CN108701988B - 通过emk-测量对于反极性保护-金属氧化物半导体场效应晶体管进行保护 - Google Patents

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Abstract

说明书包括一种用于使车辆转向的设备，该设备包括：末级（3、4），用于操控电动机（1、2）；中间电路，用于给所述末级（3、4）供给电能，其中所述中间电路具有中间电路电压（V2、V3）；断路开关（8、9），用于将所述末级（3、4）从转向装置脱离；以及反极性保护器（7），用于防止将供给电压（5）反转地连接到所述末级（3、4）上，其中该设备在高的中间电路电压（V2、V3）时产生一种脉冲，用来闭合所述反极性保护器（7）。

Description

通过EMK-测量对于反极性保护-金属氧化物半导体场效应晶 体管进行保护
本发明的领域
本发明涉及一种用于使车辆转向的设备以及一种用于避免车辆的转向装置的反极性保护器的损坏的方法。
本发明的背景
在现有技术中已知：断路开关和开关被作为反极性保护器。这些功率开关可以特别地构造成金属氧化物半导体场效应晶体管（Mosfet）。
本发明的概述
断路开关是特别地必需的，以便关掉转向***的单个的电动机或者电动机的控制装置。由此，尽管转向***的一电动机或者伺服马达停止运转，但是可以保持一转向能力。但是，关掉伺服马达可能会导致产生很高的电动机的力或者说动力（例如关掉电感）。该电动机的力能够超过相应的断路开关的电压强度，由此会导致所述断路开关的损坏。另外的功率开关、特别是反极性保护器也可能受到损害。
因此任务是：提供一种设备，该设备向一种反极性保护器提供保护以免受到高的电动机的力。
作为本发明的第一实施方式提供了用于使车辆转向的设备，该设备包括：用于对于电动机进行操控的末级、用于给所述末级供给电能的中间电路、使所述末级从转向装置脱离的断路开关以及反极性保护器，其中所述中间电路具有中间电路电压，所述反极性保护器用于防止将供给电压反转地连接到末级上，其中，该设备在中间电路电压高时产生一种脉冲，用来闭合所述反极性保护器。
作为本发明的第二实施方式，提供了一种方法，用来避免车辆的转向装置的反极性保护器的损坏，包括以下步骤：对于伺服马达的电桥电路的中间电路电压进行测量；将中间电路电压与比较电压进行比较；并且如果所述中间电路电压大于所述比较电压，那么就执行第一措施。
示例性的实施方式在从属权利要求中进行说明。
根据本发明的示例性的实施方式提供一种设备，其中将所述反极性保护器构造成金属氧化物半导体场效应晶体管，并且该金属氧化物半导体场效应晶体管的内在的体二极管逆着所述中间电路电压地指向。
如果金属氧化物半导体场效应晶体管的所述内在的体二极管逆着可能的电动机的力地指向，那么所述内在的体二极管沿着截止方向连接。在这种情况下，所述电动机的力或者说动力位于金属氧化物半导体场效应晶体管之上。如果所述电动机的力超过所述金属氧化物半导体场效应晶体管的电压强度，那么所述金属氧化物半导体场效应晶体管就会受到损坏。特别地，以金属氧化物半导体场效应晶体管的形式的反极性保护器可能被损害。特别是在消除所述转向装置的电动机的电感的能量场时，所述电动机的力能够产生所述中间电路电压。所述伺服马达相应于所述电动机。
在根据本发明的另外的实施方式中，提供了一种设备，其中所述断路开关的内在的体二极管沿着中间电路电压的方向进行构造。
所述断路开关的金属氧化物半导体场效应晶体管这样地连接，以使得其内在的体二极管（intrinsic body diodes，内在的体二极管）沿着关于所述电动机的力的通行方向进行连接。
根据本发明的一种示例性的实施方式，提供一种设备，其中该设备具有一种电路，用于将中间电路电压与参考电压进行比较，其中如果所述中间电路电压大于所述参考电压，那么该电路就产生一种脉冲，用于闭合所述反极性保护器。
在根据本发明的另一种实施方式中，提供一种设备，其中如果所述电路产生一种脉冲来闭合所述反极性保护器，那么中间电路电压就施加在电容器或者电源上。
通过接通一种放电可能性（Entlademöglichkeit）就可以例如基于所述伺服马达的电感来消除电动机的力，而不损坏元器件。
根据本发明的另一实施例提供了一种方法，其中第一措施是接通所述反极性保护器的功率开关。
可以看成本发明的一种构思的是：设置一种电路，该电路探测伺服马达的和/或转向装置末级的电动机的力。在确定了一种高的、会导致被断开了的功率开关的损坏的电动机的力之后，闭合所述相应的功率开关。由此可以防止损坏所述功率开关。特别地可以确保：所述电动机的力在电源上卸荷。
单个的特征当然也可以互相组合，由此也可以部分地出现有利的效果，所述效果超过单个效果的总和。
附图的简短说明
本发明的另外的细节和优点借助于在附图中示出的实施例得以明确。附图示出了：
图1 具有高的电动机的力的探测电路的电路，以及；
图2 具有根据本发明的方法的流程图。
示例性的实施方式的详细描述
图1示出了车辆的转向装置的两个伺服马达或者说电动机1、2。电动机1、2的每个相e1、e2、e3分别由半桥所操控。电动机的半桥是该电动机的末级3、4。中间电路电压V2、V3施加在半桥上。如果所述半桥例如由于所涉及的电动机1、2的或者电桥电路的干扰而被关断，那么由于电动机的力就会产生非常高的中间电路电压V2、V3。该电动机的力会导致相应的断路开关8、9的和/或反极性保护器7的损坏。特别地危害了所述反极性保护器的金属氧化物半导体场效应晶体管，因为所述金属氧化物半导体场效应晶体管的内在的体二极管关于所述电动机的力沿着截止方向连接。根据本发明设置了电路6，该电路对于在电桥电路上的中间电路电压V2、V3进行测量——例如通过与预先规定的参考电压V1比较。如果所述中间电路电压V2、V3超过了所述参考电压V1，那么这一点被识别出来并且接通所述反极性保护器7。以这种方式可以使电动机的力在电源5上卸载。所述反极性保护器7和/或断路开关8、9可以构造成金属氧化物半导体场效应晶体管。
在图1中示出了断路开关8、9以及反极性保护器7，所述断路开关具有它们的内在的体二极管13，所述反极性保护器具有它的内在的体二极管14。如果出现电动机1的高的EMK（电动机的力或者说动力），那么断路开关8通过该断路开关的体二极管13沿着通行方向连接。但是，所述反极性保护器7没有沿着流动方向连接，因为体二极管14沿着截止方向布置。当EMK很高时，因此必须通过电路6将脉冲发送到反极性保护器7上，因此接通所述反极性保护器7。否则，太高的电压在反极性保护器7上下降，该电压可能导致所述反极性保护器的毁坏。在接通所述反极性保护器之后，电动机1的EMK在断路开关8上以及在反极性保护器7上下降，由此实现了将EMK分配到两个功率开关上。
图2示出了具有测量过程的流程图，在该流程图中确定了半桥的中间电路电压10。该中间电路电压与参考电压相比较11。如果得出：所述中间电路电压大于比较电压，那么根据本发明由以下为出发点：存在高的电动机的力，该电动机的力会对于相应的断路开关和/或反极性保护器存在危害。在这种情况下可以开始一种第一措施，该第一措施导致，电动机的力被限制或者被消除或者被分配到多个电子的元器件——特别是金属氧化物半导体场效应晶体管上。通过分配所述电动机的力可以达到：单个部件的电压强度不被超过。
必须说明的是：概念“包括”不排除另外的元件或者方法步骤，同样地像概念“一个”以及“一种”不排除多个元件和步骤。
所使用的附图标记只用于提高理解性，并且绝不应该被视为有限制的，其中本发明的保护范围通过权利要求书进行描述。
附图标记列表：
1 电动机；
2 电动机；
3 末级；
4 末级；
5 电源；
6 电路；
7 反极性保护器（Verpolschutz），作为功率开关；
8 断路开关，作为第一电动机的功率开关；
9 断路开关，作为第二电动机的功率开关；
10 测量中间电路电压；
11 将中间电路电压与比较电压/参考电压进行比较；
12 接通反极性保护器；
13 金属氧化物半导体场效应晶体管/功率开关的内在的体二极管；
14 金属氧化物半导体场效应晶体管/功率开关的内在的体二极管；
e1 电动机的第一相；
e2 电动机的第二相；
e3 电动机的第三相；
V1 参考电压；
V2 第一电动机的中间电路电压；
V3 第二电动机的中间电路电压；
V4 在第一电动机的断路开关上的电压；
V5 在第二电动机的断路开关上的电压；
V6 在反极性保护器上的电压。

Claims (10)

1.用于使车辆转向的设备，包括：
末级（3、4），用于操控一种电动机（1、2）；
中间电路，用于给所述末级（3、4）供给电能，其中所述中间电路具有中间电路电压（V2、V3）；
断路开关（8、9），用于使末级（3、4）从转向装置脱离；以及
反极性保护器（7），用于防止将供给电压反转地连接到所述末级（3、4）上，
其特征在于，
所述设备在高的中间电路电压（V2、V3）时产生一种脉冲，用来闭合所述反极性保护器（7），其中所述设备具有电路（6），用来将中间电路电压（V2、V3）与参考电压（V1）进行比较，并且其中如果所述中间电路电压（V2、V3）大于所述参考电压（V1），那么所述电路（6）产生用来闭合所述反极性保护器（7）的脉冲，由此使得所述电动机（1、2）的电动机力和/或末级（3、4）的电动机力被分配到所述断路开关（8、9）和所述反极性保护器（7）上。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述高的中间电路电压（V2、V3）通过电动机（1、2）的电动机力和/或末级（3、4）的电动机力引起。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述高的中间电路电压（V2、V3）通过电动机（1、2）的电动机力和/或末级（3、4）的、在关掉电动机（1、2）和/或末级（3、4）时的电动机力而引起。
4.根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述反极性保护器构造成功率开关，并且该功率开关的内在的体二极管关于电动机力沿着截止方向被连接。
5.根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述断路开关（8、9）构造成功率开关，并且所述断路开关（8、9）的内在的体二极管关于所述电动机力沿着通行方向被连接。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在反极性保护器（7）的闭合的状态中，所述中间电路电压（V2、V3）施加在电容器或者电源（5）上。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述电容器或者所述电源（5）用于消除所述电动机力。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，用于闭合所述反极性保护器（7）的脉冲用来避免该反极性保护器（7）受到损坏。
9.用于避免一种用来使车辆转向的设备的反极性保护器受到损坏的方法，其中所述设备包括：
末级（3、4），用于操控电动机（1、2）；
中间电路，用于给所述末级（3、4）供给电能；
断路开关（8、9），用于使所述末级（3、4）从转向装置脱离；以及
反极性保护器（7），用于防止将供给电压反转地连接到所述末级（3、4）上，
所述方法包括以下步骤：
测量所述中间电路电压；
将所述中间电路电压与比较电压进行比较（11）；以及
如果所述中间电路电压大于比较电压，那么就执行第一措施，
其中，所述第一措施是将所述反极性保护器的功率开关闭合，
其中，所述第一措施导致了，电动机（1、2）的电动机力和/或末级（3、4）的电动机力被限制、消除或者分配到多个电子部件上。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述中间电路构造成电桥电路。
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