DE102013208354A1

DE102013208354A1 - Motorsteuervorrichtung und elektrische Servolenkung, welche dieselbe verwendet

Info

Publication number: DE102013208354A1
Application number: DE102013208354A
Authority: DE
Inventors: Masaya Endo; Isao Kezobo; Yoshihiko Kimpara; Jiro Okada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2013-11-14
Also published as: US8981704B2; US20130299271A1; JP2013236486A; JP5653386B2

Abstract

Es wird eine Motorsteuervorrichtung zum Unterdrücken einer Drehmomentpulsation mit eine einfachen Konfiguration, und zum Erhalten eines hinreichenden Abgabedrehmoments im Falle eines Offentypdefekts, der in irgendeiner der Wicklungen eines Motors und eines Wechselrichters auftritt, und eine die Motorsteuervorrichtung verwendende elektrische Servolenkungsvorrichtung bereitgestellt. In der Motorsteuervorrichtung zum Steuern eines aus einer Stromquelle zugeführten Stroms und einer zugeführten Spannung in Bezug auf den, Wicklungssätze einer Mehrzahl von Systemen enthaltenen Motors, wenn eine Fehlerbestimmungsmittel (31) das Auftreten des Offentypdefekts bestimmt, wird die Zufuhr der Ströme an die Wicklungen eines der Systeme, in denen der Defekt aufgetreten ist, durch, an Schaltelementen, die im Wechselrichter des defekten Systems enthalten sind, durchgeführte Steuerung gestoppt, während die Zufuhr der Ströme an die Wicklungen des normalen Systems, in welchem der Defekt nicht aufgetreten ist, fortgesetzt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorsteuervorrichtung zum Steuern eines Mehrphasenmotors, der eine Mehrzahl von Sätzen von Wicklungen beinhaltet, und eine elektrische Servolenkung, welche die Motorsteuervorrichtung verwendet.
2. Beschreibung verwandten Stands der Technik
Als konventionelle elektrische Servolenkungsvorrichtung ist eine elektrische Servolenkungsvorrichtung bekannt, die in einem Motor, zwei Sätze Wicklungen, zwei Wechselrichter zum Steuern von durch die entsprechenden Wicklungssätze fließenden Strömen und individuelle Stromrelais zum Zuführen von Strom aus einer Stromquelle an entsprechende Wechselrichter umfasst, so dass der durch jeden der Wicklungssätze fließende Strom individuell steuerbar ist (siehe beispielsweise japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2011-131860 ).
Die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2011-131860 , die oben zitiert ist, beschriebene konventionelle elektrische Servolenkungsvorrichtung ist wie folgt konfiguriert. Im Falle eines Defekts in einem der Wicklungssätze der Wechselrichter wird das Stromrelais auf der Seite, auf der der Defekt aufgetreten ist, zum Trennen von der Stromquelle geöffnet. Der Wechselrichter auf der normalen Seite wird so gesteuert, dass ein Drehmoment kontinuierlich aus dem Motor abgegeben wird.
Wie oben beschrieben, weist eine Motorsteuervorrichtung zum Steuern eines Mehrphasenmotors eine Möglichkeit des Auftretens der nachfolgenden Defekte als Defekte auf, die in den Wicklungen oder den Wechselrichtern des Motors auftreten können. Spezifisch beinhalten die Defekte einen Überbrückungstypdefekt (auch als Kurzschlussdefekt oder als EIN-Defekt bezeichnet), wie etwa ein Überbrückungsdefekt in einem Schaltelement, einen Erdungsdefekt in der Wicklung einer der Phasen, einen Erdungsdefekt in einer Verdrahtung, die den Wechselrichter und die Wicklung verbindet, und einen Überbrückungsdefekt zwischen zwei Phasen, und einen Offentypdefekt, wie etwa Trennung einer Verdrahtung einer der Wicklungen oder der Wechselrichter und einem Offendefekt in irgendeinem der Schaltelemente, die im Wechselrichter enthalten sind.
Im Falle des Überbrückungstypdefekts oder des Offentypdefekts, wie oben beschrieben, tritt eine Drehmomentpulsation in einem Wicklungsantriebssystem auf, in dem der Defekt aufgetreten ist.
Die konventionelle Motorsteuervorrichtung und die elektrische Servolenkungsvorrichtung, die die konventionelle Motorsteuervorrichtung verwenden, unterscheiden nicht zwischen einem Überbrückungstypdefekt und dem Offentypdefekt in dem Fall, bei dem der Mehrphasenmotor in der Weise gesteuert wird, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2011-131860 , die oben zitiert ist, beschrieben ist. Daher gibt es im Falle irgendeines Defekts eine Möglichkeit, dass ein Überstrom oder ein Bremsstrom, der durch den Überbrückungsdefekt oder dergleichen erzeugt ist, fließt. Daher müssen Stromrelais zum Stoppen des defekten Wicklungsantriebssystems so vorgesehen sein, dass sie die Zufuhr der Ströme aus der Stromquelle an den Wechselrichter und die Wicklungen des defekten Wicklungsantriebssystems stoppen. Zusätzlich müssen eine Mehrzahl von Stromrelais bereitgestellt werden, so dass sie der Mehrzahl von Wechselrichtern entsprechen. Somit steigt die Anzahl von Komponenten, was es schwierig macht, die Motorsteuervorrichtung und die elektrische Servolenkungsvorrichtung zu verkleinern. Weiterhin wird ein Steuersystem zum EIN/AUS-Schalten der Stromrelais hinzugefügt. Als Ergebnis gibt es das Problem, dass ein System komplex wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen und hat als Aufgabe, eine Motorsteuervorrichtung bereitzustellen, welche eine Drehmomentpulsation im Falle eines Defekts in irgendeiner der Wicklungen eines Motors und der Wechselrichter unterdrückt und Kostenreduktion, kompakte Größe und Vereinfachung realisiert, indem die Anzahl von Komponenten reduziert wird, und auch eine elektrische Servolenkungsvorrichtung bereitzustellen, welche die Motorsteuervorrichtung verwendet.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Motorsteuervorrichtung zum Steuern eines Stroms geliefert aus, und einer Spannung angelegt aus einer Stromquelle in Bezug auf einen Motor vorgesehen, der eine Mehrzahl von Systemen von Wicklungssätzen beinhaltet, wobei jeder der Wicklungssätze eine Mehrzahl von Phasen von Wicklungen enthält, wobei die Motorsteuervorrichtung beinhaltet: Wechselrichter der Mehrzahl von Systemen, wobei jeder der Wechselrichter eine Mehrzahl von Schaltelementen zum Steuern von an die entsprechende Mehrzahl von Phasen der Wicklungssätze der Mehrzahl von Systemen angelegten Spannungen beinhaltet, um so aus der Stromquelle an die entsprechende Mehrzahl von Phasen der Wicklungssätze der Mehrzahl von Systemen gelieferte Ströme zu steuern; und ein Stromsteuermittel zum Erzeugen einer Mehrzahl von Sätzen von Spannungsbefehlen entsprechend den angelegten Spannungen, jeweils für die Wechselrichter der Mehrzahl von Systeme, um so die Ströme zu steuern, die veranlasst werden, in der entsprechenden Mehrzahl von Phasen der Wicklungssätze der Mehrzahl von Systemen zu fließen, in denen: das Stromsteuermittel ein Defektbestimmungsmittel zum Detektieren einer Trennung irgendeiner der Verdrahtungen in der Mehrzahl von Phasen der Wicklungssätze der Mehrzahl von Systemen und in den Wechselrichtern der Mehrzahl von Systemen oder eines Offendefekts, der in irgendeinem der Mehrzahl von Schaltelementen auftritt, und zum Bestimmen, ob ein in irgendeiner der Wicklungen und der Wechselrichter auftretender Defekt ein Offentypdefekt oder ein Überbrückungstypdefekt ist, wenn der Defekt detektiert wird, beinhaltet; und wenn das Defektbestimmungsmittel feststellt, dass der Defekt der Offentypdefekt ist, das Stromsteuermittel die Zufuhr der Ströme an die Wicklungen einer der Mehrzahl von Systemen, in dem der Offentypdefekt aufgetreten ist, stoppt, und die Zufuhr der Ströme an die Wicklungen eines normalen der Mehrzahl von Systemen, in welchen der Offentypdefekt nicht aufgetreten ist, fortsetzt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn festgestellt wird, dass der Inhalt des Defektes der Offentypdefekt zum Zeitpunkt der Detektion des Defekts ist, wird das defekte System gestoppt. Daher kann der Offentypdefekt vom Überbrückungstypdefekt unterschieden werden, um zu gestatten, dass ein Stoppprozess entsprechend dem Offentypdefekt durchgeführt wird. Als Ergebnis wird die Drehmomentpulsation unterdrückt, während ein Drehmoment nah an demjenigen, das während eines Normalbetriebs erhalten wird, nur durch das normale System realisiert werden kann.
Weiterhin gibt es keine Möglichkeit, dass ein schädliches Drehmoment, wie etwa eine Drehmomentpulsation, im defekten System erzeugt wird. Zusätzlich wird die Pulsation mit einer einfachen Konfiguration unterdrückt. Somit können niedrige Kosten und eine kleine Größe realisiert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den beigefügten Zeichnungen ist:
1 ein Blockdiagramm, welches schematisch in der Gesamtkonfiguration eine Motorsteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
2 ein Blockdiagramm, das eine funktionelle Konfiguration von Stromsteuermitteln gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
3 ein Blockdiagramm, das eine Funktionskonfiguration von einem Stromsteuermittel gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
4 ein Blockdiagramm, das schematisch eine Gesamtkonfiguration einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert; und
5 ein Blockkonfigurationsdiagramm, das schematisch eine elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
Nachfolgend wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Gesamtkonfiguration einer Motorsteuervorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
1 illustriert nicht nur die Motorsteuervorrichtung 10, sondern auch eine periphere Konfiguration, die sich auf die Motorsteuervorrichtung 10 bezieht. Spezifisch beinhaltet die periphere Konfiguration eine Stromquelle 4 (beispielsweise eine Fahrzeugbatterie), einen Motor 5 und einen Motordrehwinkelsensor 6 zum Detektieren eines Rotationswinkels des Motors 5.
In 1 beinhaltet der Motor 5 einen ersten Wicklungssatz 15 mit drei Phasen, nämlich einer U1-Phase, einer V1-Phase und einer W1-Phase und einen zweiten Wicklungssatz 16 mit drei Phasen, nämlich einer U2-Phase, einer V2-Phase und einer W2-Phase. Jeder der Wicklungssätze 15 und 16 jeweils entsprechend einem ersten System und einem zweiten System wird durch Verbinden der drei Phasen in Sternverbindung erhalten.
Im Motor 5 beinhaltet ein (nicht gezeigter) Stator die Mehrzahl von Wicklungssätzen 15 und 16. Der Motor 5 beinhaltet den Stator, einen (nicht gezeigten) Rotor, der so vorgesehen ist, dass er dem Stator gegenüberliegt, und eine (nicht gezeigte) Drehwelle, die am Rotor fixiert ist.
Das Folgende stellt beispielhaft einen Fall dar, bei dem die vorliegende Erfindung auf einen Permanentmagnet-Synchronmotor angewendet wird, der am Rotor vorgesehene Permanentmagnete enthält, wobei jeder der Wicklungssätze 15 und 16 drei Phasen aufweist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Es ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung für einen Motor verwendet werden kann, der durch einen Mehrphasenwechselstrom mit drei oder mehr Phasen rotational angetrieben wird.
Die Motorsteuervorrichtung 10 verwendet einen Gesamtdrehmomentstrom-Anforderungswert Iqsum* als Eingangsinformation zum Steuern einer an jeden der Wicklungssätze 15 und 16, die im Motor 5 enthalten sind, anzulegenden Spannung. Auf diese Weise wird aus der Stromquelle 4 zugeführter Strom in den Motor 5 gespeist, um den Strom zu steuern, durch jede der Wicklungen der Wicklungssätze 15 und 16 zu fließen. Auf diese Weise wird ein Abgabedrehmoment des Motors, das ungefähr proportional zum Stromfluss ist, gesteuert.
Die Motorsteuervorrichtung 10 beinhaltet Wechselrichter 21 und 22, Schaltelementantriebsschaltungen 24 und 25, ein Stromsteuermittel 23 und ein Motorrotationswinkeldetektionsmittel 26. Die Wechselrichter 21 und 22 und die Schaltelement-Antriebsschaltungen 24 und 25 steuern die an die entsprechenden Phasen der Wicklungssätze 15 und 16 anzulegenden Spannungen, um so den dem Motor 5, der die zwei Wicklungssätze 15 und 16 enthält, zugeführten Stromfluss und die daran angelegte Spannung zu steuern. Das Stromsteuermittel 23 erzeugt einen Phasenspannungsbefehl V1*, der an die Schaltelementantriebsschaltung 24 ausgegeben wird, und einen Phasenspannungsbefehls V2*, der an die Schaltelementantriebsschaltung 25 ausgegeben wird, in Übereinstimmung mit dem Gesamtdrehmomentstrom-Anforderungswert Iqsum*. Das Motorrotationswinkeldetektionsmittel 26 ist mit dem Motordrehwinkelsensor 6 verbunden.
Der dem ersten System entsprechende Wechselrichter 21 beinhaltet für die entsprechenden Phasen Schaltelemente UP1, UN1, VP1, VN1, WP1 und WN1, alle zum Steuern der für jede Phase anzulegenden Spannung, Dioden DUP1, DUN1, DVP1, DVN1, DWP1 und DWN1, die invers parallel mit den entsprechenden Schaltelementen verbunden sind, und Stromdetektionsschaltungen CT11, CT21 und CT31 zum Erzeugen eines Phasenstromdetektionswerts I1dtc. Ähnlich beinhaltet der dem zweiten System entsprechende Wechselrichter 22 für die entsprechenden Phasen Schaltelemente UP2, UN2, VP2, VN2, WP2 und WN2, alle zum Steuern der für jede Phase anzulegenden Spannung, die Dioden DUP2, DUN2, DVP2, DVN2, DWP2 und DWN2, die invers-parallel zu entsprechenden Schaltungelementen verbunden sind und Stromdetektionsschaltungen CT21, CT22 und CT32 zum Erzeugen eines Phasenstromdetektionswerts I2dtc. Mit dieser Konfiguration werden die Versorgungsstromflüsse für die entsprechenden Phasen für jeden der Wicklungssätze 15 und 16 gesteuert.
In der Motorsteuervorrichtung 10 berechnet das Motorrotationswinkeldetektionsmittel 26 ein Motorrotationswinkelsignal θ aus dem durch den Motordrehwinkelsensor 6 detektierten Wert und gibt das berechnete Motorrotationswinkelsignal θ am Stromsteuermittel 23 ein.
Hier sind der Motordrehwinkelsensor 6 und das Motorrotationswinkeldetektionsmittel 26 vorgesehen, um das Motorrotationswinkelsignal θ zu ermitteln. Jedoch kann das Motorrotationswinkelsignal θ auch basierend auf einem Motorrotationspositionswinkel ermittelt werden, der durch üblicherweise durchgeführte Abschätzberechnungsmittel abgeschätzt wird.
In der Motorsteuervorrichtung 10 detektieren die Stromdetektionsschaltungen CT11, CT21 und CT31, die im Wechselrichter 21 enthalten sind, und die im Wechselrichter 22 enthaltenen Signaldetektionsschaltungen CT12, CT22 und CT32 die in den entsprechenden Phasen des Motors 5 fließenden Phasenströme, um Phasenstromdetektionswerte Iu1dtc, Iv1dtc, Iv1dtc, Iu2dtc, Iv2dtc und Iw2dtc zu ermitteln.
In 1 werden die Phasenstromdetektionswerte Iu1dtc, Iv1dtc und Iv1dtc des ersten Wicklungssatzes 15 kollektiv als der Phasenstrom-Erfassungswerte I1dtc illustriert.
Ähnlich werden die Phasenstromdetektionswerte Iu2dtc, Iv2dtc und Iw2dtc des zweiten Wicklungssatzes 16 kollektiv als der Phasenstrom-Erfassungswerte I2dtc illustriert.
Das Stromsteuermittel 23 bestimmt die Phasenspannungsbefehle V1* und V2* in Übereinstimmung mit dem Gesamtdrehmomentstrom-Anforderungswert Iqsum* entsprechend dem Drehmomentzielwert, der durch den Motor 5 zu erzeugen ist, den Phasenstromdetektionswerten I1dtc und I2dtc der entsprechenden Phasen des Motors 5 und dem Motorrotationswinkelsignal θ. Die Details davon werden später beschrieben.
Die Schaltelementantriebsschaltung 24 der ersten Systemseite führt eine PWM-Modulation am Phasenspannungsbefehl V1* durch, um den Wechselrichter 21 anzuweisen, einen Schaltvorgang durchzuführen.
Als Ergebnis führt in Reaktion auf Schaltbetriebssignal der Wechselrichter 21 eine Zerhackersteuerung („Chopper control”) an den Schaltelementen UP1, VP1, WP1, UN1, VN1 und WN1 durch, um die Stromflüsse zu veranlassen, in den entsprechenden Phasen U1, V1 und W1 des im Motor 5 enthaltenen ersten Wicklungssatzes 15 durch den aus der Stromquelle 4 zugeführten Strom zu fließen.
Ähnlich veranlassen die Schaltelementantriebsschaltung 25 und der Wechselrichter 22 auf der zweiten Systemseite die Ströme, in den entsprechenden Phasen U2, V2 und W2 des im Motor 5 enthaltenen zweiten Wicklungssatzes 16 in Übereinstimmung mit dem Phasenspannungsbefehl V2* zu fließen. Der Wechselrichter 21 korrespondiert zum ersten Wicklungssatz 15, während der Wechselrichter 22 zum zweiten Wicklungssatz 16 korrespondiert.
Als Nächstes wird das Stromsteuermittel 23 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf 2 beschrieben.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Funktionskonfiguration des Stromsteuermittels 23 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
Das Stromsteuermittel 23 beinhaltet ein Drehmomentstromverteilungsmittel 30, ein Fehlerbestimmungsmittel 31, Normalfallstromsteuermittel 32 und 33, die dem ersten System bzw. dem zweiten System entsprechen, ein Defektseitenstromsteuermittel 34 im Falle des Defekts (nachfolgend als ”Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34”) bezeichnet) und Schaltmittel 36, 37 und 40, die alle zwei Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluss haben.
Das Drehmomentstromverteilungsmittel 30 verteilt den Gesamtdrehmomentstrom-Anforderungswert Iqsum* zur ersten Systemseite (dem Wechselrichter 21 und dem ersten Wicklungssatz 15) und der zweiten Systemseite (dem Wechselrichter 22 und dem zweiten Wicklungssatz 16).
Das Defektbestimmungsmittel 31 detektiert einen in jedem der Wechselrichter 21 und 22 jedes der Wicklungssätze 15 und 16 auftretenden Fehler und bestimmt auch den Inhalt des Fehlers (unten beschrieben), um so das Ergebnis der Defektsystembestimmung oder das Ergebnis einer Spezifikation eines Überbrückungsdefektteils (unten beschrieben) als ein Bestimmungsergebnis (angezeigt durch gestrichelte Pfeile) auszugeben.
Obwohl die Illustration hier weggelassen wird, um eine Komplikation zu vermeiden, werden das Spannungssignal der Stromquelle 4, das Motorrotationswinkelsignal θ, die Phasenstrom-Erfassungswerte I1dtc und I2dtc, und die Phasenspannungsbefehle V1* und V2* am Defektbestimmungsmittel 31 als Eingangsinformation zur Bestimmung des Defektes eingegeben.
Die Normalfallstromsteuermittel 32 und 33 führen eine allgemeine Stromsteuerung durch, die während des Normalbetriebs verwendet wird, während das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 für den Wechselrichter und den Wicklungssatz eines der Systeme verwendet wird, in dem der Fehler aufgetreten ist, im Falle eines Fehlers.
Das Schaltmittel 36 ist an der Ausgangsanschlussseite des Phasenspannungsbefehls V1* eingefügt, während das Schaltmittel 37 an der Ausgangsanschlussseite des Phasenspannungsbefehls V2* eingefügt ist. Das Schaltmittel 36 selektiert einen Normalfallphasenspannungsbefehl VN1* oder einen Defektfall-Defektseitenphasenspannungsbefehl Vf* in Übereinstimmung mit dem Bestimmungsergebnis aus dem Fehlerbestimmungsmittel 31, um das ausgewählte Ergebnis als den Phasenspannungsbefehl V1* auszugeben. Ähnlich wählt das Schaltmittel 37 einen Normalfallphasenspannungsbefehl VN2* oder den Defektfall-Defektseitenphasenspannungsbefehl Vf* in Übereinstimmung mit dem Bestimmungsergebnis aus dem Fehlerbestimmungsmittel 31 aus, um das ausgewählte Ergebnis als den Phasenspannungsbefehl V2* auszugeben.
Das Schaltmittel 40 ist auf der Eingangsanschlussseite des Defektfall-Defektseitenstromsteuermittels 34 eingefügt, um einen der Phasenstrom-Erfassungswerte I1dtc und I2dtc in Übereinstimmung mit dem Bestimmungsergebnis aus dem Fehlerbestimmungsmittel 31 auszuwählen und den ausgewählten Phasenstromdetektionswert am Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 einzugeben.
In der oben beschriebenen Weise verwendet im Falle eines Defektes der zwei Systeme, das heißt eines Systems einschließlich des ersten Wicklungssatzes 15 und des Wechselrichters 21, und eines anderen Systems einschließlich des zweiten Wicklungssatzes 16 und des Wechselrichters 22 (nachfolgend auch als ”erstes Wicklungsantriebssystem” und ”zweites Wicklungsantriebssystem” bezeichnet), das Stromsteuermittel 23 das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34, um eine Steuerung am Wicklungsantriebssystem durchzuführen, in welchem der Defekt aufgetreten ist (nachfolgend auch als ein ”defektes Wicklungsantriebssystem” bezeichnet).
Der Gesamtdrehmomentstrom-Anforderungswert Iqsum* wird durch das Drehmomentstromverteilungsmittel 30 in Drehmomentstrombefehlswerte Iq1* und Iq2* als Drehmomentanforderungswerte unterteilt, von denen man wünscht, dass sie im ersten Wicklungsantriebssystem bzw. dem zweiten Antriebswicklungssystem erzeugt werden.
In diesem Fall wird jeder der Drehmomentstrombefehlswerte Iq1* und Iq2* auf den halben Wert des Gesamtdrehmomentstrom-Anforderungswerts Iqsum* eingestellt. Spezifisch werden die Drehmomentstrom-Befehlswerte so eingestellt, dass gleiche Drehmomente in den zwei Systemen erzeugt werden, um durch die Summe der Drehmomente das Zielausgabedrehmoment zu erhalten.
Als Nächstes erzeugt das Normalfallstromsteuermittel 32 des ersten Wicklungsantriebssystems den Normalfallphasenspannungsbefehl Vn1*, basierend auf dem Drehmomentstrombefehlswert Iq1* und dem Phasenstrom-Erfassungswert I1dtc, um den erzeugten Normalfallphasenspannungsbefehl Vn1* an einem der Eingangsanschlüsse des Schaltmittels 36 einzugeben.
Während des Normalbetriebes wählt das Schaltmittel 36 den Normalfallphasenspannungsbefehl Vn1* aus und gibt ihn an die Schaltelementantriebsschaltung 24 als den Phasenspannungsbefehl V1* ein.
Ähnlich erzeugt das Normalfallstromsteuermittel 33 des zweiten Wicklungsantriebssystems den Normalfallphasenspannungsbefehl Vn2*, basierend auf dem Drehmomentstrombefehlswert Iq2* und dem Phasenstrom-Erfassungswert I2dtc, um den erzeugten Normalfallphasenspannungsbefehl Vn2* an einem der Eingangsanschlüsse des Schaltmittels 37 einzugeben.
Während des Normalbetriebes wählt das Schaltmittel 37 den Normalfallphasenspannungsbefehl Vn2* aus und gibt ihn an die Schaltelementantriebsschaltung 25 als den Phasenspannungsbefehl V2* ein.
Jedes der Normalfallstromsteuermittel 32 und 33 weist eine Konfiguration auf, die beispielsweise in einem vorbekannten Dokument ( WO 2005/091488 , 19) beschrieben ist und realisiert eine glatte Erzeugung des Motordrehmoments durch Durchführen einer bekannten dq-Steuerung während des Normalbetriebs.
Der durch die Verteilung erhaltene Drehmomentstrombefehlswert Iq1* wird für die dq-Steuerung als der q-Achsen-Strombefehl verwendet.
Hier ist der q-Achsen-Strom eine Stromkomponente proportional zum Drehmoment und wird hier auch als ein Drehmomentstrom bezeichnet.
Ein anderer Strom, das heißt ein d-Achsen-Strom zum Steuern eines Feldmagnetflusses wird hier auf Null gesteuert. Jedoch kann ein anderer Wert für den d-Achsen-Strom verwendet werden.
Obwohl das Motorrotationswinkelsignal Θ nicht an den Normalfallstromsteuermitteln 32 und 33 in 2 eingegeben wird, kann das Motorrotationswinkelsignal θ an den Normalfallstromsteuermitteln 32 und 33 eingegeben werden, um so zur Koordinatentransformation verwendet zu werden, die allgemein in der dq-Steuerung durchgeführt wird. Ähnlich, obwohl das Motorrotationswinkelsignal θ nicht am Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 eingegeben wird, kann das Motorrotationswinkelsignal θ darin eingegeben werden.
Wie oben beschrieben, werden die Drehmomentströme des ersten Wicklungsantriebssystems und des zweiten Wicklungsantriebssystems so realisiert, dass sie den Drehmomentstrom-Befehlswerten Iq1* und Iq2* durch die Normalfallstromsteuermittel 32 und 33 und die Schaltmittel 36 und 37 während des Normalbetriebs folgen. Als Ergebnis kann ein gewünschtes Abgabedrehmoment erhalten werden.
Als Nächstes wird das Fehlerbestimmungsmittel 31 beschrieben.
Wenn ein Fehler in einem vom ersten Wicklungssatz 15 und vom zweiten Wicklungssatz 16 oder irgendeinem der Wechselrichter 21 und 22 auftritt, bestimmt das Fehlerbestimmungsmittel 31, ob der Defekt ein Offentypdefekt oder ein Überbrückungsdefekt ist.
Hier zeigt der Offentypdefekt die Trennung einer Verdrahtung in irgendeinem vom ersten Wicklungssatz 15 und zweiten Wicklungssatz 16 oder einen der Wechselrichter 21 und 22 an, oder einen offenen Defekt in irgendeinem der in den Wechselrichter 21 und 22 enthaltenen Schaltelementen.
Andererseits zeigt ein Überbrückungstypdefekt einen Überbrückungsdefekt in einem der in den Wechselrichtern 21 und 22 enthaltenen Schaltelementen, einen Erdungsdefekt in der Wicklung einer der in einem der ersten Wicklungssatz 15 und dem zweiten Wicklungssatz 16 enthaltenen Phasen, einen Erdungsdefekt in einer der Verdrahtungen, die den Wechselrichter 21 und den ersten Wicklungssatz 15 verbinden, sowie den Wechselrichter 22 und den zweiten Wicklungssatz 16 verbinden, oder einen Überbrückungsdefekt zwischen zwei Phasen an.
Um die Funktion der Bestimmung des Offentypdefektes durch das Fehlerbestimmungsmittel 31 zu realisieren, kann eine in beispielsweise einem bekannten Dokument ( japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2007-244028 , 2) beschriebene Konfiguration verwendet werden.
Auf diese Weise kann eines der zwei Wicklungsantriebssysteme, in denen der Defekt aufgetreten ist, spezifiziert werden. Weiter kann der Defekt als der Offentypdefekt spezifiziert werden.
Wie oben beschrieben, detektiert das Fehlerbestimmungsmittel 31 den Defekt und gibt auch das Defektsystembestimmungsergebnis (angezeigt durch gestrichelte Pfeile) aus, das anzeigt, ob das System, in welchem der Offentypdefekt aufgetreten ist, das erste Wicklungsantriebssystem oder das zweite Wicklungsantriebssystem ist.
Als Nächstes wird ein schematischer Betrieb im Falle des Offentypdefekts beschrieben. Als Beispiel wird unten repräsentativ der Fall beschrieben, bei dem der Offentypdefekt im ersten Wicklungsantriebssystem auftritt. Jedoch wird ein ählicher Betrieb durchgeführt selbst im Falle eines Offentypdefektes im zweiten Wicklungsantriebssystem, außer dass ein durch jedes der Schaltmittel auszuwählendes Signal geändert wird.
Unter der Annahme, dass der Offentypdefekt im ersten Wicklungsantriebssystem auftritt, gibt das Fehlerbestimmungsmittel 31 das Defektsystembestimmungsergebnis, welches anzeigt, dass der Offentypdefekt im ersten Wicklungsantriebssystem aufgetreten ist, aus.
Nachfolgend berechnet das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 den Defektfall-Defektseitenphasenspannungsbefehl Vf*, basierend auf Eingabeinformationen einschießlich eines eingestellten Defektfall-Defektseitenbefehlsstroms Iq0f*, eines Defektseitenphasenstrom-Detektionswerts Ifdtc des defekten Wicklungsantriebssystems, der durch das Schaltmittel 40 in Reaktion auf das Defektsystembestimmungsergebnis ausgewählt wird, und dem Motorrotationswinkelsignal θ, so dass der q-Achsen-Strom des defekten Wicklungsantriebssystems (erstes Wicklungsantriebssystem) dem Defektfall-Defektseitenbefehlsstrom Iq0f* folgt. Dann gibt das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 den berechneten Defektfall-Defektseitenphasenspannungsbefehl Vf* an einen anderen der Eingangsanschlüsse des Schaltmittels 36 ein.
Das Schaltmittel 36 schaltet einen Kontakt zur in 2 illustrierten Position in Reaktion auf das Defektsystembestimmungsergebnis und gibt den durch das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 berechneten Defektfall-Defektseitenphasenspannungsbefehl Vf* an der Schaltelementantriebsschaltung 24 des defekten Wicklungsantriebssystems (erstes Wicklungsantriebssystem) als den Phasenspannungsbefehl V1* des defekten Wicklungsantriebssystems ein.
In diesem Fall wird der Defektfall-Defektseitenbefehlsstrom Iq0f* auf Null eingestellt.
Als Ergebnis wird jeder der Phasenströme des defekten Wicklungsantriebssystems auf Null gesteuert. Daher ist es möglich, eine Steuerung durchzuführen, die verhindert, dass das Motordrehmoment über den gesamten Bereich des Drehwinkels des Motors 5 im defekten Wicklungsantriebssystem erzeugt wird.
Andererseits wird für das normale Wicklungsantriebssystem (zweites Wicklungsantriebssystem) der Normalfallphasenspannungsbefehl Vn2* in dem Normalfall-Stromsteuermittel 33 berechnet, so dass der q-Achsen-Strom des zweiten Wicklungsantriebssystems dem Drehmomentstrombefehlswert Iq2*, der durch die Verteilung durch das Drehmomentstromverteilungsmittel 30 erhalten wird, folgt.
Zu dieser Zeit ist ein Kontakt des Schaltmittels 37 an der in 2 illustrierten Position lokalisiert. Daher wählt das Schaltmittel 37 den Normalfallphasenspannungsbefehl Vn2* als den Phasenspannungsbefehl V2* aus und gibt dann den Phasenspannungsbefehl V2* an der Schaltelementantriebsschaltung 25 des normalen Wicklungsantriebssystems ein.
Als Ergebnis folgt im normalen Wicklungsantriebssystem der Drehmomentstrom dem Drehmomentstrom-Befehlswert Iq2* mit hoher Genauigkeit.
Als Nächstes wird ein Betrieb im Fall eines Überbrückungstypdefekts beschrieben.
Um die Funktion des Bestimmens des Überbrückungstypdefektes durch das Fehlerbestimmungsmittel 31 zu realisieren, kann eine Konfiguration eines Abnormalitätsdetektionsmittels und eines Kurzschlussteil-Spezifizierungsmittels, die in einem bekannten Dokument ( WO 2008/129658 ) beschrieben sind, verwendet werden.
Gemäß der in WO 2008/129658 beschriebenen Technologie, wenn durch das Abnormalitäts-Bestimmungsmittel festgestellt wird, dass irgendeine Abnormalität im Wechselrichter oder dem Motor aufgetreten ist, spezifiziert das kurzgeschlossene Teil-Spezifizierungsmittel einen Teil, in welchem der Überbrückungsdefekt aufgetreten ist.
Zu dieser Zeit speichert das Kurzschlussteil-Spezifizierungsmittel ein Testmuster, das eine vorgegebene Kombination zum Einschalten der im Wechselrichter enthaltenen Schaltelemente anzeigt, und spezifiziert das Schaltelement, in dem der Überbrückungsdefekt aufgetreten ist, oder die Phase, in welcher der Erdungsdefekt oder ein Zufuhrdefekt aufgetreten ist, basierend auf dem Testmuster, einem Durchschnittswert der Motoranschlüsse und einem detektierten Strom jeder Phase, der als eine Antwort fließt, wenn das Testmuster implementiert wird.
Die in WO 2008/129658 beschriebene Technologie wird für ein einzelnes Wicklungsantriebssystem verwendet. Für die Mehrzahl von Wicklungsantriebssystemen kann ein Prozess durch das Abnormalitätsdetektionsmittel für jedes der Wicklungsantriebssysteme durchgeführt werden und dann kann der kurzgeschlossene Teil unter Verwendung des Kurzschlussteil-Spezifizierungsmittels für das Wicklungsantriebssystem, in welchem die Abnormalität detektiert worden ist, spezifiziert werden.
Im Falle des Überbrückungstypdefektes gibt das Fehlerbestimmungsmittel 31 das Defektsystembestimmungsergebnis und das Ergebnis der Spezifikation des Überbrückungsdefektteils als das Bestimmungsergebnisse aus. Das Defektsystembestimmungsergebnis zeigt an, ob der Überbrückungstypdefekt im ersten Wicklungsantriebssystem oder dem zweiten Wicklungsantriebssystem aufgetreten ist. Das Überbrückungsdefektteil-Spezifikationsergebnis zeigt das Schaltelement an, in welchem der Überbrückungsdefekt aufgetreten ist, die Phase, in welcher der Speisedefekt oder der Erdungsdefekt aufgetreten ist oder die Phasen zwischen welchen der Überbrückungsdefekt aufgetreten ist.
Es wird angenommen, dass der Überbrückungstypdefekt im ersten Wicklungsantriebssystem auftritt. Dann gibt das Fehlerbestimmungsmittel 31 als die Bestimmungsergebnisse das Defektsystembestimmungsergebnis, welches anzeigt, dass der Überbrückungstypdefekt im ersten Wicklungsantriebssystem aufgetreten ist, und das Überbrückungsdefektteil-Spezifikationsergebnis, das anzeigt, dass das im Wechselrichter 21, in welchem der Überbrückungsdefekt aufgetreten ist, beinhaltete Schaltelement, die Phase, in welcher der Speisedefekt oder der Erdungsdefekt aufgetreten ist, oder die Phasen, zwischen denen der Überbrückungsdefekt aufgetreten ist, aus.
Nachfolgend weist das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 die Schaltelementantriebsschaltung 24 des Wicklungsantriebssystems (erstes Wicklungsantriebssystem), in welchem festgestellt ist, dass der Überbrückungstypdefekt aufgetreten ist, an, die im Wechselrichter 21 enthaltenen Schaltelemente, welche die Phase entsprechend der Phase aufweisen, in denen der Überbrückungstypdefekt aufgetreten ist (siehe die gestrichelten Pfeile), zu öffnen.
Als ein spezifisches Beispiel weist das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34, wenn der Kurzschluss in der U-Phase des ersten Wicklungsantriebssystems aufgetreten ist, die Schaltelementantriebsschaltung 24 an, die Schaltelemente UP1 und UN1, die in Wechselrichter 21 enthalten sind, zu öffnen.
Weiterhin stellt das Stromsteuermittel 23 den Defektfall-Defektseitenbefehlsstrom Iq0f* zum Erzeugen, im defekten Wicklungsantriebssystem eines Drehmomentes mit einem unterdrückten Bremsdrehmoment oder einem Drehmoment zur Beschleunigung für ein rasches Entkommen aus dem Bereich eines Drehwinkels, in welchem das Bremsdrehmoment erzeugt wird, ein.
Nachfolgend berechnet das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 den Defektfall-Defektseitenphasenspannungsbefehl Vf*, basierend auf Eingabeinformationen einschließlich dem Defektfall-Defektseitenbefehlsstrom Iq0f*, einen Defektseitenphasenstrom-Detektionswert Ifdtc des defekten Wicklungsantriebssystems, der durch das Schaltmittel 40 in Reaktion auf das Defektsystembestimmungsergebnis ausgewählt wird, und das Motorrotationswinkelsignal θ, so dass der q-Achsen-Strom des defekten Wicklungsantriebssystems (erstes Wicklungsantriebssystem) dem Defektfall-Defektseitenbefehlsstrom Iq0f* folgt. Das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 gibt dann den Defektfall-Defektseitenphasenspannungsbefehl Vf* am Schaltmittel 36 ein.
Das Schaltmittel 36 schaltet die Kontaktposition auf die in 2 illustrierte Position in Reaktion auf das Defektsystembestimmungsergebnis um und gibt den durch das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 berechneten Defektfall-Defektseitenphasenspannungsbefehl Vf* an der Schaltelementantriebsschaltung 24 des defekten Wicklungsantriebssystems als den Phasenspannungsbefehl V1* des defekten Wicklungsantriebssystems ein.
Als Ergebnis führt die Schaltelementantriebsschaltung 24 des ersten Wicklungsantriebssystems, in welchem festgestellt ist, dass der Überbrückungstypdefekt aufgetreten ist, eine Zerhackersteuerung an den Wechselrichter 21 enthaltenen Schaltelementen durch, welche die Phasen aufweisen, in denen der Überbrückungstypdefekt nicht aufgetreten ist, basierend auf dem Phasenspannungsbefehl V1*.
Als ein spezifisches Beispiel, wenn der Kurzschluss in der U-Phase des ersten Wicklungsantriebssystems aufgetreten ist, wird die Zerhackersteuerung an den Schaltelementen VP1, WP1, VN1 und WN1, die im Wechselrichter 21 enthalten sind, durchgeführt.
Als Nächstes werden die durch die Motorsteuervorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellten Effekte spezifisch beschrieben.
Im Falle der Trennung irgendeiner der Verdrahtungen der Wicklungen oder der Wechselrichter 21 und 22 oder des Offendefekts in irgendeinem der in den Wechselrichtern 21 und 22 in der Motorsteuervorrichtung 10 enthaltenen Schaltelementen zum Steuern des Mehrphasenmotors, wird der Bereich des Drehwinkels, in welchem der Motor 5 das Drehmoment nicht erzeugen kann, erzeugt. Als Ergebnis tritt eine Drehmomentpulsation auf.
Insbesondere gibt es, wenn die Motorsteuervorrichtung 10 für eine elektrische Servolenkungsvorrichtung verwendet wird, das Problem, dass die Drehmomentpulsation auf einen Fahrer übertragen wird, um ein unangenehmes Gefühl zu verursachen.
Gemäß der in 1 und 2 illustrierten ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestimmt das im Stromsteuermittel 23 enthaltene Fehlerbestimmungsmittel 31 den Offentypdefekt des Wicklungsantriebssystems und das defekte Wicklungsantriebssystem, und steuert das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 jeden der Phasenströme des defekten Wicklungsantriebssystems in Übereinstimmung mit den Bestimmungsergebnissen auf Null. Daher wird die Steuerung dazu, zu verhindern, dass das Motordrehmoment über den gesamten Bereich des Rotationswinkels des Motors 5 erzeugt wird (Motordrehmoment gleich Null) emöglicht. Als Ergebnis kann das Auftreten einer Drehmomentpulsation im defekten Wicklungsantriebssystem verhindert werden.
Als Ergebnis, wenn die Motorsteuervorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für die Motorsteuerung der elektrischen Servolenkungsvorrichtung verwendet wird, kann insbesondere der Effekt des Verhinderns des Gefühls von Unbehagen, das durch die Übertragung der Drehmomentpulsation auf den Fahrer verursacht wird, bereitgestellt werden.
Weiterhin gibt es in der Konfiguration, in der der Offentypdefekt und der Überbrückungstypdefekt nicht voneinander unterschieden werden können, wie im Fall der oben beschriebenen konventionellen Vorrichtung, die Möglichkeit, dass ein Überstrom oder ein Bremsstrom, der als Ergebnis des Überbrückungsdefekts oder dergleichen erzeugt wird, fließen kann. Daher ist es erforderlich, dass Stromrelais zum Stoppen des defekten Wicklungsantriebssystems so vorgesehen sind, dass sie die Stromzufuhr aus der Stromquelle an den defekten Wechselrichter und die Wicklung stoppen.
Spezifisch werden bei konventionellen Vorrichtungen die Phasenströme auf Null gesteuert, selbst im Falle des Überbrückungsdefekts. Daher, wenn jeder der Phasenströme auf Null unter Verwendung der Schaltelemente gesteuert werden soll, wird eine geschlossene Schaltung, welche den kurzgeschlossenen Bereich passiert, ausgebildet. Als Ergebnis fließen die Phasenströme aufgrund induzierter elektrischer Leistung, um das Bremsdrehmoment zu erzeugen. Als Ergebnis tritt eine große Drehmomentpulsation auf.
Andererseits wird gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Offentypdefekt vom Überbrückungstypdefekt für die Bestimmung des Auftretens des Defekts unterschieden. In Antizipation der Tatsache, dass der Überstrom nicht fließt, wenn der Offentypdefekt auftritt, wird ein Prozess zum Steuern der Phasenströme auf Null implementiert. Daher wird jeder der dem defekten Wicklungsantriebssystem zugeführten Phasenströme nur durch Steuern der Schaltelemente auf Null eingestellt, ohne die Stromrelais zu verwenden.
Als Ergebnis ist es nicht erforderlich, dass die Stromrelais zwischen der Stromquelle 4 und den Wechselrichtern 21 und 22 oder zwischen dem Motor 5 und den Wechselrichtern 21 und 22 vorgesehen sind. Als Ergebnis können niedrige Kosten, kompakte Größe und Vereinfachung realisiert werden. Zusätzlich kann die Drehmomentpulsation aufgrund des Offendefekts verhindert werden.
Weiter kann in dem normalen Wicklungsantriebssystem die Steuerung während des Normalbetriebs fortgesetzt werden. Daher kann das Motordrehmoment ausgegeben werden, während die Drehmomentpulsation im defekten Wicklungsantriebssystem unterdrückt wird.
Wenn die Motorsteuervorrichtung 10 für die Motorsteuerung der elektrischen Servolenkungsvorrichtung verwendet wird, wird insbesondere das das Motordrehmoment im normalen Wicklungsantriebssystem kontinuierlich ausgegeben. Daher kann die Lenkunterstützung für den Fahrer fortgesetzt werden.
Darüber hinaus werden in dem Wechselrichter, in welchem der Überbrückungstypdefekt aufgetreten ist, die Schaltelemente entsprechend der Phase, in der der Überbrückungstypdefekt aufgetreten ist, angewiesen, zu öffnen. Als Ergebnis kann verhindert werden, dass der Überstrom aufgrund des Kurzschlusses erzeugt wird.
Weiter wird im defekten Wicklungsantriebssystem der Defektfall-Defektseitenbefehlsstroms Iq0f* zum Erzeugen des Drehmoments mit unterdrücktem Bremsdrehmoment oder das Drehmoment zur Beschleunigung für ein rasches Verlassen des Bereichs des Drehwinkels, in dem das Bremsdrehmoment erzeugt wird, so eingestellt, dass die Zerhackersteuerung an den Schaltelementen der Phasen durchgeführt wird, an denen der Überbrückungsdefekt nicht aufgetreten ist. Als Ergebnis kann verhindert werden, dass der Bremsstrom aufgrund der induzierten elektrischen Leistung durch die geschlossene Schaltung fließt, die ausgebildet ist, den kurzgeschlossenen Teil zu passieren. Somit kann das Bremsdrehmoment unterdrückt werden.
Entsprechend kann verhindert werden, dass die Drehmomentpulsation im defekten Wicklungsantriebssystem auftritt. Als Ergebnis, wenn die Motorsteuervorrichtung 10 für die Motorsteuerung der elektrischen Servolenkungsvorrichtung verwendet wird, kann das unbehagliche Gefühl, das durch die Übertragung der Drehmomentpulsation an den Fahrer verursacht wird, vermieden werden.
Obwohl der am Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 einzugebende Defektfall-Defektseitenbefehlsstrom Iq0f* auf Null eingestellt wird, als das Mittel zum Einstellen der Stromzufuhr an jede der Phasen des defekten Wicklungsantriebssystems auf Null, ohne die Stromrelais zu verwenden, ist das Mittel nicht darauf beschränkt.
Beispielsweise kann anstelle des Konfigurierens des Defektfall-Defektseitenstromsteuermittels 34 mit der dq-Steuerung die Steuerung individuell für jede Phase so durchgeführt werden, dass der Befehlsstrom für jede Phase auf Null eingestellt wird. Selbst in diesem Fall kann der Schaltmittel ähnlich auf Null gesteuert werden, ohne von der Steuerkonfiguration abzuhängen.
Darüber hinaus kann selbst im Fall des Überbrückungstypdefekts (zur Zeit der Einstellung des Defektfall-Defektseitenbefehlsstroms Iq0f* zur Zerhackersteuerung) das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 konfiguriert sein, eine Steuerung für jede Phase individuell durchzuführen, statt die dq-Steuerung durchzuführen.
Wenn das Fehlerbestimmungsmittel 31 feststellt, dass der Offentypdefekt aufgetreten ist und in welchem Wicklungsantriebssystem der Defekt aufgetreten ist, kann das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 die Schaltelementantriebsschaltung des Wicklungsantriebssystems, in welchem festgestellt ist, dass der Offentypdefekt aufgetreten ist, anweisen, die Schaltelemente des defekten Wicklungsantriebssystems zu öffnen (siehe gestrichelten Pfeil).
In diesem Fall wird festgestellt, dass der Defekt nicht der Überbrückungstypdefekt ist, sondern der Offentypdefekt. Daher besteht keine Möglichkeit der Erzeugung einer geschlossenen Schaltung, welche die induzierte elektrische Leistung enthält. Entsprechend kann die Stromzufuhr an jede der Phasen des defekten Wicklungsantriebssystems auf Null eingestellt werden.
Selbst in der oben erwähnten Konfiguration wird die Stromversorgung an jede der Phasen des defekten Wicklungsantriebssystems ohne Verwendung der Stromrelais auf Null eingestellt. Daher ist es nicht nötig, die Stromrelais zwischen der Stromquelle 4 und den Wechselrichtern 21 und 22 oder zwischen dem Motor 5 und den Wechselrichtern 21 und 22 vorzusehen. Als Ergebnis kann die Drehmomentpulsation aufgrund des Offendefekts zu niedrigen Kosten verhindert werden.
Obwohl die Wicklungen jeder des ersten Wicklungssatzes 15 und des zweiten Wicklungssatzes 16 in 1 in Sternverbindung verbunden sind, kann stattdessen eine Delta-Verbindung verwendet werden. Darüber hinaus ist der Fall, bei dem die zwei Systeme als die Mehrzahl von Wicklungsantriebssystemen vorgesehen sind, als ein Beispiel genommen worden, und ist das Beispiel, wo jedes der Systeme die Drei-Phasenwicklungen enthält, beschrieben worden. Jedoch sind die Anzahl von Systemen und die Anzahl von Phasen der Wicklungen nicht darauf beschränkt. Die Anzahl von Wicklungsantriebssystemen kann drei oder mehr betragen und die Anzahl von Phasen der Wicklungen kann vier oder mehr betragen.
Es ist nicht notwendig, eine Mehrzahl von Stromrelais zwischen der Stromquelle 4 und den Wechselrichtern 21 und 22 (oder dem Motor 5 und dem Wechselrichter 21 und 22) vorzusehen. Jedoch mag nur ein Stromrelais auf Seite der Stromquelle 4 vorgesehen sein, so als ein Schalter zum Starten/Stoppen der Wicklungsantriebssysteme während des Normalbetriebs verwendet zu werden. Selbst in diesem Fall ist das einzelne Stromrelais ausreichend. Daher kann eine Kostenreduktion realisiert werden.
Wie oben beschrieben, beinhaltet die Motorsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform (1 und 2) der vorliegenden Erfindung die Wechselrichter 21 und 22 der Mehrzahl von Systemen zum Steuern der aus der Stromquelle 4 an die entsprechenden Phasen der Wicklungssätze 15 und 16 der Mehrzahl von Systemen zu liefernden Stromflüsse, welche jeweils die Mehrzahl von Schaltelementen UP1, UN1, VP1, VN1 und WP1 sowie UP2, UN2, VN2, WP2 und WN2 zum Steuern der an die entsprechenden Phasen der Wicklungssätze 15 und 16 der Mehrzahl von Systemen angelegten Spannungen enthalten, um den aus der Stromquelle 4 zugeführten Stromfluss und die an dem Motor 5 angelegte Spannung, der die Mehrzahl von Systemen der Wicklungssätze 15 und 16 enthält, welche alle die Wicklungen der Mehrzahl von Phasen enthalten, und der auch das Stromsteuermittel 23 zum Erzeugen der Mehrzahl von Sätzen von Phasenspannungsbefehlen V1* und V2* entsprechend den an die Wechselrichter 21 und 22 der Mehrzahl von Systemen angelegten entsprechenden Spannungen in Übereinstimmung mit der Mehrzahl von Sätzen von Drehmomentstrombefehlswerten Iq1* und Iq2* entsprechend den, den entsprechenden Phasen der Wicklungssätze 15 und 16 der Mehrzahl von Systemen zugeführten Ströme, die zum erzeugten Drehmomentzielwert des Motors 5 werden, enthält, um so die Ströme zu steuern, die veranlasst werden sollen, in die entsprechenden Phasen der Wicklungssätze 15 und 16 der Mehrzahl von Systemen zu fließen.
Das Stromsteuermittel 23 beinhaltet das Fehlerbestimmungsmittel 31 zum Detektieren der Trennung jeglicher der Verdrahtungen in den entsprechenden Phasen der Wicklungssätze 15 und 16 der Mehrzahl von Systemen der Wechselrichter 21 und 22 der Mehrzahl von Systemen oder dem Offendefekt, der in irgendeiner der Mehrzahl von Schaltelementen UP1, UN1, VP1, VN1, WP1, WN1, UP2, UN2, VN2, WP2 und WN2 auftritt, und zum Bestimmen, ob der in irgendeiner der Wicklungen und den Wechselrichtern 21 und 22 auftretende Defekt der Offentypdefekt oder der Überbrückungstypdefekt ist, wenn der Defekt detektiert wird.
Wenn das Fehlerbestimmungsmittel 31 feststellt, dass der Defekt der Offentypdefekt ist, stoppt das Stromsteuermittel 23 die Zufuhr der Ströme an die Wicklungen des Wicklungsantriebssystems, in dem der Offentypdefekt aufgetreten ist, und setzt die Zufuhr der Ströme an die Wicklungen des normalen Wicklungsantriebssystems, in welchem der Offentypdefekt nicht aufgetreten ist, fort.
Wie oben beschrieben, wenn festgestellt wird, dass der Defekt nicht der Überbrückungstypdefekt ist, sondern der Offentypdefekt, als Ergebnis der Bestimmung des Inhalts des Defekts beim Auftreten des Defektes, wird der Prozess zum Stoppen des defekten Wicklungsantriebssystems, welches mit dem Offentypdefekt korrespondiert, durchgeführt. Als Ergebnis kann die Drehmomentpulsation unterdrückt werden.
Selbst ohne Bereitstellen der Stromrelais zwischen der Stromquelle 4 und den Wechselrichtern 21 und 22 oder zwischen dem Motor 5 und dem Wechselrichter 21 und 22 wird kein schädliches Drehmoment (wie etwa Drehmomentpulsation) im defekten Wicklungsantriebssystem erzeugt. Als Ergebnis kann eine kompakte und einfache Konfiguration bei niedrigen Kosten realisiert werden.
Weiterhin, selbst im Falle eines Defektes, kann ein Motordrehmoment nahe an dem, das während des Normalbetriebs erhalten wird, nur durch das normale Wicklungsantriebssystem erzeugt werden.
Darüber hinaus, wenn das Fehlerbestimmungsmittel 31 feststellt, dass der Defekt der Offentypdefekt ist, schaltet das Stromsteuermittel 23 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die im Wechselrichter im defekten Wicklungsantriebssystem enthaltenen Schaltelemente ab oder steuert die durch die Wicklungen des defekten Wicklungsantriebssystems fließenden Ströme auf Null. Auf diese Weise wird die Zufuhr der Ströme an die Wicklungen des defekten Wicklungsantriebssystems gestoppt.
Spezifisch unterscheidet das Stromsteuermittel 23 den Offentypdefekt vom Überbrückungstypdefekt, um das Auftreten des Offentypdefektes zu bestimmen. In Antizipation der Tatsache, dass kein Überstrom fließt, schaltet das Stromsteuermittel 23 die Schaltelemente nur des defekten der Systeme aus. Als Ergebnis kann die Stromzufuhr sicher mit einer einfachen Konfiguration gestoppt werden. Gleichzeitig kann die Steuerung nur für das normale der Systeme fortgesetzt werden.
Darüber hinaus wird der Stoppprozess entsprechend dem Offentypdefekt, der sich von demjenigen für den Überbrückungstypdefekt unterscheidet, so durchgeführt, dass die Zufuhr von Strömen an die entsprechenden Phasen des defekten Wicklungsantriebssystems auf Null nur durch die Steuerung zum Ausschalten der Schaltelemente eingestellt wird (oder der Steuerung zum Einstellen der Wicklungsströme auf Null). Daher ist es nicht notwendig, die Stromrelais zwischen der Stromquelle 4 und den Wechselrichtern 21 und 22 oder zwischen dem Motor 5 und dem Wechselrichter 21 und 22 vorzusehen. Als Ergebnis kann die Drehmomentpulsation aufgrund des Offen-Defekts mit kompakter und einfacher Konfiguration bei niedrigen Kosten verhindert werden.
Weiterhin kann in einem normalen der Wicklungsantriebssysteme die Steuerung für den Normalbetrieb fortgesetzt werden. Daher, wenn die Motorsteuervorrichtung 10 für die elektrische Servolenkungsvorrichtung verwendet wird, wird das Motordrehmoment kontinuierlich aus dem normalen der Wicklungsantriebssysteme ausgegeben. Daher kann die Lenkunterstützung für den Fahrer fortgesetzt werden.
Weiterhin, wenn das Fehlerbestimmungsmittel 31 feststellt, dass der Defekt vom Überbrückungstypdefekt ist, gibt das Stromsteuermittel 23 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Anweisung, zumindest die Schaltelemente, die der Phase entsprechen, in welcher der Überbrückungstypdefekt aufgetreten ist, abzuschalten.
Wie oben beschrieben, werden nur die sicheren Phasen kontinuierlich gesteuert nach der Spezifikation des Teils, wo der Defekt aufgetreten ist. Der Defekt wird durch die Steuerung zum Unterdrücken des Bremsdrehmoments oder durch Kompensation des erzeugten Bremsdrehmoments durch das normale Wicklungssteuersystem behandelt. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die durch den Überbrückungstypdefekt erzeugte Drehmomentpulsation auftritt.
Darüber hinaus kann die Steuerung für den Normalbetrieb im normalen Wicklungsantriebssystem fortgesetzt werden. In der elektrischen Servolenkungsvorrichtung wird das Motordrehmoment des normalen Wicklungsantriebssystems kontinuierlich ausgegeben. Daher kann die Lenkunterstützung für den Fahrer fortgesetzt werden.
Zweite Ausführungsform
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform (2), werden die Ströme im normalen Wicklungsantriebssystem im Falle des Defekts durch die Normalfallstromsteuermittel 32 und 33 gesteuert. Jedoch kann, wie in 3 illustriert, das Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 zusätzlich vorgesehen sein, so dass die Stromflüsse im normalen Wicklungsantriebssystem im Falle eines Defektes durch das Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 getrennt von den Stromsteuermitteln 32 und 33 in einer anderen Weise als der Steuerung für den Normalbetrieb gesteuert werden.
3 ist ein Blockdiagramm, das eine Funktionskonfiguration eines Stromsteuermittels 23A gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Dieselben Komponenten wie die oben beschriebenen (siehe 2) werden durch dieselben Bezugszeichen oder dieselben Bezugszeichen, gefolgt von ”A”, bezeichnet und die detaillierte Beschreibung derselben wird hier weggelassen.
Die Gesamtkonfiguration der Motorsteuervorrichtung (nicht gezeigt) gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist wie in 1 illustriert.
Nachfolgend wird die zweite Ausführungsform unter Bezugnahme auf 3 beschrieben, wobei auf Differenzen gegenüber der oben beschriebenen ersten Ausführungsform fokussiert wird.
In diesem Fall, neben der oben beschriebenen Konfiguration (2), beinhaltet das Stromsteuermittel 23A das Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35, das parallel zum Normalfallstromsteuermittel 33 angeordnet ist, ein an der Ausgabeseite des Defektfallnormalseitenstromsteuermittels 35 und des Schaltmittels 36 eingefügtes Schaltmittel 38, ein an der Ausgabeseite des Defektfallnormalseitenstromsteuermittels 35 und des Schaltmittels 37 eingefügtes Schaltmittel 39 und Schaltmittel 41 und 42, die beide an der Eingabeseite des Defektfallnormalseitenstromsteuermittels 35 eingefügt sind.
Anstelle des Normalfallstromsteuermittels 33 wird das Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 zum Steuern der Ströme durch den Wechselrichter und den Wicklungssatz des normalen Wicklungsantriebssystems im Falle des Defektes verwendet.
Spezifisch wird zum Zeitpunkt des Auftretens des Offentypdefekts oder des Überbrückungstypdefekts die Stromsteuerung am defekten Wicklungsantriebssystem unter Verwendung des Defektfall-Defektseitenstromsteuermittels 34 durchgeführt, während die Stromsteuerung am normalen Wicklungsantriebssystem unter Verwendung des Defektfallnormalseitenstromsteuermittels 35 durchgeführt wird.
In 3, ähnlich u den Schaltmitteln 36, 37 und 40, die oben beschrieben sind, wählt jedes der Schaltmittel 38, 39, 41 und 42, die zusätzlich im Stromsteuermittel 23A vorgesehen sind, eines der zwei Eingabesignale in Reaktion auf das Bestimmungsergebnis (durch gestrichelte Pfeile angezeigt) aus dem Fehlerbestimmungsmittel 31 aus, und gibt es aus.
Als Nächstes wird ein Betrieb des Stromsteuermittels 23A gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zuerst wird in normalen Betrieb ähnlich dem oben beschriebenen Fall das Normalfallstromsteuermittel 32 des ersten Wicklungsantriebssystems den Normalfallphasenspannungsbefehl Vn1* ausgeben, basierend auf dem Drehmomentstrombefehlswerte Iq1* und dem Phasenstromdetektionswerts I1dtc.
Der Normalfallphasenspannungsbefehl Vn1* wird als der Phasenspannungsbefehl V1* über die Schaltmittel 36 und 38 ausgewählt und wird an der Schaltelementantriebsschaltung 24 des ersten Wicklungsantriebssystems eingegeben.
Ähnlich gibt das Normalfallstromsteuermittel 33 des zweiten Wicklungsantriebssystems den Normalfallphasenspannungsbefehl Vn2*, basierend auf dem Drehmomentstrombefehlswert Iq2* und den Phasenstromdetektionswert I2dtc, aus.
Der Normalfallphasenspannungsbefehl Vn2* wird als der Phasenspannungsbefehls V2* über die Schaltmittel 37 und 39 ausgewählt und wird an der Schaltelementantriebsschaltung 24 des zweiten Wicklungsantriebssystems eingegeben.
Als Nächstes wird ein zum Zeitpunkt des Auftretens des Offentypdefektes im ersten Wicklungsantriebssystem durchgeführter Betrieb beschrieben.
In diesem Fall, ähnlich zum oben beschriebenen Fall, berechnet das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 den Defektfall-Defektseitenphasenspannungsbefehl Vf*, basierend auf Eingabeinformationen einschließlich des Defektfall-Defektseitenbefehlsstroms Iq0f*, des Defektseitenphasenstrom-Detektionswerts Ifdtc des defekten Wicklungsantriebssystems, welches durch das Schaltmittel 40 in Reaktion auf das Defektsystembestimmungsergebnis durch das Fehlerbestimmungsmittel 31 ausgewählt wird, und des Motorrotationswinkelsignals θ, Informationen, so dass der q-Achsen-Strom des defekten Wicklungsantriebssystems dem Defektfall-Defektseitenbefehlsstroms Iq0f* folgt. Das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 gibt dann den berechneten Defektfall-Defektseitenphasenspannungsbefehl Vf* am Schaltmittel 36 ein.
Die Schaltmittel 36 und 38 schalten einen Kontakt zu der in 3 illustrierten Position in Reaktion auf das Defektsystembestimmungsergebnis und geben den durch das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 berechneten Defektfall-Defektseitenphasenspannungsbefehl Vf* an der Schaltelementantriebsschaltung 24 des defekten Wicklungsantriebssystems (erstes Wicklungsantriebssystem) als den Phasenspannungsbefehl V1* des defekten Wicklungsantriebssystem ein.
In diesem Fall wird der Defektfall-Defektseitenbefehlsstrom Iq0f* auf Null eingestellt, so dass die Phasenströme des defekten Wicklungsantriebssystems auf Null gesteuert werden. Daher wird die Steuerung zum Verhindern des Motordrehmoments über den gesamten Bereich des Drehwinkel des Motors 5 erzeugt zu werden, im defekten Wicklungsantriebssystem ermöglicht.
Andererseits wird für das normale Wicklungsantriebssystem (zweites Wicklungsantriebssystem) ein Kontakt des Schaltmittels 41 zu einer in 3 illustrierten Kontaktposition in Reaktion auf das Defektsystembestimmungsergebnis aus dem Fehlerbestimmungsmittel 31 umgeschaltet. Daher wird der Drehmomentstrombefehlswert Iq2* des normalen Wicklungsantriebssystems als am Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 einzugeben ausgewählt.
Darüber hinaus wird der Kontakt des Schaltmittels 42 in Reaktion auf das Defektsystembestimmungsergebnis auf die in 3 illustrierte Kontaktposistion umgeschaltet. Daher wird der Phasenstromdetektionswerts I2dtc des normalen Wicklungsantriebssystems als am Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 einzugeben ausgewählt.
Das Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 beinhaltet ein Drehmomentstrombefehlswert-Korrekturmittel (nicht gezeigt). Das Drehmomentstrombefehlswert-Korrekturmittel korrigiert den Drehmomentstrombefehlswert Iq2* des normalen Wicklungsantriebssystems, um den korrigierten Drehmomentstrom-Befehlswert zu erzeugen.
Auf diese Weise verwendet das Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 den korrigierten Drehmomentstrom-Befehlswert und den Phasenstromdetektionswert I2dtc des normalen Wicklungsantriebssystems, um die dq-Steuerung in derselben Weise wie durch die Normalfallstromsteuermittel 32 und 33 ausgeführten Weise durchzuführen. Dann berechnet das Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 einen Defektfallnormalseitenphasenspannungsbefehl Vn*, so dass der q-Achsen-Strom des normalen Wicklungsantriebssystem dem korrigierten Drehmomentstrom-Befehlswert folgt, und gibt dann den berechneten Defektfallnormalseitenphasenspannungsbefehl Vn* an den Schaltmitteln 38 und 39 ein.
Das Schaltmittel 39 gibt den Defektfallnormalseitenphasenspannungsbefehl Vn* als den Phasenspannungsbefehl V2* des normalen Wicklungsantriebssystems an die Schaltelementantriebsschaltung 25 des normalen Wicklungsantriebssystems aus.
Als Nächstes wird ein durch das im Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 enthaltene Drehmomentstrombefehlswert-Korrekturmittel durchgeführter spezifischer Korrekturbetrieb beschrieben.
Wenn der Drehmomentstrom-Befehlswert eine Marge in Bezug auf einen Nennstrom des zu steuernden Wicklungsantriebssystems aufweist, stellt das Drehmomentstrombefehlswert-Korrekturmittel einen Verstärkungsfaktor G auf einen Wert in dem Bereich von 1 ≤ G ≤ 2 in Übereinstimmung mit dem Margenbetrag in Bezug auf den Nennstrom ein, um so den Drehmomentstrom-Befehlswert des normalen Wicklungsantriebssystems als den korrigierten Drehmomentstrom-Befehlswert zu verstärken.
Wenn andererseits der Drehmomentstrom-Befehlswert des normalen Wicklungsantriebssystems keine Marge in Bezug auf den Nennstrom der zu steuernden Wicklungsantriebssysteme aufweist (es gibt die Möglichkeit, dass der Drehmomentstrom-Befehlswert des normalen Wicklungsantriebssystems größer wird als der Nennstrom der Wicklungsantriebssysteme), stellt das Drehmomentstrombefehlswert-Korrekturmittel den Verstärkungsfaktor G auf einen Wert innerhalb des Bereichs 0 ≤ G ≤ 1 ein, um so dem Drehmomentstrom-Befehlswert des normalen Wicklungsantriebssystems, der als der korrigierte Drehmomentstrom-Befehlswert einzustellen ist, abzusenken.
Als Nächstes wird ein Betrieb des Stromsteuermittels 23A zum Zeitpunkt des Auftretens des Überbrückungstypdefekts im ersten Wicklungsantriebssystem beschrieben.
In diesem Fall gibt das Fehlerbestimmungsmittel 31 als Bestimmungsergebnisse das Defektsystembestimmungsergebnis, welches anzeigt, dass der Überbrückungstypdefekt im ersten Wicklungsantriebssystem aufgetreten ist, und das Überbrückungsdefektteil-Spezifikationsergebnis, welches das im Wechselrichter 21, in welchem der Überbrückungsdefekt aufgetreten ist, beinhaltete Schaltelement anzeigt, die Phase, in der der Zufuhrdefekt oder der Erdungsdefekt aufgetreten ist, oder die Phasen, zwischen welchen der Überbrückungsdefekt aufgetreten ist, aus.
Das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 weist die Schaltelementantriebsschaltung 24 des ersten Wicklungsantriebssystems, in welchem festgestellt wird, dass der Überbrückungstypdefekt aufgetreten ist, an, die im Wechselrichter 21 enthaltenen Schaltelemente zu öffnen, welche die Phase entsprechend der Phase aufweisen, in welcher der Überbrückungstypdefekt aufgetreten ist (siehe gestrichelten Pfeil).
Als spezifisches Beispiel, wenn der Kurzschluss in der U-Phase des ersten Wicklungsantriebssystems aufgetreten ist, weist das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 die Schaltelementantriebsschaltung 24 an, die Schaltelemente UP1 und UN1, die im Wechselrichter 21 enthalten sind, zu öffnen.
Weiterhin, ähnlich dem oben beschriebenen Fall, berechnet das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 den Defektfall-Defektseitenphasenspannungsbefehl Vf* basierend auf Eingabeinformationen, welche den Defektfall-Defektseitenbefehlsstroms Iq0f*, den Defektseitenphasenstrom-Detektionswerts Ifdtc des defekten Wicklungsantriebssystems, das durch das Schaltmittel 40 in Reaktion auf das Defektsystembestimmungsergebnis durch das Fehlerbestimmungsmittel 31 ausgewählt wird, und das Motorrotationswinkelsignal θ, so dass der q-Achsen-Strom des defekten Wicklungsantriebssystems dem Defektfall-Defektseitenbefehlsstroms Iq0f* folgt.
Die Schaltmittel 36 und 38 schalten einen Kontakt zu einer in 3 illustrierten Position in Reaktion auf das Defektsystembestimmungsergebnis und geben den durch das Defektfall-Defektseitenstromsteuermittel 34 berechneten Defektfall-Defektseitenphasenspannungsbefehl Vf* an die Schaltelementantriebsschaltung 24 des defekten ersten Wicklungsantriebssystems als den Phasenspannungsbefehl V1* des defekten Wicklungsantriebssystems ein.
Der Defektfall-Defektseitenbefehlsstrom Iq0f* wird so eingestellt, dass er in dem defekten der Wicklungsantriebssysteme das Drehmoment mit dem unterdrückten Bremsdrehmoment oder das Drehmoment zur Beschleunigung für ein rasches Verlassen des Bereichs des Rotationswinkels, in welchem das Bremsdrehmoment erzeugt wird, erzeugt.
Andererseits wählt für das normale der Wicklungsantriebssysteme das Schaltmittel 41 den Drehmomentstrombefehlswert Iq2* des normalen Wicklungsantriebssystems aus und gibt ihn in Reaktion auf das Defektsystembestimmungsergebnis aus dem Fehlerbestimmungsmittel 31 am Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 ein. Das Schaltmittel 42 selektiert den Phasenstromdetektionswert I2dtc des normalen Wicklungsantriebssystems und gibt ihn am Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 ein.
Der Betrieb des Defektfallnormalseitenstromsteuermittels 35 ist der gleiche wie der Betrieb, der durchgeführt wird, wenn der Offentypdefekt detektiert wird. Das Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 korrigiert auch den Drehmomentstrom-Befehlswert, um so ein Drehmoment zum Aufheben des durch das defekte Wicklungsantriebssystems erzeugten Bremsdrehmoments zu erzeugen, das heißt des ersten Wicklungsantriebssystems.
Das Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 verwendet nachfolgend den korrigierten Drehmomentstrom-Befehlswert und den Phasenstromdetektionswerts I2dtc des normalen Wicklungsantriebssystem, um dieselbe dq-Steuerung wie diejenige durchzuführen, welche durch die Normalfallstromsteuermittel 32 und 33 durchgeführt wird. Dann berechnet das Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 den Defektfallnormalseitenphasenspannungsbefehl Vn* so, dass der q-Achsen-Strom des normalen Wicklungsantriebssystems dem korrigierten Drehmomentstrom-Befehlswert folgt.
Der Defektfallnormalseitenphasenspannungsbefehl Vn* wird als der Phasenspannungsbefehl V2* des normalen Wicklungsantriebssystems am Schaltelementantriebsmittel des normalen Wicklungsantriebssystem über das Schaltmittel 39 eingegeben.
Als Nächstes werden spezifisch die durch das Stromsteuermittel 23A der Motorsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellten Wirkungen beschrieben.
Wie in 3 illustriert, ist das Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 im Stromsteuermittel 23A vorgesehen. Im Falle eines Defekts (im Falle eines Offentypdefekts und im Fall eines Überbrückungstypdefekts), wird der Drehmomentstrom-Befehlswert des normalen Wicklungsantriebssystems durch das Drehmomentstrombefehlswert-Korrekturmittel korrigiert.
Als Ergebnis, wenn der Drehmomentstrom-Befehlswert eine Marge in Bezug auf den Nennstrom der Wicklungsantriebssysteme aufweist, wird der Drehmomentstrom-Befehlswert des normalen Wicklungsantriebssystem durch die Verstärkung um einen Verstärkungsfaktor G (≥ 1) in Übereinstimmung mit dem im Margengrad in Bezug auf den Nennstrom korrigiert. Auf diese Weise kann ein Strom nahe am Gesamtdrehmomentstrom-Anforderungswert Iqsum* während des normalen Betriebs vor dem Auftreten des Defekts im normalen der Wicklungsantriebssysteme realisiert werden.
Wenn andererseits der Drehmomentstrom-Befehlswert des normalen Wicklungsantriebssystems keine Marge in Bezug auf den Nennstrom der Wicklungsantriebssysteme aufweist, wird der Drehmomentstrom-Befehlswert des normalen Wicklungsantriebssystems korrigiert, um durch einen Verstärkungsfaktor G(≤ 1) in Übereinstimmung mit dem kleinen Margendraht gesenkt zu werden. Auf diese Weise kann das Motordrehmoment des normalen Wicklungsantriebssystems im maximalen Ausmaß innerhalb des Bereichs des Nennstroms verwendet werden.
Als Nächstes wird der Fall, bei dem die Motorsteuervorrichtung, die das Stromsteuermittel 23A gemäß der zweiten Ausführungsform (2) der vorliegenden Erfindung beinhaltet, für die elektrische Servolenkungsvorrichtung verwendet wird, als ein Beispiel beschrieben.
In der elektrischen Servolenkungsvorrichtung wird das größte Motorunterstützungsdrehmoment zum Zeitpunkt der Lenkung benötigt, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist. Als Ergebnis erreicht der Motorstrom (Wicklungsstrom) einen Stromfluss nahe am Nennstrom. Andererseits gibt es in dem Bereich, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, eine Tendenz dazu, dass das Unterstützungsdrehmoment reduziert wird, um klein zu sein. Als Ergebnis wird der Motorstrom kleiner als der Nennstrom. Daher gibt es eine Marge in Bezug auf den Nennstrom.
Somit wird im Bereich, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, was eine Fahrzeuggeschwindigkeit von Null beinhaltet, der Drehmomentstrom-Befehlswert des normalen Wicklungsantriebssystems mit dem Verstärkungsfaktor G(< 1) in Übereinstimmung mit dem Margengrad abgesenkt, so dass ein Unterstützungsdrehmoment nahe an demjenigen, das während des Normalbetriebs erzeugt wird, innerhalb des Bereichs erzeugt wird, bei dem der Nennstrom nicht überschritten wird. Als Ergebnis kann ein Unterstützungsdrehmoment nahe an demjenigen, das während des Normalbetriebs erzeugt wird, kontinuierlich innerhalb des Bereichs erzeugt werden, der den Nennstrom nicht übersteigt.
Andererseits wird in dem Bereich, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, der Drehmomentstrom-Befehlswert des normalen Wicklungsantriebssystems mit dem Verstärkungsfaktor G(≥) in Übereinstimmung mit dem Margengrad so verstärkt, dass ein Unterstützungsdrehmoment nahe an demjenigen, das während des Normalbetriebs erzeugt wird, innerhalb des Bereichs, bei dem der Nennstrom nicht überschritten wird, erzeugt wird. Als Ergebnis kann ein Unterstützungsdrehmoment nahe an demjenigen, das während des Normalbetriebs erzeugt wird, kontinuierlich innerhalb des Bereichs, bei dem der Nennstrom nicht überschritten wird, erzeugt werden.
Wenn beispielsweise der Verstärkungsfaktor G auf 2 eingestellt wird, kann ein Unterstützungsdrehmoment gleich zu demjenigen, das während des Normalbetriebs erzeugt wird, kontinuierlich nur durch das normale Wicklungsantriebssystem erzeugt werden.
Weiterhin wird das Drehmoment zum Aufheben des im defekten Wicklungsantriebssystem erzeugten Bremsdrehmoments unter Verwendung des normalen Wicklungsantriebssystems erzeugt. Daher kann Drehmomentpulsation reduziert werden.
Als Ergebnis, wenn die Motorsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für die Motorsteuerung in der elektrischen Servolenkungsvorrichtung verwendet wird, kann das durch die Übertragung der Drehmomentpulsation an den Fahrer vermittelte Gefühl von Unbehagen verhindert werden.
Obwohl das Konfigurationsbeispiel, in dem die zwei Wicklungsantriebssysteme beide die Drei-Phasen-Wicklungen enthalten, vorgesehen sind, oben beschrieben worden ist, ist die Konfiguration nicht darauf beschränkt. Die Anzahl von Wicklungsantriebssystemen kann drei oder mehr betragen und die Wicklungskonfiguration kann vier oder mehr Phasen aufweisen.
Wenn beispielsweise ein Defekt in einer n-Phase von m Systemen auftritt, wird der Verstärkungsfaktor G des normalen Systems auf m/(m – n) eingestellt, um so die Stromsteuerung im normalen m – n-System fortzusetzen. Als Ergebnis kann ein Motordrehmoment ähnlich zu demjenigen, was während des Normalbetriebs erzeugt wird, erzeugt werden.
Spezifisch kann durch Einstellen des Verstärkungsfaktors G innerhalb des Bereichs von 1 ≤ G ≤ m/(m – n), basierend auf dem Nennstrom, um so den Drehmomentstrom-Befehlswert des normalen Wicklungsantriebssystems zu korrigieren, ein Motordrehmoment nahe an demjenigen während des Normalbetriebs, innerhalb des Bereichs erzeugt werden, der den Nennstrom nicht übersteigt.
Das Mittel zum Korrigieren des Drehmomentstrom-Befehlswerts in dem Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 ist nicht auf die Verwendung des Drehmomentstrombefehlswert-Korrekturmittels beschränkt.
Beispielsweise kann das (nicht gezeigte) Strombeschränkungsmittel zum Beschränken der Größe eines Stroms auf einen gestatteten Stromwert in den Normalfallstromsteuermitteln 32 und 33 und dem Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 so vorgesehen sein, dass der gestattete Stromwert des Defektfallnormalseitenstromsteuermittels 35 in Bezug auf die Normalfallstromsteuermittel 32 und 33 geändert wird. Als Ergebnis kann der Maximalwert des Stroms des normalen Wicklungsantriebssystems zuverlässig reduziert werden, um gleich oder kleiner als der gestattete Stromwert zu sein.
Darüber hinaus können sowohl das Drehmomentstrombefehlswert-Korrekturmittel als auch das Stromsteuermittel 23A verwendet werden. Als Ergebnis kann ein Motordrehmoment nahe an demjenigen, das während des Normalbetriebs erzeugt wird, realisiert werden, während der Maximalwert des Stroms des normalen Wicklungsantriebssystems zuverlässig verkleinert wird, um gleich oder kleiner als der gestattete Stromwert zu sein. Weiterhin, wenn die Motorsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für die durch die elektrische Servolenkungsvorrichtung durchgeführte Motorsteuerung verwendet wird, wird der Gesamtdrehmomentstrom-Anforderungswert Iqsum* als ein Kennfeldwert eingestellt, basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Detektionswert des (nicht gezeigten) Drehmomentsensors, der an der Lenksäule vorgesehen ist. Das Kennfeld wird allgemein als ein Unterstützungskennfeld bezeichnet.
In diesem Fall kann das Unterstützungskennfeld korrigiert werden, wenn der offene Defekt in einem der Wicklungsantriebssysteme detektiert wird.
Beispielsweise durch Korrigieren des Unterstützungskennfelds mit dem in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellten Verstärkungsfaktor G kann das Unterstützungsdrehmoment näher an demjenigen, das während des Normalbetriebs erzeugt wird, kontinuierlich in angemessener Weise in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb des Bereichs erzeugt werden, der den Nennstrom nicht übersteigt.
Wie oben beschrieben, beinhaltet das Stromsteuermittel 23A gemäß der zweiten Ausführungsform (3) der vorliegenden Erfindung das Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35, welches das Drehmomentstrombefehlswert-Korrekturmittel aufweist. Durch Einstellen des Verstärkungsfaktors G zur Korrektur auf 1 oder größer, wenn der Defekt durch das Fehlerbestimmungsmittel 31 detektiert wird, wird der an jede der Wicklungen des normalen Wicklungsantriebssystems zu liefernde Strom auf einen Wert größer als der Stromwert während des Normalbetriebs eingestellt.
Durch Verstärken des Drehmomentstrom-Befehlswerts des normalen Wicklungsantriebssystems wie oben beschrieben, kann das Motordrehmoment bis zum maximalen Ausmaß innerhalb des Bereichs des Nennstroms des normalen der Wicklungsantriebssysteme verwendet werden.
Durch Einstellen des Verstärkungsfaktors G zur Korrektur auf einen Wert kleiner als 1, wenn der Defekt durch das Fehlerbestimmungsmittel 31 detektiert wird, stellt das im Stromsteuermittel 23A enthaltene Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 den an jede der Wicklungen des normalen Wicklungsantriebssystems zu liefernden Strom auf gleich oder kleiner als den Stromwert während des Normalbetriebs ein.
Wie oben beschrieben, wenn ein Defekt auftritt, wird der Drehmomentstrom-Befehlswert des normalen Wicklungsantriebssystems gesenkt, um den an jede der Wicklungen des normalen Wicklungsantriebssystems zu liefernden Stromfluss zu verkleinern. Als Ergebnis kann das Motordrehmoment bis zum maximalen Ausmaß innerhalb des Bereichs des Nennstroms des normalen der Wicklungsantriebssysteme verwendet werden.
Dritte Ausführungsform
Obwohl darauf in der zweiten Ausführungsform (3), die oben beschrieben ist, nicht explizit Bezug genommen worden ist, kann das Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35, das im Stromsteuermittel 23A enthalten ist, eine Pulsationskomponente bei einem niedrigen Pegel oder einer hohen Frequenz dem an jede der Wicklungen des normalen Wicklungsantriebssystems zu liefernden Stroms hinzufügen, wenn ein Defekt durch das Fehlerbestimmungsmittel 31 detektiert wird.
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in welcher die Pulsationskomponente dem an jede der Wicklungen des normalen Wicklungsantriebssystems zu liefernden Stroms hinzugefügt wird, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
In diesem Fall kann das Pulsationsaddiermittel zum Hinzufügen der Pulsationskomponente zum gesteuerten Strom des normalen Wicklungsantriebssystems beispielsweise im Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 von 3 vorgesehen sein.
Spezifisch wird in 3 eine kleine Pulsation bei einem solchen Pegel, dass beim Lenken dem Fahrer kein unangenehmes Gefühl gegeben wird, aber durch den Fahrer wahrzunehmen ist, dem Defektfallnormalseiten-Befehlsstrom (iq1* oder iq2*), der am Defektfall-Normalseitenstromsteuermittel 35 eingegeben wird, hinzugefügt, wodurch ein neuer Defektfall-Defektseitenbefehlsstrom erhalten wird.
Als die Pulsation wird eine in einer Zeitfunktion ausgedrückte Pulsation verwendet, so dass der Pulsationszeitraum und die Amplitude innerhalb des Bereichs justiert sind, in welchem der Fahrer kein Unbehagen beim Lenken spürt und der Fahrer die Pulsation wahrnehmen kann.
Die oben beschriebene Konfiguration kann den Fahrer wissen lassen, dass ein Offentypdefekt oder ein Überbrückungstypdefekt auftritt.
Wenn beispielsweise die Motorsteuervorrichtung gemäß den ersten und zweiten oben beschriebenen Ausführungsformen für die elektrische Servolenkungsvorrichtung verwendet wird, wird das Auftreten der Pulsation im defekten Wicklungsantriebssystem in dem Fall des Offentypdefekts verhindert, so dass die Steuerung durch das normale Wicklungsantriebssystem fortgesetzt wird. Daher besteht eine Möglichkeit, dass der Fahrer das Auftreten des Offentypdefekts nicht wahrnehmen kann.
Wenn die Motorsteuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für die elektrische Servolenkungsvorrichtung verwendet wird, kann jedoch der Fahrer das Auftreten des Defekts wahrnehmen, ohne besonderes Unbehagen zu empfinden. Dieselben Effekte können selbst für den Überbrückungstypdefekt bereitgestellt werden.
In der obigen Beschreibung wird das pulsierende Drehmoment bei einem winzigen Pegel addiert, als das Verfahren, den Fahrer das Auftreten des Defekts wissen zu lassen. Jedoch ist das Verfahren, den Fahrer das Auftreten des Defekts wissen zu lassen, nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann stattdessen eine Pulsation bei einer hohen Frequenz (50 Hz oder höher) in einem kurzen Zeitraum addiert werden.
In diesem Fall wird für ein durch den Fahrer zu lenkendes Lenkrad das Pulsationsdrehmoment hinreichend auf den Pegel, der nicht vom Fahrer wahrgenommen werden kann, als das pulsierende Drehmoment abgeschwächt. Jedoch kann der Fahrer die Pulsation durch Geräusche, die durch die Pulsation erzeugt werden, wahrnehmen.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration ist kein Summer erforderlich, wenn ein Geräusch als das Verfahren, den Fahrer das Auftreten des Effekts wissen zu lassen, verwendet wird. Daher können die Kosten reduziert werden.
Wie oben beschrieben, wenn der Defekt detektiert wird, addiert das in der Stromsteuermittel 23A gemäß der dritten Ausführungsform (3) der vorliegenden Erfindung enthaltene Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 die pulsierende Komponente bei der hohen Frequenz (50 Hz oder höher) zum, jeder der Wicklungen des normalen Wicklungsantriebssystems zuzuführenden Strom hinzu.
Somit kann, wenn die Motorsteuerung für die elektrische Servolenkungsvorrichtung verwendet wird, der Fahrer den Defekt ohne Unbehagensempfindungen wahrnehmen. Darüber hinaus ist eine Ausrüstung wie etwa ein Summer, nicht erforderlich. Daher kann ein Defektnotifikationsmittel mit der Konfiguration bei niedrigen Kosten realisiert werden.
Vierte Ausführungsform
In den oben beschriebenen zweiten und dritten Ausführungsformen (3) wird der Defektfallnormalseitenphasenspannungsbefehl Vn* im Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 unter Verwendung der dq-Steuerung ähnlich zu derjenigen durchgeführt, die in den Normalfallstromsteuermitteln 32 und 33 durchgeführt wird. Jedoch kann eine von der in den Normalfallstromsteuermitteln 32 und 33 durchgeführten dq-Steuerung abweichende Stromsteuermethode verwendet werden.
Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der der jeder der Wicklungen des normalen Wicklungsantriebssystems zuzuführende Strom unter Verwendung eines von der dq-Steuerung unterschiedenen Stromsteuerverfahrens festgelegt wird, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
In diesem Fall unterscheidet sich die vierte Ausführungsform von den oben beschriebenen zweiten und dritten Ausführungsformen darin, dass das Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 ein anderes Stromsteuerverfahren verwendet als das, das in den Normalfallstromsteuermitteln 32 und 33 verwendet wird.
Das Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 berechnet den Defektfallnormalseitenphasenspannungsbefehl Vn* (Defektfallspannungsbefehl) unter Verwendung individueller Steuerung für jede der Phasen als das Stromsteuerverfahren.
Spezifisch wandelt das Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 den Drehmomentstrom-Befehlswert des normalen Wicklungsantriebssystems in den Drehmomentstrombefehlswert jeder der Phasen um, um den Defektfallnormalseitenphasenspannungsbefehl Vn* so zu berechnen, dass der Phasenstromdetektionswert dem Drehmomentstrom-Befehlswert jeder der Phasen folgt.
Als Ergebnis kann die Steuerung individuell für jede der Phasen durchgeführt werden und daher kann der Defekt leicht für jede der Phasen detektiert werden. Somit wird der Effekt bereitgestellt, einen Sekundärfehler, der im normalen Wicklungsantriebssystem während der Steuerung am normalen Wicklungsantriebssystem auftritt, nach dem Auftreten des Offentypdefekts, zu detektieren.
Wie oben beschrieben, gibt das im Stromsteuermittel 23A enthaltene Defektfallnormalseitenstromsteuermittel 35 gemäß der vierten Ausführungsform (3) der vorliegenden Erfindung den Defektfallspannungsbefehl, der für den Fall des Auftretens des Defekts am Wechselrichter, der den Wicklungen des normalen Wicklungsantriebssystems entspricht, geeignet ist, aus, so dass der Defektfallspannungsbefehl als der Spannungsbefehl an den Wechselrichter entsprechend den Wicklungen des normalen Wicklungsantriebssystems verwendet wird, wenn der Defekt durch das Fehlerbestimmungsmittel 31 detektiert wird.
Wie oben beschrieben, wird für die Steuerung des normalen Wicklungsantriebssystems nach Auftreten des Offentypdefekts die Steuerung individuell für jede der Phasen des Defektfallnormalseitenphasenspannungsbefehls Vn* (Defektfallspannungsbefehl) durchgeführt, was dem Phasenstromdetektionswert gestattet, dem Drehmomentstrom-Befehlswert jeder der Phasen zu folgen. Als Ergebnis kann der Defekt leicht für jede der Phasen detektiert werden. Daher kann zum Zeitpunkt des Auftretens des Offentypdefekt der sekundäre Defekt, der im normalen Wicklungsantriebssystem auftritt, leicht detektiert werden.
Fünfte Ausführungsform
Oben ist in den ersten bis vierten Ausführungsformen (1 bis 3) eine Motorsteuervorrichtung 10 ohne Erfordernis für Stromrelais beschrieben worden. Jedoch kann eine Motorsteuervorrichtung 10B eine Konfiguration aufweisen, in der Stromrelais 43 und 44 zwischen der Stromquelle 4 und dem Wechselrichter 21 bzw. zwischen der Stromquelle 4 und dem Wechselrichter 22 eingefügt sind, wie in 4 illustriert.
4 ist ein Blockdiagramm, welches schematisch eine Gesamtkonfiguration der Motorsteuervorrichtung 10B gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Die mit jenen oben beschriebenen (siehe 1) ähnliche Komponenten werden durch dieselben Bezugszeichen oder dieselben Bezugszeichen, gefolgt von ”B” bezeichnet und deren detaillierte Beschreibung wird hier weggelassen.
In diesem Fall unterscheidet sich zwischen der Stromquelle 4 und der Motorsteuervorrichtung 10B die in 4 illustrierte Konfiguration von derjenigen, die in 1 illustriert ist, darin, dass das Stromrelais 43 zwischen der Stromquelle 4 und dem Wechselrichter 21 eingefügt ist und das Stromrelais 44 zwischen der Stromquelle 4 und dem Wechselrichter 22 eingefügt ist.
Obwohl eine Funktionskonfiguration des in der Motorsteuervorrichtung 10B enthaltenen Stromsteuermittels 23 wie in 2 illustriert ist, kann die Funktionskonfiguration des Stromsteuermittels 23 dieselbe wie die Konfiguration des in 3 illustrierten Stromsteuermittels 23A sein.
In diesem Fall jedoch beinhaltet das Stromsteuermittel 23 ein Stromrelais-Öffnungsmittel (nicht gezeigt) zum Durchführen der Steuerung zum Öffnen nur irgendeines der Stromrelais 42 und 44.
Das Stromrelais-Öffnungsmittel, das im Stromsteuermittel 23 enthalten ist, führt die Steuerung zum Öffnen nur eines der Stromrelais 43 und 44 durch, welches zum defekten Wicklungsantriebssystem korrespondiert, in Übereinstimmung mit dem Bestimmungsergebnis durch das Fehlerbestimmungsmittel 31.
Spezifisch, wenn das Fehlerbestimmungsmittel 31 (siehe 2), das im Stromsteuermittel 23 enthalten ist, den Offentypdefekt oder den Überbrückungstypdefekt detektiert, öffnet das Stromrelais-Öffnungsmittel das Stromrelais des defekten Wicklungsantriebssystems, um die Zufuhr von dem Strom zu unterbrechen.
Die Stromrelais 43 und 44 können auch zwischen dem Wechselrichter 21 und dem Motor 5 (Wicklungen) und zwischen dem Wechselrichter 22 und dem Motor 5 (Wicklungen) vorgesehen sein. Selbst bei dieser Konfiguration kann die Stromversorgung durch dieselbe Steuerung zum Öffnen des Stromrelais unterbrochen werden.
Mit der in 4 illustrierten Schaltungskonfiguration, wenn das Auftreten des Offentypdefekts oder des Überbrückungstypdefekts detektiert wird, ist kein Prozess zum Ändern des Stromsteuerverfahrens für das defekte Wicklungsantriebssystem (vierte Ausführungsform) erforderlich. Der Strom kann durch einfache Software unterbrochen werden, um die Drehmomentpulsation zu unterdrücken.
Darüber hinaus, selbst falls das Fehlerbestimmungsmittel 31 fehlerhaft das Auftreten des Offentypdefektes feststellt, wenn tatsächlich ein Überbrückungstypdefekt aufgetreten ist, wird die Schaltung von der Stromquelle 4 zum Motor 5 (Wicklungen) durch den Betrieb des Unterbrechens irgendeines der Stromrelais 43 und 44 geöffnet. Daher kann der Strom zuverlässig unterbrochen werden, um die Drehmomentpulsation zu unterdrücken.
Zusätzlich zum Öffnen der Stromrelais des defekten Wicklungsantriebssystems zum Zeitpunkt der Detektion eines Offentypdefekts kann jeder der Phasenströme des defekten Wicklungsantriebssystems auf Null gesteuert werden, indem die Schaltelemente ähnlich wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform gesteuert werden.
Auf diese Weise, im Vergleich mit den konventionellen Vorrichtungen, bei denen die Stromversorgung nur durch die Stromrelais unterbrochen wird, kann die Stromzufuhr an jede der Phasen des defekten Wicklungsantriebssystems auf Null eingestellt werden, selbst gegen den sekundären Defekt, wie etwa einen Hängenbleib-Defekt des Stromrelais, durch Steuern der Schaltelemente. Daher kann die Drehmomentpulsation unterdrückt werden.
Wie oben beschrieben, enthält die Motorsteuervorrichtung 10B gemäß der fünften Ausführungsform (4) der vorliegenden Erfindung das zwischen der Stromquelle 4 und dem Wechselrichter 21 eingefügte Stromrelais 43 und das zwischen der Stromquelle 4 und dem Wechselrichter 22 eingefügte Stromrelais 44 (oder zwischen dem Wicklungssatz 15 und dem Wechselrichter 21, und zwischen dem Wicklungssatz 16 und dem Wechselrichter 22), die individuell für die Mehrzahl von Systemen eingefügt sind.
Das Stromsteuermittel 23 beinhaltet das Stromrelaisöffnungsmittel zum Durchführen der Steuerung, um eines der Stromrelais 43 und 44 zu öffnen, das den Wicklungen des defekten Wicklungsantriebssystems entspricht, in Reaktion auf die Detektion eines Defekts durch das Fehlerbestimmungsmittel 31. Wenn der Defekt durch das Fehlerbestimmungsmittel 31 detektiert wird, wird irgendeines der Stromrelais 43 und 44 in einen offenen Zustand gebracht. Auf diese Weise wird die Zufuhr der Stromflüsse an die Wicklungen des defekten Wicklungsantriebssystems gestoppt.
Als Ergebnis kann eine Duplikation des Verfahrens zum Unterbrechen der Stromzufuhr realisiert werden. Daher kann die Zuverlässigkeit verbessert werden.
Darüber hinaus, selbst wenn die die Stromrelais 43 und 44 enthaltende Motorsteuervorrichtung 10B für die elektrische Servolenkungsvorrichtung verwendet wird, kann die Zuverlässigkeit durch Duplizieren des Verfahrens zum Unterbrechen der Stromversorgung verbessert werden.
Darüber hinaus, falls die Duplikation als nur durch die Stromrelais zu realisieren beabsichtigt ist, ist die Anzahl von bereitzustellenden Stromrelais doppelt so groß wie die in 4 benötigte, was zu einer komplexen Konfiguration und höheren Kosten führt. Gemäß der fünfen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jedoch kann die Anzahl von Komponenten reduziert werden, um die Duplikation bei niedrigen Kosten in kleiner Größe in einfacher Weise zu realisieren.
Weiterhin können die Stromrelais zwischen dem Wicklungssatz 15 und dem Wechselrichter 21 sowie zwischen dem Wicklungssatz 16 und dem Wechselrichter 22 vorgesehen sein. In diesem Fall kann das Verfahren zum Unterbrechen der Stromversorgung ähnlich dupliziert werden, um die Zuverlässigkeit zu verbessern.
Sechste Ausführungsform
In den oben beschriebenen ersten bis fünften Ausführungsformen (1 bis 4) ist die Aufmerksamkeit nur auf die Motorsteuervorrichtung 10 gerichtet und eine spezifische Konfiguration der die Motorsteuervorrichtung 10 verwendenden elektrischen Servolenkungsvorrichtung wird nicht referenziert. Jedoch kann die elektrische Servolenkungsvorrichtung wie in 5 illustriert konfiguriert sein.
5 ist ein Block-Konfigurationsdiagramm, welches schematisch die elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Dieselben Komponenten wie jene oben beschriebenen (1) werden durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet.
In diesem Fall wird der Motor 5 für einen Lenkunterstützungsmotor verwendet und wird die Motorsteuervorrichtung 10 für eine elektrische Servolenkungsvorrichtung für ein Fahrzeug verwendet. Als Motorsteuervorrichtung 10 kann irgendeine der in den oben beschriebenen ersten bis fünften Ausführungsformen verwendet werden.
In 5 beinhaltet die elektrische Servolenkungsvorrichtung den Motor 5 zum Erzeugen eines Motordrehmoments Tm (Unterstützungskraft), den Motordrehwinkelsensor 6, die Stromquelle 4, ein durch einen Fahrer des Fahrzeugs zu bedienendes Lenkrad 2, eine mit dem Lenkrad 2 gekoppelte Lenksäule 3, einen Drehmomentsensor 7 zum Detektieren eines durch den Fahrer an das Lenkrad 2 angelegten Lenkdrehmoments Ts, ein zwischen Motor und Lenksäule 3 vorgesehenes Motorreduktionsgetriebe 8, ein an einem distalen Ende der Lenksäule 3 vorgesehenes Zahnstangengetriebe 9, rechte und linke Räder 11, auf welche die Lenkkraft aus der Lenksäule 3 über das Zahnstangengetriebe 9 übertragen wird, und eine Steuereinheit 12 zum Steuern des Motors 5, basierend auf einer Zustandsgröße des Motors 5 und Eingangsinformationen aus den entsprechenden Sensoren 6 und 7.
Wenn der Fahrer das Lenkrad 2 lenkt, detektiert der Drehmomentsensor 7 das aus dem Lenkrad 2 an der Lenksäule 3 angelegte Lenkdrehmoment Ts und gibt das detektierte Lenkdrehmoment Ts an der Steuereinheit 12 ein.
Der Motordrehwinkelsensor 6 gibt den Detektionswert des Drehwinkels des Motors an die Steuereinheit 12 ein.
Der Detektionswert des Drehwinkels des Motors wird an die Motorsteuervorrichtung 10 eingegeben (siehe 1 und 4), die in der Steuereinheit 12 enthalten ist, um zum Motorrotationswinkelsignal θ zu werden. Das Motorrotationswinkelsignal θ wird verwendet, um den Dreiphasenspannungsbefehl V* im Stromsteuermittel 23 zu bestimmen und eine Motorumdrehungszahl ω wie im oben beschriebenen Fall zu berechnen.
Die Steuereinheit 12 beinhaltet die Motorsteuervorrichtung 10 und ein Kennfeld 13 zum Berechnen des Drehmaschinestrombefehls (q-Achsen-Strombefehl Iq*) entsprechend einem Zielwert des Motordrehmoments Tm, basierend auf dem Lenkdrehmoment Ts.
Das in der Steuereinheit 12 enthaltene Kennfeld 13 speichert vorab einen Zielwert des Motordrehmoments Tm, der aus dem Motor 5 auszugeben ist. Das Kennfeld 13 bestimmt die Richtung und die Größe des Motordrehmoments Tm in Übereinstimmung mit dem Lenkdrehmoment Ts, das aus dem Drehmomentsensor 7 ausgegeben ist, um den Drehmomentstrombefehl zum Steuern des Motors 5 zu berechnen.
Das an das Lenkrad 2 durch den Fahrer angelegte Lenkdrehmoment Ts wird aus der Lenksäule 3 über das Zahnstangengetriebe 9 auf eine Zahnstange übertragen, um die Räder 11 zu lenken.
Der Motor 5 ist mit der Lenksäule 3 über das Motorreduktionsgetriebe 8 verbunden. Die Unterstützungskraft (Motordrehmoment Tm), die vom Motor 5 erzeugt wird, wird über das Motorreduktionsgetriebe 8 an die Lenksäule 3 übertragen, um so zu wirken, dass die durch den Fahrer zum Zeitpunkt des Lenkens anzulegenden Lenkdrehmomente Ts vermindert sind.
Die in der Steuereinheit 12 enthaltene Motorsteuervorrichtung 10 bestimmt die Richtung und Größe einer Sollunterstützungskraft, die durch den Motor 5 auszugeben ist, aus dem Kennfeld 13 in Übereinstimmung mit dem aus dem Drehmomentsensor 7 ausgegebenen Lenkdrehmoment Ts, und steuert den aus der Stromquelle 4 zum Motor 5 zu liefernden Strom so, dass die Sollunterstützungskraft erzeugt wird.
Spezifisch steuert die Motorsteuervorrichtung 10 den durch den Motor 5 fließenden Strom, um so den Drehmomentstrombefehl (q-Achsen-Strombefehl Iq*) zu realisieren.
Durch diesen Strom wird eine Unterstützungskraft gleich der Ziel-Unterstützungskraft aus dem Motor 5 erzeugt.
In der in den 1 und 4 illustrierten elektrischen Servolenkungsvorrichtungen, falls die Steuerung unmittelbar in dem Fall eines Defekts gestoppt wird, während das Fahrzeug fährt, wird das Ausmaß an Unbehagen, das der Fahrer fühlt, größer. Daher wird es gewünscht, das Missbehagen durch Fortsetzen der Steuerung soweit als möglich zu reduzieren.
Daher spezifiziert in der Steuereinheit 12, wenn das Auftreten eines gewissen Defektes durch das Fehlerbestimmungsmittel 31 detektiert wird, das in der Motorsteuervorrichtung 10 enthaltene Stromsteuermittel 23 einen Teil, in dem der Defekt aufgetreten ist und den Inhalt des Defektes innerhalb eines kurzen Zeitraums, um so eine so gute Steuerung wie möglich fortzusetzen, und führt die Steuerung am Motor 5 in Übereinstimmung mit dem Teil, in welchem der Defekt aufgetreten ist, und dem Inhalt des Defektes durch.
Beispielsweise wenn der Offenzustandsdefekt in der U-Phase des Motors 5 spezifiziert ist, wird die Steuerung am Motor 5 durch Steuern der Ströme nur für die andere V-Phase und W-Phase fortgesetzt.
Darüber hinaus kann durch Spezifizieren des Teils, in dem der Defekt aufgetreten ist, und des Inhalts des Defekts innerhalb eines kurzen Zeitraums die Steuerung rasch auf eine andere Steuerung entsprechend dem Zustand des Defekts nach dem Auftreten des Defekts umgeschaltet werden.
Wie oben beschrieben, beinhaltet die elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform (5) der vorliegenden Erfindung die Steuereinheit 12, welche die oben beschriebene Motorsteuervorrichtung 10 enthält, die Stromquelle 4 zum Zuführen von Strom an die Steuereinheit 12, das Lenkrad 2, das durch den Fahrer des Fahrzeugs zu bedienen ist, die mit dem Lenkkraft 2 gekoppelte Lenksäule 3, den Drehmomentsensor 7 zum Detektieren des aus dem Lenkrad 2 an die Lenksäule 3 anzulegenden Lenkdrehmoments Ts und den Motor 5, der mit der Lenksäule 3 verbunden ist und der das Motordrehmoment Tm (Unterstützungskraft) zum Reduzieren des Lenkdrehmoments Ts erzeugt.
Die Steuereinheit 12 steuert den Strom des Motors 5, um so die Ziel-Unterstützungskraft basierend auf dem Detektionswert des Lenkdrehmoments Ts zu erzeugen, und setzt die Steuerung am Motor 5 durch die Steuerung gemäß dem detektierten Inhalt des Defekts fort, wenn der offene Defekt im Pfad von der Motorsteuervorrichtung 10 zum Motor 5 detektiert wird.
Als Ergebnis kann beispielsweise der Defekt, der eine der Phasen des Motors in den offenen Zustand bringt, präzise innerhalb eines kurzen Zeitraums spezifiziert werden. Daher kann die Steuerung präzise auf die dem Defektzustand entsprechende Steuerung umgeschaltet werden. Daher kann der Grad an Unbehagen, den der Fahrer empfindet, reduziert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2011-131860 [0002, 0003, 0006]
WO 2005/091488 [0051]
JP 2007-244028 [0061]
WO 2008/129658 [0074, 0075, 0077]

Claims

Motorsteuervorrichtung (10, 10B) zum Steuern eines Stroms geliefert aus, und einer Spannung angelegt aus einer Stromquelle in Bezug auf einen Motor (5), der eine Mehrzahl von Systemen von Wicklungssätzen (15, 16) beinhaltet, wobei jeder der Wicklungssätze (15, 16) eine Mehrzahl von Phasen von Wicklungen enthält, wobei die Motorsteuervorrichtung beinhaltet: Wechselrichter (21, 22) der Mehrzahl von Systemen, wobei jeder der Wechselrichter (21, 22) eine Mehrzahl von Schaltelementen zum Steuern von an die entsprechende Mehrzahl von Phasen der Wicklungssätze (15, 16) der Mehrzahl von Systemen angelegten Spannungen beinhaltet, um so aus der Stromquelle an die entsprechende Mehrzahl von Phasen der Wicklungssätze (15, 16) der Mehrzahl von Systemen gelieferte Ströme zu steuern; und ein Stromsteuermittel (23, 23A) zum Erzeugen einer Mehrzahl von Sätzen von Spannungsbefehlen entsprechend den angelegten Spannungen, jeweils für die Wechselrichter (21, 22) der Mehrzahl von Systeme, um so die Ströme zu steuern, die veranlasst werden, in der entsprechenden Mehrzahl von Phasen der Wicklungssätze (15, 16) der Mehrzahl von Systemen zu fließen, wobei: das Stromsteuermittel (23, 23A) ein Defektbestimmungsmittel (31) zum Detektieren einer Trennung irgendeiner der Verdrahtungen in der Mehrzahl von Phasen der Wicklungssätze (15, 16) der Mehrzahl von Systemen und in den Wechselrichtern (21, 22) der Mehrzahl von Systemen oder eines Offendefekts, der in irgendeinem der Mehrzahl von Schaltelementen auftritt, und zum Bestimmen, ob ein in irgendeiner der Wicklungen und der Wechselrichter (21, 22) auftretender Defekt ein Offentypdefekt oder ein Überbrückungstypdefekt ist, wenn der Defekt detektiert wird, beinhaltet; und wenn das Defektbestimmungsmittel (31) feststellt, dass der Defekt der Offentypdefekt ist, das Stromsteuermittel (23, 23A) die Zufuhr der Ströme an die Wicklungen einer der Mehrzahl von Systemen, in dem der Offentypdefekt aufgetreten ist, stoppt, und die Zufuhr der Ströme an die Wicklungen eines normalen der Mehrzahl von Systemen, in welchen der Offentypdefekt nicht aufgetreten ist, fortsetzt.
Motorsteuervorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei, wenn das Fehlerbestimmungsmittel (31) feststellt, dass der Defekt ein Offentypdefekt ist, das Stromsteuermittel (23) die Zufuhr von Strömen an die Wicklungen des einen der Mehrzahl von Systemen stoppt, in denen der Offentypdefekt aufgetreten ist, indem entweder die Mehrzahl von Schaltelementen eines der Wechselrichter (21, 22) des einen der Mehrzahl von Systemen ausgeschaltet wird, in welchem der Offentypdefekt aufgetreten ist, oder die durch die Wicklungen des einen der Mehrzahl von Systemen, in denen der Offentypdefekt aufgetreten ist, fließenden Ströme auf Null gesteuert wird.
Motorsteuervorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei, wenn das Fehlerbestimmungsmittel (31) feststellt, dass der Defekt vom Überbrückungstypdefekt ist, das Stromsteuermittel (23) eine Anweisung zum Ausschalten zumindest von Schaltelementen entsprechend einer Phase gibt, in welcher der Überbrückungstypdefekt aufgetreten ist.
Motorsteuervorrichtung (10B) gemäß Anspruch 1, weiter umfassend Stromrelais (43, 44), die entweder zwischen der Stromquelle und den Wechselrichtern (21, 22) oder zwischen den Wicklungssätzen (15, 16) und den Wechselrichtern (21, 22) vorgesehen sind, wobei die Stromrelais (43, 44) individuell jeweils für die Mehrzahl von Systemen eingefügt sind, wobei das Stromsteuermittel (23) ein Stromrelais-Öffnungsmittel zum Durchführen einer Steuerung zum öffnen eines aus der Mehrzahl von Stromrelais (43, 44) enthält, das den Wicklungen des einen der Mehrzahl von Systemen entspricht, in dem der Defekt aufgetreten ist, in Reaktion auf die Detektion des Defektes durch das Fehlerbestimmungsmittel (31); und wenn der Defekt durch das Fehlerbestimmungsmittel (31) detektiert ist, das Stromrelais-Öffnungsmittel die Zufuhr von Strömen an die Wicklungen des einen aus der Mehrzahl von Systemen stoppt, in denen der Defekt aufgetreten ist, in dem eines aus der Mehrzahl der Stromrelais (43, 44) in einen offenen Zustand gebracht wird.
Motorsteuervorrichtung (10, 10B) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, wenn der Defekt durch das Fehlerbestimmungsmittel (31) detektiert wird, das Stromsteuermittel (23A) einen Stromwert des jeder der Wicklungen des normalen der Mehrzahl von Systemen zuzuführenden Stroms auf einen Wert größer als einen Stromwert während eines Normalbetriebs einstellt.
Motorsteuervorrichtung (10, 10B) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, wenn der Defekt durch das Fehlerbestimmungsmittel (31) detektiert wird, das Stromsteuermittel (23A) einen Stromwert des jeder der Wicklungen des normalen aus der Mehrzahl von Systemen zuzuführenden Stroms auf einen Wert gleich oder kleiner als einen Stromwert während eines Normalbetriebs einstellt.
Motorsteuervorrichtung (10, 10B) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei, wenn der Defekt durch das Fehlerbestimmungsmittel (31) detektiert ist, das Stromsteuermittel (23A) eine pulsierende Komponente dem jeder der Wicklungen des normalen aus der Mehrzahl von Systemen zuzuführenden Stroms hinzufügt.
Motorsteuervorrichtung (10, 19B) gemäß Anspruch 1, wobei: das Stromsteuermittel (23A) ein Defektfallnormalseitenstromsteuermittel (35) zum Ausgeben eines Defektfallspannungsbefehls, der für einen Fall des Auftretens des Defektes an einem der Wechselrichter (21, 22) geeignet ist, der den Wicklungen des normalen aus der Mehrzahl von Systemen entspricht, enthält; und wenn der Defekt durch das Fehlerbestimmungsmittel (31) detektiert wird, der Defektfallspannungsbefehl als der Spannungsbefehl an einem der Wechselrichter (21, 22) verwendet wird, der den Wicklungen des normalen aus der Mehrzahl von Systemen entspricht.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung, umfassend: eine Steuereinheit (12), die die Motorsteuervorrichtung (10, 10B) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 enthält; eine Stromquelle (4) zum Zuführen von Strom an die Steuereinheit (12); ein Lenkrad (2), das durch einen Fahrer eines Fahrzeugs zu bedienen ist; eine Lenksäule (3), die mit dem Lenkrad (2) gekoppelt ist; ein Drehmomentsensor (7) zum Detektieren eines aus dem Lenkrad (2) an der Lenksäule (3) angelegten Lenkdrehmoments (Ts); und einen mit der Lenksäule (3) verbundenen Motor (5) zum Erzeugen einer Unterstützungskraft zum Reduzieren des Lenkdrehmoments (Ts), wobei die Steuereinheit (12) einen Strom des Motors (5) so steuert, dass eine Soll-Unterstützungskraft basierend auf einem Detektionswert des Lenkdrehmoments (Ts) erzeugt wird; und wenn ein in einem Pfad von der Motorsteuervorrichtung (10, 10B) zum Motor (5) auftretender offener Defekt detektiert wird, die Steuereinheit (12) die Steuerung am Motor (5) fortsetzt.