DE102012200089A1

DE102012200089A1 - Elektrische Servolenkungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102012200089A1
Application number: DE102012200089A
Authority: DE
Inventors: Hiroki Sagami; Kyoji Hamamoto; Hiroaki Horii; Fumihiro Morishita; Takuji Wada; Shinji Hironaka; Takashi Kuribayashi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-01-07
Filing date: 2012-01-04
Publication date: 2012-07-12
Also published as: US8710775B2; CN102582679A; US20120176069A1; CN102582679B

Abstract

Eine elektrische Servolenkungsvorrichtung (10) detektiert als eine anomale Phase, eine Phase, die nicht eine Kombination von Phasen ist, deren Zwischenphasenspannung ungefähr Null Volt beträgt, wenn ein q-Achsen-Strom gleich einem ersten oder kleiner als ein erster Schwellwert ist, obwohl eine q-Achsen-Spannung angelegt ist. Alternativ berechnet die elektrische Servolenkungsvorrichtung (10) einen elektrischen Basiswinkel, bei welchem der q-Achsen-Strom gleich einem dritten oder kleiner als ein dritter Schwellwert ist, obwohl die q-Achsen-Spannung angelegt ist, und bestimmt eine anomale Phase basierend auf dem elektrischen Basiswinkel.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Servolenkungsvorrichtung, welche einen Elektromotor umfasst, der eine Kraft (Lenkunterstützungskraft) zum Unterstützen eines von dem Fahrer eines Kraftfahrzeugs durchgeführten Lenkvorgangs ausübt, wenn der Fahrer das Lenkrad des Kraftfahrzeugs dreht.
Beschreibung des Stands der Technik
Elektrische Servolenkungsvorrichtungen, welche einen Elektromotor umfassen, der eine Kraft (Lenkunterstützungskraft) zum Unterstützen eines von dem Fahrer eines Kraftfahrzeugs durchgeführten Lenkvorgangs ausübt, um dem Fahrer zu gestatten, das Lenkrad des Kraftfahrzeugs leicht zu drehen, sind bekannt (siehe US-Offenlegungschrift Nr. 2007/0176577 (nachfolgend als „ US 2007/0176577 A1 ” bezeichnet), Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2009-090817 (nachfolgend als „ JP 2009-090817 A1 ” bezeichnet) und Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2006-256542 (nachfolgend als „ JP 2006-256542 A1 ” bezeichnet)).
Gemäß der US 2007/0176577 A1 werden Ströme für die jeweiligen drei Phasen eines Elektromotors detektiert (siehe [0055] bis [0058] und 17) und es wird beurteilt, ob derartige Ströme fließen oder nicht, wodurch bestimmt wird, ob es eine Phase mit einer Anomalie (anomale Phase) gibt oder nicht (siehe [0059] bis [0060]). Wenn eine anomale Phase auftritt, werden die Schaltvorrichtungen eines Inverters in Bezug zu den normalen Phasen, die nicht die anomale Phase sind, geregelt/gesteuert (siehe Zusammenfassung und Ansprüche 15, 17).
Gemäß der JP 2009-090817 A1 werden Ströme für zwei der drei Phasen (ein U-Phasen-Strom und ein W-Phasen-Strom) detektiert und ein Strom für eine verbleibende Phase wird aus den detektierten Strömen der zwei Phasen berechnet und für eine nachfolgende Inverterregelung-/-steuerung verwendet (siehe 2 und [0023]). Gemäß der JP 2006-256542 A1 werden in ähnlicher Weise Ströme für zwei der drei Phasen (ein U-Phasen-Strom und ein V-Phasen-Strom) detektiert und ein Strom für eine verbleibende Phase wird aus den detektierten Strömen für die zwei Phasen berechnet und für eine nachfolgende Inverterregelung-/-steuerung verwendet (siehe 2, [0012] und [0018]).
Abriss der Erfindung
Wie vorangehend beschrieben, wird gemäß der US 2007/0176577 A1 eine anomale Phase durch Detektieren von Strömen für die jeweiligen drei Phasen identifiziert. Mit den Anordnungen zum Detektieren von Strömen für zwei der drei Phasen, wie in der JP 2009-090817 A1 und JP 2006-256542 A1 offenbart, ist es jedoch schwierig, eine anomale Phase zu identifizieren, wenn eine Anomalie, wie eine Trennung oder dergleichen, einer der Phasen widerfährt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Servolenkungsvorrichtung bereitzustellen, welche in der Lage ist, eine anomale Phase eines Elektromotors davon zu detektieren, selbst für den Fall, dass Ströme für zwei der drei Phasen detektiert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Servolenkungsvorrichtung bereitgestellt, umfassend einen Inverter, um eine elektrische Drei-Phasen-Wechselstromleistung drei Phasen eines Elektromotors zuzuführen, eine Strom-Koordinaten-Wandlereinheit zum Umwandeln von in die drei Phasen des Elektromotors fließenden Strömen in d-q-Koordinaten-Ströme, welche einen d-Achsen-Strom als eine Anregungsstromkomponente und einen q-Achsen-Strom als eine Drehmomentstromkomponente umfassen, eine Spannungs-Koordinaten-Wandlereinheit zum Umwandeln von an den Elektromotor angelegten Drei-Phasen-Spannungen in eine d-Achsen-Spannung und eine q-Achsen-Spannung und eine Anomale-Phasen-Detektionseinheit zum Detektieren einer Phase als eine anomale Phase, welche nicht eine Kombination von Phasen ist, deren Zwischenphasenspannung ungefähr Null Volt beträgt, in einem Zustand, in dem der q-Achsen-Strom gleich einem ersten oder kleiner als ein erster Schwellwert ist, obwohl die q-Achsen-Spannung angelegt ist.
Mit der obigen Anordnung wird eine Phase, die nicht eine Kombination von Phasen ist, deren Zwischenphasenspannung ungefähr Null Volt beträgt, als eine anomale Phase in einem Zustand detektiert, in dem der q-Achsen-Strom gleich einem ersten oder kleiner als ein erster Schwellwert ist, obwohl die q-Achsen-Spannung angelegt ist. Daher, wenn ein Wert (z. B. Null oder ein Wert nahe Null), welcher in Abhängigkeit der q-Achsen-Spannung nicht angenommen werden kann, als der erste Schwellwert für den q-Achsen-Strom festgelegt wird, kann eine anomale Phase dann detektiert werden, obwohl Stromsensoren in Zuordnung zu lediglich zwei Phasen bereitgestellt sind und kein Stromsensor in Zuordnung zu der verbleibenden Phase bereitgestellt ist. Die Erfindung ist auch auf eine Anordnung anwendbar, in der Stromsensoren in Zuordnung zu allen drei Phasen zu dem Zweck bereitgestellt sind, die Genauigkeit, mit der eine anomale Phase detektiert wird, zu erhöhen.
Die elektrische Servolenkungsvorrichtung kann ferner eine Rotationsgeschwindigkeitsdetektionseinheit zum Detektieren einer Rotationsgesschwindigkeit des Elektromotors umfassen und die Anomale-Phasen-Detektionseinheit kann betrieben werden, wenn die Rotationsgeschwindigkeit gleich einem zweiten oder kleiner als ein zweiter Schwellwert ist. Wenn eine Rotationsgeschwindigkeit, bei welcher eine von dem Elektromotor erzeugte gegenelektromotorische Kraft die Genauigkeit, mit der eine anomale Phase identifiziert wird, nachteilig beeinflusst oder eine naheliegende Rotationsgeschwindigkeit als der zweite Schwellwert festgelegt wird, kann eine anomale Phase dann nur identifiziert werden, wenn ein bestimmter Grad an Genauigkeit sichergestellt ist. Ein irrtümliches Detektieren einer anomalen Phase wird dadurch verhindert.
Wenn die Anomale-Phasen-Detektionseinheit eine anomale Phase detektiert, während alle drei Phasen erregt werden, werden die Phasen, die nicht die anomale Phase sind, derart erregt, dass eine Ausgabeleistung des Elektromotors in der Nähe eines elektrischen Winkels erhöht wird, bei welchem die Ausgabeleistung des Elektromotors dazu neigt, aufgrund einer Fehlfunktion der anomalen Phase reduziert zu werden. Daher wird selbst in Anwesenheit einer anomalen Phase eine plötzliche Verringerung der Ausgabeleistung des Elektromotors verhindert und der Elektromotor ist somit in der Lage, eine Lenkunterstützungskraft stabil zu erzeugen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch eine elektrische Servolenkungsvorrichtung bereitgestellt, umfassend einen Inverter, um eine elektrische Drei-Phasen-Wechselstromleistung drei Phasen eines Elektromotors zuzuführen, eine Strom-Koordinaten-Wandlereinheit zum Umwandeln von in die drei Phasen des Elektromotors fließenden Strömen in d-q-Koordinaten-Ströme, welche einen d-Achsen-Strom als eine Anregungsstromkomponente und einen q-Achsen-Strom als eine Drehmomentstromkomponente umfassen, eine Spannungs-Koordinaten-Wandlereinheit zum Umwandeln von an den Elektromotor angelegten Drei-Phasen-Spannungen in eine d-Achsen-Spannung und eine q-Achsen-Spannung und eine Rotationswinkel-Detektionseinheit zum Detektieren eines Rotationswinkels des Elektromotors, wobei ein elektrischer Basiswinkel, bei welchem der q-Achsen-Strom gleich einem dritten oder kleiner als ein dritter Schwellwert ist, berechnet wird, obwohl die q-Achsen-Spannung angelegt ist, und eine anomale Phase basierend auf dem elektrischen Basiswinkel bestimmt wird.
Mit der vorangehenden Anordnung wird ein elektrischer Basiswinkel berechnet, bei welchem der q-Achsen-Strom gleich einem dritten oder kleiner als ein dritter Schwellwert ist, obwohl die q-Achsen-Spannung angelegt ist, und eine anomale Phase wird basierend auf dem elektrischen Basiswinkel bestimmt. Daher, wenn ein Wert (z. B. Null oder ein Wert nahe Null), welcher nicht angenommen werden kann, wenn die Phasen normal arbeiten, als der dritte Schwellwert festgelegt wird, kann eine anomale Phase dann detektiert werden, selbst wenn Stromsensoren in Zuordnung zu lediglich zwei Phasen bereitgestellt sind und kein Stromsensor in Zuordnung zu der verbleibenden Phase bereitgestellt ist. Die Erfindung ist auch auf eine Anordnung anwendbar, in der Stromsensoren in Zuordnung zu allen drei Phasen zu dem Zweck bereitgestellt werden, die Genauigkeit, mit der eine anomale Phase detektiert sind, zu erhöhen.
Während die d-Achsen-Spannung erzeugt wird, kann ein elektrischer Korrekturwinkel aus der d-Achsen-Spannung und der q-Achsen-Spannung berechnet werden und eine anomale Phase kann auf der Grundlage des elektrischen Basiswinkels und des elektrischen Korrekturwinkels bestimmt werden. Daher ist es möglich, den elektrischen Basiswinkel im Hinblick auf den Effekt der d-Achsen-Spannung zu korrigieren, selbst wenn der elektrische Winkel, bei welchem der q-Achsen-Strom gleich dem dritten oder kleiner als der dritte Schwellwert ist, von dem elektrischen Basiswinkel aufgrund der Erzeugung der d-Achsen-Spannung abweicht. Eine anomale Phase kann daher äußerst genau bestimmt werden.
Die elektrische Servolenkungsvorrichtung kann ferner eine Rotationsgeschwindigkeitsdetektionseinheit umfassen zum Detektieren einer Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors und eine anomale Phase kann detektiert werden, wenn die Rotationsgeschwindigkeit gleich einem vierten oder kleiner als ein vierter Schwellwert ist. Daher, wenn eine Rotationsgeschwindigkeit, bei welcher eine von dem Elektromotor erzeugte gegenelektromotorische Kraft die Genauigkeit, mit welcher eine anomale Phase identifiziert wird, nachteilig beeinflusst oder eine naheliegende Rotationsgeschwindigkeit als der vierte Schwellwert festgelegt wird, kann dann eine anomale Phase nur identifiziert werden, wenn ein bestimmter Grad an Genauigkeit sichergestellt ist. Ein irrtümliches Detektieren einer anomalen Phase wird dadurch verhindert.
Die vorangehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlicher durch die nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in beispielhaft anschaulicher Weise gezeigt sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht, teilweise in Blockform, einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Schaltdiagramm von Teilen der elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
3 ist ein Blockdiagramm, welches interne Konfigurationen und Funktionen einer elektronischen Regelungs-/Steuerungseinheit (ECU) und mit der ECU verbundene Eingabe- und Ausgabeleitungen gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ist ein Flussdiagramm einer Verarbeitungssequenz der ECU gemäß der ersten Ausführungsform;
5 ist ein funktionales Blockdiagramm der ECU in einem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine normale Erregung;
6 ist ein Diagramm, welches beispielhaft Wellenformen zeigt, welche die Drehmomente jeweiliger Phasen des Elektromotors, ein Lenkunterstützungsdrehmoment und die Ströme der jeweiligen Phasen in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine normale Erregung darstellen;
7 ist ein Flussdiagramm eines von der ECU ausgeführten Prozesses zum Bestimmen einer Anomalie gemäß der ersten Ausführungsform;
8 ist ein Flussdiagramm eines von der ECU ausgeführten Prozesses zum Bestimmen einer Anomalie gemäß der ersten Ausführungsform;
9 ist ein funktionales Blockdiagramm der ECU gemäß der ersten Ausführungsform in einem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie;
10 ist ein funktionales Blockdiagramm eines Verstärkungseinstellabschnitts der ECU gemäß der ersten Ausführungsform;
11 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen elektrischen Winkeln des Elektromotors und Ausgabespannungen der jeweiligen Phasen davon in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie, für den Fall einer in einer U-Phase auftretenden Anomalie zeigt;
12 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen elektrischen Winkeln des Elektromotors und Ausgabespannungen der jeweiligen Phasen davon in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie, für den Fall einer in einer V-Phase auftretenden Anomalie zeigt;
13 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen elektrischen Winkeln des Elektromotors und Ausgabespannungen der jeweiligen Phasen davon in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie, für den Fall einer in einer W-Phase auftretenden Anomalie zeigt;
14 ist ein Flussdiagramm eines von der ECU ausgeführten Prozesses zum Bestimmen einer Anomalie gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15 ist ein Diagramm, welches beispielhaft Wellenformen eines V-Phasen-Stroms und eines W-Phasen-Stroms zu dem Zeitpunkt zeigt, zu dem eine d-Achsen-Spannung Null ist für den Fall einer in einer U-Phase auftretenden Anomalie;
16 ist ein Diagramm, welches beispielhaft Wellenformen eines V-Phasen-Stroms und eines W-Phasen-Stroms zu dem Zeitpunkt zeigt, zu dem eine d-Achsen-Spannung nicht Null ist für den Fall einer in einer U-Phase auftretenden Anomalie;
17 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einer d-Achsen-Spannung Vd, einer q-Achsen-Spannung Vq und einem elektrischen Korrekturwinkel zeigt;
18 ist ein Flussdiagramm eines in der ECU ausgeführten Prozesses zum Identifizieren einer anomalen Phase gemäß der zweiten Ausführungsform;
19 ist ein Diagramm, welches eine erste Abwandlung der Beziehung zwischen elektrischen Winkeln des Elektromotors und Ausgabespannungen der jeweiligen Phasen davon in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie zeigt;
20 ist ein Diagramm, welches eine zweite Abwandlung der Beziehung zwischen elektrischen Winkeln des Elektromotors und Ausgabespannungen der jeweiligen Phasen davon in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie zeigt;
21 ist ein Diagramm, welches eine dritte Abwandlung der Beziehung zwischen elektrischen Winkeln des Elektromotors und Ausgabespannungen der jeweiligen Phasen davon in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie zeigt;
22 ist ein Diagramm, welches eine vierte Abwandlung der Beziehung zwischen elektrischen Winkeln des Elektromotors und Ausgabespannungen der jeweiligen Phasen davon in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie zeigt;
23 ist ein Diagramm, welches eine fünfte Abwandlung der Beziehung zwischen elektrischen Winkeln des Elektromotors und Ausgabespannungen der jeweiligen Phasen davon in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie zeigt;
24 ist ein Diagramm, welches eine sechste Abwandlung der Beziehung zwischen elektrischen Winkeln des Elektromotors und Ausgabespannungen der jeweiligen Phasen davon in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
I. Erste Ausführungsform:
A: Beschreibung von Konfigurationen:
1. Gesamtanordnung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung 10:
1 ist eine schematische Ansicht, teilweise in Blockform, einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung 10 (nachfolgend auch als „Servolenkungsvorrichtung 10” bezeichnet) gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist. 2 ist ein Schaltdiagramm von Teilen der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 10.
Wie in 1 gezeigt, umfasst die Servolenkungsvorrichtung 10 einen Lenkgriff 12 (Lenkrad), eine Lenkwelle 14, eine Zahnstangenwelle 16, Verbindungsstangen 1 und eine linkes und ein rechtes vorderes Straßenrad 20 als lenkbare Räder des Kraftfahrzeugs. Die Lenkwelle 14, die Zahnstangenwelle 16 und die Verbindungsstangen 18 bilden ein manuelles Lenksystem zum direkten Übertragen einer Lenkwirkung, welche auf den Lenkgriff 12 von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgeübt wird, auf die vorderen Straßenräder 20.
Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst die Servolenkungsvorrichtung 10 auch einen Elektromotor 22, ein Schneckengetriebe 24, ein Schneckenradgetriebe 26, einen Drehmomentsensor 28, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30, einen Lenkwinkelsensor 32, eine Batterie 34, einen Inverter 36, Stromsensoren 38, 40, einen Koordinatenwandler (Rotationswinkel-Detektionseinheit) 42, Spannungssensoren 44, 46, 48 und eine elektronische Regelungs-/Steuerungseinheit 50 (nachfolgend als „ECU 50” bezeichnet). Der Elektromotor 22, das Schneckengetriebe 24 und das Schneckenradgetriebe 26 bilden ein unterstützendes Fahrsystem zum Erzeugen einer Kraft (Lenkunterstützungskraft) zum Unterstützen eines von dem Fahrer eines Kraftfahrzeugs durchgeführten Lenkvorgangs. Der Drehmomentsensor 28, der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30, der Lenkwinkelsensor 32, der Inverter 36, die Stromsensoren 38, 40, der Koordinatenwandler 42, die Spannungssensoren 44, 46, 48 und die ECU 50 bilden eine unterstützendes Regelungs-/Steuerungssystem zum Regeln/Steuern des unterstützenden Fahrsystems. Das unterstützende Fahrsystem, das unterstützende Regelungs-/Steuerungssystem und die Batterie 34 werden nachfolgend zusammen als „Lenkunterstützungssystem” bezeichnet werden.
2. Manuelles Lenksystem:
Die Lenkwelle 14 umfasst eine mit dem Lenkhebel 12 integral verbundene Hauptlenkwelle 52, eine ein Ritzel 56 eines Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus aufweisende Ritzelwelle 54 und die Hauptlenkwelle 52 mit der Ritzelwelle 54 miteinander verbindende Kreuzgelenke 58.
Die Ritzelwelle 54 weist einen oberen Abschnitt, einen Zwischenabschnitt und einen unteren Abschnitt auf, welche jeweils von Lagern 60a, 60b und 60c gestützt sind. Das Ritzel 56 ist an einem unteren Endabschnitt der Ritzelwelle 54 angeordnet. Das Ritzel 56 ist in Kämmeingriff mit Zahnstangenzähnen 62 der Zahnstangenwelle 16 gehalten, welche axial hin und her in transversalen Richtungen des Kraftfahrzeugs bewegbar ist.
Wenn der Fahrer den Lenkgriff 12 dreht, erzeugt der Lenkgriff 12 ein Lenkdrehmoment Tr (Rotationskraft), welches zu der Ritzelwelle 54 durch die Hauptlenkwelle 52 und die Kreuzgelenke 58 übertragen wird. Das Ritzel 56 der Ritzelwelle 54 und die Zahnstangenzähne 62 der Zahnstangenwelle 16 wandeln das Lenkdrehmoment Tr in eine Schubkraft um, welche die Zahnstangenwelle 16 in die transversalen Richtungen des Kraftfahrzeugs versetzt. Wenn die Zahnstangenwelle 16 versetzt wird, lenken die Verbindungsstangen 18 die vorderen Straßenräder 20, um die Richtung des Kraftfahrzeugs zu ändern.
3. Lenkunterstützungssystem:
(1) Unterstützendes Fahrsystem:
Der Elektromotor 22 ist betriebsmäßig mit der Zahnstangenwelle 16 durch das Schneckengetriebe 24 und das Schneckenradgetriebe 26 verbunden. Der Elektromotor 22 weist insbesondere eine mit dem Schneckengetriebe 24 verbundene Ausgangswelle 22a auf. Das Schneckenradgetriebe 26, welches mit dem Schneckengetriebe 24 in Kämmeingriff steht, ist an der Ritzelwelle 54 montiert, welche betriebsmäßig mit der Zahnstangenwelle 16 durch das Ritzel 56 und den Zahnstangenzähnen 62 verbunden ist.
Der Elektromotor 22, welcher ein bürstenloser Drei-Phasen-Wechselstrommotor ist, wird mit elektrischer Leistung von einer Batterie 34 über den Inverter 36 versorgt, welcher von der ECU 50 geregelt/gesteuert wird, und erzeugt eine Antriebskraft (Lenkunterstützungskraft) in Abhängigkeit der elektrischen Leistung. Die Antriebskraft wird durch die Ausgangswelle 22a, das Schneckengetriebe 24 und die Ritzelwelle 54 (das Schneckenradgetriebe 26 und das Ritzel 56) auf die Zahnstangenwelle 16 übertragen, wodurch der Fahrer beim Drehen des Lenkgriffs 12 unterstützt wird.
(2) Unterstützendes Regelungs-/Steuerungssystem:
(a) Vorsteuerungssystemsensoren:
Der Drehmomentsensor 28 ist zwischen dem Lager 60a an dem oberen Abschnitt der Ritzelwelle 54 und dem Lager 60b an dem Zwischenabschnitt der Ritzelwelle 54 angeordnet. Der Drehmomentsensor 28 detektiert ein Lenkdrehmoment Tr basierend auf einer durch einen magnetostriktiven Effekt verursachten Änderung einer magnetischen Eigenschaft und gibt das detektierte Lenkdrehmoment Tr an die ECU 50 aus.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 detektiert eine Fahrzeuggeschwindigkeit V [km/h] und gibt die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit V an die ECU 50 aus. Der Lenkwinkelsensor 32 detektiert einen Lenkwinkel es [Grad] des Lenkgriffs 12 und gibt den detektierten Lenkwinkel es an die ECU 50 aus.
Das Lenkdrehmoment Tr, die Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Lenkwinkel θs werden in einem Vorsteuerungsregelungs-/-steuerungsprozess von der ECU 50 verwendet.
(b) Inverter 36:
Der Inverter 36, welcher eine Drei-Phasen-Brückenkonfiguration aufweist, weist eine DC-AC-Wandlungsfähigkeit auf zum Umwandeln von Gleichströmen von der Batterie 34 in Drei-Phasen-Wechselströme und führt die Drei-Phasen-Wechselströme dem Elektromotor 22 zu.
Wie in 2 gezeigt, weist der Inverter 36 Drei-Phasen-Arme 70u, 70v, 70w auf, d. h. einen U-Phasen-Arm 70u, einen V-Phasen-Arm 70v und einen W-Phasen-Arm 70w. Der U-Phasen-Arm 70u umfasst eine obere, eine obere Schaltvorrichtung 74u (nachfolgend als „obere SW-Vorrichtung 74u” bezeichnet) aufweisende Armvorrrichtung 72u und eine untere, eine untere Schaltvorrichtung 80u (nachfolgendals „untere SW-Vorrichtung 80u” bezeichnet) aufweisende Armvorrichtung 78u und eine Diode 82u.
Ebenso umfasst der V-Phasen-Arm 70v eine obere, eine obere Schaltvorrichtung 74v (nachfolgend als „obere SW-Vorrichtung 74v” bezeichnet) aufweisende Armvorrichtung 72v und eine Diode 76v und eine untere, eine untere Schaltvorrichtung 80v (nachfolgend als „untere SW-Vorrichtung 80V' bezeichnet) aufweisende Armvorrichtung 78v und eine Diode 82v. Der W-Phasen-Arm 70w umfasst eine obere, eine obere Schaltvorrichtung 74w (nachfolgend als „obere SW-Vorrichtung 74w” bezeichnet) aufweisende Armvorrichtung 72w und eine Diode 76w und eine untere, eine untere Schaltvorrichtung 80w (nachfolgend als „untere SW-Vorrichtung 80w” bezeichnet) aufweisende Armvorrichtung 78w und eine Diode 82w.
Jede der oberen SW-Vorrichtungen 74u, 74v, 74w und unteren SW-Vorrichtungen 80u, 80v, 80w umfasst beispielsweise einen MOSFET oder einen IGBT.
Die Phasen-Arme 70u, 70v, 70w werden nachfolgend gemeinsam als „Phasen-Arme 70” bezeichnet. Die oberen Armvorrichtungen 72u, 72v, 72w werden nachfolgend gemeinsam als „obere Armvorrichtungen 72” bezeichnet und die unteren Armvorrichtungen 78u, 78v, 78w werden nachfolgend gemeinsam als „untere Armvorrichtungen 78” bezeichnet. Die oberen SW-Vorrichtungen 74u, 74v, 74w werden nachfolgend gemeinsam als „obere SW-Vorrichtungen 74” bezeichnet und die unteren SW-Vorrichtungen 80u, 80v, 80w werden nachfolgend gemeinsam als „untere SW-Vorrichtungen 80” bezeichnet.
In den Phasen-Armen 70 sind Mittelpunkte 84u, 84v, 84w zwischen den oberen Armvorrichtungen 72 und den unteren Armvorrichtungen 78 jeweils mit Windungen 86u, 86v, 86w des Elektromotors 22 verbunden. Die Windungen 86u, 86v, 86w werden nachfolgend gemeinsam als „Windungen 86” bezeichnet werden.
Die oberen SW-Vorrichtungen 74 und die unteren SW-Vorrichtungen 80 werden durch jeweilige Antriebssignale UH, VH, WH, UL, VL, WL von der ECU 50 erregt.
(c) Rückkopplungssystemsensoren:
Der Stromsensor 38 detektiert einen Strom der U-Phase (U-Phasen-Strom Iu) in der Windung 86u des Elektromotors 22 und gibt den detektierten U-Phasen-Strom Iu an die ECU 50 aus. Ebenso detektiert der Stromsensor 40 einen Strom der W-Phase (W-Phasen-Strom Iw) in der Windung 86w des Elektromotors 22 und gibt den detektierten W-Phasen-Strom Iw an die ECU 50 aus. Die Stromsensoren 38, 40 können Ströme anderer Phasenkombinationen als der U-Phase und der W-Phase detektieren, solange sie Ströme in zwei der drei Phasen des Elektromotors 22 detektieren.
Der Koordinatenwandler 42 detektiert einen elektrischen Winkel Θ als einen Rotationswinkel der Ausgangswelle 22a oder eines äußeren Rotors (nicht dargestellt) des Elektromotors 22 und gibt den detektierten elektrischen Winkel θ an die ECU 50 aus.
Der Spannungssensor 44 detektiert eine Spannung in dem Mittelpunkt 84u des U-Phasen-Arms 70u (nachfolgend als „U-Phasen-Spannung Vu” bezeichnet) und gibt die detektierte U-Phasen-Spannung Vu an die ECU 50 aus. Der Spannungssensor 46 detektiert eine Spannung in dem Mittelpunkt 84v des V-Phasen-Arms 70v (nachfolgend als „V-Phasen-Spannung Vv” bezeichnet) und gibt die detektierte V-Phasen-Spannung Vv an die ECU 50 aus. Der Spannungssensor 48 detektiert eine Spannung in dem Mittelpunkt 84w des W-Phasen-Arms 70w (nachfolgend als „W-Phasen-Spannung Vw” bezeichnet) und gibt die detektierte W-Phasen-Spannung Vw an die ECU 50 aus.
(d) ECU 50:
3 zeigt in Blockform interne Konfigurationen und Funktionen der ECU 50 und mit der ECU 50 verbunden Eingabe- und Ausgabeleitungen. Die ECU 50 regelt/steuert eine Ausgabeleistung des Elektromotors 22 basierend auf Ausgabewerten von verschiedenen, vorangehend beschriebenen Sensoren.
Wie in 1 und 3 gezeigt, umfasst die ECU 50 eine Eingabe-/Ausgabeeinheit 90, einen Prozessor 92 und eine Speichereinheit 94 als Hardwareeinheiten. Wie in 3 gezeigt, umfasst der Prozessor 92 der ECU 50 eine Funktion zum Bestimmen einer Anomalie (Rotationsgeschwindigkeitsdetektionseinheit) 100, eine Funktion zum Identifizieren einer anomalen Phase (Anomale-Phasen-Detektionseinheit) 102 und eine Regelungs-/Steuerungsfunktion für eine Erregung 104. Die Regelungs-/Steuerungsfunktion für eine Erregung 104 umfasst eine Regelungs-/Steuerungsfunktion für eine normale Erregung 106 und eine Regelungs-/Steuerungsfunktion für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie 108. Diese Funktionen werden durch Ausführen von in der Speichereinheit 94 gespeicherten Programmen, wie später detailliert beschrieben, ausgeführt.
(3) Batterie 34:
Die Batterie 34 ist eine Speichervorrichtung für elektrische Energie, welche in der Lage ist, eine niedrige Spannung (12 Volt in der vorliegenden Ausführungsform) auszugeben, und kann eine Sekundärbatterie wie ein Bleiakkumulator oder dergleichen sein.
B. Verarbeitungssequenzen und Funktionen der ECU 50:
1. Gesamtfluss:
4 ist ein Flussdiagramm einer Gesamtverarbeitungssequenz der ECU 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Im Schritt S1 führt die ECU 50 einen Regelungs-/Steuerungsmodus für eine normale Erregung aus unter Verwendung der Regelungs-/Steuerungsfunktion für eine normale Erregung 106. In dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine normale Erregung regelt/steuert die ECU 50 eine Ausgabeleistung des Elektromotors 22 unter Verwendung der drei Phasen-Arme 70 (siehe 2) des Inverters 36, wie nachfolgend detailliert beschrieben.
Im Schritt S2 berechnet die ECU 50 (Funktion zum Bestimmen einer Anomalie) eine Rotationsgeschwindigkeit ω [Grad/s] des Elektromotors 22 basierend auf dem elektrischen Winkel θ von dem Koordinatenwandler 42.
Im Schritt S3 bestimmt die ECU 50 (Funktion zum Bestimmen einer Anomalie 100), ob die im Schritt S2 berechnete Rotationsgeschwindigkeit ω gleich einem oder kleiner als ein Schwellwert TH_ω ist oder nicht. Der Schwellwert TH_ω ist ein Schwellwert zum Bestimmen, ob ein Prozess zum Bestimmen einer Anomalie im Schritt S4 auszuführen ist oder nicht. Der Schwellwert TH_ω ist insbesondere ein Schwellwert zum Bestimmen, ob der Elektromotor 22 eine überhöhte gegenelektromotorische Kraft, welche die Genauigkeit des Prozesses zum Bestimmen einer Anomalie unpassend macht, erzeugt oder nicht und ist in der Speichereinheit 94 gespeichert.
Wenn die Rotationsgeschwindigkeit ω nicht gleich dem oder kleiner als der Schwellwert TH_ω ist (S3: NEIN), kehrt die Regelung/Steuerung dann zum Schritt S1 zurück. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit ω gleich dem oder kleiner als der Schwellwert TH_ω (S3: JA) ist, führt die ECU 50 dann einen Prozess zum Bestimmen einer Anomalie aus unter Verwendung der Funktion zum Bestimmen einer Anomalie 100 im Schritt S4. Wenn das Bestimmungsergebnis im Schritt S4 anzeigt, dass keine Anomalie auftritt (S5: NEIN), kehrt die Regelung/Steuerung dann zum Schritt S1 zurück.
Wenn das Bestimmungsergebnis im Schritt S4 anzeigt, dass eine Anomalie vorliegt (S5: JA), führt die ECU 50 dann einen Prozess zum Identifizieren einer anomalen Phase im Schritt S6 aus. Basierend auf dem Ergebnis des Prozesses zum Identifizieren einer anomalen Phase, führt die ECU 50 einen Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie im Schritt S7 aus, wie nachfolgend detailliert beschrieben wird.
2. Regelungs-/Steuerungsmodus für eine normale Erregung (Regelungs-/Steuerungsfunktion für eine normale Erregung 106):
5 ist ein funktionales Blockdiagramm der ECU 50 in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine normale Erregung.
Wie in 5 gezeigt, umfasst die ECU 50 in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine normale Erregung eine Drehmomentbefehlswert-Recheneinheit 110, einen Phasenkompensator 112, einen Drei-Phasen-dq-Wandler (Stromkoordinatenwandlereinheit) 114, eine q-Achsen-Strom-Zielwert-Recheneinheit 116, einen ersten Subtrahierer 118, eine q-Achsen-PI-Regelungs-/Steuerungseinheit (Spannungkoordinatenwandlereinheit) 120, einen d-Achsen-Strom-Zielwert-Einstellabschnitt 122, einen zweiten Subtrahierer 124, eine d-Achsen-PI-Regelungs-/Steuerungseinheit (Spannungskoordinatenwandlereinheit) 126, einen dq-Drei-Phasen-Wandler 128 und eine PWM Regelungs-/Steuerungseinheit 130. Die ECU 50 regelt/steuert den Inverter 36 unter Verwendung dieser Funktionskomponenten. Der Inverter 36 kann grundsätzlich von einem in der JP 2009-090817 A oder der JP 2006-256542 A1 offenbarten Regelungs-/Steuerungssystem geregelt/gesteuert werden und auch in der JP 2009-090817 A oder der JP 2006-256542 A1 offenbarte Komponenten sind zusätzlich auf in der vorliegenden Ausführungsform ausgelassene Funktionskomponenten anwendbar.
Die Drehmomentbefehlswert-Recheneinheit 110 berechnet einen Drehmomentbefehlswert (nachfolgend als „erster Drehmomentbefehlswert Tr_c1” bezeichnet) basierend auf dem Lenkdrehmoment Tr von dem Drehmomentsensor 28 und der Fahrzeuggeschwindigkeit V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30. Der Phasenkompensator 112 berechnet einen Drehmomentbefehlswert (nachfolgend als „zweiter Drehmomentbefehlswert Tr_c2” bezeichnet) durch Durchführen eines Phasenkompensationsprozesses an dem ersten Drehmomentbefehlswert Tr_c1.
Der Drei-Phasen-dq-Wandler 114 führt einen Drei-Phasen-dq-Wandlungsprozess unter Verwendung des U-Phasen-Stroms Iu von dem Stromsensor 38, des W-Phasen-Stroms Iw von dem Stromsensor 40 und des elektrischen Winkels θ von dem Koordinatenwandler 42 durch und berechnet einen d-Achsen-Strom Id als eine Stromkomponente in einer d-Achsen-Richtung (Feldstromkomponente) und einen q-Achsen-Strom Iq als eine Stromkomponente in eine q-Achsen-Richtung (Drehmomentstromkomponente). Der Drei-Phasen-dq-Wandler 114 gibt einen q-Achsen-Strom Iq an den ersten Subtrahierer 118 aus und gibt einen d-Achsen-Strom Id an den zweiten Subtrahierer 124 aus.
Der Drei-Phasen-dq-Wandlungsprozess ist ein Prozess zum Umwandeln einer Menge aus dem U-Phasen-Strom Iu, dem W-Phasen-Strom Iw und einem V-Phasen-Strom Iv, welcher durch die Ströme Iu, Iw (d. h. Iv = –Iu – Iw) bestimmt wird, in eine Menge aus dem d-Achsen-Strom Id und dem q-Achsen-Strom Iq gemäß einer Umwandlungsmatrix in Abhängigkeit des elektrischen Winkels θ.
Die q-Achsen-Strom-Zielwert-Recheneinheit 116 berechnet einen Zielwert für den q-Achsen-Strom Iq (nachfolgend als „q-Achsen-Strom-Zielwert Iq_t” bezeichnet) basierend auf dem zweiten Drehmoment-Zielwert Tr_c2 von dem Phasenkompensator 112, der Fahrzeuggeschwindigkeit V von dem Fahrzeuggesschwindigkeitssensor 30, dem Lenkwinkel θs von dem Lenkwinkelsensor 32 und dem elektrischen Winkel θ von dem Koordinatenwandler 42. Die q-Achsen-Strom-Zielwert-Recheneinheit 116 berechnet insbesondere einen q-Achsen-Zielwert Iq_t gemäß einer Kombination beispielsweise eines Referenz-Unterstützungsregelungs-/-steuerungsprozesses, einem Trägheitsregelungs-/-steuerungsprozess und einem Dämpferregelungs-/-steuerungsprozess. Der Referenz-Unterstützungsregelungs-/-steuerungsprozess, der Trägheitsregelungs-/-steuerungsprozess und der Dämpferregelungs-/-steuerungsprozess können beispielsweise die in der JP 2009-090817 A und der JP 2006-256542 A1 oder in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2009-214711 offenbarten Regelungs-/Steuerungsprozesse sein. Der q-Achsen-Strom-Zielwert Iq_t dient als Vorsteuerungsbefehlswert für den d-Achsen-Strom und den q-Achsen-Strom zum Veranlassen der Ausgangswelle 22a des Elektromotors 22 zum Erzeugen eines Drehmoments gemäß dem zweiten Drehmomentbefehlswert Tr_c2.
Der erste Subtrahierer 118 berechnet die Abweichung zwischen dem q-Achsen-Strom-Zielwert Iq_t und dem q-Achsen-Strom Iq (= Iq_t – Iq) (nachfolgend als „q-Achsen-Stromabweichung ΔIq” bezeichnet) und gibt die berechnete q-Achsen-Stromabweichung ΔIq an die q-Achsen-PI-Regelungs-/Steuerungseinheit 120 aus. Die q-Achsen-PI-Regelungs-/Steuerungseinheit 120 berechnet einen Zielwert für eine q-Achsen-Spannung (nachfolgend als „q-Achsen-Spannung-Zielwert Vq_t” bezeichnet) gemäß einem PI-Regelungs-/Steuerungsprozess (Proportional-Integral-Regelungs-/Steuerungsprozess) als ein Rückkopplungsregelungs-/-steuerungsprozess, so dass die q-Achsen-Stromabweichung ΔIq auf nahe Null reduziert wird, und gibt den berechneten q-Achsen-Spannungs-Zielwert Vq_t an den dq-Drei-Phasen-Wandler 128 aus.
Der d-Achsen-Strom-Zielwert-Einstellabschnitt 122 stellt einen Zielwert für den d-Achsen-Strom Id (nachfolgend als „d-Achsen-Strom-Zielwert Id_t” bezeichnet) ein, welcher dazu benötigt wird, dass die Windungen 86 des Elektromotors 22 als Magnet funktionieren, und gibt den eingestellten d-Achsen-Strom-Zielwert Id_t an den zweiten Subtrahierer 124 aus.
Der zweite Subtrahierer 124 berechnet die Abweichung zwischen dem d-Achsen-Strom-Zielwert Id_t und dem d-Achsen-Strom Id (= Id_t – Id) (nachfolgend als „d-Achsen-Stromabweichung ΔId” bezeichnet) und gibt die berechnete d-Achsen-Stromabweichung ΔId an die d-Achsen-PI-Regelungs-/Steuerungseinheit 126 aus. Die d-Achsen-PI-Regelungs-/Steuerungseinheit 126 berechnet einen d-Achsen-Spannungszielwert Vd_t als einen Zielwert für eine d-Achsen-Spannung gemäß einem PI-Regelungs-/Steuerungsprozess (Proportional-Integral-Regelungs-/Steuerungsprozess) als ein Rückkopplungsregelungs-/-steuerungsprozess, so dass die d-Achsen-Stromabweichung ΔId auf nahe Null reduziert wird, und gibt den berechneten d-Achsen-Spannungszielwert Vd_t an den dq-Drei-Phasen-Wandler 128 aus.
Der dq-Drei-Phasen-Wandler 128 führt einen dq-Drei-Phasen-Umwandlungsprozess unter Verwendung des q-Achsen-Spannungszielwerts Vq_t von der q-Achsen-PI-Regelungs-/Steuerungseinheit 120, des d-Achsen-Spannungszielwerts Vd_t von der d-Achsen-PI-Regelungs-/Steuerungseinheit 126 und dem elektrischen Winkel θ von dem Koordinatenwandler 42 durch und berechnet Spannungszielwerte für die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase (nachfolgend als „Phasenspannungszielwerte Vu_t, Vv_t, Vw_t” bezeichnet) und der Wandler 128 gibt dann die berechneten Phasenspannungszielwerte Vu_t, Vv_t, Vw_t an die PWM-Regelungs-/Steuerungseinheit 130 aus. Der dq-Drei-Phasen-Umwandlungsprozess ist ein Prozess zum Umwandeln einer Menge aus dem d-Achsen-Spannungszielwert Vd_t und dem q-Achsen-Spannungszielwert Vq_t in eine Menge der Phasenspannungszielwerte Vu_t, Vv_t, Vw_t gemäß einer Umwandlungsmatrix in Abhängigkeit des elektrischen Winkels θ.
Basierend auf den Phasen-Spannungszielwerten Vu_t, Vv_t, Vw_t erregt die PWM-Regelungs-/Steuerungseinheit 130 die Windungen 86 des Elektromotors 22 durch den Inverter 36 gemäß einem Pulsweiten-(PWM)-Modulationsprozess. Die PWM-Regelungs-/Steuerungseinheit 130 schaltet insbesondere die oberen SW-Vorrichtungen 74 und die unteren SW-Vorrichtungen 80 des Inverters 36 selektiv an und aus, um dadurch die Windungen 86 des Elektromotors 22 zu erregen.
Die PWM-Regelungs-/Steuerungseinheit 130 erzeugt insbesondere Antriebssignale UH, UL, VH, VL, WH, WL für die Phasen-Arme 70 in jeder Schaltperiode. Wenn angenommen wird, dass ein Tastverhältnis DUT in einer gesamten Schaltperiode 100% beträgt, wird dann ein Tastverhältnis DUT2 für die unteren SW-Vorrichtungen 80 durch Subtrahieren eines Tastverhältnisses DUT1 für die oberen SW-Vorrichtungen 74 von 100% berechnet. Eine Totzeit dt wird ferner in den Tastverhältnissen DUT1, DUT2 für die oberen SW-Vorrichtungen 74 und die unteren SW-Vorrichtungen 80 berücksichtigt. Daher sind die tatsächlich ausgegebenen Antriebssignale UH, UL, VH, VL, WH, WL stellvertretend für die Tastverhältnisse DUT1, DUT2, wobei die Totzeit dt darin berücksichtigt ist.
Gemäß dem vorangehenden Regelungs-/Steuerungsmodus für eine normale Erregung weisen Drehmomente, welche von den Phasen (nachfolgend als „U-Phasen-Drehmoment Tr_u”, „V-Phasen-Drehmoment Tr-v”, „W-Phasen-Drehmoment Tr_w” bezeichnet) in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine normale Erregung erzeugt werden, ein Gesamtdrehmoment (nachfolgend als „Motordrehmoment Tr_m” bezeichnet), welches von dem Elektromotor 22 als die Summe des U-Phasen-Drehmoments Tr_u, des V-Phasen-Drehmoments Tr v und des W-Phasen-Drehmoments Tr_w ausgegeben wird, und Ströme in den Phasen (U-Phasen-Strom Iu, V-Phasen-Strom Iv, W-Phasen-Strom Iw) Wellenformen, wie beispielsweise in 6 gezeigt, auf.
3. Prozess zum Bestimmen einer Anomalie (Funktion zum Bestimmen einer Anomalie 100):
7 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Bestimmen einer Anomalie (Funktion zum Bestimmen einer Anomalie 100), welcher von der ECU 50 ausgeführt wird (Details vom in 4 gezeigten Schritt S4). Im Schritt S11 bestimmt die ECU 50 die d-Achsen-Spannung Vd und die q-Achsen-Spannung Vq rechnerisch. Die ECU 50 führt insbesondere einen Drei-Phasen-dq-Umwandlungsprozess der U-Phasen-Spannung Vu von dem Spannungssensor 44, der V-Phasen-Spannung Vv von dem Spannungssensor 46 und der W-Phasen-Spannung Vw von dem Spannungssensor 48 unter Verwendung des elektrischen Winkels θ durch, um die d-Achsen-Spannung Vd und die q-Achsen-Spannung Vq zu bestimmen.
Im Schritt S12 bestimmt die ECU 50, ob die im Schritt S11 bestimmte q-Achsen-Spannung Vq größer als ein Schwellwert TH_Vq ist oder nicht. Der Schwellwert VH_Vq ist ein Schwellwert zum Bestimmen, ob die q-Achsen-Spannung Vq ausgegeben wird oder nicht.
Wenn die q_Achsen-Spannung Vq nicht größer ist als der Schwellwert TH_Vq (S12: NEIN), entscheidet die ECU 50, dass keine Anomalie im Schritt S13 auftritt und die Regelung/Steuerung kehrt zu der in 4 gezeigten Verarbeitungssequenz zurück. Wenn die q-Achsen-Spannung Vq größer ist als der Schwellwert TH_Vq (S12: JA), geht die Regelung/Steuerung dann zu Schritt S14.
Im Schritt S14 bestimmt die ECU 50, ob der q-Achsen-Strom Iq Null ist oder nicht. Die ECU 50 kann dadurch bestimmen, ob der q-Achsen-Strom Iq erzeugt wird oder nicht. Statt dieses Entscheidungsprozesses kann ein positiver Schwellwert für den Absolutwert des q-Achsen-Stroms Iq festgelegt werden und die ECU 50 kann bestimmen, ob der q-Achsen-Strom gleich dem oder kleiner als der positive Schwellwert ist, wodurch bestimmt wird, ob der der q-Achsen-Spannung entsprechende q-Achsen-Strom Iq erzeugt wird oder nicht.
Wenn der q-Achsen-Strom Iq nicht Null ist (S14: NEIN), geht die Regelung/Steuerung dann zu Schritt S13. Wenn der q-Achsen-Strom Iq Null ist (S14: JA), dann wird davon ausgegangen, dass kein q-Achsen-Strom lq fließt, obwohl die q-Achsen-Spannung ausgegeben wird. In diesem Fall tritt eine Anomalie auf, wobei kein Strom in irgend einer der Phasen (Phasen-Arme 70) fließt, z. B. ist eine der Signalleitungen von der PWM-Regelungs-/Steuerungseinheit 130 zu den SW-Vorrichtungen 74, 80 getrennt. Die ECU 50 identifiziert dann das Auftreten einer Anomalie im Schritt S15 (zu diesem Zeitpunkt wird die Phase, bei der die Anomalie vorliegt, nicht identifiziert).
4. Prozess zum Identifizieren einer anomalen Phase (Funktion zum Identifizieren einer anomalen Phase 102):
8 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Identifizieren einer anomalen Phase (Funktion zum Identifizieren einer anomalen Phase 102), welcher von der ECU 50 ausgeführt wird (Details des in 4 gezeigten Schritts S6). Im Schritt S21 bestimmt die ECU 50, ob der Absolutwert einer Korrelationsspannung zwischen der V-Phasen-Spannung Vv von dem Spannungssensor 46 der W-Phasen-Spannung Vw von dem Spannungssensor 48 (nachfolgend als „VW-Interphasenspannung Vvw” bezeichnet) kleiner ist als ein Schwellwert THv oder nicht. Die VW-Interphasenspannung Vvw ist definiert als die Differenz zwischen der V-Phasen-Spannung Vv und der W-Phasen-Spannung Vw (Vvw = Vv – Vw). Der Schwellwert THv dient zum Bestimmen, ob die VW-Interphasenspannung Vvw Null ist oder einen Wert aufweist, der nahe Null ist, d. h. ob die V-Phasen-Spannung Vv und die W-Phasen-Spannung Vw im Wesentlichen gleich sind oder nicht.
Wenn der Absolutwert der VW-Interphasenspannung Vvw kleiner ist als der Schwellwert THv (S21: JA), funktionieren die V-Phase und die W-Phase dann richtig, da die VW-Interphasenspannung im Wesentlichen Null ist. Daher, wird entschieden, dass die Phase, bei der die Anomalie auftritt, die U-Phase ist. Im Schritt S22 identifiziert die ECU 50 die U-Phase als die Phase, bei der die Anomalie auftritt. Wenn der Absolutwert der VW-Interphasenspannung nicht kleiner als der Schwellwert THv ist (S21: NEIN), geht die Regelung/Steuerung dann zu Schritt S23.
Im Schritt S23 bestimmt die ECU 50, ob der Absolutwert einer Korrelationsspannung zwischen der W-Phasen-Spannung Vw von dem Spannungssensor 48 und der U-Phasen-Spannung Vu von dem Spannungssensor 44 (nachfolgend als „WU-Interphasenspannung Vwu” bezeichnet) kleiner ist als der Schwellwert THv oder nicht. Die WU-Interphasenspannung Vwu ist definiert als die Differenz zwischen der W-Phasen-Spannung Vw und der U-Phasen-Spannung Vu (Vwu = Vw – Vu). Die ECU 50 kann dadurch bestimmen, ob die WU-Interphasenspannung Vwu Null ist oder einen Wert aufweist, der nahe Null ist, d. h. ob die W-Phasen-Spannung Vw und die U-Phasen-Spannung Vu im Wesentlichen gleich sind oder nicht.
Wenn der Absolutwert der WU-Interphasenspannung Vwu kleiner ist als der Schwellwert THv (S23: JA), funktionieren die W-Phase und die U-Phase dann richtig, da die WU-Interphasenspannung Vwu im Wesentlichen Null ist. Daher wird entschieden, dass die Phase, bei der die Anomalie auftritt, die V-Phase ist. Im Schritt S24 identifiziert die ECU 50 die V-Phase als die Phase, bei der die Anomalie auftritt. Wenn der Absolutwert der WU-Interphasenspannung Vwu nicht kleiner als der Schwellwert THv ist (S23: NEIN), geht die Regelung/Steuerung dann zu Schritt S25.
Im Schritt S25 bestimmt die ECU 50, ob der Absolutwert einer Korrelationsspannung zwischen der U-Phasen-Spannung Vu von dem Spannungssensor 44 und der V-Phasen-Spannung Vv von dem Spannungssensor 46 (nachfolgend als „UV-Interphasenspannung Vuv” bezeichnet) kleiner ist als der Schwellwert THv oder nicht. Die UV-Interphasenspannung Vuv ist definiert als die Differenz zwischen der U-Phasen-Spannung Vu und der V-Phasen-Spannung Vv (Vuv = Vu – Vv). Die ECU 50 kann dadurch bestimmen, ob die UV-Interphasenspannung Vuv Null ist oder einen Wert aufweist, der nahe Null ist, d. h. ob die U-Phasen-Spannung Vu und die V-Phasen-Spannung Vv im Wesentlichen gleich sind oder nicht.
Wenn der Absolutwert der UV-Interphasenspannung Vuv kleiner ist als der Schwellwert THv (S25: JA), funktionieren die U-Phase und die V-Phase dann richtig, da die UV-Interphasenspannung Vuv im Wesentlichen Null ist. Daher wird entschieden, dass die Phase, bei der die Anomalie auftritt, die W-Phase ist. Im Schritt S26 identifiziert die ECU 50 die W-Phase als die Phase, bei der die Anomalie auftritt. Wenn der Absolutwert der UV-Interphasenspannung Vuv nicht kleiner als der Schwellwert THv ist (S25: NEIN), ist die ECU 50 dann nicht in der Lage, eine Phase zu identifizieren, bei der eine Anomalie auftritt (anomale Phase). In diesem Fall können bei zwei Phasen Anomalien vorliegen, welche das Fließen von Strömen in die beiden Phasen verhindern. Im Schritt S27 entscheidet die ECU 50, dass sie nicht in der Lage ist, eine anomale Phase zu identifizieren. Die ECU 50 schaltet dann den Elektromotor 22 gemäß einer Fail-Safe-Funktion davon ab.
5. Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie (Regelungs-/Steuerungsfunktion für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie 108):
(1) Gesamtanordnung:
9 ist ein funktionales Blockdiagramm der ECU 50 in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie. Die in 9 gezeigten Komponenten, welche mit den Komponenten in 5 identisch sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nachfolgend nicht im Detail beschrieben werden.
Wie in 9 gezeigt, umfasst die ECU 50 in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie eine Drehmomentbefehlswert-Recheneinheit 110, einen Phasenkompensator 112, einen Verstärkungseinstellabschnitt 140, eine Funktion zum Identifizieren einer anomalen Phase 102, eine Basisspannungs-Recheneinheit 142, eine Rotationsgeschwindigkeits-Recheneinheit 144, eine Korrekturspannungs-Recheneinheit 146, einen ersten Addierer 148, einen zweiten Addierer 150, einen dritten Addierer 152 und eine PWM-Regelungs-/Steuerungseinheit 130. Die ECU 50 regelt/steuert den Inverter 36 unter Verwendung dieser Funktionskomponenten.
(2) Drehmomentbefehlswert-Recheneinheit 110 und Phasenkompensator 112.
Wie in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine normale Erregung berechnet die Drehmomentbefehlswert-Recheneinheit 110 einen ersten Drehmomentbefehlswert Tr c1 basierend auf dem Lenkdrehmoment Tr von dem Drehmomentsensor 28 und der Fahrzeuggeschwindigkeit V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30. Der Phasenkompensator 112 berechnet einen zweiten Drehmomentbefehlswert Tr_c2 durch Durchführen eines Phasenkompensationsprozesses an dem ersten Drehmomentbefelswert Tr c1.
(3) Verstärkungseinstellabschnitt 140:
10 ist ein funktionales Blockdiagramm des Verstärkungseinstellabschnitts 140. Der Verstärkungseinstellabschnitt 140 berechnet eine Verstärkung Gph basierend auf dem zweiten Drehmomentbefehlswert Tr_c2 und der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Wie in 10 gezeigt, umfasst der Verstärkungseinstellabschnitt 140 einen Absolutwertwandler 160, eine Ausgabespannungstabelle 162 zum Erregen zweier Phasen, eine Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkungstabelle 164 zum Erregen zweier Phasen, einen ersten Multiplizierer 166, einen Ratenbeschränkungsprozessor 168, einen Vorzeichenwandler 170 und einen zweiten Multiplizierer 172.
Der Absalutwertwandler 160 berechnet einen Absolutwert des zweiten Drehmomentbefehlswertes Tr_c2 und gibt den berechneten Absolutwert an die Ausgabespannungstabelle 162 aus. Die Ausgabespannungstabelle 162 zum Erregen zweier Phasen gibt eine Ausgabespannung Vout in Abhängigkeit des Absolutwertes des zweiten Drehmomentbefehlswertes Tr_c2 an den ersten Multiplizierer 166 aus. Die Ausgabespannung Vout dient dem Einstellen einer Ausgabeleistung des Elektromotors 22 in Abhängigkeit des zweiten Drehmomentbefehlswertes Tr_c2.
Die Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkungstabelle 164 zum Erregen zweier Phasen gibt ein Verhältnis R1 in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit V an den ersten Multiplizierer 166 aus. Das Verhältnis R1 wird zum Verringern der Ausgabeleistung des Elektromotors 22 verwendet, um zu verhindern, dass der Lenkhebel 12 beispielsweise übermäßig gedreht wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V zu hoch ist. Der erste Multiplizierer 166 berechnet ein Produkt Vout × R1 aus der Ausgabespannung Vout und dem Verhältnis R1 und gibt das Produkt Vout × R1 an den Ratenbeschränkungsprozessor 168 aus. Das Produkt Vout × R1 ist ein Wert, welcher das von dem Fahrer ausgeübte Lenkdrehmoment Tr darstellt, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit V darin berücksichtigt ist.
Der Ratenbeschränkungsprozessor 168 passt eine Abweichung ΔD zwischen einem vorhergehenden und einem gegenwärtigen Wert des Produktes Vout × R1 derart an, dass der Absolutwert der Abweichung ΔD einen positiven Schwellwert TH_ΔD nicht übersteigt. Insbesondere, wenn der Absolutwert der Abweichung ΔD gleich dem oder kleiner als der Schwellwert ΔD ist, gibt der Ratenbeschränkungsprozessor 168 dann die Abweichung ΔD als einen aktualisierten Wert P1 aus. Wenn die Abweichung ΔD einen positiven Wert aufweist, welcher größer als der Schwellwert TH_ΔD ist, gibt der Ratenbeschränkungsprozessor 168 den Schwellwert TH_ΔD als einen aktualisierten Wert P1 aus. Wenn die Abweichung ΔD kleiner als ein Wert ist, welcher durch Multiplikation des Schwellwertes TH_ΔD mit –1 erhalten wird (ΔD < –TH_ΔD), gibt der Ratenbeschränkungsprozessor 168 dann den Wert, der durch Multiplikation des Schwellwerts TH_ΔD mit –1 erhalten wird, als einen aktualisierten Wert P1 aus.
Der Vorzeichenwandler 170 gibt 1 aus, wenn der zweite Drehmomentbefehlswert Tr_c2 positiv ist, und gibt –1 aus, wenn der zweite Drehmomentbefehlswert Tr_c2 negativ ist. Der Vorzeichenwandler 170 ermöglicht es, anzugeben, ob der Lenkhebel 12 in eine Richtung oder in die andere Richtung gedreht wird (d. h. nach links oder nach rechts gedreht wird).
Der zweite Multiplizierer 172 gibt das Produkt aus dem aktualisierten Wert P1 und dem Ausgabewert (–1 oder 1) von dem Vorzeichenwandler 170 als die Verstärkung Gph aus.
(4) Basisspannungs-Recheneinheit 142:
Wie in 9 dargestellt, berechnet die Basisspannungs-Recheneinheit 142 Basisspannungen (nachfolgend als „Basisspannungen Vu_base, Vv_base, Vw_base” bezeichnet) für die jeweiligen Phasen basierend auf der Verstärkung Gph, dem elektrischen Winkel θ und dem Identifikationsergebnis (d. h. bei welcher Phase eine Anomalie vorliegt) durch die Funktion zum Identifizieren einer anomalen Phase 102.
Insbesondere, wenn bei der U-Phase eine Anomalie vorliegt, berechnet die Basisspannungs-Recheneinheit 142 dann Basisspannungen Vu_base, Vv_base, Vw_base gemäß den unten gezeigten Ausdrücken (1) bis (6). Die Basisspannungen Vu_base, Vv_base, Vw_base stellen Phasenspannungsverstärkungen dar, welche in Abhängigkeit der von dem Fahrer ausgeführten Lenkhandlung eingestellt werden.

(a) Für 0° ≤ Φ < 180°: Vu_base = 0 (1) Vv_base = Gph × (1 – 0.5sinΦ) (2) Vw_base = –Gph × (1 – 0.5sinΦ) (3)
(b) Für 180° ≤ Φ < 360°: Vu_base = 0 (4) Vv_base = Gph × (–1 – 0.5sinΦ) (5) Vw_base = – Gph × (–1 – 0.5sinΦ) (6)

In den vorangehenden Ausdrücken (1) bis (6) ist Φ als die Summe des elektrischen Winkels θ und 270° (Φ = θ + 270°) im Bereich 0° ≤ Φ < 360° definiert. Die Basisspannungen Vu_base, Vv_base, Vw_base sind beispielsweise wie in 11 gezeigt angedeutet. In einem Fall, in dem bei der U-Phase eine Anomalie vorliegt, wenn die Regelung/Steuerung in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine normale Erregung ist (Regelungs-/Steuerungsmodus für die Erregung dreier Phasen), erzeugt der Elektromotor 22 dann keine Lenkunterstützungskraft, wenn der elektrische Winkel θ 90° und 270° beträgt. In dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie werden die Basisspannungen Vv_base, Vw_base jedoch, wie in 11 gezeigt, erhöht, wenn der elektrische Winkel θ nahe bei 90° und 270° ist, wodurch es ermöglicht wird, den Effekt zu mindern, dass keine Lenkunterstützungskraft von dem Elektromotor 22 erzeugt wird, wenn der elektrische Winkel θ 90° und 270° beträgt.
Wenn bei der V-Phase eine Anomalie vorliegt, berechnet die Basisspannungs-Recheneinheit 142 Basisspannungen Vu_base, Vv_base, Vw_base gemäß den unten gezeigten Ausdrücke (7) bis (12).

(c) Für 0° ≤ Φ < 180°: Vv_base = 0 (7) Vw_base = Gph × (1 – 0.5sinΦ) (8) Vu_base = – Gph × (1 – 0.5sinΦ) (9)
(d) Für 180° ≤ Φ < 360°: Vv_base = 0 (10) Vw_base = Gph × (–1 – 0.5sinΦ) (11) Vu_base = – Gph × (–1 – 0.5sinΦ) (12)

In den vorangehenden Ausdrücken (7) bis (12) ist Φ als die Summe des elektrischen Winkels θ und 150° (Φ = θ + 150°) im Bereich 0° ≤ Φ < 360° definiert. Die Basisspannungen Vu_base, Vv_base, Vw_base sind beispielsweise, wie in 12 gezeigt, angedeutet. In einem Fall, in dem bei der V-Phase eine Anomalie vorliegt, wenn die Regelung/Steuerung in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine normale Erregung ist (Regelungs-/Steuerungsmodus für die Erregung dreier Phasen), erzeugt der Elektromotor 22 dann keine Lenkunterstützungskraft, wenn der elektrische Winkel θ 30° und 210° beträgt. In dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie werden die Basisspannungen Vw_base, Vu_base jedoch, wie in 12 gezeigt, erhöht, wenn der elektrische Winkel θ nahe bei 30° und 210° ist, wodurch es ermöglicht wird, den Effekt zu mindern, dass keine Lenkunterstützungskraft von dem Elektromotor 22 erzeugt wird, wenn der elektrische Winkel θ 30° und 210° beträgt.
Wenn bei der W-Phase eine Anomalie vorliegt berechnet die Basisspannungs-Recheneinheit 142 Basisspannungen Vu_base, Vv_base, Vw_base gemäß den unten gezeigten Ausdrücken (13) bis (18).

(e) Für 0° ≤ Φ < 180°: Vw_base = 0 (13) Vu_base = Gph × (1 – 0.5sinΦ) (14) Vv_base = –Gph × (1 – 0.5sinΦ) (15)
(f) Für 180° ≤ Φ < 360°: Vw_base = 0 (16) Vu_base = Gph × (–1 – 0.5sinΦ) (17) Vv_base = –Gph × (–1 – 0.5sinΦ) (18)

In den vorangehenden Ausdrücken (13) bis (18) ist Φ als die Summe des elektrischen Winkels θ und 30° (Φ = θ + 30°) im Bereich 0° ≤ Φ < 360° definiert. Die Basisspannungen Vu_base, Vv_base, Vw_base sind beispielsweise, wie in 13 gezeigt, angedeutet. In einem Fall, in dem bei der W-Phase eine Anomalie vorliegt, wenn die Regelung/Steuerung in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine normale Erregung ist (Regelungs-/Steuerungsmodus dreier Phasen), erzeugt der Elektromotor 22 dann keine Lenkunterstützungskraft, wenn der elektrische Winkel θ 150° und 330° beträgt. In dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie werden die Basisspannungen Vu_base, Vv base jedoch, wie in 13 gezeigt, erhöht, wenn der elektrische Winkel θ nahe bei 150° und 330° ist, wodurch es ermöglicht wird, den Effekt zu mindern, dass keine Lenkunterstützungskraft von dem Elektromotor 22 erzeugt wird, wenn der elektrische Winkel θ 150° und 330° beträgt.
(5) Rotationsgeschwindigkeits-Recheneinheit 144:
Die in 9 gezeigte Rotationsgeschwindigkeits-Recheneinheit 144 berechnet eine Rotationsgeschwindigkeit w des Elektromotors 22 basierend auf dem elektrischen Winkel θ von dem Koordinatenwandler 42.
(6) Korrekturspannungs-Recheneinheit 146:
Die Korrekturspannungs-Recheneinheit 146 berechnet Korrekturspannungen (nachfolgend als „Korrekturspannungen Vu_emf, Vv_emf, Vw_emf” bezeichnet) für die jeweiligen Phasen basierend auf dem elektrischen Winkel θ, der Rotationsgeschwindigkeit ω und dem Identifikationsergebnis (d. h. bei welcher Phase eine Anomalie vorliegt) durch die Funktion zum Identifizieren einer anomalen Phase 102. Die Korrekturspannungen Vu_emf, Vv_emf, Vw_emf dienen dem Aufheben von durch den Elektromotor 22 erzeugten induzierten Spannungen.
Insbesondere, wenn bei der U-Phase eine Anomalie vorliegt, berechnet die Korrekturspannungs-Recheneinheit 146 Korrekturspannungen Vu_emf, Vv_emf, Vw_emf gemäß den unten gezeigten Ausdrücken (19) bis (21). Vu_emf = 0 (19) Vv_emf = –(√3/2)Ke × ω × sinΦ (20) Vw_emf = (√3/2)Ke × ω × sinΦ (21)
In den vorangehenden Ausdrücken (19) bis (21) ist Φ als die Summe des elektrischen Winkels θ und 270° (Φ = θ + 270°) im Bereich 0° ≤ Φ < 360° definiert. Ke stellt eine induzierte Spannung dar, welche für eine Phase konstant ist. „√3/2” stellt einen Koeffizienten zum Umwandeln der induzierten Spannung aus einer Drei-Phasen-Komponente in eine Zwei-Phasen-Komponente dar.
Wenn bei der U-Phase eine Anomalie vorliegt, berechnet die Korrekturspannungs-Recheneinheit 146 Korrekturspannungen Vu_emf, Vv_emf, Vw_emf gemäß den unten gezeigten Ausdrücken (22) bis (24). Vv_emf = 0 (22) Vw_emf = – (√312)Ke × ω × sinΦ (23) Vu_emf = (√3/2)Ke × ω × sinΦ (24)
In den vorangehenden Ausdrücken (22) bis (24) ist Φ als die Summe des elektrischen Winkels θ und 150° (Φ = θ + 150°) im Bereich 0° ≤ Φ < 360° definiert.
Wenn bei der W-Phase eine Anomalie vorliegt, berechnet die Korrekturspannungs-Recheneinheit 146 Korrekturspannungen Vu_emf, Vv_emf, Vw_emf gemäß den unten gezeigten Ausdrücken (25) bis (27). Vw_emf = 0 (25) Vu_emf = –(√3/2)Ke × ω × sinΦ (26) Vv_emf = (√3/2)Ke × ω × sinΦ (27)
In den vorangehenden Ausdrücken (25) bis (27) ist Φ als die Summe des elektrischen Winkels θ und 30° (Φ = θ + 30°) im Bereich 0° ≤ Φ < 360° definiert.
(7) Erster Addierer 148, Zweiter Addierer 150 und Dritter Addierer 152:
In 9 gibt der erste Addierer 148 die Summe der Basisspannung Vu_base der U-Phase und der Korrekturspannung Vu_emf als einen U-Phasen-Spannungszielwert Vu_t an die PWM-Regelungs-/Steuerungseinheit 130 aus. Der zweite Addierer 150 gibt die Summe der Basisspannung Vv_base der V-Phase und der Korrekturspannung Vv_emf als einen V-Phasen-Spannungszielwert Vv_t an die PWM-Regelungs-/Steuerungseinheit 130 aus. Der dritte Addierer 152 gibt die Summe der Basisspannung Vw_base der W-Phase und der Korrekturspannung Vw_emf als einen W-Phasen-Spannungszielwert Vw_t an die PWM-Regelungs-/Steuerungseinheit 130 aus.
(8) Die PWM-Regelungs-/Steuerungseinheit 130:
Wie im Regelungs-/Steuerungsmodus für eine normale Erregung erregt die PWM-Regelungs-/Steuerungseinheit 130 die Windungen 86 des Elektromotors 22 durch den Inverter 36 gemäß einem Pulsweiten-(PWM)-Modulationsregelungs-/-steuerungsprozess basierend auf den Phasenspannungsbefehlswerten Vu_t, Vv_t, Vw_t. Die PWM-Regelungs-/Steuerungseinheit 130 schaltet insbesondere die oberen SW_Vorrichtungen 74 und die unteren SW-Vorrichtungen 80 des Inverters 36 selektiv an und aus, um die Windungen 86 des Elektromotors 22 zu erregen.
C. Vorteile der ersten Ausführungsform:
Gemäß der ersten Ausführungsform wird, wie vorangehend beschrieben, in einem Zustand, in dem der q-Achsen-Strom Null ist (S14: JA in 7), obwohl eine q-Achsen-Spannung Vq angelegt ist (S12: JA), eine Phase, welche nicht eine Kombination von Phasen ist, deren Zwischenphasenspannung ungefährt 0 Volt beträgt, als eine anomale Spannung detektiert (siehe 8). Daher kann eine anomale Phase detektiert werden, obwohl nur zwei Stromsensoren 38, 40 dazu verwendet werden, um Phasenströme zu detektieren.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird der Prozess zum Bestimmen einer Anomalie im Schritt S4 ausgeführt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit ω des Motors 22 gleich dem oder kleiner als der Schwellwert TH_ω ist (S3: JA in 4). In dem Fall, in dem eine von dem Elektromotor 22 erzeugte gegenelektromotorische Kraft die Genauigkeit, mit der eine anomale Phase identifiziert wird, nachteilig beeinflusst, wird eine anomale Phase nur dann identifiziert, wenn ein bestimmter Genauigkeitsgrad sichergestellt ist. Als ein Ergebnis davon ist es möglich zu verhindern, dass eine anomale Phase irrtümlich detektiert wird.
Gemäß der ersten Ausführungsform werden die Phasen, die nicht die anomale Phase sind, derart erregt, dass die Ausgabeleistung des Motors 22 in der Nähe eines elektrischen Winkels θ, bei welchem die Ausgabeleistung des Elektromotors 22 aufgrund der Fehlfunktion der anomalen Phase absinkt (siehe 11 bis 13), erhöht, wenn die ECU 50 eine anomale Phase in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine normale Erregung detektiert. Daher wird selbst bei Auftreten einer anomalen Phase verhindert, dass die Ausgabeleistung des Elektromotors 22 plötzlich absinkt und somit ist der Elektromotor 22 in der Lage, eine Lenkunterstützungskraft stabil zu erzeugen.
II. Zweite Ausführungsform:
A. Beschreibung von Konfigurationen (Unterschiede zur ersten Ausführungsform):
Die erste Ausführungsform und die zweite Ausführungsform unterscheiden sich voneinander hinsichtlich einiger Elemente der in der von der ECU 50 verwendeten Software. Diejenigen Komponenten der zweiten Ausführungsform, welche mit denjenigen der ersten Ausführungsform identisch sind, werden mit identischen Bezugszeichen versehen und werden nachfolgend nicht im Detail beschrieben werden.
B. Verarbeitungssequenzen und Funktionen der ECU 50:
1. Zusammenfassung (Unterschiede zur ersten Ausführungsform):
Die erste Ausführungsform und die zweite Ausführungsform sind identisch zueinander hinsichtlich des Gesamtverarbeitungsflusses der ECU 50. Das in 4 gezeigte Flussdiagramm und das in 5 gezeigte funktionale Blockdiagramm sind auch auf die zweite Ausführungsform anwendbar, mit der Ausnahme, dass sich die zweite Ausführungsform von der ersten Ausführungsform hinsichtlich Verarbeitungsdetails vom in 4 gezeigten Schritt S4 unterscheidet. Die zweite Ausführungsform verwendet insbesondere einen in 14 gezeigten Prozess zum Bestimmen einer Anomalie statt des in 7 gezeigten Prozesses zum Bestimmen einer Anomalie gemäß der ersten Ausführungsform.
2. Prozess zum Bestimmen einer Anomalie (Funktion zum Bestimmen einer Anomalie):
14 ist ein Flussdiagramm des Prozesses zum Bestimmen einer Anomalie (Funktion zum Bestimmen einer Anomalie 100), welcher von der ECU 50 gemäß der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird (Details vom in 4 gezeigten Schritt S4). Die in 14 gezeigten Schritte S31 bis S34 sind die selben Schritte wie die in 7 gezeigten Schritte S11 bis S14 gemäß der ersten Ausführungsform.
Im in 14 gezeigten Schritt S35 speichert die ECU 50 einen elektrischen Winkel θ zu dem Zeitpunkt, zu dem der q-Achsen-Strom Iq Null ist (nachfolgend als „elektrischer Winkel 81 bei Auftreten einer Anomalie” bezeichnet). Im Schritt S36 identifiziert die ECU 50 das Auftreten einer Anomalie (zu diesem Zeitpunkt wird die Phase nicht identifiziert, bei der die Anomalie vorliegt) genauso wie im in 7 gezeigten Schritt S15.
3. Prozess zum Identifizieren einer anomalen Phase (Funktion zum Identifizieren einer anomalen Phase 102):
(1) Messprinzipien:
Der Prozess zum Identifizieren einer anomalen Phase (Schritt S6 in 4) gemäß der zweiten Ausführungsform identifiziert eine anomale Phase basierend auf der Tatsache, dass bei Auftreten einer Anomalie, wie einer Trennung oder dergleichen in irgend einer der Phasen kein Strom in den Elektromotor 22 bei einem der Phase zugehörigen elektrischen Winkel θ fließt.
Insbesondere, wenn bei der U-Phase eine Anomalie vorliegt, während keine d-Achsen-Spannung Vd ausgegeben wird (Vd = 0), dann beträgt der elektrische Winkel θ, bei dem kein Strom in den Elektromotor 22 fließt, 90° und 270°. Wenn bei der V-Phase eine Anomalie vorliegt, während keine d-Achsen-Spannung Vd ausgegeben wird, dann beträgt der elektrische Winkel θ, bei dem kein Strom in den Elektromotor 22 fließt, 30° und 210°. Wenn bei der W-Phase eine Anomalie vorliegt, während keine d-Achsen-Spannung Vd ausgegeben wird, dann beträgt der elektrische Winkel θ, bei dem kein Strom in den Elektromotor 22 fließt, 150° und 330°. Der elektrische Winkel θ, bei welchem kein Strom in den Elektromotor 22 aufgrund einer anomalen Phase fließt, während keine d-Achsen-Spannung Vd ausgegeben wird, wird nachfolgend als „elektrischer Basiswinkel θb1” bezeichnet werden.
Während die d-Achen-Spannung Vd ausgegeben wird (Vd ≠ 0) weicht der elektrische Winkel θ, bei welchem kein Strom in den Elektromotor 22 fließt, von dem elektrischen Basiswinkel θb1 ab, da Motorklemmenspannungen der jeweiligen Phasen voneinander abweichen. Wenn die d-Achsen-Spannung Vd Null ist, während bei der U-Phase eine Anomalie vorliegt, wird der V-Phasen-Strom Iv und der W-Phasen-Strom Iw beispielsweise wie in 15 gezeigt angedeutet. Wenn die d-Achsen-Spannung Vd nicht Null ist, während bei der U-Phase eine Anomalie vorliegt, wird der V-Phasen-Strom Iv und der W-Phasen-Strom Iw beispielsweise wie in 16 gezeigt angedeutet.
Gemäß der zweiten Ausführungsform wird der elektrische Winkel θ (elektrischer Winkel bei Auftreten einer Anomalie θ1), wenn der q-Achsen-Strom Iq Null ist, obwohl die d-Achsen-Spannung Vd ausgegeben wird, zu dem Zeitpunkt gespeichert und eine Abweichung von dem elektrischen Basiswinkel θb1 (nachfolgend als „elektrischer Korrekturwinkel θc” bezeichnet) wird identifiziert. Es wird dann bestimmt, ob bei einer zu bewertenden Phase eine Anomalie vorliegt oder nicht basierend darauf, ob ein elektrischer Winkel θ (korrigierter elektrischer Winkel θb2), welcher durch Korrigieren des elektrischen Basiswinkel θb1 mit dem elektrischen Korrekturwinkel θc erzeugt wird, mit dem elektrischen Winkel bei Auftreten einer Anomalie θ1 übereinstimmt oder nicht.
(2) Prozess zum Identifizieren des elektrischen Korrekturwinkels θc:
Wenn die d-Achsen-Spannung Vd nicht Null ist, kann dann ein elektrischer Korrekturwinkel θc als die Phase eines kombinierten Vektors der d-Achsen-Spannung Vd und der q-Achsen-Spannung Vq angedeutet werden (siehe 17). Daher kann ein elektrischer Korrekturwinkel θc identifiziert werden, wenn die Beziehung zwischen d-Achsen-Spannungen Vd und q-Achsen-Spannungen Vq und elektrischen Korrekturwinkeln θc im Voraus bestimmt und als eine Karte gespeichert wird.
(3) Fluss eines Prozesses zum Identifizieren einer anomalen Phase:
18 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Identifizieren einer anomalen Phase (Funktion zum Identifizieren einer anomalen Phase 102), welcher von der ECU 50 gemäß der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird. Im in 18 gezeigten Schritt S41 identifiziert die ECU 50 einen elektrischen Korrekturwinkel θc basierend auf der d-Achsen-Spannung Vd und der q-Achsen-Spannung Vq (siehe 17).
Im Schritt S42 berechnet die ECU 50 korrigierte elektrische Basiswinkel θb2 für die jeweiligen Phasen. Da die elektrischen Basiswinkel θb1 der U-Phase 90° und 270° betragen, sind die korrigierten elektrischen Basiswinkel θb2 insbesondere 90° – θc und 270° – θc. Da die elektrischen Basiswinkel θb1 der V-Phase 30° und 210° betragen, sind die korrigierten elektrischen Basiswinkel θb2 insbesondere 30° – θc und 210° – θc. Da die elektrischen Basiswinkel θb1 der W-Phase 150° und 330° betragen, sind die korrigierten elektrischen Basiswinkel θb2 insbesondere 150° – θc und 330° – θc. Zu anschaulichen Zwecken werden die zwei korrigierten elektrischen Basiswinkel θb2 für die U-Phase als „korrigierte elektrische Basiswinkel θu1, θu2”, die zwei korrigierten elektrischen Basiswinkel θb2 für die V-Phase als „korrigierte elektrische Basiswinkel θv1, θv2” und die zwei korrigierten elektrischen Basiswinkel θb2 für die W-Phase als „korrigierte elektrische Basiswinkel θw1, θw2” bezeichnet werden.
Im Schritt S43 bestimmt die ECU 50, ob der elektrische Winkel bei Auftreten einer Anomalie θ1 einer der korrigierten elektrischen Basiswinkel θu1, θu2 der U-Phase ist. Wenn der elektrische Winkel bei Auftreten einer Anomalie θ1 einer der korrigierten elektrischen Basiswinkel θu1, θu2 der U-Phase ist (S43: JA), wird dann geurteilt, dass bei der U-Phase eine Anomalie wie eine Trennung oder dergleichen vorliegt. Im Schritt S44 identifiziert die ECU 50 die U-Phase als die Phase, bei der eine Anomalie vorliegt. Wenn der elektrische Winkel bei Auftreten einer Anomalie θ1 keiner der korrigierten elektrischen Basiswinkel θu1, θu2 der U-Phase ist (S43: NEIN), geht die Regelung/Steuerung zu Schritt S45.
Im Schritt S45 bestimmt die ECU 50, ob der elektrische Winkel bei Auftreten einer Anomalie θ1 einer der korrigierten elektrischen Basiswinkel θv1, θv2 der V-Phase ist. Wenn der elektrische Winkel bei Auftreten einer Anomalie θ1 einer der korrigierten elektrischen Basiswinkel θv1, θv2 der V-Phase ist (S45: JA) wird dann geurteilt, dass bei der V-Phase eine Anomalie wie eine Trennung oder dergleichen vorliegt. Im Schritt S46 identifiziert die ECU 50 die V-Phase als die Phase, bei der eine Anomalie vorliegt. Wenn der elektrische Winkel bei Auftreten einer Anomalie θ1 keiner der korrigierten elektrischen Basiswinkel θv1 oder θv2 der V-Phase ist (S45: NEIN), geht die Regelung/Steuerung dann zu Schritt S47.
Im Schritt S47 bestimmt die ECU 50, ob der elektrische Winkel bei Auftreten einer Anomalie θ1 einer der korrigierten elektrischen Basiswinkel θw1, θw2 der W-Phase ist. Wenn der elektrische Winkel bei Auftreten einer Anomalie θ1 einer der korrigierten elektrischen Basiswinkel θw1, θw2 der W-Phase ist (S47: JA) wird dann geurteilt, dass bei der W-Phase eine Anomalie wie eine Trennung oder dergleichen vorliegt. Im Schritt S48 identifiziert die ECU 50 die W-Phase als die Phase, bei der eine Anomalie vorliegt. Wenn der elektrische Winkel bei Auftreten einer Anomalie θ1 keiner der korrigierten elektrischen Basiswinkel θw1 oder θw2 der W-Phase ist (S47: NEIN), dann ist die ECU 50 nicht in der Lage, eine Phase zu identifizieren, bei der eine Anomalie auftritt (anomale Phase). In diesem Fall können bei zwei Phasen Anomalien vorliegen, welche das Fließen von Strömen in die beiden Phasen verhindern. Im Schritt S49 entscheidet die ECU 50, dass sie nicht in der Lage ist, eine anomale Phase zu identifizieren. Die ECU 50 schaltet dann den Elektromotor gemäß einer Failsafe-Funktion davon ab.
In der in 18 gezeigten Verarbeitungssequenz bestimmt die ECU 50, ob der elektrische Winkel bei Auftreten einer Anomalie θ1 mit dem korrigierten elektrischen Basiswinkel θb2 jeder Phase übereinstimmt oder nicht. Es ist möglich, eine Sequenz hinsichtlich eines Messfehlers durchzuführen. Beispielsweise kann ein durch z. B. zwei Schwellwerte auf beiden Seiten des korrigierten elektrischen Basiswinkels θu1 der U-Phase festgelegt werden und wenn der elektrische Winkel bei Auftreten einer Anomalie θ1 innerhalb des dadurch definierten Bereichs fällt, kann die ECU 50 dann die U-Phase als die Phase identifizieren, bei der eine Anomalie wie eine Trennung oder dergleichen vorliegt.
4. Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie (Regelungs-/Steuerungsfunktion für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie 108):
In der zweiten Ausführungsform weist die ECU 50 in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie die selben Funktionen wie in der ersten Ausführungsform auf (siehe 9 bis 13 und die hierfür relevante Beschreibung).
C. Vorteile der zweiten Ausführungsform:
Gemäß der zweiten Ausführungsform berechnet die ECU 50, wie vorangehend beschrieben, einen korrigierten elektrischen Basiswinkel θb2 (S42: Ja in 18), bei welchem der q-Achsen-Strom Iq Null ist (S34: JA in 14), obwohl die q-Achsen-Spannung Vq angelegt ist (S32: JA) und bestimmt eine anomale Phase basierend auf dem korrigierten elektrischen Basiswinkel θb2 (S43 bis S49). Daher kann eine anomale Phase detektiert werden, obwohl nur zwei Stromsensoren 38, 40 zum Detektieren von Phasenströmen verwendet werden.
Gemäß der zweiten Ausführungsform wird ein elektrischer Korrekturwinkel θc basierend auf der d-Achsen-Spannung Vd und der q-Achsen-Spannung Vq (siehe 17) identifiziert und eine anomale Phase wird basierend auf dem elektrischen Basiswinkel θb1 und dem elektrischen Korrekturwinkel θc bestimmt. Es ist daher möglich, den elektrischen Basiswinkel θb1 hinsichtlich des Effekts der d-Achsen-Spannung Vd zu korrigieren, selbst wenn der elektrische Winkel θ, bei dem der q-Achsen-Strom Iq aufgrund der Erzeugung der d-Achsen-Spannung Vd von dem elektrischen Basiswinkel θb1 abweicht (siehe 16). Eine anomale Phase kann daher sehr genau bestimmt werden.
Gemäß der zweiten Ausführungsform wird der Prozess zum Bestimmen einer Anomalie im Schritt S4 ausgeführt, denn die Rotationsgeschwindigkeit ω des Motors 22 gleich dem oder kleiner als der Schwellwert TH_ω ist (S3: JA in 4). In dem Fall, in dem eine von dem Elektromotor 22 erzeugte gegenelektromotorische Kraft die Genauigkeit, mit der eine anomale Phase identifiziert wird, nachteilig beeinflusst, wird eine anomale Phase nur dann identifiziert, wenn ein bestimmter Genauigkeitsgrad sichergestellt ist. Als ein Ergebnis davon ist es möglich zu verhindern, dass eine anomale Phase irrtümlich detektiert wird.
III. Abwandlungen
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorangehenden Ausführungsformen beschränkt, sondern kann unterschiedliche Anordnungen basierend auf dem Inhalt der vorliegenden Beschreibung aufnehmen. Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise die folgenden Anordnungen aufnehmen:
A. Identifizieren einer anomalen Phase:
In den vorangehenden Ausführungsformen wird basierend darauf, ob der q-Achsen-Strom Iq Null ist (S14 in 7 und S34 in 14), bestimmt, ob eine Anomalie in irgend einer der Phasen auftritt oder nicht. Ein positiver Schwellwert und ein negativer Schwellwert nahe Null können jedoch festgelegt werden und es kann bestimmt werden, ob eine Anomalie in einer der Phasen auftritt oder nicht basierend darauf, ob der q-Achsen-Strom Iq zwischen dem positiven Schwellwert und dem negativen Schwellwert liegt oder nicht. Alternativ kann bestimmt werden, ob eine Anomalie in einer der Phasen auftritt oder nicht basierend darauf, ob der Absolutwert des q-Achsen-Stroms Iq gleich einem oder kleiner als ein Schwellwert nahe Null ist.
In der zweiten Ausführungsform wird eine anomale Phase unter Verwendung des korrigierten elektrischen Winkels θc bestimmt, welcher unter Berücksichtigung des elektrischen Korrekturwinkels θc in dem elektrischen Basiswinkel θc erzeugt wird. Eine anomale Phase kann jedoch unter Verwendung des elektrischen Basiswinkels θb1 nur bestimmt werden, wenn keine d-Achsen-Spannung Vd erzeugt wird.
B. Abwandlungen von Ausgabeformen unterschiedlicher Werte in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie:
19 bis 24 zeigen eine erste bis eine sechste Abwandlung in Bezug zu der Beziehung zwischen elektrischen Winkeln θ des Elektromotors 22 und Ausgabespannungen für die jeweiligen Phasen in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine Erregung bei Auftreten einer Anomalie. Anders ausgedrückt, zeigen 19 bis 24 Abwandlungen der Verarbeitungssequenz des Verstärkungseinstellabschnitts 140 (siehe 9). In 19 bis 24 wird angenommen, dass die W-Phase nicht verbunden ist.
19 zeigt ein Beispiel, in welchem die U-Phasen-Spannung Vu und die V-Phasen-Spannung Vv in Trapez förmigen Wellenformen in Abhängigkeit des elektrischen Winkels θ, des zweiten Drehmomentbefehlswertes Tr_c2 und der Fahrzeuggeschwindigkeit V ausgegeben werden.
20 zeigt ein Beispiel, in welchem die U-Phasen-Spannung Vu und die V-Phasen-Spannung Vv in durch „(1 – 0.5sinθ)” dargestellte Wellenformen in Abhängigkeit des elektrischen Winkels θ, des zweiten Drehmomentbefehlswertes Tr_c2 und der Fahrzeuggeschwindigkeit V ausgegeben werden.
21 zeigt ein Beispiel, in dem die U-Phasen-Spannung Vu und die V-Phasen-Spannung Vv in durch „1/cos(θ – 60°)” dargestellte Wellenformen in Abhängigkeit des elektrischen Winkels θ, des zweiten Drehmomentbefehlswertes Tr_c2 und der Fahrzeuggeschwindigkeit V ausgegeben werden. Ein Beschränkungsregelungs-/-steuerungsprozess, d. h. ein Regelungs-/Steuerungsprozess zum Bereitstellen eines oberen Grenzwertes und eines unteren Grenzwertes wird jedoch für Spannungen ausgeführt, welche größer als das 1.5-fache der maximalen Spannung in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine normale Erregung sind.
22 zeigt ein Beispiel, in dem die U-Phasen-Spannung Vu und die V-Phasen-Spannung Vv in durch „1/cos(θ – 60°)” dargestellten Wellenformen in Abhängigkeit des elektrischen Winkels θ, des zweiten Drehmomentbefehlswertes Tr_c2 und der Fahrzeuggeschwindigkeit V ausgegeben werden. Ein Beschränkungsregelungs-/-steuerungsprozess wird jedoch für Spannungen ausgeführt, welche größer als das Doppelte der maximalen Spannung in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine normale Erregung sind.
23 zeigt ein Beispiel, in dem die U-Phasen-Spannung Vu und die V-Phasen-Spannung Vv in durch „1/cos(θ – 60°)” dargestellte Wellenformen in Abhängigkeit des elektrischen Winkels θ, des zweiten Drehmomentbefehlswertes Tr_c2 und der Fahrzeuggeschwindigkeit V ausgegeben werden. Ein Beschränkungsregelungs-/-steuerungsprozess wird jedoch für Spannungen ausgeführt, welche größer als das Dreifache der maximalen Spannung in dem Regelungs-/Steuerungsmodus für eine normale Erregung sind.
24 zeigt ein Beispiel, in dem die U-Phasen-Spannung Vu und die V-Phasen-Spannung Vv in durch „1/cos(θ – 60°)” dargestellte Wellenformen in Abhängigkeit des elektrischen Winkels θ, des zweiten Drehmomentbefehlswertes Tr_c2 und der Fahrzeuggeschwindigkeit V ausgegeben werden.
C. Anwendung der Rotationsgeschwindigkeit ω des Elektromotors 22:
In den vorangehenden Ausführungsformen werden die Rotationsgeschwindigkeit ω und der Schwellwert TH_ω miteinander verglichen und der Prozess zum Bestimmen einer Anomalie (S4) wird nur ausgeführt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit ω gleich dem oder kleiner als der Schwellwert TH_ω ist (S3: JA in 4). Es ist jedoch möglich, eine Anordnung zu verwenden, welche die Rotationsgeschwindigkeit ω und den Schwellwert TH_ω nicht miteinander vergleicht.
Eine elektrische Servolenkungsvorrichtung 10 detektiert als eine anomale Phase, eine Phase, die nicht eine Kombination von Phasen ist, deren Zwischenphasenspannung ungefähr Null Volt beträgt, wenn ein q-Achsen-Strom gleich einem ersten oder kleiner als ein erster Schwellwert ist, obwohl eine q-Achsen-Spannung angelegt ist.
Alternativ berechnet die elektrische Servolenkungsvorrichtung 10 einen elektrischen Basiswinkel, bei welchem der q-Achsen-Strom gleich einem dritten oder kleiner als ein dritter Schwellwert ist, obwohl die q-Achsen-Spannung angelegt ist, und bestimmt eine anomale Phase basierend auf dem elektrischen Basiswinkel.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2007/0176577 A1 [0002, 0003, 0005]
JP 2009-090817 A1 [0002, 0004, 0005]
JP 2006-256542 A1 [0002, 0004, 0005, 0070, 0070, 0074]
JP 2009-090817 A [0070, 0070, 0074]
JP 2009-214711 [0074]

Claims

Elektrische Servolenkungsvorrichtung (10), umfassend: einen Inverter (36), um eine elektrische Drei-Phasen-Wechselstromleistung drei Phasen eines Elektromotors (22) zuzuführen; eine Strom-Koordinaten-Wandlereinheit (114) zum Umwandeln von in die drei Phasen des Elektromotors (22) fließenden Strömen in d-q-Koordinaten-Ströme, die einen d-Achsen-Strom als eine Anregungsstromkomponente und einen q-Achsen-Strom als eine Drehmomentstromkomponente umfassen; eine Spannungs-Koordinaten-Wandlereinheit (120, 126) zum Umwandeln von an den Elektromotor (22) angelegten Drei-Phasen-Spannungen in eine d-Achsen-Spannung und eine q-Achsen-Spannung; und eine Anomale-Phasen-Detektionseinheit (102) zum Detektieren einer Phase als eine anomale Phase, welche nicht eine Kombination von Phasen ist, deren Zwischenphasenspannung ungefähr Null Volt beträgt, in einem Zustand, in dem der q-Achsen-Strom gleich einem ersten oder kleiner als ein erster Schwellwert ist, obwohl die q-Achsen-Spannung angelegt ist.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Rotationsgeschwindigkeitsdetektionseinheit (100) zum Detektieren einer Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors (22); wobei die Anomale-Phasen-Detektionseinheit (102) betrieben wird, wenn die Rotationsgeschwindigkeit gleich einem zweiten oder kleiner als ein zweiter Schwellwert ist.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn die Anomale-Phasen-Detektionseinheit (102) eine anomale Phase detektiert, während alle drei Phasen erregt werden, werden die Phasen, die nicht die anomale Phase sind, derart erregt, dass eine Ausgabeleistung des Elektromotors (22) in der Nähe eines elektrischen Winkels erhöht wird, bei welchem die Ausgabeleistung des Elektromotors (22) dazu neigt, aufgrund einer Fehlfunktion der anomalen Phase reduziert zu werden.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung (10), umfassend: einen Inverter (36), um eine elektrische Drei-Phasen-Wechselstromleistung drei Phasen eines Elektromotors (22) zuzuführen; eine Strom-Koordinaten-Wandlereinheit (114) zum Umwandeln von in die drei Phasen des Elektromotors (22) fließenden Strömen in d-q-Koordinaten-Ströme, welche einen d-Achsen-Strom als eine Anregungsstromkomponente und einen q-Achsen-Strom als eine Drehmomentstromkomponente umfassen; eine Spannungs-Koordinaten-Wandlereinheit (120, 126) zum Umwandeln von an den Elektromotor (22) angelegten Drei-Phasen-Spannungen in eine d-Achsen-Spannung und eine q-Achsen-Spannung; und eine Rotationswinkel-Detektionseinheit (42) zum Detektieren eines Rotationswinkels des Elektromotors (22); wobei ein elektrischer Basiswinkel, bei welchem der q-Achsen-Strom gleich einem dritten oder kleiner als ein dritter Schwellwert ist, obwohl die q-Achsen-Spannung angelegt ist, berechnet wird; und eine anomale Phase basierend auf dem elektrischen Basiswinkel bestimmt wird.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei während die d-Achsen-Spannung erzeugt wird, wird ein elektrischer Korrekturwinkel aus der d-Achsen-Spannung und der q-Achsen-Spannung berechnet; und wird eine anomale Phase basierend auf dem elektrischen Basiswinkel und dem elektrischen Korrekturwinkel bestimmt.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung (10) nach Anspruch 4 oder 5, ferner umfassend: eine Rotationsgeschwindigkeitsdetektionseinheit (100) zum Detektieren einer Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors (22); wobei eine anomale Phase bestimmt wird, wenn die Rotationsgeschwindigkeit gleich einem vierten oder kleiner als ein vierter Schwellwert ist.