DE102015220043A1

DE102015220043A1 - Steuervorrichtung für eine drehende elektrische Maschine, und elektrische Servolenkungsvorrichtung, bei der diese verwendet wird

Info

Publication number: DE102015220043A1
Application number: DE102015220043.4A
Authority: DE
Inventors: Takashi Suzuki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2015-10-15
Publication date: 2016-04-21
Also published as: CN105523077A; JP2016082750A; CN105523077B; US20160111988A1; JP6237565B2; US9550520B2

Abstract

Eine Steuervorrichtung (1) für eine drehende elektrische Maschine zum Steuern einer drehenden elektrischen Maschine (10) mit einer Wicklungsgruppe (110, 210) mit Wicklungen (111–113, 211–213) für mehrere Phasen umfasst: einen Wechselrichter (120, 220) mit oberen und unteren Zweigelementen (121–126, 221–226), die an eine Hochpotentialseite bzw. Tiefpotentialseite angeschlossen sind, und der eine elektrische Energie der drehenden elektrischen Maschine umwandelt; eine Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsvorrichtung (140, 240), die eine Anschlussklemmenspannung jeder Phase erfasst; einen Widerstand (151–153, 251–253), der jede Phase und eine positive Seite einer Stromzufuhr (5) verbindet; und eine Steuervorrichtung (80) mit einer Signalerzeugungsvorrichtung (83), die ein Steuersignal für die oberen und unteren Zweigelemente erzeugt, und einer Fehlfunktions-Erfassungsvorrichtung (84), die eine Fehlfunktion auf Grundlage einer Summe der Anschlussklemmenspannung in allen Phasen erfasst, wenn alle Steuersignale einen AUS-Befehl darstellen und eine Drehzahl der drehenden elektrischen Maschine niedriger ist als ein vorbestimmter Drehzahlschwellenwert.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für eine drehende elektrische Maschine und auf eine elektrische Servolenkungsvorrichtung, bei der diese verwendet wird.
Eine Fehlfunktions-Erfassungsvorrichtung wird dazu verwendet, eine Fehlfunktion eines Wechselrichters zu erkennen. So ist zum Beispiel in der JP 2006-81327-A (entsprechend der US 2006/0056206 ) eine Fehlfunktions-Erfassungsvorrichtung für einen Wechselrichter beschrieben, die eine Fehlfunktion eines Wechselrichters auf der Grundlage einer Summe von Anschlussklemmenspannungen von jeweiligen Phasen bestimmt, während der Wechselrichter mittels einer PWM-(Pulsbreitenmodulations-)-Steuerung angesteuert wird.
In der vorstehend erwähnten JP 2006-81327-A ist jedoch weder beschrieben noch angedeutet, auf welche Art und Weise eine Fehlfunktionserfassung durchgeführt wird, wenn ein Motor nicht angetrieben wird. Darüber hinaus kann es bei einem Motor, der zum Beispiel bei einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung angewendet wird, der Fall sein, dass sich dieser Motor möglicherweise schon dreht, bevor er im Ansprechen auf eine durch einen Fahrer erfolgende Betätigung eines Lenkrads angesteuert wird. Wenn eine drehende elektrische Maschine durch eine äußere Kraft in Bewegung versetzt wird, kann die dem Wechselrichter zugehörige Fehlfunktions-Erfassungsvorrichtung möglicherweise darin scheitern, die Erfassung eines Voransteuerungsausfalls normal auszuführen, was auf den Einfluss einer gegenelektromotorischen Kraft zurückzuführen ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Steuervorrichtung für eine drehende elektrische Maschine bereitzustellen, die eine Fehlfunktionserfassung zweckentsprechend durchführen kann, und eine elektrische Servolenkungsvorrichtung bereitzustellen, bei der die Steuervorrichtung für die drehende elektrische Maschine verwendet wird.
Eine Steuervorrichtung für eine drehende elektrische Maschine zum Steuern einer drehenden elektrischen Maschine mit mindestens einer Wicklungsgruppe, die eine Mehrzahl von Wicklungen für jeweils eine aus einer Mehrzahl von Phasen aufweist, umfasst: mindestens einen Wechselrichter mit einem oberen Zweigelement, das an eine Hochpotentialseite angeschlossen ist, und einem unteren Zweigelement, das an eine Tiefpotentialseite des oberen Zweigelements angeschlossen ist, und der eine elektrische Energie der drehenden elektrischen Maschine umwandelt; eine Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsvorrichtung, die eine Anschlussklemmenspannung jeder Phase einer jeweiligen Wicklung erfasst; einen Widerstand, der jede Phase einer jeweiligen Wicklung und eine positive Seite einer Stromzufuhr verbindet; und eine Steuervorrichtung mit einer Signalerzeugungsvorrichtung, die ein Steuersignal zum Steuern eines EIN-/AUS-Betriebs des oberen Zweigelements und unteren Zweigelements erzeugt, und einer Fehlfunktions-Erfassungsvorrichtung, die eine Fehlfunktion auf Grundlage einer Summe der Anschlussklemmenspannung in allen Phasen erfasst, wenn alle Steuersignale, die sich auf das obere Zweigelement und das untere Zweigelement beziehen, einen AUS-Befehl darstellen, und eine Drehzahl der drehenden elektrischen Maschine niedriger ist als ein vorbestimmter Drehzahlschwellenwert.
Beispielsweise wird im Falle eines Motors, der außer einer den Steuersignalen entsprechenden Energie nicht durch eine äußere Kraft angesteuert wird, dieser Motor nicht angesteuert, wenn es sich bei allen Steuersignalen um AUS-Befehle handelt, und folglich wird auch keine gegenelektromotorische Kraft erzeugt. Wenn dagegen die drehende elektrische Maschine außer einer den Steuersignalen entsprechenden Energie durch eine äußere Kraft angetrieben wird, kann möglicherweise eine gegenelektromotorische Kraft erzeugt werden, und zwar selbst dann, wenn alle Steuersignale AUS-Befehle sind.
Um diese Möglichkeit auszuschalten, ist die Offenbarung so ausgelegt, dass eine Fehlfunktionserfassung auf der Grundlage einer Summe der Anschlussklemmenspannungen aller Phasen durchgeführt wird, die für eine gegenelektromotorische Kraft nicht empfänglich ist, und zwar in einem Bereich der Drehzahl der drehenden elektrischen Maschine, in welchem die Anschlussklemmenspannungen nicht durch eine Busspannung begrenzt sind. Aufgrund der wie vorstehend angegebenen Auslegung kann eine Fehlfunktionserfassung zweckentsprechend ohne den Einfluss einer gegenelektromotorischen Kraft bei einem Initialtest oder dergleichen in einem System durchgeführt werden, in dem die drehende elektrische Maschine möglicherweise durch eine äußere Kraft angetrieben wird, auch wenn alle Steuersignale, die sich auf die oberen Zweigelemente und unteren Zweigelemente beziehen, AUS-Befehle sind.
Ein Beispiel für ”ein System, bei dem die drehende elektrische Maschine möglicherweise über eine externe Kraft angetrieben wird, auch wenn alle Steuersignale AUS-Befehle sind”, ist eine elektrische Servolenkungsvorrichtung. Bei einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung dreht sich die drehende elektrische Maschine im Ansprechen auf die Betätigung eines Lenkelements durch einen Fahrer, auch wenn alle Steuersignale, die sich auf die oberen Zweigelemente und unteren Zweigelemente beziehen, AUS-Befehle sind.
Gemäß der Offenbarung wird jedoch eine Fehlfunktionserfassung durchgeführt, indem eine gegenelektromotorische Kraft Berücksichtigung findet, die erzeugt wird, wenn die drehende elektrische Maschine außer einer den Steuersignalen entsprechenden Energie über eine äußere Kraft angetrieben wird. Folglich kann eine Fehlfunktionserfassung selbst dann zweckentsprechend durchgeführt werden, wenn sich die drehende elektrische Maschine im Ansprechen auf eine Betätigung des Lenkelements dreht.
Die vorstehenden sowie anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung ergeben sich deutlicher aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, die mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erfolgt. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Ansicht, die schematisch eine Auslegung eines elektrischen Servolenkungssystems nach einer ersten Ausführungsform der Offenbarung zeigt;
2 einen Schaltplan einer Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Offenbarung;
3 eine Blockdarstellung eines Steuerabschnitts gemäß der ersten Ausführungsform der Offenbarung;
4 einen Schaltplan einer Ersatzschaltbilds in einem ersten System gemäß der ersten Ausführungsform der Offenbarung;
5 einen Schaltplan einer anderen Ersatzschaltung im ersten System gemäß der ersten Ausführungsform der Offenbarung;
6 eine Ansicht, die zur Beschreibung von Anschlussklemmenspannungen gemäß der ersten Ausführungsform der Offenbarung verwendet wird;
7 einen Ablaufplan, der eine erste Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform der Offenbarung abbildet;
8 einen Ablaufplan, der an 7 anschließt und die erste Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform der Offenbarung abbildet;
9 einen Ablaufplan, der an 8 anschließt und die erste Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform der Offenbarung abbildet;
10 einen Ablaufplan, der an 9 anschließt und die erste Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform der Offenbarung abbildet;
11 einen Ablaufplan, der eine zweite Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform der Offenbarung abbildet;
12 einen Ablaufplan, der an 11 anschließt und die zweite Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform der Offenbarung abbildet;
13 einen Ablaufplan, der an 12 anschließt und die zweite Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform der Offenbarung abbildet;
14 einen Ablaufplan, der an 13 anschließt und die zweite Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform der Offenbarung abbildet; und
15 einen Ablaufplan, der eine Motoransteuerungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform der Offenbarung abbildet.
Nachstehend wird eine Steuervorrichtung für eine drehende elektrische Maschine der Offenbarung und eine elektrische Servolenkungsvorrichtung, bei der die Steuervorrichtung für eine drehende elektrische Maschine verwendet wird, gemäß den Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform der Offenbarung ist in 1 bis 15 gezeigt.
Wie in 1 gezeigt ist, wird eine Steuervorrichtung 1 als Steuervorrichtung für eine drehende elektrische Maschine zusammen mit einem Motor 10 als drehende elektrische Maschine auf eine elektrische Servolenkungsvorrichtung 2 angewendet, die einen Lenkvorgang eines Fahrers unterstützt.
1 zeigt eine Auslegung eines Lenksystems 90, in welchem die elektrische Servolenkungsvorrichtung 2 enthalten ist. Das Lenksystem 90 besteht aus einer Handhabe (einem Lenkrad) 91 als Lenkelement, einer Lenkwelle 92, einem Ritzelzahnrad 96, einer Zahnstangenachse 97, Rädern 98, der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 2, etc.
Das Lenkrad 91 ist an die Lenkwelle 92 angeschlossen. Die Lenkwelle 92 ist mit einem Drehmomentsensor 94 versehen, der ein Lenkdrehmoment erfasst, das eingeht, wenn der Fahrer das Lenkrad 91 betätigt. Das Ritzelzahnrad 96 ist an einem Spitzenende der Lenkwelle 92 vorgesehen und das Ritzelzahnrad 96 greift in die Zahnstangenachse 97 ein. Zwei Räder 98 sind an einem jeweiligen Ende über Spurstangen oder dergleichen mit der Zahnstangenachse 97 gekoppelt.
Gemäß der vorstehenden Auslegung dreht sich die an das Lenkrad 91 angeschlossene Lenkwelle 92, wenn der Fahrer das Lenkrad 91 dreht. Eine Drehbewegung der Lenkwelle 92 wird durch das Ritzelzahnrad 96 in eine Linearbewegung der Zahnstangenachse 97 umgewandelt, und die beiden Räder 98 werden mit einem Winkel eingeschlagen, der einem Verlagerungsbetrag der Zahnstangenachse 97 entspricht.
Die elektrische Servolenkungsvorrichtung 2 umfasst den Motor 10, der ein Unterstützungsdrehmoment abgibt, um die durch den Fahrer erfolgende Lenkbewegung des Lenkrades 91 zu unterstützen, die Steuervorrichtung 1, die zur Antriebssteuerung des Motors 10 verwendet wird, ein Untersetzungsgetriebe 89, das eine Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 10 herabsetzt und die Drehung bei reduzierter Drehzahl auf die Lenkwelle 92 oder die Zahnstangenachse 97 überträgt, etc.
Der Motor 10 wird bei Zufuhr von Strom von einer Batterie 5 (siehe 2) als Stromversorgung angetrieben und dreht das Untersetzungsgetriebe 89 in Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung.
Wie in 2 gezeigt ist, handelt es sich bei dem Motor 10 um einen dreiphasigen bürstenlosen Motor, der über zwei Wicklungsgruppen 110 und 210 verfügt.
Die erste Wicklungsgruppe 110 weist eine U1-Spule 111, eine V1-Spule 112 und eine W1-Spule 113 auf. Die Spulen 111, 112 und 113 sind an jeweils einem Ende an einen ersten Wechselrichter 120 angeschlossen und an den anderen Enden an einem Zusammenschaltungsabschnitt 119 miteinander verbunden. Nachstehend wird ein Ende der U1-Spule 111 als U1-Anschlussklemme 114 bezeichnet, ein Ende der V1-Spule 112 wird als V1-Anschlussklemme 115 bezeichnet und ein Ende der W1-Spule 113 wird als W1-Anschlussklemme 116 bezeichnet.
Die zweite Wicklungsgruppe 210 weist eine U2-Spule 211, eine V2-Spule 212 und eine W2-Spule 213 auf. Die Spulen 211, 212 und 213 sind an jeweils einem Ende an einen zweiten Wechselrichter 220 angeschlossen und an den anderen Enden an einem Zusammenschaltungsabschnitt 219 miteinander verbunden. Nachstehend wird ein Ende der U2-Spule 211 als U2-Anschlussklemme 214 bezeichnet, ein Ende der V2-Spule 212 wird als V2-Anschlussklemme 215 bezeichnet und ein Ende der W2-Spule 213 wird als W2-Anschlussklemme 216 bezeichnet.
Wie in 2 gezeigt ist, steuert die Steuervorrichtung 1 den der Steuerung unterliegenden Motor 10 durch Pulsbreitenmodulationssteuerung (nachstehend als PWM-Steuerung abgekürzt) oder dergleichen an, und umfasst den ersten Wechselrichter 120, einen ersten Stromerfassungsabschnitt 130, einen ersten Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitt 140, eine erste Gruppe 150 aus Pull-up-Widerständen, einen ersten Busspannungs-Erfassungsabschnitt 155, den zweiten Wechselrichter 220, einen zweiten Stromerfassungsabschnitt 230, einen zweiten Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitt 240, eine zweite Gruppe 250 aus Pull-up-Widerständen, einen zweiten Busspannungs-Erfassungsabschnitt 255, einen Drehwinkelsensor 75, einen Steuerabschnitt 80, etc.
In der vorliegenden Ausführungsform sei angenommen, dass die erste Wicklungsgruppe 110 und die jeweiligen elektronischen Teile (erster Wechselrichter 120 usw.), die entsprechend für die erste Wicklungsgruppe 110 vorgesehen sind, ein erstes System 100 bilden, und die zweite Wicklungsgruppe 210 und die jeweiligen elektronischen Teile (zweiter Wechselrichter 220 usw.), die entsprechend für die zweite Wicklungsgruppe 210 vorgesehen sind, ein zweites System 200 bilden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist bezüglich der Komponenten, die mit dreistelligen Zahlen bezeichnet sind, wenn die Hunderterstelle eine ”1” ist, die Komponente eine von denjenigen, die das erste System 100 bilden, und wenn die Hunderterstelle eine ”2” ist, dann ist die Komponente eine von denjenigen, die das zweite System 200 bilden. Wenn die letzten beiden Stellen identisch sind, sind die Komponenten im ersten System 100 und zweiten System 200 von derselben Auslegung.
Nachstehend wird in erster Linie die Auslegung des ersten Systems 100 beschrieben, und wenn die Auslegung des zweiten Systems 200 dieselbe wie die Auslegung des ersten Systems 100 ist, entfällt gegebenenfalls eine diesbezügliche Beschreibung.
Der erste Wechselrichter 120 ist ein Dreiphasenwechselrichter und umfasst erste obere Zweigelemente 121, 122 und 123 sowie erste untere Zweigelemente 124, 125 und 126. Drains der ersten oberen Zweigelemente 121, 122 und 123 sind an einen ersten positivseitigen Bus 165 angeschlossen, der über ein nachfolgend beschriebenes, erstes Stromzufuhrrelais 161 mit einer positiven Elektrode der Batterie 5 verbunden ist, und Sources sind an Drains der ersten unteren Zweigelemente 124, 125 bzw. 126 angeschlossen. Sources der ersten unteren Zweigelemente 124, 125 und 126 sind jeweils mittels eines Stromsensors 131, 132 bzw. 133 an einen ersten negativseitigen Bus 126 angeschlossen, der mit einer negativen Elektrode der Batterie 5 verbunden ist.
Ein Verbindungspunkt des der U-Phase zugehörigen oberen Zweigelements 121 und des der U-Phase zugehörigen unteren Zweigelements 124, die zusammen ein Paar bilden, ist an die U1-Anschlussklemme 114 der U1-Spule 111 angeschlossen. Ein Verbindungspunkt des der V-Phase zugehörigen oberen Zweigelements 122 und des der V-Phase zugehörigen unteren Zweigelements 125, die zusammen ein Paar bilden, ist an die V1-Anschlussklemme 115 der V1-Spule 112 angeschlossen. Ein Verbindungspunkt des der W-Phase zugehörigen oberen Zweigelements 123 und des der W-Phase zugehörigen unteren Zweigelements 126, die zusammen ein Paar bilden, ist an die W1-Anschlussklemme 116 der W1-Spule 113 angeschlossen.
Der zweite Wechselrichter 220 ist ein Drehphasenwechselrichter und umfasst zweite obere Zweigelemente 221, 222 und 223 sowie zweite untere Zweigelemente 224, 225 und 226, die in derselben Art und Weise wie beim ersten Wechselrichter 120 angeschlossen sind.
Die oberen Zweigelemente 121 bis 123 und 221 bis 223 sowie die unteren Zweigelemente 124 bis 126 und 224 bis 226 der vorliegenden Ausführungsform sind MOSFETS (Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren).
Der erste Stromerfassungsabschnitt 130 weist die Stromsensoren 131, 132 und 133 auf. Die Stromsensoren 131 bis 133 sind zwischen den jeweiligen ersten unteren Zweigelementen 124 bis 126 und dem ersten negativseitigen Bus 166 vorgesehen und erfassen Ströme Iu1, Iv1 und Iw1 der entsprechenden Phasen, die zu den entsprechenden Phasen der ersten Wicklungsgruppe 110 laufen. In der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich bei den Stromsensoren 131 bis 133 um Nebenschlusswiderstände. Spannungen an den Stromsensoren 131, 132 und 133 werden jeweils mittels Operationsverstärkern 134, 135 bzw. 136 als Erfassungswerte an den Steuerabschnitt 80 abgegeben, die sich auf Ströme Iu1, Iv1 und Iw1 der entsprechenden Phasen beziehen.
Im zweiten Stromerfassungsabschnitt 230 werden Spannungen an den Stromsensoren 231, 232 und 233 jeweils mittels Operationsverstärkern 234, 235 bzw. 236 als Erfassungswerte an den Steuerabschnitt 80 abgegeben, die sich auf Ströme Iu2, Iv2 und Iw2 der entsprechenden Phasen beziehen.
In 2 und 3 ist der Erfassungswert, der sich auf den U-Phasenstrom Iu1 bezieht, einfach mit ”Iu1” bezeichnet, und dasselbe gilt für die Erfassungswerte, die sich auf die Ströme der anderen Phasen beziehen.
Der erste Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitt 140 ist aus einem U1-Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitt 141, einem V1-Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitt 144 und einem W1-Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitt 147 gebildet.
Der U1-Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitt 141 verfügt über Widerstände 142 und 143, bei denen es sich um Spannungsteilerwiderstände handelt, und er ist an die U1-Anschlussklemme 114 der U1-Spule 111 und an den ersten negativseitigen Bus 166 angeschlossen. Eine Spannung an einem Verbindungspunkt der Widerstände 142 und 143 wird an den Steuerabschnitt 80 als Erfassungswert ausgegeben, der sich auf eine Anschlussklemmenspannung Vu1 der U1-Spule 111 bezieht.
Der V1-Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitt 144 verfügt über Widerstände 145 und 146, bei denen es sich um Spannungsteilerwiderstände handelt, und er ist an die V1-Anschlussklemme 115 der V1-Spule 112 und an den ersten negativseitigen Bus 166 angeschlossen. Eine Spannung an einem Verbindungspunkt der Widerstände 145 und 146 wird an den Steuerabschnitt 80 als Erfassungswert ausgegeben, der sich auf eine Anschlussklemmenspannung Vv1 der V1-Spule 112 bezieht.
Der W1-Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitt 147 verfügt über Widerstände 148 und 149, bei denen es sich um Spannungsteilerwiderstände handelt, und er ist an die W1-Anschlussklemme 116 der W1-Spule 113 und an den ersten negativseitigen Bus 166 angeschlossen. Eine Spannung an einem Verbindungspunkt der Widerstände 148 und 149 wird an den Steuerabschnitt 80 als Erfassungswert ausgegeben, der sich auf eine Anschlussklemmenspannung Vw1 der W1-Spule 113 bezieht.
Im zweiten Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitt 240 wird eine Spannung an einem Verbindungspunkt von Widerständen 242 und 243 eines U2-Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitts 241 als Erfassungswert ausgegeben, der sich auf eine Anschlussklemmenspannung Vu2 der U2-Spule 211 bezieht, eine Spannung an einem Verbindungspunkt von Widerständen 245 und 246 eines V2-Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitts 244 wird als Erfassungswert ausgegeben, der sich auf eine Anschlussklemmenspannung Vv2 der V2-Spule 212 bezieht, und eine Spannung an einem Verbindungspunkt von Widerständen 248 und 249 eines W2-Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitts 247 wird als Erfassungswert ausgegeben, der sich auf eine Anschlussklemmenspannung Vw2 der W2-Spule 213 bezieht. Alle Erfassungswerte werden an den Steuerabschnitt 80 ausgegeben.
Die erste Gruppe 150 von Pull-up-Widerständen ist aus einem U1-Pull-up-Widerstand 151, einem V1-Pull-up-Widerstand 152 und einem W1-Pull-up-Widerstand 153 gebildet. Der U1-Pull-up-Widerstand 151 ist an die U1-Anschlussklemme 114 der U1-Spule 111 und den ersten positivseitigen Bus 165 angeschlossen. Der V1-Pull-up-Widerstand 152 ist an die V1-Anschlussklemme 115 der V1-Spule 112 und den ersten positivseitigen Bus 165 angeschlossen. Der W1-Pull-up-Widerstand 153 ist an die W1-Anschlussklemme 116 der W1-Spule 113 und den ersten positivseitigen Bus 165 angeschlossen.
Der erste Busspannungs-Erfassungsabschnitt 155 weist Widerstände 156 und 157 auf, bei denen es sich um Spannungsteilerwiderstände handelt, und er ist an den ersten positivseitigen Bus 165 und den ersten negativseitigen Bus 166 angeschlossen. Eine Spannung an einem Verbindungspunkt der Widerstände 156 und 157 wird an den Steuerabschnitt 80 als Erfassungswert ausgegeben, der sich auf eine erste Busspannung Vr1 bezieht, bei der es sich um eine Spannung des ersten positivseitigen Busses 165 handelt.
Im zweiten Busspannungs-Erfassungsabschnitt 255 wird eine Spannung an einem Verbindungspunkt von Widerständen 256 und 257 an den Steuerabschnitt 80 als Erfassungswert ausgegeben, der sich auf eine zweite Busspannung Vr2 bezieht, bei der es sich um eine Spannung eines zweiten positivseitigen Busses 265 handelt.
Das erste Stromzufuhrrelais 161 ist zwischen der Batterie 5 und dem ersten Wechselrichter 120 sowie den jeweiligen Erfassungsabschnitten 140 und 155 vorgesehen und dazu in der Lage, die Zufuhr von Strom von der Batterie 5 zum ersten Wechselrichter 120 zu unterbrechen.
Ein erster Kondensator 162 ist an den ersten positivseitigen Bus 165 und den ersten negativseitigen Bus 166 angeschlossen und unterstützt die Zufuhr von Strom zum ersten Wechselrichter 120 und schränkt einen Rauschanteil wie zum Beispiel einen Spitzenstrom ein, indem er Ladungen speichert.
Der erste positivseitige Bus 165 ist ein hochpotentialseitiger Draht, der Hochpotentialseiten der ersten oberen Zweigelemente 121 bis 123 und die positive Elektrode der Batterie 5 verbindet, und er ist dem ersten Stromzufuhrrelais 161 nachgeschaltet angeordnet (d. h. auf der entgegengesetzten Seite der Batterie 5). Der erste negativseitige Bus 166 ist ein tiefpotentialseitiger Draht, der Tiefpotentialseiten der ersten unteren Zweigelemente 124 bis 126 und die negative Elektrode der Batterie 5 verbindet.
Eine erste Vorladungsschaltung 167 ist an das erste Stromzufuhrrelais 161 auf der entgegengesetzten Seite der Batterie 5 angeschlossen und stellt einer nachgeschalteten Seite des ersten Stromzufuhrrelais 161 eine erste Vorladungsspannung Vpre1 bereit.
Eine zweite Vorladungsschaltung 267 ist an ein zweites Stromzufuhrrelais 261 auf der entgegengesetzten Seite der Batterie 5 angeschlossen und stellt einer stromabwärtigen Seite des zweiten Stromzufuhrrelais 261 eine zweite Vorladungsspannung Vpre2 bereit.
Ein Zündspannungs-Erfassungsabschnitt 70 verfügt über Widerstände 71 und 72, bei denen es sich um Spannungsteilerwiderstände handelt, und er ist an ein Fahrzeug IG 7 und die negative Elektrode der Batterie 5 angeschlossen. Eine Spannung an einem Verbindungspunkt der Widerstände 71 und 72 wird an den Steuerabschnitt 80 als Erfassungswert ausgegeben, der sich auf eine IG-Spannung Vig bezieht.
Widerstandswerte der Widerstände, die die jeweiligen Erfassungsabschnitte bilden, werden für die Spannungen an den jeweiligen Punkten entsprechend so angesetzt, dass sie in einen erfassbaren Bereich des Steuerabschnitts 80 fallen.
Der Drehwinkelsensor 75 ist im Nahbereich eines nicht dargestellten Läufers des Motors 10 vorgesehen und erfasst einen Drehwinkel θ des Läufers. Bei dem Drehwinkelsensor 75 handelt es sich zum Beispiel um ein magnetoresistives Element, das dazu ausgelegt ist, ein Feld zu erfassen, das sich mit den Umdrehungen eines Magneten ändert, der an einem Ende einer Welle vorgesehen ist, die sich einstückig mit dem Läufer dreht. Ein Erfassungswert des Drehwinkelsensors 75 wird an den Steuerabschnitt 80 ausgegeben.
In 2 sind der Einfachheit halber Steuerleitungen zum ersten System 100 und dergleichen gegebenenfalls weggelassen.
Wie in 3 gezeigt ist, umfasst der Steuerabschnitt 80 einen Mikrocomputer 81, eine Ansteuerschaltung (Vor-Ansteuerungseinheit) 85, usw.
Der Mikrocomputer 81 ist verantwortlich für die Steuerung der gesamten Steuervorrichtung 1 und ist aus einem Mikrocomputer oder dergleichen gebildet, der verschiedene Berechnungen anstellt, und zwar auf Grundlage eines Drehmoment-Erfassungswerts, der vom Drehmomentsensor 94 her eingeht, auf Grundlage eines Erfassungswerts, der sich auf einen Drehwinkel θ bezieht, der vom Drehwinkelsensor 75 her eingeht, usw.
Der Mikrocomputer 81 hat einen A/D-Umwandlungsabschnitt 82, einen Signalerzeugungsabschnitt 83, einen Fehlfunktions-Erfassungsabschnitt 84, usw.
Der A/D-Umwandlungsabschnitt 82 wendet eine A/D-Umwandlung auf Erfassungswerte der Stromerfassungsabschnitte 130 und 230, der Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitte 140 und 142, der Busspannungs-Erfassungsabschnitte 155 und 255, des Zündspannungs-Erfassungsschnitts 70, des Drehwinkelsensors 75, usw., an.
Der Signalerzeugungsabschnitt 83 erzeugt PWM-Signale durch die PWM-Steuerung gemäß den Strömen Iu1, Iv1, Iw1, Iu2, Iv2 und Iw2 der jeweiligen Phasen, des Drehwinkels θ, usw., und gibt die PWM-Signale an die Ansteuerschaltung 85 aus.
Genauer gesagt erzeugt der Signalerzeugungsabschnitt 83 PWM-Signale des ersten Wechselrichters 120, darunter ein Signal U1_PWM_H, das sich auf die Ansteuerung des der U-Phase zugehörigen oberen Zweigelements 121 bezieht, U1_PWM_L, das sich auf die Ansteuerung des der U-Phase zugehörigen unteren Zweigelements 124 bezieht, V1_PWM_H, das sich auf die Ansteuerung des der V-Phase zugehörigen oberen Zweigelements 122 bezieht, V1_PWM_L, das sich auf die Ansteuerung des der V-Phase zugehörigen unteren Zweigelements 125 bezieht, W1_PWM_H, das sich auf die Ansteuerung des der W-Phase zugehörigen oberen Zweigelements 123 bezieht, und W1_PWM_L, das sich auf die Ansteuerung des der W-Phase zugehörigen unteren Zweigelements 126 bezieht, und gibt die PWM-Signale an die erste Gate-Ansteuerschaltung 86 aus.
Der Signalerzeugungsabschnitt 83 erzeugt auch PWM-Signale des zweiten Wechselrichters 220, darunter ein Signal U2_PWM_H, das sich auf die Ansteuerung des der U-Phase zugehörigen oberen Zweigelements 221 bezieht, U2_PWM_L, das sich auf die Ansteuerung des der U-Phase zugehörigen unteren Zweigelements 224 bezieht, V2_PWM_H, das sich auf die Ansteuerung des der V-Phase zugehörigen oberen Zweigelements 222 bezieht, V2_PWM_L, das sich auf die Ansteuerung des der V-Phase zugehörigen unteren Zweigelements 225 bezieht, W2_PWM_H, das sich auf die Ansteuerung des der W-Phase zugehörigen oberen Zweigelements 223 bezieht, und W2_PWM_L, das sich auf die Ansteuerung des der W-Phase zugehörigen unteren Zweigelements 226 bezieht, und gibt die PWM-Signale an eine zweite Gate-Ansteuerschaltung 87 aus. In der vorliegenden Ausführungsform sei angenommen, dass die jeweiligen PWM-Signale auf Hochpegel als Signale dienen, um die entsprechenden Elemente einzuschalten, und die jeweiligen PWM-Signale auf Tiefpegel als Signale dienen, um die entsprechenden Elemente auszuschalten. Nachstehend werden die Signale, um die jeweiligen Elemente einzuschalten, als EIN-Signale bezeichnet, und die Signale, um die jeweiligen Elemente auszuschalten, werden als AUS-Signale bezeichnet.
Der Signalerzeugungsabschnitt 83 erzeugt ein erstes Freischaltsignal ENB1 und gibt das erzeugte Signal an die erste Gate-Ansteuerschaltung 86 aus. Der Signalerzeugungsabschnitt 83 erzeugt auch ein zweites Freischaltsignal ENB2 und gibt das erzeugte Signal an die zweite Gate-Ansteuerschaltung 87 aus.
In der vorliegenden Ausführungsform sei angenommen, dass die Freischaltsignale ENB1 und ENB2 auf Hochpegel Signale sind, um die entsprechenden Elemente einzuschalten, und die Freischaltsignale ENB1 und ENB2 auf Tiefpegel Signale sind, um die entsprechenden Elemente auszuschalten.
Der Fehlfunktions-Erfassungsabschnitt 84 erfasst eine Fehlfunktion in den Wicklungsgruppen 110 und 210 des Motors 10, in den Wechselrichtern 120 und 220, den Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitten 140 und 240 und den Busspannungs-Erfassungsabschnitten 155 und 255 auf der Grundlage der Anschlussklemmenspannungen Vu1, Vv1, Vw1, Vu2, Vv2 und Vw2, der Busspannungen Vr1 und Vr2, usw. Nachstehend wird eine Fehlfunktion in den Wicklungsgruppen 110 und 210, den Wechselrichtern 120 und 220, usw., gegebenenfalls einfach nur als Fehlfunktion im Schaltungsabschnitt bezeichnet.
Nachstehend wird eine Fehlfunktionserfassung im Einzelnen beschrieben.
Die Ansteuerschaltung 85 weist die erste Gate-Ansteuerschaltung 86 und zweite Gate-Ansteuerschaltung 87 auf.
Die erste Gate-Ansteuerschaltung 86 ist aus UND-Schaltungen der jeweiligen PWM-Signale U1_PWM_H, U1_PWM_L, V1_PWM_H, V1_PWM_L, W1_PWM_H und W1_PWM_L sowie des ersten Freischaltsignals ENB1 gebildet.
Wenn es sich sowohl bei den PWM-Signal U1_PWM_H als auch dem ersten Freischaltsignal ENB1 um EIN-Signale handelt, wird ein Ansteuersignal U1_H, das sich auf die Ansteuerung des der U-Phase zugehörigen oberen Zweigelements 121 bezieht, als EIN-Signal erzeugt (in der vorliegenden Ausführungsform auf Hochpegel verschoben). Wenn das PWM-Signal U1_PWM_H und/oder das erste Freischaltsignal ENB1 ein AUS-Signal ist bzw. sind, wird das Ansteuersignal U1_H als AUS-Signal erzeugt (in der vorliegenden Ausführungsform auf Tiefpegel verschoben). Das wie vorstehend erzeugte Ansteuersignal U1_H wird an das Gate des oberen Zweigelements 121 ausgegeben.
Ein Ansteuersignal U1_L, das sich auf die Ansteuerung des der U-Phase zugehörigen unteren Zweigelements 124 bezieht, ein Ansteuersignal V1_H, das sich auf die Ansteuerung des der V-Phase zugehörigen oberen Zweigelements 122 bezieht, ein Ansteuersignal V1_L, das sich auf die Ansteuerung des der V-Phase zugehörigen unteren Zweigelements 125 bezieht, ein Ansteuersignal W1_H, das sich auf die Ansteuerung des der W-Phase zugehörigen oberen Zweigelements 123 bezieht, und ein Ansteuersignal W1_L, das sich auf die Ansteuerung des der W-Phase zugehörigen unteren Zweigelements 126 bezieht, werden auf der Grundlage der entsprechenden PWM-Signale und des ersten Freischaltsignals ENB1 auf dieselbe Art und Weise wie das Ansteuersignal U1_H erzeugt und an die Gates der entsprechenden Elemente 122 bis 126 ausgegeben.
Die zweite Gate-Ansteuerschaltung 87 ist aus UND-Schaltungen der jeweiligen PWM-Signale U2_PWM_H, U2_PWM_L, V2_PWM_H, V2_PWM_L, W2_PWM_H und W2_PWM_L sowie des zweiten Freischaltsignals ENB2 gebildet.
Die zweite Gate-Ansteuerschaltung 87 arbeitet auf dieselbe Art und Weise wie die erste Gate-Ansteuerschaltung 86. Ein Ansteuersignal U2_H, das sich auf die Ansteuerung des der U-Phase zugehörigen oberen Zweigelements 221 bezieht, ein Ansteuersignal U2_L, das sich auf die Ansteuerung des der U-Phase zugehörigen unteren Zweigelements 224 bezieht, ein Ansteuersignal V2_H, das sich auf die Ansteuerung des der V-Phase zugehörigen oberen Zweigelements 222 bezieht, ein Ansteuersignal V2_L, das sich auf die Ansteuerung des der V-Phase zugehörigen unteren Zweigelements 225 bezieht, ein Ansteuersignal W2_H, das sich auf die Ansteuerung des der W-Phase zugehörigen oberen Zweigelements 223 bezieht, und ein Ansteuersignal W2_L, das sich auf die Ansteuerung des der W-Phase zugehörigen unteren Zweigelements 226 bezieht, werden auf der Grundlage der entsprechenden PWM-Signale und des zweiten Freischaltsignals ENB2 auf dieselbe Art und Weise wie das Ansteuersignal U1_H erzeugt und an die Gates der entsprechenden Elemente 221 bis 226 ausgegeben.
In der vorliegenden Ausführungsform entsprechen die PWM-Signale und die Freischaltsignale ENB1 und ENB2 ”Steuersignalen”, und es sei angenommen, dass, wenn alle PWM-Signale und mindestens eines der Freischaltsignale ENB1 und ENB2 AUS-Signale sind, ”alle Steuersignale, die sich auf die oberen Zweigelemente und unteren Zweigelemente beziehen, AUS-Signale sind”.
In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Fehlfunktionserfassung bei einem Initialtest nach Einschalten des Fahrzeugs IG 7 und vor Beginn der Antriebs des Motors 10 mittels Strom von der Batterie 5 durchgeführt.
Die Steuervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform wird auf eine elektrische Servolenkungsvorrichtung 2 angewendet. Demnach kann sich der Motor 10 möglicherweise im Ansprechen auf eine vom Fahrer ausgehende Betätigung des Lenkrads 91 bereits drehen, bevor die Zufuhr von Strom von der Batterie 5 beginnt. Eine gegenelektromotorische Kraft wird erzeugt, wenn sich der Motor 10 dreht.
Ein Einfluss der gegenelektromotorischen Kraft auf die Anschlussklemmenspannungen im Motor 10 wird nun gemäß 4 beschrieben. Hierbei erfolgt eine Beschreibung des ersten Systems 100 und eine Beschreibung des zweiten Systems 200 entfällt, weil die Beschreibung dieselbe ist wie die Beschreibung des ersten Systems 100.
4 ist ein Schaltplan der ersten Wicklungsgruppe 110, des ersten Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitts 140 und der ersten Gruppe 150 von Pull-up-Widerständen des ersten Systems 100, und der Batterie 5 in äquivalenter Umwandlung. In der vorliegenden Ausführungsform sei angenommen, dass die hochpotentialseitigen Widerstände 142, 145 und 148 der Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitte 141, 144 bzw. 147 jeweils gleiche Widerstandswerte haben, die mit Ru definiert sind. Auch die tiefpotentialseitigen Widerstände 143, 146 und 149 der Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitte 141, 144 bzw. 147 haben gleiche Widerstandswerte, die mit Rd angegeben sind. Darüber hinaus haben die Pull-up-Widerstände 151, 152 und 153 gleiche Widerstandswerte, die mit Rup angegeben sind.
V sei eine Batteriespannung, bei der es sich um eine Spannung an der Batterie 5 handelt. Dann drückt sich eine Spannung am Zusammenschaltungsabschnitt 119 der ersten Wicklungsgruppe 110 gemäß dem Kirchhoff'schen Gesetz wie in nachstehender Gleichung (1) aus. In nachstehender Gleichung (1) ist R nachstehende Gleichung (2). (V – Vu1)/Rup – Vu1/R + (V – Vv1)/Rup – Vv1/R + (V – Vw1)/Rup – Vw1/R = 0 R(V – Vu1) – RupVu1 + R(V – Vv1) – RupVv1 + R(V – Vw1) – RupVw1 = 0 3RV = (R + Rup)(Vu1 + Vv1 + Vw1) (1) R = Ru + Rd (2)
Eu sei eine gegenelektromotorische Kraft der U1-Spule 111, Ev eine gegenelektromotorische Kraft der V1-Spule 112 und Ew eine gegenelektromotorische Kraft der W1-Spule 113. Dann werden die Anschlussklemmenspannungen Vu1, Vv1 und Vw1 der jeweiligen Phasen unter Verwendung der gegenelektromotorischen Kräfte Eu, Ev und Ew als nachfolgende Gleichungen (3) und (4) ausgedrückt. Vu1 – Vv1 = Eu – Ev (3) Vu1 – Vw1 = Eu – Ew (4)
Wenn die vorstehenden Gleichungen (3) und (4) in die obige Gleichung (1) eingesetzt werden, erhält man folgende Gleichung (5): 3Vu1 – 2Eu + Ev + Ew = 3RV/(R + Rup) 3Vu1 – 3Eu = 3RV/(R + Rup) Vu1 = RV/(R + Rup) + Eu (5)
Gleichung (1) wird auch in folgende Gleichung (6) umgeschrieben: Vu1 + Vv1 + Vw1 = 3RV/(R + Rup) (6)
Wie in obiger Gleichung (5) zum Ausdruck kommt, steht die Anschlussklemmenspannung Vu1 unter dem Einfluss der gegenelektromotorischen Kraft Eu, die durch das Antreiben des Motors 10 erzeugt wird. Das gleiche gilt für die Anschlussklemmenspannungen Vv1 und Vw1. Wenn also beim Initialtest eine Fehlfunktionsbestimmung direkt anhand der Anschlussklemmenspannungen Vu1, Vv1 und Vw1 vorgenommen wird, wird möglicherweise eine fehlerhafte Feststellung getroffen, was auf den Einfluss der gegenelektromotorischen Kräfte Eu, Ev und Ew zurückzuführen ist, und zwar im Falle, dass sich der Motor 10 im Ansprechen auf eine vom Fahrer ausgehende Betätigung des Lenkrads 91 während des Initialtests dreht.
Andererseits ist, wie in obiger Gleichung (6) zum Ausdruck kommt, eine Summe der Anschlussklemmenspannungen Vu1, Vv1 und Vw1 der drei Phasen (d. h. Vu1 + Vv1 + Vw1) unempfänglich gegenüber den gegenelektromotorischen Kräften Eu, Ev und Ew. Angesichts des Vorstehenden wird eine Fehlfunktionserfassung auf der Grundlage einer Summe der Anschlussklemmenspannungen Vu1, Vv1 und Vw1 der drei Phasen in der vorliegenden Ausführungsform vorgenommen.
5 ist ein Schaltplan des in 4 gezeigten Ersatzschaltbilds, wenn man parasitäre Dioden 121d, 122d und 123d der oberen Zweigelemente 121, 122 bzw. 123 betrachtet. Wenn die Anschlussklemmenspannungen Vu1, Vv1 und Vw1 höher sind als die erste Busspannung Vr1, laufen demnach Ströme über die parasitären Dioden 121d, 122d und 123d und fließen von der Seite der ersten Wicklungsgruppe 110 zur Seite der Batterie 5. Infolgedessen sind, wie in 6 gezeigt, die sich aus den gegenelektromotorischen Kräften Eu, Ev und Ew ergebenden Anschlussklemmenspannungen Vu1, Vv1 bzw. Vw1 durch die erste Busspannung Vr1 begrenzt. Wenn die Anschlussklemmenspannungen Vu1, Vv1 und Vw1 also höher sind als die erste Busspannung Vr1, kann möglicherweise eine fehlerhafte Feststellung getroffen werden, indem eine Fehlfunktionserfassung auf der Grundlage einer Summe der Anschlussklemmenspannungen Vu1, Vv1 und Vw1 der drei Phasen vorgenommen wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird eine solche Möglichkeit ausgeschaltet, indem eine Fehlfunktionserfassung in einem Bereich durchgeführt wird, in welchem Spitzenwerte der Anschlussklemmenspannungen Vu1, Vv1 und Vw1 so hoch wie oder kleiner als die erste Busspannung Vr1 sind.
Die gegenelektromotorischen Kräfte Eu, Ev und Ew nehmen in dem Maße zu, die die Drehzahl des Motors 10 (nachstehend als Motordrehzahl N bezeichnet) höher wird. Deswegen wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Drehzahlschwellenwert Nth, bei oder unterhalb dem die Spitzenwerte der Anschlussklemmenspannungen Vu1, Vv1 und Vw1 so hoch wie oder kleiner als die erste Busspannung Vr1 sind, vorab angesetzt, und eine Fehlfunktionserfassung wird in einem Bereich durchgeführt, in welchem die Motordrehzahl N so hoch wie oder niedriger als der Drehzahlschwellenwert Nth ist.
Die Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung der vorliegenden Ausführungsform wird entsprechend den Ablaufplänen von 7 bis 14 beschrieben. Die Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung ist eine Initialtestverarbeitung, die vom Fehlfunktions-Erfassungsabschnitt 84 durchgeführt wird, nachdem das Fahrzeug IG 7 eingeschaltet wurde und bevor der Motor 10 durch Strom von der Batterie 5 angetrieben wird. Für den Fall, dass sich der Motor 10 während der Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung dreht, dreht sich der Motor 10 im Ansprechen auf eine vom Fahrer ausgehende Betätigung des Lenkrads 91. In den Ablaufplänen ist das erste System 100 mit ”System 1” und das zweite System 200 mit ”System 2” bezeichnet. Eine erste Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung ist eine Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung des ersten Systems 100 und eine zweite Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung ist eine Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung des zweiten Systems 200, und erstere und letztere werden gleichzeitig und parallel ausgeführt.
Zunächst wird gemäß 7 bis 10 die erste Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung beschrieben, bei der es sich um die Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung des ersten Systems 100 handelt.
In einem ersten Schritt S101 (nachfolgend wird der Ausdruck ”Schritt” weggelassen und ein großes S an den Anfang der Schrittnummern angehängt) wird eine Feststellung dahingehend getroffen, ob eine Vorbedingung für eine Massestörungsprüfung der ersten Busspannung Vr1 erfüllt ist. Hierbei sei angenommen, dass die Vorbedingung erfüllt ist, wenn die IG-Spannung Vig größer ist als ein vorbestimmter Wert. Wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die Massestörungsprüfung der ersten Busspannung Vr1 nicht erfüllt ist (S101: NEIN), d. h. wenn die IG-Spannung Vig so groß wie oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist, wird die Feststellungsverarbeitung wiederholt. Wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die Massestörungsprüfung der ersten Busspannung Vr1 erfüllt ist (S101: JA), d. h. wenn die IG-Spannung Vig größer als der vorbestimmte Wert ist, rückt der Ablauf zu S102 vor.
In S102 wird einen Feststellung diesbezüglich getroffen, ob die erste Busspannung Vr1 normal ist. Wenn die erste Busspannung Vr1 normal ist, ist die erste Busspannung Vr1 gleich der ersten Vorladungsspannung Vpre1, die von der ersten Vorladungsschaltung 167 her angelegt wird. Wenn dagegen zum Beispiel der erste Kondensator 162 eine Kurzschlussstörung aufweist oder der erste positivseitige Bus 165 und der erste negativseitige Bus 166 sich in einem leitendem Zustand befinden, hat der erste positivseitige Bus 165 eine Massestörung und die erste Busspannung Vr1 sinkt unter die erste Vorladungsspannung Vpre1 ab. Daraus folgend wird in der vorliegenden Ausführungsform festgestellt, dass der erste positivseitige Bus 165 eine Massestörung aufweist, wenn die erste Busspannung Vr1 unter einem ersten Bus-Massestörungs-Bestimmungswert VrG1 liegt. Wenn festgestellt wird, dass die erste Busspannung Vr1 normal ist (S102: JA), d. h. wenn die erste Busspannung Vr1 größer oder gleich dem ersten Bus-Massestörungs-Bestimmungswert VrG1 ist, rückt der Ablauf zu S104 vor. Wenn festgestellt wird, dass die erste Busspannung Vr1 auffällig ist, d. h. wenn der erste positivseitige Bus 165 eine Massestörung aufweist und die erste Busspannung Vr1 unter dem ersten Bus-Massestörungs-Bestimmungswert VrG1 liegt, rückt der Ablauf zu S103 vor.
In S103 wird ein erster Fehlfunktionsmerker Flg1 aktiviert, der eine Fehlfunktion des ersten Systems 100 anzeigt, woraufhin die erste Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung endet.
In S104 wird das erste Stromzufuhrrelais 161 eingeschaltet.
In S105 wird eine Feststellung diesbezüglich getroffen, ob der Drehwinkelsensor 75 normal arbeitet. Eine Fehlfunktionserfassung des Drehwinkelsensors 75 erfolgt durch bekannte Verfahren, z. B. durch ein Verfahren, das in JP-A-2011-99846 beschrieben ist. Wenn festgestellt wird, dass der Drehwinkelsensor 75 nicht normal arbeitet (S105: NEIN), rückt der Ablauf zu S107 vor. Wenn festgestellt wird, dass der Drehwinkelsensor 75 normal arbeitet (S105: JA), rückt der Ablauf zu S106 vor.
In S106 wird eine Feststellung diesbezüglich getroffen, ob eine Vorbedingung für eine Anschlussklemmen-Massestörungsprüfung des ersten Systems 100 erfüllt ist. Hierbei wird festgestellt, dass die Vorbedingung für die Anschlussklemmen-Massestörungsprüfung erfüllt ist, wenn die Motordrehzahl N, die beruhend auf dem Erfassungswert des Drehwinkelsensors 75 berechnet wird, unter dem Drehzahlschwellenwert Nth liegt, bei dem oder unter dem eine Fehlfunktionserfassung durchführbar ist. Wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die Anschlussklemmen-Massestörungsprüfung des ersten Systems 100 nicht erfüllt ist (S106: NEIN), d. h. wenn die Motordrehzahl N so hoch wie oder höher als der Drehzahlschwellenwert Nth ist, wird die Feststellungsverarbeitung wiederholt. Wenn eine Zeit ab der in S106 getroffenen Feststellung zum ersten Mal eine vorbestimmte Vorbedingungswartezeit überschreitet, wird eine Fehlfunktionsfeststellung im nachfolgenden Schritt S111 nicht durchgeführt und der Ablauf rückt zu S113 von 8 vor, und zwar unter der Annahme, dass der Normalzustand festgestellt wurde. Das gleiche gilt für S110, S114, S118, S123, S127, S133 und S137 und entsprechende Verarbeitungsschritte in der nachstehend beschriebenen zweiten Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung. Wenn also die Wiederholzeit die Vorbedingungswartezeit überschreitet, wird in dem nachfolgenden Verarbeitungsschritt keine Fehlfunktionsfeststellung durchgeführt und der Ablauf rückt unter Annahme dessen, dass der Normalzustand festgestellt wurde, bis nach dem nächsten Verarbeitungsschritt vor. Mit der obigen Auslegung kann eine Verzögerung beim Starten des Antriebs des Motors 10 vermieden werden.
Wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die Anschlussklemmen-Massestörungsprüfung des ersten Systems 100 erfüllt ist (S106: JA), d. h. wenn die Motordrehzahl N niedriger als der Drehzahlschwellenwert Nth ist, rückt der Ablauf zu S111 vor.
In Schritt S107, zu dem der Ablauf vorrückt, wenn festgestellt wird, dass der Drehwinkelsensor 75 nicht normal arbeitet (S105: NEIN), wird eine Feststellung diesbezüglich getroffen, ob ein zweiter Fehlfunktionsmerker Flg2 deaktiviert ist. Der zweite Fehlfunktionsmerker Flg2 ist ein Merker, der gesetzt wird, wenn eine Fehlfunktion in der zweiten Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung (siehe 11 bis 14) erfasst wird, die parallel zur ersten Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung durchgeführt wird. Wenn festgestellt wird, dass der zweite Fehlfunktionsmerker Flg2 aktiviert ist (S107: NEIN), endet die erste Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung. Wenn festgestellt wird, dass der zweite Fehlfunktionsmerker Flg2 deaktiviert ist (S107: JA), rückt der Ablauf zu S108 vor.
In S108 werden eine erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1, bei der es sich um die Amplitude der Anschlussklemmenspannungen Vu1, Vv1 und Vw1 des ersten Systems 100 handelt, und eine zweite Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M2 berechnet, bei der es sich um die Amplitude der Anschlussklemmenspannungen Vu2, Vv2 und Vw2 des zweiten Systems 200 handelt.
Die erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 wird gemäß folgender Gleichung (7) berechnet und die zweite Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M2 wird gemäß folgender Gleichung (8) berechnet:
wobei: Va1 = Vu1 × cos(0°) + Vv1 × cos(–120°) + Vw1 × cos(120°) und Vb1 = Vu1 × sin(0°) + Vv1 × sin(–120°) + Vw1 × sin(120°)
wobei: Va2 = Vu2 × cos(0°) + Vv2 × cos(–120°) + Vw2 × cos(120°) und Vb2 = Vu2 × sin(0°) + Vv2 × sin(–120°) + Vw2 × sin(120°).
Die erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 und zweite Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M2 sind logisch gleich, wenn beide unauffällig sind. Infolgedessen wird bestimmt, dass mindestens eine der ersten Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 und zweiten Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M2 auffällig ist, wenn ein Absolutwert einer Differenz zwischen der ersten Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 und zweiten Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M2 größer oder gleich einem Amplitudenstörungs-Bestimmungswert Me ist. Der Amplitudenstörungs-Bestimmungswert Me wird je nach einem Erfassungsfehler, einem Berechnungsfehler, usw. auf einen Wert nahe Null gesetzt.
Wenn festgestellt wird, dass die erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 und die zweite Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M2 normal sind (S108: JA), d. h. wenn der Absolutwert einer Differenz zwischen der ersten Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 und zweiten Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M2 kleiner als der Amplitudenstörungs-Bestimmungswert Me ist, rückt der Ablauf zu S110 vor. Wenn festgestellt wird, dass zumindest eine der ersten Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 und zweiten Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M2 auffällig ist (S108: NEIN), d. h. wenn der Absolutwert einer Differenz zwischen der ersten Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 und der zweiten Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M2 so groß wie oder größer als der Amplitudenstörungs-Bestimmungswert Me ist, rückt der Ablauf zu S109 vor.
In S109 wird ein Amplitudenstörungsmerker FlgM aktiviert, woraufhin die erste Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung endet.
In S110 wird eine Feststellung diesbezüglich getroffen, ob eine Vorbedingung für eine Anschlussklemmen-Massestörungsprüfung des ersten Systems 100 erfüllt ist. Weil es sich bei S110 um einen Schritt handelt, zu dem vorgerückt wird, wenn der Drehwinkelsensor 75 nicht normal arbeitet, wird eine Feststellung auf der Grundlage der ersten Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 anstelle der Motordrehzahl N getroffen. Somit wird festgestellt, dass die Vorbedingung für die Anschlussklemmen-Massestörungsprüfung erfüllt ist, wenn die erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 kleiner ist als ein erster Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert Mth1. Wie vorstehend beschrieben wurde, lässt sich eine Feststellung möglicherweise nicht in zweckmäßiger Art und Weise treffen, wenn die Anschlussklemmenspannungen Vu1, Vv1 und Vw1 höher sind als die erste Busspannung Vr1. Um diese Möglichkeit auszuschließen, wird der erste Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert Mth1 mit einem vorbestimmten Wert angesetzt, bei dem es sich um die Hälfte der ersten Busspannung Vr1 oder weniger handelt.
Wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die Anschlussklemmen-Massestörungsprüfung des ersten Systems 100 nicht erfüllt ist (S110: NEIN), d. h. wenn die erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 so groß wie oder größer als der erste Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert Mth1 ist, wird die Feststellungsverarbeitung während der Vorbedingungswartezeit wiederholt. Wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die Anschlussklemmen-Massestörungsprüfung des ersten Systems 100 erfüllt ist (S110: JA), d. h. wenn die erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 kleiner ist als der erste Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert Mth1, rückt der Ablauf zu S111 vor.
In Schritt S111, zu dem der Ablauf vorrückt, wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die Anschlussklemmen-Massestörungsprüfung des ersten Systems 100 erfüllt ist (S106: JA oder S110: JA), wird eine Feststellung diesbezüglich getroffen, ob die U1-Anschlussklemme 114, die V1-Anschlussklemme 115 und die W1-Anschlussklemme 116 eine Massestörung aufweisen. Wenn die U1-Anschlussklemmenspannung Vu1 normal ist, nimmt die U1-Anschlussklemmenspannung Vu1 einen vorbestimmten Wert an, bei dem es sich um die erste Busspannung Vr1 handelt, die den Widerstandswerten der Widerstände 142 und 143 und des U1-Pull-up-Widerstands 151 entspricht. Dagegen weist zum Beispiel im Falle einer Massestörung der U1-Spule 111, eines Bruchs des Widerstands 142, einer Kurzschlussstörung des Widerstands 143 oder einer Kurzschlussstörung des unteren Zweigelements 124 die U1-Anschlussklemme 114 eine Massestörung auf, und die U1-Anschlussklemmenspannung Vu1 nimmt einen Wert an, der kleiner als der vorbestimmte Wert ist, bei dem es sich um die erste Busspannung Vr1 handelt, die den Widerstandswerten der Widerstände 142 und 143 und des U1-Pull-up-Widerstands 151 entspricht. Dasselbe gilt für die V1-Anschlussklemmenspannung Vv1 und die W1-Anschlussklemmenspannung Vw1.
Angesichts des Vorstehenden wird in der vorliegenden Ausführungsform festgestellt, dass die U1-Anschlussklemme 114 eine Massestörung aufweist, wenn die U1-Anschlussklemmenspannung Vu1 unter einem U1-Anschlussklemmen-Massestörungs-Bestimmungswert VuG1 liegt, der ein Wert ist, der sich ergibt, indem die erste Busspannung Vr1 mit einem vorbestimmten Koeffizienten multipliziert wird, der den Widerstandswerten entspricht. Ebenso wird festgestellt, dass die V1-Anschlussklemme 115 eine Massestörung aufweist, wenn die V1-Anschlussklemmenspannung Vv1 unter einem V1-Anschlussklemmen-Massestörungs-Bestimmungswert VvG1 liegt, der ein Wert ist, welcher sich ergibt, indem die erste Busspannung Vr1 mit einem vorbestimmten Koeffizienten multipliziert wird, der den Widerstandswerten entspricht. Es wird auch festgestellt, dass die W1-Anschlussklemme 116 eine Massestörung aufweist, wenn die W1-Anschlussklemmenspannung Vw1 unter einem W1-Anschlussklemmen-Massestörungs-Bestimmungswert VwG1 liegt, der ein Wert ist, der sich ergibt, indem die erste Busspannung Vr1 mit einem vorbestimmten Koeffizienten multipliziert wird, der den Widerstandswerten entspricht. In der vorliegenden Ausführungsform sind, weil die Widerstandswerte der jeweiligen Phasen gleich sind, auch die Anschlussklemmen-Massestörungs-Bestimmungswerte VuG1, VvG1 und VwG1 gleich. Die Anschlussklemmen-Massestörungs-Bestimmungswerte VuG1, VvG1 und VwG1 können aber auch unterschiedlich sein.
Wenn festgestellt wird, dass die U1-Anschlussklemme 114, V1-Anschlussklemme 115 und W1-Anschlussklemme 116 jeweils keine Massestörung aufweisen (S111: JA), rückt der Ablauf zu S113 von 8 vor. Wenn festgestellt wird, dass von der U1-Anschlussklemme 114, V1-Anschlussklemme 115 und W1-Anschlussklemme 116 mindestens eine Klemme eine Massestörung aufweist (S111: NEIN), rückt der Ablauf zu S112 vor.
In S112 wird der erste Fehlfunktionsmerker Flg1 aktiviert, woraufhin die erste Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung endet.
Die Verarbeitung in S113 von 8 ist dieselbe wie die Verarbeitung in S105 von 7. Wenn festgestellt wird, dass der Drehwinkelsensor 75 nicht normal arbeitet (S113: NEIN), rückt der Ablauf zu S115 vor. Wenn festgestellt wird, dass der Drehwinkelsensor 75 normal arbeitet (S113: JA), rückt der Ablauf zu S114 vor.
In S114 wird eine Feststellung diesbezüglich getroffen, ob eine Vorbedingung für eine Anschlussklemmenspannungsprüfung des ersten Systems 100 erfüllt ist. Die Verarbeitung in S114 ist dieselbe wie die Verarbeitung in S106 von 7. Wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die Anschlussklemmenspannungsprüfung des ersten Systems 100 nicht erfüllt ist (S114: NEIN), d. h. wenn die Motordrehzahl N größer oder gleich dem Drehzahlschwellenwert Nth ist, wird die Feststellungsverarbeitung während der Vorbedingungswartezeit wiederholt. Wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die Anschlussklemmenspannungsprüfung des ersten Systems 100 erfüllt ist (S114: JA), d. h. wenn die Motordrehzahl N niedriger als der Drehzahlschwellenwert Nth ist, rückt der Ablauf zu S119 vor.
Die Verarbeitung in Schritt S115, zu dem der Ablauf vorrückt, wenn festgestellt wird, dass der Drehwinkelsensor 75 nicht normal arbeitet (S113: NEIN), und die Verarbeitung in den darauffolgenden Schritten S116 und S117 sind dieselben wie die Verarbeitung in S107, S108 bzw. S109 von 7.
In Schritt S118, zu dem der Ablauf vorrückt, wenn festgestellt wird, dass der zweite Fehlfunktionsmerker Flg2 deaktiviert ist (S115: JA) und die erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 und zweite Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M2 unauffällig sind (S116: JA), wird eine Feststellung diesbezüglich getroffen, ob eine Vorbedingung für eine Anschlussklemmenspannungsprüfung des ersten Systems 100 erfüllt ist. Die Verarbeitung in S118 ist dieselbe wie die Verarbeitung in S110 von 7. Wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die Anschlussklemmenspannungsprüfung des ersten Systems 100 nicht erfüllt ist (S118: NEIN), d. h. wenn die erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 größer oder gleich dem ersten Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert Mth1 ist, wird die Feststellungsverarbeitung während der Vorbedingungswartezeit wiederholt. Wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die Anschlussklemmenspannungsprüfung des ersten Systems 100 erfüllt ist (S118: JA), d. h. wenn die erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 kleiner als der erste Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert Mth1 ist, rückt der Ablauf zu S119 vor.
In Schritt S119, zu dem der Ablauf vorrückt, wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die Anschlussklemmenspannungsprüfung des ersten Systems 100 erfüllt ist (S114: JA oder S118: JA), wird eine Feststellung diesbezüglich getroffen, ob die U1-Anschlussklemmenspannung Vu1, die V1-Anschlussklemmenspannung Vv1 und die W1-Anschlussklemmenspannung Vw1 normal sind. Wenn die U1-Anschlussklemmenspannung Vu1, die V1-Anschlussklemmenspannung Vv1 und die W1-Anschlussklemmenspannung Vw1 unauffällig sind, ist eine Summe aus der U1-Anschlussklemmenspannung Vu1, V1-Anschlussklemmenspannung Vv1 und W1-Anschlussklemmenspannung Vw1 (nachstehend als eine dem ersten System zugehörige Dreiphasensumme Vt1 bezeichnet) gleich einem Wert, der das 3/2-fache der ersten Busspannung Vr1 beträgt. Andererseits nimmt zum Beispiel im Falle einer Versorgungsstörung der U1-Spule 111, einer Kurzschlussstörung des Widerstands 142, eines Bruchs des Widerstands 143 oder einer Kurzschlussstörung des oberen Zweigelements 121 die U1-Anschlussklemmenspannung Vu1 einen Wert an, der sich von dem in einem Normalzustand bestehenden Wert unterscheidet, und deshalb nimmt die dem ersten System zugehörige Dreiphasensumme Vt1 einen Wert an, der sich von dem 3/2-fachen Wert der ersten Busspannung Vr1 unterscheidet. Dasselbe gilt für die V1-Anschlussklemmenspannung Vv1 und die W1-Anschlussklemmenspannung Vw1.
Angesichts des Vorstehenden wird in der vorliegenden Ausführungsform festgestellt, dass von der U1-Anschlussklemmenspannung Vu1, V1-Anschlussklemmenspannung Vv1 und W1-Anschlussklemmenspannung Vw1 mindestens eine auffällig ist, wenn ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem Produkt aus der dem ersten System zugehörigen Dreiphasensumme Vt1 (d. h. Vu1 + Vv1 + Vw1) und 2/3 und der ersten Busspannung Vr1 so groß wie oder größer als ein erster Fehlfunktions-Erfassungswert F1 ist.
Wenn festgestellt wird, dass die U1-Anschlussklemmenspannung Vu1, die V1-Anschlussklemmenspannung Vv1 und die W1-Anschlussklemmenspannung Vw1 normal sind (S119: JA), d. h. wenn der Absolutwert einer Differenz zwischen dem Produkt aus der dem ersten System zugehörigen Dreiphasensumme Vt1 und 2/3 und der ersten Busspannung Vr1 kleiner als der erste Fehlfunktions-Erfassungswert F1 ist, rückt der Ablauf zu S121 von 9 vor. Wenn festgestellt wird, dass von der U1-Anschlussklemmenspannung Vu1, V1-Anschlussklemmenspannung Vv1 und W1-Anschlussklemmenspannung Vw1 mindestens eine auffällig ist (S119: NEIN), d. h. wenn der Absolutwert einer Differenz zwischen dem Produkt aus der dem ersten System zugehörigen Dreiphasensumme Vt1 und 2/3 und der ersten Busspannung Vr1 so groß wie oder größer als der erste Fehlfunktions-Erfassungswert F1 ist, rückt der Ablauf zu S120 vor.
In S120 wird der erste Fehlfunktionsmerker Flg1 aktiviert, woraufhin die erste Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung endet.
Die Verarbeitung von S101 bis S120 ist eine Verarbeitung, die sich auf eine Fehlfunktionserfassung des Schaltungsabschnitts des ersten Systems 100 bezieht, und die Verarbeitung in S121 und den darauffolgenden Schritten ist eine Verarbeitung, die sich auf eine Fehlfunktionserfassung einer Freischaltfunktion bezieht.
In S121 von 9 werden die PWM-Signale U1_PWM_L, V1_PWM_L und W1_PWM_L, die sich auf die Ansteuerung der unteren Zweigelemente 124, 125 bzw. 126 des ersten Wechselrichters 120 beziehen, als EIN-Signale erzeugt. Ferner bleibt das erste Freischaltsignal ENB1 ein AUS-Signal. Mit anderen Worten, wenn das erste Freischaltsignal ENB1 normal arbeitet, werden die unteren Zweigelemente 124 bis 126 nicht eingeschaltet und der Ausschaltzustand bleibt bestehen.
Die Verarbeitung in S122 ist dieselbe wie die Verarbeitung in S105 von 7. Wenn festgestellt wird, dass der Drehwinkelsensor 75 nicht normal arbeitet (S122: NEIN), rückt der Ablauf zu S124 vor. Wenn festgestellt wird, dass der Drehwinkelsensor 75 normal arbeitet (S122: JA), rückt der Ablauf zu S123 vor.
In S123 wird eine Feststellung diesbezüglich getroffen, ob eine Vorbedingung für eine Prüfung einer Freischaltfunktion erfüllt ist, die sich auf die unteren Zweigelemente 124 bis 126 des ersten Systems 100 bezieht (nachstehend als erste untere Freischaltfunktionsprüfung bezeichnet). Die Verarbeitung in S123 ist dieselbe wie die Verarbeitung in S106 von 7. Wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die erste untere Freischaltfunktionsprüfung nicht erfüllt ist (S123: NEIN), d. h. wenn die Motordrehzahl N so hoch wie oder höher als der Drehzahlschwellenwert Nth ist, wird die Feststellungsverarbeitung während der Vorbedingungswartezeit wiederholt. Wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die erste untere Freischaltfunktionsprüfung erfüllt ist (S123: JA), d. h. wenn die Motordrehzahl N niedriger als der Drehzahlschwellenwert Nth ist, rückt der Ablauf zu S128 vor.
Die Verarbeitung in Schritt S124, zu dem der Ablauf vorrückt, wenn festgestellt wird, dass der Drehwinkelsensor 75 nicht normal arbeitet (S122: NEIN) und die Verarbeitung in den darauffolgenden Schritten S125 und S126 sind dieselben wie die Verarbeitung in S107, S108 bzw. S109 von 7.
In Schritt S127, zu dem der Ablauf vorrückt, wenn festgestellt wird, dass der zweite Fehlfunktionsmerker Flg2 deaktiviert ist (S124: JA) und die erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 und zweite Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M2 unauffällig sind (S125: JA), wird eine Feststellung diesbezüglich getroffen, ob eine Vorbedingung für die erste untere Freischaltfunktionsprüfung erfüllt ist. Die Verarbeitung in S127 ist dieselbe wie die Verarbeitung in S110 von 7. Wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die erste untere Freischaltfunktionsprüfung nicht erfüllt ist (S127: NEIN), d. h. wenn die erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 so groß wie oder größer als der erste Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert Mth1 ist, wird die Feststellungsverarbeitung während der Vorbedingungswartezeit wiederholt. Wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die erste untere Freischaltfunktionsprüfung erfüllt ist (S127: JA), d. h. wenn die erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 kleiner als der erste Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert Mth1 ist, rückt der Ablauf zu S128 vor.
In Schritt S128, zu dem der Ablauf vorrückt, wenn bestimmt wird, dass die Vorbedingung für die erste untere Freischaltfunktionsprüfung erfüllt ist (S123: JA oder S127: JA), wird eine Feststellung diesbezüglich getroffen, ob die erste untere Freischaltfunktion normal ist. Wenn das erste Freischaltsignal ENB1 für die ersten unteren Zweigelemente 124 bis 126 normal arbeitet, setzt sich ein Ausschaltzustand der ersten unteren Zweigelemente 124 bis 126 fort. Demzufolge ist die dem ersten System zugehörige Dreiphasensumme Vt1 gleich dem 3/2-fachen Wert der ersten Busspannung Vr1. Wenn dagegen das erste Freischaltsignal ENB1 für die ersten unteren Zweigelemente 124 bis 126 nicht normal arbeitet, zum Beispiel im Falle einer Fehlfunktion des ersten Freischaltsignals ENB1 selbst oder einer Fehlfunktion der ersten Gate-Ansteuerschaltung 86, werden die ersten unteren Zweigelemente 124 bis 126 eingeschaltet. Folglich nimmt die dem ersten System zugehörige Dreiphasensumme Vt1 einen Wert an, der sich von dem 3/2-fachen Wert der ersten Busspannung Vr1 unterscheidet.
Angesichts des Vorstehenden wird in der vorliegenden Ausführungsform festgestellt, dass das erste Freischaltsignal ENB1 für die ersten unteren Zweigelemente 124 bis 126 nicht funktioniert, d. h. die erste untere Freischaltfunktion nicht normal arbeitet, wenn die dem ersten System zugehörige Dreiphasensumme Vt1, die ermittelt wird, wenn die PWM-Signale U1_PWM_L, V1_PWM_L und W1_PWM_L, die sich auf die Ansteuerung der ersten unteren Zweigelemente 124 bis 126 beziehen, als EIN-Signale erzeugt werden, und das erste Freischaltsignal ENB1 als AUS-Signal erzeugt wird, nachdem das Nichtvorhandensein einer Fehlfunktion im Schaltungsabschnitt des ersten Systems 100 bestätigt wurde, mit 2/3 multipliziert wird und ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem Produkt und der ersten Busspannung Vr1 so groß wie oder größer als der erste Fehlfunktions-Erfassungswert F1 ist.
Wenn festgestellt wird, dass die erste untere Freischaltfunktion normal ist (S128: JA), rückt der Ablauf zu S130 vor. Wenn festgestellt wird, dass die erste untere Freischaltfunktion nicht normal ist (S128: NEIN), rückt der Ablauf zu S129 vor.
In S129 werden die PWM-Signale U1_PWM_L, V1_PWM_L und W1_PWM_L, die sich auf die Ansteuerung der ersten unteren Zweigelemente 124 bis 126 beziehen, als AUS-Signale erzeugt, und der erste Fehlfunktionsmerker Flg1 wird aktiviert, woraufhin die erste Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung endet.
In S130 werden die PWM-Signale U1_PWM_L, V1_PWM_L und W1_PWM_L, die sich auf die Ansteuerung der ersten unteren Zweigelemente 124 bis 126 beziehen, als AUS-Signale erzeugt, und der Ablauf rückt zu S131 von 10 vor.
In S131 von 10 werden die PWM-Signale U1_PWM_H, V1_PWM_H und W1_PWM_H, die sich auf die Ansteuerung der ersten oberen Zweigelemente 121 bis 123 beziehen, als EIN-Signale erzeugt. Ferner bleibt das erste Freischaltsignal ENB1 ein AUS-Signal. Mit anderen Worten werden, wenn das erste Freischaltsignal ENB1 normal funktioniert, die ersten oberen Zweigelemente 121 bis 123 nicht eingeschaltet und der Ausschaltzustand bleibt bestehen.
Die Verarbeitung in S132 ist dieselbe wie die Verarbeitung in S105 von 7. Wenn festgestellt wird, dass der Drehwinkelsensor 75 nicht normal arbeitet (S132: NEIN), rückt der Ablauf zu S134 vor. Wenn festgestellt wird, dass der Drehwinkelsensor 75 normal arbeitet (S132: JA), rückt der Ablauf zu S133 vor.
In S133 wird eine Feststellung diesbezüglich getroffen, ob eine Vorbedingung für eine Prüfung einer Freischaltfunktion erfüllt ist, die sich auf die oberen Zweigelemente 121 bis 123 des ersten Systems 100 (nachstehend als erste obere Freischaltfunktionsprüfung bezeichnet) bezieht. Die Verarbeitung in S133 ist dieselbe wie die Verarbeitung in S106 von 7. Wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die erste obere Freischaltfunktionsprüfung nicht erfüllt ist (S133: NEIN), d. h. wenn die Motordrehzahl N so hoch wie oder höher als der Drehzahlschwellenwert Nth ist, wird die Feststellungsverarbeitung während der Vorbedingungswartezeit wiederholt. Wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die erste obere Freischaltfunktionsprüfung erfüllt ist (S133: JA), d. h. wenn die Motordrehzahl N niedriger als der Drehzahlschwellenwert Nth ist, rückt der Ablauf zu S138 vor.
Die Verarbeitung in Schritt S134, zu dem der Ablauf vorrückt, wenn festgestellt wird, dass der Drehwinkelsensor 75 nicht normal arbeitet (S132: NEIN) und die Verarbeitung in den darauffolgenden Schritten S135 und S136 sind dieselben wie die Verarbeitung in S107, S108 bzw. S109 von 7.
In Schritt S137, zu dem der Ablauf vorrückt, wenn festgestellt wird, dass der zweite Fehlfunktionsmerker Flg2 deaktiviert ist (S134: JA) und die erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 und zweite Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M2 unauffällig sind (S135: JA), wird eine Feststellung diesbezüglich getroffen, ob eine Vorbedingung für die erste obere Fehlfunktionsprüfung erfüllt ist. Die Verarbeitung in S137 ist dieselbe wie die Verarbeitung in S110 von 7. Wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die erste obere Freischaltfunktionsprüfung nicht erfüllt ist (S137: NEIN), d. h. wenn die erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 so groß wie oder größer als der erste Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert Mth1 ist, wird die Feststellungsverarbeitung während der Vorbedingungswartezeit wiederholt. Wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die erste obere Freischaltfunktionsprüfung erfüllt ist (S137: JA), d. h. wenn die erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 kleiner als der erste Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert Mth1 ist, rückt der Ablauf zu S138 vor.
In Schritt S138, zu dem der Ablauf vorrückt, wenn festgestellt wird, dass die Vorbedingung für die erste obere Freischaltfunktionsprüfung erfüllt ist (S133: JA oder S137: JA), wird eine Feststellung diesbezüglich getroffen, ob die erste obere Freischaltfunktion normal arbeitet. Wenn das erste Freischaltsignal ENB1 für die ersten oberen Zweigelemente 121 bis 123 normal funktioniert, bleibt ein Ausschaltzustand der ersten oberen Zweigelemente 121 bis 123 bestehen. Demzufolge ist die dem ersten System zugehörige Dreiphasensumme Vt1 gleich dem 3/2-fachen Wert der ersten Busspannung Vr1. Wenn dagegen das erste Freischaltsignal ENB1 für die ersten oberen Zweigelemente 121 bis 123 nicht normal arbeitet, zum Beispiel im Falle einer Fehlfunktion des ersten Freischaltsignals ENB1 selbst oder einer Fehlfunktion der ersten Gate-Ansteuerschaltung 86, werden die ersten oberen Zweigelemente 121 bis 123 eingeschaltet. Infolgedessen nimmt die dem ersten System zugehörige Dreiphasensumme Vt1 einen Wert an, der sich vom 3/2-fachen Wert der ersten Busspannung Vr1 unterscheidet.
Angesichts des Vorstehenden wird in der vorliegenden Ausführungsform bestimmt, dass das erste Freischaltsignal ENB1 für die ersten oberen Zweigelemente 121 bis 123 nicht funktioniert, d. h. die erste obere Freischaltfunktion nicht normal arbeitet, wenn die dem ersten System zugehörige Dreiphasensumme Vt1, die ermittelt wird, wenn die PWM-Signale U1_PWM_H, V1_PWM_H und W1_PWM_H, die sich auf die Ansteuerung der ersten oberen Zweigelemente 121 bis 123 beziehen, als EIN-Signale erzeugt werden, und das erste Freischaltsignal ENB1 als AUS-Signal erzeugt wird, nachdem das Nichtvorhandensein einer Fehlfunktion im Schaltungsabschnitt des ersten Systems 100 bestätigt wurde, mit 2/3 multipliziert wird und ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem Produkt und der ersten Busspannung Vr1 so groß wie oder größer als der erste Fehlfunktions-Erfassungswert F1 ist.
Wenn festgestellt wird, dass die erste obere Freischaltfunktion normal ist (S138: JA), rückt der Ablauf zu S140 vor. Wenn festgestellt wird, dass die erste obere Freischaltfunktion nicht normal ist (S138: NEIN), rückt der Ablauf zu S139 vor.
In S139 werden die PWM-Signale U1_PWM_H, V1_PWM_H und W1_PWM_H, die sich auf die Ansteuerung der ersten oberen Zweigelemente 121 bis 123 beziehen, als AUS-Signale erzeugt, und der erste Fehlfunktionsmerker Flg1 wird aktiviert, woraufhin die erste Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung endet.
In S140 werden die PWM-Signale U1_PWM_H, V1_PWM_H und W1_PWM_H, die sich auf die Ansteuerung der ersten oberen Zweigelemente 121 bis 123 beziehen, als AUS-Signale erzeugt. Es wird auch ein erster Normalzustandsmerker FlgC1 aktiviert, der anzeigt, dass der Normalzustand festgestellt wurde und die erste Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung beendet ist, woraufhin die erste Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung abgeschlossen wird.
Die zweite Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung, bei der es sich um die Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung des zweiten Systems 200 handelt, wird nun gemäß 11 bis 14 beschrieben. Die Verarbeitung in den Schritten S201 bis S240, die sich auf die zweite Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung beziehen, entspricht der Verarbeitung in den Schritten S101 bis S140 der ersten Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung, wobei diese dieselben letzten zwei Stellen haben. Somit werden bezüglich der zweiten Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung in erster Linie Parameter beschrieben, die sich auf die zweite Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung beziehen, und eine ausführliche Beschreibung der jeweiligen Verarbeitungsschritte wird gegebenenfalls weggelassen. Bei der Verarbeitung in den jeweiligen Schritten S201 bis S240 werden Auslegungen und Parameter, die sich auf das erste System 100 beziehen und in den entsprechenden Schritten S101 bis S140 verwendet werden, auf Auslegungen und Parameter abgeändert, die sich auf das zweite System 200 beziehen. Gemeinsame Auslegungen und Parameter, die sich auf die gemeinsamen Auslegungen beziehen, wie etwa der Drehwinkelsensor 75, werden unverändert übernommen.
Bei der zweiten Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung wird anstelle des bei der ersten Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung verwendeten ersten Fehlfunktionsmerkers Flg1 der zweite Fehlfunktionsmerker Flg2 verwendet.
In S201 und S202 wird die zweite Busspannung Vr2 anstelle der ersten Busspannung Vr1 verwendet, die in S101 und S102 verwendet wird, und ein zweiter Bus-Massestörungs-Bestimmungswert VrG2 wird anstelle des ersten Bus-Massestörungs-Bestimmungswerts VrG1 verwendet. Ebenfalls wird die zweite Busspannung Vr2 anstelle der ersten Busspannung Vr1 in den Schritten außer S201 und S202 verwendet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Bus-Massestörungs-Bestimmungswert VrG2 gleich dem ersten Bus-Massestörungs-Bestimmungswert VrG1. Der zweite Bus-Massestörungs-Bestimmungswert VrG2 kann jedoch auch vom ersten Bus-Massestörungs-Bestimmungswert VrG1 verschieden sein.
In S207, S215, S224 und S234 wird eine Feststellung diesbezüglich getroffen, ob der erste Fehlfunktionsmerker Flg1 deaktiviert ist. Der erste Fehlfunktionsmerker Flg1 ist ein Merker, der gesetzt wird, wenn eine Fehlfunktion in der ersten Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung (siehe 7 bis 10) erfasst wird, die parallel zur zweiten Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung durchgeführt wird. Wenn festgestellt wird, dass der erste Fehlfunktionsmerker Flg1 aktiviert ist, ergibt die Feststellung ein ”NEIN” und die zweite Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung wird beendet. Wenn festgestellt wird, dass der erste Fehlfunktionsmerker Flg1 deaktiviert ist, ergibt die Feststellung ein ”JA” und der Ablauf rückt zum nachfolgenden Schritt vor.
Die Verarbeitung in S208, S216, S225 und S235 ist dieselbe wie die Verarbeitung in S108 von 7.
Die Verarbeitung in S209, S217, S226 und S236 ist dieselbe wie die Verarbeitung in S109 von 7.
In den oben genau angeführten Schritten werden die Parameter unverändert übernommen.
In S210, S218, S227 und S237 wird die zweite Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M2 anstelle der ersten Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 verwendet, die in S110, S118, S127 und S137 verwendet wird, und es wird ein zweiter Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert Mth2 anstelle des ersten Feststellungsmachbarkeitsschwellenwerts Mth1 verwendet. Der zweite Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert Mth2 wird mit einem vorbestimmten Wert angesetzt, bei dem es sich um die Hälfte der zweiten Busspannung Vr2 handelt, oder noch darunter. In der vorliegenden Ausführungsform hat der zweite Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert Mth2 denselben Wert wie der erste Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert Mth1. Der zweite Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert Mth2 kann aber auch einen Wert annehmen, der sich von dem Wert des ersten Feststellungsmachbarkeitsschwellenwerts Mth1 unterscheidet.
In S211 werden die U2-Anschlussklemmenspannung Vu2, die V2-Anschlussklemmenspannung Vv2 bzw. die W2-Anschlussklemmenspannung Vw2 anstelle der U1-Anschlussklemmenspannung Vu1, der V1-Anschlussklemmenspannung Vv1 und der W1-Anschlussklemmenspannung Vw1 verwendet, die in S111 verwendet werden. Es werden auch ein U2-Anschlussklemmen-Massestörungs-Bestimmungswert VuG2, ein V2-Anschlussklemmen-Massestörungs-Bestimmungswert VvG2 bzw. ein W2-Anschlussklemmen-Massestörungs-Bestimmungswert VwG2 anstelle des U1-Anschlussklemmen-Massestörungs-Bestimmungswerts VuG1, des V1-Anschlussklemmen-Massestörungs-Bestimmungswerts VvG1 bzw. des W1-Anschlussklemmen-Massestörungs-Bestimmungswerts VwG1 verwendet. Weil die Widerstandswerte der jeweiligen Phasen gleich sind, sind auch die Anschlussklemmen-Massestörungs-Bestimmungswerte VuG2, VvG2 und VwG2 gleich. Die Anschlussklemmen-Massestörungs-Bestimmungswerte VuG2, VvG2 und VwG2 können aber auch unterschiedliche Werte haben. Darüber hinaus gleichen die Anschlussklemmen-Massespannungs-Bestimmungswerte VuG2, VvG2 und VwG2 den Anschlussklemmen-Massespannungs-Bestimmungswerten VuG1, VvG1 und VwG1, die in der ersten Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung verwendet werden. Erstere und letztere können aber auch voneinander verschieden sein.
In S219 werden die U2-Anschlussklemmenspannung Vu2, die V2-Anschlussklemmenspannung Vv2 bzw. W2-Anschlussklemmenspannung Vw2 anstelle der U1-Anschlussklemmenspannung Vu1, V1-Anschlussklemmenspannung Vv1 und W1-Anschlussklemmenspannung Vw1 verwendet, die in S119 verwendet werden. Auch wird anstelle der dem ersten System zugehörigen Dreiphasensumme Vt1 eine dem zweiten System zugehörige Dreiphasensumme Vt2 verwendet, bei der es sich um eine Summe aus der U2-Anschlussklemmenspannung Vu2, der V2-Anschlussklemmenspannung Vv2 und der W2-Anschlussklemmenspannung Vw2 handelt.
Darüber hinaus wird anstelle des ersten Fehlfunktions-Erfassungswerts F1 ein zweiter Fehlfunktions-Erfassungswert F2 verwendet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Fehlfunktions-Erfassungswert F2 gleich dem ersten Fehlfunktions-Erfassungswert F1. Der zweite Fehlfunktions-Erfassungswert F2 kann aber auch vom ersten Fehlfunktions-Erfassungswert F1 verschieden sein.
Dasselbe gilt für S228 und S238.
13 zeigt eine Verarbeitung zur Prüfung einer Freischaltfunktion, die sich auf die unteren Zweigelemente 224 bis 226 des zweiten Systems 200 bezieht (nachstehend als zweite untere Freischaltfunktionsprüfung bezeichnet). Bei jeder Verarbeitung von 13 werden die PWM-Signale U2_PWM_L, V2_PWM_L und W2_PWM_L, die sich jeweils auf die Ansteuerung der unteren Zweigelemente 224, 225 bzw. 226 des zweiten Wechselrichters 220 beziehen, anstelle der PWM-Signale U1_PWM_L, V1_PWM_L bzw. W1_PWM_L verwendet, die in jeder Verarbeitung von 9 verwendet werden, und das zweite Freischaltsignal ENB2 wird anstelle des ersten Freischaltsignals ENB1 verwendet.
14 zeigt eine Verarbeitung zur Prüfung einer Freischaltfunktion, die sich auf die oberen Zweigelemente 221 bis 223 des zweiten Systems 200 beziehen (nachstehend als zweite obere Freischaltfunktionsprüfung bezeichnet). In jeder Verarbeitung von 14 werden die PWM-Signale U2_PWM_H, V2_PWM_H und W2_PWM_H, die sich jeweils auf die Ansteuerung der zweiten oberen Zweigelemente 221, 222 bzw. 223 beziehen, anstelle der PWM-Signale U1_PWM_H, V1_PWM_H bzw. W1_PWM_H verwendet, die in jeder Verarbeitung von 10 verwendet werden, und das zweite Freischaltsignal ENB2 wird anstelle des ersten Freischaltsignals ENB1 verwendet.
Nun wird gemäß dem Ablaufplan von 15 die nach dem Initialtest stattfindende Motoransteuerungsverarbeitung beschrieben, die sich auf die Ansteuerung des Motors 10 bezieht.
In S301 wird eine Feststellung diesbezüglich getroffen, ob die erste Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung beendet ist. Wenn festgestellt wird, dass die erste Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung nicht beendet ist (S310: NEIN), d. h. wenn der erste Fehlfunktionsmerker Flg1, der Amplitudenstörungsmerker FlgM und der erste Normalzustandsmerker FlgC1 jeweils deaktiviert sind, wird die Feststellungsverarbeitung wiederholt. Wenn festgestellt wird, dass die erste Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung beendet ist (S301: JA), d. h. wenn der erste Fehlfunktionsmerker Flg1, der Amplitudenstörungsmerker FlgM oder der erste Normalzustandsmerker FlgC1 aktiv ist, rückt der Ablauf zu S302 vor.
In S302 wird eine Feststellung diesbezüglich getroffen, ob die zweite Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung beendet ist. Wenn festgestellt wird, dass die zweite Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung nicht beendet ist (S302: NEIN), d. h. wenn der zweite Fehlfunktionsmerker Flg2, der Amplitudenstörungsmerker FlgM und ein zweiter Normalzustandsmerker FlgC2 jeweils deaktiviert sind, wird die Feststellungsverarbeitung wiederholt. Wenn festgestellt wird, dass die zweite Fehlfunktions-Erfassungsverarbeitung beendet ist (S302: JA), d. h. wenn der zweite Fehlfunktionsmerker Flg2, der Amplitudenstörungsmerker FlgM oder der zweite Normalzustandsmerker FlgC2 aktiv ist, rückt der Ablauf zu S303 vor.
In S303 wird eine Feststellung diesbezüglich getroffen, ob das erste System 100 und das zweite System 200 jeweils normal arbeiten. Wenn festgestellt wird, dass beide Systeme, das erste System 100 und das zweite System 200, normal arbeiten (S303: JA), d. h. wenn sowohl der erste Normalzustandsmerker FlgC1 als auch der zweite Normalzustandsmerker FlgC2 aktiviert sind, rückt der Ablauf zu S304 vor. Wenn festgestellt wird, dass vom ersten System 100 und zweiten System 200 mindestens eines nicht normal arbeitet (S303: NEIN), d. h. wenn der erste Fehlfunktionsmerker Flg1 und/oder der zweite Fehlfunktionsmerker Flg2 und/oder der Amplitudenstörungsmerker FlgM aktiv ist bzw. sind, rückt der Ablauf zu S305 vor.
In S304 beginnt die Ansteuerung des Motors 10.
In S305 wird die Fehlfunktionsverarbeitung ausgeführt.
Wie vorstehend im Einzelnen beschrieben wurde, steuert die Steuervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform den Motor 10, der die erste Wicklungsgruppe 110, die aus den Spulen 111 bis 113 mehrerer Phasen besteht, und die zweite Wicklungsgruppe 210 umfasst, die aus den Spulen 211 bis 213 mehrerer Phasen besteht, und sie umfasst die Wechselrichter 120 und 220, die Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitte 140 und 240, die Widerstände 151 bis 153 und 251 bis 253 und den Steuerabschnitt 80.
Der erste Wechselrichter 120 weist die ersten oberen Zweigelemente 121 bis 123 auf, die an die Hochpotentialseite angeschlossen sind, und die ersten unteren Zweigelemente 124 bis 126, die an die Tiefpotentialseiten der ersten oberen Zweigelemente 121 bis 123 angeschlossen sind, und er wandelt einen Strom um, der über die Spulen 111 bis 113 zu leiten ist.
Der zweite Wechselrichter 220 weist die zweiten oberen Zweigelemente 221 bis 223 auf, die an die Hochpotentialseite angeschlossen sind, und die zweiten unteren Zweigelemente 224 bis 226, die an die Tiefpotentialseiten der zweiten oberen Zweigelemente 221 bis 223 angeschlossen sind, und er wandelt die Energie des Motors 10 um.
Der erste Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitt 140 erfasst die Anschlussklemmenspannungen Vu1, Vv1 und Vw1 der jeweiligen Phase der Spulen 111, 112 bzw. 113. Der zweite Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsabschnitt 240 erfasst die Anschlussklemmenspannungen Vu2, Vv2 und Vw2 der jeweiligen Phasen der Spulen 211, 212 bzw. 213.
Die Pull-up-Widerstände 151 bis 153 verbinden die jeweiligen Phasen der Spulen 111 bis 113 mit der positiven Elektrode der Batterie 5. Die Pull-up-Widerstände 251 bis 253 verbinden die jeweiligen Phasen der Spulen 211 bis 213 mit der positiven Elektrode der Batterie 5.
Der Steuerabschnitt 80 weist den Signalerzeugungsabschnitt 83 und den Fehlfunktions-Erfassungsabschnitt 84 auf.
Der Signalerzeugungsabschnitt 83 erzeugt Steuersignale, die Ein- und Ausschaltvorgänge der oberen Zweigelemente 121 bis 123 und 221 bis 223 sowie der unteren Zweigelemente 124 bis 126 und 224 bis 226 steuern.
Der Fehlfunktions-Erfassungsabschnitt 84 führt eine Fehlfunktionserfassung auf der Grundlage der dem ersten System zugehörigen Dreiphasensumme Vt1 durch, bei der es sich um eine Summe der Anschlussklemmenspannungen Vu1, Vv1 und Vw1 aller jeweiliger Phasen handelt, wenn alle Steuersignale, die sich auf die oberen Zweigelemente 121 bis 123 und 211 bis 213 sowie die unteren Zweigelemente 124 bis 126 und 224 bis 226 beziehen, AUS-Befehle sind und die Motordrehzahl N niedriger ist als der vorbestimmte Drehzahlschwellenwert Nth.
Der Fehlfunktions-Erfassungsabschnitt 84 führt auch eine Fehlfunktionserfassung auf Grundlage der dem zweiten System zugehörigen Dreiphasensumme Vt2 durch, bei der es sich um eine Summe der Anschlussklemmenspannungen Vu2, Vv2 und Vw2 aller jeweiliger Phasen handelt, wenn alle Steuersignale, die sich auf die oberen Zweigelemente 121 bis 123 und 211 bis 213 sowie die unteren Zweigelemente 124 bis 126 und 224 bis 226 beziehen, AUS-Befehle sind und die Motordrehzahl N niedriger ist als der vorbestimmte Drehzahlschwellenwert Nth.
Im Falle eines Motors, der (mit Ausnahme einer den Steuersignalen entsprechenden Energie) nicht durch eine äußere Kraft angetrieben wird, also wenn die Steuersignale jeweils AUS-Befehle sind, wird der Motor nicht angetrieben und somit keine gegenelektromotorische Kraft erzeugt. Wenn der Motor 10 andererseits jedoch durch eine äußere Kraft angetrieben wird, und zwar neben einer den Steuersignalen entsprechenden Leistung wie in der vorliegenden Ausführungsform, kann möglicherweise eine gegenelektromotorische Kraft entstehen, auch wenn es sich bei allen Steuersignalen um AUS-Befehle handelt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist eine solche Möglichkeit ausgeschlossen, indem eine sich auf das erste System 100 beziehende Fehlfunktionserfassung auf der Grundlage der dem ersten System zugehörigen Dreiphasensumme Vt1 durchgeführt wird, die für eine gegenelektromotorische Kraft nicht empfänglich ist, und zwar in einem Bereich der Drehzahl des Motors 10, in dem die Anschlussklemmenspannungen Vu1, Vv1 und Vw1 nicht durch eine Spannung des ersten positivseitigen Busses 165 oder des ersten negativseitigen Busses 166 begrenzt sind.
Ebenso wird eine sich auf das zweite System 200 beziehende Fehlfunktionserfassung auf der Grundlage der dem zweiten System zugehörigen Dreiphasensumme Vt2 durchgeführt, die für eine gegenelektromotorische Kraft nicht empfänglich ist, und zwar in einem Bereich der Drehzahl des Motors 10, in welchem die Anschlussklemmenspannungen Vu2, Vv2 und Vw2 nicht durch eine Spannung des zweiten positivseitigen Busses 265 oder zweiten negativseitigen Busses 266 begrenzt sind.
Aufgrund der wie vorstehend angegebenen Auslegung kann eine Fehlfunktionserfassung in zweckmäßiger Weise ohne Einflussnahme durch eine gegenelektromotorische Kraft in einem System ausgeführt werden, in welchem der Motor 10 möglicherweise durch eine äußere Kraft angetrieben wird, auch wenn alle Steuersignale, die sich auf die oberen Zweigelemente 121 bis 123 und 221 bis 223 sowie die unteren Zweigelemente 124 bis 126 und 224 bis 226 beziehen, AUS-Befehle sind, wie beim Initialtest oder dergleichen.
Die Steuervorrichtung 1 stellt fest, ob die Motordrehzahl N unter dem Drehzahlschwellenwert Nth liegt, und zwar auf Grundlage der Drehzahl N, die beruhend auf dem Drehwinkel θ des Motors 10 berechnet wird. Dementsprechend kann ordnungsgemäß festgestellt werden, ob eine Fehlfunktionserfassung machbar ist oder nicht.
Wenn der Drehwinkelsensor 75 normal arbeitet, stellt der Fehlfunktions-Erfassungsabschnitt 84 fest, ob die Motordrehzahl N niedriger ist als der Drehzahlschwellenwert Nth, und zwar auf Grundlage der Drehzahl N, die beruhend auf dem Drehwinkel θ berechnet wird.
Falls der Drehwinkelsensor 75 nicht normal arbeitet, nimmt der Fehlfunktions-Erfassungsabschnitt 24 an, dass die Motordrehzahl N unter dem Drehzahlschwellenwert Nth liegt, wenn die erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1, bei der es sich um die Amplitude der Anschlussklemmenspannungen Vu1, Vv1 und Vw1 handelt, kleiner als der vorbestimmte erste Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert Mth1 ist.
Aufgrund der wie oben angegebenen Auslegung kann der Umstand, ob eine Fehlfunktionserfassung machbar ist oder nicht, zweckentsprechend auch dann bestimmt werden, wenn der Drehwinkelsensor 75 nicht normal arbeitet.
Der Motor 10 umfasst die mehreren Wicklungsgruppen 110 und 210 und die Wechselrichter 120 und 220 sind für die Wicklungsgruppen 110 bzw. 210 vorgesehen.
Falls festgestellt wird, dass der Drehwinkelsensor 75 nicht normal arbeitet und die für den Wechselrichter 120 berechnete erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 sowie die für den Wechselrichter 220 berechnet zweite Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M2 normal sind, was sich aus einem Vergleich zwischen der ersten Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 und zweiten Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M2 ergibt, nimmt der Fehlfunktions-Erfassungsabschnitt 84 an, dass die Motordrehzahl N unter dem Drehzahlschwellenwert Nth liegt, wenn die erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 kleiner ist als der erste Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert Mth1.
Falls festgestellt wird, dass der Drehwinkelsensor 75 nicht normal arbeitet und die für den Wechselrichter 120 berechnete erste Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 sowie die für den Wechselrichter 220 berechnete zweite Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M2 normal sind, was sich aus einem Vergleich der ersten Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M1 und zweiten Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M2 ergibt, geht der Fehlfunktions-Erfassungsabschnitt 84 ebenfalls davon aus, dass die Motordrehzahl N niedriger als der Drehzahlschwellenwert Nth ist, wenn die zweite Anschlussklemmen-Spannungsamplitude M2 niedriger als der zweite Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert Mth2 ist.
In der vorliegenden Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass zwei oder mehr Systeme vorhanden sind, und die Amplitude der Anschlussklemmenspannungen für jedes System berechnet und eine Feststellung dahingehend getroffen wird, ob die berechneten Amplituden der Anschlussklemmenspannungen normal sind, und zwar gemäß dem Ergebnis eines Vergleichs zwischen den berechneten Amplituden der Anschlussklemmenspannungen. Aufgrund der vorstehenden Auslegung kann für den Fall, dass die berechnete Amplitude der Anschlussklemmenspannungen auffällig ist, eine fehlerhafte Feststellung vermieden werden, die dann getroffen wird, wenn eine Fehlfunktionserfassung auf Grundlage solcher Anschlussklemmenspannungen durchgeführt wird. Somit kann der Umstand, ob eine Fehlfunktionserfassung auf Grundlage der Anschlussklemmenspannungen machbar ist oder nicht, noch zweckmäßiger bestimmt werden.
Die Steuervorrichtung 1 umfasst den ersten Busspannungs-Erfassungsabschnitt 155, der die erste Busspannung Vr1 erfasst, bei der es sich um eine Spannung des ersten positivseitigen Busses 165 handelt, der die Hochpotentialseiten der ersten oberen Zweigelemente 121 bis 123 mit der positiven Elektrode der Batterie 5 verbindet.
Die Steuervorrichtung 1 weist auch den zweiten Busspannungs-Erfassungsabschnitt 255 auf, der die zweite Busspannung Vr2 erfasst, bei der es sich um eine Spannung des zweiten positivseitigen Busses 265 handelt, der die Hochpotentialseiten der zweiten oberen Zweigelemente 221 bis 223 und die positive Elektrode der Batterie 5 verbindet.
Der Fehlfunktions-Erfassungsabschnitt 84 führt eine Fehlfunktionserfassung für den ersten Wechselrichter 120, den Motor 10 oder die Steuersignale auf Grundlage der dem ersten System zugehörigen Dreiphasensumme Vt1 und der ersten Busspannung Vr1 durch.
Die Anschlussklemmenspannungen Vu1, Vv1 und Vw1 variieren mit einer Veränderung der ersten Busspannung Vr1. Infolgedessen kann eine Fehlfunktionserfassung genauer durchgeführt werden, wenn in der Fehlfunktionserfassung die erste Busspannung Vr1 verwendet wird.
Ebenso variieren die Anschlussklemmenspannungen Vu2, Vv2 und Vw2 mit einer Veränderung der zweiten Busspannung Vr2. Somit kann eine Fehlfunktionserfassung genauer durchgeführt werden, wenn in der Fehlfunktionserfassung die zweite Busspannung Vr2 verwendet wird.
Die Steuervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform wird auf eine elektrische Servolenkungsvorrichtung 2 angewendet, die ”ein System, bei dem die drehende elektrische Maschine möglicherweise durch eine äußere Kraft angetrieben wird, auch wenn alle Steuersignale AUS-Befehle sind”, darstellt. Die elektrische Servolenkungsvorrichtung 2 umfasst die Steuervorrichtung 1 und den Motor 10, der ein Unterstützungsdrehmoment abgibt, um den vom Fahrer ausgeführten Lenkvorgang zu unterstützen.
Bei der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 2 dreht sich der Motor 10 im Ansprechen auf eine durch den Fahrer ausgeführte Betätigung des Lenkrads 91 auch dann, wenn alle Steuersignale, die sich auf die oberen Zweigelemente 121 bis 123 und 221 bis 223 sowie die unteren Zweigelemente 124 bis 126 und 224 bis 226 beziehen, AUS-Befehle sind.
In der vorliegenden Ausführungsform jedoch wird eine Fehlfunktionserfassung durchgeführt, indem man einer gegenelektromotorischen Kraft Beachtung schenkt, die entsteht, wenn der Motor 10 durch eine äußere Kraft neben der den Steuersignalen entsprechenden Energie angetrieben wird. Infolgedessen kann eine Fehlfunktionserfassung auch dann zweckentsprechend durchgeführt werden, wenn sich der Motor 10 im Ansprechen auf eine Betätigung des Lenkrades 91 dreht.
Andere Ausführungsformen
In der oben angegebenen ersten Ausführungsform sind zwei Wicklungsgruppen und zwei Wechselrichter vorgesehen. In anderen Ausführungsformen können aber auch eine Wicklungsgruppe oder drei oder mehr Wicklungsgruppen und ein Wechselrichter oder drei oder mehr Wechselrichter bereitgestellt werden.
In der oben angegebenen ersten Ausführungsform verfügt die Steuervorrichtung für die drehende elektrische Maschine über drei Phasen. In anderen Ausführungsformen kann die Steuervorrichtung für die drehende elektrische Maschine aber auch vier oder mehr Phasen haben.
In der oben angegebenen ersten Ausführungsform sind die oberen Zweigelemente und unteren Zweigelemente aus MOSFETs gebildet. In anderen Ausführungsformen können stattdessen außer den MOSFETs aber auch Feldeffekttransistoren, IGBTs (Bipolartransistoren mit isoliertem Gate) oder dergleichen verwendet werden.
In der oben angegebenen ersten Ausführungsform sind die Stromsensoren aus Nebenschlusswiderständen gebildet. In anderen Ausführungsformen sind die Stromsensoren jedoch nicht auf die Nebenschlusswiderstände beschränkt und können Hall-ICs oder dergleichen sein. In der oben angegebenen ersten Ausführungsform sind die Stromsensoren zwischen den jeweiligen unteren Zweigelementen und dem negativseitigen Bus vorgesehen. Die Stromsensoren können in anderen Ausführungsformen jedoch an einem beliebigen Punkt vorgesehen werden, an dem ein Strom erfasst werden kann.
In der oben angegebenen ersten Ausführungsform sind die Busspannungs-Erfassungsabschnitte bereitgestellt. In anderen Ausführungsformen können die Busspannungs-Erfassungsabschnitte aber auch entfallen, wenn man zum Beispiel unterstellt, dass die Busspannungen konstant sind.
Darüber hinaus kann der Drehwinkelsensor entfallen.
In der oben angegebenen ersten Ausführungsform wird die Steuervorrichtung für eine drehende elektrische Maschine auf eine elektrische Servolenkungsvorrichtung angewendet. In anderen Ausführungsformen kann die Steuervorrichtung für eine drehende elektrische Maschine aber auch auf andere Vorrichtungen als eine elektrische Servolenkungsvorrichtung angewendet werden.
Es ist festzuhalten, dass ein Ablaufplan oder die Verarbeitung des Ablaufplans in der vorliegenden Anmeldung Abschnitte enthält (die auch als Schritte bezeichnet sind), von denen jeder einzelne dargestellt ist, zum Beispiel als S101. Darüber hinaus kann jeder Abschnitt in mehrere Teilabschnitte unterteilt sein, während mehrere Abschnitte zu einem einzelnen Abschnitt zusammengefasst werden können. Des Weiteren kann sich jeder der so ausgelegten Abschnitte auch auf eine Vorrichtung, ein Modul oder ein Mittel beziehen.
Während die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf Ausführungsformen von ihr beschrieben wurde, sollte klar sein, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken. Zusätzlich liegen neben den verschiedenen Kombinationen und Auslegungen auch weitere Kombinationen und Auslegungen, die mehrere Elemente, weniger Elemente oder auch nur ein einzelnes Element umfassen, innerhalb des Sinngehalts und Umfang der vorliegenden Offenbarung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2006-81327- A [0002, 0003]
US 2006/0056206 [0002]
JP 2011-99846 A [0102]

Claims

Steuervorrichtung (1) für eine drehende elektrische Maschine zum Steuern einer drehenden elektrischen Maschine (10) mit mindestens einer Wicklungsgruppe (110, 210), die mehrere Wicklungen (111 bis 113, 211 bis 213) für jeweils eine aus einer Mehrzahl von Phasen aufweist, wobei die Steuervorrichtung für die drehende elektrische Maschine umfasst: mindestens einen Wechselrichter (120, 220) mit einem oberen Zweigelement (121 bis 123, 221 bis 223), das an eine Hochpotentialseite angeschlossen ist, und einem unteren Zweigelement (124 bis 126, 224 bis 226), das an eine Tiefpotentialseite des oberen Zweigelements angeschlossen ist, und der eine elektrische Energie der drehenden elektrischen Maschine umwandelt; eine Anschlussklemmenspannungs-Erfassungsvorrichtung (140, 240), die eine Anschlussklemmenspannung jeder Phase einer jeweiligen Wicklung erfasst; einen Widerstand (151 bis 153, 251 bis 253), der jede Phase einer jeweiligen Wicklung und eine positive Seite einer Stromzufuhr (5) verbindet; und eine Steuervorrichtung (80) mit einer Signalerzeugungsvorrichtung (83), die ein Steuersignal zum Steuern eines EIN-/AUS-Betriebs des oberen Zweigelements und unteren Zweigelements erzeugt, und einer Fehlfunktions-Erfassungsvorrichtung (84), die eine Fehlfunktion auf Grundlage einer Summe der Anschlussklemmenspannung in allen Phasen erfasst, wenn alle Steuersignale, die sich auf das obere Zweigelement und das untere Zweigelement beziehen, einen AUS-Befehl darstellen, und eine Drehzahl der drehenden elektrischen Maschine niedriger ist als ein vorbestimmter Drehzahlschwellenwert.
Steuervorrichtung für eine drehende elektrische Maschine nach Anspruch 1, darüber hinaus aufweisend: einen Drehwinkelsensor (75), der einen Drehwinkel der drehenden elektrischen Maschine erfasst, wobei: die Fehlfunktions-Erfassungsvorrichtung feststellt, ob die Drehzahl unter dem Drehzahlschwellenwert liegt, und zwar beruhend auf der über den Drehwinkel berechneten Drehzahl.
Steuervorrichtung für eine drehende elektrische Maschine nach Anspruch 2, wobei: für den Fall, dass der Drehwinkelsensor normal arbeitet, die Fehlfunktions-Erfassungsvorrichtung feststellt, ob die Drehzahl unter dem Drehzahlschwellenwert liegt, und zwar beruhend auf der über den Drehwinkel berechneten Drehzahl; und für den Fall, dass der Drehwinkelsensor nicht normal arbeitet, die Fehlfunktions-Erfassungsvorrichtung die Einschätzung trifft, dass die Drehzahl unter dem Drehzahlschwellenwert liegt, wenn eine Amplitude der Anschlussklemmenspannung kleiner ist als ein Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert.
Steuervorrichtung für eine drehende elektrische Maschine nach Anspruch 3, wobei: die mindestens eine Wicklungsgruppe eine Mehrzahl von Wicklungsgruppen aufweist; der mindestens eine Wechselrichter eine Mehrzahl von Wechselrichtern aufweist, von denen jeder einer der Wicklungsgruppen entspricht; und für den Fall, dass der Drehwinkelsensor nicht normal arbeitet und die Amplitude der Anschlussklemmenspannung unauffällig ist, was sich aus einem Vergleich zwischen den für die Wechselrichter jeweils berechneten Amplituden der Anschlussklemmenspannungen ergibt, die Fehlfunktions-Erfassungsvorrichtung die Einschätzung trifft, dass die Drehzahl unter dem Drehzahlschwellenwert liegt, wenn die Amplitude der Anschlussklemmenspannung kleiner ist als der Feststellungsmachbarkeitsschwellenwert.
Steuervorrichtung für eine drehende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, darüber hinaus aufweisend: eine Busspannungs-Erfassungsvorrichtung (155, 255), die eine Busspannung eines positivseitigen Busses (165, 265) erfasst, der eine Hochpotentialseite des oberen Zweigelements und die positive Seite der Stromzufuhr verbindet, wobei: die Fehlfunktions-Erfassungsvorrichtung eine Fehlfunktion beruhend auf der Busspannung und einer Summe der Anschlussklemmenspannungen aller Phasen erfasst.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung (2), umfassend: die Steuervorrichtung für eine drehende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5; und die drehende elektrische Maschine, die ein Unterstützungsdrehmoment abgibt, um einen Lenkvorgang eines Fahrers zu unterstützen.