用于电动马达的开关机构、控制装置、转向系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于尤其是机动车的转向系统的电动马达（11）的开关机构（1），该开关机构具有至少一个具有两个半导体开关（3、4）的用于按需要给所述电动马达（11）的至少一个相位（X）通电的半桥（5），其中为所述半导体开关（3、4）分配了驱动器机构（2），所述驱动器机构根据操控信号（AS）来操纵所述半导体开关（3、4）。在此规定，所述驱动器机构（2）具有用于产生工作时钟频率的振荡器（7）、用于接收同步信号（SS）的器件（6）以及用于根据所述同步信号（SS）来调整所述工作时钟频率的机构（8）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电动马达的开关机构、控制装置、转向系统
本专利技术涉及一种用于尤其是机动车的转向系统的电动马达的开关机构，该开关机构具有至少一个具有两个半导体开关的用于按需要给所述电动马达的至少一个相位通电的半桥，其中，所述半导体开关分配有驱动器机构，所述驱动器机构根据操控信号来操纵所述半导体开关。此外，本专利技术涉及一种用于具有多个电相位的尤其是机动车的转向系统的电动马达的控制装置，所述控制装置对所述电动马达的相位中的每个相位来说具有如上面所描述的那样的开关机构并且具有控制单元，所述控制单元构造用于产生操控信号，以用于操纵所述开关机构。此外，本专利技术涉及一种用于机动车的转向系统，所述转向系统：具有转向手柄；具有至少一个能转向的车轮，所述能转向的车轮的转向角尤其能够根据对于转向手柄的操纵或者自动化的转向角预先给定来调节，其中所述转向系统具有至少一个具有多个相位的电动马达，所述电动马达用于向所述能转向的车轮加载转向力矩或者支持性转向力矩；并且具有上面所描述的用于对所述电动马达的相位进行操控的控制装置。此外，本专利技术涉及一种用于运行用于具有多个电相位的马达的、尤其如上面所描述的那样的控制装置的方法，其中对所述电动马达的相位中的每个相位来说都存在着开关机构。
技术介绍
开头所提到的类型的开关机构、控制装置和转向系统从现有技术中为人所知。为了运行电动马达，通常借助于半导体半桥来操控所述电动马达的各个相位。这些半桥分别具有两个半导体开关、高侧开关和低侧开关，所述两个半导体开关通过脉宽调制来操控，以用于按照预先给定的脉宽调制来给所述相位通电。借助于经常被称为门驱动器（Gatetreiber）的驱动器机构来操纵所述半导体开关，用于传导电流或者用于中断电流传导。为了对于在对安全来说意义重大的应用中的电动马达来说能够持久地保证安全的运行，此外知道冗余地设置并且操控这样的电动马达，从而比如多重设置了电动马达的相位。在应该在不取决于驾驶员的情况下在自主的驾驶运行中引起对于驾驶员的电动的支持或者电动的转向角调节的转向系统的领域内，知道冗余地设置多个相位并且通过自身的半导体-半桥来操控这些相位中的每个相位。为了在正常运行中不出现误力矩或者类似情况，必须同时转换所述半导体开关或者所述半导体-半桥。为此，知道将所述半桥中的每个半桥或者所述半导体开关中的每个半导体开关单独地与控制单元连接起来，以用于向其输送操控信号，从而即使在所述相位之一或者所述半导体开关之一失灵时也保证安全的运行。但是，这意味着高的电缆敷设开销，所述高的电缆敷设开销一方面向所存在的结构空间提出要求并且另一方面导致不受欢迎的材料成本及装配成本。一种相应的控制装置比如从公开文献US2004/0264075A1中得到了公开。
技术实现思路
所述按本专利技术的具有权利要求1的特征的开关机构拥有以下优点：能够放弃昂贵的、用于对多个开关机构进行操控的电缆敷设开销。各个开关机构为此能够如此构成，使得其本身保证，其以所期望的工作时钟或者以所期望的工作时钟频率进行工作，使得所需要的电缆敷设不太昂贵。按照本专利技术，为此而规定，所述驱动器机构具有用于产生工作时钟频率的振荡器、用于接收同步信号的器件以及用于根据所述同步信号对所述工作时钟频率进行调整的机构。所述开关机构因而构造用于：根据外部输送的同步信号来对其工作时钟频率进行调整，从而，如果设置一种具有多个这样的开关机构的控制装置，则保证所述开关机构在实际上在所期望的时刻转换，从而比如同时转换所述电动马达的冗余的相位并且由此能够实现所述电动马达的无故障的运行。通过根据同步信号对所述工作时钟频率进行的调整，来保证各个开关机构彼此并行地被脉冲激发（getaktet）并且由此同时根据所述操控信号来转换。按照本专利技术的一种优选的实施方式来规定，所述机构具有计数器，所述计数器用于根据同步信号来检测所述振荡器的实际-工作时钟频率。尤其规定，所述计数器在接收所述同步信号时针对能够预先给定的时间的持续时间或者针对所述同步信号的持续时间给所述振荡器的振荡进行计数，并且由此确定所述振荡器的实际-工作时钟频率并且尤其将其与预先给定的目标-工作时钟频率进行比较。所述开关机构为此而适宜地具有非易失性存储器，在所述非易失性存储器中保存了或者能够保存所述目标-工作时钟频率。根据所述实际-工作时钟频率与所述目标-工作时钟频率的比较来改变所述振荡器的工作时钟频率，直至所述实际-工作时钟频率对应于所述目标-工作时钟频率。由此保证，所述开关机构以所期望的工作时钟频率来工作并且由此如前面所描述的那样能够与另外的开关机构并行地被转换。所述计数器优选不仅用于进行同步，而且也用于所述电动马达的正常运行。通过对于所述同步脉冲的计数，尤其进行所述控制装置的定向，所述控制装置根据所计数的同步脉冲来确定所述系统处于何种状态中。因此，能够根据所述定向来执行指令或者附加指令，从而比如对于每第x个同步脉冲或者微拍（Mikrotick）来说执行特定的指令。由此比如也能够对所述半导体开关进行相对于所述同步信号延迟的操控。按照本专利技术的一种优选的改进方案来规定，所述振荡器构造为受控制的、尤其是电压控制的或者电流控制的振荡器，并且所述机构构造用于改变所述振荡器的输入信号、尤其是输入电压或者输入电流，以用于调整其工作时钟频率。由此，通过如上面所描述的那样改变所述受控制的振荡器的输入信号来调整所述振荡器的实际-工作时钟频率，以用于实现所期望的工作时钟频率。此外优选规定，所述驱动器机构具有数据总线接头。通过这个数据总线接头，所述驱动器机构尤其得到用于转换所述半导体开关的操控信号。通过连接到所述数据总线上，能够快速而可靠地传输所述操控信号。此外，通过所述数据总线，通过简单而成本低廉的方式方法能够将所述开关机构彼此串联起来，在那里通过所述开关机构的按本专利技术的构造来保证，此后所述开关机构以同一个工作时钟频率来工作并且由此保证所述开关机构的串联或者可靠的并行运行。尤其规定，所述驱动器机构构造用于以菊花链（Daisy-Chain）-串联线路来接收并且传送所述操控信号。在此因而规定，所述开关机构接收所述操控信号并且随后将其传送或者能够传送给另一个开关机构，从而提供多个这样的开关机构的菊花链或者串联线路，所述菊花链或者串联线路允许同时转换所述半导体开关、尤其是电动马达的冗余的相位。所述按本专利技术的具有权利要求6的特征的控制装置的突出之处相应地在于按本专利技术的用于所述电动马达的相位中的每个相位的开关机构并且在于一种控制单元，其中所述控制单元构造用于：一方面产生所述操控信号并且将其输送给所述开关机构中的至少一个开关机构并且另一方面产生至少一个同步信号并且将其输送给所述开关机构中的每个开关机构。在此因而规定，所述尤其是具有微处理器的控制单元比如根据对于转向手柄的操纵来产生所述操控信号并且将其输送给所述开关机构中的至少一个开关机构，以用于相应地操纵所述开关机构。所述控制单元由此向所述开关机构中的每个开关机构输送同步信号、尤其是同步脉冲并且向所述开关机构中的一个或者多个开关机构输送所述操控信号，以用于实现对于所述半导体桥的相同地脉冲激发的操控。由于所述开关机构的按本专利技术的构造，这些开关机构在其工作时钟频率方面彼此相匹配，从而对所述电动马达的相位进行有利的通电或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于尤其是机动车的转向系统的电动马达（11）的开关机构（10），具有至少一个具有两个半导体开关（3、4）的用于按需要给所述电动马达（11）的至少一个相位（X）通电的半桥（5），其中，所述半导体开关（3、4）分配有驱动器机构（2），所述驱动器机构根据操控信号（AS）操纵所述半导体开关（3、4），其特征在于，所述驱动器机构（2）具有用于产生工作时钟频率的振荡器（7）、用于接收同步信号（SS）的器件（6）以及用于根据所述同步信号（SS）来调整所述工作时钟频率的机构（8）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.11 DE 102016106547.11.用于尤其是机动车的转向系统的电动马达（11）的开关机构（10），具有至少一个具有两个半导体开关（3、4）的用于按需要给所述电动马达（11）的至少一个相位（X）通电的半桥（5），其中，所述半导体开关（3、4）分配有驱动器机构（2），所述驱动器机构根据操控信号（AS）操纵所述半导体开关（3、4），其特征在于，所述驱动器机构（2）具有用于产生工作时钟频率的振荡器（7）、用于接收同步信号（SS）的器件（6）以及用于根据所述同步信号（SS）来调整所述工作时钟频率的机构（8）。2.按权利要求1所述的开关机构，其特征在于，所述机构（8）具有用于根据所述同步信号（SS）对所述振荡器（7）的实际-工作时钟频率进行检测的计数器（Z）。3.按前述权利要求中任一项所述的开关机构，其特征在于，所述振荡器（7）构造为电压控制的振荡器（7），并且所述机构（8）构造用于改变所述振荡器（7）的输入电压，以用于调整其工作时钟频率。4.按前述权利要求中任一项所述的开关机构，其特征在于，所述驱动器机构（2）具有数据总线接头（6）。5.按前述权利要求中任一项所述的开关机构，其特征在于，所述驱动器机构（2）构造用于以菊花链-串联线路来接收并且传送所述操控信号（AS）。6.控制装置（10），用于尤其是机动车的转向系统的具有多个电相位（U1-W4）的电动马达（11），所述控制装置相应地具有用于所述电动马达的相位中的每个相位的按权利要求1到5中任一项所述的开关机构（1）并且具有至少一个控制单元（14），所述至少一个控制单元构造用于一方面产生所述操控信号（AS）并且将其输送给所述开关机构（1）中的至少一个开关机构并且另一方面产生至少一个同步信号（SS）并且将其输送给所述开关机构（1）中的每个开关机构。7.按权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述开关机构（1）中的至少一些开关机构以组（12、13）的形式作为菊花链来串联，以用于将所述操控信号（AS）从所述开关机...

【专利技术属性】
技术研发人员：S瓦尔茨，A施佩因勒，M韦伯，S维德曼，P科西奥里斯，D兰普雷克特，A克劳特斯特伦克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE