunden ist und der mit dem Bezugspotenzial über einen zweiten Widerstand (34) verbunden ist.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Feststellen, dass eine Un- terbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen (30) zwischen der Leistungsstufe (24) und der elektrischen Maschine (22) vorliegt, abhängig von einem Ergebnis eines Schwellwertvergleichs des Detekti- onspotenzials mit einem vorgegebenen Schwellenpotenzial ist.
1 1. Vorrichtung zum Detektieren einer Unterbrechung einer Leitungsverbindung (10; 30) zwischen einer Leistungsstufe (4; 24) und einer elektrischen Maschine (2; 22), wobei die Leistungsstufe (4; 24) mit mehreren Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) ausgebildet ist, um wahlweise eines von einem oder mehreren festgelegten Potenzialen an einen Ausgang der betreffenden Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) anzulegen oder den Ausgang der betreffenden Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) von den festgelegten Potenzialen zu trennen, wobei die elektrische Maschine (2; 22) mit mehreren miteinander verbun- denen Phasenwicklungen, die über Phasenanschlüsse kontaktierbar sind, versehen ist; wobei der Ausgang jeder der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) mit einem zugeordneten der Phasenanschlüsse über eine jeweilige Verbindungsleitung (10; 30) verbunden ist, wobei die Vorrichtung eine Steuereinheit (8; 28) umfasst, die ausgebildet ist: - die Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) so anzusteuern, dass ein jeweils festgelegtes Potenzial an mindestens einen Ausgang der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) angelegt wird;
- mithilfe einer Detektorschaltung (9) ein Detektionspotenzial zu detektie- ren, das von dem Potenzial an einem der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) oder den Potenzialen an mehreren der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W) abhängt; und um festzustellen, dass eine Unterbrechung mindestens einer der Lei- tungsverbindungen (10; 30) zwischen der Leistungsstufe (4; 24) und der elektrischen Maschine (2; 22) vorliegt, abhängig von dem Detektionspotenzial.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 1 , wobei die Steuerschaltung ausgebildet ist, - um die Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) so anzusteuern, dass ein festgelegtes Potenzial über den Ausgang einer der Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) angelegt wird, wobei der Ausgang oder die Ausgänge aller übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) durch die jeweilige Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) von den festgelegten Potenzialen getrennt ist; - um mithilfe der Detektorschaltung (9) an dem Ausgang oder den Ausgängen eines oder mehrerer der übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) zu detektieren, ob ein schwebendes Potenzial vorliegt oder dieser mit einem festen Potenzial verbunden ist; und
- um festzustellen, dass eine Unterbrechung mindestens einer der Lei- tungsverbindungen (10) zwischen der Leistungsstufe (4) und der elektrischen Maschine (2) vorliegt, abhängig davon, ob an dem einen oder den mehreren der Ausgänge der übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) ein Vorliegen eines schwebenden Potenzials detektiert wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Detektorschaltung (9) eine
Stromquelle (13) aufweist, um einen Detektionsstrom an einen mit dem Ausgang der einen Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) verbundenen An- schluss des der entsprechenden Ansteuerschaltung (5U, 5V, 5W) zugeordneten Leistungstransistors (6U, 6V, 6W; 7U, 7V, 7W) einzuprägen und eine Vergleicherschaltung (12) aufweist, um das sich an dem betreffenden Ausgang einstellende Potenzial in einem Schwellwertvergleich mit ei- nem vorgegebenen Referenzpotenzial zu vergleichen, wobei abhängig von dem Ergebnis des Schwellwertvergleichs eine Unterbrechung der Leitungsverbindung erkannt wird.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei mindestens drei Verbindungsleitungen (10) zum Verbinden von mindestens drei Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) mit entsprechenden Phasenanschlüssen der elektrischen Maschine (2) vorgesehen sind, wobei die Steuereinheit (8) ausgebildet ist, um festzustellen, dass eine Unterbrechung der der einen An- Steuerschaltung (5U, 5V, 5W) zugeordneten Leitungsverbindung (10) vorliegt, wenn an allen Ausgängen der übrigen Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W) ein Vorliegen eines schwebenden Potenzials detektiert wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1 1 , wobei die Steuerschaltung ausgebildet ist, um die Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) so anzusteuern, dass an jeden der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) eines der festgelegten Potenziale angelegt wird, wobei an mindestens einem der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) ein von einem Bezugspotenzial verschiedenes festgelegtes Potenzial über einen jeweiligen Innenwiderstand angelegt wird, so dass das an dem mindestens einen
Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) anliegende Potenzial durch eine elektrische Verbindung mit einem davon abweichenden festgelegten Potenzial an einem Ausgang einer der übrigen Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) änderbar ist; und die Steuerschaltung ausgebildet ist, um das Detektionspotenzial als Funktion des sich an dem mindestens einen der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) einstellenden Potenzials und des an dem mindestens einen Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) anliegenden Potenzials zu ermitteln.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei ein Widerstandsnetzwerk vorgesehen ist, um das Detektionspotenzial bereitzustellen, wobei das Widerstandsnetzwerk einen Messknoten aufweist, der mit dem mindestens einen der Ausgänge der Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) und dem mindestens einen Ausgang der übrigen Ansteuerschaltungen (25U, 25V, 25W) über erste Widerstände (33U, 33V, 33W) verbunden ist und der mit dem Bezugspotenzial über einen zweiten Widerstand (34) verbunden ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei eine Detektionseinrichtung (29) ausgebildet ist, um abhängig von einem Ergebnis eines Schwellwertvergleichs des Detektionspotenzials mit einem vorgegebenen Schwellenpotenzial festzustellen, dass die Unterbrechung mindestens einer der Leitungsverbindungen (30) zwischen der Leistungsstufe (24) und der elektrischen Maschine (22) vorliegt.
18. Ansteuersystem zum Ansteuern einer elektrischen Maschine (2; 22), umfassend: eine Leistungsstufe (4; 24) mit mehreren Ansteuerschaltungen (5U, 5V, 5W; 25U, 25V, 25W); und - die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 1 bis 17.
19. System umfassend:
- eine elektrische Maschine (2; 22); und das Ansteuersystem nach Anspruch 18.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014210564A1 (de) * 2014-06-04 2015-12-17 Robert Bosch Gmbh Erkennungsvorrichtung und Verfahren zur Erkennung einer Unterbrechung in einer Versorgungsleitung zwischen der Erkennungsvorrichtung und einem elektrischen Verbraucher
EP4545986B1 (de) * 2023-10-23 2026-03-04 D+H Mechatronic AG Verfahren zum überprüfen der betriebsbereitschaft der elektrischen zuleitungen zu einem drehstrommotor und des drehstrommotors selbst in einem ruhezustand
WO2026063914A1 (en) * 2024-09-17 2026-03-26 General Electric Renovables Espana S.L. System and method for detecting cable degradation of multiphase electrical machine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0287919A1 (de) * 1987-04-10 1988-10-26 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zum Überwachen eines Stromkreises auf Unterbrechung
EP0763746A2 (de) * 1995-09-18 1997-03-19 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zum Erkennen des Leerlaufs einer Last
EP1826899A1 (de) * 2004-11-24 2007-08-29 NSK Steering Systems Co., Ltd. Nicht-verbindungs-motor, ansteuereinrichtung dafür und motorisierte servolenkeinrichtung mit ansteuereinrichtung eines nicht-verbindungs-motors
JP2007252170A (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Yaskawa Electric Corp 電動機駆動装置
JP2008220148A (ja) * 2007-02-05 2008-09-18 Denso Corp 多相回転機の制御装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0287919A1 (de) * 1987-04-10 1988-10-26 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zum Überwachen eines Stromkreises auf Unterbrechung
EP0763746A2 (de) * 1995-09-18 1997-03-19 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zum Erkennen des Leerlaufs einer Last
EP1826899A1 (de) * 2004-11-24 2007-08-29 NSK Steering Systems Co., Ltd. Nicht-verbindungs-motor, ansteuereinrichtung dafür und motorisierte servolenkeinrichtung mit ansteuereinrichtung eines nicht-verbindungs-motors
JP2007252170A (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Yaskawa Electric Corp 電動機駆動装置
JP2008220148A (ja) * 2007-02-05 2008-09-18 Denso Corp 多相回転機の制御装置

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