電動機控制器的制造方法
【專利說明】電動機控制器
【背景技術】
[0001] 在機動車上安裝有多個不同的電動機。運種電動機可W驅動例如閥、活口、累、通 風裝置、窗玻璃起落器、座位調節裝置、雨刮器或者車載的其它元件。電動機配備有控制器， W便例如根據存在的要求來控制運行方向或旋轉速度。經常地，控制器包括可編程的微計 算機，其具有用于交換控制數據的數據接口。微計算機于是借助于功率電路來控制電動機。
[0002] 為了保護控制器、電動機或供電網（在該供電網上運行有控制器和電動機）免于 損壞，控制器可W包括一個或多個保護電路，如果確認存在故障狀態，則運些保護電路限制 或關斷電流。例如，如果檢測到控制器或電動機的供給電壓具有錯誤的極性，則能夠關斷通 過電動機的電流。在另一實施形式中，保護電路可W設置用于，限制通過電動機的電流，特 別是在起動階段期間。
[0003] 運種保護電路包括具有控制連接端的場效應晶體管。為了接通該場效應晶體管， 控制連接端上的電壓必須超過預定的臺階電壓。如果至少存在臺階電壓，那么漏電流從控 制連接端流經場效應晶體管，從而需要確定的功率，W便保持控制連接端超過臺階電壓。

【發明內容】

[0004] 本發明的任務在于，提供一種控制器、一種方法W及一種計算機程序產品，W便能 實現控制器的節省電流的運行。本發明借助于具有獨立權利要求所述特征的控制器、方法 W及計算機程序產品來解決該任務。從屬權利要求描述優選實施形式。
[0005] 按照本發明用于電動機的控制器包括：保護電路，用于電流限制或者用于反極性 保護，其中，保護電路包括具有控制連接端的場效應晶體管。此外，保護電路包括控制機構， 用于提供控制連接端用的控制電壓，其中，在控制連接端上設有用于電荷存儲的平滑電容 器。
[0006] 由此可能的是，周期地給平滑電容器充電，朗尋控制電壓保持為如下值：該值能實 現通過場效應晶體管的電流。與通常的方法（在通常的方法中，在沒有平滑電容器的情況 下，控制機構必須將控制電壓連續保持在預定電壓W上）相比，通過平滑電容器的周期充 電可W減小成能實現通過場效應晶體管的受控的電流所需要的功率。控制器可W由此接收 減小的電流。特別是當控制器在車載應用時，節省的電能可W有助于節省燃料并且有助于 降低有害物質排放。與已知的解決方案相比，本發明的控制器僅僅需要少量附加的結構元 件并且能夠簡單、快速并且緊湊地構成。在此，控制器可W與多個電動機相結合應用，運些 多個電動機車載安裝。由此總體上可節省的電能可W因此累加到一個顯著的值。
[0007] 在一個實施形式中，控制機構設置用于，借助于脈寬調制來驅控平滑電容器，W將 控制連接端上的電壓保持在預定值W上。脈寬調制信號可W例如通過數字式驅控電路W較 小的成本提供。在此，脈寬占空比和調制頻率可W非常準確地如此控制，使得控制連接端上 的電壓盡可能緊接近地位于預定值W上，W便能實現電能的最大節省。 W08] 在一個實施形式中，在控制機構與控制連接端之間設有導通二極管 值urchlassdiode)，W便阻止平滑電容器在脈寬調制的時間段期間放電。由此可W確保：在 平滑電容器中在第一時間段期間積聚的電能在第二時間段期間不朝著控制機構回流。電能 的節省可W由此進一步提高。導通二極管可W在一個實施形式中被控制機構包括。
[0009] 在第一變型中，保護電路包括反極性保護，并且，場效應晶體管裝入到供電網的饋 電線中。反極性保護通常對于車載的控制器和電動機而言是需要的，W避免通過錯誤極性 所導致的物品和人員損傷。
[0010] 在另一變型中，該變型可與上述變型相組合，保護電路包括接通-電流限制，其 中，場效應晶體管與中間電路電容器串聯地與供電網連接。電動機的接通電流可W是其持 續電流的多倍。為了降低供電網的負載，中間電路電容器可W在起動期間放電到電動機中。 然而，如果控制器與供電網相連接并且中間電路電容器充電，那么大電流可W流過。通過設 定保護電路W限制流入中間電路電容器中的電流可W阻止：縮短本裝置與供電網間連接用 的開關元件的使用壽命。
[0011] 在一個實施形式中，電動機設置用于，僅僅運行對于控制器被供電的時間而言的 一小部分時間。運種電動機也稱為短轉子（Kurzl站fer)，參照控制器在電壓下的時間，該 電動機運行時間通常是大約10%或更少。在車載上可W應用多個運種短轉子，該短轉子在 機動車運行的大多數時間期間處于靜止狀態。通常，在靜止狀態時間期間也給控制器供電。 通過應用所述控制器能夠在電動機靜止狀態時間期間降低靜止電流消耗。整個機動車能夠 由此借助少量電能W已知的方式運行。
[0012] 按照本發明在所述控制器中用于控制保護功能的方法包括W下步驟：檢測不存在 故障狀態；提供脈寬調制電壓給場效應晶體管的控制連接端。在此，脈寬調制電壓的占空比 如此選擇，使得控制連接端上的電壓保持在預定值W上。
[0013] 在場效應晶體管的控制連接端上的脈寬調制電壓的產生能夠特別是借助于可編 程的微計算機容易地實施。如果可能，呈可編程的計數器或時鐘形式的相應的外圍設備能 夠被可編程的微計算機或控制機構已經包括并且能夠用于生成脈寬調制電壓。
[0014] 在一個實施形式中，占空比根據平滑電容器的電容和場效應晶體管的漏電流來選 擇。因此可W應用預定占空比，W便容易地確保：在場效應晶體管的控制連接端上的電壓可 靠地超過預定值。占空比的進一步確定或控制在本方法的框架內于是不再必要。
[0015] 在另一實施形式中，如果已檢測到故障狀態，則減小脈寬調制電壓。在此，脈寬調 制電壓的占空比或頻率可W類似地或者W多個預定步驟如此調適，使得減小的電流還能夠 流經場效應晶體管。對此備選地，也能夠關斷控制連接端上的電壓，從而場效應晶體管截 止。
[0016] 按照本發明的計算機程序產品包括程序代碼器件，用于當該計算機程序產品在處 理機構上運行或在計算機可讀的數據載體上存儲時執行本方法。
【附圖說明】
[0017] 本發明現在依照附圖更準確地描述。附圖示出：
[0018] 圖1:電動機用的控制器的電路圖；
[0019] 圖2:在圖1的控制器上的電壓的時間曲線；化及
[0020] 圖3 :在圖1的控制器中的用于控制保護功能的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0021] 圖1示出電動機105用的控制器100。控制器100設置用于，使電動機105根據控 制信號在供電網110上運行。為了接收控制信號并且如果可能為了反向傳送數據可W設有 接日115。 陽02引控制器100包括控制機構120,在運里示出的實施形式中，該控制機構包括：特別 是W可編程微計算機形式的優選數字式處理機構125、W及功率電路130。除了接口 115之 夕F，處理機構125可W包括：用于提供恒定的時鐘信號的時鐘發生器135、或者可編程的計 數器或時鐘140。在一個示出的示例性的實施形式中，處理機構125將方向信號和脈寬調制 速度傳送至功率電路130,W引起電動機105的期望的旋轉方向和速度。在一個實施形式 中，可W將診斷信息從功率電路130傳送回到處理機構125。
[0023]W示例性的方式作為全橋示出的電橋電路145根據功率電路130的預設而將電動 機105與供給電壓相連接，該供給電壓基本上來自供電網110。
[0024] 此外設有可選擇的第一和可選擇的第二保護電路150。在圖1中上述的保護電路 150包括場效應晶體管155,該場效應晶體管在此實施為n通道M0SFET。場效應晶體管155 沿向前方向安裝，即，電流即使在場效應晶體管155關斷的情況下也流通；通過接通該場效 應晶體管155使其安裝的空載二極管橋接。第一保護電路150因此實現反極性保護。在場 效應晶體管155的控制連接端160與供電網110的連接端之間設有平滑電容器165。在控 制機構120與保護電路150的場效應晶體管155的控制連接端160之間設