Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zur Ansteuerung eines Elektromotors einer Kraftfahrzeuglenkung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Steuervorrichtung ist aus DE 102019200091 A1 bekannt.

Die bekannte Steuervorrichtung weist einen Schutzmechanismus auf, um die Steuervorrich tung im Falle eines Kurzschlusses innerhalb der Steuervorrichtung von der angeschlossenen Spannungsquelle zu trennen. Ein solcher Schutzmechanismus ist insbesondere von Vorteil, wenn die Steuervorrichtung unabhängig vom Stromnetz durch eine mobile Spannungsquelle, wie beispielsweise eine Batterie, gespeist wird. So kann ein Kurzschluss in einem Steuerge rät einer Kraftfahrzeuglenkung, zu einem Abfall der Spannung der Fahrzeugbatterie führen und diese innerhalb kurzer Zeit so weit entladen, dass auch die übrigen elektrischen Kompo nenten des Bordnetzes nicht mehr ordnungsgemäß betrieben werden können.

Steuervorrichtungen zur Ansteuerung des Elektromotors eines Lenkstellers einer Kraftfahr zeuglenkung weisen üblicherweise einen Wechselrichter zur phasenrichtigen, elektronischen Kommutierung der von der Spannungsquelle bereitgestellten Gleichspannung auf. Die Steu ervorrichtungen umfassen ferner üblicherweise mindestens einen dazu parallel geschalteten Kondensator, um den schnell schwankenden Strombedarf des Wechselrichters zu decken.

Fehlerzustände dieser Kondensatoren können zu gravierenden Einschränkungen bei der Bedienbarkeit der Kraftfahrzeuglenkung führen und stellen daher ein nicht unerhebliches Ri siko für die Insassen des Fahrzeugs dar. Grundsätzlich sind 3 Fehlerzustände der Konden satoren denkbar: Kurzschluss, Unterbrechung des Stromkreises und veränderte Kapazität. Während die letzteren beiden Fehlerzustände eine verbleibende Restfunktionalität des Elekt romotors zulassen und auch durch die Software des Motorcontrollers leicht detektiert werden können, führt ein Kurzschluss des Kondensators zu einem Blockieren bzw. einem Brems moment des Elektromotors, da der Kondensator eine direkte Verbindung zwischen den Po len der Spannungsquelle herstellt und den Elektromotor kurzschließt. Um die Blockierung des Elektromotors aufzuheben und eine Entladung der Fahrzeugbatterie zu verhindern, wird ein Schutzmechanismus in der Steuervorrichtung benötigt, der diese Fehler zu detektieren darauf reagieren kann, indem der betroffene Kondensator durch Öffnen eines Schaltelemen tes von der Spannungsquelle getrennt wird.

Bei der Auswahl des Schaltelements und dessen Ansteuerung ist zu berücksichtigen, dass die entstehenden Kurzschlussströme innerhalb von einem Zeitraum von etwa 100 ps eine Größenordnung von 1000 A erreichen können. Es können daher entweder Schaltelemente Verwendung finden, die für derart große Ströme ausgelegt sind, oder es muss durch die An steuerung der Schaltelemente sichergestellt werden, dass das Schaltelement öffnet, bevor der Kurzschlussstrom den maximalen Schaltstrom des Schaltelements übersteigt. Beispiels weise können MOSFETs nicht mehr geöffnet werden sobald der Kurzschlussstrom den La winenstrompegel des MOSFETs übersteigt.

In DE 102019200 091 A1 werden MOSFETs oder IGBTs als Schaltelement eingesetzt. Um eine ausreichend schnelle Ansteuerung der Schaltelemente zu gewährleisten, ist die An steuerung des Schaltelements als hartverdrahtete Schaltung aus Einzelbauelementen reali siert. Nachteilig sind die hohe Komplexität und der Platzbedarf dieser Schaltung bei der Her stellung, sowie die geringe Flexibilität im Betrieb hartverdrahteter Steuerschaltungen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung zur Ansteuerung ei nes Elektromotors einer Kraftfahrzeuglenkung anzugeben, die reaktionsschnell und flexibel den Stromfluss in einem zu dem Wechselrichter der Steuervorrichtung parallel geschalteten Kondensator überwachen kann und zugleich einfach und kompakt aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Steuervorrichtung zur Ansteuerung eines Elektromo tors einer Kraftfahrzeuglenkung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Hierdurch wird eine Steuervorrichtung zur Ansteuerung eines Elektromotors einer Kraftfahr zeuglenkung geschaffen, die einen Stromversorgungspfad zur Versorgung der Steuervor richtung mit elektrischen Strom aus einer Spannungsquelle, einen an den Stromversor gungspfad angeschlossenen Wechselrichter zur elektronisch kommutierten Ansteuerung des Elektromotors an einem Ausgangsanschluss der Steuervorrichtung und einen Motorcontrol ler sowie eine Gate-Treiber-Einheit zur Ansteuerung des Wechselrichters in Abhängigkeit von einem Fahrerlenkwunsch umfasst. Die Steuervorrichtung weist ferner einen zu dem Wechselrichter parallel geschalteten Kondensator zur Stabilisierung der in dem Stromver sorgungspfad im Betrieb der Steuervorrichtung anliegenden Versorgungsspannung, eine zu dem Kondensator in Reihe geschaltete Strommesseinrichtung und eine zu dem Kondensator in Reihe geschaltete Schalteinrichtung auf. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Steu ervorrichtung ferner einen separaten Mikrocontroller zur Ansteuerung der Schalteinrichtung mit zumindest einem Eingang und einem Ausgang umfasst, wobei dem Eingang ein durch die Strommesseinrichtung aufgenommenes Strommesssignal zuführbar ist. Der Mikrocon troller ist dazu ausgebildet, an dem Ausgang in Abhängigkeit von dem Strommesssignal ein Schaltsignal auszugeben, welches der Schalteinrichtung zuführbar ist.

Durch das Vorsehen eines dezidierten Mikrocontrollers für die Ansteuerung der Schaltein richtung ist es möglich, eine ausreichend geringe Reaktionszeit der Steuervorrichtung si cherzustellen, um einen Kurzschlussstrom durch den Kondensator im Fehlerfalle frühzeitig zu unterbrechen. Gleichzeitig wird die Anzahl zusätzlich erforderlicher Einzelbauelemente für die Ansteuerung der Schalteinrichtung deutlich reduziert. Die Verwendung des gesonderten Mikrocontrollers für die Ansteuerung der Schalteinrichtung weist gegenüber einer Implemen tierung derselben Funktionalität innerhalb des Motorcontrollers ferner den Vorteil auf, dass eine Anpassung der Leistungsfähigkeit des Motorcontrollers zur Sicherstellung der für die zuverlässige Unterbrechung der Kurzschlussströme erforderlichen Reaktionszeit, entfällt. Durch die Möglichkeit einer softwareseitigen Modifikation der Signalverarbeitung im Mikro controller sind zudem flexible Betriebsszenarien für die Stromüberwachung im Kondensator, beispielsweise eine Strombegrenzung während eines Einschaltvorgangs realisierbar.

Vorzugsweise wird die Schalteinrichtung in der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung durch ein Halbleiter-Schaltelement, wie beispielsweise ein MOSFET oder IGBT, gebildet.

In bevorzugten Ausführungsformen weist der Mikrocontroller eine geringere Verarbeitungs breite und/oder eine geringere Taktzeit auf als der Motorcontroller. Zur Erfüllung der Aufga be, den Stromfluss im Kondensator zu überwachen, kann bereits ein Mikrocontroller mit ei ner im Vergleich zum Motorcontroller geringeren Verarbeitungsbreite, von beispielsweise 8 Bit, eingesetzt werden. Die geringere Verarbeitungsbreite ermöglicht geringere Taktzeiten bei vergleichsweise einfachem Chip-Design. Durch den Einsatz eines solchen Mikrocontrol lers wird daher eine schnellere, einfachere und robustere Überwachung der Kondensator ströme in der Steuervorrichtung erreicht. In bevorzugten Ausführungsformen ist der Mikrocontroller dazu ausgebildet, als Schaltsignal einen Öffnungsbefehl an die Schalteinrichtung auszugeben, wenn das Strommesssignal ei nen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet. In diesen Ausführungsformen ist eine Über wachung auf Kurzschlussfehler des Kondensators in der Steuervorrichtung implementiert. Vorteilhaft ist, dass der Schwellenwert durch die Verwendung eines Mikrocontrollers, bei spielsweise softwareseitig, anpassbar sein kann. So kann der Schwellenwert beispielsweise durch den Motorcontroller vorgebbar sein. Durch Vorgabe eines sehr hohen bzw. unendli chen Schwellenwertes kann die Kurzschlussüberwachung beispielsweise auch temporär ausgeschaltet werden.

Insbesondere ist es bevorzugt, wenn der Mikrocontroller dazu ausgebildet ist, vor der Aus gabe des Öffnungsbefehls die Überschreitung des Schwellenwertes anhand von mindestens zwei aufeinander folgenden Auswertungen des Strommesssignals festzustellen. Beispiels weis kann eine Filterung von Störimpulsen vorgesehen sein, die bevorzugt auf Basis von zwei bis fünf Auswertungen des Strommesssignals erfolgt. Auf diese Weise können zufällige temporäre Überschreitungen des Schwellenwertes von echten Fehlerereignissen unter schieden werden, wodurch die Robustheit der Steuerung erhöht ist.

Vorzugsweise ist der Mikrocontroller mit einer Reaktionszeit für die Ausgabe des Öffnungs befehls ausgebildet, die kleiner als 20 ps, bevorzugt kleiner als 15 ps, ist. Durch das Vorse hen einer Reaktionszeit in diesem Bereich wird sichergestellt, dass noch keine nennenswer te Entladung der Spannungsquelle und/oder Blockierung des Elektromotors erfolgt. Ferner ist eine solche Reaktionszeit in Verbindung mit MOSFETs als Schaltelementen vorteilhaft, da der Kurzschlussstrom in dieser Reaktionszeit regelmäßig noch nicht zum Eintritt eines Lawi neneffekts im MOSFET ausreicht.

In bevorzugten Ausführungsformen ist der Strommesseinrichtung und dem Mikrocontroller ein Signalverstärker zur Verstärkung des Strommesssignals zwischengeschaltet. Durch eine angepasste Verstärkung des Strommesssignals kann ein verstärktes Strommesssignal er zeugt werden, dass einem zulässigen Spannungsbereich am Eingang des Mikrocontrollers angepasst ist.

Besonders bevorzugt ist der Signalverstärker in der Gate-Treiber-Einheit angeordnet. Dadurch werden vorhandene Bauteil-Funktionalitäten der Gate-Treiber-Einheit vorteilhaft ausgenutzt und die Anzahl zusätzlicher Einzelbauteile verringert. Die Robustheit der Steuer vorrichtung wird weiter erhöht. Vorzugsweise ist ferner mindestens ein Verstärkungsparameter des Signalverstärkers durch den Motorcontroller einstellbar. Beispielsweise kann die Verstärkung des Signalverstärkers im Rahmen eines Funktionstests der Kurzschlussüberwachung erhöht werden, um zu errei chen, dass der Mikrocontroller schon bei gewöhnlichen Ladeströmen des Kondensators ein Schaltsignal an die Schalteinrichtung ausgibt. Ein solcher Funktionstest kann beispielsweise beim Einschalten der Steuervorrichtung durchgeführt werden.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich, wenn der Mikrocontroller dazu ausgebildet ist, als Schaltsignal ein pulsweitenmoduliertes Signal an die Schalteinrichtung auszugeben, um einen Stromfluss im Kondensator zu begrenzen. Auch bei normaler Funktion des Kondensa tors entstehen, insbesondere beim Einschalten der Kraftfahrzeuglenkung, hohe Ladeströme am Kondensator. Diese hohen Ströme können im Laufe der Zeit Schäden oder Alterungser scheinungen am Kondensator verursachen, die die Lebensdauer des Kondensators reduzie ren. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, den Stromfluss im Kondensator mittels eines puls weitenmodulierten Schaltsignals zu begrenzen. Beispielsweise kann der Mikrocontroller die Schalteinrichtung nach dem Einschalten der Kraftfahrzeuglenkung für einen vorbestimmten Zeitraum mit einem pulsweitenmodulierten Schaltsignal mit vorgegebenem Tastgrad beauf schlagen, um den Einschaltstrom zu begrenzen. Alternativ oder zusätzlich ist auch eine Re gelung des Kondensatorstroms durch Anpassung des Tastgrads des pulsweitenmodulierten Signals abhängig von einer Abweichung des Strommesssignals von einem Sollwert denkbar.

In einigen Ausführungsformen liegen die Einschaltdauern des pulsweitenmodulierten Signals im Bereich von 5 ps bis 75 ps, bevorzugt im Bereich von 10ps bis 60 ps, besonders bevor zugt im Bereich von 20 ps bis 50 ps.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Un teransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Kraftfahrzeuglenkung mit einer erfindungsgemäßen elektronischen Steuervorrichtung zur Ansteuerung eines Elektromotors des Lenkstellers der Kraftfahrzeuglenkung, Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau der Steuervorrichtung gemäß Fig. 1 in einer

Detaildarstellung,

Fig. 3 zeigt schematisch Zeitverläufe von in der Steuervorrichtung während eines

Kurzschlussfehlers des Kondensators auftretenden Strömen und Spannun gen.

In Fig. 1 ist schematisch der Aufbau einer Kraftfahrzeuglenkung 1 gezeigt. Die Kraftfahr zeuglenkung 1 weist ein als Lenkrad ausgebildetes Lenkeingabemittel 3 auf, welches über eine Lenkwelle 2 mit einem Lenkeingabesensor 4 verbunden ist. Der Lenkeingabesensor 4 ist zur Bestimmung eines vom Fahrer eingegebenen Fahrerlenkwunsches 17 ausgebildet. Der Fahrerlenkwunsch 17 wird beispielsweise anhand des Lenkradwinkels und/oder Lenk moments bestimmt. Die Lenkwelle 2 erstreckt sich bis zu einem Lenkgetriebe 7, in welchem die Lenkeingabe in eine entsprechende Translation einer Zahnstange 6 umgesetzt wird. Die Translationen der Zahnstange 6 werden über Spurstangen 9 auf gelenkte Räder 8 übertra gen, um den durch die Lenkeingabe vorgegebenen Radlenkwinkel der Räder 8 einzustellen. Zur Unterstützung bei der Einstellung des gewünschten Radlenkwinkels greift ein Elektromo tor 5 als Lenksteller an der Lenkwelle 2 - oder in alternativen Ausführungsformen an der Zahnstange - an. Der Elektromotor 5 wird in Abhängigkeit von dem vom Lenkeingabesensor 4 aufgenommenen Fahrerlenkwunsch 17 durch eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung 10 angesteuert.

Die Steuervorrichtung 10 ist mit einer Spannungsquelle 11 zur Stromversorgung verbunden. Die Spannungsquelle 11 ist in der Regel als eine Fahrzeugbatterie ausgebildet. Zur Kommu nikation mit einer übergeordneten Fahrzeugsteuerung und/oder anderen Fahrzeugkompo nenten kann eine weitere Eingangsleitung an der Steuervorrichtung 10 vorgesehen sein, die beispielsweise als ein Fahrzeugbus 26 ausgebildet sein kann. Auch die Übertragung des Fahrerlenkwunsches 17 an die Steuervorrichtung kann alternativ oder zusätzlich über einen Fahrzeugbus erfolgen.

In Fig. 1 ist beispielhaft eine elektromechanische Kraftfahrzeuglenkung dargestellt. Es ver steht sich, dass die Erfindung in gleicher weise auch in anderen Fahrzeuglenkungen, bei spielsweise einer Steer-by-Wire-Lenkung eingesetzt werden kann.

Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau der Steuervorrichtung 10 zur Ansteuerung des Elekt romotors 5 der Kraftfahrzeuglenkung 1 (vgl. Fig. 1). Dies Steuervorrichtung 10 umfasst einen Stromversorgungspfad 12 zur Versorgung der Steuervorrichtung 10 mit elektrischen Strom aus der Spannungsquelle 11.

Der Stromversorgungspfad 12 weist einen mit der Spannungsquelle 11 verbundenen Haupt zweig 12.1 auf, der sich in einen Wechselrichter-Zweig 12.2 zur Versorgung eines an den Stromversorgungspfad 12 angeschlossenen Wechselrichter 13 und einen Kondensator- Zweig 12.3 verzweigt, welcher einen zu dem Wechselrichter 13 parallel geschalteten Kon densator 18 versorgt.

Der Wechselrichter 13 ist vorgesehen zur elektronisch kommutierten Ansteuerung des Elekt romotors 5, der an einem Ausgangsanschluss 14 der Steuervorrichtung 10 anschließbar ist. Zur Ansteuerung des Wechselrichters 13 in Abhängigkeit von dem Fahrerlenkwunsch 26 um fasst die Steuervorrichtung einen, üblicherweise als Mikrocontroller ausgebildeten, Motorcon troller 15 und eine Gate-Treiber-Einheit 16.

Die Gate-Treiber-Einheit 16 dient der Ansteuerung von Schaltelementen im Wechselrichter in Abhängigkeit von Vorgaben des Motorcontrollers 15. Die Schaltelemente im Wechselrich ter sind typischerweise als MOSFETs ausgebildet, zu deren Schaltung die jeweilige Gate- Elektrode umgeladen werden muss. Die Gate-Treiber-Einheit 16 beaufschlagt die Schalt elemente hierfür zum vorgesehenen Schaltzeitpunkt mit den erforderlichen Spannun gen/Strömen. Ferner umfasst die Gate-Treiber-Einheit 16 vorzugsweise zumindest eine Sig nalverarbeitungseinrichtung, um Strommesssignale einer Strommesseinrichtung 25 aufzu nehmen, welche die durch die Phasen des Elektromotors fließenden Ströme erfasst. Die verarbeiteten Strommesssignale werden dem Motorcontroller 15 für die Motorsteuerung zur Verfügung gestellt.

Der Kondensator 18 dient zur Stabilisierung der in dem Stromversorgungspfad 12 im Betrieb der Steuervorrichtung 10 anliegenden Versorgungsspannung. Zu dem Kondensator 18 in Reihe geschaltet sind eine Strommesseinrichtung 19 und eine Schalteinrichtung 20. Die Schalteinrichtung 20 ist vorzugsweise durch ein MOSFET oder IGBT gebildet. Die Strom messeinrichtung ist beispielsweise als ein Shunt-Widerstand ausgebildet.

In Fig. 2 ist die Schalteinrichtung 20 im Kondensator-Zweig 12.3 dem Kondensator 18 nach geordnet. Es versteht sich, dass die Schalteinrichtung 20 in anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung an einer beliebigen anderen Stelle im Kondensator-Zweig 12.3 oder auch im Hauptzweig 12.1 angeordnet sein kann. Zur Ansteuerung der Schalteinrichtung 20 weist die Steuervorrichtung 10 einen separaten, von dem Motorcontroller 15 unabhängigen Mikrocontroller 22 auf. Der Mikrocontroller 22 hat zumindest einen Eingang 221 und einen Ausgang 222. Dem Eingang 221 ist ein durch die Strommesseinrichtung 19 aufgenommenes Strommesssignal 21 ‘ zuführbar. Der Mikrocon troller 22 ist ferner dazu ausgebildet, an seinem Ausgang 222 in Abhängigkeit von dem Strommesssignal 21 ‘ ein Schaltsignal 23 auszugeben, welches der Schalteinrichtung 20 zu führbar ist.

In dem dargestellten Ausführungsführungsbeispiel ist der Strommesseinrichtung 19 und dem Mikrocontroller 22 ein Signalverstärker 24 zur Verstärkung des Strommesssignals 21 zwi schengeschaltet. Das von dem Signalverstärker 24 verstärkte Strommesssignal 21 ‘ wird so mit dem Mikrocontroller 22 zugeführt. In alternativen Ausführungsformen ist es aber auch denkbar, dass Strommesssignal 21 unmittelbar dem Mikrocontroller 22 zuzuführen. Auf ei nen Signalverstärker kann dann entweder verzichtet werden, oder dessen Funktionalität kann in die Strommesseinrichtung 19 bzw. in den Mikrocontroller 22 integriert sein.

Besonders bevorzugt ist die Anordnung gemäß Fig. 2, bei der der Signalverstärker 24 in der Gate-Treiber-Einheit 16‘ angeordnet ist. Übliche Gate-Treiber-Einheiten 16, 16‘ weisen zur Signalverarbeitung der Strommesssignale der Strommesseinheit 25 ohnehin mehrere Sig nalverstärker auf. Von diesen in der Gate-Treiber-Einheit 16‘ vorhandenen Signalverstärkern kann einer ausgewählter Signalverstärker 24 verwendet werden, um das Strommesssignal 21 zu verstärken. Auf diese Weise wird ein sehr robustes Design mit wenigen zusätzlichen Einzelbauteilen erreicht.

Mindestens ein Verstärkungsparameter des Signalverstärkers 24 kann durch den Motorcon troller 15 einstellbar sein. Beispielsweise kann der Verstärkungsfaktor und/oder der Offset des Signalverstärkers 24 einstellbar sein. Für die Bereitstellung der Verstärkungsparameter ist in Fig. 2 eine Signalleitung von dem Motorcontroller 15 zu dem Signalverstärker 24 vorge sehen.

Vorzugsweise weist der Mikrocontroller 22 eine geringere Verarbeitungsbreite, von bei spielsweise 8- oder 16-Bit, und/oder eine geringere Taktzeit auf als der Motorcontroller 15. Für die Steuerung des Elektromotors 5 ist üblicherweise eine Taktzeit von 250 ps für den Motorcontroller 15 ausreichend, während eine solche Taktzeit keine ausreichend geringe Reaktionszeit bei der Überwachung des Kondensatorstroms gewährleisten kann. Durch die Verwendung eines separaten Mikrocontrollers 22 für die Überwachung des Kondensator stroms kann demnach mit Hilfe von einfachen elektronischen Bauteilen auf eine aufwändige Leistungssteigerung des Motorcontrollers 15 verzichtet werden. Der separate Mikrocontroller 22 reduziert die Belastung des Motorcontrollers 15, so dass dieser bei der Motorsteuerung engeren zeitlichen Toleranzbereichen genügt.

In Fig. 3 sind verschiedene simulierte Messsignale im Betrieb der erfindungsgemäßen Steu ervorrichtung 10 beim Auftreten eines Kurzschlussfehlers im Kondensator 18 dargestellt.

Fig. 3 bezieht sich auf ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 10, bei der der Mikrocontroller 22 dazu ausgebildet ist, als Schaltsignal 23 einen Öffnungsbe fehl 23‘ an die Schalteinrichtung 20 auszugeben, wenn das Strommesssignal 21, 2T einen vorgebbaren Schwellenwert S überschreitet. In der obersten Zeile von Fig. 3 ist ein Kurz schlusssignal SC dargestellt, welches durch einen Rechteckpuls die Dauer des simulierten Kurzschlusses im Kondensator 18 vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t4 veranschaulicht. In der zweiten Zeile ist ein Gesamtstrom 11 gezeigt, der im Hauptzweig 12.1 des Stromversor gungspfades fließt. Dieser Gesamtstrom 11 setzt sich zusammen aus einem im Wechselrich ter-Zweig 12.2 fließenden Strom (nicht dargestellt) und einen im Kondensator-Zweig 12.3 fließenden Strom I2, welche in der dritten Zeile von Fig. 3 aufgetragen ist. In der untersten Zeile von Fig.3 ist schließlich die Source-Drain-Spannung am Schaltelement 19 aufgetragen.

Wie in Fig. 3 erkennbar wird durch den Kurzschluss zum Zeitpunkt t1 ein rasant ansteigen der Strom I2 im Kondensator-Zweig 12.3 verursacht, der zum Zeitpunkt t2 erstmals den vor gegebenen Schwellenwert S übersteigt. Der Mikrocontroller 22 ist mit einer Reaktionszeit T ausgebildet, nach deren Ablauf im Zeitpunkt t3 ein Öffnungsbefehl 23‘ausgegeben wird, der die Schalteinrichtung 20 öffnet. Nach dem Öffnen der Schalteinrichtung 20 im Zeitpunkt t3 fallen die Ströme 11 und I2 - aufgrund der im Schaltkreis vorhandenen (Rest-) Kapazitäten und Induktivitäten oszillierend - ab.

Die Reaktionszeit T ist vorzugsweise kleiner als 20 ps, bevorzugt kleiner als 15 ps. In einem solchen Zeitraum erreicht ein Kurzschlussstrom im Kondensator-Zweig 12.3 üblicherweise eine Größenordnung von etwa 100 A. Derartige Ströme können noch mit Halbleiter- Schaltelementen 20 wie beispielsweise MOSFETs unterbrochen werden, ohne dass ein La- winen-Effekt eintritt.

Der Mikrocontroller 22 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, vor der Ausgabe des Öffnungsbe fehls 23‘ die Überschreitung des Schwellenwertes S anhand von mindestens zwei aufeinan der folgenden Auswertungen des Strommesssignals 21, 2 T festzustellen. Der Mikrocontrol ler 22 nimmt daher in der Reaktionszeit T vorzugsweise zwei bis fünf Messwert-Abtastungen des Strommesssignals 21 ‘ vor und stellt beispielsweise durch ein Glitch-Filter fest, ob die Überschreitung des Schwellenwertes S aufgrund eines wahren Fehlerereignisses eingetre ten ist. Die Auswertung des Strommesssignals 21, 21 ‘ und/oder die Reaktionszeit T können über die Software des Mikrocontrollers 22 anpassbar sein. Sofern eine wahre Fehlerursache angenommen werden muss, wird der Öffnungsbefehl 23‘ ausgegeben.

Der Mikrocontroller 22 kann ferner dazu ausgebildet seine, als Schaltsignal 23 ein pulswei tenmoduliertes Signal 23“ an die Schalteinrichtung 20 auszugeben, um einen Stromfluss im Kondensator 18 zu begrenzen. Die Einschaltdauern des pulsweitenmodulierten Signals 23“ können im Bereich von 5 ps bis 75 ps, bevorzugt im Bereich von 10ps bis 60 ps, besonders bevorzugt im Bereich von 20 ps bis 50 ps liegen. Die Ausschaltdauern können im Bereich von 100 ps liegen. Das Einschaltmuster des pulsweitenmodulierten Signals 23“ kann über die Software des Mikrocontrollers 22 anpassbar sein. Die Verwendung eines pulsweitenmodulierten Signals 23“ zur Begrenzung des Kondensa torstroms kann Fehlerzustände im Kondensator 18 verhindern und die von der Spannungs quelle 11 bereitgestellte Spannung insbesondere während eines Einschaltvorgangs der Steuervorrichtung 10 stabilisieren. Derartige Spannungsschwankungen können andernfalls zu Störungen, wie beispielsweise einem Neustart des Motorcontrollers führen.

Bezugszeichenliste

1 Kraftfahrzeuglenkung

2 Lenkwelle

3 Lenkeingabemittel

4 Lenkeingabesensor

5 Elektromotor

6 Zahnstange

7 Lenkgetriebe

8 Räder

9 Spurstangen

10 Steuervorrichtung

11 Spannungsquelle

12 Stromversorgungspfad

12.1 Hauptzweig

12.2 Wechselrichter-Zweig

12.3 Kondensator-Zweig

13 Wechselrichter

14 Ausgangsanschluss

15 Motorcontroller

16, 16‘ Gate-Treiber-Einheit

17 Fahrerlenkwunsch

18 Kondensator

19 Strommesseinrichtung

20 Schalteinrichtung

21 Strommesssignal

21 ‘ verstärktes Strommesssignal

22 Mikrocontroller

23 Schaltsignal

23‘ Öffnungsbefehl

23“ pulsweitenmoduliertes Signal

24 Signalverstärker

25 Strommesseinrichtung

26 Fahrzeugbus

221 Eingang des Mikrocontrollers

222 Ausgang des Mikrocontrollers SC Kurzschlusssignal

11 Gesamtstrom im Hauptzweig

12 Strom im Kondensator-Zweig

U Spannung an der Schalteinrichtung

T Reaktionszeit