DE102016222133A1

DE102016222133A1 - Device for controlling a brushless DC motor

Info

Publication number: DE102016222133A1
Application number: DE102016222133.7A
Authority: DE
Inventors: Costel Petrea
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2016-11-10
Publication date: 2018-04-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern eines bürstenlosen Gleichstrommotors, welche zum Abschalten bei einer erkannten Fehlfunktion und bei einem erkannten Spannungsabfall unterschiedliche Winkelbereiche verwendet.

The invention relates to a device for controlling a brushless DC motor, which uses different angular ranges for switching off a detected malfunction and a detected voltage drop.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern eines bürstenlosen Gleichstrommotors.The invention relates to a device for controlling a brushless DC motor.

Bei der Anwendung von bürstenlosen Gleichstrommotoren werden typischerweise Vorrichtungen zum Steuern verwendet, welche zum Ansteuern von Phasen des bürstenlosen Gleichstrommotors eine Anzahl oder Mehrzahl von Schaltern aufweisen. Derartige Schalter können insbesondere als Transistoren, bevorzugt als MOSFETs, ausgebildet sein.In the application of brushless DC motors, devices are typically used for controlling which have a number or plurality of switches for driving phases of the brushless D.C. motor. Such switches can be designed in particular as transistors, preferably as MOSFETs.

Bei einem solchen MOSFET besteht grundsätzlich die Gefahr, dass dieser durchbrennt und somit niederohmig wird. In einem solchen Fall ist es typischerweise erforderlich, auch die weiteren Schalter bzw. MOSFETs abzuschalten. Damit hierbei jedoch keine weiteren Schäden auftreten, insbesondere nicht an den anderen Schaltern, ist es dabei typischerweise erforderlich, dies in bestimmten Zeitfenstern vorzunehmen.In such a MOSFET is basically the risk that it burns through and thus low impedance. In such a case, it is typically necessary to turn off the other switches or MOSFETs. However, in this case, no further damage occurs, in particular not at the other switches, it is typically necessary to do this in certain time windows.

Ein hierzu verwendeter Algorithmus kann beispielsweise auf einem Verhältnis zwischen einem Motorwinkel und einem Vorzeichen des Phasenstroms basieren, welcher von dem Motor erzeugt wird. Unter Verwendung der Motorwinkelinformation ist eine Steuerung dazu in der Lage, jeden MOSFET, welcher typischerweise einer von drei Phasen zugeordnet ist, individuell in definierten Winkelfenstern abzuschalten, so dass ein sicheres Abschalten ohne Zerstörung durch Lawinendurchbruch sichergestellt ist.For example, an algorithm used for this may be based on a relationship between an engine angle and a sign of the phase current generated by the engine. Using the motor angle information, a controller is capable of individually shutting down each MOSFET, which is typically associated with one of three phases, in defined angle windows so as to ensure safe shutdown without destruction by avalanche breakdown.

Ein weiteres mögliches Problem kann auftreten, wenn an einem Spannungseingang der Vorrichtung zum Steuern des bürstenlosen Gleichstrommotors plötzlich die Spannung abfällt. Da auch in diesem Fall ein Durchbrennen von MOSFETs zu vermeiden ist, wird bei Ausführungen gemäß dem Stand der Technik typischerweise zunächst gewartet, bis eines der bereits erwähnten Winkelfenster erreicht ist, und dann werden die jeweiligen MOSFETs abgeschaltet. Dadurch kann der gleiche Algorithmus zum Abschalten bei einem Abfall am Spannungseingang wie auch bei einem durchgebrannten MOSFET verwendet werden. Allerdings wird hierdurch eine bestimmte Zeitdauer bedingt, welche die Vorrichtung auch bei Ausfall ihrer eigenen Spannungsversorgung noch weiterarbeitet. Dies wird typischerweise durch einen Pufferkondensator oder eine andere ähnliche Energiequelle sichergestellt.Another potential problem may occur when the voltage suddenly drops at a voltage input of the brushless DC motor control device. Since MOSFET burnout is also to be avoided in this case, prior art designs typically typically wait until one of the aforementioned angle windows is reached, and then turn off the respective MOSFETs. As a result, the same algorithm can be used to turn off a drop at the voltage input as well as a blown MOSFET. However, this is due to a certain period of time, which still works the device in case of failure of their own power supply. This is typically ensured by a buffer capacitor or other similar energy source.

Betrachtet man beispielsweise die Situation von 250 U/min für einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit fünf Polpaaren, so dauert eine vollständige Periode 48 ms und der Bereich, in welchem ein sicheres Abschalten durchgeführt werden kann, beträgt nur 4 ms, wenn das gleiche Winkelfenster wie bei einem durchgebrannten MOSFET verwendet wird. Somit ist es erforderlich, dass die Vorrichtung im Fall eines Spannungsabfalls mindestens 48 ms - 4 ms = 44 ms zuzüglich einer zusätzlichen Zeit zum Detektieren des Ereignisses bzw. des Fehlers eingeschaltet bleiben kann. Dies bedingt einen entsprechend großen Pufferkondensator bzw. eine andere Energiequelle. Beispielsweise können hierzu Elektrolytkondensatoren verwendet werden, welche zusätzliche Kosten und zusätzlichen Platzbedarf verursachen. Zudem sei erwähnt, dass gerade im Fall eines Spannungsabfalls die Zeit zum Entkoppeln von Phasen des Motors so kurz wie möglich sein soll.For example, considering the situation of 250 rpm for a brushless DC motor with five pole pairs, a complete period lasts 48 ms and the range in which a safe shutdown can be performed is only 4 ms if the same angle window as a blown MOSFET is used. Thus, in the event of a voltage drop, it is necessary for the device to remain on for at least 48 ms - 4 ms = 44 ms plus an additional time to detect the event or fault. This requires a correspondingly large buffer capacitor or another energy source. For example, this electrolytic capacitors can be used, which cause additional costs and additional space. It should also be mentioned that, especially in the case of a voltage drop, the time for decoupling phases of the motor should be as short as possible.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine Alternative zum beschriebenen Stand der Technik vorzusehen. Beispielsweise kann die Zeit, welche mittels eines Pufferkondensators zu überbrücken ist, vorteilhaft verringert werden.It is therefore an object of the invention to provide an alternative to the described prior art. For example, the time to be bridged by means of a buffer capacitor can be advantageously reduced.

Dies wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispielsweise den Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.This is achieved by a device according to claim 1. Advantageous embodiments can be taken, for example, the dependent claims. The content of the claims is made by express reference to the content of the description.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern eines bürstenlosen Gleichstrommotors. Die Vorrichtung weist einen Spannungseingang zur Spannungsversorgung der Vorrichtung auf. Die Vorrichtung weist eine Treiberschaltung mit einer Anzahl von Schaltern zum Ansteuern von Phasen des bürstenlosen Gleichstrommotors auf. Die Vorrichtung weist eine Winkelmesseinrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, einen Motorwinkel des bürstenlosen Gleichstrommotors zu messen.The invention relates to a device for controlling a brushless DC motor. The device has a voltage input for supplying power to the device. The device has a driver circuit with a number of switches for driving phases of the brushless DC motor. The device has an angle measuring device, which is designed to measure a motor angle of the brushless DC motor.

Außerdem weist die Vorrichtung eine Abschalteinrichtung auf, welche dazu konfiguriert ist,

- ansprechend auf eine erkannte Fehlfunktion der Treiberschaltung die Treiberschaltung innerhalb eines Winkelbereichs aus einer ersten Anzahl von Winkelbereichen zumindest teilweise zu deaktivieren, und
- ansprechend auf einen erkannten Abfall einer am Spannungseingang anliegenden Spannung die Treiberschaltung innerhalb eines Winkelbereichs aus einer zweiten Anzahl von Winkelbereichen zu deaktivieren,
- wobei die Winkelbereiche der ersten Anzahl von Winkelbereichen unterschiedlich sind zu den Winkelbereichen der zweiten Anzahl von Winkelbereichen.

In addition, the device has a shutdown device which is configured to

- in response to a detected malfunction of the driver circuit, at least partially disable the driver circuit within an angular range of a first number of angular ranges, and
deactivate the driver circuit within a range of angles from a second number of angular ranges in response to a detected drop in voltage applied to the voltage input;
- wherein the angular ranges of the first number of angular ranges are different from the angular ranges of the second number of angular ranges.

Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, unterschiedliche Winkelbereiche je nach Fehlerursache vorzusehen. Damit unterscheidet sich die Vorrichtung grundlegend von Vorrichtungen, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind. Die Erfindung basiert dabei auf der Erkenntnis des Erfinders, dass im Fall eines Abfalls der Spannung der Motor in wesentlich größeren Winkelbereichen sicher abgeschaltet werden kann als im Fall einer Fehlfunktion der Treiberschaltung. Entsprechende Zeiten, welche bis zum Erreichen eines entsprechenden Winkelbereichs zu warten sind, können dadurch im Fall eines Abfalls der Spannung erheblich reduziert werden. Dies verringert die Anforderungen an verwendete Pufferkondensatoren erheblich, wodurch diese kleiner, kostengünstiger und platzsparender ausgeführt werden können. Außerdem wird insgesamt eine schnellere Abschaltung erreicht, was den Motor schneller in einen sicheren neutralen Zustand bringt.By means of the device according to the invention it is possible to provide different angular ranges depending on the cause of the error. Thus, the device is fundamentally different from Devices which are known from the prior art. The invention is based on the knowledge of the inventor that in the case of a drop in voltage, the motor can be switched off safely in substantially larger angular ranges than in the case of a malfunction of the driver circuit. Corresponding times, which are to be maintained until a corresponding angular range is reached, can thereby be considerably reduced in the event of a drop in voltage. This significantly reduces the requirements for buffer capacitors used, making them smaller, cheaper and more space-efficient. In addition, a faster overall shutdown is achieved, which brings the engine faster in a safe neutral state.

Die Winkelmesseinrichtung kann insbesondere dazu ausgebildet sein, den Motorwinkel absolut zu messen. Die Winkelmesseinrichtung kann auch dazu ausgebildet sein, den Motorwinkel derart zu messen, dass eine Drehung um einen Winkelabstand zweier winkelmäßig benachbarter Pole den gleichen Motorwinkel ergibt. In letzterem Fall kann beispielsweise der Tatsache Rechnung getragen werden, dass bei mehreren Phasen eine Drehung einer Motorwelle um einen Wert von 360° geteilt durch die Anzahl der Phasen typischerweise nicht relevant ist.The angle measuring device can in particular be designed to measure the motor angle absolutely. The angle measuring device can also be designed to measure the motor angle such that a rotation by an angular distance of two angularly adjacent poles results in the same motor angle. In the latter case, for example, the fact that at several phases a rotation of a motor shaft by a value of 360 ° divided by the number of phases is typically not relevant.

Die Winkelmesseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, den Motorwinkel basierend auf einer physischen Winkelmessung zu messen. Damit kann typischerweise eine besonders genaue Winkelmessung erreicht werden.The angle measuring device may be configured to measure the motor angle based on a physical angle measurement. This can typically be achieved a particularly accurate angle measurement.

Die Winkelmesseinrichtung kann auch dazu ausgebildet sein, den Motorwinkel basierend auf einer Messung oder Berechnung von Strömen der Phasen zu messen. Dadurch kann typischerweise auf ohnehin vorhandene Messwerte zurückgegriffen werden. Dies erlaubt eine besonders einfache Ausführung.The angle measuring device can also be designed to measure the motor angle based on a measurement or calculation of currents of the phases. As a result, it is typically possible to resort to measurement values which are available anyway. This allows a particularly simple design.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung weist die Vorrichtung einen Phasenschalter mit einer Anzahl von Transistoren auf, welche zwischen der Treiberschaltung und dem bürstenlosen Gleichstrommotor verschaltet sind, wobei vorzugsweise die Abschalteinrichtung die Treiberschaltung dadurch deaktiviert, dass sie die Transistoren des Phasenschalters hochohmig schaltet. Dabei könne insbesondere alle Transistoren des Phasenschalters gleichzeitig hochohmig geschaltet werden. Es können auch selektiv nur ein Transistor hochohmig geschaltet werden, welcher mit einem als defekt erkannten Transistor der Treiberschaltung verbunden ist. Außerdem können die Transistoren nacheinander hochohmig geschaltet werden, beispielsweise entsprechend jeweiliger Winkelbereiche zugeordneter Phasen.According to a preferred embodiment, the device has a phase switch with a number of transistors, which are connected between the driver circuit and the brushless DC motor, wherein preferably the turn-off device deactivates the driver circuit by switching the transistors of the phase switch to high impedance. In particular, all transistors of the phase switch can be switched to high impedance at the same time. It can also selectively only a high-impedance transistor are connected, which is connected to a detected as defective transistor of the driver circuit. In addition, the transistors can be switched one after the other to high impedance, for example corresponding to respective angular ranges of associated phases.

Es sei jedoch verstanden, dass die Abschalteinrichtung alternativ oder auch zusätzlich hierzu die Treiberschaltung dadurch deaktivieren kann, dass sie Transistoren der Treiberschaltung hochohmig schaltet.It should be understood, however, that alternatively or in addition to this, the turn-off device can deactivate the driver circuit by switching transistors of the driver circuit to high impedance.

Bevorzugt beinhalten die Winkelbereiche der ersten Anzahl von Winkelbereichen jeweilige Nulldurchgänge von Strömen durch Phasen. Typischerweise sind Ströme unmittelbar benachbart zu derartigen Nulldurchgängen sehr klein, so dass gefahrlos ein Abschalten möglich ist.Preferably, the angular ranges of the first number of angular ranges include respective zero crossings of currents through phases. Typically, currents immediately adjacent to such zero crossings are very small so that shutdown is safely possible.

Bevorzugt sind die Winkelbereiche der ersten Anzahl von Winkelbereichen jeweils kleiner als eine Hälfte des Abstands zwischen zwei Nulldurchgängen eines Stroms durch eine Phase. Dadurch kann eine gewisse Beschränkung der Winkelbereiche benachbart zu einem jeweiligen Nulldurchgang erreicht werden, so dass nur kleine Ströme in den Winkelbereichen enthalten sind.Preferably, the angular ranges of the first number of angular ranges are each less than one half of the distance between two zero crossings of a current through a phase. Thereby, a certain restriction of the angular ranges adjacent to a respective zero crossing can be achieved, so that only small currents are contained in the angular ranges.

Bevorzugt beinhalten die Winkelbereiche der zweiten Anzahl von Winkelbereichen jeweilige Nulldurchgänge von Strömen durch Phasen. Insbesondere können die Winkelbereiche der zweiten Anzahl von Winkelbereichen jeweils zwei Nulldurchgänge von Strömen durch Phasen beinhalten. Dadurch können die Winkelbereiche der zweiten Anzahl von Winkelbereichen größer oder sogar deutlich größer als diejenigen der ersten Anzahl von Winkelbereichen ausgeführt sein, so dass eine Abschaltung in wesentlich größeren Winkelbereichen möglich ist. Dies verkürzt die Wartezeit bis zur Abschaltung.Preferably, the angular ranges of the second number of angular ranges include respective zero crossings of currents through phases. In particular, the angular ranges of the second number of angular ranges may each include two zero crossings of currents through phases. As a result, the angular ranges of the second number of angular ranges can be greater or even significantly greater than those of the first number of angular ranges, so that a shutdown in substantially larger angular ranges is possible. This shortens the waiting time until the shutdown.

Die Winkelbereiche der ersten Anzahl von Winkelbereichen können jeweils und/oder zusammen kleiner sein als die Winkelbereiche der zweiten Anzahl von Winkelbereichen. Dadurch wird der Tatsache Rechnung getragen, dass typischerweise ein Ausschalten bei einer Fehlfunktion nur in kleineren Winkelbereichen möglich ist als bei einem Spannungsabfall.The angular ranges of the first number of angular ranges may each and / or together be smaller than the angular ranges of the second number of angular ranges. This takes into account the fact that typically switching off in the event of a malfunction is possible only in smaller angular ranges than in the event of a voltage drop.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung weisen die Winkelbereiche der zweiten Anzahl von Winkelbereichen alle Motorwinkel auf, bei welchen ein jeweiliger Strom durch die Phasen unterhalb eines Höchstwerts oder betragsmäßig unterhalb eines Höchstwerts ist. Ein solcher Höchstwert kann beispielsweise denjenigen Wert vorgeben, bis zu welchem ein Abschalten noch gefahrlos möglich ist. Stromwerte, welche über diesem Höchstwert liegen, insbesondere betragsmäßig über diesem Höchstwert liegen, werden dadurch ausgeschlossen, dass die Winkelbereiche derart hohe Stromwerte ausschließen. Bei entsprechend hohen Stromwerten erfolgt somit kein Abschalten.According to a preferred embodiment, the angular ranges of the second number of angular ranges comprise all motor angles at which a respective current through the phases is below a maximum value or below a maximum value. Such a maximum value can, for example, specify the value up to which switching off is still possible without danger. Current values which are above this maximum value, in particular amount above this maximum value, are excluded by the fact that the angular ranges exclude such high current values. With correspondingly high current values, there is thus no switch-off.

Bevorzugt entspricht die Fehlfunktion einem niederohmigen und/oder defekten Zustand zumindest eines der Schalter. Dabei kann es sich bei den Schaltern insbesondere um Transistoren, bevorzugt um Feldeffekttransistoren (MOSFETs), handeln. The malfunction preferably corresponds to a low-resistance and / or defective state of at least one of the switches. In this case, the switches may in particular be transistors, preferably field-effect transistors (MOSFETs).

Die Winkelbereiche der ersten Anzahl von Winkelbereichen und/oder die Winkelbereiche der zweiten Anzahl von Winkelbereichen sind bevorzugt abhängig von einer Drehzahl des bürstenlosen Gleichstrommotors. Somit kann berücksichtigt werden, dass abhängig von der Drehzahl unterschiedliche Winkelbereiche zum jeweiligen Abschalten geeignet sind.The angular ranges of the first number of angular ranges and / or the angular ranges of the second number of angular ranges are preferably dependent on a rotational speed of the brushless DC motor. Thus, it can be taken into account that, depending on the rotational speed, different angular ranges are suitable for the respective shutdown.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung weist die Vorrichtung einen Pufferspeicher auf. Dabei kann es sich insbesondere um einen Elektrolytkondensator handeln. Dieser dient zur Spannungsversorgung beim Abfallen einer am Spannungseingang anliegenden Spannung.According to a preferred embodiment, the device has a buffer memory. This may in particular be an electrolytic capacitor. This serves to supply voltage when a voltage applied to the voltage input drops.

Der Pufferspeicher hat bevorzugt eine Kapazität zum Betrieb der Vorrichtung, welche einen Betrieb der Vorrichtung zwischen zwei benachbarten Winkelbereichen der zweiten Anzahl von Winkelbereichen ermöglicht, nicht jedoch einen Betrieb der Vorrichtung zwischen zwei benachbarten Winkelbereichen der ersten Anzahl von Winkelbereichen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Pufferspeicher groß genug ist, um im Fall eines detektierten Spannungsabfalls für ein zuverlässiges Abschalten zu sorgen, jedoch auch nicht so groß, wie er bei Ausführungen gemäß dem Stand der Technik erforderlich wäre.The buffer memory preferably has a capacity for operating the device which allows operation of the device between two adjacent angular ranges of the second number of angular ranges, but not operation of the device between two adjacent angular ranges of the first number of angular ranges. This can ensure that the buffer memory is large enough to provide reliable shutdown in the event of a detected voltage drop, but not as large as would be required in prior art designs.

Bevorzugt wird bei einer Drehzahl des bürstenlosen Gleichstrommotors, welche unterhalb eines Schwellenwerts liegt, ansprechend auf einen erkannten Abfall einer am Spannungseingang anliegenden Spannung die Treiberschaltung sofort deaktiviert. Dieser Schwellenwert kann insbesondere in Abhängigkeit von der am Spannungseingang anliegenden Spannung sein. Dies bezieht sich insbesondere auf einen Zustand vor dem erkannten Spannungsabfall. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei besonders niedrigen Drehzahlen ein Abschalten des Motors immer möglich ist, so dass nicht erst auf das Erreichen eines Winkelbereichs gewartet zu werden braucht. Es kann beispielsweise in diesem Fall auch davon gesprochen werden, dass die Winkelbereiche der zweiten Anzahl von Winkelbereichen einen kompletten Umfang von 360° abdecken.Preferably, at a rotational speed of the brushless DC motor which is below a threshold value, the driver circuit is immediately deactivated in response to a detected drop in a voltage present at the voltage input. This threshold value may in particular be a function of the voltage present at the voltage input. This refers in particular to a state before the detected voltage drop. This is based on the finding that at particularly low speeds, a shutdown of the engine is always possible, so that it does not need to be waited until the achievement of an angular range. In this case, for example, it can also be said that the angular ranges of the second number of angular ranges cover a complete circumference of 360 °.

Der Spannungseingang ist bevorzugt zum Verbinden mit einer Batterie und/oder mit einer KL30-Klemme ausgebildet. Dies entspricht einer typischen Stromversorgung in einem Kraftfahrzeug.The voltage input is preferably designed for connection to a battery and / or with a KL30 terminal. This corresponds to a typical power supply in a motor vehicle.

Beispielsweise können zwei Winkelbereiche definiert werden, welche zusammen und mit den Zwischenräumen zwischen diesen Winkelbereichen 360° einnehmen. Dies gilt sowohl für die erste Anzahl von Winkelbereichen wie auch für die zweite Anzahl von Winkelbereichen.For example, two angular ranges can be defined, which take 360 ° together and with the spaces between these angular ranges. This applies both to the first number of angular ranges and to the second number of angular ranges.

Mittels des erfindungsgemäßen Vorgehens kann die maximal erforderliche Zeit zum Abschalten von Schaltern, welche also die Vorrichtung gegebenenfalls aus einem Pufferspeicher mit Energie zu versorgen ist, beispielsweise um einen Faktor 3 verringert werden. Für das eingangs gegebene Beispiel, bei welchem ein Wert von 44 ms errechnet wurde, kann dieser Wert gemäß einer Ausführung beispielsweise auf 15,3 ms verringert werden. Eine Drehzahl, bis zu welcher ein Motor bei jedem Winkel ausgeschaltet werden kann, steigt typischerweise mit steigender Versorgungsspannung bzw. am Spannungseingang anliegender Spannung an.By means of the procedure according to the invention, the maximum time required for switching off switches, which is to supply the device with energy, if appropriate from a buffer memory, can be reduced by a factor of 3, for example. For the example given at the beginning, in which a value of 44 ms was calculated, this value can be reduced to 15.3 ms, for example, according to one embodiment. A speed up to which a motor can be switched off at each angle typically increases with increasing supply voltage or voltage applied to the voltage input.

Weitere Merkmale und Vorteile wird der Fachmann dem nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel entnehmen. Dabei zeigen:

1: eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2: Motorwinkel im Zeitverlauf,
3: Winkelbereiche in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit,
4: Eine minimale Abschaltzeit in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit, und
5: Eine maximale Drehzahl zum sofortigen Abschalten in Abhängigkeit von einem Spannungsabfall.

Further features and advantages will be apparent to those skilled in the embodiment described below with reference to the accompanying drawings. Showing:

1 a device according to an embodiment of the invention,
2 : Motor angle over time,
3 : Angular ranges as a function of the rotational speed,
4 : A minimum turn-off time depending on the rotation speed, and
5 : A maximum speed for immediate shutdown depending on a voltage drop.

1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum Steuern eines bürstenlosen Gleichstrommotors 5. 1 shows a device 10 for controlling a brushless DC motor 5 ,

Die Vorrichtung 10 weist einen Spannungseingang 12 auf, welcher eine Spannungsversorgung der Vorrichtung 10 dargestellt. Dieser Spannungseingang 12 ist wie gezeigt mit einer Batterie verbunden. Dies erfolgt vorliegend über Klemmen 30 und 31 (KL30/KL31), wie dies bei Bordnetzen von Kraftfahrzeugen üblich ist.The device 10 has a voltage input 12 on which a voltage supply of the device 10 shown. This voltage input 12 is connected to a battery as shown. This is done in the present case via terminals 30 and 31 (KL30 / KL31), as is customary in automotive on-board systems.

Unmittelbar benachbart zum Spannungseingang 12 sind eine Spule L und ein Kondensator C zum Glätten angeschlossen.Immediately adjacent to the voltage input 12 a coil L and a capacitor C are connected for smoothing.

Daran ist wiederum eine Treiberschaltung 20 angeschlossen, welche insgesamt sechs Transistoren aufweist, welche mit den Bezugszeichen T1, T2, T3, T4, T5, T6 bezeichnet sind. Bei diesen Transistoren T1, T2, T3, T4, T5, T6 handelt es sich um Schalter, welche zum Ansteuern des bürstenlosen Gleichstrommotors 5 dienen. Darauf wird weiter unten näher eingegangen werden. Bei den Transistoren T1, T2, T3, T4, T5, T6 handelt es sich vorliegend um Feldeffekttransistoren (MOSFETs).This in turn is a driver circuit 20 connected, which has a total of six transistors, which are designated by the reference numerals T1, T2, T3, T4, T5, T6. These transistors T1, T2, T3, T4, T5, T6 are switches which are used to drive the brushless DC motor 5 serve. It will be explained below be discussed in more detail. The transistors T1, T2, T3, T4, T5, T6 in the present case are field-effect transistors (MOSFETs).

Der bürstenlose Gleichstrommotor 5 ist vorliegend dreiphasig und sternförmig ausgebildet. Diese Beschaltung ist in 1 deutlich zu erkennen. Er ist über einen Phasenschalter 50, welcher drei weitere Transistoren aufweist, mit der Treiberschaltung 20 verbunden. Die drei Transistoren des Phasenschalters 50 sind dabei mit den Bezugszeichen P1, P2 und P3 bezeichnet.The brushless DC motor 5 is present three-phase and star-shaped. This wiring is in 1 clearly visible. He is over a phase switch 50 which has three further transistors, with the driver circuit 20 connected. The three transistors of the phase switch 50 are denoted by the reference symbols P1, P2 and P3.

Jeweils zwei der Transistoren T1, T2, T3, T4, T5, T6 der Treiberschaltung 20 sind in Reihe geschaltet. Dabei bilden die beiden Transistoren T1, T2 eine erste Reihe, die beiden Transistoren T3, T4 bilden eine zweite Reihe und die Transistoren T5, T6 bilden eine dritte Reihe.In each case two of the transistors T1, T2, T3, T4, T5, T6 of the driver circuit 20 are connected in series. In this case, the two transistors T1, T2 form a first row, the two transistors T3, T4 form a second row and the transistors T5, T6 form a third row.

Der bürstenlose Gleichstrommotor 5 ist mit jeweils einer Phase an jeweils einer Mitte zwischen zwei in Reihe geschalteten Transistoren angeschlossen. Dies entspricht einer Halbbrückenschaltung. Auch dies ist in 1 gut zu erkennen. Die drei Phasen sind dabei mit den Buchstaben R, S und T bezeichnet.The brushless DC motor 5 is connected with one phase at a respective center between two series-connected transistors. This corresponds to a half-bridge circuit. This too is in 1 clearly visible. The three phases are denoted by the letters R, S and T.

Die Treiberschaltung 20 ist so ausgebildet, dass sie die drei Phasen R, S, T des bürstenlosen Gleichstrommotors 5 jeweils mit einem hohen oder niedrigen Potential verbinden kann. Dadurch können definierte Felder in dem bürstenlosen Gleichstrommotor 5 angelegt werden, wobei eine solche Beschaltung beispielsweise in 1 durch einen Strompfad 14 eingezeichnet ist. Dabei sind der Transistor T2 und der Transistor T3 leitend geschaltet, wobei die anderen Transistoren T1, T4, T5, T6 nichtleitend geschaltet sind. Der Strom fließt somit über die beiden eingeschalteten Transistoren T2, T3 durch den bürstenlosen Gleichstrommotor 5 und kann dabei ein zum Antrieb des bürstenlosen Gleichstrommotors 5 geeignetes Magnetfeld erzeugen.The driver circuit 20 is designed to be the three phases R, S, T of the brushless DC motor 5 each with a high or low potential can connect. This allows defined fields in the brushless DC motor 5 be created, such a circuit, for example, in 1 through a current path 14 is drawn. In this case, the transistor T2 and the transistor T3 are turned on, wherein the other transistors T1, T4, T5, T6 are non-conducting. The current thus flows through the two switched transistors T2, T3 through the brushless DC motor 5 and can be one to drive the brushless DC motor 5 generate a suitable magnetic field.

Dem bürstenlosen Gleichstrommotor 5 ist eine Winkelmesseinrichtung 30 der Vorrichtung 10 zugeordnet, wobei die Winkelmesseinrichtung 30 einen jeweiligen Winkel einer Welle des bürstenlosen Gleichstrommotors 5 in nicht näher dargestellter und beschriebener Weise misst.The brushless DC motor 5 is an angle measuring device 30 the device 10 assigned, wherein the angle measuring device 30 a respective angle of a shaft of the brushless DC motor 5 measures in a manner not shown and described.

Die Vorrichtung 10 weist des Weiteren eine Abschalteinrichtung 40 auf, welche zum Steuern der Transistoren P1, P2, P3 des Phasenschalters 50 ausgebildet ist. Es sei verstanden, dass eine solche Abschalteinrichtung 40 auch weitere Steuerungsaufgaben in beliebiger Art und Weise übernehmen kann.The device 10 further includes a shutdown device 40 which is used to control the transistors P1, P2, P3 of the phase switch 50 is trained. It should be understood that such a shutdown device 40 can also take over further control tasks in any way.

Die Winkelmesseinrichtung 30 und die Abschalteinrichtung 40 sind hier lediglich schematisch dargestellt. Die Winkelmesseinrichtung 30 ist insbesondere auch mit der Abschalteinrichtung 40 verbunden, so dass die Abschalteinrichtung 40 immer über den aktuellen Winkel informiert ist.The angle measuring device 30 and the shutdown device 40 are shown here only schematically. The angle measuring device 30 is in particular with the defeat device 40 connected, so that the turn-off device 40 always informed about the current angle.

Die Abschalteinrichtung 40 ist dazu konfiguriert, eine Fehlfunktion der Treiberschaltung 20 zu detektieren. Eine solche Fehlfunktion kann insbesondere in dem Durchbrennen, also dem Einnehmen eines niederohmigen Zustands, eines der Transistoren T1, T2, T3, T4, T5, T6 bestehen. Bei einer solchen erkannten Fehlfunktion wartet die Abschalteinrichtung 40 zunächst, bis sich der von der Winkelmesseinrichtung 30 erkannte Winkel in einem Winkelbereich aus einer ersten Anzahl von Winkelbereichen befindet und deaktiviert dann die Treiberschaltung 20. Ein derartiges Deaktivieren der Treiberschaltung 20 erfolgt dadurch, dass die Transistoren P1, P2, P3 des Phasenschalters hochohmig geschaltet werden. Es kann zusätzlich oder alternativ auch dadurch erfolgen, dass alle noch ansteuerbaren Transistoren T1, T2, T3, T4, T5, T6 hochohmig geschaltet werden.The shutdown device 40 is configured to malfunction the driver circuit 20 to detect. Such a malfunction may consist in particular in the burn-through, that is to say the assumption of a low-resistance state, of one of the transistors T1, T2, T3, T4, T5, T6. With such a recognized malfunction waits the shutdown device 40 First, until the angle of the measuring device 30 detected angle in an angular range of a first number of angular ranges and then disables the driver circuit 20 , Such deactivation of the driver circuit 20 takes place in that the transistors P1, P2, P3 of the phase switch are switched to high impedance. In addition or as an alternative, it can also take place in that all the still controllable transistors T1, T2, T3, T4, T5, T6 are switched to high impedance.

Die Winkelbereiche der ersten Anzahl von Winkelbereichen sind in typischen Ausführungen und auch vorliegend verhältnismäßig kleine Bereiche um Nulldurchgänge der durch die Phasen R, S, T fließenden Ströme. Dadurch wird verhindert, dass ein Strom beim Abschalten des jeweiligen Transistors, durch welchen dieser Strom fließt, so hoch ist, dass beim Abschalten der jeweilige Transistor T1, T2, T3, T4, T5, T6 beschädigt wird.The angular ranges of the first number of angular ranges are in typical embodiments and also present relatively small areas around zero crossings of the currents flowing through the phases R, S, T streams. This prevents that a current during switching off of the respective transistor through which this current flows, is so high that at shutdown of the respective transistor T1, T2, T3, T4, T5, T6 is damaged.

Die Abschalteinrichtung 40 ist des Weiteren dazu konfiguriert, einen Abfall der am Spannungseingang 12 anliegenden Spannung zu erkennen. Sofern ein derartiger Spannungsabfall erkannt wird, wartet die Abschalteinrichtung 40, bis sich der Winkel in einem Winkelbereich aus einer zweiten Anzahl von Winkelbereichen befindet und deaktiviert dann die Treiberschaltung 20. Bezüglich des Deaktivierens sei auf die obigen Ausführungen verwiesen. The shutdown device 40 is further configured to drop the voltage input 12 detect voltage applied. If such a voltage drop is detected, the shutdown waits 40 until the angle is within an angular range of a second number of angular ranges and then deactivates the driver circuit 20 , With regard to the deactivation, reference is made to the above statements.

Die Winkelbereiche der zweiten Anzahl von Winkelbereichen sind unterschiedlich zu den Winkelbereichen der ersten Anzahl von Winkelbereichen. Insgesamt sind die Winkelbereiche der zweiten Anzahl von Winkelbereichen größer als die Winkelbereiche der ersten Anzahl von Winkelbereichen. Dies bedeutet, dass beim Spannungsabfall die Treiberschaltung auch bei Winkeln abgeschaltet werden kann, bei welchen sie im Fall einer Fehlfunktion nicht abgeschaltet werden würde. Es sei erwähnt, dass es gerade die Erkenntnis des Erfinders der vorliegenden Anmeldung ist, dass derartige umfangreichere bzw. ausgedehntere Winkelbereiche einer zweiten Anzahl von Winkelbereichen im Fall eines Spannungsabfalls möglich sind. Dadurch kann die Zeit deutlich verringert werden, welche in diesem Fall zum Abschalten benötigt wird.The angular ranges of the second number of angular ranges are different from the angular ranges of the first number of angular ranges. Overall, the angular ranges of the second number of angular ranges are greater than the angular ranges of the first number of angular ranges. This means that when the voltage drops, the driver circuit can be switched off even at angles at which it would not be turned off in case of malfunction. It should be noted that it is precisely the knowledge of the inventor of the present application that such more extensive angular ranges of a second number of angular ranges are possible in the case of a voltage drop. This can significantly reduce the time required for shutdown in this case.

Um im Fall eines Spannungsabfalls, von welchem typischerweise auch die Abschalteinrichtung 40 betroffen ist, den Betrieb der Abschalteinrichtung 40 aufrechtzuerhalten, ist ein Pufferkondensator vorgesehen. Hierzu kann ein nicht dargestellter Kondensator verwendet werden oder es kann der bereits erwähnte Kondensator C verwendet werden, wobei vorliegend ein Anschluss der Abschalteinrichtung 40 an diesen Kondensator zur Vereinfachung nicht gezeigt ist. Durch die Möglichkeit, die Treiberschaltung 20 auch bei Winkeln abzuschalten, bei welchen sie im Fall einer Fehlfunktion nicht abgeschaltet werden könnte, kann die benötigte Kapazität zum Weiterbetrieb der Abschalteinrichtung 40 deutlich verringert werden. Dies spart Kosten und Platz. In case of a voltage drop, of which typically also the shutdown device 40 affected is the operation of the shutdown device 40 To maintain a buffer capacitor is provided. For this purpose, an unillustrated capacitor can be used or it can be used the already mentioned capacitor C, in the present case a connection of the turn-off 40 to this capacitor is not shown for simplicity. By the possibility of the driver circuit 20 also switch off at angles in which they could not be turned off in case of malfunction, the required capacity for further operation of the defeat 40 be significantly reduced. This saves costs and space.

Es sei erwähnt, dass Ströme in der Treiberschaltung 20 auch von dem bürstenlosen Gleichstrommotor 5 erzeugt werden können. Dabei kann es sich insbesondere um eine elektromotorische Kraft handeln, welche durch das Weiterdrehen des bürstenlosen Gleichstrommotors 5 erzeugt wird.It should be noted that currents in the driver circuit 20 also from the brushless DC motor 5 can be generated. This may in particular be an electromotive force, which by the further rotation of the brushless DC motor 5 is produced.

2 zeigt eine PSpice-Simulation für einen Spannungsabfall an KL30 auf 0 V. Dabei sind eine elektromotorische Kraft für alle drei Phasen (vom Anschluss zum Sternpunkt) und die Wellenform des Phasenstroms gezeigt. Die Simulation wurde unter Verwendung von Parametern eines bürstenlosen Gleichstrommotors mit fünf Polpaaren erzeugt. 2 shows a PSpice simulation for a voltage drop at KL30 to 0V. This shows an electromotive force for all three phases (from the connection to the neutral point) and the waveform of the phase current. The simulation was generated using parameters of a brushless DC motor with five pole pairs.

Das oberste Diagramm zeigt dabei eine Spannung, und das mittlere Diagramm zeigt einen Strom, wobei jeweils alle drei Phasen gezeigt sind. Hierzu sei auf die Legende in 2 verwiesen.The top diagram shows a voltage, and the middle diagram shows a current, with all three phases being shown. Please refer to the legend in 2 directed.

Das untere Diagramm von 2 zeigt einen Stromverlauf einer Phase.The bottom diagram of 2 shows a current course of a phase.

Auf der horizontalen Achse ist jeweils die Zeit eingetragen. Wie aus den beiden oberen Diagrammen zu sehen ist, haben Strom und Spannung jeweils etwa sinusförmige Verläufe.The time is entered on the horizontal axis. As can be seen from the two diagrams above, current and voltage each have approximately sinusoidal characteristics.

In dem untersten Diagramm ist eingezeichnet, zu welchen Zeiten ein Abschalten der Treiberschaltung 20 möglich ist. Dabei ist festzustellen, dass ein solches Abschalten insbesondere möglich ist, wenn der Strom negativ, null oder positiv mit einem Wert ≤ 50 A (für diesen speziellen Fall) ist. Derjenige Bereich, in welchem ein Abschalten nicht möglich ist, da ansonsten ein Durchbruch zu befürchten wäre, ist in 2 schraffiert eingezeichnet.In the bottom diagram is shown, at which times a shutdown of the driver circuit 20 is possible. It should be noted that such shutdown is particularly possible when the current is negative, zero or positive with a value ≤ 50 A (for this particular case). The area in which a shutdown is not possible, otherwise a breakthrough would be feared, is in 2 hatched drawn.

Wie zu sehen ist, nimmt der Bereich, in welchem ein Abschalten nicht gefahrlos möglich ist, lediglich 15 ms aus insgesamt 48 ms ein. Dies gilt für diesen speziellen Fall. Die Winkelbereiche aus der zweiten Anzahl von Winkelbereichen nehmen somit alle Winkel ein, bei welchen sich der Strom nicht oberhalb des hier erwähnten Werts von 50 A bzw. außerhalb des schraffierten Bereichs befindet. Dies ist ein wesentlich umfangreicherer Bereich, in welchem ein Abschalten möglich ist, als bei aus dem Stand der Technik bekannten Vorgehensweisen, bei welchen einfach die Winkelbereiche verwendet werden, welche zum Abschalten im Fall einer Fehlfunktion verwendet werden.As can be seen, takes the area in which a shutdown is not possible safely, only 15 ms from a total of 48 ms. This applies to this particular case. The angular ranges from the second number of angular ranges thus occupy all angles at which the current is not above the value of 50 A mentioned here or outside the hatched area. This is a much wider range in which shutdown is possible than in prior art approaches, which simply use the angular ranges used to turn off in the event of a malfunction.

Es sei verstanden, dass die hier gezeigte Dauer von 48 ms einer Motordrehzahl von 250 rpm (U/min) entspricht.It should be understood that the duration of 48 ms shown here corresponds to an engine speed of 250 rpm (rpm).

Das unterste Diagramm von 2 zeigt den Strom durch nur eine Phase des bürstenlosen Gleichstrommotors 5. Es sei verstanden, dass typischerweise und auch vorliegend die beiden anderen Phasen innerhalb des schraffierten Bereichs abgeschaltet werden können, weil der Drain-Strom dieser Phasen dabei typischerweise unterhalb von 50 A liegt bzw. negativ ist. Dabei kann beispielsweise auf ein natürliches Ausschalten aufgrund des Stromflusses über Rücklaufdioden von MOSFETs zurückgegriffen werden.The bottom diagram of 2 shows the current through only one phase of the brushless DC motor 5 , It should be understood that typically and also herein, the other two phases within the hatched area may be turned off because the drain current of these phases is typically below 50A or negative. In this case, for example, a natural switch-off due to the flow of current via return diodes of MOSFETs can be used.

Unter Verwendung der Motorwinkelinformation kann die Abschalteinrichtung 40 bzw. eine Hauptsteuerung die drei Transistoren P1, P2, P3 des Phasenschalters 50 individuell in definierten Winkelbereichen ansteuern, so dass ein sicheres Ausschalten ohne Beschädigung erreicht wird.Using the engine angle information, the shutdown device 40 or a main controller, the three transistors P1, P2, P3 of the phase switch 50 individually controlled in defined angular ranges, so that a safe switching off without damage is achieved.

In 3 sind Begrenzungen dreier Winkelbereiche in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit gezeigt, in welchen ein Ausschalten von MOSFETs nicht erlaubt ist. Dabei sind die drei Phasen R, S, T in Vorwärtsrichtung angegeben.In 3 For example, limitations of three angular ranges depending on the rotational speed are shown, in which turning off MOSFETs is not allowed. The three phases R, S, T are indicated in the forward direction.

Ein erster solcher Winkelbereich ist zwischen Kurven [theta1, theta2] definiert. Ein zweiter solcher Winkelbereich ist zwischen Kurven [theta3, theta4] definiert. Ein dritter solcher Winkelbereich ist zwischen Kurven [theta5, theta6] definiert. A first such angular range is defined between curves [theta1, theta2]. A second such angular range is defined between curves [theta3, theta4]. A third such angular range is defined between curves [theta5, theta6].

Innerhalb des Winkelbereichs [theta1, theta2] ist ein Abschalten von Phase R nicht erlaubt. Dies entspricht dem in 2 eingezeichneten schraffierten Bereich. Der Winkelbereich [theta1, theta2] nimmt dabei einen Wert von -128° bis -16° ein und entspricht etwa 15 ms.Within the angular range [theta1, theta2] a phase R shutdown is not allowed. This corresponds to the in 2 marked hatched area. The angle range [theta1, theta2] assumes a value of -128 ° to -16 ° and corresponds to about 15 ms.

Innerhalb des Winkelbereichs [theta3, theta4] ist ein Abschalten der Phase S nicht erlaubt. Innerhalb des Winkelbereichs [theta5, theta6] ist ein Abschalten der Phase T nicht erlaubt.Within the angle range [theta3, theta4] a shutdown of the phase S is not permitted. Within the angle range [theta5, theta6], a phase-out of phase T is not permitted.

Es sei erwähnt, dass beginnend mit ungefähr 330 rpm Situationen auftreten können, bei welchen der Strom von zwei Phasen sowohl positiv wie auch betragsmäßig höher als 50 A ist. In diesem Fall kann der korrespondierende Transistor P1, P2, P3 des Phasenschalters 50 nicht sofort ausgeschaltet werden und es muss weitere Zeit gewartet werden.It should be noted that starting at about 330 rpm, situations may occur in which the current of two phases is both positive and absolute higher than 50 amperes. In this case, the corresponding transistor P1, P2, P3 of the phase switch 50 not be turned off immediately and there is more time to be maintained.

Durch das Definieren eines separaten Winkelbereichs zum Ausschalten von Transistoren im Fall eines Spannungsabfalls an KL30 auf 0 V (unterschiedlich zu dem Fall einer erkannten Fehlfunktion) beträgt die maximale Zeit zum Ausschalten von MOSFETs 15,3 ms. Somit beträgt die minimale Zeit, für welche ein Puffer vorzusehen ist, ebenfalls 15,3 ms. Zusätzlich dazu wird typischerweise Zeit und somit Kapazität für weitere Funktionen oder Algorithmen benötigt.By defining a separate angle range for turning off transistors in the event of a voltage drop at KL30 to 0V (other than the case of a detected malfunction), the maximum time to turn off MOSFETs is 15.3 ms. Thus, the minimum time for which a buffer is to be provided is also 15.3 ms. In addition, time is typically required and thus capacity for other functions or algorithms.

Beim Vergleich von 44 ms, welche bei der Ausführung gemäß dem Stand der Technik nötig wären, mit den hier möglichen 15, 3 ms wird klar, dass bei der erfindungsgemäßen Ausführung die benötigte Zeit, für welche Pufferenergie zur Verfügung zu stellen ist, etwa um einen Faktor 3 verringert werden kann.When comparing 44 ms, which would be necessary in the embodiment according to the prior art, with the possible 15, 3 ms here, it is clear that in the embodiment according to the invention the time required for which buffer energy is to be provided is about one factor 3 can be reduced.

In 4 ist die minimale Zeit gezeigt, welche die Abschalteinrichtung 40 zum Abschalten benötigt. Diese ist in Abhängigkeit der Rotationsgeschwindigkeit in rpm (Umdrehungen pro Minute) angetragen. Wie zu sehen ist, beträgt der maximale Zeitwert 15,3 ms für einen Drehzahlbereich von 250 rpm bis 500 rpm. Für höhere Drehzahlen verringert sich diese Zeit. Es sei auch erwähnt, dass, wenn die Drehzahl unterhalb von 250 rpm ist und ein Spannungsabfall an KL30 auf 0 V stattfindet, vorliegend der Drain-Strom unterhalb von 50 A liegt und die Transistoren jederzeit ausgeschaltet werden können.In 4 the minimum time is shown which the shutdown device 40 needed to shut down. This is plotted as a function of the rotational speed in rpm (revolutions per minute). As can be seen, the maximum time value is 15.3 ms for a speed range from 250 rpm to 500 rpm. For higher speeds, this time is reduced. It should also be noted that when the speed is below 250 rpm and a voltage drop across KL30 is at 0V, in the present case the drain current is below 50A and the transistors can be turned off at any time.

5 zeigt eine maximale Drehzahl, bei welcher die Transistoren sofort abgeschaltet werden können, in Abhängigkeit von einem Spannungsabfall an KL30. Wie zu sehen ist, steigt die maximal mögliche Drehzahl mit dem Spannungsabfall an. Je höher dieser Spannungsabfall ist, desto höher ist die Drehzahl, bei welcher grundsätzlich ohne Abwarten bestimmter Winkelbereiche sofort abgeschaltet werden kann. 5 shows a maximum speed at which the transistors can be turned off immediately, depending on a voltage drop at KL30. As can be seen, the maximum possible speed increases with the voltage drop. The higher this voltage drop is, the higher the speed at which, in principle, without waiting for certain angle ranges can be switched off immediately.

Die zur Anmeldung gehörigen Ansprüche stellen keinen Verzicht auf die Erzielung weitergehenden Schutzes dar.The claims belonging to the application do not constitute a waiver of the achievement of further protection.

Sofern sich im Laufe des Verfahrens herausstellt, dass ein Merkmal oder eine Gruppe von Merkmalen nicht zwingend nötig ist, so wird anmelderseitig bereits jetzt eine Formulierung zumindest eines unabhängigen Anspruchs angestrebt, welcher das Merkmal oder die Gruppe von Merkmalen nicht mehr aufweist. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Unterkombination eines am Anmeldetag vorliegenden Anspruchs oder um eine durch weitere Merkmale eingeschränkte Unterkombination eines am Anmeldetag vorliegenden Anspruchs handeln. Derartige neu zu formulierende Ansprüche oder Merkmalskombinationen sind als von der Offenbarung dieser Anmeldung mit abgedeckt zu verstehen.If, in the course of the procedure, it turns out that a feature or a group of features is not absolutely necessary, it is already desired on the applicant side to formulate at least one independent claim which no longer has the feature or the group of features. This may, for example, be a subcombination of a claim present at the filing date or a subcombination of a claim limited by further features of a claim present at the filing date. Such newly formulated claims or feature combinations are to be understood as covered by the disclosure of this application.

Es sei ferner darauf hingewiesen, dass Ausgestaltungen, Merkmale und Varianten der Erfindung, welche in den verschiedenen Ausführungen oder Ausführungsbeispielen beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigt sind, beliebig untereinander kombinierbar sind. Einzelne oder mehrere Merkmale sind beliebig gegeneinander austauschbar. Hieraus entstehende Merkmalskombinationen sind als von der Offenbarung dieser Anmeldung mit abgedeckt zu verstehen.It should also be noted that embodiments, features and variants of the invention, which are described in the various embodiments or embodiments and / or shown in the figures, can be combined with each other as desired. Single or multiple features are arbitrarily interchangeable. Resulting combinations of features are to be understood as covered by the disclosure of this application.

Rückbezüge in abhängigen Ansprüchen sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Diese Merkmale können auch beliebig mit anderen Merkmalen kombiniert werden.Recoveries in dependent claims are not to be understood as a waiver of obtaining independent, objective protection for the features of the dependent claims. These features can also be combined as desired with other features.

Merkmale, die lediglich in der Beschreibung offenbart sind oder Merkmale, welche in der Beschreibung oder in einem Anspruch nur in Verbindung mit anderen Merkmalen offenbart sind, können grundsätzlich von eigenständiger erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Sie können deshalb auch einzeln zur Abgrenzung vom Stand der Technik in Ansprüche aufgenommen werden.Features that are disclosed only in the specification or features that are disclosed in the specification or in a claim only in conjunction with other features may, in principle, be of independent significance to the invention. They can therefore also be included individually in claims to distinguish them from the prior art.

Claims

Device (10) for controlling a brushless DC motor (5), comprising a voltage input (12) for supplying power to the device (10), a driver circuit (20) having a number of switches (T) for driving phases of the brushless DC motor (5), - An angle measuring device (30) which is adapted to measure a motor angle of the brushless DC motor (5), and a shutdown device (40) configured to - in response to a detected malfunction of the driver circuit (20) at least partially disable the driver circuit (20) within an angular range of a first number of angular ranges, and in response to a detected drop in voltage applied to the voltage input (12), disable the driver circuit (20) within an angular range of a second number of angular ranges; - wherein the angular ranges of the first number of angular ranges are different from the angular ranges of the second number of angular ranges.

Device (10) according to one of the preceding claims, - wherein the angle measuring device (30) is adapted to measure the motor angle absolute, or wherein the angle measuring device (30) is adapted to measure the motor angle such that a rotation by an angular distance two angularly adjacent poles gives the same motor angle.

Device (10) according to one of the preceding claims, - wherein the angle measuring device (30) is adapted to measure the motor angle based on a physical angle measurement, or the angle measuring device (30) is adapted to measure the motor angle based on a measurement or calculation of currents of the phases

Device (10) according to one of the preceding claims, - wherein the device (10) comprises a phase switch (50) having a number of transistors (P), which are connected between the driver circuit (20) and the brushless DC motor (5), and - Wherein the turn-off device (40) deactivates the driver circuit (20) in that it switches the transistors (P) of the phase switch (50) high impedance.

Device (10) according to one of the preceding claims, - wherein the angular ranges of the first number of angular ranges include respective zero crossings of currents through phases.

Device (10) according to one of the preceding claims, - wherein the angular ranges of the first number of angular ranges are each smaller than one half of the distance between two zero crossings of a current through a phase.

Device (10) according to one of the preceding claims, - wherein the angular ranges of the second number of angular ranges include respective zero crossings of currents through phases.

Device (10) according to one of the preceding claims, - wherein the angular ranges of the second number of angular ranges each include two zero crossings of currents through phases.

Device (10) according to one of the preceding claims, - Wherein the angular ranges of the first number of angular ranges respectively and / or together are smaller than the angular ranges of the second number of angular ranges.

Device (10) according to one of the preceding claims, - wherein the angular ranges of the second number of angular ranges have all motor angles at which a respective current through the phases is below a maximum value or below a maximum value.

Device (10) according to one of the preceding claims, - Wherein the malfunction corresponds to a low-resistance and / or defective state of at least one of the switches (T).

Device (10) according to one of the preceding claims, - Wherein the angular ranges of the first number of angular ranges and / or the angular ranges of the second number of angular ranges depending on a rotational speed of the brushless DC motor (5).

Device (10) according to one of the preceding claims, - wherein the device (10) has a buffer memory, in particular an electrolytic capacitor, for supplying voltage when a voltage present at the voltage input (12) drops, - wherein the buffer memory has a capacity for operating the device (10), which allows operation of the device (10) between two adjacent angular ranges of the second number of angular ranges, but not an operation of the device (10) between two adjacent angular ranges of the first number of angular ranges.

Device (10) according to one of the preceding claims, - Wherein at a rotational speed of the brushless DC motor (5), which is below a threshold value, in particular below a threshold value depending on the voltage applied to the voltage input (12) voltage, in response to a detected drop in a voltage applied to the voltage input (12), the driver circuit (20) is deactivated immediately.

Device (10) according to one of the preceding claims, - Wherein the voltage input (12) is designed for connection to a battery and / or with a KL30 terminal.