控制外部半桥功率输出级的电子控制单元和具有电子控制单元的电动驱动装置制造方法及图纸

技术编号:3391149 阅读:185 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
为了控制电动驱动装置MK/MBL,建议一种控制单元CU,该控制单元CU具有用于控制半桥功率输出级HB1/HB2/HB3的控制模块CM1/CM2/CM3。这些控制模块中的两个CM1/CM2被预配置用于通过两个半桥功率输出级HB1/HB2来选择性地控制整流式电动机MK或者无刷电动机MBL。第三控制模块CM3能随后被配置用于控制第三半桥功率输出级HB3或者两个单个开关元件M。此外,还建议一种具有所述的控制单元CU的电动驱动装置MK/MBL。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制外部半桥功率输出级的电子控律脾元 和具有电子控制单元的电动驱动装置本专利技术涉及一种电子控制单元,用于控制至少三个外部半桥功率输出级, 该电子控帝俾元针对半桥功率输出级中的每个具有控制模块。 此外,本专利技术还涉及具有这种控制单元的电动驱动装置。根据前序部分的控制单顽过所配属的半桥功率输出级被用于控制电感性 负载,这些电感性负载诸如fflil电动机的各个相的线圈给出的那些电感性负载。特别是在汽车技术中,电动驱动装置ffl^越多地被用于符合需求地、受控 地或者被调节地操作辅助机构和执行功能。对此的实例是电动操作的散热器风 扇、水泵、室内风扇以及车窗玻璃升降器的执行机构、伸缩车棚、开篷(Cabrioverdecke)、座位调整器、动力转向装置、变速器、差分传动驢、制动 系统及更多装置。在某些情况下,多个电动驱动装置还必须彼此协调或者同步 运行,如这例如在自动^I器(离合器/换挡装置)、双联离合^(专动装置(离合 器/离合器)中或者还在双7賴卩风扇中是这种情况那样。在这种情况下,不仅采用具有电刷的常规整流式电动机,而且越来越多地 采用电子整流的无刷电动机。这种符合需求地、受控地、被调节地、被保障地 以及必要时被协调地操作这种驱动装置越来越强烈地要求例如利用脉宽调制方 法来复合控制电动驱动^S,用于优化功率收益,用于进行功率调节并且必要 时用于进行同步。皿常要求具有微控制器、调压器、必要的半导体输出功率 级以及作为半导体功率输出级的控制单元的所属的驱动电子装置的上级智能控 制装置。在此,微控制器、调压器和半导体功率输出级能可变地被用在不同的 电动机类型中。可是,驱动电子装置必须适配到相应的^ffl情况,因为整流式 电动机通过两个连接成H全桥的半导体半桥来控制,而无刷电动机M31三个单 个半导体半桥来控制。该问题的第一解决方案迄今在于,针每种使用情况有针对两个或者三个半 桥的专门配置的驱动电子装置。附图说明图1A和图1B示出这种现有技术。图1A示出 具有所属的驱动电路CIC (A)的整流式电动机MK的H全^gVB。与此相反,图IB示出三个半导体半桥HB1、 HB2、 HB3的装置,用于控制具有所属 的驱动电路CIC (B)的三相鄉幢流电动机MBL。该问题的另4军决方案在于,针对每个半导体半桥JOT单^N虫立的驱动模 块。在此,现有的解决方案与被集成在控制组件SB上的所属驱动电路CIC 一 起分另鹏供半桥功率输出级。然后,必须根据需求组合必需数目的控制组件SB。 在图2A中示出整流式电动机MK的现有技术,而在图2B中示出鄉l」电动机 MBL的现有技术。根据现有解决方案之一的选择,必须容忍提高的设计、构造、制造和安装 技术的开销,以及必要时必须容忍提高的空间要求,这使得单^M决方案变得曰虫 卬贝o此外,第一解决方案具有以下缺点,艮P必需的驱动电路的件数被划分为两 种应用情况A和B,并且因此相应的驱动电路的单个^f(较少。这与合理生产 相对立,并且最后由此提高了成本。在第二解决方案中存在以下缺点,即对于功率开关单元(MOSFET)不可 能在市场上做出自由的、面向价格的选择。因此,不能充分利用现有的节约潜 力。因此,本专利技术的任务在于,提供一种可变地被采用的电子控制单元(用于 半桥功率输出级的控制单元),该电子控制单元育^)多同样被用于控制整流式电动 机和控制无刷整流电动机,可是仍然能够避免现有解决方案的缺点。由此应该 最终斷氏电动驱动单元的设计开销,并且同时P對氏电动驱动单元的整体成本。该任务通过具有按照权利要求1的特征的电子控制单元以及S31具有按照 权利要求10的特征的电动驱动^fi来解决。可以单独地或者彼此组合地采用的 有利的改进方案和扩展方案是从属权利要求的主题。用于控制至少三个外部半桥功率输出级(下面也简称为半桥或者半桥电路) 的电子控制单元针对半桥功率输出级中的每一个具有控制模块。为了通过两个 半桥功率输出级来控制电动机,第一和第二控制模块一起被预配置在第一公共 配置层上。至少一个第三控制模块在第二配置层上可自由配置,用于选择性地 控制电动机的单个相,或者用于用作两个简单的信号输出端或者驱动输出端。在此,配置应该被理解为控制模i央CM相互之间的、控制模块CM与到上 级微处理器的接线端、控制模块CM与到外部开关元件的接线端或者控制模i央CM还与该控制单元的其他功能模块的电气的或者程序技术的逻辑布线或连接。 如果配置至少部分地在控制单元的生产过程期间通过控制模块的不变的或者不可逆的电气布线按照"专用集成电路(ASIC)"的方式被固定地预定,贝iJ存在固定的预配置。与此相反,如果控制模块的专用布线仅在该控制单元完成之后根据应用情 况(必要时通过用户自己)能够不同地被制造,贝瞎在自由的可配置性。这例 如能以简单的方式舰借助所谓的跳接开关、通过旁路控制单元的某些接线管 脚或者施加连续信号来在外部激活某个集成的功能模块而实现。可是,也可以为此设置被集成在控制单元中的一次或者可重复的可编程逻辑阵列(PLA, Programmable Logic Airay),该可编程逻辑阵列能由用户自由编程。本专利技术还涉及在电动机外壳中具有线圈和7乂磁铁的电动驱动装置,该电动驱动装置具有用于给线圈供电的半桥功率输出级的装置和电子控制单元(如上 所述)。电子控制单元用于控制半挢功率输出级,其中控制单元被布置在电动驱 动装置的电动机外壳中或者电动机外壳上。 本专利技术能够被总结如下为了控制电动驱动錢而建议一种控制单元,该控制单元具有用于控制半 桥功率输出级的控制模块。这些控制模块中的两个通过两个半桥功率输出级被 预配置用于选择性地控制整流式电动机或者无刷电动机。第三控制模块可随后 被配置用于控制第三半桥功率输出级或者两个单个开关元件。此外还建议一种 具有所述的控制单元的电动驱动装置。通过本专利技术,通过合并(Buendelung)针对整流式电动机和无刷电动机的 控制单元的件数能够生产更多件数的结构相同的控制单元。这使得控制单元的 生产和质量保证过程以及小型化能够合理化和自动化。这又对控制单元的生产 成本、生产质量和稳定',积极作用。以下,本专利技术的其他优点和改进方案根据实施例以及根据附图进一步被说明。图1A示意性示出按照现有技术的、用于控串'j整流式电动机的、具有分开 的驱动电路的H全桥电路的简化示意图;图1B示意性示出按照现有技术的、用于控制三相无刷整流电动机的、具 有分开的驱动电路的三个半桥电路的装置的简化示意图;图2A示意性示出按照现有技术的、用于控制整流式电动机的、分别具有 集成的驱动电路的两个半桥控制组件的装置的简化示意亂图2B示意性示出按照现有技术的、用于控制三相无刷整流电动机的、分 别具有集成的驱动电路的三个半桥控制组件的装置的简化示意亂图3示意性示出根据本专利技术的电子控制单元的简化方框电路图;图4示意性示出根据本专利技术的具有扩展功能的电子控制单元的另一简化方 框电路图;图5示意性示出具有根据本专利技术的被配置用于控制整流式电动机的控制单 元和两个其他信号输出端的电路装置的简化示意图;图6示意性示出具有根据本专利技术的被配置用于控制三相^lj整流电动机的 控制单元的电路装置的简化示意图;以及图7示意性示出根据本专利技术的具有根据本专利技术的控制单本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于控制至少三个外部半桥功率输出级(HB1;HB2;HB3)的电子控制单元(CU),该电子控制单元(CU)针对半桥功率输出级(HB1;HB2;HB3)中的每个具有控制模块(CM1;CM2;CM3),其特征在于,第一控制模块(CM1)和第二控制模块(CM2)一起为了通过两个半桥功率输出级(HB1;HB2)来控制电动机(MK/MBL)而被预配置在第一公共配置层(KE1)上;并且至少一个第三控制模块(CM3)在第二配置层(KE2)上能被自由配置,以致控制模块(CM3)的输出端能选择性地被用于控制电动机(MBL)的单个相(L1/L2/L3)或者能被用作两个简单的信号输出端或者驱动输出端(TM5;TM6)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:J洛布尔T梅尔
申请(专利权)人:西门子威迪欧汽车电子股份公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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