(57)【要約】  本発明は、特に自動車のステアリングシステムの電動機（１１）のためのスイッチ装置（１０）であって、必要に応じて電動機（１１）の少なくとも１つの相（Ｘ）を通電するために、２つの半導体スイッチ（３，４）を備える少なくとも１つのハーフブリッジ（５）を備え、制御信号（ＡＳ）に依存して半導体スイッチ（３，４）を操作する駆動装置（２）が半導体スイッチ（３，４）に割り当てられている。駆動装置（２）が、クロック周波数を生成するための発振器（７）、同期信号（ＳＳ）を受信するための手段（６）、及び、同期信号（ＳＳ）に依存してクロック周波数を適合させるための装置（８）を備える。
2019514341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に自動車のステアリングシステムの電動機（１１）のためのスイッチ装置（１０）であって、必要に応じて電動機（１１）の少なくとも１つの相（Ｘ）を通電するために、２つの半導体スイッチ（３，４）を備える少なくとも１つのハーフブリッジ（５）を備え、制御信号（ＡＳ）に依存して半導体スイッチ（３，４）を操作する駆動装置（２）が半導体スイッチ（３，４）に割り当てられているスイッチ装置（１０）において、
駆動装置（２）が、クロック周波数を生成するための発振器（７）、同期信号（ＳＳ）を受信するための手段（６）、及び、同期信号（ＳＳ）に依存してクロック周波数を適合させるための装置（８）を備えることを特徴とする電動機（１１）のためのスイッチ装置（１０）。
【請求項２】
請求項１に記載のスイッチ装置において、
前記装置（８）が、前記同期信号（ＳＳ）に依存して前記発振器（７）の実測‐クロック周波数を検出するためのカウンタ（Ｚ）を備えるスイッチ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のスイッチ装置において、
前記発振器（７）が電圧制御式の発振器（７）として構成されており、前記装置（８）が、クロック周波数を適合させるために発振器（７）の入力電圧を変更するように構成されているスイッチ装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載のスイッチ装置において、
前記駆動装置（２）がデータバス端子（６）を備えるスイッチ装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項に記載のスイッチ装置において、
前記駆動装置（２）が、デイジーチェーン式直列回路において前記制御信号（ＡＳ）を受信し、伝送するように構成されているスイッチ装置。
【請求項６】
特に自動車のステアリングシステムの、複数の電気的な相（Ｕ１〜Ｗ４）を備える電動機（１１）のための制御装置（１０）において、
電動機のそれぞれの相につき請求項１から５までのいずれか一項に記載のそれぞれ１つのスイッチ装置（１）と、少なくとも１つの制御ユニット（１４）とを備え、該制御ユニットが、一方では制御信号（ＡＳ）を生成し、少なくともいずれか１つのスイッチ装置（１）に供給するように構成されており、他方では少なくとも１つの同期信号（ＳＳ）を生成し、それぞれのスイッチ装置（１）に供給するように構成されている制御装置（１０）。
【請求項７】
請求項６に記載の制御装置において、
１つのグループ（１２，１３）の少なくとも幾つかの前記スイッチ装置（１）が、いずれか１つのスイッチ装置（１）からいずれか１つの別のスイッチ装置へ制御信号（ＡＳ）を伝送するために、デイジーチェーンとして直列に接続されている制御装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の制御装置において、
電動機（１１）の１２相を制御するための１２個の前記スイッチ装置（１）を備える制御装置。
【請求項９】
請求項６から８までのいずれか一項に記載の制御装置において、
全ての前記スイッチ装置（１）のために１つの制御ユニット（１４）を備えるか、又はスイッチ装置（１）のそれぞれ１つのグループ（１２，１３）のために少なくとも２つの制御ユニット（１４＿１，１４＿２）を備える制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の制御装置において、
それぞれの制御ユニット（１４，１４＿１，１４＿２）が、少なくとも２つのグループ（１２，１３）のスイッチ装置（１）のために少なくとも１つの同期信号（ＳＳ）を生成し、該同期信号が、グループ（１２，１３）のクロック周波数を時間的に互いにずらして誘起するか、又はグループ（１２，１３）の半導体スイッチ（３，４）の操作を時間的に互いにずらして誘起する制御ユニット。
【請求項１１】
請求項１０に記載の制御装置において、
それぞれの制御ユニット（１４，１４＿１，１４＿２）が、時間的に互いにずらされた同期パルスを備える２つの制御信号（ＳＳ）を生成するように構成されている制御装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の制御装置において、
それぞれの制御ユニット（１４，１４＿１，１４＿２）が、前記スイッチ装置（１）によって検出可能な少なくとも１つのデータワードを備える１つのみの同期信号（ＳＳ）を生成し、前記スイッチ装置（１）が、データワードに依存して前記半導体スイッチ（３，４）の操作を行う制御装置。
【請求項１３】
自動車のためのステアリングシステムであって、
ハンドルと、
複数の、特に１２個の相（Ｕ１〜Ｗ４）を備え、ステアリングホイールにステアリングトルク又は支援ステアリングトルクを加えるための少なくとも１つの電動機（１１）と、
電動機の相を制御するための制御装置（１０）と
を備えるステアリングシステムにおいて、
請求項６から１２までのいずれか一項に記載の制御装置が構成されていることを特徴とする、自動車のためのステアリングシステム。
【請求項１４】
特に請求項６から１２までのいずれか一項に記載の複数の電気的な相（Ｕ１〜Ｗ４）を備える電動機（１１）のための制御装置（１０）を作動する方法であって、電動機（１１）のそれぞれの相（Ｕ１〜Ｗ４）のために１つのスイッチ装置（１）が設けられている方法において、
一方では制御信号（ＡＳ）を生成し、少なくともいずれか１つのスイッチ装置（１）に供給し、他方では少なくとも１つの同期信号（ＳＳ）を生成し、それぞれのスイッチ装置（１）に供給することを特徴とする複数の電気的な相（Ｕ１〜Ｗ４）を備える電動機（１１）のための制御装置（１０）を作動する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車のステアリングシステムの電動機のためのスイッチ装置であって、必要に応じて電動機の少なくとも１つの相を通電するために、２つの半導体スイッチを備える少なくとも１つのハーフブリッジを備え、制御信号に依存して半導体スイッチを操作する駆動装置が半導体スイッチに割り当てられているスイッチ装置に関する。
【０００２】
さらに本発明は、特に自動車のステアリングシステムの電動機のための制御装置であって、電動機が複数の電気的な相を備え、上述のように、電動機のそれぞれの相につき１つのスイッチ装置を備える制御装置、ならびにスイッチ装置を操作するために制御信号を生成するように構成された制御ユニットに関する。
【０００３】
さらに本発明は、自動車のためのステアリングシステムであって、ハンドル、特にハンドルの操作又は自動化された操舵角設定に依存して操舵角が調節可能である少なくとも１つのステアリングホイール、ステアリングホイールにステアリングトルク又は支援ステアリングトルクを加えるために複数の相を備える少なくとも１つの電動機、及び電動機の相を制御するための上記制御装置を備えるステアリングシステムに関する。
【０００４】
さらに本発明は、特に上述のように、複数の電気的な相を備え、それぞれの相のために１つのスイッチ装置が設けられている電動機のための制御装置を作動する方法に関する。
【背景技術】
【０００５】
冒頭で述べた形式のスイッチ装置、制御装置、及びステアリングシステムは既知である。電動機を作動するためには、電動機の個々の相を半導体ハーフブリッジによって制御することが一般的である。これらのハーフブリッジは、それぞれ２つの半導体スイッチ、１つのハイサイドスイッチ、及び１つのローサイドスイッチを備え、これらのスイッチはパルス幅変調方式で制御され、予め設定されたパルス幅変調にしたがって相を通電する。電流を流すか、又は電流を遮断するためには、「ゲートドライバ」と呼ばれることも多い駆動装置によって半導体スイッチが操作される。
【０００６】
安全性に関連する用途において電動機の安全な作動を持続的に保証することができるように、このような電動機に冗長性をもたせ、制御することが既知であり、例えば電動機の１つの相が複数個ずつ設けられている。ステアリングシステムの分野では、自動運転モードにおいて運転者に依存して運転者を電動機により支援するか、又は電動機により操舵角を調整することが望ましく、冗長性をもたせるために複数の相を設け、これらそれぞれの相を固有の半導体ハーフブリッジによって制御することが既知である。通常運転において、誤ったトルクなどが生じることがないように、半導体スイッチもしくは半導体ハーフブリッジを同時に接続する必要がある。この場合、いずれか１つの相もしくはいずれか１つの半導体スイッチが故障した場合にも安全な作動を保証するために、それぞれのハーフブリッジもしくはそれぞれの半導体スイッチを制御ユニットに別個に接続し、制御ユニットに制御信号を供給することが既知である。しかしながら、このことはケーブル接続に多大な労力がかかることを意味し、一方では提供される構成スペースに要求が課され、他方では不都合な材料コスト及び組付けコストが生じる。例えば米国特許出願公開第ＵＳ２００４／０２６４０７５号明細書により、このような制御装置が既知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第ＵＳ２００４／０２６４０７５号
【発明の概要】
【０００８】
請求項１に記載の特徴を備える本発明によるスイッチ装置は、複数のスイッチ装置を制御するために手間のかかるケーブル接続なしに済ますことができるという利点を有する。個々のスイッチ装置が所望のクロックもしくは所望のクロック周波数によって動作することがスイッチ装置自体によって確保されるように構成されており、したがってケーブル接続に不可欠な労力が減じられる。本発明によれば、このために、駆動装置が、クロック周波数を生成するための発振器、同期信号を受信するための手段、及び、同期信号に依存してクロック周波数を適合させるための装置を備える。すなわち、スイッチ装置は、外部で供給された同期信号に依存してクロック周波数を適合させるように構成されており、制御装置が複数のこのようなスイッチ装置を備えている場合には、スイッチ装置が所望の時点で実際に接続され、冗長性のある電動機の相が例えば同時に接続され、これにより、電動機をエラーなしに作動することが可能になる。同期信号に依存してクロック周波数を適合することにより、個々のスイッチ装置が互いに並列して作動され、ひいては制御信号に依存して同時に接続されることが保証される。
【０００９】
本発明の好ましい一実施形態によれば、装置は、同期信号に依存して発振器の実測‐クロック周波数を検出するためのカウンタを備える。特に、カウンタは同期信号の受信時に所定時間にわたって、又は同期信号の継続時間にわたって、発振器の振動を数え、これにより、発振器の実測‐クロック周波数を決定し、特に予め設定された目標‐クロック周波数と比較する。好ましくは、このためにスイッチ装置は不揮発性のメモリを備え、このメモリには目標‐クロック周波数が保存されているか、又は保存可能である。実測‐クロック周波数と目標‐クロック周波数との比較に依存して、実測‐クロック周波数が目標‐クロック周波数に対応するまで発振器のクロック周波数が変更される。これにより、スイッチ装置が所望のクロック周波数で作動し、ひいては上述のように他のスイッチ装置と共に並列して接続できることが保証される。カウンタは、好ましくは同期のためだけではなく、電動機の通常運転のためにも役立つ。同期パルスを数えることにより、特に、数えられた同期パルスに依存して、システムがどのような状態であるかを決定する制御装置の方位測定が行われる。したがって、方位測定に依存してコマンド又は追加コマンドを実行することができ、例えばそれぞれｘ番目の同期パルスの発生時には所定のコマンドが実行される。これにより、例えば同期信号に対して半導体スイッチを遅延して制御することが可能である。
【００１０】
本発明の好ましい一実施形態によれば、発振器は制御式、特に電圧制御式、又は電流制御式の発振器として構成されており、装置は、クロック周波数を適合させるために発振器の入力信号、特に入力電圧又は入力電流を変更するように構成されている。しがたって、発振器の実測‐クロック周波数は、上述のように制御式の発振器の入力信号を変更することによって適合され、これにより所望のクロック周波数が得られる。
【００１１】
さらに好ましくは、駆動装置はデータバス端子を備える。このデータバス端子を介して、駆動装置は、特に半導体スイッチを接続するための制御信号を受信する。データバスとの接続によって、制御信号を速く確実に伝送することが可能である。データバスによって、さらにスイッチ装置を簡単に、安価に、互いに直列に接続することが可能であり、これにより、本発明によるスイッチ装置の構成が保証されており、したがってスイッチ装置は同じクロック周波数により作動し、スイッチ装置の直列接続もしくは安全な並列運転が保証される。
【００１２】
特に、駆動装置は、デイジーチェーン式直列回路において制御信号を受信し、伝送するように構成されている。すなわち、この場合、スイッチ装置が制御信号を受信し、続いて別のスイッチ装置に伝送するか、もしくは伝送することができ、このような複数のスイッチ装置のデイジーチェーンもしくは直列回路が設けられ、これにより、電動機の半導体スイッチ、特に冗長性のある相を同時に接続することが可能になる。
【００１３】
請求項６に記載の特徴を備える本発明による制御装置は、電動機のそれぞれ相のために本発明のよるスイッチ装置がそれぞれ１つ設けられていることによって優れており、さらに、一方では制御信号を生成し、少なくともいずれか１つのスイッチ装置に供給するように構成されており、他方では少なくとも１つの同期信号を生成し、それぞれのスイッチ装置に供給するように構成された制御ユニットによって優れている。すなわち、この場合、特に、制御ユニットは、例えばハンドルの操作に依存して制御信号を生成し、少なくともいずれか１つのスイッチ装置に供給し、スイッチ装置を対応して操作するマイクロプロセッサを備える。したがって、制御ユニットはそれぞれのスイッチ装置に同期信号、特に同期パルスを供給し、１つ以上のスイッチ装置に制御信号を供給し、半導体ブリッジの同期的な制御を行う。本発明によるスイッチ装置の構成に基づいて、スイッチ装置のクロック周波数が互いに適合されており、これにより、電動機の相の好ましい通電もしくは接続が行われる。
【００１４】
特に、１つのグループの少なくとも幾つかのスイッチ装置が、１つのスイッチ装置から別のスイッチ装置へ制御信号を伝送するためにデイジーチェーンとして直列に接続されている。この場合、スイッチ装置は、好ましくは少なくとも２つのグループにおいてそれぞれデイジーチェーンとして直列に接続されており、いずれか１つのスイッチ装置にはそれぞれ制御信号が供給されるか、又は、全てのスイッチ装置がデイジーチェーンとして直列に接続されており、いずれか１つのスイッチ装置にのみ制御信号が供給され、この制御信号は次のスイッチ装置に伝送される。デイジーチェーンとして構成されていることにより、特にいずれか１つのスイッチ装置にのみ制御信号が伝送されればよいので、スイッチ装置のためのケーブル接続にかかる労力が特に減じられる。これにより、既に論じたように、構成スペースについての利点が得られ、製造コストが減じられる。
【００１５】
好ましくは、制御装置は、４重の冗長性を備える三相電動機として構成された電動機の１２相を制御するための１２個のスイッチ装置を備える。例えば、いずれか１つのスイッチ装置が故障した場合には、残りの１１個のスイッチ装置を備える残りの相をさらに作動することができる。１２相を備える電動機の構成に対して代替的に、例えばそれぞれ３つの相を備える複数のモータ部分によって電動機を形成することも可能であり、したがって、電動機は全部で４つのモータ部分を備え、これらのモータ部分は、互いに機械的に接続されていない場合には互いに独立して作動可動である。さらに電動機は３相よりも多くの相を備えていてもよいし、及び／又は４重よりも多いか、もしくは少ない冗長性を備えていてもよい。
【００１６】
本発明の好ましい一実施形態によれば、１つの制御ユニットのみが設けられており、この制御ユニットは、全てのスイッチ装置を制御し、特に同期信号を印加し、上述のように、少なくともいずれか１つのスイッチ装置に制御信号を供給するように構成されている。代替的には、制御装置は、好ましくは少なくとも２つの制御ユニットを備え、これらの制御ユニットは、１つのグループのスイッチ装置もしくは駆動装置を制御し、冗長性をもって相もしくは相システム／相グループを制御し、特に同期信号を供給し、少なくともいずれか１つのグループのスイッチ装置に制御信号を供給するように構成されている。これにより、いずれか１つの制御ユニットが故障した場合でも電動機をさらに作動することが可能である。
【００１７】
本発明の好ましい一実施形態によれば、それぞれの制御ユニットは少なくとも２つのグループのスイッチ装置のために、時間的に互いにずらされたクロック周波数又は半導体スイッチの操作を誘起する少なくとも１つの同期信号を生成するように構成されている。これにより、電動機又は電動機の異なる相もしくはモータ部分のずらされたクロックが得られ、これにより、中間回路コンデンサが小型に構成され、これにより、構成サイズ及び製造コストが低減される。少なくとも１つの同期信号によって、それぞれのスイッチ装置の半導体スイッチもしくはハーフブリッジのずらされた制御に関する情報が提供される。
【００１８】
特に、それぞれの制御ユニットは、時間的に互いにずらされた同期パルスを備える２つの制御信号を生成するように構成されている。したがって、同期信号の同期パルスによって時間的なずれが簡単に得られる。これにより、少なくとも２つのグループのスイッチ装置のハーフブリッジにおいて時間的にずらしたパルスパターンの出力が開始される。同期パルスの時間的なずれは、スイッチ装置もしくはモータ部分のグループ間にパルスパターンの好ましい時間的ずれをもたらす。
【００１９】
代替的には、好ましくはそれぞれの制御ユニットは、スイッチ装置によって検出可能な少なくとも１つのデータワードを備える同期信号を生成し、スイッチ装置は、データワードに依存して半導体スイッチの操作を行う。したがって、同期パルスを備える同期信号は１つのみであり、この同期信号が両方のグループのスイッチ装置に供給される。同期信号とともに伝送されるデータワードは、インテリジェントなスイッチ装置によって検出される。それぞれのグループのスイッチ装置は、データワードを検出し、評価するように構成されており、データワードに依存して、同期パルスに対して同期して、又は遅延して半導体スイッチの操作を実行するように構成されている。この場合、データワードは、特にどのスイッチ装置が半導体スイッチを遅延して操作することが望ましいかに関する情報を含む。これにより、例えば、第１グループのスイッチ装置が第２グループのスイッチ装置に対して遅延して作動される、すなわち相が遅延して制御されるように意図的に設定することができる。
【００２０】
請求項１３に記載の特徴を備える本発明によるステアリングシステムは、本発明のよる制御装置によって優れている。これにより、既に述べた利点が得られる。
【００２１】
請求項１４に記載の特徴を備える本発明による方法は、一方では制御信号が生成され、少なくともいずれか１つのスイッチ装置に供給され、他方では少なくとも１つの同期信号が生成され、それぞれのスイッチ装置に供給されることによって優れている。これにより、既に述べた利点が得られる。特に制御装置は本発明による方法を実施するように構成されている。
【００２２】
他の利点、好ましい特徴、及び特徴組合せが、特に以下の説明及び請求項に記載されている。
【００２３】
次に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】好ましいスイッチ装置を示す概略図である。
【図２】スイッチ装置の作動を示す概略図である。
【図３】ステアリングシステムの電動機のための制御装置を示す図である。
【図４】制御装置の他の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、電動機の相Ｘを制御するか、もしくは必要に応じて通電するように構成されたスイッチ装置１の概略図を示す。スイッチ装置１は、相Ｘを通電するためにパルス幅変調方式を実施するように構成されている。このためにスイッチ装置１は駆動装置２を備え、駆動装置２は、ハーフブリッジ５として接続された２つの半導体スイッチ３，４を制御信号ＡＳに依存して、パルス幅変調方式で操作する、すなわち、通電状態又は遮断状態に切り換える。この場合、半導体スイッチ３はハイサイドスイッチとして構成されており、供給電圧（＋）に接続されており、半導体スイッチ４はローサイドスイッチとして構成されており、接地（−）に接続されている。
【００２６】
スイッチ装置１は制御信号ＡＳを受信するためにバスとのインターフェイス６を備え、このインターフェイスによって、スイッチ装置１を、特に車両のデータバスに接続することができる。この場合、インターフェイス６は信号ＡＳを受信し、矢印で示すように伝送するように構成されている。さらに駆動装置２は発振器７を備え、この発振器は、制御、特に電圧制御又は電流制御されるように構成されており、スイッチ装置１のクロック周波数を設定する。したがって、入力信号、特に入力電圧又は入力電流に依存して、発振器７はクロック周波数を変更する。さらにスイッチ装置１は同期信号ＳＳを受信するための手段を備え、同期信号ＳＳは、例えば制御信号ＡＳをも生成する外部の装置によって供給される。上記手段は、特にバスとの他のインターフェイスを備えているか、又はバスとのインターフェイス６によって形成されている。
【００２７】
さらにスイッチ装置１は装置８を備え、この装置８は、受信した同期信号ＳＳに依存して発振器７の実測‐クロック周波数を決定し、目標‐クロック周波数と異なる場合には、実測‐クロック周波数が目標‐クロック周波数に対応するように発振器７の入力電圧を変更する役割を果たす。
【００２８】
これにより、スイッチ装置１をクロックに同期することができ、以下に詳しく論じるように、電動機の複数の相を制御するために複数のこのようなスイッチ装置１を使用することにより利点が得られる。特にスイッチ装置１の端子、特にマイクロコントローラ端子の数は４個に制限されている。これにより、インテリジェントなハーフブリッジ２を形成する簡単な構成のスイッチ装置１が提供される。特に同期信号ＳＳを受信するための第１端子、制御信号ＡＳを受信するための第２端子、制御信号ＡＳを伝送するための第３端子、及びクロック周波数を受信するための第４端子が設けられている。この場合、特に駆動装置２は、信号を受信し、評価し、半導体スイッチ３，４を制御もしくは操作するマイクロコントローラを備える。
【００２９】
図２は、スイッチ装置１の同期を示す概略図である。装置８は同期信号ＳＳを受信し、同期信号ＳＳの受信に伴いカウンタＺによって発振器７の振動を数える。例えば、減算装置９によって、検出された振動数が目標数と比較されるか、もしくは目標数から減算され、装置８は、決定された差に依存して発振器７の入力信号を変更し、発振器周波数ＯＳを目標‐クロック周波数に適合させる。
【００３０】
カウンタＺによって、さらに同期信号の同期パルスの数が数えられ、監視されることによって方位測定が行われる。これにより、予め設定された同期パルスにおいて所望の制御コマンドを実施することができる。特にこの場合、例えば半導体スイッチ３，４の遅延された制御を行うことができる。
【００３１】
図３は、好ましいスイッチ装置１を使用した制御装置１０を示す。制御装置１０は、電動機１１もしくは電動機１１の相Ｕ，Ｖ，Ｗを制御するように構成されている。この場合、電動機１１は、相Ｕ，Ｖ，Ｗを４個ずつ、すなわち４個の相システムを備え、最終的に１２相を含み、これらの相は、上述のようにそれぞれ１つのスイッチ装置１によって互いに独立して制御される。したがって相Ｕ，Ｖ，Ｗからなる相システムは、電動機１１において何重もの冗長性をもって実現されており、これに対応して制御装置１０による制御も冗長性をもって設計されている。
【００３２】
上述のように、このために、４個のグループ／システムＵ１，Ｖ１，Ｗ１；Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２；Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３；及びＵ４，Ｖ４，Ｗ４に分割されたそれぞれの相Ｕ，Ｖ，Ｗは、それぞれいずれか１つのスイッチ装置１に割り当てられている。したがって、図１に示した相Ｘはいずれか１つの相Ｕ１〜Ｗ４によって代替される。
【００３３】
この場合、スイッチ装置１も同様にグループ分けされており、相Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１，Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２に割り当てられたスイッチ装置１は第１のグループ１２を形成しており、残りの相に割り当てられたスイッチ装置１はグループ１３を形成している。この場合、それぞれのグループ１２及び１３のスイッチ装置は、デイジーチェーンとして互いに直列に接続されており、バスとのインターフェイスは、受信した制御信号ＡＳをグループの次のスイッチ装置１に伝送するように構成されている。ＳＰＩ又はＳＷＲインターフェイスによってスイッチ装置１を互いに接続し、制御装置１０に接続してもよい。
【００３４】
制御信号ＡＳは、両方のグループのための制御ユニット１４によって制御信号ＡＳ＿１もしくはＡＳ＿２として生成される。この場合、制御装置１０及び電動機１１は自動車のステアリングシステム（ここには詳述しない）のための構成要素であり、制御ユニット１４は、特に自動車のハンドル、特にステアリングホイールの操作に依存して制御信号ＡＳを生成し、支援操舵トルク、又は手動操舵トルクを代替する電動操舵トルクを電動機１１によって生成する。制御ユニット１４はロータ角度センサ１５に適切に接続されており、このロータ角度センサは、電動機１１が正確に制御されることを保証するために電動機１１のロータ角度を監視する。
【００３５】
制御ユニット１４は、制御信号ＡＳ及び同期信号ＳＳの両方を生成する。制御信号ＡＳ＿１／ＡＳ＿２は、制御信号ＡＳ＿１／ＡＳ＿２をそれぞれのグループ１２，１３の次のスイッチ装置１に伝送するスイッチ装置１にのみ供給され、同期信号ＳＳは、スイッチ装置１を互いに同期するためにそれぞれのスイッチ装置１に直接に供給される。この場合、それぞれのグループ１２，１３には固有の同期信号ＳＳが供給される。さらにスイッチ装置１は、例えば自動車バッテリなどの電圧源１６に接続されており、この電圧源から相Ｕ１〜Ｗ４に通電するためのエネルギーが取り出される。
【００３６】
制御装置１０の好ましい構成により、スイッチ装置１を制御及び同期する場合にケーブル接続にかかる労力が抑えられ、これにより、製造コスト及び組付けの手間が減じられる。同時に電動機１０の制御に高い冗長性が付与され、これにより、１つの相又は１つの相システムが故障した場合にも電動機１１が継続的に作動されることが保証される。スイッチ装置１が、２つの直列回路もしくはデイジーチェーンを形成するために、２つのグループとして形成されていることにより、いずれか一方のグループにおいて制御信号ＡＳの伝送が停止した場合にも他方のグループを継続的に作動することが可能であり、これにより、システム全体が故障する可能性が減じられる。
【００３７】
上記実施例に対して代替的に、全てのスイッチ装置１が唯一のグループにまとめられていることも可能であり、この場合、制御ユニット１０の唯一の制御信号ＡＳがあればこれらのスイッチ装置１を制御するためには十分であり、制御信号ＡＳは全てのスイッチ装置１を通って伝送され、全てのスイッチ装置１は直列に接続されている。
【００３８】
図４は、操舵システムもしくは制御装置１０の別の実施例を示し、上記実施例により既知の要素には同じ符号が付されている。したがって、実質的に相違点のみを説明する。
【００３９】
上記実施例とは異なり、この場合にはスイッチ装置１のデイジーチェーンもしくは直列回路はさらに分割され、スイッチ装置１の４つのグループ１２＿１，１２＿２，１３＿１及び１３＿２が形成される。この場合、それぞれ２つのグループ１２＿１，１２＿２もしくは１３＿１，１３＿２がそれぞれ１つの制御ユニット１４＿１もしくは１４＿２に接続されている。両方の制御ユニット１４＿１及び１４＿２は同様に接続インターフェイスによって互いに接続されている。この場合、制御ユニット１４＿１，１４＿２は制御ユニット１４にしたがって形成されており、それぞれ２つのグループ１２＿１，１２＿２もしくは１３＿１，１３＿２を制御し、それぞれのグループにそれぞれ制御信号ＡＳ＿１′、ＡＳ＿１″、ＡＳ＿２′，ＡＳ＿２″を供給し、割り当てられた両方のグループのそれぞれのスイッチ装置に同期信号ＳＳを供給し、この場合、同様に冗長性のあるロータ角度センサ１５＿１，１５＿２の信号も考慮される。この場合にも、それぞれのグループ１２＿１，１２＿２，１３＿１，１３＿２には冗長性を高めるために固有の同期信号ＳＳが供給される。したがって、この場合にはそれぞれの相グループのために固有の制御信号が生成されるので、この制御装置１０の冗長性は上記実施例の制御装置１０に対してさらに高められる。
【００４０】
さらに図４は、スイッチ装置１もしくは電動機１１の電流供給が冗長性をもって行われることも示している。このために、電圧源１６は２つの端子１６＿１及び１６＿２を備える。代替的には、それぞれいずれか１つのグループ１２，１３に接続された２つの別個の電圧源が設けられていてもよい。これにより、制御ユニット１４＿１及び１４＿２の電流供給も冗長性をもって行われる。この場合、制御ユニット１４＿１及び１４＿２は、特に互いに独立した２つのバスシステムによってそれぞれに割り当てられたグループ１２＿１，１２＿２，１３＿１及び１３＿２のスイッチ装置１に接続されており、これにより、高い安全性が保障されている。
【００４１】
操舵システムの好ましい一実施形態によれば、電動機１１の相グループが時間的に互いにずらして制御され、したがって中間回路コンデンサの小型化を行うこともでき、これにより、構成サイズ及び製造コストが低減される。
【００４２】
このことは、モータ部分もしくは相グループが少なくとも１つの同期信号ＳＳによって互いにずらして作動されることにより達成され、同期信号ＳＳの数は、上記実施例にしたがって選択された制御装置１０のトポロジーにより決定される。
【００４３】
図３に示すように、制御装置１０が、例えば１つの制御ユニット１４しか備えておらず、全てのスイッチ装置１が直列に接続されている場合には、特に制御ユニット１４は１つの同期信号ＳＳしか生成せず、この同期信号はインテリジェントなスイッチ装置１によって受信され、評価されるデータワードを備え、スイッチ装置１は、受信したデータワードに依存して、それぞれの半導体スイッチ３，４を必要に応じて時間的に遅延して制御し、これにより、例えばいずれか２つの相システムは残りの２つの相システムに対して遅延して制御もしくは通電される。この場合、特にデータワードは、どの相システムを遅延して制御することが望ましいかについての指示を含むように生成される。スイッチ装置１のマイクロコントローラは、それぞれの半導体スイッチを独立して、遅延して、又は遅延せずに制御する。
【００４４】
代替的には、図３に示すようなトポロジーでは、制御ユニット１４は２つの同期信号ＳＳを生成するが、しかしながらこれらの同期信号ＳＳは時間的に互いに遅延して生成され、グループ１２及び１３に供給され、制御ユニット１４はずらされた同期信号に基づいて、グループ１２及び１３の相を時間的に互いにずらして通電もしくは制御する。したがって、同期パルスが時間的にずらされていることにより、相システムもしくはモータ部分の間にはパルスパターンの所望の時間的ずれが容易に達成される。図４に示した制御装置１０のトポロジーでは、制御ユニット１４＿１及び４＿２は、それぞれデータワードを備える１つの同期信号ＳＳのみを生成するか、又は時間的にずらされた同期パルスを備えるそれぞれ２つの同期信号を生成するように適宜に作動／構成される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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