DE112020001733T5 - Motorsteuersystem und verfahren zum selektiven kurzschliessen von motorwicklungen - Google Patents

Motorsteuersystem und verfahren zum selektiven kurzschliessen von motorwicklungen Download PDF

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Shakil Hossain
Lucas RITTER
Awab ALI
Tomy Sebastian
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Abstract

Ein Motorsteuersystem schließt die Motorwicklungen eines Motors kurz, indem es von Junction-Gate-Feldeffekttransistoren (JFETs) gesteuerte bipolare Sperrschichttransistoren (BJTs), von Halbleiterrelais (SSRs) gesteuerte BJTs und Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) im Verarmungsmodus verwendet, so dass der Motor ein Bremsmoment erzeugt, wenn alle oder einige elektrische Steuereinheiten des Motors deaktiviert sind oder ausfallen. Das Motorsteuersystem umfasst: einen Motor, der eine Mehrzahl von Motorphasenanschlüssen umfasst; eine Mehrzahl von elektrischen Steuereinheiten, die elektrisch mit dem Motor verbunden und ausgebildet sind, den Motor zu steuern, wobei die elektrischen Steuereinheiten ausgebildet sind, jeweils Steuersignale auszugeben; und einen Kurzschlusskreis, der zwischen dem Motor und den elektrischen Steuereinheiten angeschlossen ist, wobei der Kurzschlusskreis ausgebildet ist, die Motorphasenanschlüsse als Reaktion auf den Empfang keines der Steuersignale von den elektrischen Steuereinheiten kurzzuschließen. Der Kurzschlusskreis ist ausgebildet, die Motorphasenanschlüsse nicht kurzzuschließen, wenn sie mindestens eines der Steuersignale von mindestens einer der elektrischen Steuereinheiten empfängt.

Description

  • Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein System, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Motors. Genauer gesagt beziehen sich einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung auf eine Motorsteuerung und ein Verfahren zum selektiven Kurzschließen der Motorwicklung, so dass ein Bremsmoment durch den Motor erzeugt werden kann.
  • Allgemeiner technischer Hintergrund
  • Fahrzeuge benötigen ein Lenksystem, um die Fahrtrichtung zu steuern. Bislang wurden mechanische Lenksysteme verwendet. Mechanische Lenksysteme umfassen in der Regel ein mechanisches Gestänge oder eine mechanische Verbindung zwischen einem Lenkrad und den Rädern des Fahrzeugs. Die Bewegung des Lenkrads bewirkt somit eine entsprechende Bewegung der Räder. Die Bewegung solcher mechanischen Systeme wird häufig durch hydraulische Hilfsmittel oder Elektromotoren unterstützt.
  • Die mechanischen Lenksysteme werden durch elektrisch betriebene Lenksysteme ersetzt oder ergänzt, die gemeinhin als „Steer-by-Wire“ Systeme bekannt sind. Solche Steer-by-Wire Systeme ersetzen in unterschiedlichem Umfang beispielsweise die mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad und den Fahrzeugrädern durch einen elektrisch unterstützten Stellantrieb. Das Steer-by Wire System zielt darauf ab, die physische oder mechanische Verbindung zwischen einem Lenkrad und den Fahrzeugrädern zu eliminieren, indem elektrisch gesteuerte Motoren die Richtung der Fahrzeugräder ändern und dem Fahrer eine Rückmeldung geben.
  • Die folgenden Ausführungsbeispiele werden mit Bezug auf diese und andere allgemeine Überlegungen beschrieben. Auch wenn relativ spezifische Probleme erörtert wurden, sei außerdem klargestellt, dass die Ausführungsbeispiele nicht auf die Lösung der unter Allgemeiner technischer Hintergrund benannten spezifischen Probleme beschränkt werden soll.
  • Offenbarung
  • Technische Aufgabe
  • Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Motorsteuerung und ein Verfahren zum selektiven Kurzschließen der Motorwicklung vorzusehen, derart dass ein Bremsmoment durch den Motor erzeugt werden kann.
  • Lösung der Aufgabe
  • Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen werden sollte, und aus den Ansprüchen, die am Ende der ausführlichen Beschreibung angefügt sind, leichter zu verstehen und zu erschließen sein.
  • Verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung können ein Motorsteuersystem bereitstellen, das ausgebildet ist, die Motorwicklungen eines Motors kurzzuschließen, so dass der Motor ein Bremsmoment erzeugt, wenn alle oder einige elektrische Steuereinheiten des Motors deaktiviert sind oder ausfallen. Das Motorsteuersystem kann zum Beispiel JFETs (Junction-Gate-Feldeffekttransistoren), die von bipolaren Sperrschichttransistoren bzw. Bipolartransistoren (BJTs) gesteuert werden, Halbleiterrelais bzw. SSRs (Solid-State-Relais), die von BJTs gesteuert werden, und MOSFETs (Verarmungs-Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren) zum Kurzschließen der Motorwicklungen des Motors verwenden.
  • Gemäß einigen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung kann ein Motorsteuersystem Folgendes umfassen: einen Motor, der eine Mehrzahl von Motorphasenanschlüssen umfasst; eine Mehrzahl von elektrischen Steuereinheiten, die elektrisch mit dem Motor verbunden und ausgebildet sind, den Motor zu steuern, wobei die elektrischen Steuereinheiten ausgebildet sind, jeweils Steuersignale auszugeben; und einen Kurzschlusskreis, der zwischen dem Motor und den elektrischen Steuereinheiten angeschlossen ist, wobei der Kurzschlusskreis ausgebildet ist, die Motorphasenanschlüsse als Reaktion auf den Empfang keines der Steuersignale von den elektrischen Steuereinheiten kurzzuschließen. Der Kurzschlusskreis ist ausgebildet, die Motorphasenanschlüsse nicht kurzzuschließen, wenn sie mindestens eines der Steuersignale von mindestens einer der elektrischen Steuereinheiten empfängt.
  • Der Kurzschlusskreis kann umfassen: erste Schalter, die elektrisch mit den elektrischen Steuereinheiten verbunden sind, wobei die ersten Schalter ausgebildet sein können, in Reaktion auf mindestens eines der Steuersignale, die von den elektrischen Steuereinheiten ausgegeben werden, oder auf ein oder mehrere Eingangssignale, die den Steuersignalen zugeordnet sind, ein- oder ausgeschaltet zu werden; und zweite Schalter, wobei jeder der zweiten Schalter elektrisch mit einem entsprechenden der ersten Schalter verbunden sein kann und die zweiten Schalter ausgebildet sein können, als Reaktion auf das Ein- oder Ausschalten der ersten Schalter ein- oder ausgeschaltet zu werden, um die Motorphasenanschlüsse selektiv kurzzuschließen. Die ersten Schalter können ausgebildet sein, eingeschaltet zu werden, wenn keines der Steuersignale der elektrischen Steuereinheiten empfangen wird, und die zweiten Schalter können ausgebildet sein, als Reaktion auf das Einschalten der ersten Schalter eingeschaltet zu werden, so dass die Motorphasenanschlüsse über die zweiten Schalter zusammen kurzgeschlossen werden können. Die ersten Schalter können ausgebildet sein, als Reaktion auf den Empfang mindestens eines der Steuersignale der elektrischen Steuereinheiten ausgeschaltet zu werden, und die zweiten Schalter können ausgebildet sein, als Reaktion auf das Ausschalten der ersten Schalter ausgeschaltet zu werden, derart dass die Motorphasenanschlüsse nicht über die zweiten Schalter kurzgeschlossen werden können.
  • Der Kurzschlusskreis kann ferner elektrische Komponenten umfassen, die jeweils mit den zweiten Schaltern verbunden und ausgebildet sind, einen vom Motor durch die zweiten Schalter fließenden Strom nur in eine Richtung zu leiten, um einen Rückweg für den vom Motor fließenden Strom zu bilden. Die elektrischen Komponenten sind jeweils mit den zweiten Schaltern parallel geschaltet.
  • Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann der Kurzschlusskreis umfassen: Junction-Gate-Feldeffekttransistoren (JFETs), die elektrisch mit den elektrischen Steuereinheiten verbunden sind, wobei die JFETs ausgebildet sind, als Reaktion auf mindestens eines der Steuersignale der elektrischen Steuereinheiten oder ein oder mehrere mit den Steuersignalen verbundene Eingangssignale ein- oder ausgeschaltet zu werden; und Bipolartransistoren (BJTs), die jeweils elektrisch mit den JFETs verbunden sind, wobei die BJTs ausgebildet sind, als Reaktion auf das Ein- oder Ausschalten der JFETs ein- oder ausgeschaltet zu werden, um die Motorphasenanschlüsse selektiv kurzzuschließen. Der JFET kann einen ersten Anschluss, der zwischen einem der Motorphasenanschlüsse und einer der elektrischen Steuereinheiten angeschlossen ist, einen zweiten Anschluss, der ausgebildet ist, mindestens eines der Steuersignale der elektrischen Steuereinheiten oder ein mit dem mindestens einen der Steuersignale verbundenes Eingangssignal zu empfangen, und einen dritten Anschluss aufweisen. Der BJT kann einen ersten Anschluss, der mit dem einen der Motoranschlüsse und dem einer der elektrischen Steuereinheiten verbunden ist, und einen zweiten Anschluss, der mit dem dritten Anschluss des JFET verbunden ist, sowie einen dritten Anschluss aufweisen. Der Kurzschlusskreis kann ferner eine Diode umfassen, die zu dem BJT parallel geschaltet ist, wobei die Diode einen ersten und einen zweiten Anschluss hat, wobei der erste Anschluss der Diode mit den ersten Anschlüssen des JFET und des BJT verbunden sein kann, die zwischen dem einen der Motorphasenanschlüsse und dem einen der elektrischen Steuereinheiten angeschlossen sind, und der zweite Anschluss der Diode mit dem dritten Anschluss des BJT verbunden sein kann. Alternativ kann die Kurzschlusskreis ferner einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) umfassen, der zu dem BJT parallel geschaltet ist, wobei der MOSFET einen ersten, einen zweiten und einen dritten Anschluss aufweist, wobei der erste Anschluss des MOSFET mit den ersten Anschlüssen des JFET und des BJT verbunden sein kann, der zwischen dem einen der Motorphasenanschlüsse und der einen der elektrischen Steuereinheiten angeschlossen ist, und der zweite und der dritte Anschluss des MOSFET mit dem dritten Anschluss des BJT verbunden sein können.
  • Gemäß bestimmter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung kann das System ferner eine Spannungsversorgungsschaltkreis umfassen, der zwischen die elektrischen Steuereinheiten und die ersten Schalter des Kurzschlusskreises geschaltet ist, wobei der Spannungsversorgungsschaltkreis ausgebildet ist, den ersten Schaltern unter Verwendung der Steuersignale eine Spannung zuzuführen, so dass die unter Verwendung der Steuersignale zugeführte Spannung die ersten Schalter ausschalten kann, um die Motorphasenanschlüsse nicht miteinander kurzzuschließen.
  • Gemäß einigen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung kann der Kurzschlusskreis umfassen: Halbleiterrelais (SSRs), die elektrisch mit den elektrischen Steuereinheiten verbunden sind, wobei die SSRs ausgebildet sind, als Reaktion auf mindestens eines der von den elektrischen Steuereinheiten ausgegebenen Steuersignale ein- oder ausgeschaltet zu werden; und bipolare Sperrschichttransistoren (BJTs), die jeweils elektrisch mit den SSRs verbunden sind, wobei die BJTs ausgebildet sind, als Reaktion auf das Ein- oder Ausschalten der SSRs ein- oder ausgeschaltet zu werden, um die Motorphasenanschlüsse selektiv kurzzuschließen. Die SSRs können ausgebildet sein, normalerweise geschlossen zu sein und geöffnet zu werden, wenn sie das mindestens eine der von den elektrischen Steuereinheiten ausgegebenen Steuersignale empfangen. Die BJTs können ausgebildet sein, eingeschaltet zu werden, wenn die SSRs geschlossen sind, derart dass die Motorphasenanschlüsse zusammen kurzgeschlossen werden, und ausgeschaltet zu werden, wenn die SSRs geöffnet werden, indem sie das mindestens eine der von den elektrischen Steuereinheiten ausgegebenen Steuersignale empfangen. Mindestens eines der SSRs kann einen ersten Anschluss, der zwischen einem der Motorphasenanschlüsse und einer der elektrischen Steuereinheiten angeschlossen ist, einen zweiten Anschluss, der ausgebildet ist, mindestens eines der von den elektrischen Steuereinheiten ausgegebenen Steuersignale zu empfangen, und einen dritten Anschluss, der mit einem der BJTs verbunden ist, aufweisen. Mindestens einer der BJTs kann einen ersten Anschluss, der mit dem einen der Motorphasenanschlüsse und dem einen der elektrischen Steuereinheiten verbunden ist, und einen zweiten Anschluss, der mit dem mindestens einen der SSRs verbunden ist, und einen dritten Anschluss aufweisen, der mit anderen BJTs verbunden ist. Der Kurzschlusskreis kann ferner Dioden umfasst, die jeweils zu den BJTs parallel geschaltet sind, wobei jede der Dioden einen ersten und einen zweiten Anschluss aufweist, wobei der erste Anschluss von mindestens einer der Dioden mit den ersten Anschlüssen des mindestens einen der SSRs und des mindestens einen der BJTs verbunden sein kann, die zwischen dem einen der Motoranschlüsse und der einen der elektrischen Steuereinheiten angeschlossen sind, und der zweite Anschluss der mindestens einen der Dioden mit dem dritten Anschluss des mindestens einen der BJTs verbunden sein kann. Alternativ kann die Kurzschlusskreis ferner MOSFETs umfassen, die zu den BJTs parallel geschaltet sind, wobei jeder der MOSFETs einen ersten, einen zweiten und einen dritten Anschluss aufweist, wobei der erste Anschluss von mindestens einem der MOSFETs mit den ersten Anschlüssen des mindestens einen der SSRs und des mindestens einen der BJTs verbunden sein kann, die zwischen dem einen der Motorphasenanschlüsse und der einen der elektrischen Steuereinheiten angeschlossen sind, und der zweite und der dritte Anschluss des mindestens einen der MOSFETs mit dem dritten Anschluss des mindestens einen der BJTs verbunden sein kann.
  • Gemäß bestimmten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann die Kurzschlusskreis mehrere erste Schalter umfassen, wobei erste Schalter zwischen den Motorphasenanschlüsse angeschlossen sind, wobei die ersten Schalter ausgebildet sind, als Reaktion auf den Empfang keines der von den elektrischen Steuereinheiten ausgegebenen Steuersignale eingeschaltet zu werden, um die Motorphasenanschlüsse miteinander kurzzuschließen, und als Reaktion auf den Empfang mindestens eines der von den elektrischen Steuereinheiten ausgegebenen Steuersignale ausgeschaltet zu werden.
  • Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann das System ferner eine Mehrzahl von Energieversorgungen umfassen, die zwischen den elektrischen Steuereinheiten und den ersten Schaltern angeschlossen sind, und die Energieversorgungen mit einer oder mehreren Energiequellen verbunden sind oder mit einer jeweiligen der elektrischen Steuereinheiten verbunden sind, um Energie zu erhalten. Jede der Stromversorgungen kann ausgebildet sein, den ersten Schaltern eine Spannung zuzuführen, die in der Lage ist, die ersten Schalter auszuschalten, indem sie die empfangene Energie als Reaktion auf eines der von den elektrischen Steuereinheiten ausgegebenen Steuersignale verwendet.
  • Gemäß bestimmten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann das System ferner umfassen: mehrere zweite Schalter, die ausgebildet sind, ein jeweiliges der Steuersignale von einer jeweiligen der elektrischen Steuereinheiten und Energie von einer oder mehreren Energiequellen oder der jeweiligen der elektrischen Steuereinheiten zu empfangen und die Energie als Reaktion auf das jeweilige der Steuersignale auszugeben; und mehrere isolierte Energieversorgungen, wobei jede der isolierten Energieversorgungen ausgebildet ist, den ersten Schaltern unter Verwendung der von einem jeweiligen der zweiten Schalter empfangenen Energie eine Spannung zuzuführen, die die ersten Schalter ausschalten kann. Jeweils eine der isolierten Energieversorgungen kann zwischen einem der ersten Schalter und einem der zweiten Schalter angeschlossen werden.
  • Dieser Abriss soll eine Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form vorstellen, die nachstehend in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Es ist weder beabsichtigt, dass dieser Abriss Hauptmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifiziert noch soll er verwendet werden, den Bereich des beanspruchten Gegenstands zu beschränken.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Ein Motorsteuersystem gemäß den verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann eine Motorsteuerung und ein Verfahren zum selektiven Kurzschließen der Motorwicklung liefern, derart dass ein Bremsmoment durch den Motor erzeugt werden kann.
  • Figurenliste
  • Es werden verschiedene Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben:
    • 1 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einem Steer-by Wire System gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
    • 2 ist ein schematisches Diagramm eines Motorsteuersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung; und
    • 3-8 sind konzeptionelle Schaltpläne von Schaltkreisen zum selektiven Kurzschließen von Motorphasenanschlüssen gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung.
  • Einander entsprechende Bezugszeichen und Symbole in den verschiedenen Figuren bezeichnen im Allgemeinen entsprechende Teile, solange nichts anderes angegeben ist. Die Figuren sind gezeichnet, um die relevanten Aspekte der Ausführungsbeispiele eindeutig zu veranschaulichen, und sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht gezeichnet.
  • Bester Modus zur Umsetzung der Erfindung
  • In der folgenden Beschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der vorliegenden Offenbarung bilden und in denen auf dem Wege der Veranschaulichung konkrete Ausführungsbeispiele gezeigt sind, mit denen die Erfindung in die Praxis umgesetzt werden kann. Diese Ausführungsbeispiele werden ausreichend detailliert beschrieben, um einen Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung in die Praxis umzusetzen, und es versteht sich, dass auch andere Ausführungsbeispiele verwendet werden können und dass strukturelle, logische und elektrische Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist folglich nicht in einem einschränkenden Sinn zu verstehen, und der Schutzumfang der Erfindung ist ausschließlich durch die anhängenden Ansprüche und Äquivalente davon definiert. Gleiche Zahlen in den Figuren bezeichnen gleiche Komponenten, was aus dem Nutzungskontext offensichtlich sein sollte.
  • In 1 ist ein Steer-by-Wire System 10 zur Verwendung in einem Fahrzeug 1 dargestellt. Das Steer-by-Wire System 10 ermöglicht es dem Fahrer oder der Bedienperson des Fahrzeugs 1, die Richtung des Fahrzeugs 1 oder der Räder 30 des Fahrzeugs 1 durch die Betätigung eines Lenkrads 20 zu steuern. Das Lenkrad 20 ist mit einer Lenkwelle (oder Lenksäule) 22 gekoppelt. Das Lenkrad 20 kann direkt oder indirekt mit der Lenkwelle 22 verbunden sein. Das Lenkrad 20 kann beispielsweise über ein Getriebe, eine Welle, einen Riemen und/oder ein beliebiges Verbindungsmittel mit der Lenkwelle 22 verbunden sein. Die Lenkwelle 22 kann in ein Gehäuse 24 eingebaut sein, derart dass die Lenkwelle 22 innerhalb des Gehäuses 24 drehbar ist.
  • Die Fahrzeugräder 30 können mit Achsschenkeln verbunden sein, die ihrerseits mit Spurstangen verbunden sind. Die Spurstangen sind mit einer Lenkeinheit 32 verbunden. Die Lenkvorrichtung 32 kann einen Lenkstellmotor 34 (z. B. einen Elektromotor) und Lenkstangen 36 umfassen. Die Lenkstangen 36 können funktionell mit dem Lenkstellmotor 34 gekoppelt sein, derart dass der Lenkstellmotor 34 zum Bewegen der Lenkstangen 36 geeignet ist. Die Bewegung der Lenkstangen 36 steuert die Richtung der Laufräder 30 über die Achsschenkel und Spurstangen.
  • Ein oder mehrere Sensoren 40 können ausgebildet sein, die Position, die Winkelverschiebung bzw. -verstellung oder den Winkelweg 25 der Lenkwelle 22 oder des Lenkrads 20 sowie das Drehmoment der Winkelverschiebung zu erfassen. Die Sensoren 40 liefern elektrische Signale an eine Steuervorrichtung 50, die die Winkelverschiebung und das Drehmoment 25 anzeigen. Die Steuervorrichtung 50 sendet und/oder empfängt Signale an/von dem Lenkstellmotor 34, um den Lenkstellmotor 34 in Abhängigkeit von der Winkelverschiebung 25 des Lenkrads 20 zu betätigen.
  • Bei der Benutzung wird das Lenkrad 20 winkelmäßig 25 bewegt, so dass die Lenkwelle 22 ebenfalls winkelmäßig bewegt werden kann. Die Sensoren 40 erfassen die Winkelbewegung bzw. Winkelverstellung und das Drehmoment 25 der Lenkwelle 22, und die Sensoren 40 senden Signale an die Steuervorrichtung 50, die den relativen Betrag der Winkelverstellung der Lenkwelle 22 angeben. Die Steuervorrichtung 50 sendet Signale an den Lenkstellmotor 34, die das relative Ausmaß der Winkelverstellung 30 anzeigen. Daraufhin bewegt der Lenkstellmotor 34 die Lenkstange 36 seitlich, so dass die Räder 30 gedreht werden. So steuert die Steuervorrichtung 50 den Weg, um den die Lenkstange 36 bewegt wird, in Abhängigkeit von der Größe der Winkelverstellung 25 der Lenkwelle 22. Durch die Bewegung der Lenkstange 36 werden die Spurstangen und Achsschenkel betätigt, um die Räder 30 des Fahrzeugs 1 neu zu positionieren. Wenn das Lenkrad 20 gedreht wird, werden die Räder 30 gedreht.
  • Bei dem Steer-by-Wire Lenksystem kann das Lenkrad 20 mechanisch von den Rädern 30 getrennt sein. So gibt es beispielsweise beim Steer-by-Wire System keine mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad 25 und den Rädern 30. Dementsprechend muss das Steer-by-Wire Lenksystem dem Fahrer oder der Bedienperson das gleiche „Straßengefühl“ vermitteln, das der Fahrer bei einer direkten mechanischen Verbindung empfängt. Darüber hinaus ist es wünschenswert, eine Vorrichtung zu haben, die im Falle mehrerer elektronischer Ausfälle des Steer-by-Wire Systems ein mechanisches Backup-„Straßengefühl“ vermittelt. Außerdem ist eine Vorrichtung wünschenswert, die ein positives Gefühl für den Mittelpunkt und eine genaue Drehmomentänderung beim Drehen des Lenkrads bietet.
  • Daher kann das Fahrzeug 1 einen Rückmelde-Stellantrieb (FBA) oder Lenkgefühl-Stellantrieb (SFA) 28 umfassen. Der Rückmelde-Stellantrieb oder Lenkgefühl-Stellantrieb 28 kann einen Elektromotor umfassen (z. B. einen Motor 210 aus 2), der mit der Lenkwelle oder Lenksäule 22 verbunden ist. So kann beispielsweise ein Getriebe oder eine Riemenanordnung einen Ausgang des Rückmelde-Stellantriebs 28 mit der Lenkwelle 22 verbinden. Alternativ kann der Rückmelde-Stellantrieb 28 auch direkt mit der Lenkwelle 22 gekoppelt sein. Der Rückmelde-Stellantrieb 28 kann betätigt werden, um der Drehung des Lenkrads 20 einen Widerstand entgegenzusetzen. Die Steuervorrichtung 50 ist mit den Sensoren 40 und dem Rückmelde-Stellantrieb 28 gekoppelt. Die Steuervorrichtung 50 erhält von den Sensoren 40 Signale, die das aufgebrachte Drehmoment und die Winkeldrehung des Lenkrads 20 anzeigen. Als Reaktion auf die Signale der Sensoren 40 erzeugt und überträgt die Steuervorrichtung 50 ein Signal, das dem von den Sensoren 40 erfassten Drehmoment und der Winkeldrehung des Lenkrads 20 entspricht, und der Rückmelde-Stellantrieb 28 erzeugt als Reaktion auf das Signal der Steuervorrichtung 50 ein Widerstandsdrehmoment für die Drehung des Lenkrads 20, um dem Fahrer das Fahrgefühl zu vermitteln. Wenn jedoch die Rückmeldung des Rückmelde-Stellantriebs 28 aufgrund von Systemfehlern, wie des Wechselrichters und seiner Steuerausfälle, wegfällt, hat der Fahrer das unangenehme Gefühl, von den Straßenrädern getrennt zu sein, nicht ganz die Kontrolle zu haben, und neigt dazu, das Fahrzeug zu übersteuern, insbesondere in anspruchsvollen Situationen wie scharfen oder plötzlichen Kurven.
  • Daher ist gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung ein Motorsteuersystem ausgebildet, die Motorwicklungen eines Motors kurzzuschließen, der beispielsweise, aber nicht darauf beschränkt, im Rückmelde-Stellantrieb oder im Lenkgefühl-Stellantrieb enthalten ist, und zwar mit oder ohne verfügbare Batterieenergie in einem Fahrzeug, so dass der Motor das Bremsmoment auf das Lenkrad liefert, wenn alle oder einige elektrische Steuereinheiten des Rückmelde-Stellantriebs oder des Lenkgefühl-Stellantriebs deaktiviert sind oder ausfallen. Dies kann ein Übersteuern des Fahrers verhindern.
  • 2 ist eine schematische Darstellung eines Motorsteuersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • Energiequellen 200-1 bis 200-N (N ist eine positive ganze Zahl größer als 1) sind ausgebildet, jeweils eine der elektrischen Steuereinheiten (ECUs) 1 bis N mit Energie zu versorgen. Die Energiequellen 200-1 bis 200-N liefern Energie zu einer jeweiligen der ECUs 1 bis N. Bei den Energiequellen 200-1 bis 200-N kann es sich beispielsweise um Batterien 205-1 bis 205-N handeln. Die Energiequellen 200-1 bis 200-N können mit den ECUs 1 bis N über Stromleitungen PW-1 bis PW-N und Masseleitungen GND-1 bis GND-N elektrisch verbunden sein. Alternativ können auch die Stromleitungen PW-1 bis PW-N und die Masseleitungen GND-1 bis GND-N der Energiequellen 200-1 bis 200-N direkt mit dem Kurzschlusskreis 220 sowie den ECUs 1 bis N verbunden sein.
  • Der Motor 210 kann beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Mehrphasenmotor sein, der eine Mehrzahl von Motorwicklungen 215-1 bis 215-M umfasst (M ist eine positive ganze Zahl größer als 1). Der Motor 210 kann eine Mehrzahl von Motorphasenanschlüssen MP-1 bis MP-M haben, die jeweils mit einer der Motorwicklungen 215-1 bis 215-M verbunden sind. Beispielsweise kann der Motor 210 ein Mehrphasen-Wechselstrom-Permanentmagnetmotor sein. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der Motor 210 ein Dreiphasen-Permanentmagnetmotor mit einer U-Phasenwicklung 215-1, einer V-Phasenwicklung 215-2 und einer W-Phasenwicklung 215-3 sein, aber es sei verstanden, dass die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung nicht auf solche beschränkt sein sollten. Einem Fachmann ist klar, dass die vorliegende Offenbarung mit einem Zweiphasenmotor oder einem Motor mit mehr als drei Phasen umgesetzt werden kann.
  • Die ECUs 1 bis N umfassen mehrphasige (M-Phasen) Wechselrichter INV 1-1 bis N-M. Die Wechselrichter INV 1-1 bis N-M sind mit den Motorphasenanschlüssen MP-1 bis MP-M gekoppelt, die jeweils mit einer der Motorwicklungen 215-1 bis 215-M verbunden sind. Die Wechselrichter INV 1-1 bis N-M erhalten Energie von den Energiequellen 200-1 bis 200-N und wandeln die von den Energiequellen 200-1 bis 200-N gelieferten Gleichspannungen (DC) in Wechselströme (AC) um. Die von den Wechselrichtern INV 1-1 bis N-M erzeugten Ausgangssignale werden über die Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-M an die Motorwicklungen 215-1 bis 215-M geliefert, um den Mehrphasenmotor (M-Phase) 210 anzutreiben. Die ECUs 1 bis N erzeugen auch Steuersignale CTL-1 bis CTL-N. Die Steuersignale CTL-1 bis CTL-N können beispielsweise im Wesentlichen dieselbe Spannung haben wie die Batteriespannungen der Batterien 205-1 bis 205-N der Energiequellen 200-1 bis 200-N, aber es ist zu beachten, dass die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung nicht darauf beschränkt sein sollten. Alternativ können die Spannungen der Steuersignale CTL-1 bis CTL-N von den Batteriespannungen der Batterien 205-1 bis 205-N der Energiequellen 200-1 bis 200-N abweichen. Die ECUs 1 bis N können die Batteriespannungen der Batterien 205-1 bis 205-N in unterschiedliche Spannungen umwandeln, die den Kurzschlusskreis 220 versorgen.
  • Optional versorgen die ECUs 1 bis N den Kurzschlusskreis über Anschlüsse VSUP 1 bis VSUP N mit Energie. Alternativ können die Anschlüsse VSUP 1 bis VSUP N des Kurzschlusskreises 220 auch direkt mit den Energiequellen 200-1 bis 200-N verbunden sein.
  • Die ECUs 1 bis N können beispielsweise, aber nicht darauf beschränkt, einen oder mehrere Schaltkreise, Mikroprozessoren oder Computer enthalten, die die Betriebsbedingungen des Motorsteuersystems 15 überwachen und physikalisch verändern. Die ECUs 1 bis N können auch ausgebildet sein, Eingangs- und Ausgangssignale von einer breiten Palette von Eingabe- und Ausgabevorrichtungen zum Empfangen oder Senden von Größen akzeptieren.
  • Der Kurzschlusskreis 220 ist zwischen den ECUs 1 bis N und den Motorphasenanschlüssen MP-1 bis MP-M des Motors 210 angeschlossen. Der Kurzschlusskreis 200 ist ausgebildet, die Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-M als Reaktion auf ein oder mehrere der von den ECUs 1 bis N empfangenen Steuersignale CTL-1 bis CTL-N selektiv kurzzuschließen. Wenn der Kurzschlusskreis 220 beispielsweise kein Steuersignal von allen ECUs 1 bis N empfängt, wie in dem Fall, dass alle ECUs 1 bis N deaktiviert oder ausgefallen sind (beispielsweise alle Wechselrichter der ECUs 1 bis N sind deaktiviert oder ausgefallen), ist der Kurzschlusskreis 220 ausgebildet, die Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-M kurzzuschließen, damit der Motor 210 das Bremsmoment erzeugen kann. Wenn der Kurzschlusskreis 220 jedoch mindestens eines der Steuersignale CTL-1 bis CTL-N von mindestens einer der ECUs 1 bis N empfängt, wie in dem Fall, dass irgendeine der ECUs 1 bis N aktiviert ist, ist der Kurzschlusskreis 220 ausgebildet, den Kurzschluss der Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-M aufzuheben oder die Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-M nicht kurzzuschließen.
  • 3 ist ein konzeptionelles Schaltbild des Kurzschlusskreises 220 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • Der Kurzschlusskreis 220 kann eine Mehrzahl von ersten Schaltern SA1-1 bis SA1-M umfassen. Die ersten Schalter SA1-1 bis SA1-M sind jeweils mit den Motorphasenanschlüssen MP-1 bis MP-N verbunden. Die ersten Schalter SA1-1 bis SA1-M sind ebenfalls elektrisch mit den ECUs 1 bis N verbunden und ausgebildet, ein Eingangssignal IN zu empfangen, das den Steuersignalen CTL-1 bis CTL-N zugeordnet ist. Das Eingangssignal IN kann beispielsweise, aber nicht darauf beschränkt, die Steuersignale CTL-1 bis CTL-N selbst, ein beliebiges Signal, das unter Verwendung mindestens eines der Steuersignale CTL-1 bis CTL-N erzeugt wird (z. B. ein Signal, das von einer Ladungspumpe, einer negativen Spannungsquelle oder einer isolierten Energieversorgung unter Verwendung mindestens eines der Steuersignale CTL-1 bis CTL-N erzeugt wird), oder ein beliebiges Signal sein, das direkt oder indirekt mit mindestens einem der Steuersignale CTL-1 bis CTL-N in Beziehung steht.
  • In einem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel, wie in 3 und 4 dargestellt, kann ein Spannungsversorgungsschaltkreis 310 zwischen den elektrischen Steuereinheiten ECUs 1 bis N und den ersten Schaltern SA1-1 bis SA1-M des Kurzschlusskreises 220 angeschlossen sein. Der Spannungsversorgungsschaltkreis 310 kann ausgebildet sein, die Steuersignale CTL-1 bis CTL-N zu empfangen und die ersten Schalter SA1-1 bis SA1-M unter Verwendung der Steuersignale CTL-1 bis CTL-N mit Spannung zu versorgen, so dass die von dem Spannungsversorgungsschaltkreis 310 gelieferte Spannung die ersten Schalter SA1-1 bis SA1-M ausschalten kann. Dementsprechend kann der Spannungsversorgungsschaltkreis 310 das Eingangssignal IN unter Verwendung der Steuersignale CTL-1 bis CTL-N ausgeben. Obwohl der Spannungsversorgungsschaltkreis 310 in dem Kurzschlusskreis 220 in dem exemplarischen Ausführungsbeispiel der 3 und 4 eingeschlossen ist, kann der Spannungsversorgungsschaltkreis 310 ein von dem Kurzschlusskreis 220 getrennter Schaltkreis sein.
  • In einem zweiten exemplarischen Ausführungsbeispiel, wie in 5 und 6 dargestellt, kann das Eingangssignal IN die Steuersignale CTL-1 bis CTL-N selbst sein. Die Spannungen der Steuersignale CTL-1 bis CTL-N können in einem Bereich liegen, der das Ausschalten der ersten Schalter SB1-1 bis SB1-M ermöglicht.
  • Dioden 2-1 bis 2-N sind an Anschlüsse C-1 bis C-N angeschlossen und ausgebildet, die Steuersignale CTL-1 bis CTL-N von den ECUs 1 bis N zu empfangen. Die Dioden 2-1 bis 2-N können eine ODER-Funktion für die Steuersignale CTL-1 bis CTL-N ausführen, so dass mindestens eines der über die Anschlüsse C-1 bis C-N empfangenen Steuersignale CTL-1 bis CTL-N dem Spannungsversorgungsschaltkreis 310 oder den ersten Schaltern SA1-1 bis SA1-M zugeführt werden kann.
  • Die Widerstände R-1 bis R-N sind mit den Anschlüssen G-1 bis G-N verbunden, die jeweils mit der Masse der elektrischen Steuereinheiten ECU 1 bis N verbunden sind. Die Widerstände R-1 bis R-N können ausgebildet sein, eine Isolierung zwischen den Masseverbindungen der elektrischen Steuereinheiten ECUs 1 bis N herzustellen.
  • Die ersten Schalter SA1-1 bis SA1-M können als Reaktion auf ein oder mehrere Eingangssignale, die den Steuersignalen CTL-1 bis CTL-N zugeordnet sind, ein-(d. h. geschlossen) oder ausgeschaltet (d. h. offen) werden, damit die Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-N selektiv kurzgeschlossen werden. Zum Beispiel sind die ersten Schalter SA1-1 bis SA1-M normalerweise eingeschaltet, um Strom zu leiten, und werden ausgeschaltet, wenn sie eine Spannung erhalten, die über oder unter einem Schwellenwert liegt. Die ersten Schalter SA1-1 bis SA1-M sind eingeschaltet, wenn sie keines der den Steuersignalen CTL-1 bis CTL-N zugeordneten Eingangssignale empfangen. Die ersten Schalter SA1-1 bis SA1-M sind jedoch ausgeschaltet, wenn sie eines der Steuersignale CTL-1 bis CTL-N von einer der ECUs 1 bis N empfangen.
  • Der Kurzschlusskreis 220 kann ferner eine Mehrzahl von zweiten Schaltern SA2-1 bis SA2-M umfassen. Jeder der zweiten Schalter SA2-1 bis SA2-M kann elektrisch mit einem entsprechenden der ersten Schalter SA1-1 bis SA1-M verbunden sein. Die zweiten Schalter SA2-1 bis SA2-M können ausgebildet sein, in Reaktion auf das Einschalten oder Ausschalten der ersten Schalter SA1-1 bis SA1-M ein- oder ausgeschaltet zu werden. Wenn beispielsweise die ersten Schalter SA1-1 bis SA1-M eingeschaltet sind, können die zweiten Schalter SA2-1 bis SA2-M die Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-M kurzschließen. Wenn jedoch die ersten Schalter SA1-1 bis SA1-M ausgeschaltet sind, können die zweiten Schalter SA2-1 bis SA2-M die Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-M nicht kurzschließen oder den Kurzschluss der Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-M aufheben. Die Anzahl der ersten Schalter SA1-1 bis SA1-M und der zweiten Schalter SA2-1 bis SA2-M kann der Anzahl der Phasen des Motors 210 entsprechen. Da es sich bei dem Motor 210 um einen Drehstrommotor handelt, verfügt der Kurzschlusskreis 220 in dem Ausführungsbeispiel von 3 beispielsweise über drei (3) erste Schalter SA1-1, SA1-2, SA1-3 und drei (3) zweite Schalter SA2-1, SA2-2, SA2-3. Der Kurzschlusskreis 220 kann jedoch eine andere Anzahl von ersten Schaltern SA1-1 bis SA1-M und/oder zweiten Schaltern SA2-1 bis SA2-M haben als die Anzahl der Phasen des Motors 210.
  • Zur Veranschaulichung ist der Motor 210 in dieser beispielhaften Ausführung in 3 als Dreiphasenmotor mit den Phasen U, V, W dargestellt, und zwei (2) ECUs, ECU 1 und ECU 2, sind mit dem Kurzschlusskreis 220 verbunden. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt.
  • In dem in 3 dargestellten Ausführungseispiel können die ersten Schalter SA1-1, SA1-2 und SA1-3 Sperrschicht-Feldeffekttransistoren (JFETs) sein. Die ersten Schalter SA1-1, SA1-2, SA1-3 können zum Beispiel ein n-Kanal-JFET sein. Die BJTs SA2-1, SA2-2 und SA2-3 sind jeweils mit den JFETs SA1-1, SA1-2 und SA1-3 verbunden. Ein Fachmann wird jedoch erkennen, dass andere Transistortypen, einschließlich eines P-Kanal-JFETs, anstelle des N-Kanal-JFETs verwendet werden können, wobei der N-Kanal-JFET durch einen P-Kanal-JFET ersetzt werden kann, indem die Anschlüsse geändert und andere elektrische Komponenten hinzugefügt oder entfernt werden. Darüber hinaus kann anstelle der JFETs jeder beliebige Schalter, wie ein Transistor, verwendet werden, der eingeschaltet werden kann, wenn eine Spannung zwischen einem ersten Anschluss des Schalters und einem zweiten Anschluss des Schalters unter einem Schwellenwert (oder über dem Schwellenwert) liegt, und der ausgeschaltet werden kann, wenn die Spannung zwischen dem ersten Anschluss des Schalters und dem zweiten Anschluss des Schalters über dem Schwellenwert (oder unter dem Schwellenwert) liegt.
  • Der Kurzschlusskreis 220 empfängt die Steuersignale CTL-1 und CTL-2 von der ECU 1 und ECU 2 der 2 jeweils über die Anschlüsse C-1 bzw. C-2. Die von der ECU 1 und ECU 2 empfangenen Steuersignale CTL-1 und CTL-2 werden an erste Anschlüsse (z.B. Gates) der JFETs SA1-1, SA1-2, SA1-3 geliefert. Die zweiten Anschlüsse (z. B. Sources) der JFETs SA1-1, SA1-2, SA1-3 sind miteinander verbunden. Ein dritter Anschluss (z.B. Drain) des JFET SA1-1 ist mit einem U-Phasen-Motoranschluss MP-1 verbunden, der mit der Motorwicklung 215-1 verbunden ist, ein dritter Anschluss (z.B. Drain) des JFET SA1-2 ist mit einem V-Phasen-Motoranschluss MP-2 verbunden, der mit der Motorwicklung 215-2 verbunden ist, und ein dritter Anschluss (z.B. Drain) des JFET SA1-3 ist mit einem W-Phasen-Motoranschluss MP-3 verbunden, der mit der Motorwicklung 215-3 verbunden ist.
  • Der Kurzschlusskreis 220 umfasst außerdem die zweiten Schalter SA2-1, SA2-2 und SA2-3. Bei den zweiten Schaltern SA2-1, SA2-2, SA2-3 kann es sich um bipolare Sperrschichttransistoren bzw. Bipolartransistoren (BJTs) handeln. Die BJTs SA2-1, SA2-2 und SA2-3 sind jeweils mit den JFETs SA1-1, SA1-2 und SA1-3 verbunden. Die zweiten Schalter BJT SA2-1, SA2-2, SA2-3 können beispielsweise, aber nicht darauf beschränkt, ein NPN-Transistor sein. Ein Fachmann wird jedoch erkennen, dass andere Transistortypen, einschließlich eines PNP-Transistors, anstelle des in diesem anschaulichen Beispiel gezeigten NPN-BJTs verwendet werden können, wobei der NPN-BJT durch einen PNT-BJT ersetzt werden kann, indem Anschlüsse geändert und andere elektrische Komponenten hinzugefügt oder entfernt werden. Darüber hinaus kann anstelle des BJT jeder beliebige Schalter, wie ein Transistor, verwendet werden, der in Abhängigkeit von einem Eingangsstrom eingeschaltet werden oder den Strom steuern kann und ausgeschaltet werden kann, wenn kein Eingangsstrom empfangen wird. Die zweiten Schalter BJTs SA2-1, SA2-2, SA2-3 können ausgebildet sein, in Reaktion auf einen Strom vom Motor 210 durch die JFETs SA1-1, SA1-2, SA1-3 eingeschaltet zu werden, wenn die JFETs SA1-1, SA1-2, SA1-3 eingeschaltet sind. Der Strom, der den zweiten Schaltern BJTs SA2-1, SA2-2, SA2-3 zugeführt wird, kann vom Motor 210 durch die Drehung des Lenkrads 20 durch den Fahrer erzeugt werden, was wiederum dazu führt, dass der im Motor 210 enthaltene Rotor gedreht wird. Die zweiten Schalter BJTs SA2-1, SA2-2, SA2-3 können jedoch ausgebildet sein, ausgeschaltet zu werden, wenn die JFETs SA1-1, SA1-2, SA1-3 ausgeschaltet werden.
  • Erste Anschlüsse (z.B. Basis) der BJTs SA2-1, SA2-2, SA2-3 sind mit den zweiten Anschlüssen (z.B. Source) der JFETs SA1-1, SA1-2, SA1-3 verbunden, um einen Strom von den JFETs SA1-1, SA1-2, SA1-3 zu empfangen. Zweite Anschlüsse (z. B. Emitter) der BJTs SA2-1, SA2-2, SA2-3 sind miteinander verbunden, so dass die Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-3 kurzgeschlossen werden können, wenn die BJTs SA2-1, SA2-2, SA2-3 eingeschaltet werden. Ein dritter Anschluss (z.B. Kollektor) des BJT SA2-1 ist mit einem U-Phasen-Motoranschluss MP-1 verbunden, der mit der Motorwicklung 215-1 verbunden ist, ein dritter Anschluss (z.B. Kollektor) des BJT SA2-2 ist mit einem V-Phasen-Motoranschluss MP-2 verbunden, der mit der Motorwicklung 215-2 verbunden ist, und ein dritter Anschluss (z.B. Kollektor) des BJT SA2-3 ist mit einem W-Phasen-Motoranschluss MP-3 verbunden, der mit der Motorwicklung 215-3 verbunden ist.
  • Dioden D1-1, D1-2 und D1-3 können jeweils mit den zweiten Schaltern SA2-1, SA2-2 und SA2-3 verbunden werden. Zum Beispiel ist jede der Dioden D1-1, D1-2, D1-3 mit einem jeweiligen der BJTs SA2-1, SA2-2, SA2-3 parallel geschaltet. Die Dioden D1-1, D1-2, D1-3 können ausgebildet sein, einen Strom, der vom Motor 250 durch die BJTs SA2-1, SA2-2, SA2-3 fließt, in nur eine Richtung zu leiten, um einen Rückweg für den vom Motor 250 fließenden Strom zu bilden. Jede der Dioden D1-1, D1-2, D1-3 hat einen ersten Anschluss (z. B. Kathode) und einen zweiten Anschluss (z. B. Anode). Der erste Anschluss (z. B. die Kathode) der Diode D1-1, D1-2, D1-3 kann mit den ersten Anschlüssen des JFET SA1-1, SA1-2, SA1-3 und des BJT SA2-1, SA2-2, SA2-3 verbunden werden, die zwischen einem der Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-3 und einer der elektrischen Steuereinheiten ECU 1 und ECU 2 angeschlossen sind. Der zweite Anschluss (z. B. die Anode) der Diode D1-1, D1-2, D1-3 ist mit dem dritten Anschluss (z. B. dem Kollektor) des BJT SA2-1, SA2-2, SA2-3 verbunden. Obwohl in 3 die Dioden D1-1, D1-2, D1-3 verwendet werden, können die Dioden D1-1, D1-2, D1-3 durch beliebige elektrische Bauteile ersetzt werden, die in der Lage sind, einen Strom nur in eine Richtung zu leiten und den Stromfluss in die andere Richtung zu begrenzen. Wie in 4 dargestellt, können beispielsweise Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET) MA1, MA2, MA3 (z. B. N-Kanal-MOSFET) anstelle der Dioden D1-1, D1-2, D1-3 verwendet werden.
  • Wenn im Betrieb alle ECUs 1 und 2 deaktiviert oder ausgefallen sind (beispielsweise alle Wechselrichter der ECUs 1 und 2 sind deaktiviert oder ausgefallen), liegen die Spannungen der Steuersignale CTL-1 und CTL-2, die von den ECUs 1 und 2 über die Anschlüsse C-1 und C-2 eingegeben werden, bei 0 V. Dann liefert der Spannungsversorgungskreis 310 kein Eingangssignal IN oder ein Eingangssignal IN bei 0 V an die Gates der JFETs SA1-1, SA1-2, SA1-3, und die Gates der JFETs SA1-1, SA1-2, SA1-3 liegen bei 0 V. Da die Gate-Source Spannung der JFETs SA1-1, SA1-2, SA1-3 0 V beträgt und die JFETs SA1-1, SA1-2, SA1-3 normalerweise eingeschaltete Bauelemente sind, sind die JFETs SA1-1, SA1-2, SA1-3 eingeschaltet (d. h. geschlossen). Dadurch fließt der vom Motor 210 kommende Strom durch die JFETs SA1-1, SA1-2, SA1-3. Im Gegenzug schaltet der Strom, der durch die JFETs SA1-1, SA1-2, SA1-3 zu den Basen der BJTs SA2-1, SA2-2, SA2-3 fließt, die BJTs SA2-1, SA2-2, SA2-3 ein, und dann fließt der Strom vom Motor 210 durch die BJTs SA2-1, SA2-2, SA2-3 und fließt über die Dioden D1-1, D1-2, D1-3 von 3 (oder die MOSFETs MA1, MA2, MA3 von 4), die einen Rückweg für den vom Motor 250 fließenden Strom bilden, zu den Motorphasenanschlüssen MP-1, MP-2, MP-3 zurück, so dass die Motorphasenanschlüsse MP-1, MP-2, MP-3 miteinander kurzgeschlossen werden können. Dies führt zum Abbremsen des Motors 210. Der Motor 210 kann als Bremse und/oder Dämpfer wirken, um einer auf den Motor 210 ausgeübten Bewegung entgegenzuwirken.
  • Wenn jedoch eine der ECUs 1 und 2 aktiviert ist, werden die von den ECUs 1 und 2 über CT-1 und CT-2 empfangenen Steuersignale CTL1 und CTL2 dem Spannungsversorgungsschaltkreis 310 zugeführt und der Spannungsversorgungsschaltkreis 310 liefert an die Gates der JFETs SA1-1, SA1-2, SA1-3 ein Eingangssignal IN mit einer Spannung, die den JFET ausschalten (d.h. öffnen) kann. Da die Gate-Source Spannung der JFETs SA1-1, SA1-2, SA1-3 auf der Spannung liegt, die den JFET ausschalten kann, werden die JFETs SA1-1, SA1-2, SA1-3 ausgeschaltet. Dadurch fließt kein Strom zu den Basen der BJTs SA2-1, SA2-2, SA2-3 und die BJTs SA2-1, SA2-2, SA2-3 können nicht eingeschaltet werden. Im Gegenzug werden die Motorphasenanschlüsse MP-1, MP-2, MP-3 nicht miteinander kurzgeschlossen, oder der Kurzschlusszustand des Motors 210 wird aufgehoben.
  • Wenn daher alle Wechselrichter INV 1-1 bis INV N-M der ECUs 1 bis N deaktiviert sind oder ausfallen, ist der Kurzschlusskreis 220 ausgebildet, die Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-M, die mit den Motorwicklungen 215-1 bis 215-M verbunden sind, kurzzuschließen, so dass der Motor 210 das Bremsmoment erzeugen kann. Wenn der Motor 210 im Rückmelde-Stellantrieb oder Lenkgefühl-Stellantrieb 28 enthalten ist, kann der Rückmelde-Stellantrieb oder Lenkgefühl-Stellantrieb 28 das Bremsmoment für das Lenkrad 20 erzeugen und verhindern, dass der Fahrer das unangenehme Gefühl hat, von den Straßenrädern getrennt zu sein, oder dass er das Fahrzeug übersteuert, wenn alle oder einige elektrische Steuereinheiten des Rückmelde-Stellantriebs oder Lenkgefühl-Stellantriebs 28 deaktiviert sind oder ausfallen.
  • 5 ist ein konzeptionelles Schaltbild des Kurzschlusskreises 220 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • Die Kurzschlusskreis 220 kann eine Mehrzahl von ersten Schaltern SB1-1 bis SB1-M umfassen. Die ersten Schalter SB1-1 bis SB1-M sind jeweils mit den Motorphasenanschlüssen MP-1 bis MP-N verbunden. Die ersten Schalter SB1-1 bis SB1-M sind ebenfalls elektrisch mit den ECUs 1 bis N verbunden und ausgebildet, die Steuersignale CTL-1 bis CTL-N zu empfangen. Alternativ können die ersten Schalter SB1-1 bis SB1-M, wie oben unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben, das Eingangssignal IN empfangen, das unter Verwendung der Steuersignale CTL-1 bis CTL-N von einer oder mehreren anderen elektrischen Komponenten, wie dem Spannungsversorgungsschaltkreis 310, erzeugt wird.
  • Dioden 2-1 bis 2-N sind an Anschlüsse C-1 bis C-N angeschlossen und ausgebildet, die Steuersignale CTL-1 bis CTL-N von den ECUs 1 bis N zu empfangen. Die Dioden 2-1 bis 2-N können eine ODER-Funktion für die Steuersignale CTL-1 bis CTL-N ausführen, so dass mindestens eines der über die Anschlüsse C-1 bis C-N empfangenen Steuersignale CTL-1 bis CTL-N an die ersten Schalter SB1-1 bis SB1-M geliefert werden kann.
  • Die Widerstände R-1 bis R-N sind mit den Anschlüssen G-1 bis G-N verbunden, die jeweils mit der Masse der elektrischen Steuereinheiten ECU 1 bis N verbunden sind. Die Widerstände R-1 bis R-N können ausgebildet sein, eine Isolierung zwischen den Masseverbindungen der elektrischen Steuereinheiten ECUs 1 bis N herzustellen.
  • Die ersten Schalter SB1-1 bis SB1-M können als Reaktion auf mindestens eines der Steuersignale CTL-1 bis CTL-N ein- (d. h. geschlossen) oder ausgeschaltet (d. h. offen) werden, damit die Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-N selektiv kurzgeschlossen werden. Zum Beispiel sind die ersten Schalter SB1-1 bis SB1-M normalerweise geschlossen (ON), um Strom zu leiten, und werden ausgeschaltet, wenn sie eine Spannung empfangen, die über einem Schwellenwert (oder unter dem Schwellenwert) liegt. Die ersten Schalter SB1-1 bis SB1-M sind eingeschaltet, wenn sie keines der Steuersignale CTL-1 bis CTL-N empfangen. Die ersten Schalter SB1-1 bis SB1-M sind jedoch ausgeschaltet, wenn sie eines der Steuersignale CTL-1 bis CTL-N von einem der ECUs 1 bis N empfangen.
  • Der Kurzschlusskreis 220 kann ferner eine Mehrzahl von zweiten Schaltern SB2-1 bis SB2-M umfassen. Jeder der zweiten Schalter SB2-1 bis SB2-M kann elektrisch mit einem entsprechenden der ersten Schalter SB1-1 bis SB1-M verbunden sein. Die zweiten Schalter SB2-1 bis SB2-M können ausgebildet sein, als Reaktion auf das Einschalten oder Ausschalten der ersten Schalter SB1-1 bis SB1-M ein- oder ausgeschaltet zu werden. Wenn beispielsweise die ersten Schalter SB1-1 bis SB1-M eingeschaltet werden, schließen die zweiten Schalter SB2-1 bis SB2-M die Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-M kurz. Wenn jedoch die ersten Schalter SB1-1 bis SB1-M ausgeschaltet sind, dürfen die zweiten Schalter SB2-1 bis SB2-M die Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-M nicht kurzschließen oder den Kurzschluss der Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-M aufheben. Die Anzahl der ersten Schalter SB1-1 bis SB1-M und der zweiten Schalter SB2-1 bis SB2-M kann der Anzahl der Phasen des Motors 210 entsprechen. Da es sich bei dem Motor 210 um einen Drehstrommotor handelt, verfügt der Kurzschlusskreis 220 in dem Ausführungsbeispiel der 5 beispielsweise über drei (3) erste Schalter SB1-1, SB1-2, SB1-3 und drei (3) zweite Schalter SB2-1, SB2-2, SB2-3. Der Kurzschlusskreis 220 kann jedoch eine andere Anzahl von ersten Schaltern SB1-1 bis SB1-M und/oder zweiten Schaltern SB2-1 bis SB2-M haben als die Anzahl der Phasen des Motors 210.
  • Zur Veranschaulichung ist der Motor 210 in dieser beispielhaften Ausführung in 5 als Drehstrommotor mit den Phasen U, V, W dargestellt, und zwei (2) ECUs, ECU 1 und ECU 2, sind mit dem Kurzschlusskreis 220 verbunden. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt.
  • In dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel können die ersten Schalter SB1-1, SB1-2, SB1-3 Solid-State bzw. Halbleiterrelais (SSRs) sein. Das SSR ist eine elektronisches Schaltvorrichtung, die sich ein- oder ausschaltet, wenn eine geringe externe Spannung an ihre Steueranschlüsse angelegt wird. Das SSR umfasst beispielsweise einen Sensor, der auf ein entsprechendes Eingangssignal (Steuersignal) reagiert, eine elektronische Halbleiter-Schaltvorrichtung, die die Energiezufuhr zu den Lastkreisen schaltet, und einen Kopplungsmechanismus, damit das Steuersignal diesen Schalter ohne mechanische Teile aktivieren kann. Das SSR kann eine vollständige elektrische Isolierung zwischen seinen Eingangs- und Ausgangskontakten bieten, wobei sich sein Ausgang wie ein herkömmlicher elektrischer Schalter verhält, da er im nichtleitenden Zustand (offen) einen sehr hohen, fast unendlichen Widerstand und im leitenden Zustand (geschlossen) einen sehr niedrigen Widerstand aufweist. Die SSRs SB1-1, SB1-2 und SB1-3 können als normalerweise geschlossen ausgebildet sein. Wenn die SSRs SB1-1, SB1-2, SB1-3 beispielsweise keines der Steuersignale CTL-1 und CTL-2 empfangen, sind die SSRs SB1-1, SB1-2, SB1-3 geschlossen. Wenn jedoch mindestens eines der Steuersignale CTL-1 und CTL-2 empfangen wird, werden die SSRs SB1-1, SB1-2 und SB1-3 geöffnet. Anstelle der SSRs kann jedoch auch ein beliebiger Schalter, wie ein Transistor, verwendet werden, der eingeschaltet werden kann, wenn eine Spannung zwischen einem ersten Anschluss des Schalters und einem zweiten Anschluss des Schalters unter einem Schwellenwert (oder über dem Schwellenwert) liegt, und der ausgeschaltet werden kann, wenn die Spannung zwischen dem ersten Anschluss des Schalters und dem zweiten Anschluss des Schalters über dem Schwellenwert (oder unter dem Schwellenwert) liegt, oder umgekehrt.
  • Der Kurzschlusskreis 220 empfängt die Steuersignale CTL-1 und CTL-2 von der ECU 1 und ECU 2 der 2 jeweils über die Anschlüsse C-1 bzw. C-2. Die von ECU 1 und ECU 2 empfangenen Steuersignale CTL-1 und CTL-2 werden ersten Eingangsanschlüssen der SSRs SB1-1, SB1-2, SB1-3 zugeführt. Zweite Eingangsanschlüsse der SSRs SB1-1, SB1-2, SB1-3 können mit den Anschlüsse G-1 und G-2 verbunden werden, die mit der Masse der elektrischen Steuereinheiten ECUs 1 und 2 oder anderen Komponenten verbunden sind. Ein erster Ausgangsanschluss des SSR SB1-1 ist mit einem U-Phasen-Motoranschluss MP-1 verbunden, der mit der Motorwicklung 215-1 verbunden ist, ein erster Ausgangsanschluss des SSR SB1-2 ist mit einem V-Phasen-Motoranschluss MP-2 verbunden, der mit der Motorwicklung 215-2 verbunden ist, und ein erster Ausgangsanschluss des SSR SB1-3 ist mit einem W-Phasen-Motoranschluss MP-3 verbunden, der mit der Motorwicklung 215-3 verbunden ist. Zweite Ausgangsanschlüsse der SSRs SB1-1, SB1-2 und SB1-3 sind jeweils mit den zweiten Schaltern SB2-1, SB2-2 und SB2-3 verbunden.
  • Der Kurzschlusskreis 220 umfasst außerdem zweite Schalter SB2-1, SB2-2 und SB2-3. Bei den zweiten Schaltern SB2-1, SB2-2 und SB2-3 kann es sich um bipolare Sperrschichttransistoren (BJTs) handeln. Die BJTs SB2-1, SB2-2 und SB2-3 sind jeweils mit den SSRs SB1-1, SB1-2 und SB1-3 verbunden. Bei den zweiten Schaltern BJT SB2-1, SB2-2, SB2-3 kann es sich beispielsweise, aber nicht einschränkend, um einen NPN-Transistor handeln. Ein Fachmann wird jedoch erkennen, dass andere Transistortypen, einschließlich eines PNP-Transistors, anstelle des in diesem anschaulichen Beispiel gezeigten NPN-BJTs verwendet werden können, wobei der NPN-BJT durch einen PNP-BJT ersetzt werden kann, indem Anschlüsse geändert und andere elektrische Komponenten hinzugefügt oder entfernt werden. Darüber hinaus kann anstelle des BJT jeder beliebige Schalter, wie ein Transistor, verwendet werden, der in Abhängigkeit von einem Eingangsstrom eingeschaltet werden oder den Strom steuern kann und ausgeschaltet werden kann, wenn kein Eingangsstrom empfangen wird. Die zweiten Schalter BJTs SB2-1, SB2-2, SB2-3 können ausgebildet sein, in Reaktion auf einen Strom vom Motor 210 durch die SSRs SB1-1, SB1-2, SB1-3 eingeschaltet zu werden, wenn die SSRs SB1-1, SB1-2, SB1-3 eingeschaltet (d. h. geschlossen) sind. Der Strom, der den zweiten Schaltern BJTs SB2-1, SB2-2, SB2-3 zugeführt wird, kann vom Motor 210 durch die Drehung des Lenkrads 20 durch den Fahrer erzeugt werden, was wiederum die Drehung des Rotors im Motor 210 bewirkt. Die zweiten Schalter BJT SB2-1, SB2-2, SB2-3 können jedoch ausgebildet sein, ausgeschaltet zu werden, wenn die SSRs SB1-1, SB1-2, SB1-3 ausgeschaltet (d. h. offen) sind.
  • Erste Anschlüsse (z. B. Basis) der BJTs SB2-1, SB2-2, SB2-3 sind mit den zweiten Ausgangsanschlüssen der SSRs SB1-1, SB1-2, SB1-3 verbunden, um einen Strom von den SSRs SB1-1, SB1-2, SB1-3 zu empfangen. Zweite Anschlüsse (z. B. Emitter) der BJTs SB2-1, SB2-2, SB2-3 sind miteinander verbunden, so dass die Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-3 kurzgeschlossen werden können, wenn die BJTs SB2-1, SB2-2, SB2-3 eingeschaltet werden. Ein dritter Anschluss (z.B. Kollektor) des BJT SB2-1 ist mit einem U-Phasen-Motoranschluss MP-1 verbunden, der mit der Motorwicklung 215-1 verbunden ist, ein dritter Anschluss (z.B. Kollektor) des BJT SB2-2 ist mit einem V-Phasen-Motoranschluss MP-2 verbunden, der mit der Motorwicklung 215-2 verbunden ist, und ein dritter Anschluss (z.B. Kollektor) des BJT SB2-3 ist mit einem W-Phasen-Motoranschluss MP-3 verbunden, der mit der Motorwicklung 215-3 verbunden ist.
  • Dioden D1-1, D1-2 und D1-3 können jeweils mit den zweiten Schaltern SB2-1, SB2-2, SB2-3 verbunden sein. Zum Beispiel ist jede der Dioden D1-1, D1-2, D1-3 mit einem jeweiligen der BJTs SB2-1, SB2-2, SB2-3 parallel geschaltet. Die Dioden D1-1, D1-2, D1-3 können ausgebildet sein, einen Strom, der vom Motor 210 durch die SSRs SB1-1, SB1-2, SB1-3 fließt, in nur eine Richtung zu leiten, um einen Rückweg für den vom Motor 210 fließenden Strom zu bilden. Jede der Dioden D1-1, D1-2, D1-3 hat einen ersten Anschluss (z. B. Kathode) und einen zweiten Anschluss (z. B. Anode). Der erste Anschluss (z.B. Kathode) der Diode D1-1, D1-2, D1-3 kann mit dem ersten Ausgangsanschluss des SSR SB1-1, SB1-2, SB1-3 und der dritte Anschluss (z.B. Kollektor) des BJT SB2-1, SB2-2, SB2-3 mit den Motorphasenanschlüssen MP-1, MP-2, MP-3 und den Ausgängen der elektrischen Steuereinheit ECU OUT 1_1, ECU OUT 1_2, ECU OUT 1_3 und ECU OUT 2_1, ECU OUT 2_2, ECU OUT 2_3 verbunden sein. Der zweite Anschluss (z. B. die Anode) der Diode D1-1, D1-2, D1-3 ist mit dem zweiten Anschluss (z. B. dem Emitter) des BJT SB2-1, SB2-2, SB2-3 verbunden. Obwohl in 5 die Dioden D1-1, D1-2, D1-3 verwendet werden, können die Dioden D1-1, D1-2, D1-3 durch beliebige elektrische Bauteile ersetzt werden, die in der Lage sind, einen Strom nur in eine Richtung zu leiten und den Stromfluss in die andere Richtung zu begrenzen. Wie in 6 dargestellt, können beispielsweise Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET) MB1, MB2, MB3 (z. B. N-Kanal-MOSFET) anstelle der Dioden D1-1, D1-2, D1-3 verwendet werden.
  • Wenn im Betrieb alle ECUs 1 und 2 deaktiviert oder ausgefallen sind (beispielsweise alle Wechselrichter der ECUs 1 und 2 sind deaktiviert oder ausgefallen), liegen die Spannungen der Steuersignale CTL-1 und CTL-2, die von den ECUs 1 und 2 über die Anschlüsse C-1 und C-2 eingegeben werden, bei 0 V. Dann liegen die Eingangsanschlüsse der SSRs SB1-1, SB1-2 und SB1-3 auf 0 V. Da die SSRs SB1-1, SB1-2, SB1-3 normalerweise geschlossene Vorrichtungen sind und die Eingangsspannung der SSRs SB1-1, SB1-2, SB1-3 0 V beträgt, sind die SSRs SB1-1, SB1-2, SB1-3 eingeschaltet (d. h. geschlossen). Dies ermöglicht den Stromfluss vom Motor 210 durch die Ausgangsanschlüsse der SSRs SB1-1, SB1-2, SB1-3. Im Gegenzug schaltet der Strom, der durch die SSRs SB1-1, SB1-2, SB1-3 zu den Basen der BJTs SB2-1, SB2-2, SB2-3 fließt, die BJTs SB2-1, SB2-2, SB2-3 ein, und dann fließt der Strom vom Motor 210 durch den Kollektor zum Emitter der BJTs SB2-1, SB2-2, SB2-3 und fließt zu den Motorphasenanschlüssen MP-1, MP-2, MP-3 über die Dioden D1-1, D1-2, D1-3 der 5 (oder die MOSFETs MB1, MB2, MB3 von 6) zurück, die einen Rückweg für den vom Motor 210 fließenden Strom bilden, so dass die Motorphasenanschlüsse MP-1, MP-2, MP-3 zusammen kurzgeschlossen werden können. Dies führt zum Abbremsen des Motors 210. Der Motor 210 kann als Bremse und/oder Dämpfer wirken, um einer auf den Motor 210 ausgeübten Bewegung entgegenzuwirken.
  • Wenn jedoch eine der ECUs 1 und 2 aktiviert ist, wird mindestens eines der von den ECUs 1 und 2 über CT-1 und CT-2 empfangenen Steuersignale CTL1 und CTL2 in die ersten Eingangsanschlüsse der SSRs SB1-1, SB1-2, SB1-3 eingegeben, wobei das Eingangssteuersignal CTL1 und/oder CTL2 eine Spannung aufweist, die die SSRs SB1-1, SB1-2, SB1-3 ausschalten (d. h. öffnen) kann. Als Reaktion auf die Spannung des Eingangssteuersignals CTL1 und/oder CTL2 werden die SSRs SB1-1, SB1-2 und SB1-3 ausgeschaltet. Dadurch kann kein Strom zu den Basen der BJTs SB2-1, SB2-2, SB2-3 fließen und die BJTs SB2-1, SB2-2, SB2-3 können nicht eingeschaltet werden. Im Gegenzug werden die Motorphasenanschlüsse MP-1, MP-2, MP-3 nicht miteinander kurzgeschlossen, oder der Kurzschlusszustand des Motors 210 wird aufgehoben.
  • Wenn daher alle Wechselrichter INV 1-1 bis INV N-M der ECUs 1 bis N deaktiviert sind oder ausfallen, ist der Kurzschlusskreis 220 ausgebildet, die Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-M, die mit den Motorwicklungen 215-1 bis 215-M verbunden sind, kurzzuschließen, so dass der Motor 210 das Bremsmoment erzeugen kann. Wenn der Motor 210 im Rückmelde-Stellantrieb oder Lenkgefühl-Stellantrieb 28 enthalten ist, kann der Rückmelde-Stellantrieb oder Lenkgefühl-Stellantrieb 28 das Bremsmoment für das Lenkrad 20 erzeugen und verhindern, dass der Fahrer das unangenehme Gefühl hat, von den Straßenrädern getrennt zu sein, oder dass er das Fahrzeug übersteuert, wenn alle oder einige elektrische Steuereinheiten des Rückmelde-Stellantriebs oder Lenkgefühl-Stellantriebs 28 deaktiviert sind oder ausfallen.
  • 7 ist ein konzeptionelles Schaltbild des Kurzschlusskreises 220 gemäß einem noch anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • Die Kurzschlusskreis 220 kann eine Mehrzahl von ersten Schaltern SC1-1 bis SC1-M umfassen. Die ersten Schalter SC1-1 bis SC1-M sind jeweils mit den Motorphasenanschlüssen MP-1 bis MP-N verbunden. Beispielsweise sind die Schalter SC1-1 bis SC1-M elektrisch zwischen den Motorphasenanschlüssen MP-1 bis MP-M angeschlossen. Die ersten Schalter SC1-1 bis SC1-M sind auch elektrisch mit den ECUs 1 bis N über die Energieversorgungen 710-1 bis 710-N verbunden. Die ersten Schalter SC1-1 bis SC1-M sind ausgebildet, ein Eingangssignal IN zu empfangen, das mindestens einem der Steuersignale CTL-1 bis CTL-N zugeordnet ist. In dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Eingangssignal IN unter Verwendung der Steuersignale CTL-1 bis CTL-N von mindestens einer der Energieversorgungen 710-1 bis 710-N erzeugt, ist aber nicht darauf beschränkt. Alternativ kann das Eingangssignal IN beispielsweise, aber nicht darauf beschränkt, die Steuersignale CTL-1 bis CTL-N selbst, ein beliebiges Signal, das unter Verwendung der Steuersignale CTL-1 bis CTL-N erzeugt wird (z. B. ein Signal, das von einer Ladungspumpe, einer negativen Spannungsquelle oder einer isolierten Energieversorgung unter Verwendung mindestens eines der Steuersignale CTL-1 bis CTL-N erzeugt wird), oder ein beliebiges Signal sein, das direkt oder indirekt mit mindestens einem der Steuersignale CTL-1 bis CTL-N zusammenhängt.
  • Die Energieversorgungen 710-1 bis 710-N können zwischen die elektrischen Steuereinheiten ECUs 1 bis N und die ersten Schalter SC1-1 bis SC1-M geschaltet werden. Beispielsweise ist jede der Energieversorgungen 710-1 bis 710-N zwischen eine der elektrischen Steuereinheiten ECUs 1 bis N und die ersten Schalter SC1-1 bis SC1-M geschaltet. Die Energieversorgungen 710-1 bis 710-N erhalten Energie über die Anschlüsse VSUP 1 bis VSUP N. Wie in 2 gezeigt, können die Anschlüsse VSUP 1 bis VSUP N des Kurzschlusskreises 220 mit einer der elektrischen Steuereinheiten ECUs 1 bis N verbunden werden, um Energie zu erhalten. Alternativ können die Anschlüsse VSUP 1 bis VSUP N des Kurzschlusskreises 220 auch direkt mit den Energiequellen 200-1 bis 200-N von 2 verbunden werden. Jede der Energieversorgungen 710-1 bis 710-N ist ausgebildet, eine Spannung an die ersten Schalter SC1-1 bis SC1-M unter Verwendung der empfangenen Energie als Reaktion auf ein entsprechendes der Steuersignale CTL-1 bis CTL-N zu liefern, das von den elektrischen Steuereinheiten ECUs 1 bis N ausgegeben wird. Die von den Energieversorgungen 710-1 bis 710-N gelieferte Spannung ist in der Lage, die ersten Schalter SC1-1 bis SC1-M auszuschalten. Wenn beispielsweise mindestens eine der Energieversorgungen 710-1 bis 710-N ein oder mehrere Steuersignale CTL-1 bis CTL-N von den entsprechenden elektrischen Steuereinheiten ECUs 1 bis N empfängt, liefern die Energieversorgungen 710-1 bis 710-N, die die Steuersignale CTL-1 bis CTL-N empfangen, die Spannung an die ersten Schalter SC1-1 bis SC1-M unter Verwendung der empfangenen Energie von den Anschlüssen VSUP 1 bis VSUP N. Wenn jedoch keine der Energieversorgungen 710-1 bis 710-N ein Steuersignal CTL-1 bis CTL-N von den entsprechenden elektrischen Steuereinheiten ECUs 1 bis N empfängt, liefern die Energieversorgungen 710-1 bis 710-N keine Spannung an die ersten Schalter SC1-1 bis SC1-M.
  • Die ersten Schalter SC1-1 bis SC1-M können als Reaktion auf das den Steuersignalen CTL-1 bis CTL-N zugeordnete Eingangssignal IN ein- (d. h. geschlossen) oder ausgeschaltet (d. h. offen) werden, um die Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-N selektiv kurzzuschließen. Beispielsweise sind die ersten Schalter SC1-1 bis SC1-M normalerweise eingeschaltet und werden ausgeschaltet, wenn das Eingangssignal mit einer Spannung empfangen wird, die über einem Schwellenwert (oder unter dem Schwellenwert) liegt. Wenn kein Eingangssignal IN oder ein Eingangssignal von 0 V von den Energieversorgungen 710-1 bis 710-N empfangen wird, können die ersten Schalter SC1-1 bis SC1-M eingeschaltet (d. h. geschlossen) werden, und die Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-M, die durch die ersten Schalter SC1-1 bis SC1-M elektrisch verbunden sind, können zusammen kurzgeschlossen werden. Wenn jedoch die ersten Schalter SC1-1 bis SC1-M das Eingangssignal IN von einer der Energieversorgungen 710-1 bis 710-N empfangen, werden die ersten Schalter SC1-1 bis SC1-M ausgeschaltet, und die ersten Schalter SC1-1 bis SC1-M dürfen die Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-M nicht kurzschließen oder den Kurzschluss der Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-M aufheben. Die Anzahl der ersten Schalter SC1-1 bis SC1-M kann der Anzahl der Phasen des Motors 210 entsprechen. Da es sich bei dem Motor 210 um einen Drehstrommotor handelt, verfügt der Kurzschlusskreis 220 in dem Ausführungsbeispiel von 7 beispielsweise über drei (3) erste Schalter SC1-1, SC1-2, SC1-3. Die Kurzschlusskreis 220 kann jedoch eine andere Anzahl von ersten Schaltern SC1-1 bis SC1-M aufweisen als die Anzahl der Phasen des Motors 210. Die Anzahl der Energieversorgungen 710-1 bis 710-N kann der Anzahl der elektrischen Steuereinheiten ECUs 1 bis N oder der Energiequellen 200-1 bis 200-N entsprechen. Der Kurzschlusskreis 220 kann jedoch eine von der Anzahl der elektrischen Steuereinheiten ECUs 1 bis N oder der Energiequellen 200-1 bis 200-N abweichende Anzahl der Energieversorgungen 710-1 bis 710-N aufweisen.
  • Zur Veranschaulichung ist der Motor 210 in dieser beispielhaften Ausführung in 7 als Drehstrommotor mit den Phasen U, V, W dargestellt, und zwei (2) ECUs, ECU 1 und ECU 2, sind mit dem Kurzschlusskreis 220 verbunden, und zwei (2) Energieversorgungen 710-1 und 710-2 sind vorgesehen. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt.
  • In dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die ersten Schalter SC1-1, SC1-2, SC1-3 normalerweise geschlossene Schalter (beispielsweise Verarmungs-Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs)). In dem Ausführungsbeispiel von 7 sind die ersten Schalter SC1-1, SC1-2 und SC1-3 nur zur Veranschaulichung als N-Typ-MOSFETs dargestellt. Ein Fachmann wird jedoch erkennen, dass andere Transistortypen, einschließlich P-Typ-MOSFETs, anstelle der in diesem anschaulichen Beispiel gezeigten N-Typ-MOSFETs verwendet werden können, wobei die N-Typ-MOSFETs durch P-Typ-MOSFETs ersetzt werden können und entsprechende Verbindungen und/oder elektrische Komponenten geändert oder hinzugefügt werden können. Darüber hinaus kann anstelle der MOSFETs ein beliebiger Schalter, wie ein Transistor, verwendet werden, der ausgeschaltet wird, wenn eine Spannung zwischen einem ersten Anschluss des Schalters und einem zweiten Anschluss des Schalters unter (oder über) einem Schwellenwert liegt, und der ausgeschaltet wird, wenn die Spannung zwischen dem ersten Anschluss des Schalters und dem zweiten Anschluss des Schalters über (oder unter) dem Schwellenwert liegt.
  • Das den Steuersignalen CTL-1 und CTL-2 zugeordnete Eingangssignal IN wird an erste Anschlüsse (z. B. Gates) der MOSFETs SC1-1, SC1-2, SC1-3 angelegt. Zweite Anschlüsse (z. B. Sources) der MOSFETs SC1-1, SC1-2, SC1-3 sind miteinander und/oder mit den Masseanschlüssen der Energieversorgungen 710-1 und 710-2 verbunden. Ein dritter Anschluss (z.B. Drain) des MOSFET SC1-1 ist mit einem U-Phasen-Motoranschluss MP-1 verbunden, der mit der Motorwicklung 215-1 verbunden ist, ein dritter Anschluss (z.B. Drain) des MOSFET SC1-2 ist mit einem V-Phasen-Motoranschluss MP-2 verbunden, der mit der Motorwicklung 215-2 verbunden ist, und ein dritter Anschluss (z.B. Drain) des MOSFET SC1-3 ist mit einem W-Phasen-Motoranschluss MP-3 verbunden, der mit der Motorwicklung 215-3 verbunden ist.
  • Erste Widerstände R1-1, R1-2, R1-3 können zwischen einem Ausgangsanschluss der Energieversorgungen 710-1 und 710-2, die das Eingangssignal IN ausgeben, und den ersten Anschlüssen (z. B. Gates) der MOSFETs SC1-1, SC1-2, SC1-3 angeschlossen werden. Die ersten Widerstände R1-1, R1-2, R1-3 können ausgebildet sein, einen Gate-Widerstand zur Begrenzung des Gate-Einschaltstroms vorzusehen.
  • Zweite Widerstände R2-1, R2-2, R2-3 (z.B. Pull-Down-Widerstände) können zwischen die ersten Anschlüsse (z.B. Gates) und zweiten Anschlüsse (z.B. Sources) der MOSFETs SC1-1, SC1-2, SC1-3 geschaltet werden. Die zweiten Widerstände R2-1, R2-2, R2-3 können ausgebildet sein, nach unten zu ziehen, um die MOSFETs SC1-1, SC1-2, SC1-3 einzuschalten, wenn keine Spannung an die ersten Anschlüsse (z. B. Gates) der MOSFETs SC1-1, SC1-2, SC1-3 angelegt wird.
  • Wenn im Betrieb alle ECUs 1 und 2 deaktiviert oder ausgefallen sind (beispielsweise alle Wechselrichter der ECUs 1 und 2 sind deaktiviert oder ausgefallen), liegen die Spannungen der Steuersignale CTL1 und CTL 2, die von den ECUs 1 und 2 über die Anschlüsse C-1 und C-2 eingegeben werden, bei 0 V. Dann liefern die Energieversorgungen 710-1 und 710-2 kein Eingangssignal IN oder ein Eingangssignal IN bei 0 V an die Gates der MOSFETs SC1-1, SC1-2, SC1-3. Da die Gate-Source Spannung der MOSFETs SC1-1, SC1-2, SC1-3 0 V beträgt und die MOSFETs SC1-1, SC1-2, SC1-3 normalerweise eingeschaltete Komponenten sind, werden die MOSFETs SC1-1, SC1-2, SC1-3 eingeschaltet (d. h. geschlossen) und schließen die Motorphasenanschlüsse MP-1, MP-2, MP-3 kurz. Dies führt zum Abbremsen des Motors 210. Der Motor 210 kann als Bremse und/oder Dämpfer wirken, um jeder auf den Motor 210 ausgeübten Bewegung entgegenzuwirken
  • Wenn jedoch eines der ECUs 1 und 2 aktiviert ist, empfangen die Energieversorgungen 710-1 und 710-2 mindestens eines der Steuersignale CTL1 und CTL2, die von den ECUs 1 und 2 über CT-1 und CT-2 eingegeben werden. Die Energieversorgungen 710-1 und 710-2, die die Steuersignale CTL 1 und CTL 2 empfangen, erzeugen das Eingangssignal IN mit einer Spannung, die in der Lage ist, die MOSFETs SC1-1, SC1-2, SC1-3 auszuschalten, beispielsweise -5 V, aber nicht darauf beschränkt. Dadurch liegen die Gate-Source-Spannungen der MOSFETs SC1-1, SC1-2, SC1-3 unter den Schwellenspannungen der MOSFETs SC1-1, SC1-2, SC1-3. Im Gegenzug werden die MOSFETs SC1-1, SC1-2, SC1-3 ausgeschaltet und schließen die Motorphasenanschlüsse MP-1, MP-2, MP-3 nicht kurz und heben den Kurzschlusszustand des Motors 210 nicht auf.
  • Wenn daher alle Wechselrichter INV 1-1 bis INV N-M der ECUs 1 bis N deaktiviert sind oder ausfallen, ist der Kurzschlusskreis 220 ausgebildet, die Motorphasenanschlüsse MP-1 bis MP-M, die mit den Motorwicklungen 215-1 bis 215-M verbunden sind, kurzzuschließen, so dass der Motor 210 das Bremsmoment erzeugen kann. Wenn der Motor 210 im Rückmelde-Stellantrieb oder Lenkgefühl-Stellantrieb 28 enthalten ist, kann der Rückmelde-Stellantrieb oder Lenkgefühl-Stellantrieb 28 das Bremsmoment für das Lenkrad 20 erzeugen und verhindern, dass der Fahrer das unangenehme Gefühl hat, von den Straßenrädern getrennt zu sein, oder dass er das Fahrzeug übersteuert, wenn alle oder einige elektrische Steuereinheiten des Rückmelde-Stellantriebs oder Lenkgefühl-Stellantriebs 28 deaktiviert sind oder ausfallen.
  • In einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel, das in 8 dargestellt ist, können zweite Schalter 810-1 und 810-2 und isolierte Energieversorgungen 820-1 und 820-2 die Energieversorgungen 710-1 und 710-2 von 7 ersetzen. Jeder der zweiten Schalter 810-1 und 810-2 kann ausgebildet sein, jeweils eines der Steuersignale CTL1 und CTL 2, die von den ECUs 1 und 2 über CT-1 und CT-2 eingegeben werden, und die Energie von jeweils einem der Anschlüsse VSUP 1 und VSUP 2 zu empfangen. Jeder der zweiten Schalter 810-1 und 810-2 kann ausgebildet sein, die Energie an eine jeweilige der isolierten Energieversorgungen 820-1 und 820-2 als Reaktion auf eines der Steuersignale CTL 1 und CTL 2 auszugeben. Jede der isolierten Energieversorgungen 820-1 und 820-2 kann ausgebildet sein, den MOSFETs SC1-1, SC1-2, SC1-3 eine Spannung zuzuführen, die in der Lage ist, die MOSFETs SC1-1, SC1-2, SC1-3 auszuschalten, und zwar unter Verwendung der von einem jeweiligen der zweiten Schalter 810-1 und 810-2 empfangenen Energie.
  • In einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung wird der Motor für den Rückmelde-Stellantrieb oder den Lenkgefühl-Stellantrieb beschrieben, doch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Ein Fachmann wird jedoch erkennen, dass das Motorsteuersystem gemäß der vorliegenden Offenbarung auf jeden Motor, der ein Brems- und/oder Dämpfungsdrehmoment erfordert, angewandt oder mit ihm verwendet werden kann.
  • Auch wenn die beispielhaften Ausführungsbeispiele ausführlich beschrieben wurden, sei klargestellt, dass verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen hierin vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Umfang der Anmeldung abzuweichen, die von den beigefügten Ansprüchen definiert werden.
  • In der vorliegenden Offenlegung können relationale Begriffe wie „erster“ und „zweiter“ und dergleichen lediglich zur Unterscheidung einer Einheit oder Handlung von einer anderen Einheit oder Handlung verwendet werden, ohne dass dies notwendigerweise eine tatsächliche Beziehung oder Reihenfolge zwischen diesen Einheiten oder Handlungen erfordert oder impliziert. Außerdem bedeuten Wörter wie „verbinden“ oder „gekoppelt an“, die eine Beziehung zwischen verschiedenen Elementen beschreiben, je nach Kontext nicht, dass eine direkte physische Verbindung zwischen diesen Elementen bestehen muss. So können beispielsweise zwei Elemente durch ein oder mehrere zusätzliche Elemente physisch, elektronisch, logisch oder auf andere Weise miteinander verbunden sein. Der Begriff „verbunden“ oder „gekoppelt“ kann eine direkte oder indirekte Verbindung bedeuten, sofern nichts anderes angegeben ist.
  • Darüber hinaus soll der Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung nicht auf die konkreten, in der Beschreibung beschriebenen Ausführungsbeispiele des Prozesses, der Maschine, der Herstellung und der Zusammensetzung von Materie, Mitteln, Verfahren und Schritten beschränkt sein. Wie der Fachmann leicht aus der Offenbarung erkennen wird, können Prozesse, Maschinen, die Herstellung, Zusammensetzungen von Materie, Mittel, Verfahren und Schritte, die derzeit existieren oder später zu entwickeln sind, die im Wesentlichen die gleiche Funktion ausführen oder im Wesentlichen das gleiche Ergebnis erreichen wie die hierin beschriebenen entsprechenden Ausführungsbeispiele, gemäß den Ausführungsbeispielen und alternativen Ausführungsbeispielen genutzt werden. Dementsprechend sollen die anhängenden Ansprüche solche Prozesse, Maschinen, die Herstellung, Zusammensetzungen von Materie, Mittel, Verfahren oder Schritte in ihrem Schutzumfang umfassen.

Claims (20)

  1. Motorsteuersystem, das umfasst: einen Motor mit einer Mehrzahl von Motorphasenanschlüssen; eine Mehrzahl von elektrischen Steuereinheiten, die elektrisch mit dem Motor verbunden und ausgebildet sind, den Motor zu steuern, wobei die elektrischen Steuereinheiten ausgebildet sind, jeweils Steuersignale auszugeben; und einen Kurzschlusskreis, der zwischen den Motor und die elektrischen Steuereinheiten geschaltet ist, wobei der Kurzschlusskreis ausgebildet ist, die Motorphasenanschlüsse als Reaktion auf den Empfang keines der Steuersignale von den elektrischen Steuereinheiten kurzzuschließen.
  2. System nach Anspruch 1, wobei der Kurzschlusskreis ausgebildet ist, die Motorphasenanschlüsse nicht kurzzuschließen, wenn mindestens eines der Steuersignale von mindestens einer der elektrischen Steuereinheiten empfangen wird.
  3. System nach Anspruch 1, wobei der Kurzschlusskreis umfasst: erste Schalter, die elektrisch mit den elektrischen Steuereinheiten verbunden sind, wobei die ersten Schalter ausgebildet sind, in Reaktion auf mindestens eines der Steuersignale, die von den elektrischen Steuereinheiten ausgegeben werden, oder auf ein oder mehrere Eingangssignale, die den Steuersignalen zugeordnet sind, ein- oder ausgeschaltet zu werden; und zweite Schalter, wobei jeder der zweiten Schalter elektrisch mit einem entsprechenden der ersten Schalter verbunden ist und die zweiten Schalter ausgebildet sind, in Reaktion auf das Ein- oder Ausschalten der ersten Schalter ein- oder ausgeschaltet zu werden, um die Motorphasenanschlüsse selektiv kurzzuschließen.
  4. System nach Anspruch 3, wobei die ersten Schalter ausgebildet sind, als Reaktion auf den Empfang keines der Steuersignale der elektrischen Steuereinheiten eingeschaltet werden, und die zweiten Schalter ausgebildet sind, als Reaktion auf das Einschalten der ersten Schalter eingeschaltet zu werden, derart dass die Motorphasenanschlüsse über die zweiten Schalter zusammen kurzgeschlossen werden.
  5. System nach Anspruch 3, wobei die ersten Schalter ausgebildet sind, als Reaktion auf den Empfang mindestens eines der Steuersignale der elektrischen Steuereinheiten ausgeschaltet zu werden, und die zweiten Schalter ausgebildet sind, als Reaktion auf das Ausschalten der ersten Schalter ausgeschaltet zu werden, derart dass die Motorphasenanschlüsse nicht über die zweiten Schalter kurzgeschlossen werden.
  6. System nach Anspruch 3, wobei der Kurzschlusskreis ferner elektrische Komponenten umfasst, die jeweils mit den zweiten Schaltern verbunden und ausgebildet sind, einen Strom, der vom Motor durch die zweiten Schalter fließt, in nur eine Richtung zu leiten, um einen Rückweg für den vom Motor fließenden Strom zu bilden.
  7. System nach Anspruch 3, wobei der Kurzschlusskreis ferner elektrische Komponenten umfasst, die ausgebildet sind, einen Strom, der vom Motor durch die zweiten Schalter fließt, in nur eine Richtung zu leiten, um einen Rückweg für den vom Motor fließenden Strom zu bilden, wobei die elektrischen Komponenten jeweils mit den zweiten Schaltern parallel geschaltet sind.
  8. System nach Anspruch 1, wobei der Kurzschlusskreis umfasst: Sperrschicht-Feldeffekttransistoren (JFETs), die elektrisch mit den elektrischen Steuereinheiten verbunden sind, wobei die JFETs ausgebildet sind, als Reaktion auf mindestens eines der Steuersignale der elektrischen Steuereinheiten oder ein oder mehrere mit den Steuersignalen verbundene Eingangssignale ein- oder ausgeschaltet zu werden; und Bipolartransistoren (BJTs), die elektrisch mit den JFETs verbunden sind, wobei die BJTs ausgebildet sind, in Reaktion auf das Ein- oder Ausschalten der JFETs ein- oder ausgeschaltet werden, um die Motorphasenanschlüsse selektiv kurzzuschließen.
  9. System nach Anspruch 1, wobei der Kurzschlusskreis umfasst: einen JFET mit einem ersten Anschluss, der ausgebildet ist, mindestens eines der Steuersignale der elektrischen Steuereinheiten oder ein dem mindestens einen der Steuersignale zugeordnetes Eingangssignal zu empfangen, einem zweiten Anschluss und einem dritten Anschluss, der zwischen einem der Motorphasenanschlüsse und einer der elektrischen Steuereinheiten angeschlossen ist; und einen BJT mit einem ersten Anschluss, der mit dem dritten Anschluss des JFET verbunden ist, einem zweiten Anschluss und einem dritten Anschluss, der zwischen dem einen der Motoranschlüsse und dem einen der elektrischen Steuereinheiten angeschlossen ist.
  10. System nach Anspruch 9, wobei der Kurzschlusskreis ferner eine Diode umfasst, die zu dem BJT parallel geschaltet ist, wobei die Diode einen ersten und einen zweiten Anschluss aufweist, wobei der erste Anschluss der Diode mit den dritten Anschlüssen des JFETs und des BJTs verbunden ist, die zwischen dem einen der Motorphasenanschlüsse und dem einen der elektrischen Steuereinheiten angeschlossen sind, und der zweite Anschluss der Diode mit dem zweiten Anschluss des BJTs verbunden ist.
  11. System nach Anspruch 9, wobei der Kurzschlusskreis ferner einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) umfasst, der zu dem BJT parallel geschaltet ist, wobei der MOSFET einen ersten, einen zweiten und einen dritten Anschluss aufweist, wobei der erste Anschluss des MOSFET mit den dritten Anschlüssen des JFET und des BJT verbunden ist, die zwischen dem einen der Motorphasenanschlüsse und der einen der elektrischen Steuereinheiten angeschlossen sind, und der zweite und der dritte Anschluss des MOSFET mit dem zweiten Anschluss des BJT verbunden sind.
  12. System nach Anspruch 3, das ferner einen Spannungsversorgungsschaltkreis umfasst, der zwischen den elektrischen Steuereinheiten und den ersten Schaltern des Kurzschlusskreises angeschlossen ist, wobei der Spannungsversorgungsschaltkreis ausgebildet ist, den ersten Schaltern unter Verwendung der Steuersignale eine Spannung zuzuführen, derart dass die unter Verwendung der Steuersignale zugeführte Spannung die ersten Schalter ausschaltet, um die Motorphasenanschlüsse nicht miteinander kurzzuschließen.
  13. System nach Anspruch 1, wobei der Kurzschlusskreis umfasst: Halbleiterrelais (SSRs), die elektrisch mit den elektrischen Steuereinheiten verbunden sind, wobei die SSRs ausgebildet sind, in Reaktion auf mindestens eines der von den elektrischen Steuereinheiten ausgegebenen Steuersignale ein- oder ausgeschaltet zu werden; und Bipolartransistoren (BJTs), die jeweils mit den SSRs elektrisch verbunden sind, wobei die BJTs ausgebildet sind, in Reaktion auf das Ein- oder Ausschalten der SSRs ein- oder ausgeschaltet zu werden, um die Motorphasenanschlüsse selektiv kurzzuschließen.
  14. System nach Anspruch 13, wobei: die SSRs ausgebildet sind, normalerweise geschlossen zu sein und geöffnet zu werden, wenn sie das mindestens eine der von den elektrischen Steuereinheiten ausgegebenen Steuersignale empfangen, und die BJTs ausgebildet sind, eingeschaltet zu werden, wenn die SSRs geschlossen sind, derart dass die Motorphasenanschlüsse zusammen kurzgeschlossen werden, und ausgeschaltet zu werden, wenn die SSRs geöffnet werden, indem sie das mindestens eine der von den elektrischen Steuereinheiten ausgegebenen Steuersignale empfangen.
  15. System nach Anspruch 1, wobei: der Kurzschlusskreis SSRs und BJTs umfasst, mindestens eines der SSRs einen ersten Anschluss, der zwischen einem der Motorphasenanschlüsse und einer der elektrischen Steuereinheiten angeschlossen ist, einen zweiten Anschluss, der ausgebildet ist, mindestens eines der von den elektrischen Steuereinheiten ausgegebenen Steuersignale zu empfangen, und einen dritten Anschluss, der mit einem der BJTs verbunden ist, aufweist, und mindestens einer der BJTs einen ersten Anschluss, der mit dem einen der Motorphasenanschlüsse und dem einen der elektrischen Steuereinheiten verbunden ist, und einen zweiten Anschluss, der mit dem mindestens einen der SSRs verbunden ist, und einen dritten Anschluss aufweist, der mit anderen BJTs verbunden ist.
  16. System nach Anspruch 15, wobei der Kurzschlusskreis ferner Dioden umfasst, die jeweils zu den BJTs parallel geschaltet sind, wobei jede der Dioden einen ersten und einen zweiten Anschluss aufweist, wobei der erste Anschluss von mindestens einer der Dioden mit den ersten Anschlüssen des mindestens einen der SSRs und des mindestens einen der BJTs verbunden ist, die zwischen dem einen der Motoranschlüsse und der einen der elektrischen Steuereinheiten angeschlossen sind, und der zweite Anschluss der mindestens einen der Dioden mit dem dritten Anschluss des mindestens einen der BJTs verbunden ist.
  17. System nach Anspruch 15, wobei der Kurzschlusskreis ferner MOSFETs umfasst, die jeweils zu den BJTs parallel geschaltet sind, wobei jeder der MOSFETs einen ersten, einen zweiten und einen dritten Anschluss aufweist, wobei der erste Anschluss von mindestens einem der MOSFETs mit den ersten Anschlüssen des mindestens einen der SSRs und des mindestens einen der BJTs verbunden ist, die zwischen dem einen der Motorphasenanschlüsse und der einen der elektrischen Steuereinheiten angeschlossen sind, und der zweite und der dritte Anschluss des mindestens einen der MOSFETs mit dem dritten Anschluss des mindestens einen der BJTs verbunden sind.
  18. System nach Anspruch 1, wobei der Kurzschlusskreis eine Mehrzahl von ersten Schaltern umfasst, wobei die ersten Schalter zwischen den Motorphasenanschlüsse angeschlossen sind, wobei die ersten Schalter ausgebildet sind, als Reaktion auf den Empfang keines der von den elektrischen Steuereinheiten ausgegebenen Steuersignale eingeschaltet zu werden, um die Motorphasenanschlüsse miteinander kurzzuschließen, und als Reaktion auf den Empfang mindestens eines der von den elektrischen Steuereinheiten ausgegebenen Steuersignale ausgeschaltet zu werden.
  19. System nach Anspruch 18 ferner eine Mehrzahl von Energieversorgungen umfassend, die zwischen den elektrischen Steuereinheiten und den ersten Schaltern angeschlossen sind, und die Energieversorgungen mit einer oder mehreren Energiequellen verbunden sind oder mit einer jeweiligen der elektrischen Steuereinheiten verbunden sind, um Energie zu erhalten, wobei jede der Energieversorgungen ausgebildet ist, den ersten Schaltern eine Spannung zuzuführen, die in der Lage ist, die ersten Schalter auszuschalten, indem sie die empfangene Energie als Reaktion auf ein jeweiliges der von den elektrischen Steuereinheiten ausgegebenen Steuersignale verwendet.
  20. System nach Anspruch 18, außerdem umfassend: eine Mehrzahl von zweiten Schaltern, die ausgebildet sind, ein jeweiliges der Steuersignale von einer jeweiligen der elektrischen Steuereinheiten und Energie von einer oder mehreren Energiequellen oder der jeweiligen der elektrischen Steuereinheiten zu empfangen und die Energie in Reaktion auf das jeweilige der Steuersignale ausgeben; und eine Mehrzahl von isolierten Energieversorgungen, wobei jede der isolierten Energieversorgungen ausgebildet ist, den ersten Schaltern eine Spannung zuzuführen, die in der Lage ist, die ersten Schalter auszuschalten, indem sie die von einem jeweiligen der zweiten Schalter empfangene Energie verwendet, wobei jeweils eine der isolierten Energieversorgungen zwischen einem jeweiligen der ersten Schalter und dem jeweiligen der zweiten Schalter angeschlossen ist.
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