(57)【要約】  本発明は、電子整流される電動機に関する。電動機は、固定子と、殊に永久磁石を用いて形成されている回転子とを有している。電動機は、出力側で、殊にパワー出力段を介して固定子と接続されている制御ユニットを有しており、この制御ユニットは、回転磁界を形成するために固定子に通電するように構成されている。この電動機は、複数の半導体スイッチを備えたパワー出力段を有している。このパワー出力段は、制御可能に形成された少なくとも１つの分離スイッチを介して固定子と接続されている。制御ユニットは、半導体スイッチの故障を、この故障によって生じた制動トルクに依存して、殊に電動機の回転子の制動トルクの時間に亘った変化に依存して検出し、故障したこの半導体スイッチを固定子から切り離すために、分離スイッチを起動するように構成されている。
2014523730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子整流される電動機（１）であって、
固定子（３）と、殊に永久磁石を用いて形成されている回転子（５）とを有しており、
前記電動機（１）は、出力側で前記固定子（３）と接続されている制御ユニット（３０）を有しており、前記制御ユニット（３０）は回転磁界を形成するために前記固定子に通電する、電動機において、
前記電動機（１）は、複数の半導体スイッチ（１２、１４、２３、２５、２７、２９）を備えたパワー出力段（１０）を有しており、前記パワー出力段（１０）は、制御可能に形成された少なくとも１つの分離スイッチ（１６、１８、２０）を介して、前記固定子（１０）と接続されており、
前記制御ユニット（３０）は、半導体スイッチ（１２、１４、２３、２５、２７、２９）の故障を、当該故障によって前記回転子（５）に生じた制動トルクに依存して検出し、かつ、前記故障した半導体スイッチ（１２、１４、２３、２５、２７、２９）の電流経路内の前記分離スイッチ（１６、１８、２０）を、前記半導体スイッチ（１２、１４、２３、２５、２７、２９）を前記固定子（１０）から切り離すために起動するように構成されている、
ことを特徴とする電動機（１）。
【請求項２】
前記電動機（１）は、前記制御ユニット（３０）と接続されている回転子位置センサ（２６）を有しており、
前記回転子位置センサ（２６）は、前記回転子（５）の回転子位置を検出し、かつ、前記回転子位置を表す回転子位置信号を形成するように構成されており、
前記制御ユニット（３０）は、前記制動トルク、殊に前記制動トルクの変化時点を、前記回転子位置信号に依存して検出するように構成されている、請求項１記載の電動機（１）。
【請求項３】
前記制御ユニット（３０）は、前記分離スイッチ（１６、１８、２０）と接続されており、前記故障した半導体スイッチ（１２、１４、２３、２５、２７、２９）を介して流れる電流の零通過を前記分離スイッチを介して下降する電圧に依存して検出し、かつ、前記零通過の時間的な領域において、前記分離スイッチ（１６、１８、２０）を、切り離しのために起動するように構成されている、請求項１または２記載の電動機（１）。
【請求項４】
前記制御ユニット（３０）は、前記故障した半導体スイッチを介して流れる電流の零通過を前記回転子位置信号に依存して検出し、かつ、前記零通過の時間的な領域において、前記分離スイッチを切り離しのために起動するように構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の電動機（１）。
【請求項５】
前記分離スイッチ（１６、１８、２０）は半導体スイッチであり、殊に、電界効果トランジスタであり、
前記制御ユニット（３０）は、前記分離スイッチ（１６、１８、２０）を通って流れる電流の流れ方向に依存して、前記分離スイッチ（１６、１８、２０）を切り離しのために起動するように構成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の電動機（１）。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項記載の電動機（１）を備えた、自動車用のパワーステアリングシステム（１、３５）。
【請求項７】
電動機（１）の動作方法であって、
前記電動機（１）の固定子（３）と接続されている、前記電動機（１）のパワー出力段（１０）の半導体スイッチ（１２、１４、２３、２５、２７、２９）の故障を、前記電動機（１）の回転子（５）に作用する制動トルク（６０）の時間に亘った変化に依存して検出し、
前記故障した半導体スイッチが前記固定子に通電できなくなるように、少なくとも、前記故障している半導体スイッチの、前記固定子へと続く電流経路を前記制動トルクに依存して電気的に切り離す、電動機の動作方法。
【請求項８】
前記制動トルクに依存して、前記パワー出力段の全ての半導体スイッチを、前記固定子から電気的に切り離す、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記回転子（５）の回転子位置を検出し、前記回転子位置を表す回転子位置信号を形成し、前記回転子位置信号に依存して前記固定子（３）に通電し、前記制動トルクの時間に亘った変化を前記回転子位置信号に依存して検出する、請求項７または８記載の方法。
【請求項１０】
前記故障した半導体スイッチを介して流れる電流の零通過を、前記制動トルクの時間に亘った変化に依存して検出し、前記パワー出力段（１０）の前記半導体スイッチ（１２、１４、２３、２５、２７、２９）を、前記零通過の時間的な領域において、前記固定子（３）から電気的に切り離す、請求項７から９までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、電子整流される電動機に関する。この電動機は固定子と、殊に永久磁石式に構成された回転子とを有している。この電動機は、出力側で、殊にパワー出力段を介して固定子と接続されている制御ユニットを有している。この制御ユニットは、回転磁界を形成するために、固定子に通電するように構成されている。
【０００２】
従来技術から公知の電動機では、次のような問題が生じる。すなわち、電動機のパワー出力段の半導体スイッチの故障時に、故障を有する半導体スイッチが低抵抗になり、このようにして、この半導体スイッチと接続されている、固定子の固定子コイルが、永続的に短絡されてしまう、という問題が生じる。従って短絡電流が流れ、ここで電動機は発電気モードで動かされる。パワー出力段の切り離し時、殊にリレーによる、固定子からの故障した半導体スイッチの切り離し時に、火花が形成されることがある。半導体スイッチ、殊にＭＯＳＦＥＴトランジスタによる、固定子からの故障した半導体スイッチを切り離し時には、このＭＯＳＦＥＴトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ＝Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ−Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ−Ｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が破壊され得る。
【０００３】
本発明の開示
有利には、電動機は、半導体スイッチを備えたパワー出力段を有している。このパワー出力段は、少なくとも１つの、制御可能に形成されている分離スイッチを介して、固定子と接続されている。制御ユニットは、半導体スイッチの故障を、この故障によって生じる制動トルクに依存して、有利には、電動機の回転子の制動トルクの時間的な変化に依存して検出し、固定子からこの故障した半導体スイッチを切り離すために分離スイッチを起動するように構成されている。制動トルクを検出することによって、有利には、例えば複数の半導体スイッチを有しているパワー出力段の故障した１つの半導体スイッチを、これらの複数の半導体スイッチの中から検出することができる。このようにして検出された半導体スイッチは次に、属する分離スイッチによって固定子、殊に固定子の固定子コイルから切り離される。
【０００４】
有利な実施形態では、電動機は、制御ユニットと接続されている回転子位置センサを有している。この回転子位置センサは、回転子の回転子位置を検出し、この回転子位置を表す回転子位置信号を形成するように構成されている。制御ユニットは、有利には、この回転子位置信号に依存して固定子に通電するように構成されている。
【０００５】
制御ユニットは有利には、制動トルクを、この回転子位置信号に依存して検出するように構成されている。さらに有利には、制御ユニットは、回転子位置信号に依存して回転数信号を形成するように構成されている。この回転数信号は回転子の回転数を表す。制御ユニットはさらに、制動トルク、有利には制動トルクの、時間に亘った変化または制動トルクの変化の少なくとも１つの時点を、この回転数信号の周波数変調に依存して検出するように構成されている。これによって有利には、故障した半導体スイッチを検出するセンサを省くことができる。すなわち、有利には、いずれにせよ設けられている電動機の回転子位置センサを、パワー出力段の故障した半導体スイッチを検出するために用いることができる。従ってこの制御ユニットに有利には低コストで、故障検出部を設けることができる。
【０００６】
有利な実施形態では、制御ユニットは分離スイッチと接続されており、故障した半導体スイッチを介して流れる電流の零通過を、この分離スイッチを介して下降する電圧に依存して検出し、この零通過の時間的な領域において分離スイッチを起動するように構成されている。従って、有利にはリレーの場合における、火花形成を回避することができる。分離スイッチとしての半導体スイッチの場合、殊にＭＯＳＦＥＴトランジスタの場合の、分離スイッチの破壊を回避することができる。
【０００７】
有利な実施形態では、制御ユニットは、位相電流の零通過、殊に電動機の発電気モード時に、パワー出力段の故障した半導体スイッチを介して流れる位相電流の零通過を、回転子位置信号に依存して検出し、さらに、分離スイッチを、この零通過の時間的な領域において、分離のために起動するように構成されている。従って、この分離スイッチ、殊に半導体分離スイッチを、有利には常に機能できるようにし続けることができる。すなわち、半導体分離スイッチが、位相の発電機モード時の位相電流によって破壊され、これによって低抵抗になってしまうならば、位相電流が流れ続け、パワー出力段を固定子から分離させるためにさらなるスイッチオフ手段を使用することができなくなってしまうであろう。電動機、例えばパワーステアリングの電動機はこのような場合にさらに、制動トルクを、パワーステアリングによる車両の操舵中に形成するであろう。これは、車両の操舵をサポートするのではなく、むしろ困難にしてしまうだろう。
【０００８】
有利な実施形態では、分離スイッチは半導体スイッチ、殊に電界効果トランジスタである。制御ユニットは有利には、分離スイッチを、分離スイッチを通って流れる電流の流れ方向に依存して、分離のために起動する。制御ユニットは例えば、半導体スイッチのボディダイオードの電流線路に相応する流れ方向のときに、有利には、電流の位相位置を配慮すること無く、分離スイッチを分離のために起動するように構成されている。制御ユニットは例えば、半導体分離スイッチのボディダイオードの逆方向における電流流れ方向のときに、位相電流の零通過の時間的な領域において、分離スイッチを分離のために起動するように構成されている。このようにして、半導体分離スイッチによる、固定子からのパワー出力段の切り離しによって、半導体スイッチのアバランシェブレークダウン時に、分離スイッチが破壊されることがなくなる。
【０００９】
本発明は、自動車のパワーステアリングシステムにも関する。これは、上述した様式の電動機を有している。パワーステアリングシステムは、自動車の操舵を、電動機によってサポートし、付加的な操舵トルクを形成するように構成されている。
【００１０】
本発明は、電動機の動作方法にも関する。この方法では、電動機の固定子と接続されている、電動機のパワー出力段の、半導体スイッチの故障が、電動機の回転子に作用する制動トルクに依存して検出され、少なくとも、固定子への、故障している半導体スイッチの電流経路が、この制動トルクに依存して電気的に切り離される。従って、故障した半導体スイッチは固定子をもはや通電することができない。
【００１１】
有利には、制動トルクに依存して、パワー出力段の全ての半導体スイッチが、固定子から電気的に切り離される。
【００１２】
有利には、この方法では、回転子の回転子位置が検出され、回転子位置を表す回転子位置信号が形成され、固定子は、この回転子位置信号に依存して通電される。さらに制動トルクは回転子位置信号に依存して検出される。さらに有利には、回転子位置信号に依存して回転数信号が形成され、制動トルク、殊に制動トルクの時間に亘った変化が、回転数信号に依存して検出される。
【００１３】
有利には、この方法では、故障した半導体スイッチを介して流れる電流の零通過が、制動トルク、有利には制動トルクの変化に依存して検出され、パワー出力段の半導体スイッチは固定子から、この零通過の時間領域において、固定子から電気的に分離される。
【００１４】
本発明を以降で、図面およびさらなる実施例に基づいて説明する。別の有利な実施形態は、従属請求項および図面に記載されている特徴から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】パワー出力段と制御ユニットを有する電動機の実施例を概略的に示しており、これは、半導体スイッチの故障を、制動トルクによって生じる、回転子の回転数変調に依存して検出する
【図２】故障した半導体スイッチによって変調された回転信号を有するダイヤグラムであり、この回転信号は、図１に示された回転子の回転数を表す
【実施例】
【００１６】
図１は、電動機１の実施例を概略的に示している。電動機１は、固定子３と永久磁石を用いて構成されている回転子５とを有している。回転子５の回転子軸は例えば、破線で示されているように、パワーステアリングと接続されている。固定子３は、この実施例では、星形回路に接続されている３つの固定子コイルを有している。これらはすなわち固定子コイル７と、固定子コイル８と、固定子コイル９である。固定子コイル７、８および９はそれぞれ、第１の端子で、共通の星形回路端子６と接続されている。
【００１７】
電動機１は、パワー出力段１０も有している。このパワー出力段１０は、回転子の回転運動のための回転磁界を形成するために、入力側で受信された制御信号に依存して固定子３の固定子コイル７、８および９に通電するように構成されている。このために、パワー出力段１０は、マルチチャネル接続３２を介して、制御ユニット３０と接続されている。制御ユニット３０は例えば、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラ、ＦＰＧＡ（ＦＰＧＡ＝Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ−Ｇａｔｅ−Ａｒｒａｙ）またはＡＳＩＣ（ＡＳＩＣ＝Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ−Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ−Ｃｉｒｃｕｉｔ）によって形成されている。パワー出力段１０はこの実施例では、Ｂ−６−ブリッジを有している。このＢ−６−ブリッジは、６つのＭＯＳ−ＦＥＴ−トランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ＝Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ−Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を有している。このうちの２つの、相互に直列接続されたトランジスタ１２と１４が例として示されている。パワー出力段１０、殊にＢ−６−ブリッジのトランジスタは、それぞれ１つの、この図に示されているボディダイオードを有している。このＢ−６ブリッジは、端子２４によって供給電圧と接続されており、シャント抵抗１５を介してアース端子２２と接続されている。制御ユニット３０はこの実施例では、付加的に、回転磁界を形成するために、このシャント抵抗によって検出されたモータ電流に依存して、制御信号を形成するように構成されている。
【００１８】
Ｂ−６−ブリッジのトランジスタはそれぞれ制御端子を有している。ここで、トランジスタのこれらの制御端子は、マルチチャネル接続３２を介して、制御ユニット３０と接続されている。
【００１９】
パワー出力段１０は、３つの分離スイッチも有している。これらはそれぞれＭＯＳＦＥＴ−トランジスタとして形成されている。固定子コイル７は接続線路４６を介して、さらに、制御可能に形成された分離スイッチ１６を介して、Ｂ−６−ブリッジのトランジスタ１２および１４を含んでいるトランジスタ対と接続されている。トランジスタ１４はここでハイサイドトランジスタを形成し、トランジスタ１２はここでローサイドトランジスタを形成する。固定子コイル８は、接続線路４５を介して、さらに制御可能に構成された分離スイッチ１８を介して、Ｂ−６ブリッジの別の位相用の別の出力側と接続されている。分離スイッチ１８は、接続ノード１３と接続されている。この接続ノード１３は、位相スイッチの出力側を含んでいる。この位相スイッチは、相互に直列接続された２つのＭＯＳＦＥＴトランジスタ２３と２７を含んでいる。固定子コイル９は、接続線路４４を介して、さらに、制御可能に構成されている分離スイッチ２０を介して、Ｂ−６ブリッジの固定子コイル９用の出力側と接続されている。分離スイッチ１９は、接続ノード１３と接続されている。この接続ノード１３は、位相スイッチの出力側を含んでいる。この位相スイッチは、相互に直列接続された２つのＭＯＳＦＥＴトランジスタ２５と２９を含んでいる。制御可能に構成されている分離トランジスタ１６、１８および２０は、この実施例では、ＭＯＳＦＥＴトランジスタとして形成されている。トランジスタ１６、１８および２０の制御端子は、マルチチャネル接続部３４を介して、制御ユニット３０と接続されている。
【００２０】
電動機１は、回転子位置センサ２６も有している。この回転子位置センサは例えば、少なくとも１つのホールセンサを含んでいる。ＧＭＲセンサ（Ｇｉａｎｔ−Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）またはＡＭＲセンサ（ＡＭＲ＝Ａｎｉｓｔｒｏｐｅ−Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）も可能である。制御ユニット３０は入力側で、接続線路３６を介して、回転子位置センサ２６と接続されている。この回転子位置センサ２６は、回転子５の回転子位置を検出し、この回転子位置を表す回転子位置信号を形成し、この回転子位置信号を制御ユニット３０に送信するように構成されている。制御ユニット３０は、回転子位置信号に依存して、回転子５の回転運動のために回転磁界を形成するようにパワー出力段を駆動制御するため、殊にＢ−６−ブリッジの制御端子を駆動制御するために、制御信号を形成するように構成されている。
【００２１】
制御ユニット３０は、回転子位置信号の信号パターンに依存して、殊に回転子位置信号の少なくとも１つの周波数成分に依存して、回転子の制動トルクを検出するように構成されている。この制動トルクは、パワー出力段１０、殊にＢ−６−ブリッジの故障した半導体スイッチによって形成されたものである。制御ユニット３０は、このために、双方向接続３８を介して、ルックアップテーブル用のメモリ４０と接続されている。メモリ４０は、データセットを有している。このデータセットは、協同して、ルックアップテーブルを形成する。データセット４２は例として示されている。メモリ４０内のルックアップテーブルは、この実施例では、回転子位置センサ２６によって検出された回転子５の回転子位置と、パワー出力段１０のＢ−６−ブリッジの半導体スイッチとの間の対応を表している。制御ユニット３０はさらに、接続部３８を介して、ルックアップテーブルを表すデータセットをメモリ４０から読み出し、所定の回転子位置を表すデータセットを回転子位置信号と比較するように構成されている。制御ユニット３０はさらに、半導体スイッチを回転子位置信号と比較の結果に依存して、ルックアップテーブルを用いて、パワー出力段の少なくとも１つの故障した半導体スイッチを求めるように構成されている。制御ユニット３０はさらに、この求められた故障した半導体スイッチに依存して、少なくとも１つの分離スイッチまたは全ての分離スイッチ１６、１８および２０を、マルチチャネル接続３４を介して駆動制御し、固定子３をパワー出力段１０から切り離すように構成されている。
【００２２】
制御ユニット３０は、この実施例では、回転数位置信号に依存して、ひいては回転子位置に依存して、固定子コイルによって発電され、故障した半導体スイッチを介して流れる電流の零通過の時間的な領域において、少なくとも１つの分離スイッチを分離のために起動するように構成されている。このために、制御ユニット３０は、回転子位置信号から、時間信号に依存して回転数信号を形成するように構成されている。この回転数信号は、回転子の回転数を表し、回転数信号の周波数変調を検出するように構成されている。このために、制御ユニット３０は接続線路３３を介してタイマー３１と接続されており、このタイマーは、時間基準である時間信号を、回転数信号を求めるために形成するように構成されている。時間基準は例えば水晶振動子によって形成されている。
【００２３】
例えば、ハイサイドトランジスタ１４が故障しており、これによって低抵抗導電性である場合には、エラー電流が供給電圧端子２４から、トランジスタ１４のドレイン端子およびその接続区間およびトランジスタ１４のソース端子および固定子コイル７の位相スイッチの出力側を形成する接続ノード１１および分離スイッチ１６および接続線路４６を介して、固定子コイル７の第２の端子へと流れる。半導体分離スイッチ１６のソース端子はこの実施例では、接続ノード１１と接続されており、ドレイン端子は接続線路４６と接続されている。従って、分離スイッチが開放されている場合には、エラー電流はこの実施例においてＭＯＳＦＥＴトランジスタとして形成されている分離トランジスタ１６のボディダイオードの方向で流れる。このエラー電流は、星形回路端子６と固定子コイル９および８を介して流れ、接続線路４５および４４を介して戻り、これによって、分離スイッチ２０および１８も介して、Ｂ−６ブリッジのハイサイドトランジスタ２７ないしはハイサイドトランジスタ２９を介して流れ、ここで、各ボディダイオードの順方向において、故障した半導体スイッチ１４に戻る。
【００２４】
制御ユニット３０は、回転子位置信号に依存して求められた、半導体スイッチ１４の故障に基づいて、半導体スイッチ１４と接続されている固定子コイル７を分離スイッチ１６で切り離すために、制御信号を送出するように構成されている。制御ユニットは例えば、故障したトランジスタの場合には、パワー出力段１０の分離スイッチを、以下の表に従った回転子５の回転子位置で起動するように構成されている。
【００２５】
【表１】
2014523730.tif 000003
【００２６】
エラー電流は、故障したハイサイドトランジスタ１４の上述した例において説明したように、切り離し時に、分離スイッチ１６のボディダイオードの方向において流れるので、分離スイッチ１６は、上述の表に従ったエラー電流の周期の時点の間、分離される。有利には、制御ユニット３０による分離は、エラー電流の零通過で行われる。従って、分離スイッチ１８および２０を通って、各ボディダイオードの逆方向で流れるエラー電流はこれを、アバランシェブレークダウン（アバランシェ崩壊とも称される）の間、妨害することがない。
【００２７】
ローサイドトランジスタ、例えば半導体スイッチ１２が故障している場合、固定子コイル７内で誘起されたエラー電流は、固定子コイル７から、接続線路４６を介して、分離スイッチ１６のボディダイオードの逆方向において、分離スイッチ１６を通って、さらに接続ノード１１を介して半導体スイッチ１２のドレイン端子へと流れ、故障した半導体スイッチ１２を通って半導体スイッチ１２のソース端子へと流れ、さらに、Ｂ−６ブリッジの別のローサイドトランジスタ２３および２５を介して星形回路端子６に戻る。この星形回路端子６は、固定子コイル７の第１の端子と接続されている。ここで、エラー電流は、半導体スイッチ１２のソース端子から、Ｂ−６−ブリッジのローサイドトランジスタ２３および２５のローサイドトランジスタ１３を介して、接続ノード１３へと流れる。これは、分離スイッチ１８のソース端子と接続されている。さらにエラー電流は、分離スイッチ１８と接続線路４５と固定子コイル８を介して、星形回路端子６に戻る。エラー電流はこれに対して並行に、半導体スイッチ１２のソース端子から、上述されている半導体スイッチのローサイド半導体スイッチ２５と接続ノード１７と分離スイッチ２０と接続線路４４と固定子コイル９を介して、星形回路端子６へと流れる。エラー電流は、ここで分離スイッチ１８および２０において、分離スイッチ１８および２０のボディダイオードの方向において流れ、エラー電流は、ここで分離スイッチ１６を通って、分離スイッチ１６の分離時に、分離スイッチ１６のボディダイオードの逆方向において流れ、アバランシェブレークダウンに陥り、ここで崩壊される。
【００２８】
分離スイッチ１６のスイッチング経路は、この場合には低抵抗に接続されるであろう。従って、分離スイッチ１６は、固定子コイル７をもはや、パワー出力段１０から切り離すことができない。制御ユニット３０はこの実施例では、ローサイドトランジスタ１２の故障時に、トランジスタ１６を通って流れるエラー電流の零通過の領域において、分離スイッチ１６を切り離しのために起動するように構成されている。
【００２９】
図２は、ダイヤグラム５０を示している。このダイヤグラム５０は、横軸５４と縦軸５２を有している。横軸５４は時間経過を示しており、縦軸５２は、図１に示された、電動機１の回転子の回転数を、１分あたりの回転で示している。曲線５８も示されている。この曲線は、回転子位置センサ２６によって検出された回転子位置信号を表している。曲線６０も示されている。この曲線は、図１における回転子５の回転子軸で出力される制動トルクを表している。別の縦軸５６は、曲線６０の制動トルクの値を表している。曲線５８と６０はそれぞれ測定に基づいている。従って、曲線５８および６０は、表されている量信号に対して付加的に別の信号成分を表している。これは、曲線５８と６０の曲線形状に影響を与える。図１に示された制御ユニットは、例えば信号分析器によって、電動機１によって、および曲線６０によって表された制動トルクを、曲線５８によって表されている回転数信号に依存して、殊に回転数信号の周波数変調に依存して検出するように構成されている。制御ユニット３０は図１において例えば、回転子位置信号に依存して回転数信号を形成するように構成されている。これは、回転子５の回転数を表している。曲線５８および６０は、ダイヤグラム５０において、回転子回転数の下降中に回転子軸での回転トルクが低減し、これによって回転子軸での制動トルクが増大することを示している。
【図１】
2014523730.tif 000004
【図２】
2014523730.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月19日(2013.12.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子整流される電動機（１）であって、
固定子（３）と、回転子（５）とを有しており、
前記電動機（１）は、出力側で前記固定子（３）と接続されている制御ユニット（３０）を有しており、前記制御ユニット（３０）は回転磁界を形成するために前記固定子に通電する、電動機において、
前記電動機（１）は、複数の半導体スイッチ（１２、１４、２３、２５、２７、２９）を備えたパワー出力段（１０）を有しており、前記パワー出力段（１０）は、制御可能に形成された少なくとも１つの分離スイッチ（１６、１８、２０）を介して、前記固定子（３）と接続されており、
前記制御ユニット（３０）は、半導体スイッチ（１２、１４、２３、２５、２７、２９）の故障を、当該故障によって前記回転子（５）に生じた制動トルクに依存して検出し、かつ、前記故障した半導体スイッチ（１２、１４、２３、２５、２７、２９）の電流経路内の前記分離スイッチ（１６、１８、２０）を、前記半導体スイッチ（１２、１４、２３、２５、２７、２９）を前記固定子（３）から切り離すために起動するように構成されている、
ことを特徴とする電動機（１）。
【請求項２】
前記電動機（１）は、前記制御ユニット（３０）と接続されている回転子位置センサ（２６）を有しており、
前記回転子位置センサ（２６）は、前記回転子（５）の回転子位置を検出し、かつ、前記回転子位置を表す回転子位置信号を形成するように構成されており、
前記制御ユニット（３０）は、前記制動トルクを、前記回転子位置信号に依存して検出するように構成されている、請求項１記載の電動機（１）。
【請求項３】
前記制御ユニット（３０）は、前記制動トルクの変化時点を、前記回転子位置信号に依存して検出するように構成されている、請求項２記載の電動機（１）。
【請求項４】
前記制御ユニット（３０）は、前記分離スイッチ（１６、１８、２０）と接続されており、前記故障した半導体スイッチ（１２、１４、２３、２５、２７、２９）を介して流れる電流の零通過を前記分離スイッチを介して下降する電圧に依存して検出し、かつ、前記零通過の時間的な領域において、前記分離スイッチ（１６、１８、２０）を、切り離しのために起動するように構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の電動機（１）。
【請求項５】
前記制御ユニット（３０）は、前記故障した半導体スイッチを介して流れる電流の零通過を前記回転子位置信号に依存して検出し、かつ、前記零通過の時間的な領域において、前記分離スイッチを切り離しのために起動するように構成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の電動機（１）。
【請求項６】
前記分離スイッチ（１６、１８、２０）は半導体スイッチであり、
前記制御ユニット（３０）は、前記分離スイッチ（１６、１８、２０）を通って流れる電流の流れ方向に依存して、前記分離スイッチ（１６、１８、２０）を切り離しのために起動するように構成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の電動機（１）。
【請求項７】
前記分離スイッチ（１６、１８、２０）は電界効果トランジスタである、請求項６記載の電動機（１）。
【請求項８】
前記回転子（５）は、永久磁石を用いて形成されている回転子である、請求項１から７までのいずれか１項記載の電動機（１）。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項記載の電動機（１）を備えた、自動車用のパワーステアリングシステム（１、３５）。
【請求項１０】
電動機（１）の動作方法であって、
前記電動機（１）の固定子（３）と接続されている、前記電動機（１）のパワー出力段（１０）の半導体スイッチ（１２、１４、２３、２５、２７、２９）の故障を、前記電動機（１）の回転子（５）に作用する制動トルク（６０）の時間に亘った変化に依存して検出し、
前記故障した半導体スイッチが前記固定子に通電できなくなるように、少なくとも、前記故障している半導体スイッチの、前記固定子へと続く電流経路を前記制動トルクに依存して電気的に切り離す、電動機の動作方法。
【請求項１１】
前記制動トルクに依存して、前記パワー出力段の全ての半導体スイッチを、前記固定子から電気的に切り離す、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記回転子（５）の回転子位置を検出し、前記回転子位置を表す回転子位置信号を形成し、前記回転子位置信号に依存して前記固定子（３）に通電し、前記制動トルクの時間に亘った変化を前記回転子位置信号に依存して検出する、請求項１０または１１記載の方法。
【請求項１３】
前記故障した半導体スイッチを介して流れる電流の零通過を、前記制動トルクの時間に亘った変化に依存して検出し、前記パワー出力段（１０）の前記半導体スイッチ（１２、１４、２３、２５、２７、２９）を、前記零通過の時間的な領域において、前記固定子（３）から電気的に切り離す、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の方法。
【国際調査報告】
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