CN101238637A - 控制外部半桥功率输出级的电子控制单元和具有电子控制单元的电动驱动装置 - Google Patents
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Abstract
为了控制电动驱动装置MK/MBL，建议一种控制单元CU，该控制单元CU具有用于控制半桥功率输出级HB1/HB2/HB3的控制模块CM1/CM2/CM3。这些控制模块中的两个CM1/CM2被预配置用于通过两个半桥功率输出级HB1/HB2来选择性地控制整流式电动机MK或者无刷电动机MBL。第三控制模块CM3能随后被配置用于控制第三半桥功率输出级HB3或者两个单个开关元件M。此外，还建议一种具有所述的控制单元CU的电动驱动装置MK/MBL。
Description
本发明涉及一种电子控制单元，用于控制至少三个外部半桥功率输出级，该电子控制单元针对半桥功率输出级中的每个具有控制模块。
此外，本发明还涉及具有这种控制单元的电动驱动装置。
根据前序部分的控制单元通过所配属的半桥功率输出级被用于控制电感性负载，这些电感性负载诸如通过电动机的各个相的线圈给出的那些电感性负载。
特别是在汽车技术中，电动驱动装置越来越多地被用于符合需求地、受控地或者被调节地操作辅助机构和执行功能。对此的实例是电动操作的散热器风扇、水泵、室内风扇以及车窗玻璃升降器的执行机构、伸缩车棚、开篷(Cabrioverdecke)、座位调整器、动力转向装置、变速器、差分传动装置、制动系统及更多装置。在某些情况下，多个电动驱动装置还必须彼此协调或者同步运行，如这例如在自动变速器(离合器/换挡装置)、双联离合器传动装置(离合器/离合器)中或者还在双冷却风扇中是这种情况那样。
在这种情况下，不仅采用具有电刷的常规整流式电动机，而且越来越多地采用电子整流的无刷电动机。这种符合需求地、受控地、被调节地、被保障地以及必要时被协调地操作这种驱动装置越来越强烈地要求例如利用脉宽调制方法来复合控制电动驱动装置，用于优化功率收益，用于进行功率调节并且必要时用于进行同步。这通常要求具有微控制器、调压器、必要的半导体输出功率级以及作为半导体功率输出级的控制单元的所属的驱动电子装置的上级智能控制装置。在此，微控制器、调压器和半导体功率输出级能可变地被用在不同的电动机类型中。可是，驱动电子装置必须适配到相应的使用情况，因为整流式电动机通过两个连接成H全桥的半导体半桥来控制，而无刷电动机通过三个单个半导体半桥来控制。
该问题的第一解决方案迄今在于，针每种使用情况有针对两个或者三个半桥的专门配置的驱动电子装置。图1A和图1B示出这种现有技术。图1A示出具有所属的驱动电路CIC(A)的整流式电动机MK的H全桥装置VB。与此相反，图1B示出三个半导体半桥HB1、HB2、HB3的装置，用于控制具有所属的驱动电路CIC(B)的三相无刷整流电动机MBL。
该问题的另一解决方案在于，针对每个半导体半桥使用单个独立的驱动模块。在此，现有的解决方案与被集成在控制组件SB上的所属驱动电路CIC一起分别提供半桥功率输出级。然后，必须根据需求组合必需数目的控制组件SB。在图2A中示出整流式电动机MK的现有技术，而在图2B中示出无刷电动机MBL的现有技术。
根据现有解决方案之一的选择，必须容忍提高的设计、构造、制造和安装技术的开销，以及必要时必须容忍提高的空间要求，这使得单个解决方案变得昂贵。
此外，第一解决方案具有以下缺点，即必需的驱动电路的件数被划分为两种应用情况A和B，并且因此相应的驱动电路的单个件数较少。这与合理生产相对立，并且最后由此提高了成本。
在第二解决方案中存在以下缺点，即对于功率开关单元(MOSFET)不可能在市场上做出自由的、面向价格的选择。因此，不能充分利用现有的节约潜力。
因此，本发明的任务在于，提供一种可变地被采用的电子控制单元(用于半桥功率输出级的控制单元)，该电子控制单元能够同样被用于控制整流式电动机和控制无刷整流电动机，可是仍然能够避免现有解决方案的缺点。由此应该最终降低电动驱动单元的设计开销，并且同时降低电动驱动单元的整体成本。
该任务通过具有按照权利要求1的特征的电子控制单元以及通过具有按照权利要求10的特征的电动驱动装置来解决。可以单独地或者彼此组合地采用的有利的改进方案和扩展方案是从属权利要求的主题。
用于控制至少三个外部半桥功率输出级(下面也简称为半桥或者半桥电路)的电子控制单元针对半桥功率输出级中的每一个具有控制模块。为了通过两个半桥功率输出级来控制电动机，第一和第二控制模块一起被预配置在第一公共配置层上。至少一个第三控制模块在第二配置层上可自由配置，用于选择性地控制电动机的单个相，或者用于用作两个简单的信号输出端或者驱动输出端。
在此，配置应该被理解为控制模块CM相互之间的、控制模块CM与到上级微处理器的接线端、控制模块CM与到外部开关元件的接线端或者控制模块CM还与该控制单元的其他功能模块的电气的或者程序技术的逻辑布线或连接。
如果配置至少部分地在控制单元的生产过程期间通过控制模块的不变的或者不可逆的电气布线按照“专用集成电路(ASIC)”的方式被固定地预定，则存在固定的预配置。
与此相反，如果控制模块的专用布线仅在该控制单元完成之后根据应用情况(必要时通过用户自己)能够不同地被制造，则存在自由的可配置性。这例如能以简单的方式通过借助所谓的跳接开关、通过旁路控制单元的某些接线管脚或者施加连续信号来在外部激活某个集成的功能模块而实现。可是，也可以为此设置被集成在控制单元中的一次或者可重复的可编程逻辑阵列(PLA，Programmable Logic Array)，该可编程逻辑阵列能由用户自由编程。
本发明还涉及在电动机外壳中具有线圈和永磁铁的电动驱动装置，该电动驱动装置具有用于给线圈供电的半桥功率输出级的装置和电子控制单元(如上所述)。电子控制单元用于控制半桥功率输出级，其中控制单元被布置在电动驱动装置的电动机外壳中或者电动机外壳上。
本发明能够被总结如下：
为了控制电动驱动装置而建议一种控制单元，该控制单元具有用于控制半桥功率输出级的控制模块。这些控制模块中的两个通过两个半桥功率输出级被预配置用于选择性地控制整流式电动机或者无刷电动机。第三控制模块可随后被配置用于控制第三半桥功率输出级或者两个单个开关元件。此外还建议一种具有所述的控制单元的电动驱动装置。
通过本发明，通过合并(Buendelung)针对整流式电动机和无刷电动机的控制单元的件数能够生产更多件数的结构相同的控制单元。这使得控制单元的生产和质量保证过程以及小型化能够合理化和自动化。这又对控制单元的生产成本、生产质量和稳定性起积极作用。
以下，本发明的其他优点和改进方案根据实施例以及根据附图进一步被说明。
图1A示意性示出按照现有技术的、用于控制整流式电动机的、具有分开的驱动电路的H全桥电路的简化示意图；
图1B示意性示出按照现有技术的、用于控制三相无刷整流电动机的、具有分开的驱动电路的三个半桥电路的装置的简化示意图；
图2A示意性示出按照现有技术的、用于控制整流式电动机的、分别具有集成的驱动电路的两个半桥控制组件的装置的简化示意图；
图2B示意性示出按照现有技术的、用于控制三相无刷整流电动机的、分别具有集成的驱动电路的三个半桥控制组件的装置的简化示意图；
图3示意性示出根据本发明的电子控制单元的简化方框电路图；
图4示意性示出根据本发明的具有扩展功能的电子控制单元的另一简化方框电路图；
图5示意性示出具有根据本发明的被配置用于控制整流式电动机的控制单元和两个其他信号输出端的电路装置的简化示意图；
图6示意性示出具有根据本发明的被配置用于控制三相无刷整流电动机的控制单元的电路装置的简化示意图；以及
图7示意性示出根据本发明的具有根据本发明的控制单元的装置的电动驱动装置的简化图。
功能相同和名称相同的部分在附图中配备有相同的参考符号。
图1A中的用于控制整流式电动机的H全桥电路的简化示意图示出按照现有技术的驱动电路CIC(A)，该驱动电路CIC(A)具有信号输入端SE和信号输出端SA，这些信号输入端SE用于连接到(未示出的)上级微控制器。信号输出端SA与四个场效应晶体管(FET)M1、M2、M3和M4的栅极接线端连接。这四个FET被布置在全桥电路VB中，其中串联的FET M1/M2和M3/M4分别构成电桥臂或者半桥或者半桥功率输出级。两个半桥的端点分别连接，并且为了进行供电以其一端连接到电流接线端PS(电池正极)，而以另一端连接到接地端GND(电池负极)。在横向支路中，在两个半桥功率输出级的相应的FET的连接点之间，作为电动机中间连接整流式电动机MK。这是一种广泛流行的控制整流式电动机的方式。在此，驱动电路CIC(A)专门针对这种方式的控制而被设置，并且不能被用于其他目的或者其他电动机类型。
相同的情况也适用驱动电路CIC(B)，该驱动电路CIC(B)在图1B中在用于控制具有三相L1、L2和L3的三相无刷整流电动机MBL的电路装置中被示出。该驱动电路CIC(B)也具有信号输入端SE和信号输出端SA，这些信号输入端SE用于连接到(未示出的)上级微控制器，这些信号输出端SA与六个场效应晶体管(FET)M11至M16的栅极接线端连接。这些FET M11至M16是成对地(M11/M12、M13/M14和M15/M16)串联连接成三个半桥功率输出级(半桥、半桥电路)HB1、HB2或HB3。三个半桥的端点分别连接，并且为了进行供电以其一端连接到电流接线端PS(电池正极)，而以另一端连接到接地端GND(电池负极)。在三个半桥功率输出级HB1、HB2和HB3的相应的FETM11/M12、M13/M14和M15/M16之间的连接点上分别连接无刷整流电动机MBL的相L1、L2或L3。这也表示在现有技术中用于控制无刷整流电动机的通用的电路装置。在此，驱动电路CIC(B)也专门针对这种方式的控制而被设置，并且不能用于其他目的或者其他电动机类型。
在图2A和图2B中再次示出用于控制整流式电动机MK(图2A)和无刷整流电动机MBL(图2B)的电路装置，如这些电路装置从现有技术中已经公知的那样。在此，在两种情况下都采用相同的控制组件SB，可是数目不同。
控制组件SB分别将每两个场效应晶体管(FET)的半桥装置与所属的驱动电路CIC结合成封闭的单元，该封闭的单元通过信号输入端SE例如与上级的(在图2A和图2B中未示出的)微控制器连接。为了进行供电，每个单个控制组件SB在FET的相应的半桥功率输出级(半桥电路)的一侧上被连接到电流接线端PS(电池正极)，并且以相应半桥电路的另一端被连接到接地端GND(电池负极)。在相应的驱动接线端TA上，要被驱动的负载被连接到该控制组件。
为了控制整流式电动机MK，如在图2A中所示的那样，需要两个控制组件SB，其中电动机MK的两个电源接线端分别与驱动接线端TA连接。
为了控制无刷整流电动机MBL，如在图2B中所示的那样，需要三个单个控制组件SB。在此，电动机MBL的三相L1、L2和L3分别被连接到控制组件SB的驱动接线端TA。
图3中的用于说明根据本发明的电子控制单元CU的结构的简化方框电路图示出这种控制单元CU、与其连接的微控制器MC和三个同样与控制单元CU连接并且因此要被控制的半桥功率输出级(半桥电路)HB。在此，每个半桥电路由两个(在图3中未示出的)开关元件组成，这些开关元件诸如是按照图1A至2B的图示的场效应晶体管。可是，为了构造半桥电路HB也可以使用其他开关元件，诸如使用继电器开关。
所述单元之间的电路技术连接在图3中用符号表示分别通过双箭头来示出。三个半桥功率输出级HB为了进行供电分别被连接到电流接线端PS(电池正极)和被连接到接地端GND(电池负极)。控制单元CU和微控制器MC的电压电源在图3中未示出。
控制单元CU本身具有三个控制模块CM1、CM2和CM3，通过这些控制模块，控制单元CU分别与所述的半桥功率输出级(半桥电路)HB之一连接。在所示的例子中，控制模块CM自身装备有用于控制半桥电路的不同功能。因此，控制模块CM中的每一个具有半桥驱动功能MD、诊断功能D、保护功能P和电流测量功能CS。驱动功能MD用于控制半桥电路的单个开关元件(诸如场效应晶体管)。
第一控制模块CM1和第二控制模块CM2在公共配置层KE1上被配置。第三控制模块CM3在分开布置的第二配置层KE2上被配置。
相应的配置层KE1/KE2构成用于组合地或者也单独配置单个控制模块的平台。
图4中的简化方框电路图示出根据本发明的另一电子控制单元CU的结构和与之连接的微控制器MC以及三个同样与控制单元CU连接并且因此要被控制的半桥电路HB。
所述的单元之间的电路技术连接用符号表示也分别通过双箭头在图4的图示中示出。该控制单元CU也具有三个控制模块CM1、CM2和CM3，通过这些控制模块，控制单元CU分别与所述的半桥功率输出级(半桥电路)HB之一连接。类似于图3中的实例，控制模块CM再次装备有用于控制半桥电路的各种功能。
除了控制模块CM之外，控制单元CU装备有两个其他功能模块。第一功能模块是附加的信号模块SO。该信号模块SO用于提供多个其他的信号输出端和/或信号输入端，这些信号输出端和/或信号输入端能够被考虑用于控制附加功能或用于接受并且必要时处理外部电信号。
第二附加功能模块是电源电压控制模块PCU。该电源电压控制模块PCU与外部稳压单元PSC以及与保护电池极性不倒转装置RBP连接，并且控制这些外部单元的功能。
三个半桥电路HB一方面为了保护电池的极性不倒转而分别通过保护电池极性不倒转装置RBP被连接到电流接线端PS(电磁正极)，而另一方面被连接到接地端GND(电池负极)。借助稳压单元PSC，微控制器MC和控制单元CU的电源电压自身被调节到预定值而可供使用。
第一控制模块CM1和第二控制模块CM2位于公共的配置层KE1上。在图4中用实线确定界线示出的配置层KE1再次用符号表示用于控制两个外部半桥的控制模块CM1和CM2的固定预配置。第三控制模块CM3位于分开布置的第二配置层KE2上，该第二配置层KE2重叠配置层KE1。配置层KE2可随后由用户来配置，这再次通过虚线示出的界线和面的阴影线来用符号表示。在该配置层KE2上，不仅控制模块CM3、而且被预配置的控制模块CM1和CM2在上级与控制模块CM3被连接成控制单元。
因此，在这里控制模块CM3也可以被配置用于控制第三外部半桥电路HB(如在图4中所示)，或者用于控制单个外部功率开关(未示出)，或者还用于提供简单的电气输出信号。
图5示出电路装置的简化示意图，该电路装置具有根据本发明的、被配置用于控制整流式电动机MK的控制单元和两个其他的驱动输出端，这些驱动输出端用于通过两个功率开关元件M5和M6来控制两个附加的负载LST1/LST2。控制单元CU具有三个控制模块CM1、CM2和CM3，用于控制六个外部开关元件M1至M6，这些外部开关元件在图5中利用相对应的开关符号被示为场效应晶体管。示例性示出控制模块CM1，该控制模块CM1具有用于实施半桥驱动功能MD以及用于保护功能P和诊断功能D的功能单元。即使这些功能在图5中未示出，这些功能也可供其他控制模块使用。
第一控制模块CM1和第二控制模块CM2被配置用于通过两个半桥电路来协调地控制电动机。第三控制模块CM3被配置用于分开控制两个其他的单个功率开关元件M5和M6，通过功率开关元件M5和M6可操作第一负载LST1或第二负载LST2。
此外，控制单元CU具有接口模块SPI，该接口模块SPI被设计为串行接口并且被设置用于在微控制器MC与控制单元CU之间进行数据通信。
通过片选接线端CHS、时钟接线端CLK和两个串行信号接线端SDA，控制单元CU通过串行接口与上级微控制器MC进行数据交换连接。此外，也可以经由该接口SPI通过转录程序代码来进行控制模块的配置。
微控制器MC与控制单元CU之间的其他电气连接利用脉宽信号接线端PWM、转动方向信号接线端DIR和两个驱动信号接线端TS1和TS2来提供。经由脉宽信号接线端，由微控制器MC给控制单元CU预定脉宽调制，该脉宽调制表示电动机的功率要求。经由转动方向信号接线端DIR，由微控制器给控制单元CU预定电动机转动方向，该电动机转动方向在控制单元CU中被变换为针对半桥功率输出级HB1/HB2的开关元件M1/M2/M3/M4的、与转动方向要求相对应的控制信号。经由两个驱动信号接线端TS1/TS2，由微控制器MC实现针对要通过控制单元CU和开关元件M5/M6进行切换的负载LST1/LST2的切换要求。不仅微控制器MC而且控制单元CU都通过电流接线端PS和接地端GND被连接到电源电压。
第一和第二开关元件M1/M2以及第三和第四开关元件M3/M4分别相互连接成第一半桥电路HB1或第二半桥电路HB2。对于整流式电动机MK，第一半桥电路HB1的桥中点MP1构成第一功率接线端，而第二半桥电路HB2的桥中点MP2构成第二功率接线端。两个半桥电路各以其一端一起连接到接地端GND并且以相应的另一端一起连接到电源的电流接线端上。
第一半桥电路(半桥功率输出级)HB1的开关元件M1/M2分别通过串联电阻R被连接到第一控制模块CM1的半桥驱动功能MD的驱动接线端TM1和TM2。以同样的方式，第二半桥电路HB2的开关元件M3/M4分别通过串联电阻R被连接到第二控制模块CM2的驱动接线端TM3和TM4。此外，在半桥电路到电流接线端的公共电源线中的一点与控制单元CU的信号输入端SE0之间存在电气连接。控制单元CU与半桥电路HB1和HB2之间的其他电气连接存在于桥中点MP1和MP2与信号输入端SE1或SE3之间，以及存在于半桥电路HB1和HB2的相应接地连接线与信号输入端SE2或SE4之间。以这种方式被馈入控制单元的信号在那被考虑用于实施诊断功能D(接线端SE0)和保护功能P，并被输送给控制模块CM1和CM2的相对应的功能单元D/P。
在控制单元CU的驱动接线端TM5和TM6上，功率开关元件M5或M6经由串联电阻R被连接到第三控制模块CM3。
开关元件M5被设计为所谓的高压侧(High-Side)开关元件，并且被连接在电流接线端PS与接地端GND之间。要进行切换的负载LST1在此被布置在接地端与该开关元件之间。经由信号接线端SE5，控制模块CM3与负载LST1和开关元件M5之间的电力线中的测量点电气连接。以这种方式被馈入控制单元CU的信号在那被考虑用于实施保护功能P。
开关元件M6被设计为所谓的低压侧(LOW-Side)开关元件，并且被连接在电流接线端PS与接地端GND之间。要进行切换的负载LST2在此被布置在电流接线端PS与该开关元件M6之间。经由信号接线端SE6，控制模块CM3与负载LST1和开关元件M6之间的电力线中的测量点电气连接。以这种方式被馈入控制单元CU的信号同样在那被考虑用于实施保护功能P。
图6示出另一电路装置的简化示意图，该另一电路装置具有根据本发明的、被配置用于控制无刷整流电动机MBL的控制单元。该控制单元CU具有三个控制模块CM1、CM2和CM3，用于控制六个外部开关元件M1至M6，这些开关元件在图6中利用相对应的开关符号被示为场效应晶体管。示例性示出控制模块CM1，该控制模块CM1具有用于实施半桥驱动功能MD的功能单元以及用于保护功能P和诊断功能D的功能单元。即使这些功能在图6中未示出，这些功能也可供其他控制模块CM2、CM3使用。第一控制模块CM1、第二控制模块CM2和第三控制模块CM3被共同配置用于通过被分配给三个电动机相的三个半桥电路(半桥功率输出级)HB1、HB2和HB3来协调控制所示出的无刷电动机MBL。
此外，控制单元CU在该实施例中也具有接口模块SPI，该接口模块SPI被设计为串行接口，并且被设置用于在微控制器MC与控制单元CU之间进行数据通信。通过片选接线端CHS、时钟接线端CLK和两个串行信号接线端SDA，控制单元CU通过该串行接口与上级微控制器MC进行数据交换连接。此外，也可以经由该接口SPI通过转录程序代码来进行控制模块的配置。
微控制器MC与控制单元CU之间的其他电气连接利用脉宽信号接线端PWM、转动方向信号接线端DIR来提供。在这里，控制单元CU的两个驱动信号接线端TS1和TS2没有被占用。经由脉宽信号接线端，由微控制器MC给控制单元CU预定脉宽调制，该脉宽调制表示电动机的功率要求。经由转动方向信号接线端DIR，由微控制器MC给控制单元CU预定电动机转动方向，该电动机转动方向在控制单元CU中被变换为针对半桥电路HB1/HB2/HB3的开关元件M1/M2/M3/M4/M5/M6的、与转动方向要求相对应的控制信号。
第一和第二开关元件M11/M12、第三和第四开关元件M13/M14以及第五和第六开关元件M15/M16分别被相互连接成第一半桥电路HB1、第二半桥电路HB2或第三半桥电路HB3。第一、第二和第三半桥电路HB1、HB2和HB3的桥中点MP1、MP2和MP3构成针对无刷电动机MBL的三相的第一、第二和第三功率接线端。
三个半桥电路HB1、HB2和HB3各以一端一起连接到接地端GND并且以相应的另一端一起连接到(功率晶体管形式的)保护电池极性不倒转装置RBP的电流接线端，并且通过该保护电池极性不倒转装置RBP而被连接到电源PS。
此外，在图6中示出的控制单元CU具有电源电压控制模块PCU，该电源电压控制模块PCU通过驱动接线端TP与用于给半桥电路HB1、HB2和HB3供电的保护电池极性不倒转装置RBP连接。该保护电池极性不倒转装置RBP在半桥电路HB1、HB2和HB3的公共电力线中被布置在半桥臂与电流接线端PS之间。如果例如通过电源电压控制模块PCU确定电池的保护极性不倒转，则经由驱动接线端TP为半桥功率输出级HB1、HB2和HB3激活该保护电池极性不倒转装置RBP。
微控制器MC和控制单元CU的电源借助稳压单元PSC一方面通过电源接线端CP而另一方面通过接地端GND来实现。经由驱动接线端PC，稳压单元PSC与电源电压控制单元PCU进行控制连接。经由附加的激活接线端WA，控制单元CU直接与电流接线端PS连接。在控制单元CU开始运行时，首先电源电压被施加到激活接线端WA，并且使电源电压控制模块PCU开始运行，借助该电源电压控制模块PCU接着可以使用通过稳压单元PSC所调节的电源电压。
第一半桥电路HB1的开关元件M1/M2分别通过串联电阻R被连接到第一控制模块CM1的半桥驱动功能MD的驱动接线端TM1和TM2。以同样的方式，第二半桥电路HB2的开关元件M3/M4和第三半桥电路HB3的开关元件M5/M6分别通过串联电阻R被连接到第二控制模块CM2的驱动接线端TM3和TM4或被连接到第三控制模块CM3的驱动接线端TM5和TM6。此外，在半桥电路到电流接线端的公共电源线中的一点与控制单元CU的信号输入端SE0之间存在电气连接。控制单元CU与半桥电路HB1和HB2之间的其他电气连接存在于桥中点MP1、MP2和MP3与信号输入端SE1、SE3或SE5之间，以及存在于半桥电路HB1、HB2和HB3的相应的接地接线与信号输入端SE2、SE4或SE6之间。以这种方式被馈入控制单元的信号在那被考虑用于实施诊断功能D(接线端SE0)和保护功能P，并被输送给控制模块CM1、CM2和CM3的相对应的功能单元D/P。如果例如借助所馈入的信号诊断电动机MBL的故障功能，则能够直接通过被寄存在控制单元CU中的控制例行程序和给开关元件M1、...、M16输出相对应的驱动值来实现快速的、必要时进行修正的干涉。
在图3至图6中总是将控制单元示为具有封闭框的单元。在简单的实施方案中，该单元可以由具有在其上单个安装并且彼此连接的器件的电路载体组成。在此，如果功能单元(诸如控制模块)至少部分由集成电路组成，则是有利的。
在另一集成级中，用于两个被预配置的控制模块CM1、CM2的配置层KE1被实施为专用集成电路(ASIC)，而用于可自由配置的控制模块CM3的配置层KE2被实施为程序控制的微控制器。这在必要时使得能够采用标准器件并且因此贡献于降低制造成本。
如果具有所有必要的电路和功能的控制单元被结合成集成的组件，则特别有利于减小结构尺寸和简化装配动作。这得到结构非常紧凑和稳定的控制单元，该控制单元又使得能够将控制单元布置在电动机附近，必要时布置在与电动机相同的外壳中。
在图7中，以草图简化示出根据本发明的、具有根据本发明的控制单元的装置的电动驱动单元。该电动驱动装置是无刷电动机MBL，该无刷电动机MBL具有被缠绕的定子ST和在转子轴RW上的永磁铁激励的转子RT。由这些部件组成的电动机被安放在具有后外壳盖GD的罐形电动机外壳MG中。在后外壳盖GD的外壳内侧上，通过阻尼元件DE固定印刷电路板形式的电路载体LP。该电路载体LP承载集成电路形式的根据本发明的控制单元CU和六个功率开关元件M，这些功率开关元件M在电路载体上被连接成三个半桥电路并与控制单元CU连接。用于进行功率供给和用于与外部微控制器连接的连接线借助连接电缆AK从电路载体LP出发被引出电动机外壳MG。
本发明能被总结如下：为了控制电动驱动装置MK/MBL，建议一种控制单元CU，该控制单元CU具有用于控制半桥功率输出级HB1/HB2/HB3的控制模块CM1/CM2/CM3。控制模块CM1/CM2中的两个被预配置用于通过两个半桥功率输出级HB1/HB2选择性地控制整流式电动机MK或者无刷电动机MBL。第三控制模块CM3可随后被配置，用于控制第三半桥功率输出级HB3或者两个单个开关元件M。此外，建议一种具有所述的控制单元CU的电动驱动装置MK/MBL。
通过本发明，通过合并用于整流式电动机和无刷电动机的控制单元的件数，能够生产更多件数的结构相同的控制单元。这能够使生产和质量保证过程合理化和自动化，这又对生产成本和生产质量有积极作用。此外，通过本发明还能够得到结构非常紧凑和稳定的控制单元，并且因此能够直接布置在电动驱动单元上或者电动驱动单元中的。
Claims (10)
1.用于控制至少三个外部半桥功率输出级(HB1；HB2；HB3)的电子控制单元(CU)，该电子控制单元(CU)针对半桥功率输出级(HB1；HB2；HB3)中的每个具有控制模块(CM1；CM2；CM3)，其特征在于，
第一控制模块(CM1)和第二控制模块(CM2)一起为了通过两个半桥功率输出级(HB1；HB2)来控制电动机(MK/MBL)而被预配置在第一公共配置层(KE1)上；并且至少一个第三控制模块(CM3)在第二配置层(KE2)上能被自由配置，以致控制模块(CM3)的输出端能选择性地被用于控制电动机(MBL)的单个相(L1/L2/L3)或者能被用作两个简单的信号输出端或者驱动输出端(TM5；TM6)。
2.根据权利要求1所述的控制单元(CU)，其特征在于，在第二配置层(KE2)上，第一控制模块(CM1)和第二控制模块(CM2)能择性地另外被配置用于控制整流式电动机(MK)或者用于控制三相无刷整流电动机(MBL)的两相(L1；L2)。
3.根据权利要求1或2所述的控制单元，其特征在于附加的控制模块(PCU)，用于控制外部电压电源(PS)。
4.根据权利要求1至3之一所述的控制单元，其特征在于附加的控制模块(SO)，该附加的控制模块(SO)具有至少一个其他的信号输出端。
5.根据上述权利要求之一所述的控制单元，其特征在于接口(SPI)，用于与外部的上级计算单元连接，特别是与微控制器(MC)连接。
6.根据上述权利要求之一所述的控制单元，其特征在于，用于半桥功率输出级(HB)的至少一个控制模块(CM)具有用于进行晶体管控制(MD)和/或用于进行电流测量(CS)和/或用于进行过载识别(D)和/或用于进行过载保护(P)的功能元件。
7.根据上述权利要求之一所述的控制单元，其特征在于，该控制单元至少部分地由集成电路组成。
8.根据权利要求7所述的控制单元，其特征在于，两个被预配置的控制模块(CM1；CM2)被实施为专用集成电路(ASIC)，而能被自由配置的控制模块(CM3)被实施为通过软件控制的微控制器。
9.根据权利要求7或8所述的控制单元，其特征在于，控制单元(CU)的所有控制模块(CM1；CM2；CM3；SO；PCU；SPI)被结合在集成的组件(IC)中。
10.一种电动驱动装置，其在电动机外壳中具有线圈和永磁铁，该电动驱动装置具有用于给线圈供电的半桥功率输出级的装置，并且具有用于控制半桥功率输出级的根据上述权利要求之一所述的电子控制单元，其中，该控制单元被布置在该电动机外壳中或者被布置在该电动机外壳上。
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