[发明专利]用于释放存储在电马达定子中的能量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于释放存储在电马达定子中的能量的方法，所述电马达尤其是机动车辆的辅助转向电马达，以及涉及一种用于释放存储在电马达定子中的能量的装置。

背景技术

机动车辆越来越多地配备有电辅助转向装置。电辅助转向装置使用多相电马达，以辅助驾驶者使车辆的车轮进行取向。

由于安全的原因，重要的是在辅助转向装置故障的情况下能够从马达的控制装置脱开连接电马达的相。这是因为，如果不这样做，则在故障情况下存在锁住汽车车轮的风险。已知的实践是使用相打开继电器，以便允许在故障情况下电辅助转向电马达的相的打开。

马达的相的该脱开连接可发生，同时马达的相中的电流相对较高，可能高达160A。通过马达的相的感应特性，存储在所述相中的能量与电流强度的平方成比例。

在马达的相的脱开连接期间，产生该脱开连接的元件释放存储在电马达的相中的能量。因此，使得能够控制相的打开状态的开关装置必须配置尺寸为使得能够以发热形式消散潜在地存储在马达的相中的能量。这种配置尺寸造成了电马达或马达控制电子装置中的体积问题，这取决于开关是否被包含在马达或控制电子装置中。

对于该配置尺寸问题的一种解决方案包括，仅当马达的相中的电流的强度低于预定阈值电流Ib时，脱开连接所述相。该阈值电流对应于可由开关装置消散而不存在过热风险的能量，通常等于100A。

该方案在图1a和图1b所示的曲线图中示出。

图1a表示相中的电流依据时间的趋势。图1b表示开关装置依据时间而消散的功率。

如图1a所示，当在时刻t0处接收到开关断开信号时，在马达的相中流通的电流从其初始值Ia减小到预定阈值Ib。当在马达的相中流通的电流达到阈值Ib时，开关装置被断开。如图1b所示，在开关装置断开时，马达的相中剩余的能量则立刻消散。

这种类型的方案需要具有用于监控在马达的相中流通的电流的装置。该装置导致附加的成本，并且容易发生故障。特别地，在能量消散时，开关装置的温度急剧增加，可能导致所述装置的劣化。

因此，需要一种方案，使得报告减小体积并增加开关装置的断开的可靠性，所述开关装置使得能够脱开电辅助转向电马达的相，这也是经济的。

发明内容

本发明的目的为了解决该需要，并且它是通过一种用于释放存储在电马达定子中的能量的方法实现的，所述电马达尤其是机动车辆的辅助转向电马达，所述电马达具有至少一个电相，所述相与定子的控制装置的脱开的状态由开关装置控制，所述开关装置包括至少一个场效应晶体管，

该方法包括以下步骤：

a)通过控制所述晶体管的栅极和源极之间的电压Vgs，将场效应晶体管保持在线性模式中，以便保持所述晶体管的漏极和源极之间的电压Vds基本上等于参考电压Vref。

特别地，将场效应晶体管保持在线性模式中包括依据参考电压Vref与所述场效应晶体管的漏极和源极之间的电压Vds之间的差值来控制所述场效应晶体管的栅极和源极之间的电压Vgs。有利地，根据本发明的方法使得可以将场效应晶体管保持在线性模式中，从而防止晶体管切换到雪崩模式。

存储在电马达的定子中的能量比当晶体管切换到雪崩模式时消散得更慢，从而允许更柔和的能量释放。当能量以生热形式消散时，根据本发明的方法使得能够限制场效应晶体管的温度上升。因此，根据本发明的方法来释放存储在马达中的能量允许使用较小表面积的晶体管，因此减少所使用的开关装置的体积。

另外，根据本发明的方法不需要电马达的相中的电流的任何测量，这与根据现有技术的方法不同。

此外，根据本发明的方法可通过独立装置实施，即独立于车辆电源和控制系统的装置，允许消散能量同时使得完全独立于所述装置外部的控制电路。

根据本发明的方法可还包括一个或多个下面的特征，单独地考虑或以所有技术上可能的组合考虑：

-MOSFET类型的场效应晶体管；

-电马达是多相电马达，特别是三相电马达，相的脱开的状态由相应的开关装置控制；和/或

-所述参考电压Vref低于场效应晶体管的雪崩电压；和/或

-所述场效应晶体管被保持在线性模式中，直到存储在定子中的能量被释放；和/或

-在将所述场效应晶体管保持在线性模式中的步骤a)之前，该方法包括接收启动能量释放方法的相打开信号的步骤a0)；和/或

-所述保持步骤a)紧接在接收相打开信号的步骤a0)之后。