具有冗余半橋的用于運(yùn)行電機(jī)的電路裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于運(yùn)行電機(jī)的電路裝置以及一種具有根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的用于機(jī)動(dòng)車的轉(zhuǎn)向助力器(轉(zhuǎn)向增力器，Lenkhilfe)。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)動(dòng)車中的轉(zhuǎn)向助力器的功能是輔助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向在此展示為機(jī)動(dòng)車的一種基本功能，在行駛的任何時(shí)候都必須確保該基本功能。因此出于安全原因需要的是，將轉(zhuǎn)向助力器構(gòu)造成盡可能地不出故障且即使在損壞時(shí)也能實(shí)現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)向。然而，當(dāng)控制電子設(shè)備或電動(dòng)機(jī)中發(fā)生損壞時(shí)也存在如下危險(xiǎn):馬達(dá)由于駕駛員的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)而以電力方式起作用且替代起輔助作用的力矩而施加反向于轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)的力矩。故障不僅會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向輔助裝置的故障，而且也會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)向起反作用。
[0003]電機(jī)故障的一個(gè)起因還可以在于，控制電子設(shè)備由于機(jī)械的或電子的負(fù)荷而不再能按規(guī)定操控電機(jī)。通常因此也出現(xiàn)這樣的故障，即控制電子設(shè)備由于高的熱負(fù)荷而被損壞。
[0004]已知為轉(zhuǎn)向助力器中的電機(jī)配備機(jī)械的或電子的星點(diǎn)繼電器，以便在損壞的情況下切斷電機(jī)的電路并且以這種方式防止由于電機(jī)而引起的阻礙轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)的后果。
[0005]根據(jù)DE 10 19 736已知將用于電子整流電動(dòng)機(jī)的安全電路安裝到轉(zhuǎn)向助力器中，其在發(fā)生故障的情況下阻止了由電動(dòng)機(jī)的繞組引起的電流。電動(dòng)機(jī)因此被斷開(kāi)電路且不會(huì)引起阻礙或甚至鎖住轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)的力矩。
[0006]在兩種情況下完全省去了轉(zhuǎn)向輔助裝置，因此機(jī)動(dòng)車的轉(zhuǎn)向必須在投入很大的力的情況下才能進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此本發(fā)明的目的是，提供一種用于運(yùn)行電機(jī)的電路裝置，該電路裝置是盡可能不出故障的。
[0008]該目的借助于開(kāi)頭所述類型的電路裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，該電路裝置具有多條線路，所述多條線路分別具有多個(gè)彼此電氣并聯(lián)的半橋。
[0009]本發(fā)明基于以下基本思想，即借助于半橋的冗余來(lái)提高電路裝置的可靠性。即使當(dāng)一條線路中的一個(gè)半橋發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)線路的供電也能夠以這種方式維持。冗余在此能夠通過(guò)一條線路內(nèi)的多個(gè)半橋的并聯(lián)而以特別簡(jiǎn)單且成本有利的方式實(shí)現(xiàn)。特別地能夠以這種方式借助于單個(gè)電路裝置來(lái)運(yùn)行劃分為多個(gè)驅(qū)動(dòng)單元的電機(jī)，這大大減少了用于電機(jī)的控制的成本和結(jié)構(gòu)空間。
[0010]以有利的方式改進(jìn)根據(jù)本發(fā)明的電路裝置，其中，電機(jī)具有多個(gè)連接到星形電路的繞組，其中，一條線路的多個(gè)半橋分別配屬于不同的星形電路。多個(gè)繞組可以包括多個(gè)利用相電流饋電的繞組單元。每個(gè)繞組都能夠以這種方式單獨(dú)地借助于自身的半橋操控和供電。半橋或繞組單元的故障不對(duì)其余的半橋或繞組單元產(chǎn)生直接作用且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)具有星形電路的電機(jī)的控制的特別安全的可實(shí)現(xiàn)性?？梢允〉纛~外的迄今為止根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)需要的斷開(kāi)機(jī)構(gòu)--如安全繼電器或相位開(kāi)關(guān)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的一種實(shí)施方式是同樣有利的，其中，電機(jī)具有多個(gè)連接到三角形電路的繞組，其中，一條線路的多個(gè)半橋分別配屬于不同的三角形電路。該實(shí)施方式能夠?qū)崿F(xiàn)借助于根據(jù)本發(fā)明的電路裝置特別安全地控制具有三角形電路的電機(jī)。
[0012]此外優(yōu)選的是根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的一種實(shí)施方式，其中，開(kāi)關(guān)元件具有晶體管，并且其中，晶體管的最大運(yùn)行電流小于電機(jī)的最大運(yùn)行電流。以這種方式能夠?qū)⒊杀靖欣暮透〉木w管用于半橋。在該實(shí)施方式中使用的晶體管通?？傮w上與設(shè)計(jì)為用于最大運(yùn)行電流的單獨(dú)晶體管相比需要更小的占地面積/整體空間。例如在電路板上的結(jié)構(gòu)空間可以由此被更高效地利用。
[0013]此外優(yōu)選的是根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的一種實(shí)施方式，該電路裝置具有用于引導(dǎo)電流的導(dǎo)線，其中，在半橋的開(kāi)關(guān)元件和/或半橋的接頭與電機(jī)之間的導(dǎo)線的橫截面小于用于引導(dǎo)電機(jī)的最大運(yùn)行電流的導(dǎo)線的橫截面。半橋的冗余和導(dǎo)線能夠以這種方式用于，使得開(kāi)關(guān)元件和導(dǎo)線設(shè)計(jì)為用于小的電流負(fù)荷且由此節(jié)省成本和結(jié)構(gòu)空間。
[0014]此外證明為有利的是根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的一種實(shí)施方式，其中，線路具有兩個(gè)彼此并聯(lián)的半橋。每條線路兩個(gè)半橋的冗余的限制已經(jīng)證明為電路裝置的一種特別成本有利的實(shí)施方式，該電路裝置具有對(duì)于在實(shí)踐中的使用來(lái)說(shuō)充足的可靠性。
[0015]本發(fā)明還涉及一種用于機(jī)動(dòng)車的轉(zhuǎn)向助力器，其具有根據(jù)前述實(shí)施方式中任一種所述的電路裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0016]根據(jù)附圖由實(shí)施例的下述說(shuō)明中得出其它優(yōu)選的實(shí)施方式。相同的元件在下面的附圖中出于簡(jiǎn)明的原因分別僅使用一個(gè)附圖標(biāo)記。圖中示出:
[0017]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的第一實(shí)施例的示意圖，和
[0018]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的第二實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]圖1示出用于運(yùn)行電機(jī)2的電路裝置I，該電路裝置具有用于將電流供給到電機(jī)2的多條線路U、V、W。每條線路U、V、W都具有多個(gè)串聯(lián)的、形成半橋12的開(kāi)關(guān)元件10、11。在兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件10、11之間，半橋12具有接頭13，電路裝置I能夠通過(guò)該接頭與電機(jī)2電耦合。每條線路U、V、W都具有多個(gè)彼此電氣并聯(lián)的半橋12。
[0020]在根據(jù)圖1的第一實(shí)施例中，電機(jī)2具有多個(gè)連接在星形電路23a、23b中的繞組20。一條線路U、V、W的多個(gè)半橋12分別配屬于多個(gè)星形電路23a、23b的一個(gè)繞組20。
[0021]在根據(jù)圖2的第二實(shí)施例中示出與電機(jī)2a組合的電路裝置，該電機(jī)具有多個(gè)連接到三角形電路24a、24b的繞組20a。在此，一條線路U、V、W的多個(gè)半橋12分別配屬于不同的三角形電路24a、24b。
[0022]繞組20、20a分別借助于交流電流的一個(gè)相供電并且可以包括多個(gè)彼此串聯(lián)或并聯(lián)的繞組單元。
[0023]開(kāi)關(guān)元件10、11在這些實(shí)施例中設(shè)計(jì)為MOSFET晶體管。該晶體管在此這樣設(shè)計(jì)，使得晶體管10、11的最大可承載的運(yùn)行電流小于電機(jī)2的最大運(yùn)行電流。
[0024]多個(gè)半橋12彼此并聯(lián)且形成一條線路U、V、W，通過(guò)該線路將交流電流的一個(gè)相饋電至電機(jī)。在開(kāi)關(guān)元件10、11旁邊的黑點(diǎn)表現(xiàn)出，可將并聯(lián)的半橋12的數(shù)量擴(kuò)展到兩個(gè)以上的半橋12。一條線路U、V、W的多個(gè)半橋12分別配屬于不同的星形電路22或三角形電路。特別優(yōu)選的是，線路U、V、W