DE102004062580A1 - Multiphase electronically commutated motor regulating method, involves determining regulation relevant parameter by current state of free run diodes, which are arranged in phase half bridge of bridge circuit - Google Patents

Multiphase electronically commutated motor regulating method, involves determining regulation relevant parameter by current state of free run diodes, which are arranged in phase half bridge of bridge circuit Download PDF

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Abstract

The method involves determining regulation relevant parameter by a current state (Z) of free run diodes (13, 13a, 13b, 13c), which are arranged in a phase half bridge (6a, 6b, 6c) of a bridge circuit (3). The current state is determined by a unit, in which a power circuit breaker of the phase half bridge (6a) has a conductive state, and another power circuit breaker has a blocking state. An independent claim is also included for a device for control of a multiphase motor.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung eines mehrphasigen, elektronisch kommutierten Motors. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens.The The invention relates to a method for controlling a multiphase, electronically commutated motor. The invention further relates to a device for carrying out of the said method.

Bei einem elektronisch kommutierten (Elektro-)Motor ist zur Kommutierung, d.h. zur Ansteuerung der Motorphasen, ein Wechselrichter vorgesehen, der üblicherweise in Form einer Brückenschaltung realisiert ist. Eine solche Brückenschaltung umfasst eine der Anzahl der Motorphasen entsprechende Anzahl von Phasenhalbbrücken, wobei jede Phasenhalbbrücke über einen Spannungszwischenkreis mit dem Pluspol und dem Minuspol einer Gleichspannungsquelle verbunden ist und an einem Mittelabgriff eine Phasenanschlussklemme zum Anschluss einer zugeordneten Motorphase umfasst. Innerhalb einer jeden Phasenhalbbrücke ist zwischen der Phasenanschlussklemme und dem Pluspol ein hochpotentialseitiger Leistungsschalter, und zwischen der Phasenanschlussklemme und dem Minuspol ein niederpotentialseitiger Leistungsschalter angeordnet, über welchen der jeweilige Ast der Phasenhalbbrücke gesperrt oder freigegeben werden kann. Jedem Leistungsschalter ist eine Freilaufdiode parallel geschaltet, die in Richtung des Potentialgefälles zwischen Pluspol und Minuspol sperrend angeordnet ist.at an electronically commutated (electric) motor is commutating, i.e. for controlling the motor phases, an inverter is provided, the usual in the form of a bridge circuit is realized. Such a bridge circuit includes a number of motor phases corresponding number of Phase half-bridge, wherein each phase half-bridge over a Voltage intermediate circuit with the positive pole and the negative pole of a DC voltage source is connected and at a center tap a phase terminal includes for connecting an associated engine phase. Within each one Phase half bridge is a high potential side between the phase terminal and the positive terminal Circuit breaker, and between the phase terminal and the Negative pole arranged a low potential side circuit breaker, via which the respective branch of the phase half-bridge is blocked or released can be. Each circuit breaker has a freewheeling diode in parallel switched in the direction of the potential gradient between positive and negative pole is arranged blocking.

Durch die Kommutierung werden in den Motorphasen oszillierende elektrische Ströme angeregt. Unter Wirkung dieser Motorphasenströme wird im Motor ein magnetisches Drehfeld erzeugt, welches einen Rotor des Motors zu einer Rotationsbewegung antreibt. Eine Motorregelung erfolgt üblicherweise anhand der Motorphasenströme und/oder so genannter Back-EMF-Spannungen, die durch die Rotordrehung in jede Motorphase induziert werden.By the commutation become oscillating electrical in the motor phases streams stimulated. Under the effect of these motor phase currents in the motor becomes a magnetic Rotary field generated, which drives a rotor of the motor to a rotational movement. Motor control is usually based on the motor phase currents and / or so-called back EMF voltages caused by the rotor rotation be induced in each motor phase.

Aus der US 6,121,736 A ist ein Regelverfahren für einen elektrischen Motor der oben genannten Art bekannt, bei welchem zur Erfassung des Flussrichtungswechsels eines Motorphasenstroms (nachfolgend als Nulldurchgang des Motorphasenstroms bezeichnet) eine der betrachteten Motorphase zugeordnete Klemmenspannung während einer Totzeit der Leistungsschalter in der zugeordneten Phasenhalbbrücke detektiert wird. Der Nulldurchgang des Motorphasenstroms wird hierbei an einem Wechsel der Klemmenspannung zwischen einem dem Minuspol zugeordneten Massepotential und einem dem Pluspol zugeordneten Betriebspotential erkannt. Die Totzeit ist eine im Zuge eines Kommutierungsschaltprozesses vorgesehene Umschaltzeit, während der beide Leistungsschalter einer Phasenhalbbrücke kurzfristig sperrend angesteuert sind, um beim quasi-simultanen Schalten der Leistungsschalter einen Kurzschluss zwischen dem Pluspol und dem Minuspol zu vermeiden.From the US 6,121,736 A is a control method for an electric motor of the above type is known, wherein for detecting the flow direction change of a motor phase current (hereinafter referred to as zero crossing of the motor phase current) associated with the motor phase terminal voltage detected during a dead time of the circuit breaker in the associated phase half-bridge is detected. The zero crossing of the motor phase current is detected here by a change in the terminal voltage between a ground potential assigned to the negative pole and an operating potential assigned to the positive pole. The dead time is provided in the course of a Kommutierungsschaltprozess switching time, while the two circuit breakers of a phase half-bridge are short-circuiting locked to avoid a quasi-simultaneous switching of the circuit breaker a short circuit between the positive and the negative pole.

Ein Nachteil des bekannten Verfahrens liegt darin, dass zur Erfassung der Motorstromrichtung nur die vergleichsweise kurze Totzeit zur Verfügung steht. Eine Messung der Klemmenspannung ist mit schaltungstechnisch akzeptablem Aufwand nur dann möglich, wenn die Totzeit hinreichend groß dimensioniert ist. Diesem Erfordernis läuft die fortschreitende Entwicklung moderner Motoransteuerungen zuwider. Mit der kommerziellen Verfügbarkeit zunehmend präziserer Leistungsschalter werden auch zunehmend kürzere Totzeiten angestrebt, um einen störenden Einfluss totzeitbedingter Oberwellen der Motorphasenströme zu eliminieren.One Disadvantage of the known method is that for detection the motor current direction only the comparatively short dead time for Available. A measurement of the terminal voltage is technically acceptable Effort only possible when the dead time is sufficiently large. this Requirement is running contravening the progressive development of modern motor controls. With the commercial availability increasingly more precise Circuit breakers are also increasingly seeking shorter dead times, a disturbing influence deadtime-related harmonics of the motor phase currents to eliminate.

Bei einem weiteren, aus der US 6,208,112 B1 bekannten Regelungsverfahren für einen Motor der oben genannten Art ist als Regelgröße die Phasenverschiebung zwischen einem Motorphasenstrom und der zugehörigen Back-EMF-Spannung vorgesehen. Diese Phasenverschiebung wird anhand der Abweichung zwischen dem Nulldurchgang des Motorphasenstroms und dem Nulldurchgang der Back-EMF-Spannung bestimmt. Die Messung der Back-EMF-Spannung erfolgt hierbei in einer Motorphase, die während der Messung vom Versorgungsnetz getrennt wird.At another, from the US 6,208,112 B1 Known control method for a motor of the above type is provided as a control variable, the phase shift between a motor phase current and the associated back EMF voltage. This phase shift is determined by the deviation between the zero crossing of the motor phase current and the zero crossing of the back EMF voltage. The back EMF voltage is measured in a motor phase, which is disconnected from the supply network during the measurement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelungsverfahren für einen mehrphasigen, elektronisch kommutierten Motor anzugeben, im Zuge dessen eine besonders präzise und messtechnisch einfache Erfassung einer regelungsrelevanten Größe, insbesondere eines Motorphasenstroms und/oder einer Back-EMF-Spannung und/oder einer hieraus abgeleiteten Größe stattfindet. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine zur Durchführung des genannten Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung anzugeben.Of the Invention is based on the object, a control method for a multiphase, electronically commutated motor in the course one of which is very precise and metrologically simple detection of a control-relevant variable, in particular a motor phase current and / or a back EMF voltage and / or a derived therefrom size takes place. The invention is further based on the object, one for carrying out the Specify the method mentioned particularly suitable device.

Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass eine einer Motorphase zugeordnete, regelungsrelevante Größe durch Erfassung des Bestromungszustandes einer Freilaufdiode bestimmt wird, die innerhalb einer der Motorphase zugeordneten Phasenhalbbrücke einer Brückenschaltung angeordnet ist. Der Bestromungszustand wird hierbei während einer nachfolgend als „Einzeit" bezeichneten Zeitspanne erfasst, die dadurch definiert ist, dass ein der Freilaufdiode innerhalb der Phasenhalbbrücke parallel geschalteter Leistungsschalter „ein"-geschaltet ist, d.h. einen leitendenden Zustand aufweist, während ein der Freilaufdiode seriell geschalteter Leistungsschalter einen sperrenden Zustand aufweist.With regard to the method, the object is achieved by the features of claim 1. Thereafter, it is provided that a motor phase associated, control-relevant variable is determined by detecting the Bestromungszustandes a freewheeling diode, which is arranged within a phase of the motor phase associated half-bridge of a bridge circuit. The Bestromungszustand is in this case during a subsequently referred to as "time" period detected, which is characterized in that one of the freewheeling diode within the phase half-bridge parallel-connected power switch is "on", ie, has a conductive state, while one of the freewheeling diode serially connected power switch one has blocking state.

Im Folgenden wird zwischen einer „betrachteten Motorphase" und den jeweils „weiteren Motorphasen" unterschieden. Durch diese Sprachregelung soll ausgedrückt werden, dass durch Erfassung des Bestromungszustands einer gegebenen Freilaufdiode stets eine regelungsrelevante Größe ermittelt wird, die derjenigen Motorphase zugeordnet ist, in deren zugeordneten Phasenhalbbrücke die Freilaufdiode angeordnet ist. Diese Motorphase wird nachfolgend, zur Unterscheidung von den „weiteren Motorphasen", als „betrachtete Motorphase" bezeichnet. Diese Sprachregelung ist jedoch nicht im Sinne einer Festlegung auf eine bestimmte, physikalische Motorphase zu verstehen. Vielmehr wird in bevorzugter Ausführung der Bestromungszustand jeweils einer Freilaufdiode einer jeden Phasenhalbbrücke erfasst, so dass, je nach Bezugnahme, eine jede Motorphase die „betrachtete Motorphase" sein kann.in the The following is between a "considered Motor phase "and each "further Motor phases "distinguished. By this language regulation is to be expressed that by detection the energization state of a given freewheeling diode always one determining the size of the regulation, which is associated with that motor phase, in the associated Phase half bridge the freewheeling diode is arranged. This engine phase will be below, to distinguish it from the "other Motor phases "as" considered Motor phase ". However, this language is not in the sense of a definition to understand a specific, physical engine phase. Much more is in a preferred embodiment the current status of each freewheeling diode of each phase half-bridge is detected, so that, depending on the reference, each engine phase "considered Engine phase " can.

Der Bestromungszustand der Freilaufdiode wird in einer zweckmäßigen Verfahrensvariante durch einen direkten Stromsensor, insbesondere einen der Freilaufdiode über seine Basis-Emitter-Strecke seriell geschalteten Bipolartransistor erfasst. In einer gleichermaßen bevorzugten alternativen Verfahrensvariante wird der Bestromungszustand der Freilaufdiode, z.B. mittels einer Komparatorschaltung, indirekt anhand einer über der Freilaufdiode abfallenden Referenzspannung bestimmt. Die indirekte Erfassung des Bestromungszustandes eignet sich insbesondere für vergleichsweise hohe Antriebsleistungen, zumal die indirekte Erfassung des Bestromungszustandes im Wesentlichen verlustlos erfolgt.Of the Bestromungszustand the freewheeling diode is in an appropriate method variant by a direct current sensor, in particular one of the freewheeling diode via its Base-emitter junction serially connected bipolar transistor detected. In one alike preferred alternative process variant is the Bestromungszustand the freewheeling diode, e.g. by means of a comparator circuit, indirectly using an over the freewheeling diode sloping reference voltage determined. Indirect capture the Bestromungszustandes is particularly suitable for comparatively high drive power, especially as the indirect detection of the current state essentially lossless.

Diese Referenzspannung entspricht erkanntermaßen der (in Durchlassrichtung abfallenden) Flussspannung der Freilaufdiode, wenn diese bestromt ist. Ist die Freilaufdiode dagegen stromlos, so entspricht die Referenzspannung während der Einzeit der (in Sperrrichtung der Freilaufdiode abfallenden) Sättigungsspannung des parallel geschalteten Leistungsschalters. Die Referenzspannung ändert somit bei einer Änderung des Bestromungszustandes der Freilaufdiode das Vorzeichen, wodurch der Bestromungszustand der Freilaufdiode und eine Änderung desselben mit schaltungstechnisch besonders einfachen und damit insbesondere kostengünstigen Mitteln erkennbar ist.These Reference voltage corresponds to recognized (in the forward direction falling) forward voltage of the freewheeling diode when energized is. On the other hand, if the free-wheeling diode is de-energized, then the reference voltage corresponds while the time of the (falling in the reverse direction of the freewheeling diode) saturation voltage of the parallel circuit breaker. The reference voltage thus changes in case of a change the Bestromungszustandes the freewheeling diode the sign, whereby the Bestromungszustand the freewheeling diode and a change the same with circuitry particularly simple and thus especially cost-effective Means is recognizable.

Bevorzugt wird der Bestromungszustand der niederpotentialseitigen, d.h. der zwischen einer Phasenanschlussklemme und dem Minuspol angeordneten Freilaufdiode einer Phasenhalbbrücke bestimmt. Dies ist insbesondere unter dem Aspekt zweckmäßig, dass der Minuspol üblicherweise als Systemmasse herangezogen wird, auf die auch die Steuerungslogik einer Motoransteuerung gewöhnlicherweise bezogen ist. Grundsätzlich kann aber zusätzlich oder alternativ hierzu auch der Bestromungszustand der hochpotentialseitigen Freilaufdiode erfasst werden.Prefers the energization state of the low potential side, i. of the arranged between a phase terminal and the negative terminal Freewheeling diode of a half-phase bridge certainly. This is particularly useful from the aspect that the negative pole usually is used as the system mass, to which also the control logic a motor control usually is related. in principle but in addition or Alternatively, the energization state of the high potential side Freewheeling diode can be detected.

Als regelungsrelevante Größe wird in einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens die Flussrichtung des in der betrachteten Motorphase fließenden Motorphasenstroms bestimmt. Eine niederpotentialseitig angeordnete Freilaufdiode ist während der Einzeit erkanntermaßen dann bestromt, wenn die Flussrichtung des zugeordneten Motorphasenstroms positiv ist, d.h. wenn der Motorstrom auf den Motor zufließt. Bei negativer Flussrichtung des Motorphasenstroms ist die Freilaufdiode dagegen unbestromt. Der Bestromungszustand einer hochpotentialseitigen Freilaufdiode verhält sich hierzu genau entgegengesetzt.When becomes regulation-relevant variable in a preferred embodiment of the method, the flow direction of the considered in the engine phase flowing Motor phase current determined. A low potential side arranged Free-wheeling diode is during the At one time recognized then energized when the flow direction of the associated motor phase current positive is, i. when the motor current flows to the motor. at negative flow direction of the motor phase current is the freewheeling diode however, without power. The Bestromungszustand a high potential side freewheeling diode behave exactly opposite to this.

Vorzugsweise wird der Bestromungszustand der Freilaufdiode fortlaufend, d.h. während einer jeden Einzeit kontinuierlich oder zeitdiskret mit einer vorgegebenen Abtastrate überwacht, um Nulldurchgänge, d.h. Flussrichtungswechsel des Motorphasenstroms zu erkennen. Als für einen Nulldurchgang charakteristische Größen werden hierbei insbesondere der Zeitpunkt, zu dem der Nulldurchgang stattfindet, sowie optional ein dem Nulldurchgang zugeordnetes Vorzeichen erfasst. Ein Nulldurchgang wird hierbei positiv notiert, wenn der Motorphasenstrom von negativer Flussrichtung zu positiver Flussrichtung wechselt. Ein Flussrichtungswechsel von positiv zu negativ wird entsprechend als negativer Nulldurchgang bezeichnet. Aus den ermittelten Nulldurchgängen des Motorphasenstroms werden optional abgeleitete Größen wie die Frequenz des Motorphasenstroms und/oder die Phasenlage des Motorphasenstroms zu einem beliebigen Zeitpunkt bestimmt.Preferably the energization state of the freewheeling diode is continuously, i. while each one time continuously or time discretely with a predetermined Sample rate monitored, around zero crossings, i.e. Detect flow direction change of the motor phase current. When for one Zero-crossing characteristic quantities become particular here the time at which the zero crossing occurs and optionally detects a sign associated with the zero crossing. A zero crossing is noted positive, if the motor phase current of negative Flow direction to positive flow direction changes. A flow direction change from positive to negative will be defined as a negative zero crossing designated. From the determined zero crossings of the motor phase current will be optionally derived quantities like the frequency of the motor phase current and / or the phase position of the motor phase current determined at any time.

Zusätzlich oder alternativ zu der Flussrichtung des Motorphasenstroms wird in einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens als weitere regelungsrelevante Größe das Vorzeichen einer in die betrachtete Motorphase induzierten Back-EMF-Spannung anhand des Bestromungszustandes der Freilaufdiode bestimmt. Hierzu wird während einer Einzeit einer betrachteten Motorphase, insbesondere nach Abkommuteirung des betreffenden Motorphasenstroms, ein so genannter Nullvektorzustand hergestellt, im Zuge dessen alle Motorphasen auf einen gemeinsamen Pol des Spannungszwischenkreises geklemmt werden, so dass an die weiteren Motorphasen ein Klemmenpotential angelegt wird, das dem Klemmenpotential der betrachteten Motorphase im Wesentlichen entspricht. Wird der Bestromungszustand der niederpotentialseitigen Freilaufdiode bestimmt, so wird der Nullvektorzustand insbesondere realisiert, indem alle Motorphasen auf den Minuspol geklemmt werden.Additionally or alternatively to the flow direction of the motor phase current is in a advantageous embodiment of the procedure as further regulation-relevant size the sign of an in the considered motor phase induced back EMF voltage the Bestromungszustandes the freewheeling diode determined. For this purpose is while a one-time of a considered engine phase, especially after Abkommuteirung of the relevant motor phase current, a so-called zero vector state manufactured in the course of which all motor phases on a common Pole of the voltage intermediate circuit are clamped, so that to the another motor phases, a terminal potential is applied, which is the Terminal potential of the considered engine phase substantially corresponds. If the Bestromungszustand the low potential side freewheeling diode determined, the zero vector state is realized in particular, by clamping all motor phases to the negative pole.

Während des auf den Minuspol bezogenen Nullvektorzustands ist im Grenzfall eines geringen Motorphasenstroms das der betrachteten Motorphase zugeordnete Klemmenpotential gegenüber dem Massenpotential dann positiv, wenn die zugehörige Back-EMF-Spannung ein positives Vorzeichen aufweist. Entsprechend ist die niederpotentialseitige Freilaufdiode in diesem Fall stromlos. Umgekehrt ist die niederpotentialseitige Freilaufdiode dann bestromt, wenn die Back-EMF-Spannung ein negatives Vorzeichen aufweist.During the the zero pole state related to the negative pole is in the limit of one low motor phase current associated with the considered motor phase Terminal potential opposite the mass potential then positive if the associated back EMF voltage on has positive sign. Accordingly, the low-potential side freewheeling diode in this case de-energized. Conversely, the low potential side Freewheeling diode then energized when the back EMF voltage has a negative sign having.

Das Vorzeichen der Back-EMF-Spannung kann äquivalenterweise auch anhand des Bestromungszustandes einer hochpotentialseitigen Freilaufdiode ermittelt werden. Hierbei werden zur Herstellung des Nullvektorzustandes alle Motorphasen auf den Pluspol geklemmt. Die hochpotentialseitige Freilaufdiode ist bei positivem Vorzeichen der Back- EMF-Spannung bestromt und bei negativem Vorzeichen der Back-EMF-Spannung stromlos.The Sign of the back EMF voltage can equivalently also be based on the Bestromungszustandes a high potential side freewheeling diode be determined. Here are used to produce the zero vector state all motor phases are clamped on the positive pole. The high potential side freewheeling diode is energized with a positive sign of the back EMF voltage and with a negative sign the back EMF voltage is de-energized.

Bevorzugt werden als regelungsrelevante Größen sowohl die Flussrichtung des Motorphasenstroms als auch das Vorzeichen der Back-EMF-Spannung in der betrachteten Motorphase bestimmt. Die Bestimmung des Vorzeichens der Back-EMF-Spannung wird hierbei vorteilhafterweise immer dann vorgenommen, wenn zuvor ein Nulldurchgang des Motorphasenstroms erkannt wurde. Durch diese mit dem Nulldurchgang des Motorphasenstroms quasi-simultane Bestimmung des Vorzeichens der Back-EMF-Spannung wird gleichzeitig Information über eine qualitative Phasenverschiebung zwischen dem Motorphasenstrom und der Back-EMF-Spannung gewonnen, d.h. es kann festgestellt werden, ob die Back-EMF-Spannung dem Motorstrom nach- oder vorauseilt. Die Information über diese qualitative Phasenverschiebung wird in einer insbesondere bei einem Synchronmotor vorteilhaften Ausführung des Verfahrens als Regelgröße zur Phasenangleichung des Motorphasenstroms an die Back-EMF-Spannung herangezogen.Prefers are considered regulatory variables both the flow direction of the motor phase current as well as the sign determines the back EMF voltage in the considered motor phase. The Determining the sign of the back-EMF voltage is hereby always advantageous then made, if previously a zero crossing of the motor phase current was detected. Through this with the zero crossing of the motor phase current quasi-simultaneous determination of the sign of the back EMF voltage is simultaneous information about a qualitative phase shift between the motor phase current and the back EMF voltage recovered, i. it can be stated whether the back EMF voltage is lagging or leading the motor current. The information about this qualitative phase shift is in a particular in a synchronous motor advantageous embodiment of the method as a control variable for phase matching of the motor phase current to the back EMF voltage.

Um vor Herstellung des Nullvektorzustandes den in der Motorphase fließenden Motorstrom zu eliminieren, wird dem Nullvektorzustand zweckmäßigerweise ein Abkommutierungszustand vorausgeschaltet. Während des Abkommutierungszustandes wird die der betrachteten Motorphase zugeordnete Phasenhalbbrücke hochohmig geschaltet. Mit anderen Worten werden beide Leistungsschalter dieser Phasenhalbbrücke vorübergehend sperrend angesteuert. An die weiteren Motorphasen wird gleichzeitig ein Klemmenpotential angelegt, das dem Motorphasenstrom in der betrachteten Motorphase entgegenwirkt. Fließt der Motorphasenstrom in der betrachteten Motorphase also in positive Flussrichtung, so wird an die weiteren Motorphasen im Wesentlichen das Betriebspotential angelegt. Entsprechend werden die weiteren Motorphasen auf Masse gelegt, wenn zu Beginn des Abkommutierungszustandes der Motorphasenstrom in der betrachteten Motorphase in negative Flussrichtung floss.Around before producing the zero vector state, the motor current flowing in the motor phase to eliminate, the null vector state expediently preceded by a Abkommutierungszustand. During the Abkommutierungszustandes is the phase half-bridge associated with the considered motor phase has a high impedance connected. In other words, both power switches of this phase half-bridge become temporary locking activated. At the other engine phases is simultaneously a clamping potential applied to the motor phase current in the considered Motor phase counteracts. flows the motor phase current in the considered motor phase thus in positive Flow direction, so is the other motor phases substantially created the operating potential. Accordingly, the others Motor phases grounded when at the beginning of Abkommutierungszustandes the Motor phase current in the considered motor phase in negative flow direction raft.

Bezüglich der zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens vorgesehenen Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 10. Danach umfasst die Vorrichtung eine Brückenschaltung zur Ansteuerung eines mehrphasigen elektronisch kommutierten Motors. Die Brückenschaltung umfasst zu jeder Motorphase eine zugeordnete Phasenhalbbrücke, in welcher bezüglich einer Phasenanschlussklemme ein hochpotentialseitig angeordneter Leistungsschalter und ein niederpotentialseitig angeordneter Leistungsschalter angeordnet sind. Jedem Leistungsschalter ist hierbei eine Freilaufdiode parallel geschaltet. Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Steuereinheit, die zur Ansteuerung der Leistungsschalter der Brückenschaltung ausgebildet ist.Regarding the to carry out of the method described above the object is achieved by the features of claim 10. Thereafter, the device comprises a bridge circuit for controlling a multiphase electronically commutated motor. The bridge circuit includes an associated phase half-bridge for each motor phase, in FIG which respect a phase connection terminal a high potential side arranged Circuit breaker and a low potential side arranged circuit breaker are arranged. Each circuit breaker is in this case a freewheeling diode connected in parallel. The device further comprises a control unit, which is designed to control the power switch of the bridge circuit.

Erfindungsgemäß ist hierbei einer Freilaufdiode mindestens einer Phasenhalbbrücke eine Sensorschaltung zugeordnet, die dazu ausgebildet ist, während einer Einzeit gemäß obiger Definition den Bestromungszustand der Freilaufdiode zu ermitteln. Der Steuereinheit ist von der Sensorschaltung ein den Bestromungszustand kennzeichnender Ausgabewert zugeführt, anhand dessen die Steuereinheit nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren eine regelungsrelevante Größe, insbesondere die Flussrichtung des Motorphasenstroms, das Vorzeichen der Back-EMF-Spannung oder eine hieraus abgeleitete Größe bestimmt.According to the invention here is a freewheeling diode at least one phase half-bridge a Assigned sensor circuit, which is adapted during a One time according to the above Definition to determine the Bestromungszustand the freewheeling diode. Of the Control unit is the current from the sensor circuit indicative output value supplied, based on which the control unit after the method described above a control-relevant variable, in particular the flow direction of the motor phase current, the sign of the back EMF voltage or a quantity derived therefrom.

Zweckmäßigerweise ist die Sensorschaltung einer niederpotentialseitig angeordneten Freilaufdiode zugeordnet. Bevorzugt ist der niederpotentialseitigen Freilaufdiode einer jeden Phasenhalbbrücke eine Sensorschaltung zugeordnet.Conveniently, is the sensor circuit of a low potential side arranged Freewheeling diode assigned. The lower potential side is preferred Free-wheeling diode associated with each phase half-bridge, a sensor circuit.

Für eine direkte Messung des Bestromungszustandes der Freilaufdiode umfasst die Sensorschaltung in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung einen Bipolartransistor, der über seine Basis-Emitter-Strecke der Freilaufdiode seriell geschaltet ist. In einer alternativen Ausführung der Erfindung umfasst die Sensorschaltung zur indirekten Messung des Bestromungszustandes einen Komparator, dem zur Erfassung der über der Freilaufdiode abfallenden Referenzspannung ein anodenseitiges Diodenpotential und ein kathodenseitiges Diodenpotential der Freilaufdiode zugeführt ist.For a direct Measurement of the Bestromungszustandes the freewheeling diode includes the sensor circuit in a preferred embodiment of the invention, a bipolar transistor, via its base-emitter path the freewheeling diode is connected in series. In an alternative execution The invention comprises the sensor circuit for indirect measurement of the Bestromungszustandes a comparator, to capture the above Free-wheeling diode sloping reference voltage an anode-side diode potential and a cathode-side diode potential of the freewheeling diode is supplied.

In einer schaltungstechnisch besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Sensorschaltung zusammen mit der zugeordneten Freilaufdiode und dem der letzteren parallel geschalteten Leistungsschalter in einem gemeinsamen, insbesondere monolithisch ausgeführten Bauteil integriert, das als 4-Pol realisiert ist, d.h. zusätzlich zu den drei Eingängen des Leistungsschalters einen der Sensorschaltung zugeordneten Sensorausgang umfasst, an welchem das Ausgabesignal abgreifbar ist. Dieser Sensorausgang ist insbesondere als Open-Kollektor-Ausgang ausgeführt. Ein Open-Kollektor-Ausgang stellt anstelle eines aktiven Spannungssignals einen passiven Widerstandswert zur Kennzeichnung eines Signalzustandes zur Verfügung.In a circuitally particularly advantageous embodiment of the invention, the sensor circuit together with the associated freewheeling diode and the latter connected in parallel circuit breaker in a common, in particular integrated monolithic running component, which is realized as a 4-pole, ie in addition to the three inputs of the circuit breaker comprises a sensor circuit associated sensor output, on which the output signal can be tapped. This sensor output is designed in particular as an open-collector output. An open-collector output provides a passive resistance value instead of an active voltage signal to indicate a signal condition.

Die mit der Erfindung verknüpften Vorteile bestehen insbesondere darin, das mittels eines gemeinsamen Messprinzips, nämlich der Erfassung des Bestromungszustandes einer Freilaufdiode während des für die oben definierte Einzeit charakteristischen Schaltzustands, auf schaltungstechnisch besonders einfache und somit kostengünstige Weise regelungsrelevante Größen wie die Flussrichtung eines Motorphasenstroms und/oder das Vorzeichen einer Back-EMF-Spannung ermittelt werden können. Derartige Einzeiten treten bei einer gewöhnlichen Motoransteuerung von Haus aus und mit messtechnisch hinreichend großer Dauer auf, so dass insbesondere die Flussrichtung des Motorphasenstroms unproblematisch im Normalbetrieb des Motors bestimmbar ist. In Hinblick auf eine Erfassung der Back-EMF-Spannung ist das vorstehend beschriebene Messprinzip insbesondere insofern vorteilhaft, als die Messung der Back-EMF-Spannung während eines Nullvektorzustands erfolgt. Ein derartiger Nullvektorzustand wird typischerweise bei jedem Taktzyklus der Leistungsschalter einmal durchlaufen.The associated with the invention Benefits consist in particular in the means of a common Measuring principle, namely the detection of the Bestromungszustandes a freewheeling diode during the for the above-defined one-time characteristic switching state, on circuit technology particularly simple and thus cost-effective way control relevant Sizes like the flow direction of a motor phase current and / or the sign a back EMF voltage can be determined. Such one-times occur in a normal motor control from home and with metrologically sufficiently long duration on, so that in particular the flow direction of the motor phase current unproblematic can be determined during normal operation of the engine. In terms of one Detection of back EMF voltage is as described above Measuring principle in particular advantageous insofar as the measurement of Back EMF voltage during of a zero vector state. Such a zero vector state Typically, at each clock cycle, the power switch is turned on once run through.

Zur konstruktiven Vereinfachung der Steuervorrichtung trägt insbesondere bei, dass die Flussrichtung des Motorphasenstroms und das Vorzeichen der Back-EMF-Spannung mit ein und derselben Sensorschaltung detektiert werden. Diese erlaubt trotz einfachem schaltungstechnischem Aufbau eine hochpräzise Messung, so dass insbesondere auch die vergleichsweise schwache, durch den Remanenzmagnetismus des Rotoreisens verursachte Back-EMF-Spannung eines Asynchronmotors sicher gemessen wird. Das Verfahren und die zugehörige Vorrichtung ist ebenso vorteilhaft auch bei einem Synchronmotor, insbesondere zur Phasenangleichung der Motorphasenströme an die Back-EMF-Spannung einsetzbar.to constructive simplification of the control device contributes in particular in that the flow direction of the motor phase current and the sign detects the back EMF voltage with one and the same sensor circuit become. This allows despite simple circuit design a high precision Measurement, so that in particular the comparatively weak, Back EMF voltage caused by the remanent magnetism of the rotor iron An asynchronous motor is measured safely. The procedure and the associated device is also advantageous in a synchronous motor, in particular for phase matching the motor phase currents to the back EMF voltage used.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:following Be exemplary embodiments of Invention explained in more detail with reference to a drawing. Show:

1 in einem schematisch vereinfachten Blockschaltbild eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines dreiphasigen, elektronisch kommutierten Motors, mit einer wechselrichterseitigen Brückenschaltung und einer diese ansteuernden Steuereinheit, 1 in a schematically simplified block diagram, a device for controlling a three-phase, electronically commutated motor, with an inverter-side bridge circuit and a controlling this control unit,

2 in einem elektronischen Schaltbild einen Leistungsschalter und eine parallel geschaltete Freilaufdiode der Brückenschaltung gemäß 1 mit einer als Komparatorschaltung ausgeführten Sensorschaltung zur Erfassung des Bestromungszustandes der Freilaufdiode, 2 in an electronic circuit diagram, a power switch and a parallel-connected freewheeling diode of the bridge circuit according to 1 with a sensor circuit designed as a comparator circuit for detecting the energization state of the freewheeling diode,

3 in Darstellung gemäß 2 eine alternative Ausführung der Sensorschaltung, 3 in illustration according to 2 an alternative embodiment of the sensor circuit,

4 bis 6 in Darstellung gemäß 2 weitere Ausführungen der Sensorschaltung, 4 to 6 in illustration according to 2 further embodiments of the sensor circuit,

7 in einem schematischen Diagramm für jede der drei Motorphasen den zeitlichen Verlauf des Motorphasenstroms, des Klemmenpotentials sowie der Phasenspannung bei einer sogenannten „Fiat Bottom-Modulation", 7 in a schematic diagram for each of the three motor phases, the time profile of the motor phase current, the terminal potential and the phase voltage in a so-called "Fiat bottom modulation",

8 in einem Diagramm mit gegenüber 7 verfeinerter Zeitskala Zeitausschnitte Va und Vb des Diagramms gemäß 7, 8th in a diagram with opposite 7 refined time scale Time segments Va and Vb of the diagram according to 7 .

9 in Darstellung gemäß 7 den zeitlichen Verlauf der Motorphasenströme, Klemmenpotentiale und Phasenspannungen bei einer sogenannten „zentrischen Modulation" sowie zusätzlich den zeitlichen Verlauf der in eine jede Motorphase induzierten Back-EMF-Spannung, 9 in illustration according to 7 the time profile of the motor phase currents, terminal potentials and phase voltages in a so-called "centric modulation" and in addition the time course of the back EMF voltage induced in each motor phase,

10 in Darstellung gemäß 8 Zeitausschnitte VIIa und VIIb des Diagramms gemäß 9 in verfeinerter Zeitauflösung. 10 in illustration according to 8th Time segments VIIa and VIIb of the diagram according to 9 in refined time resolution.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts and sizes are always provided with the same reference numerals in all figures.

1 zeigt in einem schematisch vereinfachten Blockschaltbild eine Vorrichtung 1 zur Regelung eines dreiphasigen, elektronisch kommutierten Motors 2. Bei dem Motor 2 handelt es sich exemplarisch um einen bürstenlosen Synchrornmotor mit Permanentmagnet. Das nachfolgend beschriebene Verfahren und die zugehörige Vorrichtung 1 sind aber auch zur Regelung anderer Motortypen einsetzbar, insbesondere bei einem Asynchronmotor oder einem Reluktanz-Synchronmotor. 1 shows in a schematically simplified block diagram a device 1 for controlling a three-phase, electronically commutated motor 2 , At the engine 2 is an example of a brushless synchronous motor with permanent magnet. The method described below and the associated device 1 but are also used to control other types of motors, especially in an asynchronous motor or a reluctance synchronous motor.

Die Vorrichtung 1 umfasst eine wechselrichterseitige Brückenschaltung 3, die von einer Gleichspannungsquelle 4 über einen Spannungszwischenkreis 5 spannungsversorgt wird. Die Brückenschaltung 3 umfasst drei Phasenhalbbrücken 6a, 6b, 6c, die in Parallelschaltung jeweils zwischen einen Pluspol 7 und einen Minuspol 8 des Spannungszwischenkreises 5 geschaltet sind. Jede Phasenhalbbrücke 6a, 6b, 6c weist an einem Mittelabgriff eine Phasenanschlussklemme 9a, 9b, 9c auf. Der Phasenanschlussklemme 9a, 9b, 9c und dem Pluspol 7 ist innerhalb der jeweiligen Phasenhalbbrücke 6a, 6b, 6c ein hochpotentialseitiger Leistungsschalter 10a, 10b, 10c zwischengeschaltet. Ebenso ist der jeweiligen Phasenanschlussklemme 9a, 9b, 9c und dem Minuspol 8 innerhalb der jeweiligen Phasenhalbbrücke 6a, 6b, 6c ein niederpotentialseitiger Leistungsschalter 11a, 11b, 11c zwischengeschaltet. Die Leistungsschalter 10a, 10b, 10c und 11a, 11b, 11c sind als Halbleiterschaltelemente, insbesondere IGBTs oder MOFETs ausgebildet. Jedem hochpotentialseitigem Leistungsschalter 10a, 10b, 10c ist eine hochpotentialseitige Freilaufdiode 12a, 12b, 12c parallel geschaltet. Ebenso ist jedem niederpotentialseitigen Leistungsschalter 11a, 11b, 11c eine zugehörige niederpotentialseitige Freilaufdiode 13a, 13b, 13c parallel geschaltet. Die Freilaufdioden 12a, 12b, 12c und 13a, 13b, 13c sind jeweils mit ihrer Durchlassrichtung auf den Pluspol 7 ausgerichtet und somit bezüglich des Potentialgefälles zwischen Pluspol 7 und Minuspol 8 in Sperrrichtung geschaltet.The device 1 includes an inverter-side bridge circuit 3 that from a DC source 4 via a voltage intermediate circuit 5 is supplied with electricity. The bridge circuit 3 includes three phase half bridges 6a . 6b . 6c , which in parallel between each positive pole 7 and a negative pole 8th of the voltage intermediate circuit 5 are switched. Each phase half-bridge 6a . 6b . 6c has a phase at a tap connecting terminal 9a . 9b . 9c on. The phase connection terminal 9a . 9b . 9c and the positive pole 7 is within the respective phase half-bridge 6a . 6b . 6c a high potential side circuit breaker 10a . 10b . 10c interposed. Likewise, the respective phase connection terminal 9a . 9b . 9c and the negative pole 8th within the respective phase half-bridge 6a . 6b . 6c a low potential side circuit breaker 11a . 11b . 11c interposed. The circuit breakers 10a . 10b . 10c and 11a . 11b . 11c are designed as semiconductor switching elements, in particular IGBTs or MOFETs. Each high potential side circuit breaker 10a . 10b . 10c is a high-potential side freewheeling diode 12a . 12b . 12c connected in parallel. Likewise, each low potential side circuit breaker 11a . 11b . 11c an associated low potential side freewheeling diode 13a . 13b . 13c connected in parallel. The freewheeling diodes 12a . 12b . 12c and 13a . 13b . 13c are each with their forward direction to the positive pole 7 aligned and thus with respect to the potential gradient between positive pole 7 and negative pole 8th switched in the reverse direction.

Mit der Phasenanschlussklemme 9a, 9b, 9c einer jeden Phasenhalbbrücke 6a, 6b, 6c ist eine zugehörige Motorphase 15a, 15b, 15c des Motors 2 kontaktiert, der hier exemplarisch in Sternschaltung ausgeführt ist. Jede Motorphase 15a, 15b, 15c umfasst eine Erregerwicklung 16a, 16b, 16c, die in einem Stator 17 des Motors 2 angeordnet ist. Die Motorphasen 15a, 15b, 15c sind innerhalb des Stators 17 in einem Sternpunkt 18 zusammengeschlossen. Der Motor 2 umfasst weiterhin einen innnerhalb des Stators 17 rotierbar gelagerten Rotor 19, der insbesondere einen (nicht näher dargestellten) Permanentmagneten umfasst.With the phase connection terminal 9a . 9b . 9c each phase half-bridge 6a . 6b . 6c is an associated engine phase 15a . 15b . 15c of the motor 2 contacted, which is here exemplified in star connection. Every engine phase 15a . 15b . 15c includes a field winding 16a . 16b . 16c in a stator 17 of the motor 2 is arranged. The motor phases 15a . 15b . 15c are inside the stator 17 in a star point 18 together. The motor 2 further includes an inside of the stator 17 rotatably mounted rotor 19 in particular comprising a permanent magnet (not shown).

Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Steuereinheit 20, die insbesondere als logische elektronische Schaltung ausgebildet ist. Die Steuereinheit 20 umfasst ein Schaltmodul 21 zur Aufsteuerung bzw. Zusteuerung der Leistungsschalter 10a, 10b, 10c und 11a, 11b, 11c. Das Schaltmodul 21 ist hierzu über jeweils eine entsprechende Steuerleitung 22 mit dem Gate-Eingang eines jeden Leistungsschalters 10a, 10b, 10c und 11a, 11b, 11c verbunden.The device 1 further comprises a control unit 20 , which is designed in particular as a logical electronic circuit. The control unit 20 includes a switching module 21 for controlling or controlling the circuit breaker 10a . 10b . 10c and 11a . 11b . 11c , The switching module 21 this is via a corresponding control line 22 with the gate input of each circuit breaker 10a . 10b . 10c and 11a . 11b . 11c connected.

Zur Ermittlung einer (nachfolgend näher beschriebenen) Regelgröße R umfasst die Steuereinheit 20 weiterhin ein Auswertemodul 23. Das Auswertemodul 23 ist hierbei dazu ausgebildet, die Regelgröße R anhand des (stromlosen oder strombehafteten) Bestromungszustands Z einer jeden niederpotentialseitigen Freilaufdiode 13a,13b,13c zu bestimmen. Zur Erfassung des Bestromungszustands Z ist jeder der niederpotentialseitigen Freilaufdioden 13a, 13b, 13c eine Sensorschaltung 24a, 24b, 24c zugeordnet, die ein den Bestromungszustand Z spezifizierendes Ausgabesignal SZ über eine jeweilige Erfassungsleitung 25 dem Auswertemodul 23 zuführt. Das Auswertemodul 23 und Schaltmodul 21 sind zum Austausch von Steuersignalen SC verbunden.For determining a controlled variable R (described in more detail below), the control unit comprises 20 furthermore an evaluation module 23 , The evaluation module 23 In this case, the controlled variable R is designed on the basis of the (currentless or current-carrying) energization state Z of each freewheeling diode on the low potential side 13a . 13b . 13c to determine. For detecting the energization state Z, each of the low potential side freewheeling diodes 13a . 13b . 13c a sensor circuit 24a . 24b . 24c associated with the current state Z specifying output signal S Z via a respective detection line 25 the evaluation module 23 supplies. The evaluation module 23 and switching module 21 are connected to exchange control signals S C.

Ein niederpotentialseitiger Leistungsschalter 11, der exemplarisch für einen beliebigen Leistungsschalter 11a, 11b, 11c gemäß 1 steht, ist in den 2 und 3 zusammen mit der parallelgeschalteten Freilaufdiode 13 (entsprechend einer der Freilaufdioden 13a, 13b, 13c aus 1) und der dieser zugeordneten Sensorschaltung 24 (entsprechend einer der Sensorschaltungen 24a, 24b, 24c aus 1) vergrößert dargestellt. Die Sensorschaltung 24 ist in einer ersten Ausführung gemäß 2 als Komparatorschaltung ausgebildet. Die Sensorschaltung 24 umfasst hierbei einen Komparator 30, der über seine Eingänge 31 und 32 der jeweiligen Freilaufdiode 13 parallelgeschaltet ist, so dass der Eingang 31 mit einem anodenseitiges Diodenpotential φ_ und der Eingang 32 mit einem kathodenseitiges Diodenpotential φ+ belegt ist. Der Komparator 30 vergleicht die anliegenden Diodenpotentiale φ und φ+ und gibt an einem Ausgang 33 das Ausgabesignal SZ in Form eines logischen Signals aus, dessen Wert von dem Größenverhältnis der Diodenpotentiale φ und φ+, und somit von dem Vorzeichen einer über der Freilaufdiode 13 abfallenden Referenzspannung UR = (φ+ – φ) abhängt. Der Bestromungszustand Z wird hierbei indirekt über das Vorzeichen der Referenzspannung UR bestimmt. Ist die Freilaufdiode 13 bestromt, so entspricht die Referenzspannung UR der in Durchlassrichtung abfallenden und somit negativen Flussspannung der Freilaufdiode 13. Ist die Freilaufdiode 13 unbestromt, so ist die über ihr abfallende Referenzspannung UR positiv.A low potential side circuit breaker 11 , which is exemplary for any circuit breaker 11a . 11b . 11c according to 1 is in the 2 and 3 together with the freewheeling diode connected in parallel 13 (corresponding to one of the free-wheeling diodes 13a . 13b . 13c out 1 ) and the associated sensor circuit 24 (corresponding to one of the sensor circuits 24a . 24b . 24c out 1 ) shown enlarged. The sensor circuit 24 is in a first embodiment according to 2 designed as a comparator circuit. The sensor circuit 24 hereby includes a comparator 30 , over his entrances 31 and 32 the respective freewheeling diode 13 is connected in parallel, so the input 31 with an anode-side diode potential φ_ and the input 32 is occupied by a cathode-side diode potential φ + . The comparator 30 compares the applied diode potentials φ - and φ + and outputs at one output 33 the output signal S Z in the form of a logic signal whose value of the size ratio of the diode potentials φ - and φ + , and thus the sign of one over the freewheeling diode 13 decreasing reference voltage U R = (φ + - φ - ) depends. The energization state Z is determined indirectly via the sign of the reference voltage U R. Is the freewheeling diode 13 energized, the reference voltage U R corresponds to the forward voltage and thus negative forward voltage of the freewheeling diode 13 , Is the freewheeling diode 13 de-energized, so the falling over her reference voltage U R is positive.

Die Sensorschaltung 24 ist optional zusammen mit dem Schaltmodul 21 in einem gemeinsamen Treiberbaustein 34 integriert. In dieser Ausführung sind die Diodenpotentiale φ und φ+ an einen „COM"-Eingang 35 bzw. einen „Vs"-Eingang 36 des Treiberbausteins 34 angelegt, die bausteinintern mit den Eingängen 31 bzw. 32 des Komparators 30 kontaktiert sind. Das Ausgabesignal SZ ist an einem mit dem Ausgang 33 des Komparators 30 verschalteten „Sign"-Ausgang 37 des Treiberbausteins 34 abgreifbar. Ein „LO"-Eingang 38 des Treiberbausteins 34 ist über die zugehörige Steuerleitung 22 mit dem Gate-Eingang des niederpotentialseitigen Leistungsschalters 11 verbunden. Ein „HO"-Eingang 39 des Treiberbausteins 34 ist entsprechend mit dem Gate-Eingang des (in 2 nicht dargestellten) zugehörigen hochpotentialseitigen Leistungsschalters 10a, 10b, 10c verbunden. Die Eingänge 38 u. 39 sind (in nicht näher dargestellter Weise) bausteinintern mit dem Schaltmodul 21 verbunden.The sensor circuit 24 is optional together with the switching module 21 in a common driver block 34 integrated. In this embodiment, the diode potentials φ - and φ + are at a "COM" input 35 or a "Vs" input 36 of the driver block 34 created, the building block internally with the entrances 31 respectively. 32 of the comparator 30 are contacted. The output signal S Z is at one with the output 33 of the comparator 30 interconnected "Sign" output 37 of the driver block 34 tapped. An "LO" input 38 of the driver block 34 is via the associated control line 22 to the gate input of the low potential side circuit breaker 11 connected. A "HO" input 39 of the driver block 34 is corresponding to the gate input of the (in 2 not shown) associated high-potential side circuit breaker 10a . 10b . 10c connected. The inputs 38 u. 39 are (in a manner not shown) within the building block with the switching module 21 connected.

In einer alternativen Ausführung der Sensorschaltung 24 gemäß 3 wird der Bestromungszustand Z der Freilaufdiode 13 direkt gemessen. Hierzu ist der Freilaufdiode 13 ein Bipolartransistor 40 über dessen Basis-Emitter-Strecke 41 in Serie geschaltet. Das Ausgabesignal SZ ist hierbei an einem Mittelabgriff 42 einer Spannungsteilerschaltung 43 abgreifbar, die über einen Widerstand 44 mit einem Versorgungspotential VCC und über einen Widerstand 45 mit einem Kollektoreingang 46 des Bipolartransistors 40 verbunden ist. Die Basis-Emitter-Strecke 41 des Bipolartransistors 40 hat hierbei selbst die schaltungstechnischen Eigenschaften einer gleichsinnig mit der Freilaufdiode 13 ausgerichteten Diode. Der Bipolartransistor 40 kann hierdurch bei entsprechender Auslegung die Freilaufdiode 13 auch vollständig ersetzen.In an alternative embodiment of the sensor circuit 24 according to 3 becomes the Bestromungszustand Z of the freewheeling diode 13 measured directly. For this purpose, the freewheeling diode 13 a bipolar transistor 40 above its base-emitter route 41 connected in series. The output signal S Z is in this case at a center tap 42 a voltage divider circuit 43 tapped, which has a resistance 44 with a supply potential VCC and a resistor 45 with a collector entrance 46 of the bipolar transistor 40 connected is. The base-emitter line 41 of the bipolar transistor 40 in this case even has the circuit properties of a same direction with the freewheeling diode 13 aligned diode. The bipolar transistor 40 can thus with appropriate design, the freewheeling diode 13 also completely replace.

Optional sind der Leistungsschalter 11, die Freilaufdiode 13 und der Bipolartranistor 40 in einem gemeinsamen elektronischen Bauteil 47 kombiniert. Das Bauteil 47 ist als 4-Pol konzipiert. Es umfasst drei dem Leistungsschalter 11 zuzuordnende Anschlüsse 48, 49 und 50, von denen der Anschluss 48 zur Verbindung mit dem Minuspol 8, der Anschluss 49 als Steuereingang zur Verbindung mit dem Schaltmodul 21 und der Anschluss 50 zur Verbindung mit der jeweiligen Motorphasenklemme 9a, 9b, 9c vorgesehen ist. Das Bauteil 47 umfasst des Weiteren einen Sensorausgang 51, der mit dem Kollektoreingang 46 des Bipolartransistors 40 verbunden ist. Der Sensorausgang 51 hat die schaltungstechnischen Eigenschaften eines Open-Kollektor-Ausgangs und stellt einen in hochsensibler Weise von dem Bestromungszustand der Basis-Emitter-Strecke 41, und damit von dem Bestromungszustand Z der Freilaufdiode 13 abhängigen Widerstandswert zur Verfügung. Das Bauteil 47 ist bevorzugt monolithisch ausgeführt. Die Darstellung des Bipolartransistors 40 repräsentiert in diesem Fall kein separates Teil, sondern eine schaltungstechnische Charakteristik des Bauteils 47.Optional are the circuit breaker 11 , the freewheeling diode 13 and the bipolar transistor 40 in a common electronic component 47 combined. The component 47 is designed as a 4-pole. It includes three the circuit breaker 11 assignable connections 48 . 49 and 50 of which the connection 48 for connection to the negative pole 8th , the connection 49 as control input for connection to the switching module 21 and the connection 50 for connection to the respective motor phase terminal 9a . 9b . 9c is provided. The component 47 further includes a sensor output 51 , with the collector entrance 46 of the bipolar transistor 40 connected is. The sensor output 51 has the circuit properties of an open-collector output and provides a highly sensitive of the Bestromungszustand the base-emitter path 41 , and thus of the Bestromungszustand Z of the freewheeling diode 13 dependent resistance value available. The component 47 is preferably monolithic. The representation of the bipolar transistor 40 In this case, it does not represent a separate part, but a circuit-technical characteristic of the component 47 ,

Weitere Ausführungsformen der Sensorschaltung 24 sind in den 4 bis 6 dargestellt. Im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen gemäß 2 und 3 ist die Sensorschaltung 24 hier jeweils dem aus dem niederpotentialseitigen Leistungsschalter 11 und der zugeordneten Freilaufdiode 13 gebildeten Halbleiterbaustein und dem Minuspol 8 zwischengeschaltet.Further embodiments of the sensor circuit 24 are in the 4 to 6 shown. In contrast to the embodiments described above according to 2 and 3 is the sensor circuit 24 here in each case from the low potential side circuit breaker 11 and the associated freewheeling diode 13 formed semiconductor device and the negative pole 8th interposed.

Im Betrieb des Motors 2 wird durch Kommutierung der Motorphasen 15a, 15b, 15c, d.h. durch periodische Auf- bzw. Zusteuerung der Leistungsschalter 10a, 10b, 10c und 11a, 11b, 11c in jeder Motorphase 15a, 15b, 15c ein periodisch fluktuierender Motorphasenstrom Ia, Ib, Ic erzeugt, wobei – wie in 1 angedeutet – der Motorphasenstrom Ia der Motorphase 15a, der Motorphasenstrom Ib der Motorphase 15b und der Motorphasenstrom Ic der Motorphase 15c zugeordnet ist. Die Motorphasenströme Ia, Ib, Ic erzeugen im Stator 17 des Motors 2 ein rotierendes magnetisches Erregerfeld, das den Rotor 19 antreibt. Ein innerhalb einer Motorphase 15a,15b,15c auf den Motor 2 zufließender Motorphasenstrom Ia, Ib, Ic wird nachfolgend mit einem positiven Vorzeichen notiert. Ein positiver Motorphasenstrom Ia, Ib, Ic fließt somit entlang einer in 1 angedeuteten Flussrichtung 55. Entsprechend wird ein von dem Motor 2 wegfließender Motorphasenstrom Ia, Ib, Ic mit negativem Vorzeichen notiert. Ein entsprechender Motorphasenstrom Ia, Ib, Ic fließt somit in eine der Flussrichtung 55 entgegengesetzte Flussrichtung.In operation of the engine 2 is achieved by commutation of the motor phases 15a . 15b . 15c , ie by periodic opening or closing of the circuit breaker 10a . 10b . 10c and 11a . 11b . 11c in every engine phase 15a . 15b . 15c generates a periodically fluctuating motor phase current I a , I b , I c , wherein - as in 1 indicated - the motor phase current I a of the motor phase 15a , the motor phase current I b of the motor phase 15b and the motor phase current I c of the motor phase 15c assigned. The motor phase currents I a, I b, I c generate in the stator 17 of the motor 2 a rotating magnetic field exciting the rotor 19 drives. One within a motor phase 15a . 15b . 15c on the engine 2 incoming motor phase current I a , I b , I c is noted below with a positive sign. A positive motor phase current I a , I b , I c thus flows along a in 1 indicated flow direction 55 , Accordingly, one of the engine 2 wegfließender motor phase current I a , I b , I c recorded with a negative sign. A corresponding motor phase current I a , I b , I c thus flows in one of the flow direction 55 opposite flow direction.

Zur Steuerung der Phasenströme Ia, Ib, Ic wird durch Auf- bzw. Zusteuerung der Leistungsschalter 10a, 10b, 10c und 11a, 11b, 11c ein Klemmenpotential φa, φb, φc an der jeweils zugehörigen Phasenanschlussklemme 9a, 9b, 9c eingestellt.To control the phase currents I a , I b , I c is by raising or Zuseituerung the circuit breaker 10a . 10b . 10c and 11a . 11b . 11c a terminal potential φ a , φ b , φ c at the respectively associated phase terminal 9a . 9b . 9c set.

Der hochpotentialseitige Leistungsschalter 10a, 10b, 10c und der zugehörige niederpotentialseitige Leistungsschalter 11a, 11b, 11c einer jeden Phasenhalbbrücke 6a, 6b, 6c werden hierbei – sofern nicht explizit anders ausgeführt – stets antiparallel angesteuert, so dass innerhalb einer jeden Phasenhalbbrücke 6a,6b,6c jeweils ein Leistungsschalter 10a, 10b, 10c bzw. 11a, 11b, 11c einen leitenden Zustand aufweist, während der andere Leistungsschalter 10a, 10b, 10c bzw. 11a, 11b, 11c einen sperrenden Zustand aufweist. Ist der hochpotentialseitige Leistungsschalter 10a, 10b, 10c einer Phasenhalbbrücke 6a, 6b, 6c leitend, so entspricht das zugeordnete Klemmenpotential φa, φb, φc im Wesentlichen einem dem Pluspol 7 zugeordneten Betriebspotential φB. Ist dagegen der niederpotentialseitige Leistungsschalter 11a, 11b, 11c leitend, so entspricht das zugeordnete Klemmenpotential φa, φb, φc näherungsweise einem an dem Minuspol 8 abgreifbaren Massenpotential φM. Ein Wechsel des Schaltzustandes innerhalb einer Phasenhalbbrücke 6a, 6b, 6c erfolgt in der Regel quasi-simultan für beide Leistungsschalter 10a, 10b, 10c und 11a, 11b, 11c, genauer innerhalb der eingangs eingeführten Totzeit, die aufgrund ihrer geringen Dauer für die nachfolgenden Ausführungen aber vernachlässigbar ist. Die Ansteuerung der Motorphasen Ia, Ib, Ic wird durch das Schaltmodul 21 unter Anwendung einer Pulsweitenmodulation (PWM) vorgenommen. Dabei wird der hochpotentialseitige Leistungsschalter 10a, 10b, 10c der anzusteuernden Motorphase 15a, 15b, 15c durch eine Serie von Steuerpulsen P (7) angesteuert, die mit einer vorgegebenen Taktfrequenz aufeinander folgen. Die als Pulsweite bezeichnete Dauer eines jeden Steuerpulses P wird im Zuge des Regelungsverfahrens zwischen 0% und 100% der Taktdauer eines PWM-Taktes moduliert. Für die auf den Steuerpuls P folgende Zeitspanne eines PMW-Taktes ist der hochpotentialseitige Leistungsschalter 10a, 10b, 10c abgeschaltet, und die zugehörige Motorphase 15a, 15b, 15c durch Aufsteuerung des entsprechenden niederpotentialseitigen Leistungsschalters 11a, 11b, 11c auf den Minuspol 8 geklemmt. Bei der in 1 dargestellten Schaltungskonfiguration entspricht eine durch diesen Schaltzustand gekennzeichnete Zeitspanne einer Einzeit im Sinne der obigen Definition.The high potential side circuit breaker 10a . 10b . 10c and the associated low potential side circuit breaker 11a . 11b . 11c each phase half-bridge 6a . 6b . 6c These are - unless explicitly stated otherwise - always antiparallel driven, so that within each phase half-bridge 6a . 6b . 6c one circuit breaker each 10a . 10b . 10c respectively. 11a . 11b . 11c has a conductive state while the other power switch 10a . 10b . 10c respectively. 11a . 11b . 11c has a blocking state. Is the high potential side circuit breaker 10a . 10b . 10c a phase half-bridge 6a . 6b . 6c conductive, so the associated terminal potential φ a , φ b , φ c corresponds essentially to the positive pole 7 assigned operating potential φ B. In contrast, is the low-potential side circuit breaker 11a . 11b . 11c conductive, the associated terminal potential φ a , φ b , φ c corresponds approximately to one at the negative pole 8th tappable mass potential φ M. A change of the switching state within a phase half-bridge 6a . 6b . 6c is usually quasi-simultaneous for both circuit breakers 10a . 10b . 10c and 11a . 11b . 11c , more precisely, within the dead time introduced at the beginning, which is negligible due to its short duration for the subsequent embodiments. The control of the motor phases I a , I b , I c is through the switching module 21 using pulse width modulation (PWM). In this case, the high-potential side circuit breaker 10a . 10b . 10c the motor phase to be controlled 15a . 15b . 15c by a series of control pulses P ( 7 ), which follow one another at a predetermined clock frequency. The duration of each control pulse P, referred to as the pulse width, is modulated between 0% and 100% of the clock duration of a PWM clock in the course of the control method. For the following on the control pulse P period of a PMW clock is the high potential side circuit breaker 10a . 10b . 10c switched off, and the associated motor phase 15a . 15b . 15c by controlling the corresponding low potential side circuit breaker 11a . 11b . 11c on the negative pole 8th clamped. At the in 1 illustrated circuit configuration corresponds to a Period of time characterized by this switching state of a one-time within the meaning of the above definition.

Als Phasenspannung Ua, Ub, Uc wird nachfolgend der über den PWM-Takt gebildete zeitliche Mittelwert des entsprechenden Klemmenpotentials φa, φb, φc bezeichnet. Eine jede Phasenspannung Ua, Ub, Uc ist auf das Massenpotential φM bezogen und variiert zwischen 0V und dem Betriebspotential φB. Die Phasenspannung Ua, Ub, Uc ist hierbei direkt proportional zu der Pulsweite, mit welcher die entsprechende Motorphase 15a, 15b, 15c angesteuert wird.As the phase voltage U a , U b , U c below the time average of the corresponding terminal potential formed on the PWM clock φ a , φ b , φ c is referred to. Each phase voltage U a , U b , U c is based on the ground potential φ M and varies between 0V and the operating potential φ B. The phase voltage U a , U b , U c is in this case directly proportional to the pulse width, with which the corresponding motor phase 15a . 15b . 15c is controlled.

In der Praxis werden verschiedene Varianten der pulsweitenmodulierten Motoransteuerung eingesetzt, auf die das erfindungsgemäße Verfahren gleichermaßen anwendbar ist. Exemplarisch ist in 7 eine sogenannte „Fiat Bottom"-Modulation dargestellt. 7 zeigt in einem Diagramm gegen die Zeit t für jede Motorphase 15a, 15b, 15c separiert den jeweiligen Motorphasenstrom Ia, Ib, Ic, das zugeordnete Klemmenpotential φa, φb, φc sowie die jeweilige Phasenspannung Ua, Ub, Uc.In practice, different variants of the pulse width modulated motor control are used, to which the inventive method is equally applicable. Exemplary is in 7 a so-called "Fiat Bottom" modulation shown. 7 shows in a graph against the time t for each engine phase 15a . 15b . 15c separates the respective motor phase current I a , I b , I c , the associated terminal potential φ a , φ b , φ c and the respective phase voltage U a , U b , U c .

Dem Diagramm gemäß 7 ist zunächst zu entnehmen, dass die Phasenströme Ia, Ib, Ic periodisch gemäß einer zumindest im Wesentlichen sinusförmigen Zeitabhängigkeit variieren. Die Periode dieser sinusförmigen Zeitabhängigkeit entspricht einer Volldrehung des Erregerfelds, sowie – bei einem Synchronmotor mit N Polpaaren- einer N-tel Drehung des Rotors 19. Ein Zeitintervall innerhalb des Diagramms ist somit direkt proportional zu einer Änderung des Phasenwinkels des Erregerfelds bzw. der Rotorbewegung.According to the diagram 7 It can initially be seen that the phase currents I a , I b , I c vary periodically according to an at least substantially sinusoidal time dependence. The period of this sinusoidal time dependence corresponds to a full rotation of the excitation field, and - in a synchronous motor with N Polpaaren- a N-th rotation of the rotor 19 , A time interval within the diagram is thus directly proportional to a change in the phase angle of the exciter field or the rotor movement.

Bei der „Fiat Bottom"-Modulation gemäß 7 wird jede Motorphase 15a, 15b, 15c während eines einem Phasenwinkelbereich von 240° entsprechenden ersten Teilzyklus 60 einer jeden Periode pulsweitenmoduliert angesteuert. Dieser Teilzyklus 60 in der Darstellung gemäß 7 an den jeweils einem Steuerpuls P entsprechenden Spitzen der Klemmenpotentiale φa, φb, φc zu erkennen, die aus Gründen der begrenzten Zeitauflösung in 7 unter Vernachlässigung ihrer jeweiligen zeitlichen Ausdehnung lediglich als senkrechte Striche angedeutet sind. Wie an dem korrespondierenden Verlauf der jeweiligen Phasenspannung Ua, Ub, Uc zu erkennen ist, nimmt die hierzu proportionale Pulsweite der Steuerpulse P im Verlauf der ersten Hälfte des Teilzyklus 60 zu, durchläuft zwei Maxima und nimmt in der zweiten Hälfe des Teilzyklus 60 wieder ab. An den Teilzyklus 60 schließt ein zweiter Teilzyklus 61 an, der einem Phasenwinkelbereich von 120° entspricht und die Periode somit vervollständigt, d.h. sich mit dem Teilzyklus 60 zu einem Vollzyklus, entsprechend einem Phasenwinkelbereich von 360°, ergänzt. Während des Teilzyklus 61 ist die jeweilige Motorphase 15a, 15b, 15c permanent auf das Massenpotential φM geklemmt. Die Phasenspannung Ua, Ub, Uc entspricht während dieses Teilzyklus 61 dem zugehörigen Klemmenpotential φa, φb, φc.For the "Fiat Bottom" modulation according to 7 every engine phase 15a . 15b . 15c during a first subcycle corresponding to a phase angle range of 240 ° 60 controlled pulse width modulated each period. This subcycle 60 in the illustration according to 7 at the respective one control pulse P corresponding peaks of the terminal potentials φ a , φ b , φ c to recognize, for reasons of limited time resolution in 7 neglecting their respective temporal extent, they are merely indicated as vertical bars. As can be seen from the corresponding profile of the respective phase voltage U a , U b , U c , the pulse width of the control pulses P proportional thereto decreases in the course of the first half of the subcycle 60 to, goes through two maxima and decreases in the second half of the subcycle 60 again. To the subcycle 60 closes a second subcycle 61 which corresponds to a phase angle range of 120 ° and thus completes the period, ie with the sub-cycle 60 to a full cycle, corresponding to a phase angle range of 360 °. During the subcycle 61 is the respective engine phase 15a . 15b . 15c permanently clamped to the mass potential φ M. The phase voltage U a , U b , U c corresponds during this subcycle 61 the associated terminal potential φ a , φ b , φ c .

Nachfolgend wird in exemplarisch auf die Motorphase 15a beschränkter Betrachtung das Verhalten des Klemmenpotentials φa bei einem Nulldurchgang des zugehörigen Motorphasenstroms Ia näher erläutert. Als positiver Nulldurchgang wird hierbei ein Nulldurchgang bezeichnet, bei welchem die Flussrichtung von negativ zu positiv wechselt. Ein solcher positiver Nulldurchgang ereignet sich gemäß 7 innerhalb des markierten Zeitausschnitts Va. Als negativer Nulldurchgang wird ein Nulldurchgang des Motorphasenstroms Ia bezeichnet, bei welchem die Flussrichtung von positiv auf negativ wechselt. Ein solcher negativer Nulldurchgang ereignet sich innerhalb des markierten Zeitausschnitts Vb.The following is an example of the motor phase 15a limited consideration of the behavior of the terminal potential φ a at a zero crossing of the associated motor phase current I a explained in more detail. In this case, a zero crossing is referred to as a positive zero crossing, in which the flow direction changes from negative to positive. Such a positive zero crossing occurs according to 7 within the marked time segment Va. A negative zero crossing is a zero crossing of the motor phase current I a at which the flow direction changes from positive to negative. Such a negative zero crossing occurs within the marked time segment Vb.

Diese Zeitausschnitte Va und Vb sind in 8 in verfeinerter Zeitauflösung nochmals dargestellt. 8 ist insbesondere entnehmbar, dass ein Sockelwert L, den das Klemmenpotential φa jeweils während einer jeden Einzeit T einnimmt, von der Flussrichtung bzw. dem Vorzeichen des zugehörigen Motorphasenstroms Ia bestimmt ist. Für den gemäß 8 zu einem Zeitpunkt t1 stattfindenden positiven Nulldurchgang ist der Sockelwert L des Klemmenpotentials φa vor dem Nulldurchgang geringfügig positiv, danach geringfügig negativ. Bei dem gemäß 8 zu einem Zeitpunkt t2 stattfindenden negativen Nulldurchgang verhält sich das Klemmenpotential φa entgegengesetzt, weist also vor dem Nulldurchgang einen geringfügig negativen Wert und nach dem Nulldurchgang einen geringfügig positiven Wert auf.These time segments Va and Vb are in 8th shown again in a refined time resolution. 8th In particular, it can be seen that a base value L, which the terminal potential φ a assumes during each onetime T, is determined by the direction of flow or the sign of the associated motor phase current I a . For the according 8th At a time instant t 1 , the positive zero crossing is the base value L of the terminal potential φ a before the zero crossing slightly positive, then slightly negative. In accordance with 8th At a time t 2 occurring negative zero crossing, the terminal potential φ a behaves opposite, thus has a slightly negative value before the zero crossing and a slightly positive value after the zero crossing.

Der Sockelwert L des Klemmenpotentials φa ist hierbei durch den Bestromungszustand Z der Freilaufdiode 13a bestimmt. Infolge der Kontinuität, d.h. der induktiv bedingten „Trägheit" des Motorphasenstroms Ia fließt der Motorphasenstrom Ia bei negativer Flussrichtung während der Einzeit über den Leistungsschalter 11a ab. Der Motorphasenstrom Ia ist dabei in Sperrrichtung der Freilaufdiode 13a gerichtet, die somit unbestromt ist. Das Klemmenpotential φa hat infolgedessen gegenüber dem Massenpotential φM einen der Sättigungsspannung des Leistungsschalters 11a entsprechenden positiven Wert. Bei positiver Flussrichtung ist der Stromfluss dagegen in Durchlassrichtung der Freilaufdiode 13a gerichtet, die somit bestromt ist. Der Sockelwert L des Klemmenpotentials φa ist infolgedessen um einen der Flussspannung der Freilaufdiode 13a entsprechenden Betrag gegenüber dem Massenpotential φM erniedrigt und somit insbesondere negativ.The base value L of the terminal potential φ a is in this case by the Bestromungszustand Z of the freewheeling diode 13a certainly. As a result of continuity, that is, the inductively induced "inertia" of the motor phase current I a flows the motor phase current Ia at a negative direction during the on-time flow through the power switch 11a from. The motor phase current I a is in the reverse direction of the freewheeling diode 13a directed, which is thus de-energized. As a result, the terminal potential φ a has one of the saturation voltage of the circuit breaker with respect to the ground potential φ M 11a corresponding positive value. In the positive flow direction, the current flow is in the forward direction of the freewheeling diode 13a directed, which is thus energized. As a result, the base value L of the terminal potential φ a is one of the forward voltage of the freewheeling diode 13a corresponding amount to the mass potential φ M and thus in particular negative.

Der Bestromungszustand Z der Freilaufdiode 13a bzw. die durch ihn bedingte Abhängigkeit des Sockelwertes L des Klemmenpotentials φa wird verfahrensgemäß ausgenützt, um die Flussrichtung, und insbesondere Nulldurchgänge des Motorphasenstroms Ia zu bestimmen.The Bestromungszustand Z of the freewheeling diode 13a or the conditional on it dependence of the base value L of the terminal potential φ a is exploited according to the method to the flow direction, and in particular to determine zero crossings of the motor phase current I a .

Wie wiederum aus 8 zu erkennen ist, findet ein positiver Nulldurchgang des Motorphasenstroms Ia stets während eines Steuerpulses P statt. Der Nulldurchgang wird hierbei anhand der Änderung des Sockelwertes L zwischen einer dem Nulldurchgang unmittelbar vorausgehenden Einzeit T1 und einer hierauf folgenden Einzeit T2 festgestellt. Die Erkennung des Nulldurchgangs erfolgt damit insbesondere zu einem den Beginn der Einzeit T2 kennzeichnenden Zeitpunkt t3 und somit mit geringer Zeitverschiebung gegenüber dem exakten Zeitpunkt t1 des Nulldurchgang.As turn out 8th can be seen, a positive zero crossing of the motor phase current I a always takes place during a control pulse P. In this case, the zero crossing is determined on the basis of the change in the base value L between a onetime T 1 immediately preceding the zero crossing and a subsequent onetime T 2 . The detection of the zero crossing is thus carried out in particular at a beginning of the onetime T 2 characterizing time t 3 and thus with a slight time shift relative to the exact time t 1 of the zero crossing.

Ein negativer Nulldurchgang erfolgt dagegen während des Teilzyklus 61, der aufgrund des damit verbundenen Schaltzustands über seine gesamte Länge eine Einzeit T3 im Sinne der obigen Definition darstellt. Der Nulldurchgang wird daher mit der durch die Abtastrate des Bestromungszustandes Z vorgegebenen Genauigkeit unmittelbar zum Zeitpunkt t2 erkannt.A negative zero crossing occurs during the subcycle 61 , which represents a one-time T 3 in the sense of the above definition due to the associated switching state over its entire length. The zero crossing is therefore detected with the accuracy specified by the sampling rate of the current state Z directly at time t 2 .

Ein weiteres Beispiel einer pulsweitenmodulierten Motoransteuerung, auf die das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist, ist in 9 (in zu 7 analoger Darstellung) abgebildet. Hierbei handelt es sich um eine so genannte „zentrische Modulation", bei welcher jede Motorphase 15a, 15b, 15c über den Vollzyklus des Phasenwinkels getaktet angesteuert wird. Wie anhand der jeweilige Phasenspannung Ua, Ub, Uc erkennbar ist, variiert die Pulsweite der Steuerpulse P in jeder Motorphase 15a, 15b, 15c beispielhaft gemäß einer sinusförmigen zeitlichen Abhängigkeit mit der Periode der Motorphasenströme Ia, Ib, Ic. Zusätzlich zu den Motorphasenströmen Ia, Ib, Ic, den Phasenspannungen Ua, Ub, Uc und den Klemmenpotentialen φa, φb, φc ist in 9 der zeitliche Verlauf einer Back-EMF-Spannung Va, Vb, Vc eingetragen, die durch die gegenelektromotorische Kraft (Back-EMF) des Rotors 19 in jede Motorphase 15a, 15b, 15c induziert wird. Die in die Motorphasen 15a, 15b, 15c induzierten Back-EMF-Spannungen Va, Vb, Vc sind auf den ggf. virtuellen Sternpunkt 18 als gemeinsames Bezugspotential bezogen. In der Darstellung gemäß 9 eilt die Back-EMF-Spannung Va, Vb, Vc gegenüber dem jeweils zugehörigen Motorphasenstrom Ia, Ib, Ic geringfügig nach.Another example of a pulse width modulated motor drive, to which the method according to the invention can be applied, is in 9 (in to 7 analog representation). This is a so-called "centric modulation" in which each motor phase 15a . 15b . 15c is clocked via the full cycle of the phase angle. As can be seen from the respective phase voltage U a , U b , U c , the pulse width of the control pulses P varies in each motor phase 15a . 15b . 15c by way of example according to a sinusoidal time dependence with the period of the motor phase currents I a , I b , I c . In addition to the motor phase currents I a , I b , I c , the phase voltages U a , U b , U c and the terminal potentials φ a , φ b , φ c is in 9 the time course of a back-EMF voltage V a , V b , V c entered by the counterelectromotive force (back EMF) of the rotor 19 in every engine phase 15a . 15b . 15c is induced. The in the engine phases 15a . 15b . 15c induced back EMF voltages V a , V b , V c are on the possibly virtual star point 18 referred to as common reference potential. In the illustration according to 9 the back-EMF voltage V a , V b , V c slightly behind the respective associated motor phase current I a , I b , I c .

Eine Verfahrensvariante, gemäß der (wiederum exemplarisch anhand der Motorphase 15a betrachtet) durch Erfassung des Bestromungszustandes Z der Freilaufdiode 13a das Vorzeichen der Back-EMF-Spannung Va, Vb, Vc, und insbesondere ihre qualitative (d.h. positive oder negative) Phasenverschiebung gegenüber dem zugehörigen Motorphasenstrom Ia, Ib, Ic bestimmt wird, ist nachfolgend anhand der 9 und 10 näher erläutert. In der letzteren Figur sind analog zu 8 Zeitausschnitte VIIa und VIIb des Diagramms gemäß 9, die einem positiven bzw. negativen Nulldurchgang des exemplarisch betrachteten Motorphasenstroms Ia entsprechen, in verfeinerter Zeitauflösung dargestellt.A variant of the method according to (again by way of example with reference to the motor phase 15a considered) by detecting the Bestromungszustandes Z of the freewheeling diode 13a the sign of the back EMF voltage V a , V b , V c , and in particular their qualitative (ie positive or negative) phase shift relative to the associated motor phase current I a , I b , I c is determined, is below with reference to 9 and 10 explained in more detail. In the latter figure are analogous to 8th Time segments VIIa and VIIb of the diagram according to 9 , which correspond to a positive or negative zero crossing of the exemplary considered motor phase current I a , shown in more refined time resolution.

Die Back-EMF-Spannung Va, Vb, Vc einer Motorphase 15a, 15b, 15c kann gemessen werden, sobald der durch die Induktivität der Erregerwicklungen 16a, 16b, 16c getriebene Stromfluß abgeklungen ist, und der Reststrom in einer Motorphase 15a, 15b, 15c im Fall kurzgeschlossener Phasenanschlussklemmen 9a, 9b, 9c durch die Back-EMF-Spannung Va, Vb, Vc der betrachteten Motorphase 15a, 15b, 15c getrieben wird.The back EMF voltage V a , V b , V c of a motor phase 15a . 15b . 15c can be measured as soon as passing through the inductance of the exciter windings 16a . 16b . 16c driven current flow has subsided, and the residual current in a motor phase 15a . 15b . 15c in the case of short-circuited phase terminals 9a . 9b . 9c by the back EMF voltage V a , V b , V c of the considered motor phase 15a . 15b . 15c is driven.

Die Bestimmung des Vorzeichens der Back-EMF-Spannung Va erfolgt, indem während einer Messzeit TM ein so genannter Nullvektorzustand N an die Motorphasen 15a, 15b, 15c angelegt wird. Hierzu wird durch Aufsteuerung der Leistungsschalter 11a, 11b, 11c nicht nur die betrachtete Motorphase 15a, sondern auch die weiteren Motorphasen 15b und 15c auf das Massenpotential φM geklemmt. Während des Nullvektorzustands N ist die Freilaufdiode 13a dann bestromt, wenn die Back-EMF-Spannung Va negativ ist, und infolgedessen das Klemmenpotential φa das Massenpotential φM unterschreitet. Ist die Back-EMF-Spannung Va dagegen positiv, so ist die Freilaufdiode 13a stromlos.The determination of the sign of the back-EMF voltage V a is effected by a so-called zero vector state N to the motor phases during a measuring time T M 15a . 15b . 15c is created. For this purpose, the circuit breaker is triggered 11a . 11b . 11c not just the considered engine phase 15a , but also the other engine phases 15b and 15c clamped to the mass potential φ M. During the zero vector state N, the freewheeling diode is 13a then energized if the back EMF voltage V A is negative, and as a result the terminal potential φ a ground potential φ M below. If the back EMF voltage V a is positive, then the freewheeling diode 13a de-energized.

Dementsprechend wird während der gemäß 10 innerhalb des Zeitausschnitts VIIa geschalteten Messzeit Tm aufgrund der negativen Back-EMF-Spannung Va ein negativer Sockelwert L gemessen bzw. der strombehaftete Bestromungszustand Z der Freilaufdiode 13a als Indiz für das negative Vorzeichen der Back-EMF-Spannung Va erfasst.Accordingly, during the according to 10 measured within the time segment VIIa measuring time T m due to the negative back-EMF voltage Va a negative base value L measured or the current-carrying current state Z of the freewheeling diode 13a detected as an indication of the negative sign of the back EMF voltage V a .

Im Gegensatz dazu wird während der innerhalb des Zeitausschnitts VIIb geschalteten Messzeit TM ein positiver Sockelwert L des Klemmenpotentials φa bzw. der stromlose Bestromungszustand Z der Freilaufdiode 13a als Kennzeichen des positiven Vorzeichens der Back-EMF-Spannung Va erfasst.In contrast, during the measuring time T M connected within the time segment VIIb, a positive base value L of the terminal potential φ a or the currentless energization state Z of the freewheeling diode is generated 13a detected as the positive sign of the back EMF voltage V a .

Die Erfassung der Back-EMF-Spannung Va wird jeweils bei Erkennung eines Nulldurchgangs des zugehörigen Motorphasenstroms Ia, und damit zu einem Zeitpunkt, zu dem der Stromfluss in der betrachteten Motorphase 15a von Haus aus besonders gering ist, vorgenommen. Zur Eliminierung des Reststroms wird der Anlegung des Nullvektorzustandes N ein Abkommutierungszustand A in der Motorphase 15a vorgeschaltet. Im Zuge des Abkommutierungszustandes A wird die Phasenhalbbrücke 6a durch Abschattung beider Leistungsschalter 10a und 11a hochohmig geschaltet. Die Klemmenpotentiale φb und φc der weiteren Motorphasen 15b und 15c werden gleichzeitig auf einen Wert gesetzt, der dem Stromfluss in der betrachteten Motorphase 15a entgegenwirkt.The detection of the back EMF voltage V a is in each case upon detection of a zero crossing of the associated motor phase current I a , and thus at a time at which the current flow in the considered motor phase 15a from home is particularly low, made. In order to eliminate the residual current, the application of the zero vector state N becomes a commutation state A in the motor phase 15a upstream. In the course of Abkommutierungszustandes A, the phase half-bridge 6a by shading both circuit breakers 10a and 11a switched high impedance. The terminal potentials φ b and φ c of the other motor phases 15b and 15c who at the same time set to a value that the current flow in the considered motor phase 15a counteracts.

Unmittelbar nach Erkennung des innerhalb des Zeitausschnitts VIIa stattfindenden positiven Nulldurchgangs des Motorphasenstroms Ia werden entsprechend die weiteren Motorphasen 15b, 15c auf das Betriebspotential φB geklemmt. Die erfolgreiche Abkommutierung des Motorphasenstroms Ia ist in diesem Fall daran zu erkennen, dass die Freilaufdiode 13a stromlos wird und entsprechend das Klemmenpotential φa von einem negativen Wert auf einen annähernd dem Betriebspotential φB entsprechenden Wert anwächst.Immediately after recognition of the occurring within the time segment VIIa positive zero crossing of the motor phase current I a , the other motor phases accordingly 15b . 15c clamped to the operating potential φ B. The successful Abkommutierung the motor phase current I a can be seen in this case that the freewheeling diode 13a is de-energized and accordingly the terminal potential φ a increases from a negative value to a value approximately corresponding to the operating potential φ B.

Unmittelbar nach Erkennung des während des Zeitausschnitts VIIb stattfindenden negativen Nulldurchgangs des Motorphasenstroms Ia werden die weiteren Motorphasen 15b und 15c dagegen im Zuge des Abkommutierungszustandes A auf das Massepotential φM geklemmt. Der Abkommutierungsvorgang äußert sich in diesem Fall derart, dass unmittelbar mit der Sperrung der beiden Leistungsschalter 10a und 11a der Phasenhalbbrücke 6a das Klemmenpotential φa sprunghaft auf einen dem Betriebspotential φB im Wesentlichen entsprechenden Wert ansteigt und mit dem Versiegen des Motorphasenstroms Ia auf einen geringen Wert zurückfällt. In diesem Fall kann die Erfassung des Bestromungszustandes Z zur Bestimmung der Back-EMF-Spannung Va bereits während des Abkommutierungszustandes A beginnen, sobald der Motorphasenstrom Ia abgefallen ist.Immediately after detection of the occurring during the time segment VIIb negative zero crossing of the motor phase current I a , the other motor phases 15b and 15c in contrast, in the course of the Abkommutierungszustandes A to the ground potential φ M clamped. The Abkommutierungsvorgang manifests itself in this case, that directly with the blocking of the two circuit breakers 10a and 11a the phase half-bridge 6a The terminal potential φ a increases abruptly to a substantially the operating potential φ B corresponding value and with the drying of the motor phase current I a falls back to a low value. In this case, the detection of the Bestromungszustandes Z for determining the back-EMF voltage V a already during Abkommutierungszustandes A begin as soon as the motor phase current I a has dropped.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist entsprechend auf weitere gängige Arten einer pulsweitenmodulierten Motoransteurung, insbesondere auf eine sogenannte Blockkommutierung anwendbar. Optional werden weiterhin, z.B. nach einem an sich aus der US 6,249,094 bekannten Verfahren, die Back-EMF-Spannungen Va, Vb, Vc auch quantitativ bestimmt.The inventive method is accordingly applicable to other common types of pulse width modulated Motoransteurung, in particular to a so-called block commutation. Optionally continue to be, for example, after a itself from the US 6,249,094 known methods, the back EMF voltages V a , V b , V c also determined quantitatively.

Im Betrieb des Motors 2 erfasst die Auswerteeinheit 23 während jeder Einzeit T einer jeden Phasenhalbbrücke 6a, 6b, 6c den von der entsprechenden Sensorschaltung 24a, 24b, 24c bestimmten Bestromungszustand Z der entsprechenden Freilaufdiode 13a, 13b, 13c. Die Erfassung des Bestromungszustands Z erfolgt mindestens einmal pro Einzeit T. Die Auswerteeinheit 23 wird hierbei über das Steuersignal SC von dem Schaltmodul 21 entsprechend „getriggert". Erkennt das Auswertemodul 23 nach der im Zusammenhang mit den 7 und 8 beschriebenen Vorgehensweise einen Nulldurchgang eines Phasenstroms Ia, Ib, Ic, so ermittelt sie nach der im Zusammenhang mit den 9 und 10 beschriebenen Vorgehensweise das Vorzeichen der Back-EMF-Spannung Va, Vb, Vc. Hierzu veranlasst das Auswertemodul 23 das Schaltmodul 21 durch Abgabe von entsprechenden Steuersignalen SC zur Erzeugung des Abkommutierungszustandes A bzw. zur Erzeugung des Nullvektorzustandes N.In operation of the engine 2 detects the evaluation unit 23 during each onetime T of each phase half-bridge 6a . 6b . 6c that of the corresponding sensor circuit 24a . 24b . 24c certain Bestromungszustand Z of the corresponding freewheeling diode 13a . 13b . 13c , The detection of the energization state Z takes place at least once per one-time T. The evaluation unit 23 is in this case via the control signal S C from the switching module 21 correspondingly "triggered." Detects the evaluation module 23 after in connection with the 7 and 8th described procedure, a zero crossing of a phase current I a , I b , I c , it determines according to the in connection with the 9 and 10 described procedure, the sign of the back EMF voltage V a , V b , V c . The evaluation module initiates this 23 the switching module 21 by outputting corresponding control signals S C for generating the Abkommutierungszustandes A and for generating the zero vector state N.

Anhand der Flussrichtung bzw. des Vorzeichens der Motorphasenströme Ia, Ib, Ic und/oder Back-EMF-Spannungen Va, Vb, Vc sowie gegebenenfalls anhand von hieraus abgeleiteten Nulldurchgängen dieser Größen ermittelt das Auswertemodul 23 die Regelgröße R und übermittelt diese an das Schaltmodul 21.On the basis of the flow direction or the sign of the motor phase currents I a , I b , I c and / or back-EMF voltages V a , V b , V c and optionally based on derived therefrom zero crossings of these variables, the evaluation module 23 the controlled variable R and transmits this to the switching module 21 ,

Bei der Regelgröße R handelt es sich insbesondere um die einen Nulldurchgang der Phasenströme Ia, Ib, Ic und/oder der Back-EMF-Spannungen Va, Vb, Vc zugeordneten Zeitpunkte, die dem Schaltmodul 21 in Form eines Trigger-Signals zugeführt werden. Alternativ handelt es sich bei der Regelgröße R um eine hieraus abgeleitete Größe, insbesondere die Drehzahl, oder ein qualitatives oder quantitatives Maß für die Phasenverschiebung zwischen einem Motorphasenstrom Ia, Ib, Ic und der zugeordneten Back-EMF-Spannung Va, Vb, Vc. Die Drehzahl wird hierbei durch Ermittlung des Zeitintervalls zwischen aufeinander folgenden Nulldurchgängen bestimmt. Als qualitatives Maß für die genannte Phasenverschiebung wird das Vorzeichen der Back-EMF-Spannung Va, Vb, Vc zum Zeitpunkt eines Nulldurchgangs des zugehörigen Motorphasenstroms Ia, Ib, Ic übermittelt.The controlled variable R is, in particular, the times associated with a zero crossing of the phase currents I a , I b , I c and / or the back-EMF voltages V a , V b , V c , which are the switching module 21 be supplied in the form of a trigger signal. Alternatively, the controlled variable R is a quantity derived therefrom, in particular the rotational speed, or a qualitative or quantitative measure for the phase shift between a motor phase current I a , I b , I c and the associated back EMF voltage V a , V b , V c . The speed is determined by determining the time interval between successive zero crossings. As a qualitative measure of said phase shift, the sign of the back EMF voltage V a , V b , V c at the time of a zero crossing of the associated motor phase current I a , I b , I c transmitted.

Das Schaltmodul 21 steuert die Brückenschaltung 3 insbesondere derart an, dass die als Regelgröße R zugeführte Ist-Drehzahl an eine vorgegebenen Soll-Drehzahl angegelichen wird. Optional wird die Ansteuerung zusätzlich oder alternativ derart vorgenommen, dass die als weitere Regelgröße R erhobene Ist-Phasenverschiebung zwischen den Motorströmen Ia, Ib, Ic und den zugehörigen Back-EMF-Spannungen Va, Vb, Vc betragsmäßig minimiert wird.The switching module 21 controls the bridge circuit 3 in particular in such a way that the actual speed supplied as control variable R is calibrated to a predetermined desired speed. Optionally, the drive is additionally or alternatively made such that the actual phase shift between the motor currents I a , I b , I c and the associated back-EMF voltages V a , V b , V c , which is levied as a further controlled variable R, is minimized in terms of amount ,

Konkrete Ausführungsbeispiele derartiger Regelungsalgorithmen sind an sich bekannt und beispielsweise in den Dokumenten US 6,249,094 B1 , US 6,208,112 B1 und US 6,121,736 A beschrieben.Concrete embodiments of such control algorithms are known per se and, for example, in the documents US 6,249,094 B1 . US 6,208,112 B1 and US 6,121,736 A described.

Eine spezielle Anwendungsmöglichkeit des beschriebenen Verfahrens besteht in der sicheren Erkennung der Drehzahl eines Permanentmagnet-Synchronmotors oder eines Asynchronmotors im Auslauf oder einer sonstigen ansteuerungsfreien Freilaufphase. Während eines solchen Freilaufs werden einer oder mehrere der Leistungsschalter 11a, 11b, 11c permanent aufgesteuert. Dabei werden unter Wirkung der Back-EMF Kreisströme durch die kurzgeschlossenen Motorphasen 15a, 15b, 15c erzeugt, durch welche ein Bremsmoment auf den Rotor 19 ausgeübt wird. Auch bei einem Asynchronmotor existiert aufgrund des Remanenzmagnetismus im Rotoreisen eine, wenn auch im Vergleich zu einem Permanentmagnet-Synchronmotor wesentlich schwächere Back-EMF. Zumal der Bestromungszustand Z ein sehr empfindliches Maß für die an den Freilaufdioden 13a, 13b, 13c anliegenden Spannungsverhältnisse darstellt, kann auch die sehr schwache Back-EMF eines Asynchronmotors sicher gemessen werden. Falls erforderlich wird hierbei der Remanenzmagnetismus des Rotoreisens durch einen der Freilaufphase vorausgehenden Statorpuls aufgefrischt, um die Amplitude der Back-EMF-Spannungen Va, Vb, Vc zu verstärken. Auf diese Weise kann insbesondere im Auslauf die Drehzahl des Motors 2 bis nahezu zum Stillstand verfolgt werden. Diese Funktionalität ist nützlich, um den sicheren Stillstand des Motors 2 zu erkennen.A special application of the method described is the reliable detection of the speed of a permanent magnet synchronous motor or an asynchronous motor in the outlet or other control-free freewheeling phase. During such a freewheel, one or more of the circuit breakers 11a . 11b . 11c permanently open. In this case, under the effect of the back-EMF circulating currents through the short-circuited motor phases 15a . 15b . 15c generated, by which a braking torque on the rotor 19 is exercised. Also with an asynchronous motor exists due to the remanence magnetism in the rotor iron one, albeit much weaker back-EMF compared to a permanent magnet synchronous motor. Especially since the current state Z is a very sensitive measure of the freewheeling diodes 13a . 13b . 13c voltage conditions present, even the very weak back EMF of an asynchronous motor can be measured safely. If necessary, in this case, the remanence magnetism of the rotor iron is refreshed by a stator pulse preceding the freewheeling phase in order to amplify the amplitude of the back-EMF voltages V a , V b , V c . In this way, in particular in the outlet, the speed of the motor 2 be tracked almost to a standstill. This functionality is useful to the safe stop of the engine 2 to recognize.

11
Vorrichtungcontraption
22
Motorengine
33
Brückenschaltungbridge circuit
44
GleichspannungsquelleDC voltage source
55
SpannungszwischenkreisVoltage link
6a-6c6a-6c
PhasenhalbbrückePhase half bridge
77
Pluspolpositive pole
88th
Minuspolminuspol
9a-9c9a-9c
PhasenanschlussklemmeLine clamp
10a-10c10a-10c
(hochpotentialseitiger) Leistungsschalter(High potential side) breakers
11, 11a-11c11 11a-11c
(niederpotentialseitiger) Leistungsschalter(Low potential side) breakers
12a-12c12a-12c
(hochpotentialseitige) Freilaufdiode(High potential side) Freewheeling diode
13, 13a-13c13 13a-13c
(niederpotentialseitige) Freilaufdiode(Low-potential side) Freewheeling diode
15a-15c15a-15c
Motorphasemotor phase
16a-16c16a-16c
Erregerwicklungexcitation winding
1717
Statorstator
1818
Sternpunktstar point
1919
Rotorrotor
2020
Steuereinheitcontrol unit
2121
Schaltmodulswitching module
2222
Steuerleitungcontrol line
2323
Auswertemodulevaluation module
24, 24a-24c24 24a-24c
Sensorschaltungsensor circuit
2525
Erfassungsleitungsense line
3030
Komparatorcomparator
3131
Eingangentrance
3232
Eingangentrance
3333
Ausgangoutput
3434
Treiberbausteindriver module
3535
„COM"-Eingang"COM" input
3636
„Vs"-Eingang"Vs" input
3737
„Sign"-Eingang"Sign" input
3838
„LO"-Eingang"LO" input
3939
„HO"-Eingang"HO" input
4040
Bipolartransistorbipolar transistor
4141
Basis-Emitter-StreckeBase-emitter path
4242
Mittelabgriffcenter tap
4343
SpannungsteilerschaltungVoltage divider circuit
4444
Widerstandresistance
4545
Widerstandresistance
4646
KollektoreingangPannel
4747
Bauteilcomponent
4848
Anschlussconnection
4949
Anschlussconnection
5050
Anschlussconnection
5151
Sensorausgangsensor output
5555
Flussrichtungflow direction
6060
Teilzyklussubcycle
6161
Teilzyklussubcycle
φ φ - , φ -
Diodenpotentialdiodes potential
φa, φb, φc φ a , φ b , φ c
Klemmenpotentialterminal potential
φB φ B
Betriebspotentialoperating potential
φM φ M
Massenpotentialground potential
AA
AbkommutierungszustandAbkommutierungszustand
Ia, Ib, Ic I a , I b , I c
MotorphasenstromMotor phase current
LL
Sockelwertbase value
NN
NullvektorzustandZero vector state
PP
Steuerpulscontrol pulse
RR
Regelgrößecontrolled variable
SC S C
Steuersignalcontrol signal
SZ S Z
Ausgabesignaloutput signal
tt
ZeitTime
t1, t2, t3 t 1 , t 2 , t 3
Zeitpunkttime
T1, T2, T3 T 1 , T 2 , T 3
Einzeiton-time
TM T M
Messzeitmeasuring time
Ua, Ub, Uc U a , U b , U c
Phasenspannungphase voltage
UR U R
Referenzspannungreference voltage
Va, Vb, Vc V a , V b , V c
Back-EMF-SpannungBack-EMF voltage
VCCVCC
Versorgungspotentialsupply potential
ZZ
Bestromungszustandenergization

Claims (15)

Verfahren zur Regelung eines mittels einer wechselrichterseitigen Brückenschaltung (3) kommutierten, mehrere Motorphasen (15a, 15b, 15c) aufweisenden Motors (2), dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung einer regelungsrelevanten Größe einer betrachteten Motorphase (15a, 15b, 15c) der Bestromungszustand (Z) einer Freilaufdiode (13, 13a, 13b, 13c), die in einer der betrachteten Motorphase (15a, 15b, 15c) zugeordneten Phasenhalbbrücke (6a, 6b, 6c) der Brückenschaltung (3) angeordnet ist, während einer Einzeit (T, T1, T2, T3) erfasst wird, in welcher ein der Freilaufdiode (13, 13a, 13b, 13c) parallelgeschalteter Leistungsschalter (11, 11a, 11b, 11c) der Phasenhalbbrücke (6a) einen leitenden Zustand, und ein der Freilaufdiode (13, 13a, 13b, 13c) seriell geschalteter Leistungsschalter (10a, 10b, 10c) einen sperrenden Zustand aufweist.Method for controlling a device using an inverter-side bridge circuit ( 3 ) commutated, several motor phases ( 15a . 15b . 15c ) having engine ( 2 ), characterized in that for determining a control-relevant variable of a considered engine phase ( 15a . 15b . 15c ) the Bestromungszustand (Z) of a freewheeling diode ( 13 . 13a . 13b . 13c ), which in one of the considered engine phases ( 15a . 15b . 15c ) associated phase half-bridge ( 6a . 6b . 6c ) of the bridge circuit ( 3 ) is detected during a one-time (T, T 1 , T 2 , T 3 ) is detected in which one of the freewheeling diode ( 13 . 13a . 13b . 13c ) parallel circuit breaker ( 11 . 11a . 11b . 11c ) of the phase half-bridge ( 6a ) a conductive state, and one of the freewheeling diode ( 13 . 13a . 13b . 13c ) serially connected circuit breaker ( 10a . 10b . 10c ) has a blocking state. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bestromungszustand (Z) der Freilaufdiode (13, 13a, 13b, 13c) anhand einer über der Freilaufdiode (13, 13a, 13b, 13c) abfallenden Referenzspannung (UR) bestimmt wird.A method according to claim 1, characterized in that the current state (Z) of the freewheeling diode ( 13 . 13a . 13b . 13c ) by means of an over the freewheeling diode ( 13 . 13a . 13b . 13c ) falling reference voltage (U R ) is determined. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Freilaufdiode (13, 13a, 13b, 13c), deren Bestromungszustand (Z) bestimmt wird, innerhalb der der betrachteten Motorphase (15a, 15b, 15c) zugeordneten Phasenhalbbrücke (6a, 6b, 6c) bezüglich einer Phasenanschlussklemme (9a, 9b, 9c) niederpotentialseitig angeordnet ist.A method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the freewheeling diode ( 13 . 13a . 13b . 13c ), whose Bestromungszustand (Z) is determined, within the considered engine phase ( 15a . 15b . 15c ) associated phase half-bridge ( 6a . 6b . 6c ) with respect to a phase terminal ( 9a . 9b . 9c ) is arranged on the low potential side. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als regelungsrelevante Größe anhand des Bestromungszustandes (Z) die Flussrichtung eines in der betrachteten Motorphase (15a, 15b, 15c) fließenden Motorphasenstroms (Ia, Ib, Ic) bestimmt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that as a control-relevant variable on the basis of the Bestromungszustandes (Z), the flow direction of a considered in the engine phase ( 15a . 15b . 15c ) flowing motor phase current (I a , I b , I c ) is determined. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung von Nulldurchgängen des Motorphasenstroms (Ia, Ib, Ic) der Bestromungszustand (Z) der Freilaufdiode (13, 13a, 13b, 13c) fortlaufend überwacht wird, wobei ein Nulldurchgang an einer Änderung des Bestromungszustandes (Z) erkannt wird.A method according to claim 4, characterized in that for the determination of zero crossings of the motor phase current (I a , I b , I c ) of the energization state (Z) of the freewheeling diode ( 13 . 13a . 13b . 13c ) is continuously monitored, wherein a zero crossing is detected by a change in the current state (Z). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als regelungsrelevante Größe anhand des Bestromungszustandes (Z) das Vorzeichen einer von dem Motor (2) in die betrachtete Motorphase (15a, 15b, 15c) induzierten Back-EMF-Spannung (Va, Vb, Vc) bestimmt wird, indem ein Nullvektorzustand (N) bezüglich eines an die betrachtete Motorphase (15a, 15b, 15c) angelegten Klemmenpotentials (φa, φb, φc) und weiterer jeweils an eine der weiteren Motorphasen (15a, 15b, 15c) angelegten Klemmenpotentiale (φa, φb, φc) hergestellt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that as control-relevant variable based on the Bestromungszustandes (Z), the sign of one of the engine ( 2 ) into the considered engine phase ( 15a . 15b . 15c ) induced back EMF voltage (V a , V b , V c ) is determined by a zero vector state (N) with respect to a motor phase ( 15a . 15b . 15c ) applied terminal potential (φ a , φ b , φ c ) and further each to one of the other motor phases ( 15a . 15b . 15c ) applied terminal potentials (φ a , φ b , φ c ) is produced. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des Vorzeichens der Back-EMF-Spannung (Va, Vb, Vc) bei Erkennung eines Nulldurchgangs des Motorphasenstroms (Ia, Ib, Ic) in der betrachteten Motorphase (15a, 15b, 15c) vorgenommen wird.A method according to claim 6, characterized in that the determination of the sign of the back-EMF voltage (V a , V b , V c ) upon detection of a zero crossing of the motor phase current (I a , I b , I c ) in the considered motor phase ( 15a . 15b . 15c ) is made. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor Herstellung des Nullvektorzustandes (N) zur Abkommutierung des Motorstroms (Ia, Ib, Ic) in der betrachteten Motorphase (15a, 15b, 15c) ein Abkommutierungszustand (A) herbeigeführt wird, bei welchem die der betrachteten Motorphase (15a, 15b, 15c) zugeordnete Phasenhalbbrücke (6a, 6b, 6c) hochohmig geschaltet wird und an die weiteren Motorphasen (15a, 15b, 15c) ein dem Motorphasenstrom (Ia, Ib, Ic) in der betrachteten Motorphase (15a, 15b, 15c) entgegenwirkendes Klemmenpotential (φa, φb, φc) angelegt wird.Method according to Claim 6 or 7, characterized in that, before the zero-state state (N) is produced for commutation of the motor current (I a , I b , I c ) in the considered motor phase ( 15a . 15b . 15c ) a Abkommutierungszustand (A) is brought about, in which the motor phase under consideration ( 15a . 15b . 15c ) associated phase half-bridge ( 6a . 6b . 6c ) is switched to high impedance and to the other motor phases ( 15a . 15b . 15c ) the motor phase current (I a , I b , I c ) in the considered motor phase ( 15a . 15b . 15c ) counteracting terminal potential (φ a , φ b , φ c ) is applied. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass anhand eines Flussrichtungswechsels des Motorphasenstroms (Ia, Ib, Ic) und des Vorzeichens der Back-EMF-Spannung (Va, Vb, Vc) zu diesem Zeitpunkt (t1, t2) eine Phasenverschiebung zwischen dem Motorphasenstrom (Ia, Ib, Ic) und der Back-EMF-Spannung (Va, Vb, Vc) als Regelgröße (R) ermittelt wird.Method according to one of claims 6 to 8, characterized in that based on a flow direction change of the motor phase current (I a , I b , I c ) and the sign of the back-EMF voltage (V a , V b , V c ) at this time (t 1 , t 2 ) a phase shift between the motor phase current (I a , I b , I c ) and the back-EMF voltage (V a , V b , V c ) is determined as a controlled variable (R). Vorrichtung (1) zur Ansteuerung eines mehrphasigen, elektronisch kommutierten Motors (2), mit einer wechselrichterseitigen Brückenschaltung (3), innerhalb welcher jeder Motorphase (15a, 15b, 15c) eine Phasenhalbbrücke (6a, 6b, 6c) zugeordnet ist, die einen bezüglich einer Phasenanschlussklemme (9a, 9b, 9c) hochpotentialseitig angeordneten Leistungsschalter (10a, 10b, 10c) und einen bezüglich der Phasenanschlussklemme (9a, 9b, 9c) niederpotentialseitig angeordneten Leistungsschalter (1l, 11a, 11b, 11c), sowie jeweils eine einem jeden Leistungsschalter (10a, 10b, 10c, 11, 11a, 11b, 11c) parallelgeschaltete Freilaufdiode (12a, 12b, 12c, 13, 13a, 13b, 13c) umfasst, sowie mit einer Steuereinheit (20) zur Ansteuerung der Leistungsschalter (10a, 10b, 10c, 11, 11a, 11b, 11c) der Brückenschaltung (3), dadurch gekennzeichnet, dass einer Freilaufdiode (13, 13a, 13b, 13c) mindestens einer Phasenhalbbrücke (6a, 6b, 6c) eine Sensorschaltung (24, 24a, 24b, 24c) zugeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, während einer Einzeit (T, T1, T2, T3 ), in welcher ein der Freilaufdiode (13, 13a, 13b, 13c) parallelgeschalteter Leistungsschalter (13, 13a, 13b, 13c) einen leitenden Zustand, und ein der Freilaufdiode (13, 13a, 13b, 13c) seriell geschalteter Leistungsschalter (12a, 12b, 12c) einen sperrenden Zustand aufweist, einen Bestromungszustand (Z) der Freilaufdiode (13, 13a, 13b, 13c) zur Erfassung einer regelungsrelevanten Größe der betrachteten Motorphase (15a) zu ermitteln.Contraption ( 1 ) for controlling a multiphase, electronically commutated motor ( 2 ), with an inverter-side bridge circuit ( 3 ) within which each engine phase ( 15a . 15b . 15c ) a phase half-bridge ( 6a . 6b . 6c ) associated with a phase terminal ( 9a . 9b . 9c ) high-potential side circuit breaker ( 10a . 10b . 10c ) and one with respect to the phase terminal ( 9a . 9b . 9c ) low potential side arranged circuit breaker ( 1l . 11a . 11b . 11c ), and one each of each circuit breaker ( 10a . 10b . 10c . 11 . 11a . 11b . 11c ) parallel-connected freewheeling diode ( 12a . 12b . 12c . 13 . 13a . 13b . 13c ) and a control unit ( 20 ) for controlling the circuit breaker ( 10a . 10b . 10c . 11 . 11a . 11b . 11c ) of the bridge circuit ( 3 ), characterized in that a freewheeling diode ( 13 . 13a . 13b . 13c ) at least one phase half-bridge ( 6a . 6b . 6c ) a sensor circuit ( 24 . 24a . 24b . 24c ), which is adapted, during a one-time (T, T 1 , T 2 , T 3 ), in which one of the freewheeling diode ( 13 . 13a . 13b . 13c ) parallel circuit breaker ( 13 . 13a . 13b . 13c ) a conductive state, and one of the freewheeling diode ( 13 . 13a . 13b . 13c ) serially connected circuit breaker ( 12a . 12b . 12c ) has a blocking state, a Bestromungszustand (Z) of the freewheeling diode ( 13 . 13a . 13b . 13c ) for detecting a control-relevant quantity of the considered engine phase ( 15a ) to investigate. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Sensorschaltung (24, 24a, 24b, 24c) einer bezüglich der zugehörigen Phasenanschlussklemme (9a, 9b, 9c) niederpotentialseitig angeordneten Freilaufdiode (13,13a,13b,13c) zugeordnet ist.Contraption ( 1 ) according to claim 10, characterized in that the or each sensor circuit ( 24 . 24a . 24b . 24c ) with respect to the associated phase connection terminal ( 9a . 9b . 9c ) low potential side mounted freewheeling diode ( 13 . 13a . 13b . 13c ) assigned. Vorrichtung () nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorschaltung (24, 24a, 24b, 24c) einen Komparator (30) umfasst, dem ein anodenseitiges Diodenpotential (φ) und ein kathodenseitiges Diodenpotential (φ+) der Freilaufdiode (13, 13a, 13b, 13c) als Eingangspotential zugeführt ist.Device (10) according to claim 10 or 11, characterized in that the sensor circuit ( 24 . 24a . 24b . 24c ) a comparator ( 30 ), to which an anode-side diode potential (φ - ) and a cathode-side diode potential (φ + ) of the freewheeling diode ( 13 . 13a . 13b . 13c ) is supplied as input potential. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorschaltung (24, 24a, 24b, 24c) einen Bipolartransistor (40) umfasst, der über seine Basis-Emitter-Strecke (41) der Freilaufdiode (13, 13a, 13b, 13c) in Serie geschaltet ist.Contraption ( 1 ) according to claim 10 or 11, characterized in that the sensor circuit ( 24 . 24a . 24b . 24c ) a bipolar transistor ( 40 ) via its base-emitter path ( 41 ) of the freewheeling diode ( 13 . 13a . 13b . 13c ) is connected in series. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorschaltung (24, 24a, 24b, 24c) zusammen mit der zugeordneten Freilaufdiode (13, 13a, 13b, 13c) und dem dem dieser parallelgeschalteten Leistungsschalter (11, 11a, 11b, 11c) in einem gemeinsamen Bauteil (47) integriert sind.Contraption ( 1 ) according to one of claims 10 to 13, characterized in that the sensor circuit ( 24 . 24a . 24b . 24c ) together with the associated freewheeling diode ( 13 . 13a . 13b . 13c ) and the that of this parallel circuit breaker ( 11 . 11a . 11b . 11c ) in a common component ( 47 ) are integrated. Vorrichtung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Sensorschaltung (24, 24a, 24b, 24c) zugeordneter und ein den Bestromungszustand (Z) der Freilaufdiode (13, 13a, 13b, 13c) kennzeichnendes Ausgabesignal (SZ) zur Verfügung stellender Sensorausgang (51) des Bauteils (47) als Open-Kollektor-Ausgang ausgeführt ist.Contraption ( 1 ) according to claim 14, characterized in that one of the sensor circuit ( 24 . 24a . 24b . 24c ) and a the energization state (Z) of the freewheeling diode ( 13 . 13a . 13b . 13c ) indicative output signal (S Z ) providing the sensor output ( 51 ) of the component ( 47 ) is designed as an open collector output.
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