Verfahren und Schaltungseinheit zum Ermitteln von Fehlerzu ^¬ ständen einer Halbbrückenschaltung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungseinheit zum Ermitteln von Fehlerzuständen einer, zumindest einen ersten Halbleiterschalter und einen zweiten Halbleiterschalter aufweisenden Halbbrückenschaltung.

Aus der DE 43 01 605 Cl sind ein Verfahren und eine Anordnung zum Überwachen des Ein- und Ausschaltens eines steuerbaren

Leistungshalbleiterbauelements in einer leistungselektroni ^¬ schen Schaltung bekannt. Steuersignale für das Leistungs- halbleiterbauelement werden einer Gate-Elektrode galvanisch entkoppelt zugeführt. Bei einem Ansteuerungssignal zur Ein ^¬ schaltung des Leistungshalbleiterbauelements werden aus Pe ^¬ gelwechseln des die Gate-Elektrode beaufschlagenden Signals und den Pegelwechseln an einer Ausgangselektrode beim Umschalten des Leistungshalbleiterbauelements Zählsignale gebildet. Die

Zählsignale werden aufsummiert und mit einem der einwandfreien Arbeitsweise des Leistungshalbleiterbauelements zugeordneten, vorgegebenen Zählwert verglichen. Bei einem Unterschied zwischen der Summe der Zählsignale und dem vorgegebenen Zählwert wird ein Fehler gemeldet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Schal ^¬ tungseinheit zum Ermitteln von Fehlerzuständen einer, zumindest einen ersten Halbleiterschalter und einen zweiten Halblei- terschalter aufweisenden Halbbrückenschaltung anzugeben, welche eine erhöhte Betriebssicherheit für den Betrieb der Halbbrü ^¬ ckenschaltung ermöglichen. Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Ein Verfahren zum Ermitteln von Fehlerzuständen einer, zumindest einen ersten Halbleiterschalter und einen zweiten Halbleiterschalter aufweisenden Halbbrückenschaltung, wobei der erste Halbleiterschalter und der zweite Halbleiterschalter zueinander in einer Reihenschaltung geschaltet und mittels jeweils eines Steuersignals, insbesondere eines pulsweiten modulierten

Steuersignals, steuerbar sind und wobei der erste Halblei ^¬ terschalter und der zweite Halbleiterschalter jeweils einen geöffneten und einen geschlossenen Schaltzustand einnehmen können, weist gemäß einem Aspekt der Erfindung folgende Schritte auf. Es erfolgt ein Ermitteln eines Ist-Schaltzustands und eines Soll-Schaltzustands des ersten Halbleiterschalters. Zudem erfolgt ein Ermitteln eines Ist-Schaltzustands und eines Soll-Schaltzustands des zweiten Halbleiterschalters. Ferner erfolgt ein Erkennen eines Brückenkurzschlusses bei der

Halbbrückenschaltung, falls der Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters von dem Soll-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters verschieden ist und zudem der

Ist-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters von dem Soll-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters verschieden ist.

Dabei wird hier und im Folgenden unter einem Brückenkurzschluss ein elektrischer Kurzschluss in der Laststrecke durch den ersten und den zweiten Halbleiterschalter verstanden. Ferner wird unter dem geschlossenen Schaltzustand ein Zustand des jeweiligen Halbleiterschalters verstanden, bei welchem ein elektrisch leitender Kanal und damit eine elektrische Verbindung über den Halbleiterschalter ausgebildet ist. Entsprechend wird unter dem geöffneten Schaltzustand ein Zustand des jeweiligen Halblei- terschalters verstanden, bei welchem kein elektrisch leitender Kanal und damit keine elektrische Verbindung über den Halb ^¬ leiterschalter ausgebildet ist. Das Verfahren gemäß der genannten Ausführungsform ermöglicht eine erhöhte Betriebssicherheit für den Betrieb der Halbbrü ^¬ ckenschaltung. Dies erfolgt insbesondere durch das Erkennen eines Brückenkurzschlusses bei der Halbbrückenschaltung, falls der Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters von dem Soll-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters verschieden ist und zudem der Ist-Schaltzustand des zweiten Halbleiter ^¬ schalters von dem Soll-Schaltzustand des zweiten Halbleiter ^¬ schalters verschieden ist. Es wird somit ein Brückenkurzschluss bei der Halbbrückenschaltung erkannt, falls ermittelt wird, dass der momentane Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters von dem momentanen Soll-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters verschieden ist und zudem der momentane

Ist-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters von dem momentanen Soll-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters verschieden ist. Beide Halbleiterschalter der Halbbrückenschaltung nehmen somit nicht den jeweiligen Soll-Schaltzustand ein. Dabei wird von der Überlegung ausgegangen, dass lediglich bei einem Brückenkurzschluss sowohl der erste Halbleiterschalter als auch der zweite Halbleiterschalter nicht den entsprechenden Soll-Schaltzustand einnehmen, wie im folgenden näher erläutert wird. Damit kann mittels des genannten Verfahrens in einem derartigen Fall in zuverlässiger Weise auf das Vorliegen eines Brückenkurzschlusses geschlossen werden. Ferner können dadurch Sicherheitsanforderungen für sicherheitsrelevante elektrische beziehungsweise elektronische Systeme insbesondere in Fahr ^¬ zeug-Applikationen erfüllt werden, welche eine Unterscheidung eines Brückenkurzschlusses von weiteren Fehlerzuständen, die lediglich jeweils einen der Halbleiterschalter betreffen, erfordern, wie ebenfalls im Folgenden näher erläutert wird. Das Ermitteln des Ist-Schaltzustands und des Soll-Schaltzustands des ersten Halbleiterschalters erfolgt dabei in einem zeitlichen Zusammenhang zu dem Ermitteln des Ist-Schaltzustands und des Soll-Schaltzustands des zweiten Halbleiterschalters. Bei- spielsweise erfolgt das Ermitteln des Ist-Schaltzustands und des Soll-Schaltzustands des ersten Halbleiterschalters im We ^¬ sentlichen gleichzeitig mit dem Ermitteln des Ist-Schaltzustands und des Soll-Schaltzustands des zweiten Halbleiterschalters und damit ein Erkennen eines Brückenkurzschlusses bei der Halb- brückenschaltung, falls der Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters von dem Soll-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters verschieden ist und zugleich der

Ist-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters von dem Soll-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters verschieden ist.

Der Soll-Schaltzustand eines Halbleiterschalters des ersten und zweiten Halbleiterschalters ist dabei in einer Ausgestaltung geschlossen und der Soll-Schaltzustand des weiteren Halblei- terschalters des ersten und zweiten Halbleiterschalters ge ^¬ öffnet. Ein Brückenkurzschluss bei der Halbbrückenschaltung wird dabei erkannt, falls der Ist-Schaltzustand des in dem

Soll-Schaltzustand geschlossenen Halbleiterschalters geöffnet ist und zudem der Ist-Schaltzustand des in dem Soll-Schaltzustand geöffneten Halbleiterschalters geschlossen ist. Der

Ist-Schaltzustand des in dem Soll-Schaltzustand geöffneten Halbleiterschalters ist dabei beispielsweise auf Grund eines sogenannten Durchlegierens des Halbleiterschalters weiterhin geschlossen. Wird der weitere Halbleiterschalter in diesem Fall geschlossen und damit ein Brückenkurzschluss erzeugt, kann dieser den auftretenden hohen Kurzschlussstrom nicht tragen und geht daher wieder in den geöffneten Schaltzustand über. Somit kann in einem derartigen Fall wiederum auf das Vorliegen eines Brückenkurzschlusses geschlossen werden. _n

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Zudem wird bevorzugt eine Anzahl der erkannten Brückenkurzschlüsse ermittelt. Falls die ermittelte Anzahl der erkannten Brückenkurzschlüsse einen vorgegebenen Schwellenwert über ^¬ schreitet, werden der erste Halbleiterschalter und der zweite Halbleiterschalter und damit die Halbbrückenschaltung in einen vorgegebenen Betriebszustand geschaltet. Bevorzugt werden der erste Halbleiterschalter und der zweite Halbleiterschalter dabei geöffnet und damit die Halbbrückenschaltung typischerweise dauerhaft in einen ausgeschalteten Betriebszustand geschaltet.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist der erste Halbleiterschalter mittels einer ersten Schaltungsanordnung und der zweite Halbleiterschalter mittels einer zweiten Schaltungsanordnung ansteuerbar. Das Ermitteln des

Ist-Schaltzustands des ersten Halbleiterschalters erfolgt in der genannten Ausführungsform mittels der ersten Schaltungsanordnung und das Ermitteln des Ist-Schaltzustands des zweiten Halbleiterschalters mittels der zweiten Schaltungsanordnung. Der Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters wird dabei bevorzugt mittels eines ersten Signals über eine erste Sig ^¬ nalleitung von der ersten Schaltungsanordnung an eine zentrale Steuereinheit der Halbbrückenschaltung übermittelt. Ferner wird der Ist-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters mittels eines zweiten Signals über eine zweite Signalleitung von der zweiten Schaltungsanordnung an die zentrale Steuereinheit übermittelt. Das Erkennen des Brückenkurzschlusses erfolgt in der genannten Ausgestaltung des Verfahrens mittels der zentralen Steuereinheit basierend auf dem übermittelten ersten und zweiten Signal.

Mittels der zentralen Steuereinheit wird in einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zudem ein Fehlerzustand aus ^¬ schließlich des ersten Halbleiterschalters erkannt, falls der ,

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Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters von dem Soll-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters verschieden ist und zudem der Ist-Schaltzustand des zweiten Halbleiter ^¬ schalters dem Soll-Schaltzustand des zweiten Halbleiter- Schalters entspricht. Ferner wird mittels der zentralen

Steuereinheit ein Fehlerzustand ausschließlich des zweiten Halbleiterschalters erkannt, falls der Ist-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters von dem Soll-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters verschieden ist und zudem der Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters dem

Soll-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters entspricht. Damit können in einfacher Weise, Einzelfehler des ersten Halbleiterschalters beziehungsweise des zweiten Halbleiter ^¬ schalters von einem Fehlerzustand der Halbbrückenschaltung in Form eines Brückenkurzschlusses, bei welchem beide Halblei ^¬ terschalter gemeinsam einen Fehlerzustand aufweisen, unterschieden werden. Die jeweiligen Fehlerzustände werden dabei basierend auf dem ersten beziehungsweise dem zweiten, an die zentrale Steuereinheit übermittelten Signal erkannt. Somit ermöglicht die genannte Ausführungsform in vorteilhafter Weise eine Unterscheidung der genannten Fehlerzustände basierend auf lediglich jeweils einem Signal pro Halbleiterschalter.

Zudem wird bevorzugt eine Schalt-Anforderung der zentralen Steuereinheit für ein Schalten eines momentan geöffneten

Halbleiterschalters des ersten und zweiten Halbleiterschalters in den geschlossenen Schaltzustand an die Schaltungsanordnung des zu schaltenden Halbleiterschalters gesendet. Nach dem Empfangen der Schalt-Anforderung durch die Schaltungsanordnung des zu schaltenden Halbleiterschalters wird dabei eine erste Zeitmessung einer Zeitmesseinheit der Schaltungsanordnung des zu schaltenden Halbleiterschalters gestartet und der

Ist-Schaltzustand des zu schaltenden Halbleiterschalters nach dem Start der ersten Zeitmessung beispielsweise kontinuierlich ermittelt. Ferner wird der ermittelte Ist-Schaltzustand nach einer vorbestimmten Dauer nach dem Start der ersten Zeitmessung über die Signalleitung des zu schaltenden Halbleiterschalters an die zentrale Steuereinheit übermittelt.

In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird zudem eine zweite Zeitmessung einer zweiten Zeitmesseinheit der zentralen Steuereinheit gestartet, sobald die Schalt-Anforderung der zentralen Steuereinheit erfolgt ist. In der genannten Ausge- staltung wird darüber hinaus ermittelt, ob der an die zentrale Steuereinheit übermittelte Ist-Schaltzustand des zu schaltenden Halbleiterschalters innerhalb eines vorbestimmten Zeitinter ^¬ valls nach dem Start der zweiten Zeitmessung von dem geöffneten Schaltzustand in den geschlossenen Schaltzustand wechselt.

Von der zentralen Steuereinheit wird dabei ein Fehlerzustand erkannt, falls der an die zentrale Steuereinheit übermittelte Ist-Schaltzustand nicht innerhalb des vorbestimmten Zeitin ^¬ tervalls nach dem Start der zweiten Zeitmessung von dem ge- öffneten Schaltzustand in den geschlossenen Schaltzustand wechselt .

Insbesondere wird von der zentralen Steuereinheit ein Feh ^¬ lerzustand der Zeitmesseinheit der Schaltungsanordnung des zu schaltenden Halbleiterschalters erkannt, falls der an die zentrale Steuereinheit übermittelte Ist-Schaltzustand vor Beginn des vorbestimmten Zeitintervalls nach dem Start der zweiten Zeitmessung von dem geöffneten Schaltzustand in den geschlossenen Schaltzustand wechselt.

Mittels der letztgenannten Ausführungsformen kann damit in vorteilhafter Weise insbesondere eine Drift der Zeitmesseinheit der Schaltungsanordnung des zu schaltenden Halbleiterschalters ermittelt werden, wie im Folgenden weiter erläutert wird. ₀

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Die Erfindung betrifft zudem eine Schaltungseinheit zum Er ^¬ mitteln von Fehlerzuständen einer, zumindest einen ersten Halbleiterschalter und einen zweiten Halbleiterschalter aufweisenden Halbbrückenschaltung, wobei der erste Halbleiter- Schalter und der zweite Halbleiterschalter zueinander in einer Reihenschaltung geschaltet sind und jeweils einen geöffneten und einen geschlossenen Schaltzustand einnehmen können. Die

Schaltungseinheit weist eine erste Ermittlungseinheit zum Ermitteln eines Ist-Schaltzustands des ersten Halbleiter- Schalters und eine zweite Ermittlungseinheit zum Ermitteln eines Ist-Schaltzustands des zweiten Halbleiterschalters auf. Zudem weist die Schaltungseinheit eine zentrale Steuereinheit zum Ermitteln eines Soll-Schaltzustands des ersten Halbleiter ^¬ schalters und eines Soll-Schaltzustands des zweiten Halblei- terschalters und zum Ansteuern des ersten Halbleiterschalters und des zweiten Halbleiterschalters mittels jeweils eines Steuersignals, insbesondere eines pulsweiten modulierten Steuersignals, auf. Darüber hinaus weist die Schaltungseinheit eine Fehler-Ermittlungseinheit auf zum Erkennen eines Brü- ckenkurzschlusses bei der Halbbrückenschaltung, falls der Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters von dem Soll-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters verschieden ist und zudem der Ist-Schaltzustand des zweiten Halbleiter ^¬ schalters von dem Soll-Schaltzustand des zweiten Halbleiter- Schalters verschieden ist.

Die Schaltungseinheit weist die bereits im Zusammenhang mit dem entsprechenden Verfahren genannten Vorteile auf, welche an dieser Stelle zur Vermeidung von Wiederholungen nicht nochmals aufgeführt werden.

In einer Ausführungsform weist die Schaltungseinheit weiterhin eine erste Schaltungsanordnung zum Ansteuern des ersten

Halbleiterschalters auf, wobei die erste Schaltungsanordnung die _

y erste Ermittlungseinheit aufweist. Ferner weist die Schal ^¬ tungseinheit eine zweite Schaltungsanordnung zum Ansteuern des zweiten Halbleiterschalters auf, wobei die zweite Schal ^¬ tungsanordnung die zweite Ermittlungseinheit aufweist. Der Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters ist dabei mittels eines ersten Signals über eine erste Signalleitung von der ersten Schaltungsanordnung an die zentrale Steuereinheit übermittelbar. Ferner ist der Ist-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters mittels eines zweiten Signals über eine zweite Signalleitung von der zweiten Schaltungsanordnung an die zentrale Steuereinheit übermittelbar. Die zentrale Steuer ^¬ einheit weist in der genannten Ausführungsform die Fehler-Ermittlungseinheit auf und ist zum Erkennen des Brücken ^¬ kurzschlusses basierend auf dem ersten und zweiten Signal ausgebildet.

Die zentrale Steuereinheit ist weiterhin bevorzugt zum Erkennen eines Fehlerzustands des ersten Halbleiterschalters ausge ^¬ bildet, falls der Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiter- Schalters von dem Soll-Schaltzustand des ersten Halbleiter ^¬ schalters verschieden ist und zudem der Ist-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters dem Soll-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters entspricht. Ferner ist die zentrale

Steuereinheit zum Erkennen eines Fehlerzustands des zweiten Halbleiterschalters ausgebildet, falls der Ist-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters von dem Soll-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters verschieden ist und zudem der Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters dem

Soll-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters entspricht.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Schaltungseinheit zudem eine erste Zeitmesseinheit auf zum Starten einer ersten Zeitmessung nach einem Empfangen einer Schalt-Anforderung der zentralen Steuereinheit durch die erste Schaltungsanordnung für ein Schalten des ersten Halbleiterschalters in den geschlossenen Schaltzustand . Darüber hinaus weist die Schaltungseinheit eine zweite Zeitmesseinheit auf zum Starten einer zweiten Zeit ^¬ messung, sobald eine Schalt-Anforderung der zentralen Steu- ereinheit für ein Schalten des ersten Halbleiterschalters oder des zweiten Halbleiterschalters in den geschlossenen Schalt ^¬ zustand erfolgt ist. Ferner weist die Schaltungseinheit eine dritte Zeitmesseinheit auf zum Starten einer dritten Zeitmessung nach einem Empfangen einer Schalt-Anforderung der zentralen Steuereinheit durch die zweite Schaltungsanordnung für ein

Schalten des zweiten Halbleiterschalters in den geschlossenen Schaltzustand . Der Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiter ^¬ schalters ist dabei nach einer vorbestimmten Dauer nach dem Start der ersten Zeitmessung mittels des ersten Signals über die erste Signalleitung von der ersten Schaltungsanordnung an die zentrale Steuereinheit übermittelbar. Zudem ist der Ist-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters nach einer vorbestimmten Dauer nach dem Start der dritten Zeitmessung mittels des zweiten Signals über die zweite Signalleitung von der zweiten Schaltungsan- Ordnung an die zentrale Steuereinheit übermittelbar.

Die zentrale Steuereinheit ist in einer weiteren Ausgestaltung zum Erkennen eines Fehlerzustands ausgebildet, falls der an die zentrale Steuereinheit übermittelte Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters oder des zweiten Halbleiterschalters nicht innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls nach dem Start der zweiten Zeitmessung von dem geöffneten Schaltzustand in den geschlossenen Schaltzustand wechselt. Der erste Halbleiterschalter und der zweite Halbleiterschalter sind beispielsweise als IGBT, insbesondere als n-Kanal IGBT, oder als MOSFET, insbesondere als n-Kanal MOSFET, ausbildet. Ferner betrifft die Erfindung einen Stromrichter zum Bereitstellen von zumindest einem Phasenstrom für eine elektrische Maschine, wobei der Stromrichter eine Schaltungseinheit gemäß der genannten Ausführungsformen zum Bereitstellen des Phasenstromes aufweist.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Fahrzeugs mit einer elektrischen Maschine, wobei die Antriebsvorrichtung eine Schaltungseinheit gemäß der genannten Ausführungsformen zum Bereitstellen von zumindest einem Phasenstrom für die elektrische Maschine aufweist.

Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.

Figur 1A zeigt eine Antriebsvorrichtung zum Antrieb eines

Elektro- oder Hybridfahrzeugs mit einer elektrischen Maschine und einem Stromrichter in einer schematischen Darstellung gemäß einer Ausführungsform;

Figur 1B zeigt eine Schaltungseinheit zum Ermitteln von

Fehlerzuständen einer Halbbrückenschaltung gemäß einer Ausführungsform;

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Ermitteln von Fehlerzuständen einer, einen ersten Halbleiterschalter und einen zweiten Halbleiterschalter aufweisenden Halbbrückenschaltung gemäß einer Ausführungsform.

Figur 1A zeigt eine Antriebsvorrichtung AV zum Antrieb eines in Figur 1A nicht näher dargestellten Elektro- oder Hybridfahrzeugs mit einer elektrischen Maschine EM und einem Stromrichter SR in einer schematischen Darstellung gemäß einer Ausführungsform. Die elektrische Maschine EM ist mit einer in Figur 1A nicht näher dargestellten Antriebswelle des Fahrzeugs zur Drehmoment ^¬ übertragung mechanisch gekoppelt und dient zum Vortrieb des Fahrzeugs .

Der Stromrichter SR dient zum Bereitstellen von Phasenströmen Ip für die elektrische Maschine EM und weist eine Drei- fach-Halbbrückenschaltung DHS mit jeweils einem hochvoltsei- tigen (auf Englisch „High-Side") und einem niedervoltseitigen (auf Englisch„Low-Side") Halbleiterschalter HSl und HS2 , HS3 und HS4 beziehungsweise HS5 und HS6 in einer Reihenschaltung auf. Jeder der sechs Halbleiterschalter HSl bis HS6 weist jeweils einen Eingangsstromanschluss EHS, einen Ausgangsstromanschluss AHS und zwischen dem Eingangsstromanschluss EHS und dem Aus- gangsstromanschluss AHS eine Laststrecke zum Durchleiten eines Laststromes von dem Eingangsstromanschluss EHS zu dem Aus ^¬ gangsstromanschluss AHS und anschließend zu der elektrischen Maschine EM als Phasenstrom Ip auf. Ferner weisen die Halbleiterschalter HSl bis HS6 jeweils einen Steueranschluss SHS auf, über den der jeweilige Halbleiterschalter HSl bis HS6 angesteuert wird, um im eingeschalteten Zustand des jeweiligen Halbleiterschalters den Durchfluss des Laststroms durch die Laststrecke zu ermöglichen beziehungsweise im ausgeschalteten Zustand des jeweiligen Halbleiterschalters den Durchfluss des Laststroms durch die Laststrecke zu sperren. Die Halbleiterschalter HSl bis HS6 sind in der gezeigten Ausführungsform n-Kanal IGBTs.

Zu jedem dieser sechs Halbleiterschalter HSl bis HS6 weist der Stromrichter SR jeweils eine Schaltungsanordnung SA1, SA2, SA3, SA4, SA5 beziehungsweise SA6 zur Steuerung des jeweiligen

Halbleiterschalters HSl bis HS6 auf, wobei die sechs Schal ^¬ tungsanordnungen SA1 bis SA6 zueinander funktional weitgehend identisch ausgebildet sind. Zur Vereinfachung der Beschreibung der Antriebsvorrichtung AV wird lediglich eine der sechs Schaltungsanordnungen SA1 bis SA6 nachfolgend detailliert beschrieben .

So wie die restlichen fünf Schaltungsanordnungen SA2 bis SA6 weist die erste Schaltungsanordnung SA1 in der gezeigten Ausführungsform eine Halbbrückenschaltungseinheit HB, eine erste Vergleichseinheit VE1, eine zweite Vergleichseinheit VE2 sowie eine Ansteuereinheit AE auf. Die Schaltungsanordnung SA1 ist mit Ausnahme von der Halbbrückenschaltungseinheit HB in einem ASIC-Bauteil ausgebildet. Dies ermöglicht eine erhebliche

Reduktion der Bauteilanzahl und Bauteilkosten, benötigt weniger Leiterplattenplatz und führt zu geringeren Produktionskosten, insbesondere bei Lagerhaltung, Bestückung und Testen der Komponenten. Zudem sind zusätzliche Funktionalitäten integ- rierbar. Ferner sind dadurch höhere Schaltgeschwindigkeiten einstellbar, eine höhere Zuverlässigkeit sowie eine erhöhte Robustheit gegenüber EMV-Störungen werden ermöglicht und die Diagnosemöglichkeiten erweitert. Die Halbbrückenschaltungseinheit HB weist ihrerseits je einen ersten, zwischen dem Steueranschluss SHS des Halbleiterschalters HSl und einem ersten, negativen Versorgungsspannungsanschluss NA angeordneten, steuerbaren Treiberschalter Tl und einen zweiten, zwischen dem Steueranschluss SHS des Halbleiterschalters HSl und einem zweiten, positiven Versorgungsspannungsanschluss HA angeordneten, steuerbaren Treiberschalter T2 in einer Reihenschaltung auf, wobei der Knotenpunkt zwischen den beiden Treiberschaltern Tl und T2, der diese beiden Treiberschalter Tl und T2 verbindet, mit dem Steueranschluss SHS des Halblei- terschalters HSl der Dreifach-Halbbrückenschaltung DHS elektrisch verbunden ist. Dadurch wird der Halbleiterschalter HSl der Dreifach-Halbbrückenschaltung DHS von dieser Halbbrückenschaltungseinheit HB gesteuert geschalten. Die Trei- berschalter Tl und T2 sind in der gezeigten Ausführungsform Halbleiterschalter in Form von MOSFETs.

Die erste Vergleichseinheit VEl weist einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluss Ell, E12 und einen Ausgangsanschluss All auf und ist über den ersten Eingangsanschluss Ell mit dem Eingangsstromanschluss EHS des Halbleiterschalters HS1 elektrisch verbunden. Über diesen ersten Eingangsanschluss Ell misst die erste Vergleichseinheit VEl das Spannungspotential UE an dem Eingangsstromanschluss EHS des Halbleiterschalters HS1. Über den zweiten Eingangsanschluss E12 erhält die erste Ver ^¬ gleichseinheit VEl ein erstes Referenzspannungspotential UE_TH von einer nicht näher dargestellten Einheit. Die erste Vergleichseinheit VEl vergleicht das gemessene Spannungspotential UE mit dem Referenzspannungspotential UE_TH und gibt abhängig von dem Vergleichsergebnis ein Ausgangssignal an dem Ausgangsan ^¬ schluss All aus, welches an die Ansteuereinheit AE der

Schaltungsanordnung SA1 übermittelt wird. Die zweite Vergleichseinheit VE2 weist einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluss E21, E22 und einen Ausgangsanschluss A21 auf und ist über den ersten Eingangsanschluss E21 mit dem Steueranschluss SHS des Halbleiterschalters HS1 elektrisch verbunden. Über diesen ersten Eingangsanschluss E21 misst die zweite Vergleichseinheit VE2 das Spannungspotential US an dem Steueranschluss SHS des Halbleiterschalters HS1. Über den zweiten Eingangsanschluss E22 erhält die zweite Vergleichs ^¬ einheit VE2 ein zweites Referenzspannungspotential US_TH von einer nicht näher dargestellten Einheit. Die zweite Ver- gleichseinheit VE2 vergleicht das gemessene Spannungspotential US mit dem Referenzspannungspotential US_TH und gibt abhängig von dem Vergleichsergebnis ein Ausgangssignal an dem Ausgangsan ^¬ schluss A21 aus, welches an die Ansteuereinheit AE der

Schaltungsanordnung SA1 übermittelt wird. Die erste Vergleichseinheit VE1 und die zweite Vergleichseinheit VE2 sind typischerweise jeweils als Komparator ausgebildet. Die Ansteuereinheit AE ist zum Ansteuern des Halbleiterschalters HS1 durch gesteuertes, beispielsweise stufenweises Ein- und Ausschalten der beiden Treiberschalter Tl und T2 unter Verwendung eines pulsweiten modulierten Steuersignals PWM, das von einer in Figur 1A nicht näher dargestellten zentralen Steuereinheit bereitgestellt wird, und insbesondere unter Verwendung von steigenden Signalflanken SSF und fallenden Signalflanken FSF des pulsweiten modulierten Steuersignals PWM ausgebildet.

Ferner ermittelt die Ansteuereinheit AE basierend auf den, von der ersten Vergleichseinheit VE1 und der zweiten Vergleichs ^¬ einheit VE2 an die Ansteuereinheit AE übermittelten Aus ^¬ gangssignalen den momentanen Ist-Zustand des Halbleiterschalters HS1. Damit wird durch die genannten Komponenten eine erste Ermittlungseinheit El zum Ermitteln des Ist-Schaltzustands des ersten Halbleiterschalters HS1 bereitgestellt.

Wie im folgenden näher erläutert wird, kann basierend auf dem Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters HS1 und einem in entsprechender Weise ermittelten Ist-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters HS2 eine Unterscheidung von Fehlerzuständen der drei Halbbrückenschaltungen der Drei- fach-Halbbrückenschaltung DHS bereitgestellt werden. Hierzu weist die erste Schaltungsanordnung SA1 zudem eine erste Zeitmesseinheit ZME1 auf, welche ebenfalls im Folgenden näher erläutert wird.

Dazu zeigt Figur 1B eine Schaltungseinheit SE zum Ermitteln von Fehlerzuständen einer Halbbrückenschaltung HBS der in Figur 1A gezeigten Dreifach-Halbbrückenschaltung gemäß einer Ausfüh- rungsform. Komponenten mit den gleichen Funktionen wie in Figur 1A werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und im Folgenden nicht nochmals erläutert. Aus Gründen der Über ^¬ sichtlichkeit sind in Figur 1B nicht sämtliche Komponenten der ersten Schaltungsanordnung SAl beziehungsweise der zweiten Schaltungsanordnung SA2 dargestellt. Ferner sind die erste Ermittlungseinheit El, die Ansteuereinheit AE und die Halb ^¬ brückentreiberschaltungseinheit HB der ersten Schaltungsan ^¬ ordnung SAl in einem gemeinsamen Block zusammengefasst . Ent- sprechend sind eine zweite Ermittlungseinheit E2 zum Ermitteln eines Ist-Schaltzustands des zweiten Halbleiterschalters HS2, eine Ansteuereinheit AE und eine Halbbrückentreiberschal ^¬ tungseinheit HB der zweiten Schaltungsanordnung SA2 in einem Block zusammengefasst .

Die Schaltungseinheit SE weist zusätzlich zu der ersten Er ^¬ mittlungseinheit El zum Ermitteln des Ist-Schaltzustands des ersten Halbleiterschalters HSl und der zweiten Ermittlungs ^¬ einheit E2 zum Ermitteln des Ist-Schaltzustands des zweiten Halbleiterschalters HS2 eine zentrale Steuereinheit ZSE zum Ermitteln eines Soll-Schaltzustands des ersten Halbleiter ^¬ schalters HSl und eines Soll-Schaltzustands des zweiten

Halbleiterschalters HS2 auf. Ferner ist die zentrale Steuer ^¬ einheit ZSE zum Ansteuern des ersten Halbleiterschalters HSl und des zweiten Halbleiterschalters HS2 mittels jeweils eines pulsweiten modulierten Steuersignals ausgebildet. Dazu weist die zentrale Steuereinheit ZSE in der gezeigten Ausführungsform einen ersten Pulsweitenmodulator PWM1 und einen zweiten

Pulsweitenmodulator PWM2 auf, wobei ein von dem ersten

Pulsweitenmodulator PWM1 erzeugtes Steuersignal an die AnSteuereinheit AE der ersten Schaltungsanordnung SAl und ein von dem zweiten Pulsweitenmodulator PWM2 erzeugtes Steuersignal an die Ansteuereinheit AE der zweiten Schaltungsanordnung SA2 bereitgestellt wird. Ferner weist die Schaltungseinheit SE eine Fehler-Ermitt ^¬ lungseinheit FE zum Erkennen eines Brückenkurzschlusses bei der Halbbrückenschaltung HBS auf, falls der Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters HS1 von dem Soll-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters HS1 verschieden ist und zudem der Ist-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters HS2 von dem Soll-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters HS2 ver ^¬ schieden ist. Der Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters HS1 ist dazu in der gezeigten Ausführungsform mittels eines ersten Signals über eine erste Signalleitung Sl von der ersten Schaltungsanordnung SAl an die zentrale Steuereinheit ZSE und dabei insbesondere an die Fehler-Ermittlungseinheit FE übermittelbar. Ferner ist der Ist-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters HS2 mittels eines zweiten Signals über eine zweite Signalleitung S2 von der zweiten Schaltungsanordnung SA2 an die zentrale Steuereinheit ZSE und dabei wiederum insbesondere an die Fehler-Ermittlungseinheit FE übermittelbar.

In der gezeigten Ausführungsform wird zudem die Anzahl der erkannten Brückenkurzschlüsse mittels einer Zähleinheit ZE ermittelt. Falls die ermittelte Anzahl der erkannten Brü ^¬ ckenkurzschlüsse dabei einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, werden der erste Halbleiterschalter HS1 und der zweite Halbleiterschalter HS2 in einen vorgegebenen Be- triebszustand geschaltet. In der gezeigten Ausführungsform werden der erste Halbleiterschalter HS1 und der zweite Halbleiterschalter HS2 und damit die Halbbrückenschaltung HBS in diesem Fall dauerhaft ausgeschaltet. Die Fehler-Ermittlungseinheit FE ist ferner zum Erkennen eines Einzelfehlers des ersten Halbleiterschalters HS1 ausgebildet, falls der Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters HS1 von dem Soll-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters HS1 verschieden ist und zudem der Ist-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters HS2 dem Soll-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters HS2 entspricht. Ferner ist die Feh ^¬ ler-Ermittlungseinheit FE zum Erkennen eines Einzelfehlers des zweiten Halbleiterschalters HS2 ausgebildet, falls der

Ist-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters HS2 von dem Soll-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters HS2 ver ^¬ schieden ist und zudem der Ist-Schaltzustand des ersten

Halbleiterschalters HSl dem Soll-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters HSl entspricht. Die Ist-Schaltzustände der beiden Halbleiterschalter HSl und HS2 werden dabei wiederum über die erste Signalleitung Sl beziehungsweise die zweite Sig ^¬ nalleitung S2 an die Fehler-Ermittlungseinheit FE übermittelt.

Die Schaltungseinheit SE weist ferner eine erste Zeitmesseinheit ZME1 zum Starten einer ersten Zeitmessung nach einem Empfangen einer Schalt-Anforderung der zentralen Steuereinheit ZSE durch die erste Schaltungsanordnung SA1 für ein Schalten des ersten Halbleiterschalters HSl in den geschlossenen Schaltzustand auf, falls der erste Halbleiterschalter HSl momentan geöffnet ist. Ferner weist die Schaltungseinheit SE eine dritte Zeitmess ^¬ einheit ZME3 zum Starten einer dritten Zeitmessung nach einem Empfangen einer Schalt-Anforderung der zentralen Steuereinheit ZSE durch die zweite Schaltungsanordnung SA2 für ein Schalten des zweiten Halbleiterschalters HS2 in den geschlossenen Schalt- zustand auf, falls der zweite Halbleiterschalter HS2 momentan geöffnet ist. Darüber hinaus weist die Schaltungseinheit SE eine zweite Zeitmesseinheit ZME2 auf zum Starten einer zweiten Zeitmessung, sobald eine Schalt-Anforderung der zentralen Steuereinheit ZSE für ein Schalten des ersten Halbleiter- Schalters HSl oder des zweiten Halbleiterschalters HS2 in den geschlossenen Schaltzustand erfolgt ist. Die erste Zeitmess ^¬ einheit ZME1 ist dabei Bestandteil der ersten Schaltungsan ^¬ ordnung SA1, die dritte Zeitmesseinheit ZME3 Bestandteil der zweiten Schaltungsanordnung SA2 und die zweite Zeitmesseinheit ZME2 Bestandteil der zentralen Steuereinheit ZSE. Die erste Zeitmesseinheit ZME1, die zweite Zeitmesseinheit ZME2 und die dritte Zeitmesseinheit ZME3 sind beispielsweise jeweils in Form eines Taktgenerators beziehungsweise Oszillators ausgebildet. Insbesondere können die genannten Zeitmessungen derart erfolgen, dass eine Anzahl von Pulsen mit vorgegebener Pulsdauer bestimmt wird .

Der Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters HS1 wird dabei nach einer vorbestimmten Dauer nach dem Start der ersten Zeitmessung mittels des ersten Signals über die erste Sig ^¬ nalleitung Sl von der ersten Schaltungsanordnung SA1 an die zentrale Steuereinheit ZSE übermittelt. Entsprechend wird der Ist-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters HS2 nach einer vorbestimmten Dauer nach dem Start der dritten Zeitmessung mittels des zweiten Signals über die zweite Signalleitung S2 von der zweiten Schaltungsanordnung SA2 an die zentrale Steuereinheit ZSE übermittelt. Die zentrale Steuereinheit ZSE ist zum Erkennen eines Feh ^¬ lerzustands ausgebildet, falls der an die zentrale Steuereinheit ZSE übermittelte Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiter ^¬ schalters HS1 oder des zweiten Halbleiterschalters HS2 nicht innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls nach dem Start der zweiten Zeitmessung von dem geöffneten Schaltzustand in den geschlossenen Schaltzustand wechselt. Insbesondere kann dabei von der zentralen Steuereinheit ZSE ein Fehlerzustand der ersten Zeitmesseinheit ZME1 beziehungsweise der dritten Zeitmess ^¬ einheit ZME3 erkannt werden, falls der an die zentrale Steu- ereinheit ZSE übermittelte Ist-Schaltzustand vor Beginn des vorbestimmten Zeitintervalls nach dem Start der zweiten

Zeitmessung von dem geöffneten Schaltzustand in den geschlossenen Schaltzustand wechselt, wie im Zusammenhang mit Figur 2 näher erläutert wird. Die zentrale Steuereinheit ZSE weist dazu in der gezeigten Ausführungsform eine erste Fehler-Ermittlungseinheit FEI und eine zweite Fehler-Ermittlungseinheit FE2 auf. Dabei wird der Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters HS1 über die erste Signalleitung Sl von der ersten Schaltungsanordnung SAl an die erste Fehler-Ermittlungseinheit FEI übermittelt. Ferner wird das von dem ersten Pulsweitenmodulator PWM1 erzeugte Steuersignal an die erste Fehler-Ermittlungseinheit FEI übermittelt. Entsprechend wird der Ist-Schaltzustand des zweiten Halblei- terschalters HS2 über die zweite Signalleitung S2 von der zweiten Schaltungsanordnung SA2 an die zweite Fehler-Ermittlungseinheit FE2 übermittelt und dieser zudem das von dem zweiten

Pulsweitenmodulator PWM2 erzeugte Steuersignal bereitgestellt. Darüber hinaus werden der ersten Fehler-Ermittlungseinheit FEI und der zweiten Fehler-Ermittlungseinheit FE2 die von der zweiten Zeitmesseinheit ZME2 gemessene Zeitdauer bereitgestellt.

Weitere Einzelheiten werden im Zusammenhang mit Figur 2 näher erläutert . Mittels der gezeigten Ausführungsform können somit mit einem einzigen Signal für den jeweiligen Halbleiterschalter ein Fehlerzustand der jeweiligen Zeitmesseinheit, beispielsweise in Form einer Oszillatordrift, ein Statusfehler des jeweiligen Halbleiterschalters, beispielsweise ein Abschalten des Halb- leiterschalters auf Grund einer erkannten Unterspannung, und ein Brückenkurzschluss voneinander unterschieden werden.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Ermitteln von Fehlerzuständen einer, einen ersten Halblei- terschalter und einen zweiten Halbleiterschalter aufweisenden Halbbrückenschaltung gemäß einer Ausführungsform.

In Figur 2 ist der zeitliche Verlauf des von der zentralen Steuereinheit, welche in Figur 2 als CB (Steuerkreis, auf Englisch „Control Board") bezeichnet wird, bereitgestellten pulsweiten modulierten Steuersignals schematisch durch ein Signal 13 dargestellt. Das von der Schaltungsanordnung des zu schaltenden Halbleiterschalters empfangene pulsweiten modu- lierte Steuersignal ist schematisch mittels eines Signals 14 dargestellt. Die Schaltungsanordnung wird dabei in Figur 2 als GDA (Gate-Treiber A, auf Englisch „Gate Driver A") bezeichnet, wobei A für den jeweiligen zu schaltenden Halbleiterschalter steht .

Das von der Schaltungsanordnung an die zentrale Steuereinheit übermittelte, den Ist-Schaltzustand des jeweiligen Halblei ^¬ terschalters kennzeichnende Signal ist schematisch mittels eines Signals 15 dargestellt. Ferner ist das von der zentralen Steuereinheit empfangene, den Ist-Schaltzustand kennzeichnende Signal schematisch mittels eines Signals 17 dargestellt.

Zu einem ersten Zeitpunkt 1 sendet die zentrale Steuereinheit eine Schalt-Anforderung für ein Schalten eines momentan ge- öffneten Halbleiterschalters des ersten und zweiten Halblei ^¬ terschalters in den geschlossenen Schaltzustand an die

Schaltungsanordnung des zu schaltenden Halbleiterschalters. Die zentrale Steuereinheit kommandiert somit über die PWM-Leitung ein Einschalten des entsprechenden Halbleiterschalters. Zudem wird zu diesem ersten Zeitpunkt 1 eine zweite Zeitmessung einer Zeitmesseinheit der zentralen Steuereinheit gestartet.

Zu einem zweiten, späteren Zeitpunkt 2 empfängt die Schal ^¬ tungsanordnung des zu schaltenden Halbleiterschalters den Einschaltbefehl. Die Schaltungsanordnung empfängt dabei den

Einschaltbefehl auf Grund von LaufZeitverzögerungen verspätet. Die Schaltungsanordnung startet zu diesem zweiten Zeitpunkt 2 eine erste Zeitmessung einer Zeitmesseinheit der Schaltungs- anordnung. Die Zeitmesseinheit der Schaltungsanordnung ist dabei unabhängig von der Zeitmesseinheit der zentralen Steuereinheit.

Nach dem Empfangen des Einschaltbefehls manipuliert die

Schaltungsanordnung das an die zentrale Steuereinheit zu übermittelnde Status-Signal des Halbleiterschalters, das heißt das, den Ist-Schaltzustand des Halbleiterschalters kenn ^¬ zeichnende Signal derart, dass dieses weiterhin einen ausge ^¬ schalteten Zustand des Halbleiterschalters kennzeichnet. In der gezeigten Ausführungsform wird dazu von der Schaltungsanordnung zwischen dem zweiten Zeitpunkt 2 und einem sechsten Zeitpunkt 6 das Signal 15 mit einem hohen Pegel an die zentrale Steuereinheit übermittelt. Diese empfängt das Signal mit hohem Pegel wiederum auf Grund von LaufZeitverzögerungen verzögert zu einem dritten Zeitpunkt 3.

Zu einem vierten, späteren Zeitpunkt 4 erkennt die Schal ^¬ tungsanordnung intern auf Grund einer fallenden Signalflanke bei dem von der ersten Vergleichseinheit übermittelten und in Figur 2 mittels eines Signals 16 dargestellten Ausgangssignal, dass der Halbleiterschalter von dem geöffneten Schaltzustand in den geschlossenen Schaltzustand übergegangen ist.

Die ermittelte Änderung des Ist-Schaltzustands von dem ge- öffneten Schaltzustand in den geschlossenen Schaltzustand wird jedoch erst nach einer vorbestimmten Dauer nach dem Start der ersten Zeitmessung an die zentrale Steuereinheit übermittelt. In der gezeigten Ausführungsform erfolgt dies, wie bereits erläutert, zu dem sechsten Zeitpunkt 6. Damit entspricht das an die zentrale Steuereinheit übermittelte, den Ist-Schaltzustand des Halbleiterschalters kennzeichnende Signal bis zu diesem sechsten Zeitpunkt 6 nicht mehr dem tatsächlichen, von der Schaltungsanordnung ermittelten Ist-Schaltzustand des Halbleiterschalters . Ab dem sechsten Zeitpunkt 6 ist das von der Schaltungsanordnung an die zentrale Steuereinheit übermittelte Signal wieder identisch mit dem tatsächlichen Ist-Schaltzustand des Halb ^¬ leiterschalters .

Die zentrale Steuereinheit empfängt die übermittelte, einen Wechsel von dem geöffneten Schaltzustand in den geschlossenen Schaltzustand kennzeichnende Signaländerung wiederum zeit ^¬ verzögert zu einem siebten, späteren Zeitpunkt 7.

Bei einem fehlerfreien Betrieb des zu schaltenden Halbleiterschalters erwartet die zentrale Steuereinheit die den Wechsel von dem geöffneten Schaltzustand in den geschlossenen

Schaltzustand kennzeichnende Signaländerung bei dem übermit- telten Signal, beispielsweise in Form einer fallenden Sig ^¬ nalflanke, innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls nach dem Start der zweiten Zeitmessung, d.h. in der gezeigten Ausführungsform in einem Bereich zwischen einem fünften Zeitpunkt 5 und einem achten Zeitpunkt 8.

In der gezeigten Darstellung befindet sich der siebte Zeitpunkt 7 in dem vorbestimmten Zeitintervall zwischen dem fünften Zeitpunkt 5 und dem achten Zeitpunkt 8. Somit wird von der zentralen Steuereinheit ein fehlerfreier Betrieb des zu schaltenden Halbleiterschalters erkannt.

Falls hingegen der an die zentrale Steuereinheit übermittelte Ist-Schaltzustand nicht innerhalb des vorbestimmten Zeitin ^¬ tervalls nach dem Start der zweiten Zeitmessung von dem ge- öffneten Schaltzustand in den geschlossenen Schaltzustand wechselt, wird von der zentralen Steuereinheit ein Fehlerzustand erkannt. Insbesondere wird dabei ein Fehlerzustand der Zeit ^¬ messeinheit der Schaltungsanordnung erkannt, falls der an die zentrale Steuereinheit übermittelte Ist-Schaltzustand vor Beginn des vorbestimmten Zeitintervalls von dem geöffneten Schaltzustand in den geschlossenen Schaltzustand wechselt. In diesem Fall erfolgt die erste Zeitmessung zu schnell. Falls der an die zentrale Steuereinheit übermittelte

Ist-Schaltzustand nach Ende des vorbestimmten Zeitintervalls von dem geöffneten Schaltzustand in den geschlossenen Schaltzustand wechselt, wird ebenfalls ein Fehlerzustand von der zentralen Steuereinheit erkannt, wobei in diesem Fall sowohl ein Feh- lerzustand der Zeitmesseinheit der Schaltungsanordnung in Form einer zu langsamen Zeitmessung als auch ein interner Statusfehler des zu schaltenden Halbleiterschalters vorliegen können.

Bei einem von der zentralen Steuereinheit erkannten Fehler- zustand leitet diese jeweils die aus Systemsicht sichere Reaktion ein .

Zu einem neunten, späteren Zeitpunkt 9 übermittelt die zentrale Steuereinheit eine Schalt-Anforderung für ein Schalten des momentan geschlossenen Halbleiterschalters in den geöffneten Schaltzustand an die Schaltungsanordnung des Halbleiterschalters. Diese empfängt den Abschaltbefehl auf Grund der LaufZeitverzögerungen zu einem zehnten, späteren Zeitpunkt 10 verzögert. Zu einem elften Zeitpunkt 11 wechselt das, den Ist-Schaltzustand des Halbleiterschalters kennzeichnende Signal von dem geschlossenen Schaltzustand in den geöffneten

Schaltzustand . Dies erfolgt in der gezeigten Darstellung in Form einer steigenden Signalflanke, das heißt eines Wechsels von einem niedrigen zu einem hohen Signalpegel bei dem von der ersten Vergleichseinheit ausgegebenen Ausgangssignal. Die zentrale

Steuereinheit empfängt diese Statusänderung wiederum auf Grund der LaufZeitverzögerungen zu einem zwölften, späteren Zeitpunkt 12 verzögert. Für das GDA stellt ein Abschalten des Halbleiterschalters dabei für jeden erkannten Fehler den sicheren Zustand dar. Das CB erkennt den Fehler dadurch, dass bei anliegendem

PWM-Einschaltbefehl die fallende Flanke bis zu dem achten Zeitpunkt 8 nicht erfolgt oder der Status zwischen dem achten Zeitpunkt 8 und dem neunten Zeitpunkt 9 wieder auf den hohen Signalpegel wechselt (für den Fall, dass der Fehler erst während der leitenden Periode auftritt) . Die spezielle Erkennung eines Brückenkurzschlusses wird von dem CB durch Auswertung und Vergleich beider Status-Signale der Halbbrücke ermöglicht. Während bei jedem anderen Fehler dieser nur über ein Status-Signal angezeigt wird, wird der Brückenkurzschlusses sowohl bei dem Status-Signal des ersten und des zweiten Halbleiterschalters gemeldet.

Sollte beispielsweise der erste Halbleiterschalter einge ^¬ schaltet sein und der zweite Halbleiterschalter während anliegendem PWM-Ausschaltbefehl durchlegieren, so liegt ein Brückenkurzschluss vor. Der erste Halbleiterschalter kann den dann auftretenden Strom nicht mehr führen, entsättigt und wird von dem GDA abgeschaltet. Sein Status meldet diesen Fehler durch Wechsel auf den hohen Signalpegel. In unmittelbarer zeitlicher Nähe dazu wird der Status des zweiten Halbleiterschaltern einen niedrigen Signalpegel, d.h. leitend, melden, obwohl dieser eigentlich abgeschaltet sein sollte. Beim Durchlegieren des ersten Halbleiterschalters gilt entsprechendes.

Im der folgenden Tabelle sind die unterschiedlichen Fälle jeweils für den hochvoltseitigen und niedervoltseitigen Schalter einer Halbbrücke dargestellt. Dabei kennzeichnet PWM_HS den

Soll-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters, STATUS_HS den Ist-Schaltzustand des ersten Halbleiterschalters, PWM_LS den Soll-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschalters und ^ _r

STATUS_LS den Ist-Schaltzustand des zweiten Halbleiterschal ^¬ ters .

Fehlerfall 0 kennzeichnet einen fehlerfreien Betrieb, d.h. HS- und LS-Status melden den erwarteten Wert zurück. Bei Fehlerfall 1 meldet lediglich der Schalter mit Einschaltbefehl einen falschen Status, d.h. einen Fehler, zurück, der ausgeschaltete Schalter besitzt hingegen den erwarteten Wert. Daraus kann auf einen Fehler der Schaltungsanordnung des Halbleiterschalters mit Einschaltbefehl geschlossen werden, z.B. eine Unterspannung . Bei Fehlerfall 2 melden beide Status-Signale einen Fehler. Der abgeschaltete Schalter ist durchlegiert, der weitere Schalter kann den hohen Kurzschlussstrom nicht dauerhaft führen und schaltet dann ab. Fehlerfall 2 kennzeichnet somit einen Brü- ckenkurzschluss , d.h. der Kurzschlusszähler wird inkrementiert . Fehlerfall 3 kennzeichnet eine defekte Statusrückleitung des ausgeschalteten Schalters, d.h. dieser scheint dauerhaft „Ein" zu melden. In diesem Fall erfolgt zunächst keine Reaktion.