WO2017063944A1 - Controller for a vehicle comprising an electric arc sensor - Google Patents

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WO2017063944A1
WO2017063944A1 PCT/EP2016/073940 EP2016073940W WO2017063944A1 WO 2017063944 A1 WO2017063944 A1 WO 2017063944A1 EP 2016073940 W EP2016073940 W EP 2016073940W WO 2017063944 A1 WO2017063944 A1 WO 2017063944A1
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WO
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signal
arc
sensor
housing
designed
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PCT/EP2016/073940
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German (de)
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Markus Klausner
Florian Einsele
Lutz Mueller
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Robert Bosch Gmbh
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    • G01R31/1272—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of cable, line or wire insulation, e.g. using partial discharge measurements
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    • G01R31/40—Testing power supplies
    • G01R31/42—AC power supplies

Definitions

  • the invention relates to a control device, in particular a control device for a vehicle, electric vehicle or hybrid vehicle.
  • the control device has a detection device for detecting an arc.
  • the control device has a housing, preferably the detection device is accommodated in the housing.
  • the detection device has at least one sensor connected to the housing or arranged in the housing for detecting the arc.
  • the at least one sensor is configured to detect the arc and to generate a sensor signal representing the arc.
  • the sensor is connected to a processing unit, wherein the processing unit is designed to generate an arc signal representing an occurrence of the arc as a function of the at least one sensor signal and to output this output.
  • a device for detecting an arc fault comprising a fiber optic sensor for detecting features of the arc fault and a processor for processing at least two features of the fault arc, which is formed a Generate arcing fault signal.
  • the detection device has a gas sensor, which is formed, a gas generated by the arc, in particular ozone and / or nitrogen monoxide, and to generate a arc representing gas signal as a sensor signal.
  • the gas sensor is designed to detect ionized gas particles, in particular ozone, by detecting an electrical conductivity of the air-in particular capacitively by means of an alternating electric field-and to detect the ozone content of the air as a function of the electrical conductivity.
  • the gas sensor is an electrochemical gas sensor, which is designed to detect an ozone content of the air by means of a redox catalyst.
  • the ozone sensor has at least one detection electrode.
  • the detection electrode has a particularly porous plastic support with a catalyst comprising graphite, metal, metal oxide, semiconductor oxide, in particular gallium oxide and / or indium oxide, or a combination thereof, and at least one metal counter electrode, and an electrolyte.
  • the gas sensor can advantageously have a high sensitivity.
  • the gas sensor may be designed to detect smoke particles by means of a light barrier or a radiation barrier, and thus to detect a weakening of electromagnetic radiation in the radiation barrier by the smoke particles, and thus to generate the gas signal.
  • the gas sensor can detect so advantageous also by the arc generated combustion gases.
  • control device in particular the detection device, a radiation sensor, which is adapted to detect emitted from the arc electromagnetic radiation, in particular ultraviolet rays, and to generate a radiation signal representing the beams.
  • the processing unit is preferably designed to generate the arc signal representing the arc, preferably in addition to another sensor signal, as a function of the radiation signal.
  • the radiation sensor is preferably formed, ultraviolet rays, in particular in Wavelength range between 200 and 300 nanometers, to capture. By the radiation sensor, the detection device can advantageously detect the arc beams in the housing.
  • the radiation sensor is preferably arranged on a circuit carrier, wherein the circuit carrier is preferably formed flat.
  • the radiation sensor is preferably connected to the circuit carrier, wherein the radiation sensor is designed to detect incident electromagnetic beams on the circuit carrier, and thus on the radiation sensor.
  • the housing in particular a housing wall of the housing, preferably has a beam reflector, in particular a mirror, arranged opposite the beam sensor and / or circuit carrier for the electromagnetic beams.
  • a beam reflector in particular a mirror, arranged opposite the beam sensor and / or circuit carrier for the electromagnetic beams.
  • the abovementioned coating is preferably formed by a metal layer, in particular a silver layer, which may, for example, be vapor-deposited on an inner wall of the housing.
  • the layer is formed by a pigment-containing layer, in particular a lacquer layer, which comprises the pigment.
  • the pigment is, for example, titanium dioxide.
  • the detection device comprises an airborne sound sensor, which is designed to detect an airborne sound generated by the arc, and to generate a microphone signal representing the arc.
  • the processing unit of the detection device may preferably be designed to generate the arc signal as a function of the pressure signal and in dependence on the microphone signal.
  • the control device has a current sensor, which is designed to detect a current change, in particular current increase or current drop, generated by the arc in the control device, in particular in at least one component of the control device, and to generate a current signal representing the arc.
  • the processing unit is preferably designed to additionally generate the arc signal as a function of the current signal.
  • the current sensor is formed, for example, by a shunt resistor.
  • control unit in particular the
  • Detection device a pressure sensor, which is designed to detect a generated by the arc pressure curve of a particular static air pressure in the housing and to generate a pressure signal representing the pressure profile.
  • an open arc occurring in the control device, in particular a control unit electronics, in the housing generates a gas by vaporization of metal on the arc electrodes, which gas can increase a particularly static gas pressure present in the housing, in particular air pressure.
  • the processing unit of the detection device can thus detect a rising in the housing, in particular according to a predetermined pressure rise curve, increasing air pressure and detect the occurrence of an arc by comparison with a previously stored, predetermined pressure rise curve.
  • the pressure rise detected in this way can be used as at least one indicator or as a detected variable which represents an arc for plausibility of an occurrence of the arc by the detection device.
  • the detection device has a radio-frequency signal sensor which is designed to detect, in particular high-frequency, electromagnetic waves generated by the arc and to generate a radio-frequency signal representing the arc.
  • the radio-frequency signal sensor may, for example, be connected to an electrical network arranged in the control unit and thus detect electromagnetic waves and their frequency composition, or have their own antenna, which is designed to have the electromagnetic field in the housing. see waves capture.
  • the radio frequency signal sensor is adapted to detect electromagnetic waves generated by the arc at a characteristic frequency of the arc.
  • the processing unit of the detection device is preferably designed to additionally generate the arc signal as a function of the frequency signal.
  • the arc can advantageously be detected and thus made plausible in addition to another signal, for example the radiation sensor and / or the gas sensor.
  • the detection device has a latch connected to the processing unit, wherein the processing unit is configured to detect a signal waveform of at least one sensor signal or a waveform of all sensor signals connected to the processing unit on the input side and to supply the detected signal waveform with a signal waveform stored in the latch and generate a result signal representing the comparison result.
  • the detection device preferably has a plausibility discriminator which is designed to generate a plausibility signal as a function of the result signal, which represents a degree of correspondence of the sensor signals, and thus a probability of occurrence of the arc, and output this on the output side.
  • the processing unit is preferably designed to generate the arc signal as a function of the result signal, preferably as a function of the plausibility signal.
  • the detection device can advantageously plausibilize the occurrence of an arc both by a comparison of the signal curve detected by the sensor and by a multiple detection of the occurrence of the arc by a plurality of mutually independent sensor signals.
  • the detection device has a signal classifier which is designed to classify the result signal, in particular in alarm levels, and to generate a step signal representing a probability of an arc detected by a sensor in stages.
  • the aforementioned plausibility discriminator is preferably designed to generate the plausibility signal as a function of the step signal.
  • a degree of correspondence of the sensor signal with a previously stored signal profile can advantageously be used as the verification variable for determining a probability of the occurrence of an arc.
  • the probability of occurrence of an arc may advantageously be arranged in predetermined stages.
  • a sensor signal can advantageously be linked as a function of a predetermined matching stage with the stored signal profile by means of an AND link to the plausibility check of an arc.
  • a sum probability can also be achieved by adding the matching levels of the individual sensor signals by the processing unit, and thus a secure and probable detection of an arc takes place.
  • the detection device may be formed as part of the control unit or independently of the control unit.
  • the control unit is preferably designed to energize an electric machine, in particular a machine designed to drive the vehicle, and to generate a magnetic rotating field.
  • the power output stages of the control device preferably form at least part of electrical components which are accommodated in the cavity.
  • the invention also relates to a method for detecting an arc in a control unit, wherein the control unit has a housing, and in a cavity enclosed by the housing, electrical components are mounted. are taken. An arc is detected in the cavity by means of at least one sensor, and in response to at least one sensor signal an arc signal is generated which represents the occurrence of the arc.
  • a sensor signal is preferably a gas signal, which represents a gas generated by the arc, in particular ozone and / or nitrogen monoxide.
  • the arc is detected by means of at least two mutually different sensors, wherein a sensor signal is generated by each of the sensors, which represents the arc.
  • a sensor signal is generated by each of the sensors, which represents the arc.
  • at least one further sensor signal is a sensor signal selected from the signals
  • an occurrence of an arc can advantageously be reliably detected, whereby a probability of an error detection is low.
  • both parallel arcs and serially occurring arcs can be reliably detected with the aforementioned method.
  • Figure 1 shows - schematically - an embodiment of a control device in which, for example, an arc occurs, which can be detected by a detection device;
  • FIG 2 shows schematically the detection device shown in Figure 1 and their mode of action.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a control unit 1.
  • the control unit 1 has a housing 2.
  • the housing 2 is formed in this embodiment as a housing cup.
  • the housing 2 also has a housing cover 3, which is designed to close an opening of the housing 2.
  • the control unit 1 also has a circuit carrier 4, which forms a control unit of the control unit 1 in this embodiment.
  • the control unit 1 also has three power output stages, in particular a power output stage 5, a power output stage 6 and a power output stage 7.
  • the power output stages 5, 6 and 7 are each designed to energize a phase, in particular a stator coil of an electrical machine, and so on to set a rotor of the electric machine in rotary motion.
  • the control unit 1 may have four, five, or six, or more than six power output stages.
  • the power output stages each have at least one semiconductor switch half-bridge.
  • the semiconductor switches are each formed as a field effect transistor or as an insulated gate bipolar transistor.
  • the control unit 4 in this embodiment formed by a circuit carrier, is connected on the output side via a connecting line 21 to an output terminal 17.
  • the power output stage 5 is connected via a bidirectional connection line 18 to the terminal 17, and the power output stage 6 via a bidirectional nale connection line 19 is connected to the terminal 17, and the power output stage 7 is connected via a bidirectional connection line 20 to the terminal 17.
  • the control unit 4 is designed to control the power output stages, in particular control terminals - of semiconductor switches of the power output stages - in such a way that a magnetic rotating field can be generated by means of the stator.
  • the control unit 4 has a processing unit 22, which is designed to control the power output stages 5, 6 and 7 to generate control signals, in particular a pulse width modulation signal, or a block commutation signal, and this output side via the output 17 to the power output stages 5, 6 and 7 send.
  • the power output stage 5 is connected on the output side to an output terminal 14 for connection to a stator coil of the electrical machine, the power output stage 6 is connected on the output side via an output terminal 15 for connection to a further stator coil, and the power output stage 7 is connected on the output side via an output terminal 16 for connection to a connected to another stator coil.
  • the control unit 1 also has a terminal 8 for receiving a positive supply voltage and a terminal 9 for receiving a negative supply voltage.
  • the terminal 9 is connected via a connecting line 10 to the power output stage 5, to the power output stage 6 and to the power output stage 7, so that the power output stages can be energized via the connection 9, in particular ground connection.
  • the power output stages 5, 6 and 7 are each also connected via a connecting line 10 to the negative terminal 9.
  • the power output stages 6 and 7 are connected via a connecting line 11 to the positive terminal 8.
  • the power output stage 5 is connected via a connecting line 12 and a connection node 13 with the connecting line 1 1, wherein the connecting line 12 in this embodiment, the connecting line 10 crosses.
  • connection lines 12 and 10 a short circuit is produced in this exemplary embodiment, which causes an arc 50.
  • the arc 50 generates a gas 30 during its firing, in particular by vaporization of metal of the electrical connection lines 10 and 12, and other gases generated by ionization, such as ozone and nitrogen monoxide.
  • the housing 2 encloses in this embodiment, a cavity 46 in which the air pressure by the additional generated by the arc 50 gas 30 increases.
  • the arc 50 also emits ultraviolet rays, of which one ray 31 is exemplified.
  • the arc 50 also generates airborne sound 29, which is emitted into the cavity 46.
  • the arc 50 also generates electromagnetic waves 47.
  • the circuit carrier 4, and thus the control unit, has a gas sensor 23, which is designed to detect the gas 30, for example ozone, and to generate a gas signal representing the gas 30.
  • the circuit carrier 4 also has a radiation sensor 24, for example a photodiode, wherein the radiation sensor 24 is designed to detect the beam 31, in particular the ultraviolet beam, generated by the electric arc 50.
  • the ultraviolet beam 31 is reflected in this embodiment on a housing wall of the housing 2 and can meet as a reflected beam 31 'against the housing cover 3 and there as reflected by the housing cover 3 beam 31 "to the radiation sensor 24 arrive and received there
  • Housing 2 in this exemplary embodiment has on an inner wall a beam reflector 36 and a beam reflector 37.
  • the housing cover 3 has a beam reflector 35 on a side facing the cavity 46.
  • the beam reflectors 35, 36 and 37 are for example a metal layer, in particular aluminum The metal layer may, for example, be vapor-deposited onto the housing 2 or the housing cover 3.
  • the control unit 1 also has a radio frequency signal sensor 25, which is connected to an antenna 28.
  • the radio frequency signal sensor 25 may receive electromagnetic waves 47 generated by the arc 50 via the antenna 28 and generate a radio frequency signal representing the waves 47.
  • the circuit carrier 4 also has a pressure sensor 26, which is designed to detect an air pressure, in particular static air pressure, of an air received in the cavity 46.
  • the housing 2 has a pressure compensation element 32 arranged in a housing wall of the housing 2.
  • the pressure compensation element 32 forms a breakthrough in the housing wall of the housing 2 and is designed to oppose a flowing through the opening air flow resistance.
  • the pressure compensation element 32 for example, a nonwoven fabric or a porous foam.
  • the foam is for example a plastic foam, in particular polyurethane foam.
  • the air pressure in the cavity 46 can thus compensate for a change in altitude when, for example, a vehicle with the control unit 1 changes its height during a climb or a descent, or weather-related air pressure fluctuations via the pressure compensation element 32.
  • the compensation via the pressure compensation element 32 takes place only slowly, whereas a pressure increase of the air pressure in the cavity 46, caused by the gas 30, generated by the arc 50, happens quickly.
  • the circuit carrier 4 also has an airborne sound sensor 27, for example a microphone, and is designed to receive an airborne sound 29 generated by the electric arc 50 and to generate a microphone signal representing the airborne sound.
  • an airborne sound sensor 27 for example a microphone
  • the circuit carrier is also connected on the input side via a connecting line to a current sensor which is designed to detect a current change produced by the arc 50, in this example a parallel arc, and to generate a current signal representing the arc.
  • the current sensor is formed for example by a shunt resistor.
  • control unit 1 also has a switch 33 with a switching element 34 which is connected to the formwork support 4 via a switch element 34 electrical connection line is connected.
  • the switch 33 is arranged and configured to detect an opening of the housing cover 3 and to generate an output signal representing a closed or opened housing cover 3.
  • the processing unit can, for example, generate the arc signal as a function of the output signal. This can ensure that the sensors do not generate artifact signals that are not causally related to any arc.
  • FIG. 2 shows-schematically-a circuit arrangement of components of the circuit carrier 4 already shown in FIG. 1.
  • the processing unit 22 is connected on the input side to the sensors 23, 24, 25, 26 and the sensor 27.
  • the processing unit 22 is designed to generate an alarm signal as a function of at least two sensor signals received by the sensors and to provide this at the output 48 on the output side.
  • the processing unit 22 is connected to a memory 40 via a multi-channel connecting line 49.
  • the memory 40 may be part of the processing unit 22, or may be connected as a separate memory module to the circuit carrier 4 shown in FIG.
  • reference data sets for each sensor signal of the sensors connected to the processing unit 22 are stored in this exemplary embodiment.
  • the memory 40 has a reference data record 41, which represents a change in the air pressure in the cavity 46, detected by the sensor 26, caused by the arc 50, a reference data record 42 which represents a microphone signal which corresponds to one of the arc 50 generated airborne sound 29 corresponds to a reference data set 43, which represents a radiation signal generated by the radiation sensor 24 in response to the arc 50, a reference data record 44, which represents a of the gas sensor 23, the gas 30 representing gas signal, and a reference data set 45, which from the radio frequency signal sensor 25, electromagnetic waves 47 generated by the arc 50.
  • a reference data record 41 which represents a change in the air pressure in the cavity 46, detected by the sensor 26, caused by the arc 50
  • a reference data record 42 which represents a microphone signal which corresponds to one of the arc 50 generated airborne sound 29 corresponds to a reference data set 43, which represents a radiation signal generated by the radiation sensor 24 in response to the arc 50
  • a reference data record 44 which represents a of the gas sensor 23, the gas 30
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • FPGA field-programmable gate array
  • the processing unit 22 in this exemplary embodiment also has a signal classifier 38, which is designed to determine a degree of coincidence of the sensor signal, in particular a time segment of the sensor signal, with the temporal signal curve represented by the reference data record and to generate a step signal which has a degree of agreement. and thus represents a probability of an arc 50 actually detected by the respective sensor.
  • a signal classifier 38 which is designed to determine a degree of coincidence of the sensor signal, in particular a time segment of the sensor signal, with the temporal signal curve represented by the reference data record and to generate a step signal which has a degree of agreement. and thus represents a probability of an arc 50 actually detected by the respective sensor.
  • the processing unit 22 also has a discriminator 39, which is designed to generate the previously mentioned alarm signal as a function of at least two stage signals of mutually different sensors and to provide it at the output 48.
  • the discriminator 39 can be designed, for example, to add up the step values of the step signals received on the input side and to generate the alarm signal when a predetermined summation step value is exceeded.
  • the discriminator 39 may be configured to generate the alarm signal, previously also called the arc signal, in the case of a sum value of at least six, with a minimum step value of a single signal, for example, at least one predetermined Minimum level value, for example, the minimum level two has.
  • the alarm signal may be generated when the sensor signal generated by the radiation sensor 24 has a step value of three, and the gas signal generated by the gas sensor 23 has a step value of three.
  • the alarm signal can also be generated, for example, if at least three sensor signals, each having a step value of two, are received by the processing unit 22.
  • control unit 4 shown in Figure 1 by means of the processing unit 22 and the sensors 23, 24, 25, 26 and 27 detect the arc 50 safely.
  • the signal classifier 38 and the discriminator 39 together form a plausibility discriminator 54 shown in dashed lines.
  • the processing unit 22, the memory 40 and the sensors 23, 24, 25, 26 and 27 in this embodiment together form the aforementioned detection device 51.
  • control unit 4 in FIG. 1 may have a processing unit independent of the sensors mentioned, for example formed by a microprocessor or a microcontroller.
  • the detection device 51 can be formed both as a component of the control unit 4, or independently of the control unit 4, and thus the control of the power output stages 5, 6, and 7.

Abstract

The invention relates to a controller, in particular a controller for a motor vehicle, an electric vehicle or a hybrid vehicle. The controller comprises a detection device for detecting an electric arc. The controller comprises a housing, and the detection device is preferably received in the housing. The detection device comprises at least one sensor connected to the housing or arranged in the housing, for detecting the electric arc. The at least one sensor is designed to detect the electric arc and to produce a sensor signal that represents the electric arc. The sensor is connected to a processing unit, the processing unit being designed to produce an electric arc signal representing the occurrence of the electric arc, according to the at least one sensor signal, and to emit same on the side of the output. According to the invention, the detection device comprises a gas sensor, which is designed to detect a gas produced by the electric arc, in particular ozone and/or nitrogen monoxide, and to produce a gas signal representing the electric arc, as a sensor signal.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Steuergerät für ein Fahrzeug mit einem Lichtbogensensor  Control unit for a vehicle with an arc sensor
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät, insbesondere ein Steuergerät für ein Fahrzeug, Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug. Das Steuergerät weist eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Lichtbogens auf. Das Steuergerät weist ein Gehäuse auf, bevorzugt ist die Erfassungsvorrichtung in dem Gehäuse aufgenommen. Die Erfassungsvorrichtung weist wenigstens einen mit dem Gehäuse verbundenen, oder in dem Gehäuse angeordneten Sensor zum Erfassen des Lichtbogens auf. Der wenigstens eine Sensor ist ausgebildet, den Lichtbogen zu erfassen und ein Sensorsignal zu erzeugen, das den Lichtbogen repräsentiert. Der Sensor ist mit einer Verarbeitungseinheit verbunden, wobei die Verarbeitungseinheit ausgebildet ist, in Abhängigkeit des wenigstens einen Sensorsignals ein ein Auftreten des Lichtbogens repräsentierendes Lichtbogensignal zu erzeugen und dieses ausgangsseitig auszugeben.  The invention relates to a control device, in particular a control device for a vehicle, electric vehicle or hybrid vehicle. The control device has a detection device for detecting an arc. The control device has a housing, preferably the detection device is accommodated in the housing. The detection device has at least one sensor connected to the housing or arranged in the housing for detecting the arc. The at least one sensor is configured to detect the arc and to generate a sensor signal representing the arc. The sensor is connected to a processing unit, wherein the processing unit is designed to generate an arc signal representing an occurrence of the arc as a function of the at least one sensor signal and to output this output.
Aus der DE 1 1 2010 002 582 T5 ist eine Vorrichtung zum Erfassen eines Störlichtbogen bekannt, wobei die Vorrichtung einen faseroptischen Sensor zum Erfassen von Merkmalen des Störlichtbogens und einen Prozessor zum Verarbei- ten von zumindest zwei Merkmalen des Störlichtbogens umfasst, welcher ausgebildet ist, ein Störlichtbogenfehlersignal zu erzeugen. From DE 1 1 2010 002 582 T5 a device for detecting an arc fault is known, wherein the device comprises a fiber optic sensor for detecting features of the arc fault and a processor for processing at least two features of the fault arc, which is formed a Generate arcing fault signal.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Erfindungsgemäß weist die Erfassungsvorrichtung einen Gassensor auf, welcher ausgebildet ist, ein durch den Lichtbogen erzeugtes Gas, insbesondere Ozon und/oder Stickstoffmonoxid, zu erfassen und ein den Lichtbogen repräsentierendes Gassignal als Sensorsignal zu erzeugen. According to the invention, the detection device has a gas sensor, which is formed, a gas generated by the arc, in particular ozone and / or nitrogen monoxide, and to generate a arc representing gas signal as a sensor signal.
Bevorzugt ist der Gassensor ausgebildet, ionisierte Gasteilchen, insbesondere Ozon, durch ein Erfassen einer elektrischen Leitfähigkeit der Luft - insbesondere kapazitiv mittels eines elektrischen Wechselfeldes - zu erfassen und den Ozongehalt der Luft in Abhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit zu erfassen. Preferably, the gas sensor is designed to detect ionized gas particles, in particular ozone, by detecting an electrical conductivity of the air-in particular capacitively by means of an alternating electric field-and to detect the ozone content of the air as a function of the electrical conductivity.
In einer anderen Ausführungsform ist der Gassensor ein elektrochemischer Gassensor, welcher ausgebildet ist, einen Ozongehalt der Luft mittels eines Redox- Katalysators zu erfassen. Bevorzugt weist der Ozonsensor wenigstens eine Erfassungselektrode auf. Bevorzugt weist die Erfassungselektrode einen insbesondere porösen Kunststoffträger mit einem Katalysator umfassend Graphit, Metall, Metalloxid, Halbleiteroxid, insbesondere Galliumoxid und/oder Indiumoxid, oder einer Kombination aus diesen, und mindestens eine Gegenelektrode aus Metall, und einen Elektrolyt auf. Der Gassensor kann so vorteilhaft eine hohe Empfindlichkeit aufweisen. In another embodiment, the gas sensor is an electrochemical gas sensor, which is designed to detect an ozone content of the air by means of a redox catalyst. Preferably, the ozone sensor has at least one detection electrode. Preferably, the detection electrode has a particularly porous plastic support with a catalyst comprising graphite, metal, metal oxide, semiconductor oxide, in particular gallium oxide and / or indium oxide, or a combination thereof, and at least one metal counter electrode, and an electrolyte. The gas sensor can advantageously have a high sensitivity.
Der Gassensor kann in einer anderen Ausführungsform ausgebildet sein, mittels einer Lichtschranke oder einer Strahlungsschranke, Rauchpartikel, und so eine Schwächung von elektromagnetischen Strahlen in der Strahlungsschranke durch die Rauchpartikel zu erfassen, und so das Gassignal zu erzeugen. Der Gassensor kann so vorteilhaft auch durch den Lichtbogen erzeugte Brandgase erfassen. In another embodiment, the gas sensor may be designed to detect smoke particles by means of a light barrier or a radiation barrier, and thus to detect a weakening of electromagnetic radiation in the radiation barrier by the smoke particles, and thus to generate the gas signal. The gas sensor can detect so advantageous also by the arc generated combustion gases.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Steuergerät, insbesondere die Erfassungsvorrichtung, einen Strahlensensor auf, welcher ausgebildet ist, von dem Lichtbogen emittierte elektromagnetische Strahlen, insbesondere Ultravio- lett-Strahlen, zu erfassen, und ein die Strahlen repräsentierendes Strahlensignal zu erzeugen. Die Verarbeitungseinheit ist bevorzugt ausgebildet, das den Lichtbogen repräsentierende Lichtbogensignal - bevorzugt zusätzlich zu einem anderen Sensorsignal - in Abhängigkeit des Strahlungssignals zu erzeugen. Der Strahlensensor ist bevorzugt ausgebildet, Ultraviolett-Strahlen, insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 200 und 300 Nanometer, zu erfassen. Durch den Strahlensensor kann die Erfassungsvorrichtung vorteilhaft die Lichtbogenstrahlen in dem Gehäuse erfassen. In a preferred embodiment, the control device, in particular the detection device, a radiation sensor, which is adapted to detect emitted from the arc electromagnetic radiation, in particular ultraviolet rays, and to generate a radiation signal representing the beams. The processing unit is preferably designed to generate the arc signal representing the arc, preferably in addition to another sensor signal, as a function of the radiation signal. The radiation sensor is preferably formed, ultraviolet rays, in particular in Wavelength range between 200 and 300 nanometers, to capture. By the radiation sensor, the detection device can advantageously detect the arc beams in the housing.
Der Strahlensensor ist bevorzugt auf einem Schaltungsträger angeordnet, wobei der Schaltungsträger bevorzugt flach ausgebildet ist. Der Strahlensensor ist bevorzugt mit dem Schaltungsträger verbunden, wobei der Strahlensensor ausgebildet ist, auf den Schaltungsträger, und so auf den Strahlensensor, einfallende elektromagnetische Strahlen zu erfassen. The radiation sensor is preferably arranged on a circuit carrier, wherein the circuit carrier is preferably formed flat. The radiation sensor is preferably connected to the circuit carrier, wherein the radiation sensor is designed to detect incident electromagnetic beams on the circuit carrier, and thus on the radiation sensor.
Bevorzugt weist das Gehäuse, insbesondere eine Gehäusewand des Gehäuses, einen zu dem Strahlensensor und/oder Schaltungsträger gegenüberliegend angeordneten Strahlenreflektor, insbesondere einen Spiegel, für die elektromagnetischen Strahlen auf. So kann vorteilhaft ein an einer nahezu beliebigen Stelle in dem Gehäuse auftretender Lichtbogen von dem Strahlensensor erfasst werden, auch wenn ein direkter Strahlengang zwischen dem Lichtbogen und dem Strahlensensor beispielsweise durch ein anderes Bauteil oder eine andere Komponente in dem Steuergerät verdeckt ist.  The housing, in particular a housing wall of the housing, preferably has a beam reflector, in particular a mirror, arranged opposite the beam sensor and / or circuit carrier for the electromagnetic beams. Thus, an arc occurring at an almost arbitrary point in the housing can advantageously be detected by the radiation sensor, even if a direct beam path between the arc and the radiation sensor is concealed, for example, by another component or another component in the control unit.
Die zuvor erwähnte Beschichtung ist bevorzugt durch eine Metallschicht, insbesondere Silberschicht, gebildet, welche beispielsweise auf eine Innenwand des Gehäuses aufgedampft sein kann. In einer anderen Ausführungsform ist die Schicht durch eine pigmenthaltige Schicht, insbesondere eine Lackschicht, gebildet, welche das Pigment aufweist. Das Pigment ist beispielsweise Titandioxid.  The abovementioned coating is preferably formed by a metal layer, in particular a silver layer, which may, for example, be vapor-deposited on an inner wall of the housing. In another embodiment, the layer is formed by a pigment-containing layer, in particular a lacquer layer, which comprises the pigment. The pigment is, for example, titanium dioxide.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Erfassungsvorrichtung einen Luftschallsensor auf, welcher ausgebildet ist, einen durch den Lichtbogen erzeugten Luftschall zu erfassen, und ein den Lichtbogen repräsentierendes Mikrofonsignal zu erzeugen. Die Verarbeitungseinheit der Erfassungsvorrichtung kann bevorzugt ausgebildet sein, das Lichtbogensignal in Abhängigkeit des Drucksignals und in Abhängigkeit des Mikrofonsignals zu erzeugen. Durch den Luftschallsensor kann der Lichtbogen vorteilhaft auch bei nur geringer oder verdeckter UV-Strahlenemission schnell erfasst werden. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Steuergerät einen Stromsensor auf, welcher ausgebildet ist, eine durch den Lichtbogen erzeugte Stromänderung, insbesondere Stromanstieg oder Stromabfall, in dem Steuergerät, insbesondere in wenigstens einer Komponente des Steuergeräts, zu erfassen und ein den Lichtbogen repräsentierendes Stromsignal zu erzeugen. Die Verarbeitungseinheit ist bevorzugt ausgebildet, das Lichtbogensignal zusätzlich in Abhängigkeit des Stromsignals zu erzeugen. Der Stromsensor ist beispielsweise durch einen Shunt-Widerstand gebildet. In a preferred embodiment, the detection device comprises an airborne sound sensor, which is designed to detect an airborne sound generated by the arc, and to generate a microphone signal representing the arc. The processing unit of the detection device may preferably be designed to generate the arc signal as a function of the pressure signal and in dependence on the microphone signal. By the airborne sound sensor, the arc can be detected quickly even with low or hidden UV radiation emission. In a preferred embodiment, the control device has a current sensor, which is designed to detect a current change, in particular current increase or current drop, generated by the arc in the control device, in particular in at least one component of the control device, and to generate a current signal representing the arc. The processing unit is preferably designed to additionally generate the arc signal as a function of the current signal. The current sensor is formed, for example, by a shunt resistor.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Steuergerät, insbesondere dieIn a preferred embodiment, the control unit, in particular the
Erfassungsvorrichtung, einen Drucksensor auf, welcher ausgebildet ist, einen durch den Lichtbogen erzeugten Druckverlauf eines insbesondere statischen Luftdruckes in dem Gehäuse zu erfassen und ein Drucksignal zu erzeugen, das den Druckverlauf repräsentiert. Es wurde nämlich erkannt, dass ein in dem Steu- ergerät, insbesondere einer Steuergeräteelektronik, in dem Gehäuse auftretender offener Lichtbogen durch Verdampfen von Metall an den Lichtbogenelektroden ein Gas erzeugt, welches einen in dem Gehäuse vorhandenen insbesondere statischen Gasdruck, insbesondere Luftdruck, erhöhen kann. Die Verarbeitungseinheit der Erfassungsvorrichtung kann so einen in dem Gehäuse, insbesondere gemäß einer vorbestimmten Druckanstiegskurve, ansteigenden Luftdruck erfassen und durch Vergleich mit einer zuvor abgespeicherten, vorbestimmten Druckanstiegskurve das Auftreten eines Lichtbogens erfassen. Der so erfasste Druckanstieg kann als wenigstens ein Indikator oder als eine erfasste Größe, welche einen Lichtbogen repräsentiert, zur Plausibilisierung eines Auftretens des Licht- bogens von der Erfassungsvorrichtung herangezogen werden. Detection device, a pressure sensor, which is designed to detect a generated by the arc pressure curve of a particular static air pressure in the housing and to generate a pressure signal representing the pressure profile. In fact, it has been recognized that an open arc occurring in the control device, in particular a control unit electronics, in the housing generates a gas by vaporization of metal on the arc electrodes, which gas can increase a particularly static gas pressure present in the housing, in particular air pressure. The processing unit of the detection device can thus detect a rising in the housing, in particular according to a predetermined pressure rise curve, increasing air pressure and detect the occurrence of an arc by comparison with a previously stored, predetermined pressure rise curve. The pressure rise detected in this way can be used as at least one indicator or as a detected variable which represents an arc for plausibility of an occurrence of the arc by the detection device.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Erfassungsvorrichtung einen Radiofrequenzsignalsensor auf, welcher ausgebildet ist, durch den Lichtbogen erzeugte, insbesondere hochfrequente, elektromagnetische Wellen zu erfassen und ein den Lichtbogen repräsentierendes Radiofrequenzsignal zu erzeugen.In a preferred embodiment, the detection device has a radio-frequency signal sensor which is designed to detect, in particular high-frequency, electromagnetic waves generated by the arc and to generate a radio-frequency signal representing the arc.
Der Radiofrequenzsignalsensor kann beispielsweise mit einem in dem Steuergerät angeordneten elektrischen Netzwerk verbunden sein und so elektromagnetische Wellen und deren Frequenzzusammensetzung erfassen, oder eine eigene Antenne aufweisen, welche ausgebildet ist, in dem Gehäuse die elektromagneti- sehen Wellen zu erfassen. Bevorzugt ist der Radiofrequenzsignalsensor ausgebildet, von dem Lichtbogen erzeugte elektromagnetische Wellen mit einer charakteristischen Frequenz des Lichtbogens zu erfassen. The radio-frequency signal sensor may, for example, be connected to an electrical network arranged in the control unit and thus detect electromagnetic waves and their frequency composition, or have their own antenna, which is designed to have the electromagnetic field in the housing. see waves capture. Preferably, the radio frequency signal sensor is adapted to detect electromagnetic waves generated by the arc at a characteristic frequency of the arc.
Die Verarbeitungseinheit der Erfassungsvorrichtung ist bevorzugt ausgebildet, das Lichtbogensignal zusätzlich in Abhängigkeit des Frequenzsignals zu erzeugen. Dadurch kann der Lichtbogen vorteilhaft zusätzlich zu einem anderen Signal, beispielsweise dem Strahlensensor und/oder dem Gassensor erfasst und so plausibilisiert werden. The processing unit of the detection device is preferably designed to additionally generate the arc signal as a function of the frequency signal. As a result, the arc can advantageously be detected and thus made plausible in addition to another signal, for example the radiation sensor and / or the gas sensor.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Erfassungsvorrichtung einen mit der Verarbeitungseinheit verbundenen Signalspeicher auf, wobei die Verarbeitungseinheit ausgebildet ist, einen Signalverlauf wenigstens eines Sensorsignals oder einen Signalverlauf aller mit der Verarbeitungseinheit eingangsseitig verbundenen Sensorsignale zu erfassen und den erfassten Signalverlauf mit einem in dem Signalspeicher abgespeicherten Signalverlauf zu vergleichen und ein das Vergleichsergebnis repräsentierendes Ergebnissignal erzeugen. In a preferred embodiment, the detection device has a latch connected to the processing unit, wherein the processing unit is configured to detect a signal waveform of at least one sensor signal or a waveform of all sensor signals connected to the processing unit on the input side and to supply the detected signal waveform with a signal waveform stored in the latch and generate a result signal representing the comparison result.
Die Erfassungsvorrichtung weist bevorzugt einen Plausibilitätsdiskriminator auf, welcher ausgebildet ist, in Abhängigkeit des Ergebnissignals ein Plausibilitätssig- nal zu erzeugen, das einen Grad einer Übereinstimmung der Sensorsignale, und so eine Wahrscheinlichkeit eines Auftretens des Lichtbogens, repräsentiert und dieses ausgangsseitig auszugeben. Die Verarbeitungseinheit ist bevorzugt ausgebildet, das Lichtbogensignal in Abhängigkeit des Ergebnissignals, bevorzugt in Abhängigkeit des Plausibilitätssignals, zu erzeugen. The detection device preferably has a plausibility discriminator which is designed to generate a plausibility signal as a function of the result signal, which represents a degree of correspondence of the sensor signals, and thus a probability of occurrence of the arc, and output this on the output side. The processing unit is preferably designed to generate the arc signal as a function of the result signal, preferably as a function of the plausibility signal.
Die Erfassungsvorrichtung kann so vorteilhaft sowohl durch einen Vergleich des von dem Sensor erfassten Signalverlaufes, als auch durch eine Mehrfacherfassung des Auftretens des Lichtbogens durch mehrere, voneinander unabhängige Sensorsignale, das Auftreten eines Lichtbogens plausibilisieren. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Erfassungsvorrichtung einen Signalklassifizierer auf, welcher ausgebildet ist, das Ergebnissignal - insbesondere in Alarmstufen - zu klassifizieren, und ein Stufensignal zu erzeugen, das eine Wahrscheinlichkeit eines durch einen Sensor erfassten Lichtbogens in Stufen re- präsentiert. Der zuvor erwähnte Plausibilitätsdiskriminator ist bevorzugt ausgebildet, das Plausibilitätssignal in Abhängigkeit des Stufensignals zu erzeugen. So kann vorteilhaft zusätzlich zu einem bloßen Auftreten eines Sensorsignals oder mehrerer Sensorsignale, und so durch eine UN D-Verknüpfung der Sensorsignale ein Grad einer Übereinstimmung des Sensorsignals mit einem zuvor abgespei- cherten Signalverlauf als Verifizierungsgröße zum Ermitteln einer Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Lichtbogens herangezogen werden. Durch den Signalklassifizierer kann die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines Lichtbogens vorteilhaft in vorbestimmten Stufen eingeordnet sein. The detection device can advantageously plausibilize the occurrence of an arc both by a comparison of the signal curve detected by the sensor and by a multiple detection of the occurrence of the arc by a plurality of mutually independent sensor signals. In a preferred embodiment, the detection device has a signal classifier which is designed to classify the result signal, in particular in alarm levels, and to generate a step signal representing a probability of an arc detected by a sensor in stages. The aforementioned plausibility discriminator is preferably designed to generate the plausibility signal as a function of the step signal. Thus, in addition to a mere occurrence of a sensor signal or a plurality of sensor signals, and thus by a UN D combination of the sensor signals, a degree of correspondence of the sensor signal with a previously stored signal profile can advantageously be used as the verification variable for determining a probability of the occurrence of an arc. By the signal classifier, the probability of occurrence of an arc may advantageously be arranged in predetermined stages.
Beispielsweise kann ein Sensorsignal vorteilhaft in Abhängigkeit einer vorbestimmten Übereinstimmungsstufe mit dem abgespeicherten Signalverlauf mittels einer UND- Verknüpfung zur Plausibilisierung eines Lichtbogens verknüpft werden. Vorteilhaft kann beispielsweise bei mehr als zwei Sensorsignalen auch eine Summenwahrscheinlichkeit durch eine Addition der Übereinstimmungsstufen der einzelnen Sensorsignale durch die Verarbeitungseinheit vorgenommen werden, und so ein sicheres und wahrscheinliches Erfassen eines Lichtbogens erfolgen. For example, a sensor signal can advantageously be linked as a function of a predetermined matching stage with the stored signal profile by means of an AND link to the plausibility check of an arc. Advantageously, for example, in the case of more than two sensor signals, a sum probability can also be achieved by adding the matching levels of the individual sensor signals by the processing unit, and thus a secure and probable detection of an arc takes place.
Die Erfassungsvorrichtung kann als Bestandteil des Steuergeräts oder unabhängig von dem Steuergerät ausgebildet sein. Das Steuergerät ist bevorzugt ausge- bildet, eine elektrische Maschine, insbesondere eine zum Antrieb des Fahrzeugs ausgebildete Maschine, zu bestromen und ein magnetisches Drehfeld zu erzeugen. Bevorzugt bilden die Leistungsendstufen des Steuergeräts wenigstens einen Teil von elektrischen Komponenten, die in dem Hohlraum aufgenommen sind. The detection device may be formed as part of the control unit or independently of the control unit. The control unit is preferably designed to energize an electric machine, in particular a machine designed to drive the vehicle, and to generate a magnetic rotating field. The power output stages of the control device preferably form at least part of electrical components which are accommodated in the cavity.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Erfassen eines Lichtbogens in einem Steuergerät, wobei das Steuergerät ein Gehäuse aufweist, und in einem von dem Gehäuse umschlossenen Hohlraum elektrische Komponenten aufge- nommen sind. In dem Hohlraum wird mittels wenigstens eines Sensors ein Lichtbogen erfasst, und in Abhängigkeit wenigstens eines Sensorsignals ein Lichtbogensignal erzeugt, welches das Auftreten des Lichtbogens repräsentiert. Ein Sensorsignal ist bevorzugt ein Gassignal, das ein durch den Lichtbogen erzeugtes Gas, insbesondere Ozon und/oder Stickstoffmonoxid repräsentiert. The invention also relates to a method for detecting an arc in a control unit, wherein the control unit has a housing, and in a cavity enclosed by the housing, electrical components are mounted. are taken. An arc is detected in the cavity by means of at least one sensor, and in response to at least one sensor signal an arc signal is generated which represents the occurrence of the arc. A sensor signal is preferably a gas signal, which represents a gas generated by the arc, in particular ozone and / or nitrogen monoxide.
Bevorzugt wird der Lichtbogen mittels wenigstens zwei zueinander verschiedene Sensoren erfasst, wobei von jedem der Sensoren ein Sensorsignal erzeugt wird, das den Lichtbogen repräsentiert. Bevorzugt ist wenigstens ein weiteres Sensorsignal ein Sensorsignal, ausgewählt aus den Signalen Preferably, the arc is detected by means of at least two mutually different sensors, wherein a sensor signal is generated by each of the sensors, which represents the arc. Preferably, at least one further sensor signal is a sensor signal selected from the signals
- Strahlensignal, das von dem Lichtbogen emittierte elektromagnetische Strahlen repräsentiert; A beam signal representing electromagnetic radiation emitted by the arc;
- Drucksignal, das einen von einem Lichtbogen erzeugten Druckanstieg in dem Gehäuse repräsentiert;  A pressure signal representing a pressure increase in the housing generated by an arc;
- Stromsignal, das eine Stromänderung eines durch den Lichtbogen verursachten Stromes in dem Steuergerät repräsentiert;  - Current signal representing a current change of a current caused by the arc in the control unit;
- Mikrofonsignal, das einen durch den Lichtbogen erzeugten Luftschall repräsentiert;  - Microphone signal representing an airborne sound generated by the arc;
- Hochfrequenzsignal, das ein von dem Lichtbogen erzeugte elektromagnetische Wellen repräsentiert.  - High frequency signal representing an electromagnetic waves generated by the arc.
Dadurch kann ein Auftreten eines Lichtbogen vorteilhaft sicher erfasst werden, wobei eine Wahrscheinlichkeit einer Fehlerfassung gering ist. Vorteilhaft können mit dem vorgenannten Verfahren sowohl parallel auftretende Lichtbögen, als auch seriell auftretende Lichtbögen sicher erfasst werden. As a result, an occurrence of an arc can advantageously be reliably detected, whereby a probability of an error detection is low. Advantageously, both parallel arcs and serially occurring arcs can be reliably detected with the aforementioned method.
Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren Ausführungsbeispielen erläutert. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den in den Figuren und in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Merkmalen. Figur 1 zeigt - schematisch - ein Ausführungsbeispiel für ein Steuergerät, in dem beispielhaft ein Lichtbogen auftritt, welcher von einer Erfassungsvorrichtung erfasst werden kann; The invention will now be explained below with reference to figures and further embodiments. Further advantageous embodiments will become apparent from the features described in the figures and in the dependent claims. Figure 1 shows - schematically - an embodiment of a control device in which, for example, an arc occurs, which can be detected by a detection device;
Figur 2 zeigt schematisch die in Figur 1 dargestellte Erfassungsvorrichtung und deren Wirkungsweise. Figure 2 shows schematically the detection device shown in Figure 1 and their mode of action.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Steuergerät 1. Das Steuergerät 1 weist ein Gehäuse 2 auf. Das Gehäuse 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Gehäusebecher ausgebildet. Das Gehäuse 2 weist auch einen Gehäusedeckel 3 auf, welcher ausgebildet ist, eine Öffnung des Gehäuses 2 zu verschließen. FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a control unit 1. The control unit 1 has a housing 2. The housing 2 is formed in this embodiment as a housing cup. The housing 2 also has a housing cover 3, which is designed to close an opening of the housing 2.
Das Steuergerät 1 weist auch einen Schaltungsträger 4 auf, welcher in diesem Ausführungsbeispiel eine Steuereinheit des Steuergeräts 1 bildet. Das Steuergerät 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel auch drei Leistungsendstufen auf, insbesondere eine Leistungsendstufe 5, eine Leistungsendstufe 6 und eine Leistungsendstufe 7. Die Leistungsendstufen 5, 6 und 7 sind jeweils ausgebildet, eine Phase, insbesondere eine Statorspule einer elektrischen Maschine, zu bestromen und so einen Rotor der elektrischen Maschine in Drehbewegung zu versetzen. Das Steuergerät 1 kann in einer anderen Ausführungsform vier, fünf, oder sechs, oder mehr als sechs Leistungsendstufen aufweisen. Die Leistungsendstufen weisen jeweils wenigstens eine Halbleiterschalter-Halbbrücke auf. Die Halbleiterschalter sind jeweils als Feldeffekttransistor oder als Insulated-Gate- Bipolar-Transistor ausgebildet. The control unit 1 also has a circuit carrier 4, which forms a control unit of the control unit 1 in this embodiment. In this exemplary embodiment, the control unit 1 also has three power output stages, in particular a power output stage 5, a power output stage 6 and a power output stage 7. The power output stages 5, 6 and 7 are each designed to energize a phase, in particular a stator coil of an electrical machine, and so on to set a rotor of the electric machine in rotary motion. In another embodiment, the control unit 1 may have four, five, or six, or more than six power output stages. The power output stages each have at least one semiconductor switch half-bridge. The semiconductor switches are each formed as a field effect transistor or as an insulated gate bipolar transistor.
Die Steuereinheit 4, in diesem Ausführungsbeispiel gebildet durch einen Schaltungsträger, ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 21 mit einem Aus- gangsanschluss 17 verbunden. The control unit 4, in this embodiment formed by a circuit carrier, is connected on the output side via a connecting line 21 to an output terminal 17.
Die Leistungsendstufe 5 ist über eine bidirektionale Verbindungsleitung 18 mit dem Anschluss 17 verbunden, und die Leistungsendstufe 6 über eine bidirektio- nale Verbindungsleitung 19 mit dem Anschluss 17 verbunden, und die Leistungsendstufe 7 ist über eine bidirektionale Verbindungsleitung 20 mit dem Anschluss 17 verbunden. Die Steuereinheit 4 ist ausgebildet, die Leistungsendstufen, insbesondere Steueranschlüsse - von Halbleiterschaltern der Leistungsendstufen - derart anzusteuern, dass mittels des Stators ein magnetisches Drehfeld erzeugt werden kann. Die Steuereinheit 4 weist eine Verarbeitungseinheit 22 auf, welche ausgebildet ist, zum Ansteuern der Leistungsendstufen 5, 6 und 7 Steuersignale, insbesondere ein Pulsweitenmodulationssignal, oder ein Blockkommutierungssignal zu erzeugen, und dieses ausgangsseitig über den Ausgang 17 an die Leistungsendstufen 5, 6 und 7 zu senden. The power output stage 5 is connected via a bidirectional connection line 18 to the terminal 17, and the power output stage 6 via a bidirectional nale connection line 19 is connected to the terminal 17, and the power output stage 7 is connected via a bidirectional connection line 20 to the terminal 17. The control unit 4 is designed to control the power output stages, in particular control terminals - of semiconductor switches of the power output stages - in such a way that a magnetic rotating field can be generated by means of the stator. The control unit 4 has a processing unit 22, which is designed to control the power output stages 5, 6 and 7 to generate control signals, in particular a pulse width modulation signal, or a block commutation signal, and this output side via the output 17 to the power output stages 5, 6 and 7 send.
Die Leistungsendstufe 5 ist ausgangsseitig mit einem Ausgangsanschluss 14 zum Verbinden mit einer Statorspule der elektrischen Maschine verbunden, die Leistungsendstufe 6 ist ausgangsseitig über einen Ausgangsanschluss 15 zum Verbinden mit einer weiteren Statorspule verbunden, und die Leistungsendstufe 7 ist ausgangsseitig über einen Ausgangsanschluss 16 zum Verbinden mit einer weiteren Statorspule verbunden. The power output stage 5 is connected on the output side to an output terminal 14 for connection to a stator coil of the electrical machine, the power output stage 6 is connected on the output side via an output terminal 15 for connection to a further stator coil, and the power output stage 7 is connected on the output side via an output terminal 16 for connection to a connected to another stator coil.
Das Steuergerät 1 weist auch einen Anschluss 8 zum Empfangen einer positiven Versorgungsspannung und einen Anschluss 9 zum Empfangen einer negativen Versorgungsspannung auf. Der Anschluss 9 ist über eine Verbindungsleitung 10 mit der Leistungsendstufe 5, mit der Leistungsendstufe 6 und mit der Leistungsendstufe 7 verbunden, sodass die Leistungsendstufen über den Anschluss 9, insbesondere Masseanschluss, bestromt werden können. Die Leistungsendstufen 5, 6 und 7 sind jeweils auch über eine Verbindungsleitung 10 mit dem negativen Anschluss 9 verbunden. Die Leistungsendstufen 6 und 7 sind über eine Verbindungsleitung 11 mit dem positiven Anschluss 8 verbunden. Die Leistungsendstufe 5 ist über eine Verbindungsleitung 12 und über einen Verbindungsknoten 13 mit der Verbindungsleitung 1 1 verbunden, wobei die Verbindungsleitung 12 in diesem Ausführungsbeispiel die Verbindungsleitung 10 kreuzt. An dem Kreuzungspunkt der Verbindungsleitungen 12 und 10 entsteht in diesem Ausführungsbeispiel ein Kurzschluss, welcher einen Lichtbogen 50 verursacht. Der Lichtbogen 50 erzeugt während seines Brennens ein Gas 30, insbesondere durch Verdampfen von Metall der elektrischen Verbindungsleitungen 10 und 12, und durch Ionisation erzeugte weitere Gase wie Ozon und Stickstoffmonoxid. The control unit 1 also has a terminal 8 for receiving a positive supply voltage and a terminal 9 for receiving a negative supply voltage. The terminal 9 is connected via a connecting line 10 to the power output stage 5, to the power output stage 6 and to the power output stage 7, so that the power output stages can be energized via the connection 9, in particular ground connection. The power output stages 5, 6 and 7 are each also connected via a connecting line 10 to the negative terminal 9. The power output stages 6 and 7 are connected via a connecting line 11 to the positive terminal 8. The power output stage 5 is connected via a connecting line 12 and a connection node 13 with the connecting line 1 1, wherein the connecting line 12 in this embodiment, the connecting line 10 crosses. At the point of intersection of the connection lines 12 and 10, a short circuit is produced in this exemplary embodiment, which causes an arc 50. The arc 50 generates a gas 30 during its firing, in particular by vaporization of metal of the electrical connection lines 10 and 12, and other gases generated by ionization, such as ozone and nitrogen monoxide.
Das Gehäuse 2 umschließt in diesem Ausführungsbeispiel einen Hohlraum 46, in welchem der Luftdruck durch das zusätzlich von dem Lichtbogen 50 erzeugte Gas 30 ansteigt. Der Lichtbogen 50 emittiert auch Ultraviolett-Strahlen, von denen ein Strahl 31 beispielhaft bezeichnet ist. Der Lichtbogen 50 erzeugt auch Luftschall 29, welcher in den Hohlraum 46 emittiert wird. Der Lichtbogen 50 erzeugt auch elektromagnetische Wellen 47. The housing 2 encloses in this embodiment, a cavity 46 in which the air pressure by the additional generated by the arc 50 gas 30 increases. The arc 50 also emits ultraviolet rays, of which one ray 31 is exemplified. The arc 50 also generates airborne sound 29, which is emitted into the cavity 46. The arc 50 also generates electromagnetic waves 47.
Der Schaltungsträger 4, und somit die Steuereinheit, weist einen Gassensor 23 auf, welcher ausgebildet ist, das Gas 30, beispielsweise Ozon, zu erfassen und ein das Gas 30 repräsentierendes Gassignal zu erzeugen. Der Schaltungsträger 4 weist auch einen Strahlensensor 24 auf, beispielsweise eine Fotodiode, wobei der Strahlensensor 24 ausgebildet ist, den von dem Lichtbogen 50 erzeugten Strahl 31 , insbesondere Ultraviolett-Strahl, zu erfassen. Der Ultraviolett-Strahl 31 wird in diesem Ausführungsbeispiel an einer Gehäusewand des Gehäuses 2 reflektiert und kann als reflektierter Strahl 31 ' gegen den Gehäusedeckel 3 treffen und dort als von dem Gehäusedeckel 3 reflektierter Strahl 31 " zu dem Strahlensensor 24 gelangen und dort empfangen werden. Das Gehäuse 2 weist in diesem Ausführungsbeispiel an einer Innenwand einen Strahlenreflektor 36 und einen Strahlenreflektor 37 auf. Der Gehäusedeckel 3 weist an einer zu dem Hohlraum 46 gewandten Seite einen Strahlenreflektor 35 auf. Die Strahlenreflektoren 35, 36 und 37 sind beispielsweise durch eine Metallschicht, insbesondere Aluminium- oder Silberschicht, gebildet. Die Metallschicht kann beispielsweise auf das Gehäuse 2 oder den Gehäusedeckel 3 aufgedampft sein. The circuit carrier 4, and thus the control unit, has a gas sensor 23, which is designed to detect the gas 30, for example ozone, and to generate a gas signal representing the gas 30. The circuit carrier 4 also has a radiation sensor 24, for example a photodiode, wherein the radiation sensor 24 is designed to detect the beam 31, in particular the ultraviolet beam, generated by the electric arc 50. The ultraviolet beam 31 is reflected in this embodiment on a housing wall of the housing 2 and can meet as a reflected beam 31 'against the housing cover 3 and there as reflected by the housing cover 3 beam 31 "to the radiation sensor 24 arrive and received there Housing 2 in this exemplary embodiment has on an inner wall a beam reflector 36 and a beam reflector 37. The housing cover 3 has a beam reflector 35 on a side facing the cavity 46. The beam reflectors 35, 36 and 37 are for example a metal layer, in particular aluminum The metal layer may, for example, be vapor-deposited onto the housing 2 or the housing cover 3.
Das Steuergerät 1 weist auch einen Radiofrequenzsignalsensor 25 auf, welcher mit einer Antenne 28 verbunden ist. Der Radiofrequenzsignalsensor 25 kann über die Antenne 28 von dem Lichtbogen 50 erzeugte elektromagnetische Wellen 47 empfangen und ein die Wellen 47 repräsentierendes Radiofrequenzsignal erzeugen. Der Schaltungsträger 4 weist auch einen Drucksensor 26 auf, welcher ausgebildet ist, einen Luftdruck, insbesondere statischen Luftdruck, einer in dem Hohlraum 46 aufgenommenen Luft zu erfassen. Das Gehäuse 2 weist in diesem Ausführungsbeispiel ein in einer Gehäusewand des Gehäuses 2 angeordnetes Druckausgleichselement 32 auf. The control unit 1 also has a radio frequency signal sensor 25, which is connected to an antenna 28. The radio frequency signal sensor 25 may receive electromagnetic waves 47 generated by the arc 50 via the antenna 28 and generate a radio frequency signal representing the waves 47. The circuit carrier 4 also has a pressure sensor 26, which is designed to detect an air pressure, in particular static air pressure, of an air received in the cavity 46. In this exemplary embodiment, the housing 2 has a pressure compensation element 32 arranged in a housing wall of the housing 2.
Das Druckausgleichselement 32 bildet einen Durchbruch in der Gehäusewand des Gehäuses 2 und ist ausgebildet, einer durch den Durchbruch strömenden Luft einen Strömungswiderstand entgegenzusetzen. Dazu weist das Druckausgleichselement 32 beispielsweise ein Faservlies oder einen porösen Schaum auf. Der Schaum ist beispielsweise ein Kunststoffschaum, insbesondere Polyurethanschaum. Der Luftdruck in dem Hohlraum 46 kann somit bei einer Höhenänderung, wenn beispielsweise ein Fahrzeug mit dem Steuergerät 1 bei einer Bergfahrt oder bei einer Talfahrt seine Höhe ändert, oder wetterbedingte Luftdruckschwankungen über das Druckausgleichselement 32 ausgleichen. Der Ausgleich über das Druckausgleichselement 32 erfolgt nur langsam, wogegen ein Druckanstieg des Luftdrucks in dem Hohlraum 46, verursacht durch das Gas 30, erzeugt durch den Lichtbogen 50, schnell geschieht.  The pressure compensation element 32 forms a breakthrough in the housing wall of the housing 2 and is designed to oppose a flowing through the opening air flow resistance. For this purpose, the pressure compensation element 32, for example, a nonwoven fabric or a porous foam. The foam is for example a plastic foam, in particular polyurethane foam. The air pressure in the cavity 46 can thus compensate for a change in altitude when, for example, a vehicle with the control unit 1 changes its height during a climb or a descent, or weather-related air pressure fluctuations via the pressure compensation element 32. The compensation via the pressure compensation element 32 takes place only slowly, whereas a pressure increase of the air pressure in the cavity 46, caused by the gas 30, generated by the arc 50, happens quickly.
Der Schaltungsträger 4 weist in diesem Ausführungsbeispiel auch einen Luftschallsensor 27, beispielsweise ein Mikrofon, auf, und ist ausgebildet, einen von dem Lichtbogen 50 erzeugten Luftschall 29 zu empfangen und ein den Luftschall repräsentierendes Mikrofonsignal zu erzeugen. In this exemplary embodiment, the circuit carrier 4 also has an airborne sound sensor 27, for example a microphone, and is designed to receive an airborne sound 29 generated by the electric arc 50 and to generate a microphone signal representing the airborne sound.
Der Schaltungsträger ist in diesem Ausführungsbeispiel auch eingangsseitig über eine Verbindungsleitung mit einem Stromsensor verbunden, welcher ausgebildet ist, eine von dem Lichtbogen 50, in diesem Beispiel einem Parallellichtbogen, erzeugte Stromänderung zu erfassen und ein Stromsignal zu erzeugen, das den Lichtbogen repräsentiert. Der Stromsensor ist beispielsweise durch einen Shunt- Widerstand gebildet. In this exemplary embodiment, the circuit carrier is also connected on the input side via a connecting line to a current sensor which is designed to detect a current change produced by the arc 50, in this example a parallel arc, and to generate a current signal representing the arc. The current sensor is formed for example by a shunt resistor.
Das Steuergerät 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel auch einen Schalter 33 mit einem Schaltelement 34 auf, welcher mit dem Schalungsträger 4 über eine elektrische Verbindungsleitung verbunden ist. Der Schalter 33 ist angeordnet und ausgebildet, ein Öffnen des Gehäusedeckels 3 zu erfassen und ein Ausgangssignal zu erzeugen, das einen geschlossenen oder geöffneten Gehäusedeckel 3 repräsentiert. Die Verarbeitungseinheit kann beispielsweise das Lichtbogensignal in Abhängigkeit des Ausgangssignals erzeugen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Sensoren keine Artefaktsignale erzeugen, welche mit keinem Lichtbogen in ursächlichem Zusammenhang stehen. In this exemplary embodiment, the control unit 1 also has a switch 33 with a switching element 34 which is connected to the formwork support 4 via a switch element 34 electrical connection line is connected. The switch 33 is arranged and configured to detect an opening of the housing cover 3 and to generate an output signal representing a closed or opened housing cover 3. The processing unit can, for example, generate the arc signal as a function of the output signal. This can ensure that the sensors do not generate artifact signals that are not causally related to any arc.
Figur 2 zeigt - schematisch - eine Schaltungsanordnung von Komponenten des in Figur 1 bereits dargestellten Schaltungsträgers 4. Die Verarbeitungseinheit 22 ist eingangsseitig mit den Sensoren 23, 24, 25, 26 und dem Sensor 27 verbunden. Die Verarbeitungseinheit 22 ist ausgebildet, in Abhängigkeit von wenigstens zwei von den Sensoren empfangenen Sensorsignalen ein Alarmsignal zu erzeugen und dieses ausgangsseitig an dem Ausgang 48 bereitzustellen. FIG. 2 shows-schematically-a circuit arrangement of components of the circuit carrier 4 already shown in FIG. 1. The processing unit 22 is connected on the input side to the sensors 23, 24, 25, 26 and the sensor 27. The processing unit 22 is designed to generate an alarm signal as a function of at least two sensor signals received by the sensors and to provide this at the output 48 on the output side.
Die Verarbeitungseinheit 22 ist über eine mehrkanalige Verbindungsleitung 49 mit einem Speicher 40 verbunden. Der Speicher 40 kann Bestandteil der Verarbeitungseinheit 22 sein, oder als gesonderter Speicherbaustein mit dem in Figur 1 gezeigten Schaltungsträger 4 verbunden sein. In dem Speicher 40 sind in diesem Ausführungsbeispiel Referenzdatensätze zu jedem Sensorsignal der mit der Verarbeitungseinheit 22 verbundenen Sensoren abgespeichert. Der Speicher 40 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Referenzdatensatz 41 auf, welcher eine durch den Lichtbogen 50 verursachte zeitliche Änderung des Luftdrucks in dem Hohlraum 46, erfasst durch den Sensor 26, repräsentiert, einen Referenzdatensatz 42, welcher ein Mikrofonsignal repräsentiert, welches einem von dem Lichtbogen 50 erzeugten Luftschall 29 entspricht, einen Referenzdatensatz 43, welcher ein von dem Strahlensensor 24 in Abhängigkeit des Lichtbogens 50 erzeugtes Strahlensignal repräsentiert, einen Referenzdatensatz 44, welcher ein von dem Gassensor 23, das Gas 30 repräsentierendes Gassignal repräsentiert, und einen Referenzdatensatz 45, welcher ein von dem Radiofrequenzsignalsensor 25, durch den Lichtbogen 50 erzeugte elektromagnetische Wellen 47 repräsentiert. Die Verarbeitungseinheit 22, welche beispielsweise als Mikroprozessor, Mikro- controller, als ASIC (ASIC = Application-Specific-Integrated-Circuit) oder als FPGA (FPGA = Field-Programmable-Gate-Array) ausgebildet ist, kann die von den Sensoren 23, 24, 25, 26 und 27 erzeugten Signale mit dem jeweiligen Referenzdatensatz, insbesondere mit dem durch den Referenzdatensatz repräsentierten zeitlichen Signalverlauf vergleichen und ein das Vergleichsergebnis repräsentierendes Ergebnissignal erzeugen. The processing unit 22 is connected to a memory 40 via a multi-channel connecting line 49. The memory 40 may be part of the processing unit 22, or may be connected as a separate memory module to the circuit carrier 4 shown in FIG. In the memory 40, reference data sets for each sensor signal of the sensors connected to the processing unit 22 are stored in this exemplary embodiment. In this embodiment, the memory 40 has a reference data record 41, which represents a change in the air pressure in the cavity 46, detected by the sensor 26, caused by the arc 50, a reference data record 42 which represents a microphone signal which corresponds to one of the arc 50 generated airborne sound 29 corresponds to a reference data set 43, which represents a radiation signal generated by the radiation sensor 24 in response to the arc 50, a reference data record 44, which represents a of the gas sensor 23, the gas 30 representing gas signal, and a reference data set 45, which from the radio frequency signal sensor 25, electromagnetic waves 47 generated by the arc 50. The processing unit 22, which is embodied, for example, as a microprocessor, microcontroller, ASIC (ASIC = application-specific integrated circuit) or as FPGA (FPGA = field-programmable gate array), can be used by the sensors 23, 24, 25, 26 and 27 generated signals with the respective reference data set, in particular compare with the represented by the reference data set temporal waveform and produce a comparison result representing the result signal.
Die Verarbeitungseinheit 22 weist in diesem Ausführungsbeispiel auch einen Signalklassifizierer 38 auf, welcher ausgebildet ist, einen Grad einer Übereinstimmung des Sensorsignals, insbesondere eines Zeitabschnitts des Sensorsignals, mit dem durch den Referenzdatensatz repräsentierten zeitlichen Signalverlauf zu ermitteln und ein Stufensignal zu erzeugen, das einen Übereinstimmungsgrad, und so eine Wahrscheinlichkeit eines durch den jeweiligen Sensor tatsächlich erfassten Lichtbogen 50 repräsentiert. The processing unit 22 in this exemplary embodiment also has a signal classifier 38, which is designed to determine a degree of coincidence of the sensor signal, in particular a time segment of the sensor signal, with the temporal signal curve represented by the reference data record and to generate a step signal which has a degree of agreement. and thus represents a probability of an arc 50 actually detected by the respective sensor.
Die Verarbeitungseinheit 22 weist auch einen Diskriminator 39 auf, welcher ausgebildet ist, in Abhängigkeit von wenigstens zwei Stufensignalen zueinander verschiedener Sensoren das zuvor erwähnte Alarmsignal zu erzeugen und am Ausgang 48 bereitzustellen. Der Diskriminator 39 kann beispielsweise ausgebildet sein, die Stufenwerte der eingangsseitig empfangenen Stufensignale aufzuaddieren und bei Überschreiten eines vorbestimmten Summenstufenwertes das Alarmsignal zu erzeugen. The processing unit 22 also has a discriminator 39, which is designed to generate the previously mentioned alarm signal as a function of at least two stage signals of mutually different sensors and to provide it at the output 48. The discriminator 39 can be designed, for example, to add up the step values of the step signals received on the input side and to generate the alarm signal when a predetermined summation step value is exceeded.
Wenn beispielsweise ein Übereinstimmungsgrad eines von einem der Sensoren 23, 24, 25, 26, 27 oder 53 erzeugten Sensorsignals mit dem jeweiligen Referenzsignal, repräsentiert durch einen der Referenzdatensätze 41 , 42, 43, 44 oder 45, in sechs Stufen klassifiziert ist, wobei eine Stufe eins einen geringsten Grad einer Übereinstimmung repräsentiert und eine Stufe sechs einen höchsten Grad der Übereinstimmung repräsentiert, so kann der Diskriminator 39 beispielsweise ausgebildet sein, das Alarmsignal, zuvor auch Lichtbogensignal genannt, im Falle eines Summenwertes von wenigstens sechs zu erzeugen, wobei ein Mindest- stufenwert eines Einzelsignals beispielsweise wenigstens einen vorbestimmten Mindeststufenwert, beispielsweise den Mindeststufenwert zwei, aufweist. So kann das Alarmsignal beispielsweise erzeugt werden, wenn das von dem Strahlensensor 24 erzeugte Sensorsignal einen Stufenwert von drei aufweist, und das von dem Gassensor 23 erzeugte Gassignal einen Stufenwert von drei aufweist.For example, when a degree of correspondence of a sensor signal generated by one of the sensors 23, 24, 25, 26, 27 or 53 with the respective reference signal represented by one of the reference data sets 41, 42, 43, 44 or 45 is classified into six stages, one For example, if step one represents a least degree of a match and a step six represents a highest degree of match, the discriminator 39 may be configured to generate the alarm signal, previously also called the arc signal, in the case of a sum value of at least six, with a minimum step value of a single signal, for example, at least one predetermined Minimum level value, for example, the minimum level two has. For example, the alarm signal may be generated when the sensor signal generated by the radiation sensor 24 has a step value of three, and the gas signal generated by the gas sensor 23 has a step value of three.
Das Alarmsignal kann beispielsweise auch erzeugt werden, wenn von der Verarbeitungseinheit 22 wenigstens drei Sensorsignale empfangen werden, welche jeweils einen Stufenwert von zwei aufweisen. The alarm signal can also be generated, for example, if at least three sensor signals, each having a step value of two, are received by the processing unit 22.
So kann die in Figur 1 dargestellte Steuereinheit 4 mittels der Verarbeitungseinheit 22 und den Sensoren 23, 24, 25, 26 und 27 den Lichtbogen 50 sicher erfassen. Der Signalklassifizierer 38 und der Diskriminator 39 bilden in diesem Ausführungsbeispiel gemeinsam einen - gestrichelt dargestellten - Plausibilitätsdis- kriminator 54. Thus, the control unit 4 shown in Figure 1 by means of the processing unit 22 and the sensors 23, 24, 25, 26 and 27 detect the arc 50 safely. The signal classifier 38 and the discriminator 39 together form a plausibility discriminator 54 shown in dashed lines.
Die Verarbeitungseinheit 22, der Speicher 40 und die Sensoren 23, 24, 25, 26 und 27 bilden in diesem Ausführungsbeispiel gemeinsam die bereits erwähnte Erfassungsvorrichtung 51. The processing unit 22, the memory 40 and the sensors 23, 24, 25, 26 and 27 in this embodiment together form the aforementioned detection device 51.
Die Steuereinheit 4 in Figur 1 kann zum Ansteuern der Leistungsendstufen 5, 6 und 7 eine von den erwähnten Sensoren unabhängige Verarbeitungseinheit, beispielsweise gebildet durch einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller, aufweisen. Somit kann die Erfassungsvorrichtung 51 sowohl als Bestandteil der Steuereinheit 4, oder unabhängig von der Steuereinheit 4, und somit der Ansteu- erung der Leistungsendstufen 5, 6, und 7, ausgebildet sein. For controlling the power output stages 5, 6 and 7, the control unit 4 in FIG. 1 may have a processing unit independent of the sensors mentioned, for example formed by a microprocessor or a microcontroller. Thus, the detection device 51 can be formed both as a component of the control unit 4, or independently of the control unit 4, and thus the control of the power output stages 5, 6, and 7.

Claims

Ansprüche claims
1. Steuergerät (1) mit einer Erfassungsvorrichtung (51) zum Erfassen eines Lichtbogens (50) in einem Fahrzeug,  A control device (1) having a detection device (51) for detecting an electric arc (50) in a vehicle,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Steuergerät (1) ein Gehäuse (2) aufweist, wobei die Erfassungsvorrichtung (51) wenigstens einen mit dem Gehäuse (2) verbundenen, oder in dem Gehäuse (2) angeordneten Sensor (23, 24, 25, 26, 27) zum Erfassen des Lichtbogens (50) aufweist, wobei der Sensor (23, 24, 25, 26, 27) ausgebildet ist, ein Sensorsignal zu erzeugen, das den Lichtbogen repräsentiert, und der Sensor (23, 24, 25, 26, 27) mit einer Verarbeitungseinheit (22) verbunden ist, und die Verarbeitungseinheit (22) ausgebildet ist, in Abhängigkeit des wenigstens einen Sensorsignals ein ein Auftreten des Lichtbogens (50) repräsentierendes Lichtbogensignal (52) zu erzeugen und dieses ausgangsseitig auszugeben, wobei ein Sensor (23, 24, 25, 26, 27) ein Gassensor (23) ist, welcher ausgebildet ist, ein durch den Lichtbogen (50) erzeugtes Gas (30), insbesondere Ozon und/oder Stickstoffmonoxid zu erfassen und ein den Lichtbogen repräsentierendes Gassignal (44) als Sensorsignal zu erzeugen. the control device (1) has a housing (2), wherein the detection device (51) has at least one sensor (23, 24, 25, 26, 27) connected to the housing (2) or arranged in the housing (2) for detection the arc (50), wherein the sensor (23, 24, 25, 26, 27) is adapted to generate a sensor signal representing the arc, and the sensor (23, 24, 25, 26, 27) with a Processing unit (22) is connected, and the processing unit (22) is adapted to generate depending on the at least one sensor signal, an occurrence of the arc (50) representing arc signal (52) and output this output side, wherein a sensor (23, 24, 25, 26, 27) is a gas sensor (23) which is designed to detect a gas (30), in particular ozone and / or nitrogen monoxide, generated by the electric arc (50) and a gas signal (44) representing the electric arc as a sensor signal produce.
2. Steuergerät (1) nach Anspruch 1 , 2. Control device (1) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
ein weiterer Sensor (23, 24, 25, 26, 27) der Sensoren (23, 24, 25, 26, 27) ein Strahlensensor (24) ist, welcher ausgebildet ist, von dem Lichtbogen (50) emittierte elektromagnetische Strahlen (31 , 31', 31 "), insbesondere Ultraviolettstrahlen zu erfassen. another sensor (23, 24, 25, 26, 27) of the sensors (23, 24, 25, 26, 27) is a radiation sensor (24) which is designed to emit electromagnetic radiation (31, 31) emitted by the arc (50) 31 ', 31 "), in particular to detect ultraviolet rays.
3. Steuergerät (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass 3. Control device (1) according to claim 2, characterized in that
das Gehäuse (2), insbesondere eine Gehäusewand des Gehäuses (2), einen zu dem Strahlensensor (24) gegenüberliegend angeordneten Strahlenreflektor (35, 36, 37), insbesondere einen Spiegel, für die elektromagnetischen Strahlen (31 , 31 ', 31") aufweist. the housing (2), in particular a housing wall of the housing (2), a radiation reflector (35, 36, 37) arranged opposite the radiation sensor (24), in particular a mirror, for the electromagnetic radiation (31, 31 ', 31 ") having.
4. Steuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. Control device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Steuergerät (1) einen Luftschallsensor (27) aufweist, welcher ausgebildet ist, einen durch den Lichtbogen (50) erzeugten Luftschall (47) zu erfassen und ein den Lichtbogen (50) repräsentierendes Mikrofonsignal (42) zu erzeugen. the control unit (1) has an airborne sound sensor (27) which is designed to detect an airborne sound (47) generated by the arc (50) and to generate a microphone signal (42) representing the arc (50).
5. Steuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5. Control device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Steuergerät (1) einen Drucksensor (26) aufweist, welcher ausgebildet ist, einen Druckverlauf (41) eines statischen Luftdruckes in dem Gehäuse (2) zu erfassen und ein den Druckverlauf (41) repräsentierendes Drucksignal zu erzeugen. the control unit (1) has a pressure sensor (26) which is designed to detect a pressure profile (41) of a static air pressure in the housing (2) and to generate a pressure signal representing the pressure profile (41).
6. Steuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. Control device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Steuergerät (1) einen Radiofrequenzsignalsensor (25) aufweist, welcher ausgebildet ist, einen durch den Lichtbogen (50) erzeugte elektromagnetische Wellen (47) zu erfassen und ein den Lichtbogen (50) repräsentierendes Radiofrequenzsignal (45) zu erzeugen. the control unit (1) has a radio-frequency signal sensor (25) which is designed to generate an electromagnetic signal generated by the electric arc (50) To detect waves (47) and to generate a radio frequency signal (45) representing the arc (50).
7. Steuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. Control device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Steuergerät (1) einen Signalspeicher (40) aufweist, wobei die Verarbeitungseinheit (22) mit dem Signalspeicher (40) verbunden und ausgebildet ist, zu jedem der Sensorsignale einen Signalverlauf zu erfassen und den erfassten Signalverlauf mit einem in dem Signalspeicher (40) abgespeicherten Signalverlauf (41 , 42, 43, 44, 45) zu vergleichen und ein das Vergleichsergebnis repräsentierendes Ergebnissignal zu erzeugen, und das Steuergerät (1) einen Plausibilitätsdiskrimina- tor (54) aufweist, welcher ausgebildet ist, in Abhängigkeit der Ergebnissignale ein Plausibilitätssignal zu erzeugen, das einen Grad einer Übereinstimmung der Sensorsignale und so eine Wahrscheinlichkeit eines Auftretens des Lichtbogens (50) repräsentiert und dieses ausgangsseitig auszugeben. the control unit (1) has a signal memory (40), the processing unit (22) being connected to the signal memory (40) and configured to detect a signal profile for each of the sensor signals and to record the detected signal waveform with a signal memory (40) Signal waveform (41, 42, 43, 44, 45) to compare and produce a result signal representing the comparison result, and the control unit (1) has a plausibility discriminator (54), which is designed to generate a plausibility signal in response to the result signals which represents a degree of coincidence of the sensor signals and thus a probability of the occurrence of the arc (50) and output this output side.
8. Steuergerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. Control device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Steuergerät (1) einen Signalklassifizierer (38) aufweist, welcher ausgebildet ist, das Ergebnissignal zu klassifizieren und ein Stufensignal zu erzeugen, das eine Wahrscheinlichkeit eines durch ein Sensorsignal erfassten Lichtbogens insbesondere in Stufen repräsentiert, und der Plausibilitätsdiskriminator (54) ausgebildet ist, das Plausibilitätssignal in Abhängigkeit des Stufensignals zu erzeugen. the control unit (1) has a signal classifier (38) which is designed to classify the result signal and to generate a step signal which represents a probability of an arc detected by a sensor signal, in particular in stages, and the plausibility discriminator (54) is designed Generate plausibility signal in response to the step signal.
9. Verfahren zum Erfassen eines Lichtbogens (50) in einem Steuergerät (1), wobei das Steuergerät (1) ein Gehäuse (2) aufweist, und in einem von dem Gehäuse (2) umschlossenen Hohlraum (46) elektrische Komponenten (4, 5, 6, 7) auf- genommen sind, wobei in dem Hohlraum (46) mittels eines Gassensors ein Lichtbogen erfasst wird, und von Gassensor ein Gassignal erzeugt wird, das ein durch den Lichtbogen erzeugtes Gas, nämlich Ozon und/oder Stickstoffmonoxid repräsentiert, wobei in Abhängigkeit des Gassignals ein Lichtbogensignal erzeugt wird, das das Auftreten des Lichtbogens (50) repräsentiert. 9. A method for detecting an electric arc (50) in a control unit (1), wherein the control unit (1) has a housing (2), and in one of the housing (2) enclosed cavity (46) electrical components (4, 5 , 6, 7) are taken, wherein in the cavity (46) by means of a gas sensor, an arc is detected, and gas sensor generates a gas signal representing a gas generated by the arc, namely ozone and / or nitrogen monoxide, wherein an arc signal is generated in response to the gas signal which represents the occurrence of the arc (50).
10. Verfahren nach Anspruch 9, 10. The method according to claim 9,
bei dem das Lichtbogensignal in Abhängigkeit von wenigstens einem weiteren Sensorsignal erzeugt wird, ausgewählt aus den Sensorsignalen in which the arc signal is generated as a function of at least one further sensor signal selected from the sensor signals
- Strahlensignal, das von dem Lichtbogen (50) emittierte elektromagnetische Strahlen repräsentiert; A beam signal representing electromagnetic radiation emitted by the arc (50);
- Drucksignal, das einen von einem Lichtbogen (50) erzeugten Druckanstieg in dem Gehäuse repräsentiert;  - Pressure signal representing a pressure increase generated in the housing by an arc (50) in the housing;
- Stromsignal, das eine Stromänderung eines durch den Lichtbogen verursachten Stromes in dem Steuergerät (1) repräsentiert;  - Current signal representing a change in current of a current caused by the arc in the control unit (1);
- Mikrofonsignal, das einen durch den Lichtbogen erzeugten Luftschall repräsentiert;  - Microphone signal representing an airborne sound generated by the arc;
- Hochfrequenzsignal, das ein von dem Lichtbogen erzeugte elektromagnetische Wellen repräsentiert.  - High frequency signal representing an electromagnetic waves generated by the arc.
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