JP6161601B2 - 故障時シャットダウンを備えた電子整流される電動機 - Google Patents
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Description
本発明は、電子整流される電動機に関する。この電動機は固定子と、殊に永久磁石式に構成された回転子とを有している。この電動機は、出力側で、殊にパワー出力段を介して固定子と接続されている制御ユニットを有している。この制御ユニットは、回転磁界を形成するために、固定子に通電するように構成されている。
有利には、電動機は、半導体スイッチを備えたパワー出力段を有している。このパワー出力段は、少なくとも1つの、制御可能に形成されている分離スイッチを介して、固定子と接続されている。制御ユニットは、半導体スイッチの故障を、この故障によって生じる制動トルクに依存して、有利には、電動機の回転子の制動トルクの時間的な変化に依存して検出し、固定子からこの故障した半導体スイッチを切り離すために分離スイッチを起動するように構成されている。制動トルクを検出することによって、有利には、例えば複数の半導体スイッチを有しているパワー出力段の故障した1つの半導体スイッチを、これらの複数の半導体スイッチの中から検出することができる。このようにして検出された半導体スイッチは次に、属する分離スイッチによって固定子、殊に固定子の固定子コイルから切り離される。
Claims (12)
- 自動車用のパワーステアリングシステム(1、35)のための、電子整流される電動機(1)であって、
固定子(3)と、永久磁石を用いて形成されている回転子(5)とを有しており、
前記電動機(1)は、出力側で前記固定子(3)と接続されている制御ユニット(30)を有しており、前記制御ユニット(30)は回転磁界を形成するために前記固定子(3)に通電する、電動機において、
前記電動機(1)は、複数の半導体スイッチ(12、14、23、25、27、29)を備えた、三相インバータ構成を有する出力段(10)を有しており、前記出力段(10)は、各相ごとに設けられて制御可能に形成された3つの分離スイッチ(16、18、20)を介して、前記固定子(3)と接続されており、
前記電動機(1)は、前記制御ユニット(30)と接続されている回転子位置センサ(26)を有しており、
前記回転子位置センサ(26)は、前記回転子(5)の回転子位置を検出し、かつ、前記回転子位置を表す回転子位置信号を形成するように構成されており、
前記制御ユニット(30)は、前記回転子(5)の回転数を表す回転数信号を、時間信号に依存して前記回転子位置信号から形成し、前記回転数信号の周波数変調を検出することによって、半導体スイッチ(12、14、23、25、27、29)の故障によって前記回転子(5)に生じた制動トルク(60)を、前記回転数信号に依存して検出するように構成されており、
前記制御ユニット(30)は、前記半導体スイッチ(12、14、23、25、27、29)の故障を、前記制動トルク(60)に依存して検出し、かつ、前記3つの分離スイッチ(16、18、20)のうち、少なくとも、前記故障した半導体スイッチ(12、14、23、25、27、29)の電流経路内の前記分離スイッチ(16、18、20)を、前記故障した半導体スイッチ(12、14、23、25、27、29)を前記固定子(3)から切り離すために起動するように構成されている、
ことを特徴とする電動機(1)。 - 前記電動機(1)は、前記制御ユニット(30)と接続されており、かつ、時間基準である前記時間信号を形成するタイマー(31)を有している、請求項1記載の電動機(1)。
- 前記制御ユニット(30)は、前記制動トルク(60)の変化時点を、前記回転子位置信号に依存して検出するように構成されている、請求項1または2記載の電動機(1)。
- 前記制御ユニット(30)は、前記分離スイッチ(16、18、20)と接続されており、前記故障した半導体スイッチ(12、14、23、25、27、29)を介して流れる電流の零通過を前記分離スイッチ(16、18、20)を介して下降する電圧に依存して検出し、かつ、前記零通過の時間的な領域において、前記分離スイッチ(16、18、20)を、切り離しのために起動するように構成されている、請求項1から3までのいずれか1項記載の電動機(1)。
- 前記制御ユニット(30)は、前記故障した半導体スイッチ(12、14、23、25、27、29)を介して流れる電流の零通過を前記回転子位置信号に依存して検出し、かつ、前記零通過の時間的な領域において、前記分離スイッチ(16、18、20)を切り離しのために起動するように構成されている、請求項1から4までのいずれか1項記載の電動機(1)。
- 前記分離スイッチ(16、18、20)は半導体スイッチであり、
前記制御ユニット(30)は、前記分離スイッチ(16、18、20)を通って流れる電流の流れ方向に依存して、前記分離スイッチ(16、18、20)を切り離しのために起動するように構成されている、請求項1から5までのいずれか1項記載の電動機(1)。 - 前記分離スイッチ(16、18、20)は電界効果トランジスタである、請求項6記載の電動機(1)。
- 請求項1から7までのいずれか1項記載の電動機(1)を備えた、自動車用のパワーステアリングシステム(1、35)。
- 自動車用のパワーステアリングシステム(1、35)のための、電動機(1)の動作方法であって、
前記電動機(1)の固定子(3)と接続されている、前記電動機(1)の、三相インバータ構成を有する出力段(10)の半導体スイッチ(12、14、23、25、27、29)の故障を、前記電動機(1)の、永久磁石を用いて形成されている回転子(5)に作用する制動トルク(60)の時間に亘った変化に依存して検出する電動機(1)の動作方法において、
回転子位置センサ(26)によって、前記回転子(5)の回転子位置を検出して、前記回転子位置を表す回転子位置信号を形成し、
前記回転子(5)の回転数を表す回転数信号を、時間信号に依存して前記回転子位置信号から形成し、
前記回転数信号の周波数変調を検出することによって、前記制動トルク(60)を、前記回転数信号に依存して検出し、
故障した前記半導体スイッチ(12、14、23、25、27、29)が前記固定子(3)に通電できなくなるように、少なくとも、前記故障している半導体スイッチ(12、14、23、25、27、29)の、前記固定子(3)へと続く電流経路を前記制動トルク(60)に依存して電気的に切り離すために、前記出力段(10)と前記固定子(3)との間の電流経路に各相ごとに設けられて制御可能に形成された3つの分離スイッチ(16、18、20)のうち、少なくとも、前記故障している半導体スイッチ(12、14、23、25、27、29)の前記電流経路内の前記分離スイッチ(16、18、20)を起動する、電動機の動作方法。 - 前記制動トルク(60)に依存して、前記出力段(10)の全ての半導体スイッチ(12、14、23、25、27、29)を、前記固定子(3)から電気的に切り離す、請求項9記載の方法。
- 前記回転子位置信号に依存して前記固定子(3)に通電し、前記制動トルク(60)の時間に亘った変化を前記回転子位置信号に依存して検出する、請求項9または10記載の方法。
- 前記故障した半導体スイッチ(12、14、23、25、27、29)を介して流れる電流の零通過を、前記制動トルク(60)の時間に亘った変化に依存して検出し、前記出力段(10)の前記半導体スイッチ(12、14、23、25、27、29)を、前記零通過の時間的な領域において、前記固定子(3)から電気的に切り離す、請求項9から11までのいずれか1項記載の方法。
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