專利名稱：用于診斷驅(qū)動電路與電機之間的連接故障的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于識別驅(qū)動電路與電機，特別是三相交流電機之間的連接導(dǎo)線是否斷開的方法，另外，本發(fā)明還涉及一種實現(xiàn)該方法的裝置。
背景技術(shù)：
多相電機，例如三相交流電機，通常是借助于一種所謂的逆變器功率級 (Inverter-Leistungsstufe)來觸發(fā)的。對于電機的每一相，逆變器功率級均具有兩個可獨立觸發(fā)的電子功率開關(guān)，這種電子功率開關(guān)可以是例如功率晶體三極管、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等形式。配屬于一確定的相的其中一個功率開關(guān)與一高電源電勢相連，而配屬于該相的另一功率開關(guān)則與一低電源電勢相連。在這兩個功率開關(guān)之間有用于連接屬于電機的相終端(Phasenanschluss)的端子。電子功率開關(guān)是借助控制電路(Steuerschaltimg)來觸發(fā)的，這樣，在某一確定的相的一個與高電源電勢相連的功率開關(guān)以及至少一個與低電源電勢相連的功率開關(guān)關(guān)閉時，能夠使其他剩余的功率開關(guān)處于打開狀態(tài)。由此能夠使流過電機從而產(chǎn)生驅(qū)動力的電流通路得到限定。由于必要的開關(guān)速度，并由于需為此投入高的功率，逆變器功率級一般利用由控制電路進行觸發(fā)的、分離的晶體三極管構(gòu)造而成。根據(jù)所需要的電機運行方式，上述觸發(fā)是通過具有一定頻率、一定時延的脈沖來實現(xiàn)的。為對逆變器功率級的功率晶體管的功能性進行診斷，每一功率晶體管的漏極與源極同樣也與控制電路連接。尤其是每一功率晶體管的這種漏極連接使得在控制電路中能夠?qū)崿F(xiàn)開路探測(Open-Load-Detektion)。通過開路探測能夠確定是否在相應(yīng)功率晶體管的漏極上加載有固定的電勢，或者確定所述漏極是否浮動(即具有浮動的電勢)。但是，在所有功率晶體管都打開時，開路故障(Open-Load-Fehler)會被報告給每一功率晶體管。因此無法分辨電路連接是否存在物理中斷，或者是否所有功率晶體管都是根據(jù)觸發(fā)正常地打開從而電路連接未出現(xiàn)斷路現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種功率級與多相電機之間導(dǎo)線連接狀況的診斷方法及裝置，利用此種方法及裝置能夠特別可靠地識別功率級與電機間的導(dǎo)線是否是斷開的，而且，利用此種方法及裝置還能進一步識別出那些發(fā)生了斷路的導(dǎo)線連接。這一目的是通過如權(quán)利要求1所述之方法以及如并列權(quán)利要求所述之裝置、觸發(fā)系統(tǒng)與系統(tǒng)而得以實現(xiàn)的。本發(fā)明的其他有利設(shè)計方案由各從屬權(quán)利要求給出。根據(jù)第一方面，設(shè)計了一種對具有多個觸發(fā)電路的功率級與電機之間的導(dǎo)線連接的斷開進行探測的方法。觸發(fā)電路的構(gòu)造成用于有選擇地將一個或多個確定的電勢加載到相關(guān)的觸發(fā)電路的輸出端上或者將相關(guān)的觸發(fā)電路的輸出端從所述確定的電勢斷開。電機裝有多個相互連接的相繞組，這些相繞組能夠通過相終端接觸，其中，每個觸發(fā)電路的輸出端分別通過相應(yīng)的連接線與相終端連接。所述方法包括下列步驟 -將相應(yīng)確定的電勢加載到觸發(fā)電路的至少一個輸出端上；
-實施探測，以便對與所述觸發(fā)電路的輸出端之一或者所述觸發(fā)電路的多個輸出端上的電勢相關(guān)的探測電勢進行探測；以及
-根據(jù)所述探測的結(jié)果來確定在功率級與電機之間的至少一處導(dǎo)線連接的斷開。尤其可以這樣設(shè)計通過觸發(fā)電路之一的輸出端加載確定的電勢，而其余觸發(fā)電路的輸出端則通過各觸發(fā)電路從所述確定的電勢斷開。所述探測的實施是通過下述方式實現(xiàn)的在一條或多條其余觸發(fā)電路的輸出端上探測是存在浮動電勢還是所述輸出端與固定的電勢連接。根據(jù)在其余觸發(fā)電路的一個或多個輸出端上是否探測到浮動電勢的出現(xiàn)來確定在功率級與電機之間至少一處導(dǎo)線連接的斷開。上述方法的思想在于利用通常已預(yù)先設(shè)計好的方法對一條或多條觸發(fā)電路，特別是所有其余觸發(fā)電路的輸出端上是否存在浮動電勢，或者對所述輸出端是否與一固定的電勢相連進行識別，從而實現(xiàn)對功率級與電機之間導(dǎo)線連接的功能性檢查。對在所有其余觸發(fā)電路的輸出端上是存在浮動電勢還是所述輸出端與固定的電勢相連的探測尤其可以利用在相應(yīng)觸發(fā)電路中的功率晶體管上實施開路探測來實現(xiàn)。進一步地，在進行開路探測時，可以在配屬于一觸發(fā)電路的功率晶體管的與相應(yīng)觸發(fā)電路的輸出端相連接的終端上饋入探測電流，并且，根據(jù)通過加載該探測電流而在相關(guān)輸出端上出現(xiàn)的電勢來確定在所述觸發(fā)電路的輸出端上的電勢是浮動的還是與固定的電勢相連。進一步地，可將在相關(guān)輸出端上出現(xiàn)的電勢用閾值比較的方法與一預(yù)定的參考電勢進行比較，其中可以根據(jù)閾值比較的結(jié)果來識別導(dǎo)線連接的斷開?？稍O(shè)計至少三條用于將至少三條觸發(fā)電路與電機的相應(yīng)相終端連接的連接導(dǎo)線， 這樣，當(dāng)探測到在其余觸發(fā)電路的所有輸出端上出現(xiàn)浮動電勢時，就可以確定配屬其中一條觸發(fā)電路的導(dǎo)線連接出現(xiàn)斷開。根據(jù)另一實施方式，可以設(shè)計至少三條用于將至少三條觸發(fā)電路與電機的相應(yīng)相終端連接的連接導(dǎo)線，這樣，所述方法進一步具有如下步驟
-通過另一觸發(fā)電路的輸出端加載固定的電勢，其中所有其余觸發(fā)電路的輸出端從固定的電勢斷開；
-在其余觸發(fā)電路的輸出端上分別探測是存在浮動電勢還是各輸出端與固定的電勢相連接；以及
-如果在配屬第一相的觸發(fā)電路的輸出端以及在配屬第三相的觸發(fā)電路的輸出端上均探測到浮動電勢的存在，則可確定配屬于所述另一觸發(fā)電路的導(dǎo)線連接出現(xiàn)斷開。根據(jù)另一實施方式，可以在各條觸發(fā)電路的每一輸出端上均加載確定的電勢，其中通過各個內(nèi)阻能夠在所述觸發(fā)電路的至少一個輸出端上加載一與參考電勢不同的確定的電勢，從而加載在其余觸發(fā)電路的至少一個輸出端上的電勢能夠由于與所述其余觸發(fā)電路之一的輸出端上的偏離于其的確定的電勢導(dǎo)電地相連接的緣故而得以改變，其中，所述探測電勢作為在觸發(fā)電路的至少一個輸出端上出現(xiàn)的電勢與加載在其余觸發(fā)電路的至少
6一個輸出端上的電勢的函數(shù)求取。進一步地，探測電勢可利用電阻網(wǎng)絡(luò)來建立，其中所述電阻網(wǎng)絡(luò)具有測量節(jié)點，該測量節(jié)點通過第一電阻與觸發(fā)電路的至少一個輸出端以及其余觸發(fā)電路的至少一個輸出端連接并通過第二電阻與參考電勢相連接?？梢赃@樣設(shè)計，S卩，將探測電勢與預(yù)定的閾值電勢進行閾值比較，然后根據(jù)此閾值比較的結(jié)果來確定在功率級與電機之間至少一處導(dǎo)線連接的斷開。根據(jù)另一方面，設(shè)計了一種用于對功率級與電機之間的導(dǎo)線連接的斷開進行探測的裝置。所述功率級構(gòu)造有多條觸發(fā)電路，以便有選擇地將一個或多個確定的電勢加載到相關(guān)的觸發(fā)電路的輸出端上或者將相關(guān)的觸發(fā)電路的輸出端從所述確定的電勢斷開。電機設(shè)有多個互相連接的相繞組，這些相繞組能夠通過相終端接觸。每一觸發(fā)電路的輸出端通過各連接導(dǎo)線與所配屬的相終端連接。所述裝置包括控制單元，該控制單元被構(gòu)造成
-對觸發(fā)電路實施觸發(fā)，從而將相應(yīng)確定的電勢加載在所述觸發(fā)電路的至少一個輸出端上；
-利用探測器電路實施探測，以便探測與觸發(fā)電路的輸出端之一上的電勢或者與觸發(fā)電路的多個輸出端上的電勢有關(guān)的探測電勢；并
-根據(jù)所述探測的結(jié)果確定在功率級與電機之間至少一處導(dǎo)線連接的斷開。控制電路(Steuerschaltimg)可進一步設(shè)計用于對觸發(fā)電路進行觸發(fā)，從而能夠通過觸發(fā)電路之一的輸出端加載確定的電勢，其中所有其余觸發(fā)電路的輸出端則通過各觸發(fā)電路從該確定的電勢斷開。進一步地，探測器電路可以在一條或多條其余觸發(fā)電路的輸出端上探測是存在浮動電勢還是其與固定的電勢連接。控制電路可以構(gòu)造成用于根據(jù)在其余觸發(fā)電路的一個或多個輸出端上是否存在浮動電勢的探測結(jié)果來確定在功率級與電機之間至少一處導(dǎo)線連接的斷開。根據(jù)另一實施方式，探測器電路可具有電流源，用以在一個配屬于一觸發(fā)電路的與相應(yīng)觸發(fā)電路的輸出端相連接的功率晶體管的終端上饋入探測電流，該探測器電路還可以具有比較器電路，以便將在相關(guān)輸出端上出現(xiàn)的電勢用閾值比較的方法與預(yù)定的參考電勢進行比較，其中可以根據(jù)所述閾值比較的結(jié)果識別導(dǎo)線連接的斷開。進一步地，可以設(shè)計至少三條用于將至少三條觸發(fā)電路與電機的相應(yīng)相終端連接的連接導(dǎo)線，其中所述控制單元被構(gòu)造成用于在探測到其余觸發(fā)電路的所有輸出端上出現(xiàn)浮動電勢時確定在配屬于一條觸發(fā)電路的導(dǎo)線連接的斷開。根據(jù)另一實施方式，控制電路可以被構(gòu)造成用于對觸發(fā)電路實施觸發(fā)，從而在各條觸發(fā)電路的每個輸出端上均加載一確定的電勢，其中通過相應(yīng)的內(nèi)阻能夠在所述觸發(fā)電路的至少一個輸出端上加載與參考電勢不同的電勢，從而這一電勢能夠因為通過功率級與電機之間導(dǎo)電連接而與所述其余觸發(fā)電路之一的輸出端上偏離于其的確定的電勢的電連接的緣故而得以改變；控制電路可以構(gòu)造成用于將所述探測電勢作為在觸發(fā)電路的至少一個輸出端上出現(xiàn)的電勢與加載在其余觸發(fā)電路的至少一個輸出端上的電勢的函數(shù)求取?？梢赃M一步設(shè)置電阻網(wǎng)絡(luò)用以提供探測電勢，其中，所述電阻網(wǎng)絡(luò)具有測量節(jié)點， 該測量節(jié)點通過第一電阻與觸發(fā)電路的至少一個輸出端以及其余觸發(fā)電路的至少一個輸出端連接并通過第二電阻與參考電勢相連接。進一步地，可以構(gòu)造一探測電路，用于根據(jù)探測電勢與預(yù)定的閾值電勢的閾值比較的結(jié)果來確定在功率級與電機之間至少一處導(dǎo)線連接的斷開的出現(xiàn)。根據(jù)另一方面，提供了用于觸發(fā)電機的觸發(fā)系統(tǒng)，其中，所述觸發(fā)系統(tǒng)包括具有多條觸發(fā)電路的功率級和上述裝置。根據(jù)另一方面，提供了一個具有電機和上述觸發(fā)系統(tǒng)的系統(tǒng)。


下面將參考附圖詳細闡述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。其中 圖1是具有三相交流電機與控制單元的電機系統(tǒng)；
圖2是控制電路中的探測電路，該探測電路對用于觸發(fā)三相交流電機的功率級的開路狀態(tài)實施識別；
圖3是展示對功率級與三相交流電機之間的導(dǎo)線連接是否斷開實施識別的方法的流程圖4是另一具有三相交流電機與控制單元的電機系統(tǒng)；以及
圖5是展示對功率級與三相交流電機之間的導(dǎo)線連接是否斷開實施識別的另一方法的流程圖。
具體實施例方式在圖1中示出了一個電機系統(tǒng)1，該系統(tǒng)中的電機被構(gòu)造成三相交流電機2。三相交流電機2的繞組線圈3連接成星形線路。當(dāng)然，繞組線圈3也可采用其他連接法，例如三角形連接法。三相交流電機2的每一相U、V、W均具有自己的終端(Anschluss)，各個相分別與相應(yīng)的觸發(fā)電路，尤其是分別與功率級4的逆變器電路5U、5V、5W相連接。功率級4用于提供三相交流電機2的驅(qū)動電能。功率級4的逆變器電路5U、5V、5W各自具有第一功率晶體管6U、6V、6W以作為功率開關(guān)，在下文中，這些功率開關(guān)被稱作高側(cè)晶體管(High-Side-Transistor)。進一步地，每一逆變器電路5U、5V、5W分別具有另一功率晶體管7U、7V、7W以作為功率開關(guān)，這些功率開關(guān)在下文中被稱作低側(cè)晶體管 (Low-Side-Transistor)0高側(cè)與低側(cè)晶體管6U、7U ；6V、7V ；6W.7W以串聯(lián)方式連接在高電源電勢VBat與測量點電勢GND之間。各逆變器電路5U、5V、5W的輸出端分別位于兩個串接的功率晶體管6U、7U、6V、7V、 6W、7W之間，就是說，各功率晶體管的漏極分別與相應(yīng)逆變器5U、5V、5W的相應(yīng)輸出端相連接。各逆變器電路5U、5V、5W的輸出端通過相應(yīng)的連接導(dǎo)線10與三相交流電機2上的配屬給它們的相終端連接。為驅(qū)動三相交流電機2，設(shè)計有控制電路8，該電路通過相應(yīng)的連接導(dǎo)線將一觸發(fā)信號接到功率晶體管6U、7U、6V、7V、6W、7W的相應(yīng)門極上。所述觸發(fā)信號通常經(jīng)過脈寬調(diào)制，它將貫通在三相交流電機2的兩個相終端之間相應(yīng)電流通道接通。為診斷目的，每一功率晶體管的漏極端和源極端均可與控制電路8連接到一起。 但是，下面僅探測每一功率晶體管之漏極端的電勢(這種探測對開路探測而言是必不可少的)，就是說，在可選實施方式中，源極端與控制電路8之間的連接可以舍棄。在電機系統(tǒng)中，功率級4與三相交流電機2之間的連接導(dǎo)線10可能會出現(xiàn)物理斷開的現(xiàn)象。若在其中一條連接導(dǎo)線10中存在物理斷開現(xiàn)象，那么有必要對此進行探測，并以合適的方式進行告知或記錄。為此，在控制單元8中為每一功率晶體管6U、7U、6V、7V、6W、7W 分別設(shè)置一開路探測電路9。在圖2中畫出了開路探測電路9的方框電路圖，圖中示出了適用于控制電路8中逆變器功率級4的每一功率晶體管之開路探測電路優(yōu)選設(shè)計。開路探測電路9和配屬于它的功率晶體管的漏極相連接。開路探測電路9包括電流源13、放大器電路11和比較器單元12。若開路探測是通過控制電路8實現(xiàn)的，則所述控制電路8要對電流源進行觸發(fā)，從而將一定的電流饋入配屬于它的功率晶體管(該晶體管由其自身門極上的相應(yīng)觸發(fā)信號打開)。饋入的電流會引起在高阻抗的功率晶體管上出現(xiàn)電壓降，其通常引起在所述功率晶體管上下降的電壓。由電流源13饋入之電流大小應(yīng)適當(dāng)選擇，從而能夠通過對在相應(yīng)功率晶體管上的電壓降進行評估而識別出功率晶體管的漏極是有電勢漂浮或浮動(即沒有電勢連接)還是所述漏極與電源電勢相連。根據(jù)功率晶體管的參數(shù)(閉鎖狀態(tài)中的電阻以及逆變器電路的其他寄生電阻)，適當(dāng)確定電流源的參數(shù)，這樣，在漏極出現(xiàn)浮動時就可以知曉電壓或者出現(xiàn)在功率晶體管漏極上的電壓范圍。若漏極未出現(xiàn)浮動，則其通過連接導(dǎo)線10和電機2要么與正電勢，要么與負電勢連接，這樣，通過由電流源13饋入電流，就不會出現(xiàn)相應(yīng)的開路電壓(饋入電流與功率晶體管在閉鎖狀態(tài)下的電阻或者寄生電阻的乘積)。為評估漏極上的電壓，設(shè)計有放大器電路11，該電路的輸出端比較器單元12相連接。放大器電路11的輸入端具有高阻抗，用以避免對在電勢浮動情況下出現(xiàn)的電壓產(chǎn)生影響。進一步地，將一指定閾值的參考電壓UKrf被提供給比較器單元12。將該參考電壓與由放大器電路11輸出的、經(jīng)放大了的開路電壓進行閾值比較，以便根據(jù)在放大器電路上的電壓來確定，相關(guān)功率晶體管的漏極浮動還是與一固定電勢相連。為了確定是否在至少一條連接導(dǎo)線1上出現(xiàn)了物理性導(dǎo)線斷開現(xiàn)象，這里是設(shè)計通過控制電路8實施測試程序。在三相交流電機2的靜止?fàn)顟B(tài)下，控制電路8僅關(guān)閉一確定的相的功率晶體管(步驟Si)，此時，所有其他功率晶體管保持打開。相應(yīng)的功率晶體管被關(guān)閉，因而在相關(guān)逆變器電路的輸出端上會輸出一個電源電勢，而且，在連接導(dǎo)線10沒有斷開的情況下，會把相應(yīng)電勢加載到其他逆變器電路5U、5V、5W的所有輸出端上。在前面的例子中，如果高側(cè)功率晶體管6U、6V、6W被關(guān)閉，那么加載在逆變器電路5U、5V、5W輸出端上的電勢與高電源電勢相一致，而如果低側(cè)功率晶體管7U、7V、7W被關(guān)閉，那么加載在逆變器電路5U、5V、5W輸出端上的電勢與低電源電勢相一致。隨后，在另外的相的功率晶體管上分別利用配屬的開路探測電路9實施上述開路識別(步驟S2)，如果在逆變器電路5U、5V、5W的功率晶體管上或者在其余的相的逆變器電路5U、5V、5W的輸出端上識別到開路狀態(tài)，那么就可推定所考察的相的那一條處于逆變器功率級4與連接三相交流電機2的該所考察相之間導(dǎo)線連接10是物理斷開的(步驟3，選擇情況是)。如果不是這樣(步驟S3，選擇情況不)，那么就可確定，在逆變器電路5U、5V、 5W的功率晶體管上以及在其余各相的逆變器電路5U、5V、5W的輸出端上沒有識別到存在開路狀態(tài)，因此在導(dǎo)線連接10沒有斷開(步驟S4，選擇情況是)。如果在逆變器電路5U、5V、 5W的功率晶體管上以及在其余各相的逆變器電路5U、5V、5W的輸出端上存在開路狀態(tài)，那么，與那些被確定存在著開路狀態(tài)，亦即存在浮動電勢的逆變器電路5U、5V、5W的輸出端相連接的導(dǎo)線連接10可能是斷開的(步驟S4，選擇情況不)。優(yōu)選這樣設(shè)計，S卩，如果在所觀察的相的逆變器電路5U、5V、5W中，高側(cè)功率晶體管6U、6V、6W是關(guān)閉的，那么就利用配屬于其他相的逆變器電路5U、5V、5W的低側(cè)晶體管7U、 7V、7W的開路探測電路9進行評估；相反，若在所觀察的相的逆變器電路5U、5V、5W中，低側(cè)功率晶體管7U、7V、7W是關(guān)閉的，則利用配屬于其他相的逆變器電路5U、5V、5W的高側(cè)晶體管6U、6V、6W的開路探測電路進行評估。為對逆變器功率級4與三相交流電機2之間的連接導(dǎo)線10進行徹底探測，需對每一相都執(zhí)行上述過程，也就是說，在每一相的逆變器電路5U、5V、5W中，將功率晶體管6U、 6V、6W、7U、7V、7W中的一個關(guān)閉，而將其余的打開，并且在其他相的功率晶體管上實施相應(yīng)的開路探測。開路探測電路9可以這樣構(gòu)造，即，進行一次或者兩次閾值比較，以便確定加載在相關(guān)漏極上的電壓是否是由于自由浮動的電勢或者是由于與電源電勢相連而導(dǎo)致的。對于一次閾值比較的方式，在關(guān)閉高側(cè)晶體管時，在另一相的低側(cè)晶體管上實施開路探測是合適的，而對于兩次閾值比較，開路探測僅需在另一相的另一功率晶體管上實施。采取兩次閾值比較的方式，能夠?qū)⒏唠娫措妱莺偷碗娫措妱菖c那些在逆變器電路5U、5V、5W的相關(guān)輸出端(在該輸出端上實施開路探測)浮動時出現(xiàn)的電勢區(qū)別開。在上述實施例中，開路探測是在功率晶體管的漏極上進行的。對于構(gòu)造方式不同的逆變器電路，相應(yīng)的操作程序也可在逆變器電路5U、5V、5W的相應(yīng)輸出端上直接進行。圖4中示出了另一電機系統(tǒng)21，該系統(tǒng)的電機被構(gòu)造成三相交流電機22。三相交流電機22的線圈繞組23連接成星形線路，而且能夠通過相應(yīng)的相終端進行觸發(fā)。也可以考慮將線圈繞組23連接成三角形線路。三相交流電機22的每一相U、V、W均具有自己的終端，這些終端分別與相應(yīng)的觸發(fā)電路，尤其是分別與相應(yīng)的功率級M的逆變器電路25U、25V、5W相連接。功率級M用于提供三相交流電機22的驅(qū)動電能。功率級M的逆變器電路25U、25V、25W分別具有第一功率晶體管(高側(cè)晶體管)以作為功率開關(guān)。進一步地，逆變器電路25U、25V、25W中的每一個具有另一功率晶體管(低側(cè)晶體管)27U、27V、27W以作為功率開關(guān)。一個高側(cè)晶體管分別與一個低側(cè)晶體管即^U、27U ；26V、27V ；26W、27W分別以串聯(lián)方式連接在高電源電勢Vbat與測量點電勢GND 之間。各逆變器電路25U、25V、5W的輸出端位于兩個串接的功率晶體管2m、27U ；26V.27V ； ^W、27W之間，就是說，各功率晶體管的漏極分別于相應(yīng)逆變器25U、25V、25W的相應(yīng)輸出端相連接。各逆變器電路25U、25V、5W的輸出端都通過相應(yīng)的連接導(dǎo)線30與三相交流電機22 上的配屬給它們的相終端連接。為驅(qū)動三相交流電機22，設(shè)計有控制電路觀，該電路通過相應(yīng)的連接導(dǎo)線將一觸發(fā)信號接到功率晶體管^U、27UJ6V、27VJ6W、27W的相應(yīng)門極上。所述觸發(fā)信號通常經(jīng)過脈寬調(diào)制，它將貫通在三相交流電機22的兩個相終端之間相應(yīng)電流通道接通。逆變器電路25U、25V、5W的每一輸出端節(jié)點分別通過例如構(gòu)造成晶體管的相應(yīng)開關(guān)31U、31V、31W與相應(yīng)的充電電源(Ladungsquelle)相連接。所述充電電源在本例子中被構(gòu)造成電壓源32U、32V、32W，這些電壓源通過相應(yīng)的內(nèi)阻36U、36V、36W，特別是通過大于
101000歐姆的內(nèi)阻與電壓源串聯(lián)在一起?？蛇x地，充電電源也可構(gòu)造成具有與其并聯(lián)連接的內(nèi)阻的電流源。這種結(jié)構(gòu)用于在高側(cè)與低側(cè)晶體管同時斷路時將兩者之間的輸出端節(jié)點保持一定的電勢以避免電勢出現(xiàn)完全的自由浮動，或者將所述輸出端節(jié)點與載流子源(Ladimgstdgerquelle)相連接。換言之，當(dāng)配屬的高側(cè)與低側(cè)晶體管打開時，開關(guān)31U、31V、31W是通過控制單元觀來觸發(fā)與關(guān)閉的，也就是說，當(dāng)相應(yīng)的逆變器電路處于不接通狀態(tài)時，電流源是與該逆變器電路的輸出端節(jié)點連接的。進一步地，逆變器電路25U、25V、5W的輸出端通過各自的第一電阻33U、33V、33W與一共同的測量節(jié)點相連接，而所述測量節(jié)點又與控制單元觀的測量端連接。進一步地，所述測量端通過第二電阻34與一參考電勢，優(yōu)選測量電勢GND相連接。在控制單元觀中設(shè)計有探測單元四，用以測量并求得加載在所述測量節(jié)點上的測量電勢。例如，可以通過閾值比較的方式將測量電勢與預(yù)定的閾值電勢進行比較，這樣， 在測量電勢超過或低于所述閾值電勢時就可以判斷出導(dǎo)線是斷開的。在圖5中示出了一流程圖，用以闡釋逆變器電路與三相交流電機22之間的導(dǎo)線連接20的診斷方法。在步驟S41中要探測三相交流電機22是否處于停止?fàn)顟B(tài)，只有其處于停止?fàn)顟B(tài)(選擇情況是)，才會跳到步驟S42，在步驟S42中，逆變器電路25U、25V除了一條逆變器電路之外是被連接成不活動狀態(tài)的，就是說，不活動的逆變器電路25U的高側(cè)與低側(cè)晶體管^5U、27U打開，而相應(yīng)的開關(guān)31U關(guān)閉，以便將電流源32U與相關(guān)逆變器電路的相應(yīng)輸出端節(jié)點連接到一起。活動的逆變器電路25W被連接成使得具有已確定的電勢的輸出端節(jié)點或者與高電源電勢VBat或者與測量電勢GND連接。在連接導(dǎo)線30符合規(guī)定要求時，由于線圈繞組23 通常是低阻抗的，因此活動逆變器電路25W的測量電勢將把逆變器電路25U、25V輸出端上的電勢同樣拉升至測量電勢GND，從而在測量節(jié)點M上同樣會出現(xiàn)測量電勢。如果控制單元 8在測量節(jié)點M上識別到側(cè)量電勢(步驟S43)，那么在步驟S44中會發(fā)出一電機系統(tǒng)21無錯的信號，并終止診斷過程。如果確定測量節(jié)點M上的電壓與確定的電勢，即測量電勢GND不相等，那么就出現(xiàn)了這樣的情況，即，被連接成不活動的逆變器電路25U、25V的其中一個輸出端不是通過三相交流電機22與確定的電勢連接的。在相應(yīng)的輸出端上會得到這樣一個電壓，即由相應(yīng)的電流源32U、32V提供的電流與第一電阻33U、33V和第二電阻34V的和產(chǎn)生的電壓。所述電流會通過第二電阻34U導(dǎo)致電壓的下降，這樣，測量點上的測量電勢將不等于測量電勢(一般不等于參考電勢)。由此確定存在有故障(步驟S43)。如果確認有故障(選擇情況是)，那么在步驟S44中，逆變器電路25U、25V、25W中的一條被連接成不活動，就是說，輸出端通過相應(yīng)的開關(guān)31U、31V、31W與電流源相連接。其余的逆變器電路則被連接成這樣，即在它們的輸出端上分別加載一確定的、相等的電勢。通過這種方式可以探測，連接成不活動狀態(tài)的逆變器電路25U的連接導(dǎo)線與三相交流電機22是否是符合規(guī)定地相連接的。如果在步驟S45中確定，測量電勢等于確定的電勢，亦即測量電勢GND，那么就可確定，與被連接成不活動狀態(tài)的逆變器電路25U相連的連接導(dǎo)線30運行正常(選擇情況 是)。如果識別出電勢偏離確定的電勢(選擇情況不)，那么在步驟S46中發(fā)出一個與被連接成不活動狀態(tài)的逆變器電路25U相連的連接導(dǎo)線30有故障的信號。如果沒有識別到故障，那么在步驟S47中即會跳回至步驟S44，此時將接著選擇下一逆變器電路25V、25W，直至所有的逆變器電路25U、25V、25W都按這種方式得到檢驗。因為之前在步驟S43中確定有故障，所以配屬于逆變器電路25U、25V、25W的連接導(dǎo)線30中，至少有一條一定是有故障的。測量節(jié)點M上的測量電勢是由設(shè)置在控制單元8中的模數(shù)轉(zhuǎn)化器36來探測的，然后，借助于閾值比較來確定該測量電勢是否與確定的電勢，亦即參考電勢或與該確定的電勢不相等的電勢相一致?？梢赃M一步這樣設(shè)計，即，在診斷方法中，所有逆變器電路25U、25V、25W均主動地調(diào)整到一確定的，也就是說相等的電勢，這樣，在測量節(jié)點M上出現(xiàn)的測量電勢必然是該確定的電勢。若測量電勢偏離該確定的電勢，那么可以推斷與另一確定的電勢短接。例如，如果所有逆變器電路25U、25V、25W都接地，而測量電勢偏離大地電平，就可推導(dǎo)出其與一高電壓源短接。前述實施例是根據(jù)一具有同步電機的電機系統(tǒng)來描述的。但是，上述方法也可應(yīng)用于發(fā)電機系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.用于探測具有多個觸發(fā)電路(5U、5V、5W；25U.25V.25ff)的功率級(4 ；24)與具有多個相互連接的相繞組的電機(2 ；22)之間的導(dǎo)線連接(10 ；13)的斷開的方法，其中所述觸發(fā)電路構(gòu)造用于有選擇地將一個或多個確定的電勢加載在相關(guān)的觸發(fā)電路(5隊5￥、51;25隊 25V、25W)的輸出端上或者將相關(guān)的觸發(fā)電路(5U、5V、5W ；25U.25V.25ff)的輸出端從所述確定的電勢斷開，所述相繞組能夠通過相終端接觸，其中每個觸發(fā)電路(5隊5￥、51;25隊25￥、 25W)的輸出端分別通過相應(yīng)的連接導(dǎo)線(10 ；30)與相終端連接，所述方法包括以下步驟-將相應(yīng)確定的電勢加載在所述觸發(fā)電路(5隊5￥、51;25隊25￥、251)的至少一個輸出端上(Si)；-實施探測，以便對與所述觸發(fā)電路(5U、5V、5W ；25U.25V.25ff)的輸出端之一或者所述觸發(fā)電路(5隊5￥、51;25隊25￥、251)的多個輸出端上的電勢相關(guān)的探測電勢進行探測； 以及-根據(jù)所述探測的結(jié)果來確定在所述功率級(4 ；24)與電機(2 ；22)之間的至少一處導(dǎo)線連接(10 ;30)的斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過所述觸發(fā)電路(5U、5V、5W)之一的輸出端加載確定的電勢，其中，所有其余觸發(fā)電路(5U、5V、5W)的輸出端通過各個觸發(fā)電路(5U、5V、 5W)從所述確定的電勢斷開，-實施探測，方法是，在一個或多個其余觸發(fā)電路(5U、5V、5W)的輸出端上探測是存在浮動電勢還是所述輸出端與固定的電勢相連接；并且-根據(jù)在其余觸發(fā)電路(5U、5V、5W)的一個或多個輸出端上是否探測到浮動電勢的出現(xiàn)來確定在所述功率級(4)與所述電機(2)之間至少一處導(dǎo)線連接(10)的斷開。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，對在所有其余觸發(fā)電路(5U、5V、5W)的輸出端上是存在浮動電勢還是所述輸出端與固定的電勢相連的探測是利用在相應(yīng)觸發(fā)電路(5U、5V、 5W)中的功率晶體管(6U、6V、6W ；7U.7V.7ff)上實施開路探測來實現(xiàn)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，在所述開路探測中，在配屬于一觸發(fā)電路(5U、 5V、5W)的功率晶體管(6U、6V、6W ；7U、7V、7W)的與相應(yīng)觸發(fā)電路(5U、5V、5W)的輸出端相連接的終端上饋入探測電流，并且，根據(jù)通過加載該探測電流而在相關(guān)輸出端上出現(xiàn)的電勢來確定在所述觸發(fā)電路(5U、5V、5W)的輸出端上的電勢是浮動的還是與固定的電勢相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，將在相關(guān)輸出端上出現(xiàn)的電勢用閾值比較的方法與一預(yù)定的參考電勢進行比較，其中根據(jù)所述閾值比較的結(jié)果識別導(dǎo)線連接(10)的斷開。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5之一所述的方法，其中，設(shè)置至少三條連接導(dǎo)線用于將至少三條觸發(fā)電路(5U、5V、5W)與所述電機(2)的相應(yīng)相終端連接，所述方法包括另外的步驟-如果探測到在其余觸發(fā)電路(5U、5V、5W)的所有輸出端上出現(xiàn)浮動電勢，則確定配屬于一條觸發(fā)電路(5U、5V、5W)的導(dǎo)線連接出現(xiàn)斷開。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6之一所述的方法，其中，設(shè)置至少三條連接導(dǎo)線(10)用于將至少三條觸發(fā)電路(5U、5V、5W)與所述電機(2)的相應(yīng)相終端連接，所述方法具有另外的步驟-通過所述觸發(fā)電路(5U、5V、5W)中的另一條的輸出端加載確定的電勢，其中所有其余觸發(fā)電路(5U、5V、5W)的輸出端從固定的電勢斷開；-在其余觸發(fā)電路(5U、5V、5W)的輸出端上分別探測是存在浮動電勢還是各輸出端與固定的電勢相連接；以及-如果在配屬第一相的觸發(fā)電路(5U、5V、5W)的輸出端以及在配屬第三相的觸發(fā)電路 (5U.5V.5ff)的輸出端上均探測到浮動電勢的存在，則確定配屬該另一條觸發(fā)電路(5U、5V、 5W)的導(dǎo)線連接出現(xiàn)斷開。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述觸發(fā)電路(25U、25V、25W)的每一輸出端上均加載一確定的電勢，其中通過各個內(nèi)阻能夠在所述觸發(fā)電路(25U、25V、25W)的至少一個輸出端上加載一與參考電勢不同的確定的電勢，從而這一電勢由于通過所述功率級(24)與所述電機(22)之間的導(dǎo)線連接與一在其余觸發(fā)電路(25U、25V、25W)之一的輸出端上偏離于其的確定的電勢導(dǎo)電地相連的緣故而能夠發(fā)生改變；其中所述探測電勢作為在觸發(fā)電路 (25U、25V、25W)的至少一個輸出端上出現(xiàn)的電勢與加載在其余觸發(fā)電路(25U、25V、25W)的至少一個輸出端上的電勢的函數(shù)求取。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述探測電勢是利用電阻網(wǎng)絡(luò)來建立的，其中所述電阻網(wǎng)絡(luò)具有測量節(jié)點，該測量節(jié)點通過第一電阻(33U、33V、33W)與所述觸發(fā)電路 (25U、25V、25W)的至少一個輸出端并且與其余觸發(fā)電路(25U、25V、25W)的至少一個輸出端連接并通過第二電阻(34)與參考電勢相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中，在所述功率級(24)與所述電機(22)之間至少一處導(dǎo)線連接(30)的斷開的出現(xiàn)和所述探測電勢與預(yù)定的閾值電勢的閾值比較的結(jié)果有關(guān)。
11.用于探測功率級(4；24)與電機(2 ；22)之間的導(dǎo)線連接(10 ；30)的斷開的裝置，其中所述功率級(4 ；24)構(gòu)造有多條觸發(fā)電路(5U、5V、5W ；25U、25V、25W)，以便有選擇地將一個或多個確定的電勢加載到相關(guān)的觸發(fā)電路(5U、5V、5W ；25U.25V.25ff)的輸出端上或者將相關(guān)的觸發(fā)電路(5隊5￥、51;25隊25￥、251)的輸出端從所述確定的電勢斷開，其中所述電機(2 ；22)設(shè)有多個互相連接的相繞組，所述相繞組能夠通過相終端接觸；其中每個觸發(fā)電路(5隊5￥、51;25隊25￥、251)的輸出端通過各連接導(dǎo)線(10 ；30)與所配屬的相終端連接，其中所述裝置包括控制單元(8 ； 28 )，該控制單元被構(gòu)造成，-對所述觸發(fā)電路(5U、5V、5W ；25U.25V.25ff)進行觸發(fā)，從而將相應(yīng)確定的電勢加載在所述觸發(fā)電路(5U、5V、5W ；25U、25V、25W)的至少一個輸出端上；-利用探測器電路(9)對與在所述觸發(fā)電路(5隊5￥、51;25隊25￥、251)的輸出端之一上的電勢或者在所述觸發(fā)電路(5隊5￥、51;25隊25￥、251)的多個輸出端上的電勢有關(guān)的探測電勢進行探測；以及-用于根據(jù)所述探測電勢來確定在所述功率級(4 ；24)與所述電機(2 ；22)之間至少一處導(dǎo)線連接(10 ;30)的斷開。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述控制電路被構(gòu)造成，-用于對所述觸發(fā)電路(5U、5V、5W)進行觸發(fā)，從而能夠通過所述觸發(fā)電路(5U、5V、 5W)之一的輸出端加載確定的電勢，其中所有其余觸發(fā)電路(5U、5V、5W)的輸出端則通過各觸發(fā)電路(5U、5V、5W)從該確定的電勢斷開；-用于利用探測器電路(9)在一條或多條其余觸發(fā)電路(5U、5V、5W)的輸出端上探測是存在浮動電勢還是所述輸出端與固定的電勢相連接；并且-用于根據(jù)在其余觸發(fā)電路(5U、5V、5W)的一個或多個輸出端上是否存在浮動電勢的探測結(jié)果來確定在所述功率級(4)與所述電機(2)之間至少一處導(dǎo)線連接(10)的斷開。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述探測器電路(9)具有電流源(13)，以便在一個配屬于一觸發(fā)電路(5U、5V、5W)的與相應(yīng)觸發(fā)電路(5U、5V、5W)的輸出端相連接的功率晶體管(6U、6V、6W ；7U.7V.7ff)的終端上饋入探測電流，該探測器電路還具有比較器電路 (12)，以便將在相關(guān)輸出端上出現(xiàn)的電勢用閾值比較的方法與預(yù)定的參考電勢進行比較， 其中能夠根據(jù)所述閾值比較的結(jié)果識別導(dǎo)線連接的斷開。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的裝置，其中設(shè)置至少三條連接導(dǎo)線(10)用于將至少三條觸發(fā)電路(5U、5V、5W)與所述電機的相應(yīng)相終端連接，其中所述控制單元(8)被構(gòu)造成用于在探測到其余觸發(fā)電路(5U、5V、5W)的所有輸出端上出現(xiàn)浮動電勢時確定配屬于一條觸發(fā)電路(5U、5V、5W)的導(dǎo)線連接(10)的斷開。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述控制電路被構(gòu)造成用于對所述觸發(fā)電路 (25U、25V、25W)進行觸發(fā)，從而在所述觸發(fā)電路(25U、25V、25W)的每個輸出端上加載一確定的電勢，其中通過相應(yīng)的內(nèi)阻能夠在所述觸發(fā)電路(25U、25V、25W)的至少一個輸出端上加載與參考電勢不同的電勢，從而加載在其余觸發(fā)電路(25U、25V、25W)的至少一個輸出端上的電勢能夠因為與在所述其余觸發(fā)電路(25U、25V、25W)之一的輸出端上偏離于其的確定的電勢的電連接的緣故而得以改變；并且所述控制電路被構(gòu)造成用于將所述探測電勢作為在觸發(fā)電路(25U、25V、25W)的至少一個輸出端上出現(xiàn)的電勢與加載在其余觸發(fā)電路(25U、 25V、25W)的至少一個輸出端上的電勢的函數(shù)求取。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中設(shè)置了電阻網(wǎng)絡(luò)以用于提供所述探測電勢，其中所述電阻網(wǎng)絡(luò)具有測量節(jié)點，所述測量節(jié)點通過第一電阻(33U、33V、33W)與所述觸發(fā)電路(25U、25V、25W)的至少一個輸出端以及其余觸發(fā)電路(25U、25V、25W)的至少一個輸出端連接并通過第二電阻(34)與所述參考電勢相連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中構(gòu)造有探測裝置(29)，用以根據(jù)所述探測電勢與預(yù)定的閾值電勢的閾值比較的結(jié)果來確定在所述功率級(24)與所述電機(22)之間至少一處導(dǎo)線連接(30)的斷開的出現(xiàn)。
18.用于觸發(fā)電機(2；22)的觸發(fā)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括-功率級(4 ；M)，其具有多條觸發(fā)電路(5U、5V、5W ；25U.25V.25ff)；以及-如權(quán)利要求11至17之一所述的裝置。
19.系統(tǒng)，其包括-電機(2 ；22)；以及-如權(quán)利要求18所述的觸發(fā)系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于探測具有多個觸發(fā)電路(5U、5V、5W；25U、25V、25W)的功率級(4；24)與具有多個相互連接的相繞組的電機(2；22)之間的導(dǎo)線連接(10；13)的斷開的方法，其中所述觸發(fā)電路構(gòu)造用于有選擇地將一個或多個確定的電勢加載在相關(guān)的觸發(fā)電路(5U、5V、5W；25U、25V、25W)的輸出端上或者將相關(guān)的觸發(fā)電路(5U、5V、5W；25U、25V、25W)的輸出端從所述確定的電勢斷開，所述相繞組能夠通過相終端接觸，其中每個觸發(fā)電路(5U、5V、5W；25U、25V、25W)分別通過相應(yīng)的連接導(dǎo)線(10；30)與相終端連接，所述方法具有以下步驟-將相應(yīng)確定的電勢加載在所述觸發(fā)電路(5U、5V、5W；25U、25V、25W)的至少一個輸出端上(S1)；-實施探測，以便對與所述觸發(fā)電路(5U、5V、5W；25U、25V、25W)的輸出端之一或者所述觸發(fā)電路(5U、5V、5W；25U、25V、25W)的多個輸出端上的電勢相關(guān)的探測電勢進行探測；以及-根據(jù)探測的結(jié)果來確定在所述功率級(4；24)與電機(2；22)之間至少一處導(dǎo)線連接(10；30)的斷開。
文檔編號G01R31/02GK102159958SQ200980136667
公開日2011年8月17日 申請日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日
發(fā)明者林策 L-D., 霍夫曼 M-J. 申請人:羅伯特·博世有限公司