DE102014114715A1

DE102014114715A1 - Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom

Info

Publication number: DE102014114715A1
Application number: DE201410114715
Authority: DE
Inventors: c/o DENSO CORPORATION Morino Seiji
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-10-22
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2015-04-23
Anticipated expiration: 2034-10-11
Also published as: JP5790733B2; JP2015080991A; US20150109020A1; US9581634B2; DE102014114715B4

Abstract

Eine Überwachungsvorrichtung (30) für einen Leistungsversorgungsstrom wird für eine Lasttreibvorrichtung (10) mit zwei Systemen, um eine Last (80) zu treiben, verwendet. Jedes System weist eine Treibschaltung (601, 602), die zu einer Batterie parallel geschaltet ist, und ein Relais (551, 552), das zwischen die Treibschaltung und einen Punkt (54), an dem eine Leistung der Batterie zwischen den Systemen geteilt wird, geschaltet ist, auf. Wenn ein Überstrom einmal bei einem System erfasst wird, wird ein sich wiederholendes Überwachungsverfahren durchgeführt. Das Überwachungsverfahren bestimmt durch Wiederholen eines Überwachungszyklus, ob der Überstrom auftritt. Der Überwachungszyklus schaltet das Relais eines Systems AUS und überwacht dann durch EIN-Schalten des Relais eines Systems, wenn eine vorbestimmte Zykluszeit (Tx) seit der Überstromerfassung verstrichen ist, Ströme. Das Überwachungsverfahren weist eine Maskierungsprozedur, um ein Überwachen des Stroms bei dem anderen System zu stoppen, auf. Die Maskierungsprozedur wird durchgeführt, nachdem das Relais eines Systems in jedem Überwachungszyklus AUS-geschaltet wurde.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom zum Überwachen einer Stärke eines Leistungsversorgungsstroms bei einer Treibschaltung, die eine elektrische Last treibt.
Bei einem Verfahren, das in der JP-A-2003-219675 offenbart ist, ist ein Leistungsversorgungsstromsensor auf einem Leistungsversorgungsweg von einer Batterie (das heißt einer Leistungsversorgung) zu einer Treibschaltung, die eine elektrische Last, wie zum Beispiel einen Motor, treibt, vorgesehen. Wenn eine Kurzschlussstörung in der Treibschaltung auftritt, erfasst der Leistungsversorgungsstromsensor eine Überstrombedingung, und ein Leistungsversorgungsrelais wird AUS-geschaltet, sodass der Leistungsversorgungsweg unterbrochen werden kann.
Wenn ein Leistungsversorgungsstromsensor verwendet wird, um eine Überstrombedingung zu erfassen, kann beispielsweise durch ein Rauschen oder einen Kurzschluss aufgrund eines vorübergehenden Schaltungskontakts ein Erfassungsfehler verursacht werden. Um einen solchen Erfassungsfehler zu eliminieren, kann ein sich wiederholendes Überwachungsverfahren durchgeführt werden. Bei dem sich wiederholenden Überwachungsversfahren wird ein Leistungsversorgungsrelais, nachdem eine Überstrombedingung einmal erfasst wurde, wiederholt EIN- und AUS-geschaltet, und wenn dann die Überstrombedingung eine vorbestimmte aufeinanderfolgende Zahl von Malen erfasst wird, wird schließlich bestimmt, dass eine Kurzschlussstörung aufgetreten ist. Für eine Treibschaltung mit einem System, das einen Wechselrichter hat, ist dieses sich wiederholende Überwachungsverfahren bei einem Eliminieren des Erfassungsfehlers wirksam, wodurch verhindert wird, dass ein unnötiger störungssicherer Betrieb Funktionen stoppt.
Bei einem elektrischen Servolenkungssystem für ein Fahrzeug sind beispielsweise mehrere System, von denen jedes eine Motortreibschaltung hat, auf eine redundante Art und Weise konfiguriert, um eine Zuverlässigkeit zu erhöhen. Im Allgemeinen ist eine Eingangsstufe einer Treibschaltung, wie zum Beispiel eines Wechselrichters, mit einem Kondensator versehen, um eine Eingangsspannung zu glätten. Bei einer Vorrichtung, bei der eine Treibschaltung von jedem von mehreren Systemen zu einer Leistungsversorgung parallel geschaltet ist, verbleibt ein Kondensator einer Eingangsstufe jeder Treibschaltung während eines normalen Betriebs geladen.
Es wird hier angenommen, dass ein Leistungsversorgungsrelais AUS-geschaltet wird, wenn bei einer Treibschaltung eines von zwei Systemen einmal eine Überstrombedingung erfasst wird. Auf das System, bei dem die Überstrombedingung einmal erfasst wird, wird manchmal im Folgenden als ein „temporär anormales System” Bezug genommen, während auf das andere System manchmal im Folgenden als das „normale System” Bezug genommen wird. Wenn die Treibschaltung des temporär anormalen Systems tatsächlich kurzgeschlossen ist, wird der Kondensator der Eingangsstufe des temporär anormalen Systems entladen. Aus diesem Grund fließen, wenn das Leistungsversorgungsrelais bei dem sich wiederholenden Überwachungsverfahren wieder EIN-geschaltet wird, Ladungen, die in dem Kondensator der Eingangsstufe des normalen Systems gespeichert sind, als ein Einschaltstoßstrom in das temporär anormale System. Selbst wenn daher die Kurzschlussstörung behoben wird, sodass das temporär anormale System zu normal zurückkehrt, bestimmt das sich wiederholende Überwachungsverfahren fehlerhaft, dass das temporär anormale System aufgrund des Einschaltstoßstroms in einer Überstrombedingung verbleibt. Das heißt, der Einschaltstoßstrom wird fehlerhaft als ein übermäßiger Leistungsversorgungsstrom erfasst.
Bei dem normalen System fließt ferner, wenn das Leistungsversorgungsrelais nach der fehlerhaften Bestimmung AUS-geschaltet wird, dass das temporär anormale System in einer Überstrombedingung verbleibt, ein Sekundäreinschaltstoßstrom von der Leistungsversorgung zu dem Kondensator der Eingangsstufe. Aufgrund dieses Sekundäreinschaltstoßstroms kann fehlerhaft bestimmt werden, dass das normale System in einer Überstrombedingung ist. Bei einer Vorrichtung mit mehreren Systemen, von denen jedes eine Treibschaltung hat, ist es daher schwierig, durch das sich wiederholende Überwachungsverfahren schließlich zu bestimmen, dass das temporär anormale System in einer Überstrombedingung ist.
Angesichts des Vorhergehenden besteht eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung darin, eine Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom zu schaffen, die fähig ist, durch Durchführen eines sich wiederholenden Überwachungsverfahrens schließlich zu bestimmen, dass das temporär anormale System in einer Überstrombedingung ist, während ein Erfassungsfehler, der durch einen Einschaltstoßstrom, der von einem normalen System in das temporär anormale System fließt, verursacht wird, verhindert wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom für eine Lasttreibvorrichtung verwendet, die eine Batterie und zwei Systeme aufweist, die konfiguriert sind, um zusammen zu arbeiten, um eine Last zu treiben. Jedes System weist eine Treibschaltung, einen Eingangskondensator und ein Leistungsversorgungsrelais auf. Die Treibschaltung ist zu der Batterie parallel geschaltet. Der Eingangskondensator ist zwischen die Batterie und die Treibschaltung geschaltet. Das Leistungsversorgungsrelais ist zwischen die Treibschaltung und einen Leistungsverzweigungspunkt, an dem eine Leistung der Batterie zwischen den Systemen geteilt wird, geschaltet, um einen Leistungsversorgungsweg von der Batterie zu der Treibschaltung zu öffnen und zu schließen. Die Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom überwacht eine Stärke eines Leistungsversorgungsstroms, der durch das Leistungsversorgungsrelais zu der Treibschaltung bei jedem System fließt. Es sei bemerkt, dass der Leistungsversorgungsstrom nicht nur einen Strom, mit dem die Treibschaltung von der Batterie versorgt wird, sondern ferner einen Strom, der von einem System über den Leistungsverzweigungspunkt in das andere System fließt, aufweist.
Die Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom weist einen Störungsbestimmer und eine Leistungsversorgungsrelaissteuerung auf. Der Störungsbestimmer bestimmt basierend auf einer Spannung über einem Stromdetektor, durch den der Leistungsversorgungsstrom fließt, ob eine Kurzschlussstörung auftritt. Die Kurzschlussstörung ist als eine Störung definiert, die auftritt, wenn eine Seite eines hohen Potenzials und eine Seite eines niedrigen Potenzials der Treibschaltung kurzgeschlossen sind. Die Leistungsversorgungsrelaissteuerung öffnet und schließt das Leistungsversorgungsrelais.
Wenn der Störungsbestimmer erfasst, dass der Leistungsversorgungsstrom einmal eine vorbestimmte erste Schwelle bei einem der Systeme überschreitet, wird ein sich wiederholendes Überwachungsverfahren durchgeführt. Das eine der Systeme ist als ein temporär anormales System definiert, für das eine Möglichkeit besteht, dass die Kurzschlussstörung darin aufgetreten ist, und das andere der Systeme ist als ein normales System definiert, für das keine Möglichkeit besteht, dass die Kurzschlussstörung darin aufgetreten ist. Das sich wiederholende Überwachungsverfahren bestimmt, dass die Kurzschlussstörung tatsächlich bei dem temporär anormalen System aufgetreten ist, wenn durch Wiederholden eines Überwachungszyklus eine vorbestimmte Zahl von Malen eine vorbestimmte Bedingung erfüllt wird. Bei dem Überwachungszyklus wird das Leistungsversorgungsrelais des temporär anormalen Systems AUS-geschaltet, und dann wird die Stärke des Leistungsversorgungsstroms, wenn eine vorbestimmte Zykluszeit von einer Startzeit verstreicht, durch EIN-Schalten des Leistungsversorgungsrelais des temporär anormalen Systems überwacht. Die Startzeit ist eine Zeit, zu der der Leistungsversorgungsstrom die erste Schwelle überschreitet.
Der Leistungsversorgungsstrom, der in dem Überwachungszyklus zu überwachen ist, wenn das Leistungsversorgungsrelais des temporär anormalen Systems EIN-geschaltet wird, enthält einen Kondensatoreinschaltstoßstrom und einen Batteriekurzschlussstrom. Der Kondensatoreinschaltstoßstrom ist ein Strom, der von dem Eingangskondensator des normalen Systems in das temporär anormale System fließt. Der Batteriekurzschlussstrom ist ein Strom, der von der Batterie in das temporär anormale System fließt, wenn sich die Kurzschlussstörung bei dem temporär anormalen System fortsetzt.
Das sich wiederholende Überwachungsverfahren weist eine Maskierungsprozedur, um das Überwachen der Stärke des Leistungsversorgungsstroms bei dem normalen System zu stoppen, auf. Die Maskierungsprozedur wird mindestens für eine vorbestimmte Zeitdauer, nachdem das Leistungsversorgungsrelais des temporär anormalen Systems in jedem Überwachungszyklus AUS-geschaltet wurde, durchgeführt.
Der Überwachungszyklus kann beispielsweise eine Überstromzeit akkumulieren, während der der Leistungsversorgungsstrom über der ersten Schwelle verbleibt, nachdem das Leistungsversorgungsrelais EIN-geschaltet wurde. In diesem Fall wird, wenn die Überstromzeit eine vorbestimmte zweite Schwelle erreicht, das Leistungsversorgungsrelais AUS-geschaltet und gleichzeitig die Maskierungsprozedur gestartet. Die Maskierungsprozedur wird dann abgeschlossen, wenn eine vorbestimmte Überwachungszeit von der Startzeit verstrichen ist. Die Überwachungszeit ist kleiner als die Zykluszeit.
Bei dem sich wiederholenden Überwachungsverfahren wird, wenn das Leistungsversorgungsrelais des temporär anormalen Systems AUS-geschaltet wird, ein Kondensatoreinschaltstoßstrom von dem Eingangskondensator des normalen Systems entladen. Wenn dann das Leistungsversorgungsrelais des temporär anormalen Systems nach einer Erfassung AUS-geschaltet wird, dass der Leistungsversorgungsstrom bei dem temporär anormalen System übermäßig ist, fließt ein Sekundäreinschaltstoßstrom von der Batterie in den Eingangskondensator des normalen Systems. Aufgrund dieses Sekundäreinschaltstoßstroms kann der Leistungsversorgungsstrom bei dem normalen System fehlerhaft als übermäßig erfasst werden. Um einen solchen Erfassungsfehler zu verhindern, wird die Maskierungsprozedur durchgeführt, um ein Überwachen des Leistungsversorgungsstroms bei dem normalen System mindestens für eine vorbestimmte Zeitdauer zu stoppen, nachdem das Leistungsversorgungsrelais des temporär anormalen Systems in jedem Überwachungszyklus AUS-geschaltet wurde.
Die vorhergehenden und andere Ziele, Charakteristiken und Vorteile der vorliegenden Offenbarung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vorgenommen ist, offensichtlicher. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm einer Motortreibvorrichtung, die eine Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung aufweist;
2 ein schematisches Diagramm der Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom;
3 ein Diagramm zum Erläutern eines Stroms, der fließt, wenn bei einem System eine Kurzschlussstörung auftritt;
4A–4C Kurvenverläufe eines Leistungsversorgungsstroms, der durch ein Leistungsversorgungsrelais eines temporär anormalen Systems fließt;
5A ein schematisches Diagramm eines Schaltungsmodells, das verwendet wird, um einen theoretischen Kurvenverlauf eines Kondensatoreinschaltstoßstroms zu erhalten, und 5B ein Diagramm des theoretischen Kurvenverlaufs des Kondensatoreinschaltstoßstroms;
6A ein schematisches Diagramm eines Schaltungsmodells, das verwendet wird, um einen theoretischen Kurvenverlauf eines Batteriekurzschlussstroms zu erhalten, und 6B ein Diagramm des theoretischen Kurvenverlaufs des Batteriekurzschlussstroms;
7 ein Zeitdiagramm eines sich wiederholenden Überwachungsverfahrens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das beobachtet wird, wenn sich eine Kurzschlussstörung, die bei einem System aufgetreten ist, fortsetzt;
8 ein Zeitdiagramm des sich wiederholenden Überwachungsverfahrens, das beobachtet wird, wenn eine Kurzschlussstörung, die bei einem System aufgetreten ist, behoben ist;
9 ein Zeitdiagramm des sich wiederholenden Überwachungsverfahrens, das beobachtet wird, wenn bei der Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom ein Rauschen auftritt;
10 ein Flussdiagramm des sich wiederholenden Überwachungsverfahrens; und
11 ein Zeitdiagramm eines sich wiederholenden Überwachungsverfahrens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, das beobachtet wird, wenn sich eine Kurzschlussstörung, die bei einem System aufgetreten ist, fortsetzt.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung sind im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Bei den Ausführungsbeispielen wird eine Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom gemäß der vorliegenden Offenbarung bei einer Motortreibvorrichtung für ein elektrisches Servolenkungssystem für ein Fahrzeug verwendet.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Eine Motortreibvorrichtung 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1–10 beschrieben. Eine Gesamtstruktur der Motortreibvorrichtung 10 ist zuerst unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
(Systemstruktur)
Wie in 1 gezeigt ist, weist die Motortreibvorrichtung 10 einen Mikrocomputer 20, eine Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom, eine Batterie 47 und einen Leistungswandler 50 auf. Der Leistungswandler 50 hat einen Wechselrichter 601 eines ersten Systems und einen Wechselrichter 602 eines zweiten Systems, um eine redundante Konfiguration vorzusehen. Sowohl der Wechselrichter 601 des ersten Systems als auch der Wechselrichter 602 des zweiten Systems entsprechen einer Treibschaltung, die in den Ansprüchen zitiert ist. Die Motortreibvorrichtung 10 treibt einen Motor 80 als eine elektrische Last. Die Motortreibvorrichtung 10 entspricht einer Lasttreibvorrichtung, die in den Ansprüchen zitiert ist. Die Motortreibvorrichtung 10 wird insbesondere für ein elektrisches Servolenkungssystem verwendet, das einem Fahrer durch Vergrößern einer Lenkkraft eines Lenkrads 91 dabei hilft, ein Fahrzeug zu steuern.
Die Motortreibvorrichtung 10 steuert und treibt den Motor 80 basierend auf Signalen, die ein Lenkdrehmomentsignal und ein Drehungswinkelsignal aufweisen. Das Lenkdrehmomentsignal wird von einem Drehmomentsensor 94 in den Mikrocomputer 20 eingegeben. Das Drehungswinkelsignal wird von einem Drehungswinkelsensor 85 in den Mikrocomputer 20 eingegeben. Der Motor 80 gibt dementsprechend ein Lenkunterstützungsdrehmoment, das die Lenkkraft des Fahrers des Lenkrads 91 vergrößert, aus. Das Lenkunterstützungsdrehmoment wird durch ein Reduktionsgetriebe (nicht gezeigt) zu einer Lenkwelle 92 übertragen.
Der Motor 80 ist beispielsweise ein bürstenloser Dreiphasen-Wechselstrommotor und weist zwei Dreiphasen-Wicklungssätze auf: einen Wicklungssatz 801 des ersten Systems und einen Wicklungssatz 802 des zweiten Systems. Der Leistungswandler 50 hat den Wechselrichter 601 des ersten Systems für den Wicklungssatz 801 des ersten Systems und den Wechselrichter 602 des zweiten Systems für den Wicklungssatz 802 des zweiten Systems. Der Motor 80 wird durch eine elektrische Leistung, die durch die Wechselrichter 601 und 602 ausgegeben wird, getrieben. Selbst wenn einer der Wechselrichter 601 und 602 versagt, kann der andere der Wechselrichter 601 und 602 den Motor 80 weiter treiben. Auf diese Weise haben sowohl der Leistungswandler 50 als auch der Motor 80 ein erstes und ein zweites System, die auf eine redundante Art und Weise konfiguriert sind, um eine Zuverlässigkeit der Motortreibvorrichtung 10 zu verbessern.
In der folgenden Beschreibung sind grundsätzlich Komponenten des ersten Systems dreiziffrige Nummern, die mit „1” enden, gegeben, und Komponenten des zweiten Systems sind dreiziffrige Nummern, die mit „2” enden, gegeben, sodass die Komponenten des ersten Systems von den Komponenten des zweiten Systems unterschieden werden können.
Die Batterie 47 ist eine Speicherungsvorrichtung einer elektrischen Energie, die fähig ist, eine Gleichstromleistung zu speichern und mit derselben zu versorgen. Beispiele der Batterie 47 können einen elektrischen Doppelschichtkondensator, eine Sekundärzelle, wie zum Beispiel eine Lithiumionen-Sekundärzelle, etc. aufweisen. Die Gleichstromleistung der Batterie 47 wird bei einem Leistungsverzweigungspunkt 54 auf der positiven Seite der Batterie 47 zwischen dem ersten System und dem zweiten System geteilt.
Bei dem Leistungswandler 50 ist eine Eingangsseite des Wechselrichters 601 mit einem Leistungsversorgungsrelais 551, einem Nebenschlusswiderstand 571 und einem Eingangskondensator 581 versehen, und eine Eingangsseite des Wechselrichters 602 ist mit einem Leistungsversorgungsrelais 552, einem Nebenschlusswiderstand 572 und einem Eingangskondensator 582 versehen. Das Leistungsversorgungsrelais 551, der Nebenschlusswiderstand 571 und der Eingangskondensator 581 sind hinsichtlich der Spezifikation und eines elektrischen Verhaltens identisch zu dem Leistungsversorgungsrelais 552, dem Nebenschlusswiderstand 572 bzw. dem Eingangskondensator 582.
Das Leistungsversorgungsrelais 551 ist zwischen den Leistungsverzweigungspunkt 54 und den Wechselrichter 601 geschaltet, um den Wechselrichter 601 mit einem Leistungsversorgungsweg zu verbinden und von demselben zu trennen. Das Leistungsversorgungsrelais 552 ist zwischen den Leistungsverzweigungspunkt 54 und den Wechselrichter 602 geschaltet, um den Wechselrichter 602 mit dem Leistungsversorgungsweg zu verbinden und von demselben zu trennen.
Der Nebenschlusswiderstand 571 ist mit dem Leistungsversorgungsrelais 551 in Reihe geschaltet, und die Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom misst basierend auf einer Spannung über dem Nebenschlusswiderstand 571 einen Leistungsversorgungsstrom, der durch das Leistungsversorgungsrelais 551 fließt. Der Nebenschlusswiderstand 572 ist mit dem Leistungsversorgungsrelais 552 in Reihe geschaltet, und die Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom misst basierend auf einer Spannung über dem Nebenschlusswiderstand 572 den Leistungsversorgungsstrom, der durch das Leistungsversorgungsrelais 552 fließt. Der Leistungsversorgungsstrom hat einen positiven Wert, wenn derselbe in einer Richtung von der Batterie 47 zu den Wechselrichtern 601 und 602 fließt. Wie es später beschrieben ist, überwacht die Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom die Stärke des Leistungsversorgungsstroms, der für jedes System den positiven Wert hat. Die Nebenschlusswiderstände 571 und 572 entsprechen Stromdetektoren, die in den Ansprüchen zitiert sind.
Der Eingangskondensator 581 ist zwischen eine Seite eines hohen Potenzials und eine Seite eines niedrigen Potenzials des Wechselrichters 601 geschaltet, um Ladungen zu speichern, eine Leistungsversorgung des Wechselrichters 601 zu unterstützen und eine Welligkeit zu glätten. Der Eingangskondensator 582 ist zwischen eine Seite eines hohen Potenzials und eine Seite eines niedrigen Potenzials des Wechselrichters 602 geschaltet, um Ladungen zu speichern, eine Leistungsversorgung des Wechselrichters 602 zu unterstützen und eine Welligkeit zu glätten.
Die Wechselrichter 601 und 602 wandeln eine Gleichstromleistung der Batterie 47 in eine Dreiphasen-Wechselstromleistung und versorgen die Wicklungssätze 801 und 802 jeweils mit der Wechselstromleistung.
Der Mikrocomputer 20 berechnet basierend auf Eingangssignalen, die das Lenkdrehmomentsignal und das Drehungswinkelsignal aufweisen, Steuerwerte, die sich auf ein Steuern und Treiben des Motors 80 beziehen.
Die Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom führt ein sich wiederholendes Überwachungsverfahren durch, wie es später beschrieben ist, und weist einen Störungsbestimmer 311 und einen Leistungsversorgungsrelaisvortreiber 391 für das erste System und einen Störungsbestimmer 312 und einen Leistungsversorgungsrelaisvortreiber 392 für das zweite System auf. Jeder der Störungsbestimmer 311 und 312 entspricht einem Störungsbestimmer, der in den Ansprüchen zitiert ist. Jeder der Leistungsversorgungsrelaisvortreiber 391 und 392 entspricht einer Leistungsversorgungsrelaissteuerung, die in den Ansprüchen zitiert ist.
Der Störungsbestimmer 311 erfasst basierend auf der Spannung über dem Nebenschlusswiderstand 571 den Leistungsversorgungsstrom und bestimmt, ob das erste System unter einer Kurzschlussstörung leidet, die auftritt, wenn die Seite eines hohen Potenzials und die Seite eines niedrigen Potenzials des Wechselrichters 601 kurzgeschlossen sind. Der Störungsbestimmer 312 erfasst basierend auf der Spannung über dem Nebenschlusswiderstand 572 den Leistungsversorgungsstrom und bestimmt, ob das zweite System unter einer Kurzschlussstörung leidet, die auftritt, wenn die Seite eines hohen Potenzials und die Seite eines niedrigen Potenzials des Wechselrichters 602 kurzgeschlossen sind. Die Seite eines hohen Potenzials jedes Wechselrichters 601 und 602 ist mit einem positiven Anschluss der Batterie 47 verbunden, und die Seite eines niedrigen Potenzials jedes Wechselrichters 601 und 602 ist mit einem negativen Anschluss der Batterie 47 verbunden. Wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die „Kurzschlussstörung” als eine Störung definiert, die auftritt, wenn die Seite eines hohen Potenzials und die Seite eines niedrigen Potenzials der Treibschaltung kurzgeschlossen sind, und bedeutet keine Störung, die beispielsweise auftritt, wenn Phasen des Dreiphasen-Wicklungssatzes kurzgeschlossen sind.
Der Leistungsversorgungsrelaisvortreiber 391 schließt basierend auf Befehlen von dem Störungsbestimmer 311 und dem Mikrocomputer 20 das Leistungsversorgungsrelais 551 und öffnet dasselbe. Der Leistungsversorgungsrelaisvortreiber 392 schließt basierend auf Befehlen von dem Störungsbestimmer 312 und dem Mikrocomputer 20 das Leistungsversorgungsrelais 552 und öffnet dasselbe. Die Leistungsversorgungsrelaisvortreiber 391 und 392 tauschen ferner Signale aus, die sich auf eine Maskierungsprozedur beziehen. Die Maskierungsprozedur ist später beschrieben.
Eine detaillierte Struktur der Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom ist als Nächstes unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Wie der Leistungswandler 50 hat die Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom erste und zweite Systeme, die auf eine redundante Art und Weise konfiguriert sind, um eine Zuverlässigkeit der Motortreibvorrichtung 10 zu verbessern. Da das erste System und das zweite System der Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom auf die gleiche Art und Weise strukturiert sind, ist als ein Beispiel eine Struktur des ersten Systems beschrieben.
Wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, weist die Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom den Störungsbestimmer 311 und den Leistungsversorgungsrelaisvortreiber 391 auf. Der Störungsbestimmer 311 bestimmt, ob die Kurzschlussstörung bei dem Wechselrichter 601 auftritt. Der Leistungsversorgungsrelaisvortreiber 391 öffnet und schließt das Leistungsversorgungsrelais 551.
Der Störungsbestimmer 311 weist einen Spannungsverstärker 321, einen Vergleicher 331 und ein NICHT-UND-Gatter 341, einen Zähler 351 einer akkumulierten Zeit, einen Überstrombestimmer 361 und einen Diagnosesignalgenerator 371 auf.
Die Spannung über dem Nebenschlusswiderstand 571 als eine Erfassungsspannung wird durch den Spannungsverstärker 321 verstärkt und dann in den Vergleicher 331 eingegeben. Der Vergleicher 331 vergleicht die verstärkte Erfassungsspannung mit einer vorbestimmten Bezugsspannung. Wenn die Erfassungsspannung weniger als die Bezugsspannung ist, gibt der Vergleicher 331 ein niedriges Signal aus, und wenn die Erfassungsspannung nicht weniger als die Bezugsspannung ist, gibt der Vergleicher 331 ein hohes Signal aus.
Das NICHT-UND-Gatter 341 führt eine NICHT-UND-Operation zwischen dem Ausgangssignal des Vergleichers 331 und einem Taktsignal durch und gibt ein Signal, das das Resultat der NICHT-UND-Operation angibt, zu dem Zähler 351 einer akkumulierten Zeit aus.
Der Überstrombestimmer 361 bestimmt, ob eine akkumulierte Zeit, die durch den Zähler 351 einer akkumulierten Zeit gezählt wird, eine vorbestimmte Schwellenzeit erreicht. Wenn bestimmt wird, dass die akkumulierte Zeit die Schwellenzeit erreicht, gibt der Überstrombestimmer 361 ein Überstromerfassungssignal aus.
Der Diagnosesignalgenerator 371 erzeugt basierend auf einem Resultat der Bestimmung durch den Überstrombestimmer 361 ein Diagnosesignal und gibt das Diagnosesignal zu dem Mikrocomputer 20 aus.
Um das Leistungsversorgungsrelais 551 zu schließen und zu öffnen, führt ein UND-Gatter 381 des ersten Systems eine logische UND-Operation an drei Eingaben durch: dem Befehl von dem Mikrocomputer 20, dem Überstromerfassungssignal von dem Überstrombestimmer 361 und einem Signal, das angibt, dass das zweite System außerhalb einer vorbestimmten Überwachungszeit Tw ist, die später beschrieben ist. Ähnlicherweise führt ein UND-Gatter 382 des zweiten Systems, um das Leistungsversorgungsrelais 552 zu öffnen und zu schließen, eine logische UND-Operation an drei Eingaben durch: dem Befehl von dem Mikrocomputer 20, dem Überstromerfassungssignal von einem Überstrombestimmer 362 und einem Signal, das angibt, dass das erste System außerhalb der Überwachungszeit Tw ist. Auf diese Weise führt die Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom basierend darauf die Maskierungsprozedur für eines der ersten und zweiten Systeme durch, ob das andere der ersten und zweiten Systeme innerhalb der Überwachungszeit Tw ist.
Der Leistungsversorgungsrelaisvortreiber 391 überträgt basierend auf einem Ausgangssignal von dem UND-Gatter 381 ein Schaltsignal zu einem Tor des Leistungsversorgungsrelais 551, und der Leistungsversorgungsrelaisvortreiber 392 überträgt basierend auf einem Ausgangssignal von dem UND-Gatter 382 ein Schaltsignal zu einem Tor des Leistungsversorgungsrelais 552.
Als Nächstes sind eine detaillierte Struktur des Leistungswandlers 50 und ein Strom, der in dem Leistungswandler 50 fließt, wenn die Kurzschlussstörung in einem von dem ersten System oder dem zweiten System auftritt, unter Bezugnahme auf 3 und 4A bis 4C beschrieben.
Wie in 3 gezeigt ist, hat der Leistungswandler 50 einen Verbindungspunkt 51 eines positiven Anschlusses, der mit einem positiven Draht, der sich von dem positiven Anschluss der Batterie 47 erstreckt, verbunden ist, und einen Verbindungspunkt 59 eines negativen Anschlusses, der mit einem negativen Draht, der sich von dem negativen Anschluss der Batterie 47 erstreckt, verbunden ist. Sowohl der positive als auch der negative Draht haben einen Drahtwiderstand 48 und eine Drahtinduktivität 49.
Der Leistungswandler 50 hat auf einer Eingangsseite, die zu dem Verbindungspunkt 51 des positiven Anschlusses führt, einen Kondensator 52 und eine Spule 53. Der Kondensator 52 und die Spule 53 bilden ein Rauschfilter. Der Leistungsverzweigungspunkt 54, bei dem die Gleichstromleistung der Batterie 47 zwischen dem ersten System und dem zweiten System geteilt wird, ist durch einen Anschluss der Spule 53 auf einer fernen Seite von der Batterie 47 vorgesehen. Das erste System, das auf einer linken Seite von 3 gezeigt ist, weist das Leistungsversorgungsrelais 551, den Nebenschlusswiderstand 571, den Eingangskondensator 581 und den Wechselrichter 601 auf. Das zweite System, das auf einer rechten Seite von 3 gezeigt ist, weist das Leistungsversorgungsrelais 552, den Nebenschlusswiderstand 572, den Eingangskondensator 582 und den Wechselrichter 602 auf.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat jedes der Leistungsversorgungsrelais 551 und 552 ein Schaltelement, und jeder der Wechselrichter 601 und 602 hat sechs Schaltelemente, die in eine Brückenkonfiguration geschaltet sind. Die Schaltelemente des Wechselrichters 601 werden gemäß den Schaltsignalen, die in die Gates derselben von dem Leistungsversorgungsrelaisvortreiber 391 eingegeben werden, EIN- und AUS-geschaltet, sodass jede Phase des Dreiphasen-Wicklungssatzes 801 der Reihe nach erregt werden kann. Die Schaltelemente des Wechselrichters 602 werden gemäß den Schaltsignalen, die in die Gates derselben von dem Leistungsversorgungsrelaisvortreiber 392 eingegeben werden, EIN- und AUS-geschaltet, sodass jede Phase des Dreiphasen-Wicklungssatzes 802 der Reihe nach erregt werden kann. Diese Schaltelemente können beispielsweise Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET; MOSFET = metal-oxide semiconductor field-effect transistor) sein. Da eine Struktur eines Dreiphasen-Wechselrichters gut bekannt ist, ist eine detaillierte Erläuterung der Strukturen der Wechselrichter 601 und 602 weggelassen.
Es ist hier angenommen, dass die Kurzschlussstörung bei dem Leistungswandler 50 aufgrund der Tatsache auftritt, dass die Seite eines hohen Potenzials und die Seite eines niedrigen Potenzials des Wechselrichters 601 des ersten Systems kurzgeschlossen sind. 3 zeigt schematisch die Kurzschlussstörung unter Verwendung eines imaginären Schalters SC. Es kann davon ausgegangen werden, dass eine Situation, in der der imaginäre Schalter SC EIN ist, äquivalent zu einer Situation ist, in der die Kurzschlussstörung auftritt.
In der folgenden Beschreibung wird manchmal basierend auf der Situation, die in 3 gezeigt ist, auf das erste System, bei dem die Kurzschlussstörung auftritt, manchmal als das „anormale System” Bezug genommen, und auf das zweite System wird manchmal als das „normale System” Bezug genommen.
Wenn die Kurzschlussstörung bei dem Wechselrichter 601 des ersten Systems auftritt, fließt ein Batteriekurzschlussstrom Ib von der Batterie 47 durch das Leistungsversorgungsrelais 551 des ersten Systems, wie es durch einen durchgezogenen Pfeil angegeben ist. Ladungen, die in dem Eingangskondensator 582 des zweiten Systems gespeichert sind, fließen ferner als ein Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic durch das Leistungsversorgungsrelais 551 des ersten Systems, wie es durch einen gestrichelten Pfeil angegeben ist. Der Batteriekurzschlussstrom Ib und der Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic werden dementsprechend gemeinsam als der „Leistungsversorgungsstrom” des ersten Systems erfasst.
Wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, fließt bei dem Leistungswandler 50, bei dem die Wechselrichter 601 und 601 der zwei Systeme zu der Batterie 47 parallel geschaltet sind, wenn die Kurzschlussstörung bei einem System auftritt, mittels des Leistungsverzweigungspunkts 54 der Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic von dem normalen System in das anormale System. Dieses Phänomen ist für eine Struktur mit Wechselrichtern mehrerer Systeme einzigartig und kann bei einer Struktur mit einem Wechselrichter eines einzelnen Systems nicht erwartet werden.
Wenn allgemein ein Leistungsversorgungsstromsensor verwendet wird, um einen übermäßigen Leistungsversorgungsstrom zu erfassen, kann beispielsweise durch ein Rauschen oder einen Kurzschluss aufgrund eines vorübergehend Schaltungskontakts ein Erfassungsfehler verursacht werden. Um einen solchen Erfassungsfehler zu eliminieren, kann ein sich wiederholendes Überwachungsverfahren durchgeführt werden. Bei dem sich wiederholenden Überwachungsverfahren wird ein Leistungsversorgungsrelais, nachdem der übermäßige Leistungsversorgungsstrom einmal erfasst wurde, wiederholt EIN- und AUS-geschaltet, und wenn der übermäßige Leistungsversorgungsstrom eine vorbestimmte aufeinanderfolgende Zahl von Malen erfasst wurde, wird bestimmt, dass eine Kurzschlussstörung aufgetreten ist. Für eine Treibschaltung mit einem Wechselrichter eines einzelnen Systems ist dieses sich wiederholende Überwachungsverfahren beim Eliminieren des Erfassungsfehlers wirksam, wodurch verhindert wird, dass ein unnötiger störungssicherer Betrieb Funktionen stoppt.
Bei einer Vorrichtung mit zwei Systemen, wobei jedes eine Treibschaltung hat, ist es jedoch schwierig, das sich wiederholende Überwachungsverfahren aufgrund des im Vorhergehenden beschriebenen Kondensatoreinschaltstoßstroms Ic adäquat durchzuführen. Um einen Grund dafür zu erläutern, sind unter Bezugnahme auf 4A–4C Änderungen des Kondensatoreinschaltstoßstroms Ic und des Batteriekurzschlussstroms Ib mit der Zeit bei dem sich wiederholenden Überwachungsverfahren beschrieben. Bei dem sich wiederholenden Überwachungsverfahren wird ein System, bei dem ein übermäßiger Leistungsversorgungsstrom einmal erfasst wird, als das „temporär anormale System” betrachtet, und der Leistungsversorgungsstrom wird durch wiederholtes EIN und AUS-schalten eines Leistungsversorgungsrelais überwacht. Das sich wiederholende Überwachungsverfahren bestimmt somit, ob der übermäßige Leistungsversorgungsstrom aufgrund einer Kurzschlussstörung, die tatsächlich bei einem Wechselrichter des temporär anormalen Systems auftritt, oder aufgrund von anderen Faktoren, wie zum Beispiel einem Rauschen, einem vorübergehend Kontakt etc., erfasst wird.
4A zeigt einen Kurvenverlauf eines Leistungsversorgungsstroms, der bei einem Experiment, das durch den Erfinder ausgeführt wurde, erhalten wird. 4B zeigt schematisch einen Leistungsversorgungsstrom I des temporär anormalen Systems. 4C zeigt schematisch einen Leistungsversorgungsstrom J des normalen Systems. 4A–4C basieren auf einer Situation, in der bei dem temporär anormalen System die Kurzschlussstörung tatsächlich auftritt.
Bei dem temporär anormalen System erscheint, wenn das Leistungsversorgungsrelais 551 zu der Zeit t0 EIN-geschaltet wird, sodass eine Kurzschlussbedingung auftritt, eine Spitze des Kurzschlusseinschaltstoßstroms zuerst, und anschließend erscheint eine Spitze des Batteriekurzschlussstroms. Wenn dann der Leistungsversorgungsstrom eine vorbestimmte Schwelle Vth überschreitet, wird erfasst, dass der Leistungsversorgungsstrom übermäßig ist.
Wie es vorausgehend beschrieben ist, wird bei der Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom die Spannung über jedem der Nebenschlusswiderstände 571 und 572 als die Erfassungsspannung verstärkt und dann mit der Bezugsspannung verglichen. Das heißt, der Leistungsversorgungsstrom wird tatsächlich nicht direkt mit einer Stromschwelle verglichen. Es ist jedoch eine allgemeine Kenntnis, dass eine Spannung und ein Strom ineinander umgewandelt werden können. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird daher der Ausdruck „wenn der Leistungsversorgungsstrom die Schwelle Vth überschreitet” verwendet.
Wie in 4B gezeigt ist, verbleibt bei dem temporär anormalen System der Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic während einer Zeitdauer von der Zeit t1 zu einer Zeit t2 über der Schwelle Vth, und der Batteriekurzschlussstrom Ib verbleibt während einer Zeitdauer von einer Zeit t3 zu einer Zeit t5 über der Schwelle Vth. Auf die Zeitdauer, während der der Leistungsversorgungsstrom über der Schwelle Vth verbleibt, ist im Folgenden als die „Überstromzeit” Bezug genommen. Genauer gesagt ist auf die Zeitdauer von der Zeit t1 zu der der Zeit t2, während der der Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic über der Schwelle Vth verbleibt, im Folgenden als die „erste Überstromzeit Tc” Bezug genommen, und auf die Zeitdauer von der Zeit t3 zu der Zeit t5, während der der Batteriekurzschlussstrom Ib über der Schwelle Vth verbleibt, ist im Folgenden als die „zweite Überstromzeit Tb” Bezug genommen. Auf die Zeit t1, zu der der Leistungsversorgungsstrom die Schwelle Vth zum ersten Mal überschreitet, ist ferner im Folgenden als die „Startzeit t1” Bezug genommen. Die akkumulierte Zeit wird von der Startzeit t1 gezählt.
Bei dem temporär anormalen System wird das Leistungsversorgungsrelais 551 zu einer Zeit t4 zwischen der Zeit t3 und der Zeit t5 als ein störungssicherer Betrieb AUS-geschaltet.
Wie in 4C gezeigt ist, tritt im Gegensatz dazu bei dem normalen System ein Kondensatorentladungsstrom Jc, der einen negativen Wert hat, zu einer Zeit t0 als eine Umkehrung des Kondensatoreinschaltstoßstroms Ic auf. Wenn ferner das Leistungsversorgungsrelais 551 des temporär anormalen Systems zu der Zeit t4, wie im Vorhergehenden beschrieben ist, AUS-geschaltet wird, erhöht sich eine Anschlussspannung des Leistungsverzweigungspunkts 54 um eine Energie, die in der Drahtinduktivität 49 und der Spule 53 gespeichert ist. Ein Strom Jbc, der einen positiven Wert hat, fließt dementsprechend von der Batterie 47 in den Eingangskondensator 582. Auf den Strom Jbc ist im Folgenden als der „Sekundäreinschaltstoßstrom” Bezug genommen.
Ein Grundprinzip für den Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic ist als Nächstes unter Bezugnahme auf 5A und 5B beschrieben, und ein Grundprinzip für den Batteriekurzschlussstrom Ib ist unter Bezugnahme auf 6A und 6B beschrieben.
Wie in 5A gezeigt ist, sind bei einer hier angenommenen Schaltung ein Widerstand, der einen Widerstand R hat, und eine Spule, die eine Induktivität L hat, mit einem Kondensator, der eine Kapazität C hat und auf eine Gleichstromspannung E0 aufgeladen ist, in Reihe geschaltet. Wenn sich die Schaltung durch Schließen eines Schalters, wie es durch einen Pfeil in 5A angegeben ist, von einem offenen Zustand zu einem geschlossenen Zustand ändert, wird ein Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic(t), der durch die folgenden Formeln (1.1.), (1.2) und (1.3) angegeben ist, von dem Kondensator entladen.
Wie in 5B gezeigt ist, ist ein Kurvenverlauf des Kondensatoreinschaltstoßstroms Ic(t) derart, dass, wenn eine Zeit t gleich 0 ist, der Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic gleich 0 ist, wenn die Zeit t gleich tp ist, der Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic ein positives Extremum hat, und wenn die Zeit t größer als tp ist, der Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic gegen 0 konvergiert.
Wie in 6A gezeigt ist, sind als Nächstes bei einer hier angenommenen Schaltung ein Widerstand, der einen Widerstand R hat, und eine Spule, die eine Induktivität L hat, mit einer Batterie einer Gleichstromspannung E0 in Reihe geschaltet. Basierend auf der in 6A gezeigten Schaltung ist ein Batteriekurzschlussstrom Ib(c) durch die folgende Formel (2) angegeben.
Wie in 6B gezeigt ist, hat der Batteriekurzschlussstrom Ib(t) einen Kurvenverlauf einer Sprungantwort eines Systems erster Ordnung.
In der Praxis erscheint ein kombinierter Kurvenverlauf des Batteriekurzschlussstroms Ib(t) und des Kondensatoreinschaltstoßstroms Ic(t) bei den Wechselrichtern 601 und 602.
Aufgrund eines solchen Verhaltens des Leistungsversorgungsstroms, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, tritt bei dem sich wiederholenden Überwachungsverfahren das folgende Phänomen auf.
Es wird zuerst angenommen, dass das temporär anormale System, nachdem das Leistungsversorgungsrelais 551 einmal AUS-geschaltet wurde, zu normal zurückkehrt. Selbst wenn das Leistungsversorgungsrelais 551 unter dieser Bedingung wieder EIN-geschaltet wird, fließt der Batteriekurzschlussstrom Ib nicht. Da jedoch der Eingangskondensator 581 des temporär anormalen Systems entladen wurde, als das Leistungsversorgungsrelais 551 bei dem vorausgehenden Zyklus EIN-geschaltet war, fließt der Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic von dem Eingangskondensator 582 des normalen Systems, wenn das Leistungsversorgungsrelais 551 wieder EIN-geschaltet wird. Aufgrund dieses Kondensatoreinschaltstroms Ic wird der Leistungsversorgungsstrom bei dem temporär anormalen System fehlerhaft als übermäßig erfasst. Als ein Resultat wird, obwohl das temporär anormale System zu normal zurückkehrt, bestimmt, dass die Kurzschlussstörung bei dem temporär anormalen System auftritt. Es ist daher sinnlos, das sich wiederholende Überwachungsverfahren durchzuführen.
Bei dem normalen System wird ferner der Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic von dem Eingangskondensator 582 entladen, wenn das Leistungsversorgungsrelais 551 des temporär anormalen Systems AUS-geschaltet wird. Wenn dann das Leistungsversorgungsrelais 551 des temporär anormalen Systems nach einer Erfassung AUS-geschaltet wird, dass der Leistungsversorgungsversorgungsstrom übermäßig ist, fließt der Sekundäreinschaltstoßstrom Jbc von der Batterie 47 in den Eingangskondensator 582 des normalen Systems. Aufgrund dieses sekundären Einschaltstoßstroms Jbc kann der Leistungsversorgungsstrom bei dem normalen System fehlerhaft als übermäßig erfasst werden.
Aus den im Vorhergehenden beschriebenen Gründen ist es bei einer Vorrichtung mit mehreren Systemen, von denen jedes im Gegensatz zu einer Vorrichtung mit einem System, das eine Treibschaltung hat, eine Treibschaltung hat, schwierig, das sich wiederholende Überwachungsverfahren adäquat durchzuführen. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Erfassungsfehler, der durch den Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic verursacht wird, der von dem Eingangskondensator 582 des normalen Systems in das temporär anormale System fließt, wenn das Leistungsversorgungsrelais 551 AUS-geschaltet ist, verhindert, wie es im Folgenden beschrieben ist.
Ein sich wiederholendes Überwachungsverfahren, das durch die Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung durchgeführt wird, ist im Folgenden unter Bezugnahme auf 7, 8, 9 und 10 beschrieben.
7 stellt Zeitdiagramme eines ersten Falls dar, bei dem die Kurzschlussstörung bei dem temporär anormalen System auftritt und sich fortsetzt. 7 zeigt charakteristische Werte in einem ersten Überwachungszyklus, in einem zweiten Überwachungszyklus und in einem Nten Überwachungszyklus des sich wiederholenden Überwachungsverfahrens, wenn eine vorbestimmte Zahl von Malen, mit der das sich wiederholende Überwachungsverfahren durchzuführen ist, auf N eingestellt ist, wobei N eine ganze Zahl ist, die nicht weniger als drei ist (das heißt, N ≥ 3). Charakteristische Werte in jedem von dritten bis „N-1-ten” Überwachungszyklen des sich wiederholenden Überwachungsverfahrens sind gleich jenen bei dem zweiten Überwachungszyklus.
(a), (b), (c), (d), (g) und (h) von 7 zeigen charakteristische Werte, sic sich auf das temporär anormale System beziehen.
(a) von 7 entspricht 4B und zeigt den Leistungsversorgungsstrom bei dem temporär anormalen System. Wie in (a) von 7 gezeigt ist, erscheinen die Kurvenverläufe des Kondensatoreinschaltstoßstroms Ic und des Batteriekurzschlussstroms Ib in jedem Überwachungszyklus.
(b) von 7 zeigt das Ausgangssignal des Vergleichers 331. Das Ausgangssignal des Vergleichers 331 ist während einer Zeitdauer, während der der Leistungsversorgungsstrom, der in (a) von 7 gezeigt ist, über der Schwelle Vth verbleibt, hoch.
(c) von 7 zeigt die akkumulierte Zeit, die durch den Zähler 351 der akkumulierten Zeit gezählt wird. Die erste Überstromzeit Tc wird akkumuliert, während der Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic nach der Startzeit t1 fließt. Eine Überstrombestimmungsschwelle Tj ist auf einen Wert, der größer als die erste Überstromzeit Tc und kleiner als die Summe der ersten Überstromzeit Tc und der zweiten Überstromzeit Tb ist, eingestellt. Eine Spielraumdauer Ta ist auf einen Wert eingestellt, der durch Subtrahieren der ersten Überstromzeit Tc von der Überstrombestimmungsschwelle Tj erhalten wird. Das heißt, die erste Überstromzeit Tc, die zweite Überstromzeit Tb, die Überstrombestimmungsschwelle Tj und die Spielraumdauer Ta besitzen Beziehungen, die durch die folgenden Formeln (3.1), (3.2) und (3.3) gegeben sind. Tc < Tj < Tc + Tb (3.1) Tc + Ta = Tj (3.2) Ta < Tb (3.3)
Die Spielraumdauer Ta ist ein Spielraum zu der Überstrombestimmungsschwelle Tj zu der Zeit, zu der die erste Überstromzeit Tc akkumuliert wird. Der Zähler 351 einer akkumulierten Zeit erreicht mit anderen Worten die Überstrombestimmungsschwelle Tj, wenn die Spielraumdauer Ta nach einem Akkumulieren der ersten Überstromzeit Tc akkumuliert wird. Der Zähler 351 der akkumulierten Zeit wird auf einen Anfangswert (zum Beispiel null) neu eingestellt, wenn eine vorbestimmte Überwachungszeit Tw (zum Beispiel 1 ms) von der Startzeit t1 verstrichen ist.
(d) von 7 zeigt einen EIN- und AUS-Zustand des Leistungsversorgungsrelais 551 des temporär anormalen Systems. Das Leistungsversorgungsrelais 551 wird AUS-geschaltet, wenn der Zähler 251 der akkumulierten Zeit die Überstrombestimmungsschwelle Tj erreicht. Dann wird das Leistungsversorgungsrelais 551 wieder EIN-geschaltet, wenn eine vorbestimmte Zykluszeit Tx (zum Beispiel 5 ms) von der Startzeit t1 unter einer Bedingung verstreicht, dass die Zahl von Malen, mit der das sich wiederholende Überwachungsverfahren durchgeführt wurde, weniger als die vorbestimmte Zahl N ist. Ein nächster Überwachungszyklus startet somit zu einer Zeit t0, zu der das Leistungsversorgungsrelais 551 wieder EIN-geschaltet wurde.
Genau genommen ist die Zykluszeit Tx eine Zeit von einer ersten Zeit t0, zu der das Leistungsversorgungsrelais 551 zuerst EIN-geschaltet wird, bis zu einer zweiten Zeit t0, zu der das Leistungsversorgungsrelais 551 wieder EIN-geschaltet wird. Eine Zeit von der ersten Zeit t0 zu der Startzeit t1, zu der der Leistungsversorgungsstrom die Schwelle Vth überschreitet, ist jedoch sehr klein und vernachlässigbar. Einer Einfachheit wegen ist daher auf die Zeit von der Startzeit t1 zu der zweiten Zeit t0, zu der das Leistungsversorgungsrelais 551 wieder EIN-geschaltet wird, sodass der nächste Überwachungszyklus starten kann, im Folgenden als die „Zykluszeit Tx” Bezug genommen.
(g) und (h) von 7 zeigen Diagnosesignale, die durch die Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom zu dem Mikrocomputer 20 ausgegeben werden. (g) von 7 zeigt genauer gesagt ein temporäres Diagnosesignal, das ausgegeben wird, wenn das Leistungsversorgungsrelais 551 in jedem Überwachungszyklus AUS-geschaltet wird, und (h) von 7 zeigt ein Enddiagnosesignal, das ausgegeben wird, wenn das temporäre Diagnosesignal eine vorbestimmte aufeinanderfolgende Zahl N von Malen ausgegeben wurde. Wenn das temporäre Diagnosesignal oder das Enddiagnosesignal empfangen wird, führt der Mikrocomputer 20 einen vorbestimmten störungshandhabenden Betrieb für das temporär anormale System von einem störungssicheren Standpunkt durch.
(e) und (f) von 7 zeigen charakteristische Werte, die sich auf das normale System beziehen.
(e) von 7 zeigt eine Maskierungszeit, während der eine Maskierungsprozedur, um ein Überwachen des Leistungsversorgungsstroms bei dem normalen System zu stoppen, durchgeführt wird. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Maskierungszeit von dem Zeitpunkt, zu dem das Leistungsversorgungsrelais 551 AUS-geschaltet wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Überwachungszeit Tw in jedem Überwachungszyklus verstrichen ist. Es sei bemerkt, dass die Überwachungszeit Tw auf kleiner als die Zykluszeit Tx eingestellt ist.
(f) von 7 entspricht 4C und zeigt den Leistungsversorgungsstrom bei dem normalen System. Die Überwachungszeit Tw ist eingestellt, sodass eine Dauer, während der der Sekundäreinschaltstoßstrom Jbc erscheint, in der Maskierungszeit umfasst sein kann.
Die vorhergehenden Dinge für 7 gelten auch für 8 und 9.
In dem ersten Überwachungszyklus erreicht, wenn der Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic und der Batteriekurzschlussstrom Ib in dem temporär anormalen System fließen, der Zähler 351 der akkumulierten Zeit durch Akkumulieren der ersten Überstromzeit Tc und der Spielraumzeit Ta die Überstrombestimmungsschwelle Tj. Dann wird das Leistungsversorgungsrelais 551 AUS-geschaltet, das temporäre Diagnosesignal wird ausgegeben, und die Maskierungsprozedur wird gestartet.
Wenn dann die Überwachungszeit Tw nach der Startzeit t1 verstrichen ist, wird der Zähler 351 der akkumulierten Zeit neu eingestellt, und die Maskierungsprozedur wird abgeschlossen. Wenn dann die Zykluszeit Tx von der Startzeit t1 verstrichen ist, wird das Leistungsversorgungsrelais 551 wieder AUS-geschaltet, sodass der zweite Überwachungszyklus gestartet werden kann.
Wenn sich die Kurzschussstörung fortsetzt, wird das gleiche Verhalten wie bei dem ersten Überwachungszyklus bei jedem der zweiten bis „N-1”-ten Überwachungszyklen wiederholt. Wenn dann das Leistungsversorgungsrelais 551 in dem Nten Überwachungszyklus AUS-geschaltet wird, das heißt, wenn das Leistungsversorgungsrelais 551 das Nte Mal insgesamt AUS-geschaltet wird, wird das Enddiagnosesignal zusätzlich zu dem Nten temporären Diagnosesignal zu dem Mikrocomputer 20 übertragen. Es wird somit schließlich bestimmt, dass die Kurzschlussstörung bei dem temporär anormalen System auftritt.
8 stellt Zeitdiagram eines zweiten Falls dar, bei dem die Kurzschlussstörung in dem temporär anormalen System temporär auftritt, und das temporär anormale System dann zu normal zurückkehrt. Der erste Überwachungszyklus, der zum ersten Mal durchgeführt wird, nachdem die Kurzschlussstörung in dem temporär anormalen System aufgetreten ist, ist zwischen dem ersten Fall, der in 7 gezeigt ist, und dem zweiten Fall, der in 8 gezeigt ist, gleich.
Wie in (a) von 8 gezeigt ist, fließt jedoch, wenn das temporär anormale System zu normal zurückkehrt, nachdem die Überwachungszeit Tw zum ersten Mal verstrichen ist, obwohl der Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic in dem temporär anormalen System in dem zweiten Überwachungszyklus fließt, der Batteriekurzschlussstrom Ib nicht.
Dementsprechend akkumuliert der Zähler 351 der akkumulierten Zeit lediglich die erste Überstromzeit Tc. Wie in (c) von 8 gezeigt ist, verstreicht daher, bevor der Zähler 351 der akkumulierten Zeit die Überstrombestimmungsschwelle Tj erreicht, die Überwachungszeit Tw, sodass der Zähler 351 der akkumulierten Zeit neu eingestellt wird. Das Leistungsversorgungsrelais 551, das in dem zweiten Überwachungszyklus EIN-geschaltet wird, verbleibt daher EIN. Das sich wiederholende Überwachungsverfahren für das temporär anormale System wird somit automatisch beendet, wenn die Überwachungszeit Tw verstrichen ist. Bei dem normalen System tritt der Sekundäreinschaltstoßstrom Jbc von der Batterie 47 nicht auf, da das Leistungsversorgungsrelais 551 EIN verbleibt.
9 stellt Zeitdiagramme eines dritten Falls dar, bei dem die Kurzschlussstörung tatsächlich in keinem System auftritt, jedoch ein Rauschen oder eine Störung in eines der Systeme eintritt. Es ist hier angenommen, dass das Rauschen bei dem ersten System erfasst wird. Einer Bequemlichkeit wegen ist auf das erste System, bei dem das Rauschen erfasst wird, im Folgenden als das „temporär anormale System” Bezug genommen.
Wie in (a) und (f) von 9 gezeigt ist, tritt bei keinem System tatsächlich ein Kurzschlussstrom auf. Wie in (b) von 9 gezeigt ist, erscheint jedoch ein Pulsrauschen von ein paar μs in dem Ausgangssignal des Vergleichers 331. In diesem Fall, wie es in (c) von 9 gezeigt ist, startet der Zähler 351 der akkumulierten Zeit damit, als Antwort auf einen ersten Puls des Rauschens die Zeit zu akkumulieren. Da jedoch die Breite des Pulses sehr klein ist, wird dementsprechend die Zeit, die durch den Zähler 351 der akkumulierten Zeit akkumuliert wird, entsprechend sehr klein. Bevor der Zähler 351 der akkumulierten Zeit daher die Überstrombestimmungsschwelle Tj erreicht, verstreicht die Überwachungszeit Tw, sodass der Zähler 351 der akkumulierten Zeit neu eingestellt wird.
Auf diese Weise ist es möglich, adäquat zu verhindern, dass das Rauschen den Erfassungsfehler verursacht.
10 ist ein Flussdiagramm des sich wiederholenden Überwachungsverfahrens, das den Zeitdiagrammen, die in 7 und 8 gezeigt sind, entspricht.
Das sich wiederholende Überwachungsverfahren startet bei S11, bei dem bestimmt wird, ob der Leistungsversorgungsstrom bei dem temporär anormalen System übermäßig ist. Es sei bemerkt, dass bei S11 des ersten Überwachungszyklus des sich wiederholenden Überwachungsverfahrens bestimmt wird, ob der Leistungsversorgungsstrom in einem System übermäßig ist, und das System, in dem der übermäßige Leistungsversorgungsstrom fließt, wird als das „temporär anormale System” betrachtet. Wenn dann das sich wiederholende Überwachungsverfahren zu S11 von S18 zurückkehrt, sodass der nächste Überwachungszyklus starten kann, wird bei S11 bestimmt, ob der Leistungsversorgungsstrom bei dem temporär anormalen System übermäßig verbleibt.
Wenn der Leistungsversorgungsstrom bei dem temporär anormalen System übermäßig ist, was JA bei S11 entspricht, schreitet das sich wiederholende Überwachungsverfahren zu S12 fort, bei dem damit gestartet wird, die Überstromzeit von der Startzeit t1 zu akkumulieren, zu der der Leistungsversorgungsstrom die Schwelle Vth überschreitet. Wenn sich die Kurzschlussstörung danach fortsetzt, fließen der Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic und der Batteriekurzschlussstrom Ib in dem temporär anormalen System (siehe 7). Wenn im Gegensatz dazu das temporär anormale System danach zu normal zurückkehrt, fließt der Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic, der Batteriekurzschlussstrom Ib fließt jedoch nicht (siehe 8).
Das sich wiederholende Überwachungsverfahren schreitet dann zu S13 fort, bei dem bestimmt wird, ob die akkumulierte Zeit die Überstrombestimmungsschwelle Tj erreicht. Wenn die erste Überstromzeit Tc, die durch den Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic verursacht wird, und die Spielraumzeit Ta aus der zweiten Überstromzeit Tb, die durch den Batteriekurzschlussstrom Ib verursacht wird, akkumuliert werden, sodass die akkumulierte Zeit die Überstrombestimmungsschwelle Tj erreichen kann, wird bestimmt, dass die akkumulierte Zeit die Überstrombestimmungsschwelle Tj erreicht, was JA bei S13 entspricht, und das sich wiederholende Überwachungsverfahren schreitet zu S14 fort. Bei S14 wird das Leistungsversorgungsrelais 551 AUS-geschaltet, und eine Relais-AUS-Zahl, die die Zahl von Malen ist, die das Leistungsversorgungsrelais 551 AUS-geschaltet wurde, wird um eins inkrementiert. Bei S14 überträgt die Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom das temporäre Diagnosesignal zu dem Mikrocomputer 20 (siehe 8).
Wenn sich im Gegensatz dazu die erste Überstromzeit Tc und die Spielraumzeit Ta nicht akkumulieren, sodass die akkumulierte Zeit die Überstrombestimmungsschwelle Tj nicht erreichen kann, bevor die Überwachungszeit Tw von der Startzeit t1 verstrichen ist, wird nicht bestimmt, dass die akkumulierte Zeit die Überstrombestimmungsschwelle Tj erreicht, was NEIN bei S13 entspricht, und das sich wiederholende Überwachungsverfahren schreitet zu S20 fort. Bei S20 wird der Zähler der akkumulierten Zeit neu eingestellt, und das sich wiederholende Überwachungsverfahren wird beendet (siehe 8).
Bei S15 anschließend an S14 wird bestimmt, ob die Relais-AUS-Zahl die vorbestimmte Zahl N erreicht, die die Zahl von Malen ist, mit der das sich wiederholende Überwachungsverfahren durchzuführen ist. Wenn die Relais-AUS-Zahl nicht die Zahl N erreicht, was NEIN bei S15 entspricht, schreitet das sich wiederholende Überwachungsverfahren zu S16 fort, bei dem die Maskierungsprozedur für das normale System zu der gleichen Zeit gestartet wird, zu der das Leistungsversorgungsrelais AUS-geschaltet wird. Das sich wiederholende Überwachungsverfahren schreitet dann zu S17 fort, bei dem der Zähler der akkumulierten Zeit neu eingestellt wird, und die Maskierungsprozedur wird abgeschlossen, wenn die Überwachungszeit Tw von der Startzeit t1 verstreicht. Das sich wiederholende Überwachungsverfahren schreitet dann zu S18 fort, bei dem das Leistungsversorgungsrelais EIN-geschaltet wird, wenn die Zykluszeit Tx von der Startzeit t1 verstrichen ist. Nach S11 kehrt das sich wiederholende Überwachungsverfahren zu S11 zurück, sodass das nächste Überwachungsverfahren gestartet werden kann (siehe 7).
Wenn im Gegensatz dazu die Relais-AUS-Zahl die Zahl N erreicht, was JA bei S15 entspricht, schreitet das sich wiederholende Überwachungsverfahren zu S19 fort, bei dem schließlich bestimmt wird, dass bei dem temporär anormalen System die Kurzschlussstörung auftritt, und die Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom überträgt das Enddiagnosesignal zu dem Mikrocomputer 20. Nach S19 wird das sich wiederholende Überwachungsverfahren beendet.
Zusammenfassend kann die Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung die folgenden Vorteile (I)–(IV) haben.
(I) Bei dem sich wiederholenden Überwachungsverfahren für das temporär anormale System bestimmt die Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom nicht abschließend, dass die Kurzschlussstörung bei dem temporär anormalen System auftritt, bis der Überwachungszyklus, in dem die akkumulierte Zeit der Überstromzeit die Bestimmungsschwelle Tj erreicht, die vorbestimmte aufeinanderfolgende Zahl N von Malen wiederholt wird, nachdem das Leistungsversorgungsrelais 551 EIN-geschaltet wurde. Die Überstrombestimmungsschwelle Tj ist größer als die erste Überstromzeit Tc, die durch den Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic verursacht wird, und kleiner als die Summe der ersten Überstromzeit Tc und der zweiten Überstromzeit Tb, die durch den Batteriekurzschlussstrom Id verursacht wird. Bei einem solchen Lösungsansatz kann basierend darauf, ob der Batteriekurzschlussstrom Ib fließt oder nicht, ohne Berücksichtigung des Kondensatoreinschaltstroms Ic, bestimmt werden, ob die Kurzschlussstörung auftritt oder nicht.
(II) Bei dem sich wiederholenden Überwachungsverfahren für das temporär anormale System führt ferner die Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom die Maskierungsprozedur durch, um ein Überwachen des Leistungsversorgungsstroms bei dem normalen System zu stoppen. Die Maskierungsprozedur wird mindestens für eine vorbestimmte Zeitdauer durchgeführt, nachdem das Leistungsversorgungsrelais des temporär anormalen Systems in jedem Überwachungszyklus AUS-geschaltet wurde. Bei einem solchen Lösungsansatz ist es möglich, zu verhindern, dass der Leistungsversorgungsstrom bei dem normalen System aufgrund des Sekundäreinschaltstoßstroms Jbc fehlerhaft bestimmt wird.
(III) Bei jedem Überwachungszyklus des sich wiederholenden Überwachungsverfahrens wird ferner, wenn die akkumulierte Zeit der Überstromzeit die Bestimmungsschwelle Tj erreicht, nachdem das Leistungsversorgungsrelais 551 EIN-geschaltet wurde, die Maskierungsprozedur zu der gleichen Zeit gestartet, zu der das Leistungsversorgungsrelais 551 AUS-geschaltet wird. Die Maskierungsprozedur wird dann abgeschlossen, wenn die Überwachungszeit Tw von der Startzeit t1 verstrichen ist. Auf diese Weise kann ein Risiko, dass die Kurzschlussstörung, die bei dem normalen System während der Maskierungsprozedur auftritt, nicht erfasst wird, minimiert werden, da eine Zeitdauer, während der die Maskierungsprozedur durchgeführt wird, minimiert ist.
(IV) Die Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird bei der Motortreibvorrichtung 10 für ein elektrisches Servolenkungssystem für ein Fahrzeug verwendet. Um eine Zuverlässigkeit eines elektrischen Servolenkungssystems zu erhöhen, ist es allgemein vorzuziehen, dass eine Moortreibvorrichtung für ein elektrisches Servolenkungssystem zwei Systeme, wobei jedes derselben eine Treibschaltung ist, hat, die auf eine redundante Art und Weise konfiguriert sind. Die Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom kann daher wirkungsvoll ihre Wirkungen entfalten, insbesondere, wenn dieselbe bei der Motortreibvorrichtung 10 verwendet wird.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein sich wiederholendes Überwachungsverfahren, das durch eine Überwachungsvorrichtung 30 für einen Leistungsversorgungsstrom gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung durchgeführt wird, ist im Folgenden unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. 11 entspricht 7 und ist mit den gleichen Symbolen, wie sie in 7 verwendet werden, dargestellt.
Wie in (e) von 11 gezeigt ist, wird gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Maskierungsprozedur für das normale System von der Startzeit t1, zu der der Leistungsversorgungsstrom die Schwelle Vth das erste Mal überschreitet, bis zu dem Ende der Überwachungszeit Tw in dem letzten (das heißt dem Nten) Überwachungszyklus des sich wiederholenden Überwachungsverfahrens kontinuierlich durchgeführt. Das heißt, die Maskierungsprozedur wird kontinuierlich durchgeführt, ohne in jedem Überwachungszyklus gestoppt zu werden. Eine Maskierungsdauer, während der die Maskierungsprozedur durchgeführt wird, des zweiten Ausführungsbeispiels weist somit die ganze Maskierungsdauer des ersten Ausführungsbeispiels auf.
Wenn eine Dauer von der Zeit t0, zu der das Leistungsversorgungsrelais EIN-geschaltet wird, bis zu der Startzeit t1 in jedem Überwachungszyklus ignoriert wird, kann eine Maskierungsdauer des zweiten Ausführungsbeispiels wie folgt angegeben werden: Pm ≈ Tx × (N – 1) + Tw. Prozeduren außer der Maskierungsprozedur werden auf eine gleiche Art und Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt. Ob die Kurzschlussstörung bei dem temporär anormalen System auftritt oder nicht, wird beispielsweise basierend auf der akkumulierten Zeit bestimmt.
Wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, wird gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Markierungsprozedur zu der Startzeit t1, zu der der Leistungsversorgungsstrom die Schwelle Vth das erste Mal überschreitet, gestartet. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann alternativ die Maskierungsprozedur gestartet werden, wenn das Leistungsversorgungsrelais in dem ersten Überwachungszyklus AUS-geschaltet wird.
Die Vorteile (I), (II) und (IV) des ersten Ausführungsbeispiels können mit dem zweiten Ausführungsbeispiel erhalten werden.
(Modifikation)
Obwohl die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel beschrieben ist, versteht es sich von selbst, dass die Offenbarung nicht auf das Ausführungsbeispiel begrenzt ist. Die vorliegende Offenbarung soll innerhalb des Geistes und Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken.
Der Stromdetektor, der eine Spannung erzeugt, basierend auf der der Leistungsversorgungsstrom erfasst wird, ist nicht auf die Nebenschlusswiderstände 571 und 572 begrenzt, umfasst jedoch andere Elemente, die vorbestimmte Widerstände haben. Wie in der JP-A-2013-183462 beispielsweise beschrieben ist, können, um zu verhindern, dass Ströme zu den Wechselrichtern 601 und 602 durch parasitäre Dioden der Leistungsversorgungsrelais 551 und 552 fließen, wenn die Batterie 47 mit umgekehrter Polarität angeschlossen wird, zusätzliche Leistungsversorgungsrelais, die parasitäre Dioden entgegengesetzt in der Richtung zu jenen der Leistungsversorgungsrelais 551 und 552 haben, in Reihe geschaltet sein. Bei dieser Konfiguration kann das zusätzliche Leistungsversorgungsrelais als der Stromdetektor verwendet werden.
Bei den Ausführungsbeispielen ist die Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom gemäß der vorliegenden Offenbarung auf zwei Wechselrichter 601 und 602 angewendet, um zusammen zu arbeiten, um einen bürstenlosen Dreiphasen-Wechselstrommotor zu treiben. Die Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom gemäß der vorliegenden Offenbarung kann alternativ auf zwei H-Brücken-Schaltungen angewendet werden, die konfiguriert sind, um zusammen zu arbeiten, um einen Gleichstrommotor zu treiben. Diese Motoren sind nicht auf einen Lenkunterstützungsmotor eines elektrischen Servolenkungssystems begrenzt. Die Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auf jeden Typ von Treibschaltungen angewendet sein, die konfiguriert sind, um zusammen zu arbeiten, um neben einem Motor eine elektrische Last zu treiben, solange eine Eingangsstufe jeder Treibschaltung mit einem Kondensator versehen ist.
Die Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ferner auf eine Lasttreibvorrichtung mit drei oder mehr Systemen angewendet werden, von denen jedes eine Treibschaltung hat, die zu einer Leistungsversorgung parallel geschaltet ist. In diesem Fall kann die vorliegende Offenbarung angewendet werden, indem man davon ausgeht, dass eines der Systeme das temporär anormale System ist, und das andere der Systeme das normale System ist. Bei jedem normalen System tritt der Kondensatorentladungsstrom Jc, der einen negativen Wert hat, auf, wenn das Leistungsversorgungsrelais des temporär anormalen Systems EIN-geschaltet wird. Ein Erfassungsfehler, der durch den Kondensatoreinschaltstoßstrom Ic von jedem normalen System verursacht wird, kann auf die gleiche Art und Weise verhindert werden, wie es bei den Ausführungsbeispielen offenbart ist.
Es versteht sich von selbst, dass solche Änderungen und Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2003-219675 A [0002]
JP 2013-183462 A [0119]

Claims

Überwachungsvorrichtung (30) für einen Leistungsversorgungsstrom für eine Lasttreibvorrichtung (10), wobei die Lasttreibvorrichtung eine Batterie (47) und zwei Systeme, die konfiguriert sind, um zusammen zu arbeiten, um eine Last (80) zu treiben, aufweist, wobei jedes System eine Treibschaltung (601, 602), die zu der Batterie parallel geschaltet ist, einen Eingangskondensator (581, 582), der zwischen die Batterie und die Treibschaltung geschaltet ist, und ein Leistungsversorgungsrelais (551, 552), das zwischen die Treibschaltung und einen Leistungsverzweigungspunkt (54), an dem eine Leistung der Batterie zwischen den Systemen geteilt wird, geschaltet ist, aufweist, um einen Leistungsversorgungsweg von der Batterie zu der Treibschaltung zu öffnen und zu schließen, wobei die Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom konfiguriert ist, um eine Stärke eines Leistungsversorgungsstroms zu überwachen, der durch das Leistungsversorgungsrelais zu der Treibschaltung bei jedem System fließt, wobei die Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom folgende Merkmale aufweist: einen Störungsbestimmer (311, 322), der basierend auf einer Spannung über einem Stromdetektor (571, 572), durch den der Leistungsversorgungsstrom fließt, bestimmt, ob eine Kurzschlussstörung auftritt, wobei die Kurzschlussstörung als eine Störung definiert ist, die auftritt, wenn eine Seite eines hohen Potenzials und eine Seite eines niedrigen Potenzials der Treibschaltung kurzgeschlossen sind, und eine Leistungsversorgungsrelaissteuerung (391, 392), die das Leistungsversorgungsrelais öffnet und schließt, wobei, wenn der Störungsbestimmer erfasst, dass der Leistungsversorgungsstrom einmal eine vorbestimmte erste Schwelle (Vth) bei einem der Systeme überschreitet, ein sich wiederholendes Überwachungsverfahren durchgeführt wird, wobei das eine der Systeme als ein temporär anormales System definiert ist, für das eine Möglichkeit besteht, dass die Kurzschlussstörung darin aufgetreten ist, und das andere der Systeme als ein normales System definiert ist, für das keine Möglichkeit besteht, dass die Kurzschlussstörung darin aufgetreten ist, das sich wiederholende Überwachungsverfahren bestimmt, dass die Kurzschlussstörung tatsächlich bei dem temporär anormalen System aufgetreten ist, wenn durch Wiederholen eines Überwachungszyklus eine vorbestimmte Zahl von Malen eine vorbestimmte Bedingung erfüllt wird, der Überwachungszyklus das Leistungsversorgungsrelais des temporär anormalen Systems AUS-schaltet und dann die Stärke des Leistungsversorgungsstroms, wenn eine vorbestimmte Zykluszeit (Tx) von einer Startzeit (t1) verstrichen ist, durch EIN-schalten des Leistungsversorgungsrelais des temporär anormalen Systems überwacht, wobei die Startzeit eine Zeit ist, zu der der Leistungsversorgungsstrom die erste Schwelle überschreitet, das sich wiederholende Überwachungsverfahren eine Maskierungsprozedur aufweist, um das Überwachen der Stärke des Leistungsversorgungsstroms bei dem normalen System zu stoppen, und die Maskierungsprozedur mindestens eine vorbestimmte Zeitdauer durchgeführt wird, nachdem das Leistungsversorgungsrelais des temporär anormalen Systems in jedem Überwachungszyklus AUS-geschaltet wurde.
Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom nach Anspruch 1, bei der der Überwachungszyklus eine Überstromzeit akkumuliert, während der der Leistungsversorgungsstrom über der ersten Schwelle verbleibt, nachdem das Leistungsversorgungsrelais EIN-geschaltet wurde, wenn die Überstromzeit eine vorbestimmte zweite Schwelle (Tj) erreicht, das Leistungsversorgungsrelais AUS-geschaltet wird und gleichzeitig die Maskierungsprozedur gestartet wird, die Maskierungsprozedur abgeschlossen wird, wenn eine vorbestimmte Überwachungszeit (Tw) von der Startzeit verstrichen ist, und die Überwachungszeit kleiner als die Zykluszeit ist.
Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Treibschaltung, die Eingangskapazität, das Leistungsversorgungsrelais und der Stromdetektor eines Systems hinsichtlich der Spezifikation und des elektrischen Verhaltens zu der Treibschaltung, der Eingangskapazität, dem Leistungsversorgungsrelais und dem Stromdetektor des anderen Systems identisch sind.
Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Treibschaltung ein Wechselrichter, der konfiguriert ist, um einen Wechselstrommotor zu treiben, oder eine H-Brücken-Schaltung, die konfiguriert ist, um einen Gleichstrommotor zu treiben, ist.
Überwachungsvorrichtung für einen Leistungsversorgungsstrom nach Anspruch 4, bei der ein elektrisches Servolenkungssystem eines Fahrzeugs den Wechselstrommotor oder den Gleichstrommotor aufweist und ein Lenkunterstützungsdrehmoment ausgibt, das eine Lenkkraft eines Fahrers eines Lenkrads des Fahrzeugs vergrößert.