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    • 专利摘要:
    Das System zum Auskuppeln eines Motors (118, 218) weist einen Motor (118, 218) mit einer Mehrzahl von Motorwicklungen (119, 120, 121; 219, 220, 221) und einer Mehrzahl von unidirektionalen Schaltern (154, 156, 158; 272, 274, 276) auf. Der Mehrzahl von unidirektionalen Schaltern (154, 156, 158; 272, 274, 276) entspricht eine in der Anzahl gleiche Zahl an Motorwicklungen (119, 120, 121; 219, 220, 221). Jede Motorwicklung (119, 120, 121; 219, 220, 221) ist in elektrischer Serienverbindung mit einem der unidirektionalen Schalter (154, 156, 158; 272, 274, 276). Eine Gate-Treiberschaltung (133, 212) ist in Verbindung mit jedem der unidirektionalen Schalter (154, 156, 158; 272, 274, 276). Eine Leistungsschaltung (114, 214) ist in Verbindung mit jedem der unidirektionalen Schalter (154, 156, 158; 272, 274, 276).The system for disengaging a motor (118, 218) has a motor (118, 218) with a plurality of motor windings (119, 120, 121; 219, 220, 221) and a plurality of unidirectional switches (154, 156, 158; 272, 274, 276). The plurality of unidirectional switches (154, 156, 158; 272, 274, 276) corresponds to an equal number of motor windings (119, 120, 121; 219, 220, 221). Each motor winding (119, 120, 121; 219, 220, 221) is in electrical series connection with one of the unidirectional switches (154, 156, 158; 272, 274, 276). A gate driver circuit (133, 212) is connected to each of the unidirectional switches (154, 156, 158; 272, 274, 276). A power circuit (114, 214) is in communication with each of the unidirectional switches (154, 156, 158; 272, 274, 276).
    公开号:DE102004023713A1
    申请号:DE102004023713
    申请日:2004-05-11
    公开日:2004-12-09
    发明作者:Ivana Ann Arbor Milosavijevic；Darrel A. Ypsilanti Recker
    申请人:Visteon Global Technologies Inc；
    IPC主号:B62D5-04
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf bürstenloseGleichstrom-Motoren. Insbesondere bezieht sich die Erfindung aufein System und ein Verfahren zum elektrischen Auskuppeln bzw. Ausrücken bzw.Auslöseneines bürstenlosenGleichstrom-Motors unter Verwendung von unidirektionalen Schaltern,um eine dynamische Bremsstromschleife zu verhindern.TheThe present invention relates generally to brushlessDC motors. In particular, the invention relates toa system and a method for electrical disengagement or disengagement orTriggera brushless oneDC motor using unidirectional switches,to prevent a dynamic braking current loop.
    [0002] Beielektrischen leistungs- bzw. strom-unterstützten Lenk (Electric PowerAssist Steering = EPAS)-Anwendungen ist es unerwünscht, den Motor elektrischauszukuppeln bzw. auszurückenoder anderweitig abzutrennen, so dass unter bestimmten Fehler- bzw.Ausfallbedingungen eine dynamische Bremsstromschleife erzeugt wird,um hierdurch das Lenkrad zu verriegeln bzw. zu blockieren. Bei den meistenMotorsteuer- bzw. -regelanwendungen, einschließlich EPAS, befindet sich dieLeistungsschaltung zur Stromversor gung des Motors in Verbindung mitsämtlichender Motoranschlüsse.Um das Auskuppeln des Motors zu unterstützen, sind einige der Motoranschlüsse selektivmit der Stromschaltung unter Verwendung mechanischer Relais verbunden.atelectrical power or current-assisted steering (Electric PowerAssist Steering = EPAS) applications, it is undesirable to have the motor electricdisengage or disengageor otherwise separate so that under certain error orFailure conditions a dynamic braking current loop is generatedto lock or block the steering wheel. Most of themEngine control applications, including EPAS, are located in thePower circuit for power supply to the motor in connection withallthe motor connections.To help disengage the engine, some of the engine connections are selectiveconnected to the power circuit using mechanical relays.
    [0003] Intypischer Weise wird ein mechanisches Relais in Verbindung mit allenaußereinem der Motoranschlüssevorgesehen. Aufgrund der bidirektionalen Wirkung des mechanischenRelais ist das System gegenüberdynamischen Bremsstromschleifen geschützt, die durch einen Kurzschlussin der Stromschaltung verursacht sind. Jedoch, die Kosten, die Größe bzw.Abmessung, der Leistungsverbrauch und geringe Wärmeableitungs- bzw. Wärmeabstrahlungseigenschaftenvon mechanischen Relais kann zu höheren Ausfallraten führen, wasdiese Vorrichtungen unerwünschtmacht.Intypically a mechanical relay is used in conjunction with allexceptone of the motor connectionsintended. Due to the bidirectional effect of the mechanicalRelay is opposite the systemdynamic braking current loops protected by a short circuitare caused in the power circuit. However, the cost, size orDimension, the power consumption and low heat dissipation or heat radiation propertiesof mechanical relays can lead to higher failure rates, whatthese devices undesirablemakes.
    [0004] Festkörperrelaiskönnendazu verwendet werden, um mechanische Relais zu ersetzen. Bei der Festkörper-Konfigurationwerden zwei unidirektionale Schalter mit entgegengesetzter Polarität in Serie bzw.Reihe verwendet, um die bidirektionalen Stromblockierung eines mechanischenRelais zu erhalten. Die Festkörper-Konfigurationerfordert 2·(N – 1) unidirektionaleSchalter, wobei N die Anzahl der Motorwicklungen ist. Jedoch erfordertdies eine großeAnzahl von Komponenten in der Schaltung, was die Kompliziertheitund Kosten erhöht.Solid state relaycanused to replace mechanical relays. With the solid state configurationtwo unidirectional switches with opposite polarity are connected in series orSeries used the bidirectional current blocking of a mechanicalGet relay. The solid state configurationrequires 2 · (N - 1) unidirectionalSwitch, where N is the number of motor windings. However requiresthis is a big oneNumber of components in the circuit, which is the complexityand costs increased.
    [0005] ImHinblick auf das Obige ist es offensichtlich, dass eine Notwendigkeitfür einSystem und ein Verfahren zum elektrischen Auskuppeln bzw. Ausrücken einesbürstenlosenGleichstrom-Motors unter Verwendung einer weniger komplexen bzw.komplizierten Schaltung vorhanden ist. Vorzugsweise wird der Motorunter Verwendung einer Schaltung ausgekuppelt bzw. ausgerückt, welcheweniger Komponenten aufweist, um hierdurch Raum, Kosten und Leistungsverbrauchzu reduzieren.in theIn view of the above, it is obvious that a necessityfor aSystem and a method for electrically disengaging or disengaging abrushlessDC motor using a less complex orcomplicated circuit is present. Preferably the enginedisengaged using a circuit, whichhas fewer components, thereby reducing space, costs and power consumptionto reduce.
    [0006] Demzufolgeist es Aufgabe der Erfindung, in einem servo-unterstützten Lenksystemdynamische Bremsstromschleifen sicher zu verhindern, wobei einfacheMaßnahmenergriffen werden. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs1.As a result,it is the object of the invention in a servo-assisted steering systemto prevent dynamic braking current loops safely, being simpleactivitiesbe taken. This object is achieved by the features of the claim1.
    [0007] Umsowohl der obigen Notwendigkeit zu entsprechen, als auch die aufgezählten Nachteileund andere Beschränkungendes Standes der Technik zu überwinden,schafft die vorliegende Erfindung eine vereinfachte Schaltung zumAuskuppeln eines bürstenlosenGleichstrom-Motors unter Verwendung unidirektionaler Schalter, umeine dynamische Bremsstromschleife zu verhindern. Im Spezifischensieht die Erfindung eine Leistungs- bzw. Stromschaltung vor, eineGate-Treiberschaltung und unidirektionale Schalter, die an jederMotorwicklung angebracht sind, um dynamische Bremsstromschleifenzu verhindern. Unidirektionale Schalter, z.B. Feldeffekttransistoren(FETs), könneneine Stromblockierung in nur einer Richtung vorsehen, wenn nichtleitend. Eine unidirektionale Blockierung entsprechend der Erfindungist ausreichend, um die unerwünschtendynamischen Bremsstromschleifen zu verhindern.Aroundto meet both the above need and the disadvantages enumeratedand other restrictionsto overcome the state of the art,The present invention provides a simplified circuit forDisengaging a brushlessDC motor using unidirectional switches toto prevent a dynamic braking current loop. Specificallythe invention provides a power or current circuit, aGate driver circuit and unidirectional switches on eachMotor winding are attached to dynamic braking current loopsto prevent. Unidirectional switches, e.g. FETs(FETs), canprovide one-way current blocking if notconductive. Unidirectional blocking according to the inventionis sufficient to avoid the unwantedto prevent dynamic braking current loops.
    [0008] DerStrom, der von einer der Motorwicklungen fließt, muss durch eine andereMotorwicklung zurückgeführt werden,um eine Bremsstromschleife zu erzeugen. Folglich, wenn Strom darangehindert wird, in die Stromschaltung durch die unidirektionalenSchalter an jeder Wicklung einzutreten, verhindert dies notwendigerweise,dass irgendeine Stromschleife durch die Stromschaltung existiert.Diese Lösungerfordert N unidirektionale Schalter, wobei N die Anzahl der Motorwicklungenist. Folglich könnenbei einem 3-Phasen-Motordrei unidirektionale Schalter anstelle der vier unidirektionalenSchalter verwendet werden, die erforderlich sind, um ein mechanisches Relaisentsprechend den bekannten Technologien zu replizieren.TheCurrent flowing from one of the motor windings must go through anotherMotor winding can be returned,to create a braking current loop. Hence when there is electricity on itis prevented from entering the power circuit through the unidirectionalEntering switches on each winding necessarily prevents thisthat there is any current loop through the current circuit.This solutionrequires N unidirectional switches, where N is the number of motor windingsis. Hence canwith a 3-phase motorthree unidirectional switches instead of the four unidirectionalSwitches are used that are required to provide a mechanical relayto replicate according to known technologies.
    [0009] Dasgleiche Prinzip kann angewendet werden, wenn diese Schalter innerhalb desMotors angeordnet werden, insbesondere, wenn der Motor Y-gewickeltmit einem zentralen bzw. mittleren Verbindungs- bzw. Anschlusspunktist. Die unidirektionalen Schalter können zwischen der Wicklungund dem mittleren Anschlusspunkt verbunden werden, um dynamischeStrombremsschleifen bzw. Bremsstromschleifen zu verhindern. Weiterhinhindert diese Konfiguration Strombremsschleifen daran, als ein Ergebniseines elektrischen Kurzschlusses zwischen den Wicklungen erzeugtzu werden.Thesame principle can be applied if these switches within theMotors are arranged, especially if the motor is Y-woundwith a central or middle connection or connection pointis. The unidirectional switches can be between the windingand the middle connection point to be connected to dynamicTo prevent current brake loops or brake current loops. FartherAs a result, this configuration prevents current brake loopsan electrical short circuit between the windingsto become.
    [0010] DieVorteile der Verwendung unidirektionaler Schalter entsprechend dervorliegenden Erfindung sind u.a. höhere Zuverlässigkeit, geringere Größe bzw.Abmessung, einfacher Zusammenbau, geringer Leistungsverbrauch undpotentiell geringere Kosten.TheAdvantages of using unidirectional switches according to thepresent invention include higher reliability, smaller size orDimension, easy assembly, low power consumption andpotentially lower costs.
    [0011] WeitereAufgaben, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden für Fachleuteaus der nachfolgenden Beschreibung leicht offensichtlich, unter Bezugnahmeauf die Zeichnungen und Ansprüche, welchebeigefügtsind und einen Teil dieser Patentschrift bilden. In der ZeichnungzeigenFurtherObjects, features and advantages of this invention will become apparent to those skilled in the arteasily apparent from the following description, with referenceto the drawings and claims whichenclosedare and form part of this patent. In the drawingdemonstrate
    [0012] 1 eine schematische Darstellungeines Systems nach dem Stand der Technik unter Verwendung mechanischerRelais, um den Motor auszukuppeln; 1 a schematic representation of a prior art system using mechanical relays to disengage the motor;
    [0013] 2 eine schematische Darstellungeines Systems nach dem Stand der Technik unter Verwendung einer3-Phasen- bzw. Drehstrombrücke,um den Motor auszukoppeln; 2 is a schematic representation of a system according to the prior art using a 3-phase or three-phase bridge to decouple the motor;
    [0014] 3 eine schematische Darstellungeines Systems unter Verwendung unidirektionaler Schalter, um denMotor entsprechend der vorliegenden Erfindung auszukuppeln; und 3 a schematic representation of a system using unidirectional switches to disengage the motor according to the present invention; and
    [0015] 4 eine schematisches Darstellungeines alternativen Systems, wel ches die Prinzipien der vorliegendenErfindung verkörpertund unidirektionale Schalter verwendet, die innerhalb des Motorsangeordnet sind. 4 is a schematic representation of an alternative system embodying the principles of the present invention and using unidirectional switches located within the motor.
    [0016] Wennnunmehr auf 1 Bezuggenommen wird, so wird erläutert,dass der Stand der Technik ein System zum Auskuppeln eines elektrischenMotors 18 unter Verwendung einer Steuer- bzw. Regelschaltung 12,einer Leistungs- bzw.Stromschaltung 14 und zweier mechanischer Relais 16, 17 zeigt.Die Stromschaltung 14 ist mit den Motoranschlüssen 28, 32 durchdie mechanischen Relais 16, 17 über Leitungen 13 und 15 selektivverbunden. Die Stromschaltung 14 ist unmittelbar mit einemdritten Motoranschluss 30 durch die Leitung 29 verbunden.Beruhend auf einem Signal von der Steuerschaltung 12 werdendie mechanischen Relais 16, 17 die Stromschaltung 14 mitden Motoranschlüssen 28, 32 verbinden.Unter Auskuppeln wird jede Art von Trennen wie z.B. Ausrücken verstanden.If now on 1 Reference is made to explain that the prior art has a system for disengaging an electric motor 18 using a control circuit 12 , a power or current circuit 14 and two mechanical relays 16 . 17 shows. The power circuit 14 is with the motor connections 28 . 32 through the mechanical relays 16 . 17 over lines 13 and 15 selectively connected. The power circuit 14 is immediately connected to a third motor 30 through the line 29 connected. Based on a signal from the control circuit 12 become the mechanical relays 16 . 17 the power circuit 14 with the motor connections 28 . 32 connect. Disengaging is understood to mean any kind of disconnection such as disengagement.
    [0017] Diemechanischen Relais 16, 17 haben jeweils eineSpule 26, einen normalerweise offenen Kontakt 24 undeinen seitlichen Kontakt 22. Die Steuerschaltung 12 kuppeltden Motor 18 durch Erregen der Spulen 26 der Relais 16, 17 ein,um hierdurch die Stromschaltung 14 mit dem normalerweiseoffenen Kontakt 24 zu verbinden. Wenn auf diese Weise verbunden,fließt über dennormalerweise offenen Kontakt 24 der Relais 16, 17 Stromfür dieWicklungen 19, 20 durch die Motoranschlüsse 28, 32.The mechanical relays 16 . 17 each have a coil 26 , a normally open contact 24 and a side contact 22 , The control circuit 12 clutch the motor 18 by energizing the coils 26 the relay 16 . 17 to thereby turn the power circuit 14 with the normally open contact 24 connect to. When connected in this way, the normally open contact flows 24 the relay 16 . 17 Electricity for the windings 19 . 20 through the motor connections 28 . 32 ,
    [0018] DieSteuerschaltung 12 kuppelt den Motor 18 dadurchaus, dass die Spulen 26 der mechanischen Relais 16, 17 vonder Stromversorgung getrennt werden, wodurch die Stromschaltung 14 dazuveranlasst wird, mit dem seitlichen Kontakt 22 verbundenzu werden. Wenn die Stromschaltung 14 mit dem seitlichenKontakt 22 der Relais 16 und 17 verbundenist, kann kein Strom zwischen der Stromschaltung 14 undden Wicklungen 19, 21 fließen, um eine Strombremsschleifedurch die Stromschaltung 14 zu bilden. Selbst wenn derMotoranschluss 30 und die Wicklung 20 noch mitder Stromschaltung 14 entlang der Leitung 29 verbundensind, kann die Bremsstromschleife aufgrund des offenen Zustandsder anderen Motoranschlüsse 28, 32 nichterzeugt werden, welche mit den Wicklungen 19, 21 verbundensind. Bei keinem Rückkehrpfad,um eine Strombremsschleife durch die Wicklung 19 oder dieWicklung 21 zu vervollständigen, wird das System denMotor auskuppeln, ohne eine Bremsstromschleife zu erzeugen.The control circuit 12 clutch the motor 18 in that the coils 26 the mechanical relay 16 . 17 be disconnected from the power supply, causing the power circuit 14 is caused to make side contact 22 to be connected. If the power circuit 14 with the side contact 22 the relay 16 and 17 connected, there can be no current between the power circuit 14 and the windings 19 . 21 flow to a current brake loop through the current circuit 14 to build. Even if the motor connection 30 and the winding 20 still with the power circuit 14 along the line 29 connected, the braking current loop can be due to the open state of the other motor connections 28 . 32 not generated, which with the windings 19 . 21 are connected. With no return path, a current brake loop through the winding 19 or the winding 21 To complete, the system will disengage the motor without creating a braking current loop.
    [0019] Wennnunmehr auf 2 Bezuggenommen wird, so wird erläutert,dass der Stand der Technik ebenfalls ein Ersetzen der mechanischenRelais 16, 17 nach 1 durchFestkörper-Relais 42, 44 kennt. Beidieser Konfiguration ist ein Festkörper-Relais 42 zwischender Stromschaltung 14 und dem Motoranschluss 28 vorgesehen.In ähnlicherWeise ist ein zweites Festkörper-Relais 44 zwischender Leistungs- bzw. Stromschaltung 14 und dem Motoranschluss 32 vorhanden.Eine Gate-Treiberschaltung 33 erregt den Motor 18 mitStrom dadurch, dass ein Signal zu den Festkörper-Relais 42, 44 geschickt wird,welcher die Festkörper-Relaisdazu veranlasst, jeweils durch die Leitungen 13 und 15 zwischender Stromschaltung 14 und den Motoranschlüssen 28 und 32 zuleiten.If now on 2 Reference is made to explain that the prior art also replaces the mechanical relay 16 . 17 to 1 through solid state relays 42 . 44 knows. This configuration is a solid state relay 42 between the power circuit 14 and the motor connection 28 intended. Similarly, a second solid state relay 44 between the power or current circuit 14 and the motor connection 32 available. A gate driver circuit 33 excites the engine 18 with current by sending a signal to the solid state relay 42 . 44 is sent, which causes the solid-state relays, each through the lines 13 and 15 between the power circuit 14 and the motor connections 28 and 32 to lead.
    [0020] DasFestkörper-Relais 42 weistein Paar Feldeffekttransistoren 34, 36 auf, diein entgegengesetzter Polaritätverbunden sind. In ähnlicherWeise weist das Festkörper-Relais 44 ebenfallsein Paar Feldeffekttransistoren 38, 40 auf, diein entgegengesetzter Polaritätverbunden sind. Wenn der Feldeffekttransistor 34 nichtleitend ist, blockiert die Diode 46 des Feldeffekttransistors 34 denStrom, er kann nicht durch die Wicklung 19 zu der Stromschaltung 14 fließen. Umgekehrt,wenn der FET 36 nicht leitend ist, hindert die Diode 48 irgendeinenStrom am Fließenvon der Stromschaltung 14 zu der Wicklung 19. DieKooperation der Diode 46 und der Diode 48 erzeugteine bidirektionale Blockierung des Stromflusses, wenn die FETs 34 und 36 nichtleitend sind. In ähnlicherWeise hindert die Diode 50 des Feldeffekttransis tors 38 irgendeinenStrom daran, von der Wicklung 21 zu der Stromschaltung 14 zufließen, wenndie FETs 38 und 40 nicht leitend sind, während dieDiode 52 des Feldeffekttransistors 40 irgendeinen Stromdaran hindert, von der Stromschaltung 14 zu der Wicklung 21 zufließen.Daher wirken die Feldeffekttransistor-Paare 34, 36 und 38, 40 alsbidirektionale Schalter, welche die gleiche Wirkung wie mechanischeRelais ergeben, um dynamische Bremsstromschleifen zu verhindern.The solid state relay 42 has a pair of field effect transistors 34 . 36 which are connected in opposite polarity. Similarly, the solid state relay 44 also a pair of field effect transistors 38 . 40 which are connected in opposite polarity. If the field effect transistor 34 is not conductive, the diode blocks 46 of the field effect transistor 34 the current, it can't go through the winding 19 to the power circuit 14 flow. Conversely, if the FET 36 is not conductive, prevents the diode 48 any current flowing from the power circuit 14 to the winding 19 , Cooperation of the diode 46 and the diode 48 creates a bi-directional blockage of current flow when the FETs 34 and 36 are not conductive. Similarly, the diode prevents 50 of the field effect transistor 38 some current on it from the winding 21 to the power circuit 14 to flow when the FETs 38 and 40 are not conductive while the diode 52 of the field effect transistor 40 any Electricity prevents from the power circuit 14 to the winding 21 to flow. The field-effect transistor pairs therefore act 34 . 36 and 38 . 40 as bidirectional switches, which have the same effect as mechanical relays to prevent dynamic braking current loops.
    [0021] Wennnunmehr auf 3 Bezuggenommen wird, so wird hierin eine erste Ausführungsform der vorliegendenErfindung veranschaulicht. Ein System 100 entsprechendder vorliegenden Erfindung sieht eine Stromschaltung 114,eine Gate-Treiberschaltung 133 und unidirektionale Schalter 154, 156, 158 jeweilsin Serien- bzw. Reihenverbindung mit jeder der Motorwicklungen 119. 120. 121 vor.Die Gate-Treiberschaltung 133 erregt den Motor 118 bzw.versorgt den Motor 118 mit Strom dadurch, dass ein Signalzu den unidirektionalen Schaltern 154, 156, 158 geliefertwird, wodurch diese dazu veranlasst werden, zwischen der Stromschaltung 114 und denMotoranschlüssen 128, 130, 132 zuleiten. Dies führtzu der Stromversorgung der Wicklungen 119, 120, 121.Um den Motor 118 auszukuppeln, liefert die Gate-Treiberschaltung 133 einSignal zu den unidirektionalen Schaltern 154, 156,158, um die unidirektionalen Schalter 154, 156, 158 dazuzu veranlassen, nicht mehr zu leiten. Die unidirektionalen Schalter 154, 156, 158 sindsämtlichin der gleichen Polarität relativzu den Motorwicklungen 119, 120, 121 orientiert.If now on 3 Reference is made to illustrate a first embodiment of the present invention. A system 100 according to the present invention provides a current circuit 114 , a gate driver circuit 133 and unidirectional switches 154 . 156 . 158 each in series or series connection with each of the motor windings 119 , 120 , 121 in front. The gate driver circuit 133 excites the engine 118 or supplies the motor 118 with current by giving a signal to the unidirectional switches 154 . 156 . 158 is supplied, causing them to be between the power circuit 114 and the motor connections 128 . 130 . 132 to lead. This leads to the power supply to the windings 119 . 120 . 121 , To the engine 118 to disengage provides the gate driver circuit 133 a signal to the unidirectional switches 154 . 156 , 158 to the unidirectional switches 154 . 156 . 158 to cause no longer to lead. The unidirectional switches 154 . 156 . 158 are all in the same polarity relative to the motor windings 119 . 120 . 121 oriented.
    [0022] Wieein Fachmann erkennen wird, sind Variationen bzw. Änderungender Stromschaltung 114 und der Gate-Treiberschaltung 133 imallgemeinen fürEPAS-Systeme verfügbar.Die Stromschaltung 114 kann beispielsweise unter Verwendungeiner bekannten 3-Phasen-Brückeoder eines Strominverters ausgeführtwerden. In ähnlicherWeise kann die Gate-Treiberschaltung 133 unter Verwendungvon im Handel erhältlichen,integrierten Schaltungen ausgeführtwerden.As one skilled in the art will recognize, there are variations or changes in the current circuit 114 and the gate driver circuit 133 generally available for EPAS systems. The power circuit 114 can be carried out, for example, using a known 3-phase bridge or a current inverter. Similarly, the gate driver circuit 133 using commercially available integrated circuits.
    [0023] Beider Konfiguration dieser Erfindung sind die unidirektionalen Schalter 154, 156, 158 ausreichend,um eine dynamische Bremsstromschleife zu verhindern. Für eine dynamischeBremsstromschleife ist es notwendig, dass der von einer der MotorwicklungenfließendeStrom durch eine andere Motorwicklung zurückkehren kann. Folglich, wenn Stromdaran gehindert wird, in die Stromschaltung 114 durch dieunidirektionalen Schalter 154, 156, 158 anjeder Wicklung 119, 120, 121 einzutreten,verhindert dies notwendigerweise, dass irgendeine Stromschleifedurch die Stromschaltung 114 existiert. Diese Lösung erfordertN unidirektionale Schalter, wobei N die Anzahl der Motorwicklungenbzw. -leitungszweige ist. Folglich müssen bei einem 3-Phasen-Motor nurdrei unidirektionale Schalter (anstelle der vier unidirektionalenSchalter, die erforderlich sind, um ein mechanisches Relais zu replizieren)verwendet werden.In the configuration of this invention, the unidirectional switches are 154 . 156 . 158 sufficient to prevent a dynamic braking current loop. For a dynamic braking current loop, it is necessary that the current flowing from one of the motor windings can return through another motor winding. Consequently, when current is prevented from entering the current circuit 114 through the unidirectional switches 154 . 156 . 158 on each winding 119 . 120 . 121 to enter, this necessarily prevents any current loop through the current circuit 114 exist. This solution requires N unidirectional switches, where N is the number of motor windings. As a result, only three unidirectional switches need be used in a 3-phase motor (instead of the four unidirectional switches required to replicate a mechanical relay).
    [0024] Dieunidirektionalen Schalter 154, 156, 158 sindso veranschaulicht, dass sie Feldeffekttransistoren 160, 162, 164 aufweisen.Wenn die Feldeffekttransistoren nicht leitend sind, verhindert dieDiode 166 des Feldeffekttransistors 160, dassirgendein Strom von der Wicklung 119 zu der Stromschaltung 114 entlangder Leitung 113 fließt.In ähnlicherWeise verhindert die Diode 168 des Feldeffekttransistors 162,dass irgendein Strom von der Wicklung 120 zu der Stromschaltung 114 fließt, während dieDiode 170 des Feldeffekttransistors 164 verhindert,dass irgendein Strom von der Wicklung 121 zu der Stromschaltung 114 entlangder Leitung 115 fließt.Da es keinem Strom erlaubt wird, von irgendeiner der Wicklungen 119, 120, 121 zuder Stromschaltung 114 zu fließen, kann eine dynamische Bremsstromschleife durchdie Stromschaltung 114 nicht gebildet werden.The unidirectional switches 154 . 156 . 158 are illustrated to be field effect transistors 160 . 162 . 164 exhibit. If the field effect transistors are not conductive, the diode prevents them 166 of the field effect transistor 160 that any current from the winding 119 to the power circuit 114 along the line 113 flows. Similarly, the diode prevents 168 of the field effect transistor 162 that any current from the winding 120 to the power circuit 114 flows while the diode 170 of the field effect transistor 164 prevents any current from the winding 121 to the power circuit 114 along the line 115 flows. Since no current is allowed from any of the windings 119 . 120 . 121 to the power circuit 114 to flow, a dynamic braking current loop through the current circuit 114 not be formed.
    [0025] EinezusätzlicheAusführungsformeines Systems 200 entsprechend der vorliegenden Erfindungist in 4 veranschaulicht.Bei diesem System 200 könnenunidirektionale Schalter 272, 274, 276 zwischenden Wicklungen 219, 220, 221 und einemMittelanschluss 278 eines 3-Phasen-Y-gewickelten Motors 218 verbundensein. Die unidirektionalen Schalter 272, 274, 276 weisensämtlichdie gleiche Polaritätrelativ zu den Wicklungen 219, 220, 221 auf.Bei dieser Konfiguration verhindern die unidirektionalen Schalter 272, 274, 276 einedynamische Bremsstromschleife dadurch, dass kein Strom von den Wicklungen 219, 220, 221 zudem mittleren Kontakt 278 fließen kann. Das Verbinden derFeldeffekttransistoren 274, 272, 276 zwischenden Wicklungen 219, 220, 221 weist ebenfallsden Vorteil auf, zu verhindern, dass eine Bremsstromschleife gebildetwird, wenn ein elektrischer Kurzschluss zwischen zwei der Wicklungen 219, 220, 221 auftritt.An additional embodiment of a system 200 according to the present invention is in 4 illustrated. With this system 200 can unidirectional switches 272 . 274 . 276 between the windings 219 . 220 . 221 and a middle connection 278 of a 3-phase Y-wound motor 218 be connected. The unidirectional switches 272 . 274 . 276 all have the same polarity relative to the windings 219 . 220 . 221 on. With this configuration, the unidirectional switches prevent 272 . 274 . 276 a dynamic braking current loop in that no current from the windings 219 . 220 . 221 to the middle contact 278 can flow. Connecting the field effect transistors 274 . 272 . 276 between the windings 219 . 220 . 221 also has the advantage of preventing a braking current loop from being formed when an electrical short between two of the windings 219 . 220 . 221 occurs.
    [0026] Dieobigen Ausführungsformender vorliegenden Erfindung könnenzusätzlicheAusbildungen annehmen, z.B. könnendie Feldeffekttransistoren durch andere unidirektionale Schalterersetzt werden. In ähnlicherWeise kann die Polaritätsämtlicher derunidirektionalen Schalter umgekehrt werden, um zu verhindern, dassirgendein Strom in einer Richtung entgegengesetzt zu der oben beschriebenen Richtungfließt.Theabove embodimentsof the present inventionadditionalAccept training, e.g. canthe field effect transistors through other unidirectional switchesbe replaced. More like thatWay, the polarityall of theunidirectional switches are reversed to preventany current in a direction opposite to the direction described aboveflows.
    [0027] Wieein Fachmann leicht erkennen wird, bedeutet die obige Beschreibungeine Veranschaulichung bzw. Erläuterungeiner Ausführungder Prinzipien dieser Erfindung. Diese Beschreibung besitzt nichtdie Absicht, den Umfang oder die Anwendung dieser Erfindung zu beschränken, insofern,als die Erfindung fürModifikation, Variation und Änderung empfänglich ist,ohne von dem Gedanken dieser Erfindung abzuweichen, wie in den folgendenAnsprüchendefiniert.Howone skilled in the art will readily recognize the meaning of the above descriptionan illustration or explanationan executionthe principles of this invention. This description does not havethe intent to limit the scope or application of this invention insofar asas the invention forModification, variation and change is susceptible,without departing from the spirit of this invention, as in the followingclaimsAre defined.
    权利要求:
    Claims (10)
    [1]
    System zum Auskuppeln eines Motors (118, 218),wobei das System (100, 200) aufweist: – einenMotor (118, 218) mit einer Mehrzahl von Motorwicklungen(119, 120, 121; 219, 220, 221); – eine Mehrzahlvon unidirektionalen Schaltern (154, 156, 158; 272, 274, 276),wobei die Mehrzahl von unidirektionalen Schaltern (154, 156, 158; 272, 274, 276)in der Anzahl gleich der Anzahl der Motorwicklungen (119, 120, 121; 219, 220, 221)ist und wobei sich jede Motorwicklung (119, 120, 121; 219, 220, 221)in elektrischer Serienverbindung mit einem der unidirektionalenSchalter (154, 156, 158; 272, 274, 276)befindet; – eineGate-Treiberschaltung (133, 212) in Verbindungmit jedem der unidirektionalen Schalter (154, 156, 158; 272, 274, 276);und – eineLeistungsschaltung (114, 214) in Verbindung mitjedem der unidirektionalen Schalter (154, 156, 158; 272, 274, 276).Engine disengagement system ( 118 . 218 ), where the system ( 100 . 200 ) has: - a motor ( 118 . 218 ) with a plurality of motor windings ( 119 . 120 . 121 ; 219 . 220 . 221 ); - a plurality of unidirectional switches ( 154 . 156 . 158 ; 272 . 274 . 276 ), the majority of unidirectional switches ( 154 . 156 . 158 ; 272 . 274 . 276 ) equal in number to the number of motor windings ( 119 . 120 . 121 ; 219 . 220 . 221 ) and each motor winding ( 119 . 120 . 121 ; 219 . 220 . 221 ) in series electrical connection with one of the unidirectional switches ( 154 . 156 . 158 ; 272 . 274 . 276 ) is located; - a gate driver circuit ( 133 . 212 ) in connection with each of the unidirectional switches ( 154 . 156 . 158 ; 272 . 274 . 276 ); and - a power circuit ( 114 . 214 ) in connection with each of the unidirectional switches ( 154 . 156 . 158 ; 272 . 274 . 276 ).
    [2]
    System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassjeder der unidirektionalen Schalter (154, 156, 158; 272, 274, 276)so gerichtet ist, dass er Strom daran hindert, aus jeder der Motorwicklungen(119, 120, 121; 219, 220, 221)zu fließen.System according to claim 1, characterized in that each of the unidirectional switches ( 154 . 156 . 158 ; 272 . 274 . 276 ) is directed to prevent current from flowing out of each of the motor windings ( 119 . 120 . 121 ; 219 . 220 . 221 ) to flow.
    [3]
    System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassjeder der unidirektionalen Schalter (154, 156, 158; 272, 274, 276)so gerichtet ist, dass er Strom daran hindert, in jede der Motorwicklungen (119, 120, 121; 219, 220, 221)zu fließen.System according to claim 1, characterized in that each of the unidirectional switches ( 154 . 156 . 158 ; 272 . 274 . 276 ) is directed to prevent current from flowing into each of the motor windings ( 119 . 120 . 121 ; 219 . 220 . 221 ) to flow.
    [4]
    System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassjeder unidirektionalen Schalter (154, 156, 158; 272, 274, 276)einen Feldeffekttransistor (160, 162, 164; 272, 274, 276)aufweist.System according to claim 1, characterized in that each unidirectional switch ( 154 . 156 . 158 ; 272 . 274 . 276 ) a field effect transistor ( 160 . 162 . 164 ; 272 . 274 . 276 ) having.
    [5]
    System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dassder Feldeffekttransistor (160, 162, 164)eines jeden aus der Mehrzahl der unidirektionalen Schalter (154, 156, 158)ein Gate, eine Source und einen Drain aufweist, wobei das Gate inVerbindung mit der Gate-Treiberschaltung(133) ist, die Source in Verbindung mit der Leistungsschaltung (114)ist und der Drain in Verbindung mit einer der Motorwicklungen vonder Mehrzahl der Motorwicklungen (119, 120, 121)ist.System according to claim 4, characterized in that the field effect transistor ( 160 . 162 . 164 ) each of the plurality of unidirectional switches ( 154 . 156 . 158 ) has a gate, a source and a drain, the gate in connection with the gate driver circuit ( 133 ) is the source in connection with the power circuit ( 114 ) and the drain is in communication with one of the motor windings from the plurality of motor windings ( 119 . 120 . 121 ) is.
    [6]
    System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,dass der Motor (118, 218) einen Mittelanschluss(278) aufweist, und dass jeder der unidirektionalen Schalter(272, 274, 276) zwischen einer Motorwicklungvon der Mehrzahl der Motorwicklungen (219, 220, 221)und dem Mittelanschluss (278) angeordnet ist.System according to one of claims 1 to 6, characterized in that the motor ( 118 . 218 ) a middle connection ( 278 ) and that each of the unidirectional switches ( 272 . 274 . 276 ) between one motor winding and the majority of the motor windings ( 219 . 220 . 221 ) and the middle connection ( 278 ) is arranged.
    [7]
    System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dassder Motor (118, 218) ein bürstenloser Elektromotor istund/oder dass das System ein elektrisch Servo unterstütztes Lenksystem (EPAS)ist.System according to one of claims 1 to 7, characterized in that the motor ( 118 . 218 ) is a brushless electric motor and / or that the system is an electrically servo assisted steering system (EPAS).
    [8]
    System nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,dass der Feldeffekttransistor (272, 274, 276)eines jeden von der Mehrzahl der unidirektionalen Schalter (272, 274, 276)ein Gate, eine Source und einen Drain aufweist, wobei das Gate inVerbindung mit der Gate-Treiberschaltung(212) ist, die Source in Verbindung mit dem Mittelanschluss(278) ist und der Drain in Verbindung mit einer Motorwicklungvon der Mehrzahl von Motorwicklungen (219, 220, 221)ist.System according to claim 7 or 8, characterized in that the field effect transistor ( 272 . 274 . 276 ) of each of the plurality of unidirectional switches ( 272 . 274 . 276 ) has a gate, a source and a drain, the gate in connection with the gate driver circuit ( 212 ) is the source in connection with the center connection ( 278 ) and the drain in connection with a motor winding of the plurality of motor windings ( 219 . 220 . 221 ) is.
    [9]
    System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dassder Feldeffekttransistor eines jeden von der Mehrzahl der unidirektionalenSchalter (272, 274, 276) ein Gate, eineSource und einen Drain aufweist, wobei das Gate in Verbindung mitder Gate-Treiberschaltung (212) ist, die Source in Verbindungmit einer Motorwicklung von der Mehrzahl von Motorwicklungen (219, 220, 221)ist und der Drain in Verbindung mit dem Mittelanschluss (278)ist.System according to claim 8, characterized in that the field effect transistor of each of the plurality of unidirectional switches ( 272 . 274 . 276 ) has a gate, a source and a drain, the gate in connection with the gate driver circuit ( 212 ) is the source associated with a motor winding of the plurality of motor windings ( 219 . 220 . 221 ) and the drain in connection with the middle connection ( 278 ) is.
    [10]
    System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,dass die Feldeffekttransistoren (160, 162, 164; 272, 274, 276)jeweils eine Diode (166, 168, 170) aufweisen,insbesondere dass deren Kathode mit einer Motorwicklung (119, 120, 121; 219, 220, 221)direkt verbunden ist.System according to one of claims 1 to 7, characterized in that the field effect transistors ( 160 . 162 . 164 ; 272 . 274 . 276 ) one diode each ( 166 . 168 . 170 ), in particular that their cathode with a motor winding ( 119 . 120 . 121 ; 219 . 220 . 221 ) is directly connected.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US20040228050A1|2004-11-18|
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    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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    2004-12-09| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
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