电动机控制器的制造方法
【专利说明】电动机控制器
【背景技术】
[0001] 在机动车上安装有多个不同的电动机。运种电动机可W驱动例如阀、活口、累、通 风装置、窗玻璃起落器、座位调节装置、雨刮器或者车载的其它元件。电动机配备有控制器， W便例如根据存在的要求来控制运行方向或旋转速度。经常地，控制器包括可编程的微计 算机，其具有用于交换控制数据的数据接口。微计算机于是借助于功率电路来控制电动机。
[0002] 为了保护控制器、电动机或供电网（在该供电网上运行有控制器和电动机）免于 损坏，控制器可W包括一个或多个保护电路，如果确认存在故障状态，则运些保护电路限制 或关断电流。例如，如果检测到控制器或电动机的供给电压具有错误的极性，则能够关断通 过电动机的电流。在另一实施形式中，保护电路可W设置用于，限制通过电动机的电流，特 别是在起动阶段期间。
[0003] 运种保护电路包括具有控制连接端的场效应晶体管。为了接通该场效应晶体管， 控制连接端上的电压必须超过预定的台阶电压。如果至少存在台阶电压，那么漏电流从控 制连接端流经场效应晶体管，从而需要确定的功率，W便保持控制连接端超过台阶电压。
【发明内容】
[0004] 本发明的任务在于，提供一种控制器、一种方法W及一种计算机程序产品，W便能 实现控制器的节省电流的运行。本发明借助于具有独立权利要求所述特征的控制器、方法 W及计算机程序产品来解决该任务。从属权利要求描述优选实施形式。
[0005] 按照本发明用于电动机的控制器包括：保护电路，用于电流限制或者用于反极性 保护，其中，保护电路包括具有控制连接端的场效应晶体管。此外，保护电路包括控制机构， 用于提供控制连接端用的控制电压，其中，在控制连接端上设有用于电荷存储的平滑电容 器。
[0006] 由此可能的是，周期地给平滑电容器充电，朗尋控制电压保持为如下值：该值能实 现通过场效应晶体管的电流。与通常的方法（在通常的方法中，在没有平滑电容器的情况 下，控制机构必须将控制电压连续保持在预定电压W上）相比，通过平滑电容器的周期充 电可W减小成能实现通过场效应晶体管的受控的电流所需要的功率。控制器可W由此接收 减小的电流。特别是当控制器在车载应用时，节省的电能可W有助于节省燃料并且有助于 降低有害物质排放。与已知的解决方案相比，本发明的控制器仅仅需要少量附加的结构元 件并且能够简单、快速并且紧凑地构成。在此，控制器可W与多个电动机相结合应用，运些 多个电动机车载安装。由此总体上可节省的电能可W因此累加到一个显著的值。
[0007] 在一个实施形式中，控制机构设置用于，借助于脉宽调制来驱控平滑电容器，W将 控制连接端上的电压保持在预定值W上。脉宽调制信号可W例如通过数字式驱控电路W较 小的成本提供。在此，脉宽占空比和调制频率可W非常准确地如此控制，使得控制连接端上 的电压尽可能紧接近地位于预定值W上，W便能实现电能的最大节省。 W08] 在一个实施形式中，在控制机构与控制连接端之间设有导通二极管 值urchlassdiode)，W便阻止平滑电容器在脉宽调制的时间段期间放电。由此可W确保：在 平滑电容器中在第一时间段期间积聚的电能在第二时间段期间不朝着控制机构回流。电能 的节省可W由此进一步提高。导通二极管可W在一个实施形式中被控制机构包括。
[0009] 在第一变型中，保护电路包括反极性保护，并且，场效应晶体管装入到供电网的馈 电线中。反极性保护通常对于车载的控制器和电动机而言是需要的，W避免通过错误极性 所导致的物品和人员损伤。
[0010] 在另一变型中，该变型可与上述变型相组合，保护电路包括接通-电流限制，其 中，场效应晶体管与中间电路电容器串联地与供电网连接。电动机的接通电流可W是其持 续电流的多倍。为了降低供电网的负载，中间电路电容器可W在起动期间放电到电动机中。 然而，如果控制器与供电网相连接并且中间电路电容器充电，那么大电流可W流过。通过设 定保护电路W限制流入中间电路电容器中的电流可W阻止：缩短本装置与供电网间连接用 的开关元件的使用寿命。
[0011] 在一个实施形式中，电动机设置用于，仅仅运行对于控制器被供电的时间而言的 一小部分时间。运种电动机也称为短转子（Kurzl站fer)，参照控制器在电压下的时间，该 电动机运行时间通常是大约10%或更少。在车载上可W应用多个运种短转子，该短转子在 机动车运行的大多数时间期间处于静止状态。通常，在静止状态时间期间也给控制器供电。 通过应用所述控制器能够在电动机静止状态时间期间降低静止电流消耗。整个机动车能够 由此借助少量电能W已知的方式运行。
[0012] 按照本发明在所述控制器中用于控制保护功能的方法包括W下步骤：检测不存在 故障状态；提供脉宽调制电压给场效应晶体管的控制连接端。在此，脉宽调制电压的占空比 如此选择，使得控制连接端上的电压保持在预定值W上。
[0013] 在场效应晶体管的控制连接端上的脉宽调制电压的产生能够特别是借助于可编 程的微计算机容易地实施。如果可能，呈可编程的计数器或时钟形式的相应的外围设备能 够被可编程的微计算机或控制机构已经包括并且能够用于生成脉宽调制电压。
[0014] 在一个实施形式中，占空比根据平滑电容器的电容和场效应晶体管的漏电流来选 择。因此可W应用预定占空比，W便容易地确保：在场效应晶体管的控制连接端上的电压可 靠地超过预定值。占空比的进一步确定或控制在本方法的框架内于是不再必要。
[0015] 在另一实施形式中，如果已检测到故障状态，则减小脉宽调制电压。在此，脉宽调 制电压的占空比或频率可W类似地或者W多个预定步骤如此调适，使得减小的电流还能够 流经场效应晶体管。对此备选地，也能够关断控制连接端上的电压，从而场效应晶体管截 止。
[0016] 按照本发明的计算机程序产品包括程序代码器件，用于当该计算机程序产品在处 理机构上运行或在计算机可读的数据载体上存储时执行本方法。
【附图说明】
[0017] 本发明现在依照附图更准确地描述。附图示出：
[0018] 图1:电动机用的控制器的电路图；
[0019] 图2:在图1的控制器上的电压的时间曲线；化及
[0020] 图3 :在图1的控制器中的用于控制保护功能的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0021] 图1示出电动机105用的控制器100。控制器100设置用于，使电动机105根据控 制信号在供电网110上运行。为了接收控制信号并且如果可能为了反向传送数据可W设有 接日115。 阳02引控制器100包括控制机构120,在运里示出的实施形式中，该控制机构包括：特别 是W可编程微计算机形式的优选数字式处理机构125、W及功率电路130。除了接口 115之 夕F，处理机构125可W包括：用于提供恒定的时钟信号的时钟发生器135、或者可编程的计 数器或时钟140。在一个示出的示例性的实施形式中，处理机构125将方向信号和脉宽调制 速度传送至功率电路130,W引起电动机105的期望的旋转方向和速度。在一个实施形式 中，可W将诊断信息从功率电路130传送回到处理机构125。
[0023]W示例性的方式作为全桥示出的电桥电路145根据功率电路130的预设而将电动 机105与供给电压相连接，该供给电压基本上来自供电网110。
[0024] 此外设有可选择的第一和可选择的第二保护电路150。在图1中上述的保护电路 150包括场效应晶体管155,该场效应晶体管在此实施为n通道M0SFET。场效应晶体管155 沿向前方向安装，即，电流即使在场效应晶体管155关断的情况下也流通；通过接通该场效 应晶体管155使其安装的空载二极管桥接。第一保护电路150因此实现反极性保护。在场 效应晶体管155的控制连接端160与供电网110的连接端之间设有平滑电容器165。在控 制机构120与保护电路150的场效应晶体管155的控制连接端160之间设