DE102016211941B4

DE102016211941B4 - Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine

Info

Publication number: DE102016211941B4
Application number: DE102016211941.9A
Authority: DE
Inventors: Kouichi Nakamura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2036-07-01
Also published as: CN106330035A; US20170001661A1; CN106330035B; DE102016211941A1; US10029727B2; JP2017017898A; JP6443245B2

Abstract

Steuervorrichtung (10) für eine rotierende elektrische Maschine zur Ansteuerung einer rotierenden elektrischen Maschine (80), die mehrere Wicklungsgruppen (81, 82) für mehrere Systeme aufweist, wobei die Steuervorrichtung (10) für eine rotierende elektrische Maschine aufweist:- mehrere Invertereinheiten (11, 12), die jeweils für eine Wicklungsgruppe vorgesehen sind; und- eine Steuereinheit (30), die aufweist:- Stromsteuereinheiten (31, 41), die einen elektrischen Strom steuern, der in die mehreren Wicklungsgruppen gespeist wird;- eine Überhitzungsschutzsteuereinheit (55), die einen oberen Grenzwert des elektrischen Stroms, der in die mehreren Wicklungsgruppen gespeist wird, als einen beschränkten Stromwert berechnet; und- einen Abnormitätsdetektor (50), der eine Abnormität der mehreren Wicklungsgruppen und der mehreren Invertereinheiten erfasst, wobei- die Überhitzungsschutzsteuereinheit (55) aufweist:- eine Temperaturschätzeinheit (550), die(i) Systemtemperaturen (T1, T2) eines Systems schätzt, das als ein Satz aus einer entsprechenden Wicklungsgruppe und einer Invertereinheit für jedes der mehreren Systeme vorgesehen ist, und(ii) eine Gemeinsame-Komponente-Temperatur (Te) einer gemeinsam genutzten Komponente (21, 22, 27) schätzt, die unter den mehreren Systemen gemeinsam genutzt wird; und- eine Strombeschränkungsrecheneinheit (555), die den beschränkten Stromwert auf der Grundlage der Systemtemperaturen oder der Gemeinsame-Komponente-Temperatur berechnet, und- wenigstens ein Wert der Systemtemperaturen (T1, T2), der Gemeinsame-Komponente-Temperatur (Te) und der beschränkten Stromwerte (I1_lim, I2_lim) von einem Wert während einer Alle-Systeme-normal-Zeit, in der alle der mehreren Systeme arbeiten, ohne eine Abnormität aufzuweisen, geändert wird, wenn wenigstens eines der mehreren Systeme fehlerhaft ist und eine Ansteuerung der rotierenden elektrischen Maschine unter Verwendung wenigstens eines der verbleibenden Systeme, das normal arbeitet, fortgesetzt wird, wobei- während der Alle-Systeme-normal-Zeit für die Temperaturabschätzung der mehreren Systeme jeweils ein erster Temperaturabschätzkoeffizient (K1, K2) und für die Temperaturabschätzung einer von den mehreren System gemeinsam benutzten Komponente ein weiterer Temperaturabschätzkoeffizient (Ke) verwendet werden, wobei in dem Fall, bei dem wenigstens eines der mehreren Systeme fehlerhaft ist, der weitere Temperaturabschätzkoeffizient (Ke) derart abgestimmt wird, dass für die gemeinsam benutzte Komponente eine geringere Schätztemperatur erzielt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine.
Bekannt ist eine Servolenkungssteuervorrichtung, die den Elektromotor der elektrischen Servolenkungsvorrichtung steuert. So wird beispielsweise gemäß der JP 5575205 B2 (Patentdokument 1) eine Wärmeerzeugungsmenge aus dem Betrag eines elektrischen Stroms geschätzt, um einen Überhitzungsschutz zu realisieren.
Im Patentdokument 1 ist ein Treiber für eine Gruppe von Drehstromkreisspulen vorgesehen. Ferner wird im Patentdokument 1 ein Überhitzungsschutz für die mehreren Sätze des Treibers und die Gruppe von Spulen in der Steuervorrichtung nicht angesprochen.
Die Druckschrift DE 10 2013 215 439 A1 offenbart eine Motorsteuerung für eine elektrische Servolenkung mit einer Überhitzungsschutzfunktion. Dazu wird die Temperatur verschiedener Komponenten der Motorsteuerung geschätzt, darunter beispielsweise die Drossel der Versorgung und die Gleichstromzwischenkreiskondensatoren sowie die Temperatur der Endstufentransistoren. Anhand der Temperatur wird ein Oberstromgrenzwert bestimmt. Bei der Berechnung der Temperatur einer Komponente wird die Erwärmung durch die Komponenten in der Umgebung berücksichtigt, somit ändert sich die geschätzte Temperatur einer Komponente, wenn beispielsweise die benachbarte Komponente deaktiviert wird, der Strom also zu Null wird. Die Verwendung von Motoren mit mehreren Wicklungssystemen, die jeweils über einen eigenen Inverter betrieben werden, um beispielsweise die Ausfallsicherheit zu erhöhen, ist aus den Druckschriften EP 2 819 295 A1 , DE 693 22 718 T2 oder US 2014 / 0 009 093 A1 bekannt. Darüber hinaus liefert das Überhitzungsschutzverfahren der Druckschrift DE 10 2013 215 439 A1 die Schätzung der Temperatur mehrerer Komponenten und verwendet dabei den niedrigsten Stromgrenzwert.
Weiterer relevanter Stand der Technik ist bekannt aus den Druckschriften DE 10 2004 022 005 A1 und DE 10 2011 051 234 A1 .
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine bereitzustellen, die einen Überhitzungsschutz bereitstellen kann, wenn ein Teil der mehreren Systeme eine Abnormität aufweist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
Die Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine der vorliegenden Erfindung steuert eine Ansteuerung einer rotierenden elektrischen Maschine, die mehrere Wicklungsgruppen aufweist, und ist mit mehreren Invertereinheiten und einer Steuereinheit ausgerüstet.
Die Invertereinheit ist für jede der mehreren Wicklungsgruppen vorgesehen.
Die Steuereinheit weist eine Stromsteuereinheit (Controller), eine Überhitzungsschutzsteuereinheit (Controller) und einen Abnormitätsdetektor auf. Die Stromsteuereinheit steuert einen elektrischen Strom, der in die mehreren Wicklungsgruppen gespeist wird. Die Überhitzungsschutzsteuereinheit berechnet einen beschränkten Stromwert, der den Höchstwert, d.h. einen oberen Grenzwert, des elektrischen Stroms beschreibt, der in jede der mehreren Wicklungsgruppen gespeist wird. Der Abnormitätsdetektor erfasst eine Abnormität der Wicklungsgruppe und der Invertereinheit.
Die Überhitzungsschutzsteuereinheit weist eine Temperaturschätzeinheit und eine Strombeschränkungsrecheneinheit auf.
Die Temperaturschätzeinheit schätzt eine Systemtemperatur und eine Temperatur einer gemeinsam benutzten Komponente (nachstehend als Gemeinsame-Komponente-Temperatur bezeichnet).
Die Systemtemperatur ist eine Temperatur von jedem der mehreren Systeme, die eine Kombination aus einer Wicklungsgruppe und einer Invertereinheit sind, die entsprechend miteinander kombiniert sind.
Die Gemeinsame-Komponente-Temperatur ist eine Temperatur einer gemeinsam benutzten Komponente, die mit beiden der mehreren Systeme verbunden ist.
Die Strombeschränkungsrecheneinheit berechnet einen beschränkten Stromwert auf der Grundlage der Systemtemperatur oder der Gemeinsame-Komponente-Temperatur.
Wenigstens ein Wert der Systemtemperaturen, der Gemeinsame-Komponente-Temperatur und der beschränkten Stromwerte wird von einem Wert während einer Alle-Systeme-normal-Zeit, in der alle der mehreren Systeme ohne eine Abnormität arbeiten, geändert, wenn wenigstens eines der mehreren Systeme fehlerhaft ist und eine Ansteuerung der rotierenden elektrischen Maschine unter Verwendung wenigstens eines der verbleibenden Systeme, das normal arbeitet, fortgesetzt wird. Auf diese Weise erfolgt ein Überhitzungsschutz an einem Zeitpunkt während der Zeit einer Fortsetzung der Ansteuerung der rotierenden elektrischen Maschine unter Verwendung des normalen Systems in geeigneter Weise.
Die obige Aufgabe, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt:

1 eine schematische Abbildung eines Lenksystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 einen Schaltplan einer Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ein Blockdiagramm einer Steuereinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ein Blockdiagramm einer Überhitzungsschutzsteuereinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5A ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Leiterplattentemperatur gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5B ein Diagramm zur Veranschaulichung eines geschätzten Temperaturanstiegs gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5C ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Komponententemperatur zusammen mit der Leiterplattentemperatur und dem geschätzten Temperaturanstieg gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines oberen Grenzwertes des elektrischen Stroms gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ein Ablaufdiagramm einer Überhitzungsschutzsteuerung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8A ein Diagramm zur Veranschaulichung des elektrischen Stroms, wenn ein Motor einen Rotationszustand aufweist, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8B ein Diagramm zur Veranschaulichung des elektrischen Stroms, wenn der Motor einen Stoppzustand aufweist, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ein Ablaufdiagramm der Überhitzungsschutzsteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
10 ein Blockdiagramm der Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Nachstehend ist eine Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den nachfolgenden Ausführungsformen sind gleiche/ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und zur Vermeidung von Redundanz nicht wiederholt beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Eine Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den 1 bis 7 gezeigt.
Eine „Steuervorrichtung 10 für eine rotierende elektrische Maschine“ (nachstehend als Steuervorrichtung 10 bezeichnet) gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auf eine elektrische Servolenkungsvorrichtung 8 zur Unterstützung einer Lenkbetätigung durch einen Fahrer angewandt.
Was eine Ansteuereinheit 1 betrifft, so dient eine Ein-Körper-Kombination aus zwei Teilen, d.h. aus einem Motor 80 als eine rotierende elektrische Maschine und einer Steuervorrichtung 10, als die Ansteuereinheit 1. Der Motor 80 und die Steuervorrichtung 10 können ebenso als zwei separate Komponenten vorgesehen sein.
Ein Lenksystem 90 weist, wie in 1 gezeigt, ein Lenkrad 91 als ein Lenkelement, eine Lenkwelle 92, ein Zahnradgetriebe 96, eine Zahnstange 97, einen Reifen 98, eine elektrische Servolenkungsvorrichtung 8 und dergleichen auf.
Das Lenkrad 91 ist mit der Lenkwelle 92 verbunden. Die Lenkwelle 92 weist einen Drehmomentsensor 94 auf, der das Lenkmoment erfasst, das auf die Lenkwelle 92 gegeben wird, wenn der Fahrer das Lenkrad 91 betätigt. Das Zahnradgetriebe 96 ist an einer Spitze der Lenkwelle 92 gebildet und befindet sich in Eingriff mit der Zahnstange 97. Ein Paar von Reifen 98 ist über eine Spurstange oder dergleichen an beiden Enden der Zahnstange 97 verbunden.
Wenn der Fahrer das Lenkrad 91 betätigt, dreht sich die mit dem Lenkrad 91 verbundene Lenkwelle 92. Die Drehbewegung der Lenkwelle 92 wird durch das Zahnradgetriebe 96 in eine Verschiebebewegung der Zahnstange 97 gewandelt, und das Paar von Reifen 98 wird in einem Winkel entsprechend dem Betrag der Verschiebebewegung der Zahnstange 97 gelenkt.
Die elektrische Servolenkungsvorrichtung 8 weist den Motor 80, der ein Assistenzdrehmoment zur Unterstützung einer Lenkbetätigung des Lenkrades 91 durch den Fahrer ausgibt; die Steuervorrichtung 10, die eine Ansteuerung des Motors 80 steuert; und ein Untersetzungsgetriebe 89, das, als eine Energieübertragungseinheit, eine Drehzahl des Motors 80 verringert und eine Leistung auf die Lenkwelle 92 gibt, auf.
Obgleich, in der vorliegenden Ausführungsform, die elektrische Servolenkungsvorrichtung 8 vom Säulenunterstützungstyp ist, der die Rotation der Lenkwelle 92 mit dem vom Motor 80 erzeugten Drehmoment unterstützt, kann die Vorrichtung 8 ebenso vom Zahnstangenunterstützungstyp sein, der eine Ansteuerung der Zahnstange 97 unterstützt. Genauer gesagt, ein Ansteuerobjekt in der vorliegenden Ausführungsform ist die Lenkwelle 92, das Ansteuerobjekt des Motors 80 kann jedoch ebenso die Zahnstange 97 sein.
Der Motor 80 wird durch eine elektrische Energie betrieben, die von einer Batterie 5 (siehe 2) als eine Energieversorgung bereitgestellt wird, und dreht das Untersetzungsgetriebe 89 reziprok, d.h. vorwärts oder rückwärts.
Nachstehend ist die elektrische Konfiguration der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 8 unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben.
In der 2 sind, zur Lesbarkeit der Zeichnung, Steuerleitungen und dergleichen nicht gezeigt.
Der Motor 80 ist ein bürstenloser Drehstrommotor und weist eine erste Wicklungsgruppe 81 und eine zweite Wicklungsgruppe 82 auf, die jeweils auf einen Stator (nicht gezeigt) gewickelt sind.
Die erste Wicklungsgruppe 81 weist eine U1-Spule 811, eine V1-Spule 812 und eine W1-Spule 813 auf. Die zweite Wicklungsgruppe 82 weist eine U2-Spule 821, eine V2-Spule 822 und eine W2-Spule 823 auf.
Die Steuervorrichtung 10 weist eine erste Invertereinheit 11, eine zweite Invertereinheit 12, einen Kondensator 21 und eine Drosselspule 22, einen Drehwinkelsensor 25, einen Temperatursensor 26, eine ASIC (Application-Specific Integrated Circuit oder anwendungsspezifische integrierte Schaltung) 27, eine Steuereinheit 30 und dergleichen auf.
Die elektronischen Komponenten der Steuervorrichtung 10 sind an einer Leiterplatte 60 (siehe 1) befestigt.
Die erste Invertereinheit 11 weist einen ersten Inverter 110, eine erste Relaiseinheit 13 und einen ersten Stromdetektor 15 auf.
Die zweite Invertereinheit 12 weist einen zweiten Inverter 120, eine zweite Relaiseinheit 14 und einen zweiten Stromdetektor 16 auf.
Der erste Inverter 110 ist ein Drehstromwechselrichter und als eine Brückenschaltung aus sechs Schaltelementen 111-116 vorgesehen.
Der Knotenpunkt der Schaltelemente 111 und 114 der U-Phase, die die paarweise angeordneten Elemente sind, ist mit der U1-Spule 811 verbunden.
Der Knotenpunkt der Schaltelemente 112 und 115 der V-Phase, die die paarweise angeordneten Elemente sind, ist mit der V1-Spule 812 verbunden.
Der Knotenpunkt der Schaltelemente 113 und 116 der W-Phase, die die paarweise angeordneten Elemente sind, ist mit der W1-Spule 813 verbunden.
Der zweite Inverter 120 ist ein Drehstromwechselrichter und als eine Brückenschaltung aus sechs Schaltelementen 121-126 vorgesehen.
Der Knotenpunkt der Schaltelemente 121 und 124 der U-Phase, die die paarweise angeordneten Elemente sind, ist mit der U2-Spule 821 verbunden.
Der Knotenpunkt der Schaltelemente 122 und 125 der V-Phase, die die paarweise angeordneten Elemente sind, ist mit der V2-Spule 822 verbunden.
Der Knotenpunkt der Schaltelemente 123 und 126 der W-Phase, die die paarweise angeordneten Elemente sind, ist mit der W2-Spule 823 verbunden.
Die erste Relaiseinheit 13 weist ein Leistungsrelais 131 und ein Verpolungsschutzrelais 132 auf.
Das Leistungsrelais 131 ist an einer Position zwischen der Batterie 5 und dem ersten Inverter 110 angeordnet und leitet oder unterbricht den elektrischen Strom zwischen der Batterie 5 und dem ersten Inverter 110.
Das Verpolungsschutzrelais 132 ist an einer Position zwischen dem Leistungsrelais 131 und dem ersten Inverter 110 angeordnet. Das Verpolungsschutzrelais 132 weist eine parasitäre Diode auf, die in Sperrrichtung zu einer Diode des Leistungsrelais 131 geschaltet ist, und verhindert, dass der elektrische Strom rückwärts fließt, wenn die Batterie 5 versehentlich in umgekehrter Richtung verschaltet wird.
Die zweite Relaiseinheit 14 weist ein Leistungsrelais 141 und ein Verpolungsschutzrelais 142 auf.
Das Leistungsrelais 141 ist an einer Position zwischen der Batterie 5 und dem zweiten Inverter 120 angeordnet und leitet oder unterbricht den elektrischen Strom zwischen der Batterie 5 und dem zweiten Inverter 120.
Das Verpolungsschutzrelais 142 ist an einer Position zwischen dem Leistungsrelais 141 und dem zweiten Inverter 120 angeordnet. Das Verpolungsschutzrelais 142 weist eine parasitäre Diode auf, die bezüglich einer Diode des Leistungsrelais 142 in Sperrrichtung geschaltet ist, und verhindert, dass der elektrische Strom rückwärts fließt, wenn die Batterie 5 versehentlich in umgekehrter Richtung verschaltet wird.
Obgleich die Schaltelemente 111-116, 121-126 und die Relais 131, 132, 141 und 142 jeweils Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET) sind, können diese Komponenten ebenso als Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT) und dergleichen vorgesehen sein.
Der erste Stromdetektor 15 weist ein U1-Stromerfassungselement 151, ein V1-Stromerfassungselement 152 und ein W1-Stromerfassungselement 153 auf.
Das U1-Stromerfassungselement 151 ist auf einer Seite niedrigen Potentials des Schaltelements 114 angeordnet und erfasst den elektrischen Strom, der in die U1-Spule 811 gespeist wird.
Das V1-Stromerfassungselement 152 ist auf einer Seite niedrigen Potentials des Schaltelements 115 angeordnet und erfasst den elektrischen Strom, der in die V1-Spule 812 gespeist wird.
Das W1-Stromerfassungselement 153 ist auf einer Seite niedrigen Potentials des Schaltelements 116 angeordnet und erfasst den elektrischen Strom, der in die W1-Spule 813 gespeist wird.
Der Erfassungswert des U1-Stromerfassungselements 151 ist als ein U1-Stromerfassungswert Iu1 bezeichnet, der Erfassungswert des V1-Stromerfassungselements 152 ist als ein V1-Stromerfassungswert Iv1 bezeichnet, und der Erfassungswert des W1-Stromerfassungselements 153 ist als ein W1-Stromerfassungswert Iw1 bezeichnet.
Der zweite Stromdetektor 16 weist ein U2-Stromerfassungselement 161, ein V2-Stromerfassungselement 162 und ein W2-Stromerfassungselement 163 auf.
Das U2-Stromerfassungselement 161 ist auf einer Seite niedrigen Potentials des Schaltelements 124 angeordnet und erfasst den elektrischen Strom, der in die U2-Spule 821 gespeist wird.
Das V2-Stromerfassungselement 162 ist auf einer Seite niedrigen Potentials des Schaltelements 125 angeordnet und erfasst den elektrischen Strom, der in die V2-Spule 822 gespeist wird.
Das W2-Stromerfassungselement 163 ist auf einer Seite niedrigen Potentials des Schaltelements 126 angeordnet und erfasst den elektrischen Strom, der in die W2-Spule 823 gespeist wird.
Der Erfassungswert des U2-Stromerfassungselements 161 ist als ein U2-Stromerfassungswert Iu2 bezeichnet, der Erfassungswert des V2-Stromerfassungselements 162 ist als ein V2-Stromerfassungswert Iv2 bezeichnet, und der Erfassungswert des W2-Stromerfassungselements 163 ist als ein W2-Stromerfassungswert Iw2 bezeichnet.
Die Stromerfassungselemente 151-153, 161-163 der vorliegenden Ausführungsform sind jeweils Shunt-Widerstände.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Invertereinheit 11 in einer entsprechenden Weise zur ersten Wicklungsgruppe 81 vorgesehen und ist die zweite Invertereinheit 12 in einer entsprechenden Weise zur zweiten Wicklungsgruppe 82 vorgesehen.
Nachstehend ist eine Kombination der ersten Wicklungsgruppe 81 und der ersten Invertereinheit 11 als ein erstes System 201 beschrieben und eine Kombination der zweiten Wicklungsgruppe 82 und der zweiten Invertereinheit 12 als ein zweites System 202 beschrieben. Ferner kann eine Komponente im ersten System 201 als eine „Komponente ersten Systems“ bezeichnet sein und eine Komponente im zweiten System 202 als eine „Komponente zweiten Systems“ bezeichnet sein.
Der Kondensator 21 und die Drosselspule 22 sind an einer Position zwischen dem ersten Inverter 110 und der Batterie 5 und an einer Position zwischen dem zweiten Inverter 120 und der Batterie 5 angeordnet und dienen als eine Filterschaltung.
Der Kondensator 21 und die Drosselspule 22 verringern ein Rauschen, das von der Ansteuereinheit 1 zu weiteren Vorrichtungen übertragen wird, die die Energieversorgung von der Batterie 5 gemeinsam nutzen, während sie ein Rauschen verringern, das von den weiteren Vorrichtungen, die die Batterie 5 mit der Ansteuereinheit 1 gemeinsam nutzen, übertragen wird. Ferner unterstützt der Kondensator 21 eine Bereitstellung der elektrischen Energie zu dem ersten Inverter 110 und zu dem zweiten Inverter 120, indem er eine elektrische Ladung speichert.
Der Drehwinkelsensor 25 ist als eine Magnetismuserfassungseinheit vorgesehen, die ein magnetisches Drehfeld erfasst, das einher mit einer Rotation des Magneten auf der Welle des Motors 80 rotiert, zur Erfassung eines Drehwinkels des Motors 80.
Der Temperatursensor 26 erfasst die Temperatur der Leiterplatte 60.
Der Temperatursensor 26 der vorliegenden Ausführungsform ist ein wärmeempfindlicher Widerstand oder ein Thermistor.
Die ASIC 27 weist einen Vor-Treiber 275, einen Signalverstärker (nicht gezeigt), einen Regler und dergleichen auf.
Der Vor-Treiber 275 erzeugt ein Ansteuersignal auf der Grundlage von Spannungsbefehlswerten Vu1, Vv1, Vw1, Vu2, Vv2 und Vw2, die nachstehend noch beschrieben sind, und gibt ein erzeugtes Ansteuersignal an das Gate der Schaltelemente 111-116, 121-126.
Der Signalverstärker verstärkt die Erfassungswerte der Stromerfassungselemente 151-153, 161-163, den Erfassungswert des Drehwinkelsensors 25 und den Erfassungswert des Temperatursensors 26 und gibt die verstärkten Erfassungswerte an die Steuereinheit 30.
Der Regler ist eine Stabilisierungsschaltung, die die Spannung stabilisiert, die an die Steuereinheit 30 und dergleichen gegeben wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Komponente, die sowohl mit dem ersten System 201 als auch dem zweiten System 202 verbunden ist, als eine gemeinsam genutzte Komponente bezeichnet, wie beispielsweise der Kondensator 21, die Drosselspule 22, die ASIC 27 und dergleichen.
Die Steuereinheit 30 steuert die gesamte Steuervorrichtung 10, d.h. die Steuervorrichtung 10 insgesamt, und ist im Wesentlichen als ein Mikrocontroller realisiert, der verschiedene Datenprozesse ausführt.
Jeder Prozess, der von der Steuereinheit 30 ausgeführt wird, kann ein Software-Prozess per Ausführung eines im Voraus gespeicherten Programms durch eine CPU oder ein Hardware-Prozess anhand einer bestimmten elektronischen Schaltung sein.
Die Steuereinheit 30 weist, wie in 3 gezeigt, einen ersten System-Controller 31, einen zweiten System-Controller 41, einen Abnormitätsdetektor 50 und eine Überhitzungsschutzsteuereinheit (Controller) 55 auf. Es sollte beachtet werden, dass der Drehwinkelsensor 25, der Temperatursensor 26 und der Vor-Treiber 275 und dergleichen in der 3 nicht gezeigt sind.
Der erste System-Controller 31 weist einen 3-zu-2-Phasenumformer 32, eine Strombefehlswertrecheneinheit 33, eine Strombeschränkungseinheit 34, einen Regler 35 und einen 2-zu-3-Phasenumformer 36 auf.
Der zweite System-Controller 41 weist einen 3-zu-2-Phasenumformer 42, eine Strombefehlswertrecheneinheit 43, eine Strombeschränkungseinheit 44, einen Regler 45 und einen 2-zu-3-Phasenumformer 46 auf.
Wie aus der obigen Beschreibung leicht ersichtlich, weisen der erste System-Controller 31 und der zweite System-Controller 41 die gleichen Funktionsblöcke auf. Folglich ist die nachfolgende Beschreibung auf die Funktionsblöcke des ersten System-Controllers 31 ausgerichtet und eine Beschreibung bezüglich des zweiten System-Controllers 41, sofern angemessen, ausgelassen. Die Rechenwerte im zweiten System-Controller 41 weisen an letzter Stelle ein Zusatzkennzeichen von 2 auf, das sich vom Zusatzkennzeichen von 1 an der letzten Stelle der entsprechenden Rechenwerte im ersten System-Controller 31 unterscheidet.
Der 3-zu-2-Phasenumformer 32 führt eine dq-(Direct Quadrature)-Transformation des U1-Stromerfassungswerts Iu1, des V1-Stromerfassungswerts Iv1 und des W1-Stromerfassungswerts Iw1 auf der Grundlage eines elektrischen Winkels θ aus, der vom Drehwinkelsensor 25 erhalten wird, und berechnet einen d-Achsen-Stromerfassungswert Id1 und einen q-Achsen-Stromerfassungswert Iq1.
Die Strombefehlswertrecheneinheit 33 berechnet einen d-Achsen-Strombefehlswert Id1* und ein q-Achsen-Strombefehlswert Iq1* auf der Grundlage eines Drehmomentbefehlswerts trq*, der in Übereinstimmung mit einem Lenkmoment, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen berechnet wird.
Die Strombeschränkungseinheit 34 beschränkt den d-Achsen-Strombefehlswert Id1* und den q-Achsen-Strombefehlswert Iq1* auf der Grundlage eines ersten Strombeschränkungswerts I1_lim, der von der Überhitzungsschutzsteuereinheit 55 ausgegeben wird, und berechnet einen d-Achsen-Beschränkungsbefehlswert Id1** und einen q-Achsen-Beschränkungsbefehlswert Iq1**.
Wenn die Größe des Stromvektors des d-Achsen-Strombefehlswerts Id1* und des q-Achsen-Strombefehlswerts Iq1* kleiner oder gleich dem ersten Strombeschränkungswert I1_lim ist, werden der d-Achsen-Strombefehlswert Id1* und der q-Achsen-Strombefehlswert Iq1* als der d-Achsen-Beschränkungsbefehlswert Id1** und der q-Achsen-Beschränkungsbefehlswert Iq1** bestimmt.
Wenn die Größe des Stromvektors des d-Achsen-Strombefehlswerts Id1* und des q-Achsen-Strombefehlswerts Iq1* größer als der erste Strombeschränkungswert I1_lim ist, beschränkt die Strombeschränkungseinheit 34 den Wert Id1* und den Wert Iq1* derart, dass die Größe des Stromvektors gleich dem ersten Strombeschränkungswert I1_lim wird.
Die Strombeschränkungseinheit 34 kann eine d-Achsen-Komponente und eine q-Achsen-Komponente derart beschränken, dass die beschränkten Werte die gleiche Phase wie der d-Achsen-Strombefehlswert Id1* und der q-Achsen-Strombefehlswert Iq1* aufweisen, oder kann den d-Achsen-Strombefehlswert Id1* als den d-Achsen-Beschränkungsbefehlswert Id1** bestimmen, während sie die q-Achsen-Komponente derart beschränkt, dass die Größe des Stromvektors gleich dem ersten Strombeschränkungswert I1_lim wird.
Der Regler 35 berechnet einen d-Achsen-Spannungsbefehlswert Vd1 anhand einer PI-Berechnung und dergleichen, so dass eine d-Achsen-Stromabweichung ΔId1, die eine Abweichung des d-Achsen-Stromerfassungswerts Id1 und des d-Achsen-Beschränkungsbefehlswerts Id1** beschreibt, gegen 0 geht.
Der Regler 35 berechnet einen q-Achsen-Spannungsbefehlswert Vq1 anhand einer PI-Berechnung und dergleichen, so dass eine q-Achsen-Stromabweichung ΔIq1, die eine Abweichung des q-Achsen-Stromerfassungswerts Iq1 und des q-Achsen-Beschränkungsbefehlswerts Iq1** beschreibt, gegen 0 geht.
Der 2-zu-3-Phasenumformer 36 führt eine dq-Rücktransformation des d-Achsen-Spannungsbefehlswerts Vd1 und des q-Achsen-Spannungsbefehlswerts Vq1 auf der Grundlage des elektrischen Winkels θ aus und berechnet einen U1-SpannungsbefehlswertVu1, einen V1-Spannungsbefehlswert Vv1 und einen W1-Spannungsbefehlswert Vw1.
Der Abnormitätsdetektor 50 erfasst eine Abnormität der Ansteuereinheit 1 auf der Grundlage der Stromerfassungswerte Iu1, Iv1, Iw1, Iu2, Iv2 und Iw2 und anderer Werte. Das Abnormitätserfassungsergebnis wird an die Überhitzungsschutzsteuereinheit 55 ausgegeben.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn das zweite System 202 eine Abnormität aufweist, die Ansteuerung des Motors 80 unter Verwendung des ersten Systems 201 fortgesetzt, und wird, wenn das erste System 201 eine Abnormität aufweist, die Ansteuerung des Motors 80 unter Verwendung des zweiten Systems 202 fortgesetzt.
Die Überhitzungsschutzsteuereinheit 55 beschränkt den elektrischen Strom, der im ersten System 201 und im zweiten System 202 fließt, derart, dass keine Komponente der Ansteuereinheit 1 einer Überhitzung erfährt.
Die Überhitzungsschutzsteuereinheit 55 weist, wie in 4 gezeigt, eine Temperaturschätzeinheit 550 und eine Strombeschränkungsrecheneinheit 555 auf.
Die Temperaturschätzeinheit 550 weist eine Leiterplattentemperaturrecheneinheit 551, eine Temperaturanstiegsschätzeinheit 552 und einen Addierer 553 auf.
Die Leiterplattentemperaturrecheneinheit 551 berechnet eine Leiterplattentemperatur Tb, die eine Temperatur der Leiterplatte 60 beschreibt, auf der Grundlage einer vom Temperatursensor 26 erfassten Thermistorspannung Vb.
Die Temperaturanstiegsschätzeinheit 552 schätzt den Anstieg der Temperatur von jeder Komponente. Ein geschätzter Temperaturanstieg ΔT von jeder Komponente wird durch die Gleichung (1) beschrieben. Ein Term K in der Gleichung (1) beschreibt einen Temperaturschätzkoeffizienten und wird für jede Komponente aufgestellt. Ein Term I beschreibt einen elektrischen Strom, der in jede Komponente gespeist wird. $Δ T = K \times I^{2}$
Wenn beispielsweise die Temperatur des Schaltelements 111 geschätzt wird, wird der U1-Stromerfassungswert lu1 als ein I in der Gleichung (1) verwendet.
Ein elektrischer Energieversorgungsstrom le, der in der gemeinsam genutzten Komponente fließt, wird anhand der Gleichung (2) berechnet. Ein Term I1 in der Gleichung (2) beschreibt einen elektrischen Strom vor einer Phasenverzweigung im ersten System, und ein Term I2 beschreibt einen elektrischen Strom vor einer Phasenverzweigung im zweiten System 202. Die elektrischen Ströme I1 und I2 vor der Phasenverzweigung werden anhand der Gleichungen (3-1) und (3-2) geschätzt. $Ie = I1 + I2$
$I1 = Id1 \times Vd1 + Iq1 \times Vq1$
$I2 = Id2 \times Vd2 + Iq2 \times Vq2$
Im Addierer 553 wird der geschätzte Temperaturanstiegs ΔT zu der Leiterplattentemperatur Tb addiert und eine Komponententemperatur Ts berechnet.
Obgleich die Wicklungsgruppen 81 und 82 nicht an der Leiterplatte 60 befestigt sind, wird die Leiterplattentemperatur Tb als eine „Umgebungstemperatur“ berücksichtigt und die Temperatur der Wicklungsgruppen 81 und 82 auf die gleiche Weise wie die Temperatur von jeder Komponente berechnet, die an der Leiterplatte 60 befestigt ist.
Die Leiterplattentemperatur Tb nimmt, wie in 5A gezeigt, über die Zeit zu. Ferner nimmt der geschätzte Temperaturanstieg ΔT, wie in 5B gezeigt, ebenso über die Zeit zu, mit einer Schwankung in Übereinstimmung mit der Schwankung des elektrischen Stroms.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Komponententemperatur Ts von jeder Komponente in geeigneter Weise geschätzt, indem der geschätzte Temperaturanstieg ΔT zu der Leiterplattentemperatur Tb addiert wird (siehe 5C).
Die 5A/B/C dienen lediglich zur Veranschaulichung und sind somit quantitativ nicht genau auszulegen.
Nachstehend ist erneut auf die 4 Bezug genommen. Die Strombeschränkungsrecheneinheit 555 berechnet den ersten Strombeschränkungswert I1_lim, der einen oberen Grenzwert des elektrischen Stroms beschränkt, der in das erste System 201 gespeist wird, und den zweiten Strombeschränkungswert I2_lim, der einen oberen Grenzwert des elektrischen Stroms beschränkt, der in das zweite System 202 gespeist wird.
Ein Verhältnis zwischen einer ersten Systemtemperatur T1 und einem oberen Grenzwertstrom Ih1 im ersten System 201 ist unter Bezugnahme auf die 6 beschrieben.
Der obere Grenzwertstrom Ih1 des ersten Systems 201 wird auf der Grundlage der ersten Systemtemperatur T1 berechnet. Die erste Systemtemperatur T1 kann auf eine Komponententemperatur, d.h. auf die höchste der Temperaturen der Schaltelemente 111-116, der Relais 131 und 132, der Stromerfassungselemente 151-153 und der Spulen 811-813 im ersten System 201 gesetzt werden oder beispielsweise auf einen Mittelwert oder einen anderen Rechenwert der Temperaturen von allen oder von einem Teil dieser Komponenten gesetzt werden. Alternativ kann, nach einer Berechnung des oberen Grenzwertstroms für jede der Komponenten im ersten System 201, ein niedrigster Wert unter den berechneten oberen Grenzwertströmen als der obere Grenzwertstrom Ih1 gewählt werden.
Der obere Grenzwertstrom Ih1 beschreibt, wie durch eine durchgezogene Linie La in der 6 gezeigt, wenn die erste Systemtemperatur T1 unter einer Schwellenwerttemperatur Tth liegt, einen vorbestimmten Wert la. Ferner wird, wenn die erste Systemtemperatur T1 über der Schwellenwerttemperatur Tth liegt, der obere Grenzwertstrom Ih1 mit steigender erster Systemtemperatur T1 verringert. Der vorbestimmte Wert la, eine Steigung der Kurve und die Schwellenwerttemperatur Tth können beliebig bestimmt werden.
Der obere Grenzwertstrom Ih2 des zweiten Systems 202 wird auf der Grundlage der zweiten Systemtemperatur T2 berechnet. Die zweite Systemtemperatur T2 kann auf eine Komponententemperatur, d.h. die höchste der Temperaturen der Schaltelemente 121-126, der Relais 141 und 142, der Stromerfassungselemente 161-163 und der Spulen 821-823 im zweiten System 202 gesetzt werden oder beispielsweise auf einen Mittelwert oder einen anderen Rechenwert der Temperaturen von allen oder einem Teil dieser Komponenten gesetzt werden. Alternativ kann, nach einer Berechnung des oberen Grenzwertstroms für jede der Komponenten im zweiten System 202, ein niedrigster Wert unter den berechneten oberen Grenzwertströmen als der obere Grenzwertstrom Ih2 gewählt werden.
Ein oberer Energieversorgungsgrenzwertstrom Ihe, der einen oberen Grenzwert des Energieversorgungsstroms le beschreibt, wird auf der Grundlage einer Temperatur Te einer gemeinsam benutzten Komponente (nachstehend als Gemeinsame-Komponente-Temperatur Te bezeichnet) berechnet. Die Gemeinsame-Komponente-Temperatur Te kann auf die gleiche Weise wie vorstehend beschrieben, d.h. wie Ih1 und Ih2, berechnet werden, indem die höchste Temperatur unter den Temperaturen der gemeinsam genutzten Komponenten auf die Gemeinsame-Komponente-Temperatur Te gesetzt wird, oder indem beispielsweise der Mittelwert oder ein anderer Rechenwert der Temperaturen der gemeinsam genutzten Komponenten auf die Gemeinsame-Komponente-Temperatur Te gesetzt wird. Ferner kann, nach einer Berechnung des oberen Grenzwertstroms für jede der gemeinsam genutzten Komponenten, der niedrigste Wert auf den oberen Energieversorgungsgrenzwertstrom Ihe gesetzt werden.
Da die Details der Berechnung des oberen Grenzwertstroms Ih2 des zweiten Systems 202 und der Berechnung des oberen Energieversorgungsgrenzwertstroms Ihe gleich denjenigen der Berechnung des oberen Grenzwertstroms Ih1 des ersten Systems 201 sind, ist die Berechnung von Ih2/Ihe nachstehend nicht veranschaulicht.
Der vorbestimmte Wert la, eine Steigung der Kurve und die Schwellenwerttemperatur Tth können Werte gleich denjenigen bezüglich der Berechnung des oberen Grenzwertstroms Ih1 oder von diesen Werten verschieden sein.
Wenn alle der Systeme 201 und 202 normal sind, d.h. während der Alle-Systeme-normal-Zeit, wird der obere Energieversorgungsgrenzwertstrom Ihe in Übereinstimmung mit Verteilungskoeffizienten D1 und D2, die beliebig bestimmt werden, auf das erste System 201 und das zweite System 202 verteilt.
Ein erster oberer Energieversorgungsgrenzwertstrom Ihe1, der in das erste System 201 gespeist wird, und ein zweiter oberer Energieversorgungsgrenzwertstrom Ihe2, der in das zweite System 202 gespeist wird, werden durch die Gleichungen (4-1) und (4-2) beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Verteilungskoeffizienten D1 und D2 zueinander gleich und ist der Energieversorgungsstrom le gleichmäßig auf das erste System 201 und das zweite System 202 zu verteilen. $Ihe1 = Ihe \times D1/ (D1 + D 2)$
$Ihe2 = Ihe \times D2/ (D1 + D 2)$
Der erste Strombeschränkungswert I1_lim wird als ein kleinerer des oberen Grenzwertstroms Ih1 und des ersten oberen Energieversorgungsgrenzwertstroms Ihe1 genommen. Der zweite Strombeschränkungswert I2_lim wird als ein kleinerer des oberen Grenzwertstroms Ih2 und des zweiten oberen Energieversorgungsgrenzwertstroms Ihe2 genommen.
Der erste Strombeschränkungswert I1_lim wird an die Strombeschränkungseinheit 34 ausgegeben, und der zweite Strombeschränkungswert I2_lim wird an die Strombeschränkungseinheit 44 ausgegeben.
Nachstehend ist eine Situation beschrieben, in der eines der beiden Systeme 201, 202 eine Abnormität aufweist und die Ansteuerung des Motors 80 durch das andere der beiden Systeme 201, 202 fortgesetzt wird. Die nachfolgende Beschreibung erfolgt in der Annahme, dass das zweite System 202 die Abnormität aufweist und die Ansteuerung des Motors 80 durch das erste System 201 fortgesetzt wird.
Nachstehend erfolgt die Temperaturschätzung unter Verwendung von K1, K2, Ke. D.h., ein Temperaturschätzkoeffizient K1 für die Temperaturschätzung der ersten Systemkomponente, ein Temperaturschätzkoeffizient K2 für die Temperaturschätzung der zweiten Systemkomponente und ein Temperaturschätzkoeffizient Ke für die Temperaturschätzung der gemeinsam genutzten Komponente. Die Temperaturschätzkoeffizienten K1, K2 und Ke werden, wie vorstehend beschrieben, für jede der Komponenten bestimmt.
Wenn die Ansteuerung des Motors 80 unter Verwendung von einem der beiden Systeme fortgesetzt wird, beträgt der Höchstwert des elektrischen Energieversorgungsstroms le ungefähr die Hälfte des Wertes in der Normal-Zeit. Folglich beträgt die Menge an erzeugter Wärme von der gemeinsam genutzten Komponente in solch einer Situation ungefähr ein Viertel des Wertes in der Normal-Zeit. Folglich kann eine Temperaturschätzung zum Schätzen der Temperatur der gemeinsam genutzten Komponente durch den Normal-Zeit-Koeffizienten Ke zu einer Höher-als-tatsächlich-Temperaturschätzung führen. Dementsprechend wird, in der vorliegenden Ausführungsform, während der Ein-System-Ansteuerung des Motors 80, der Koeffizient Ke abgestimmt, um einen geringeren Wert zum Erzielen einer geringeren Schätztemperatur aufzuweisen.
Ferner wird, wenn der Unterstützungsbetrag des ersten Systems 201 von der Normal-Zeit erhöht wird, um die Insuffizienz infolge des Stoppens des zweiten Systems 202 durch das erste System 201 zu kompensieren, der Betrag des elektrischen Stroms, der im ersten System 201 fließt, verglichen mit der Normal-Zeit erhöht.
Folglich kann die Temperaturschätzung zum Schätzen der Temperatur der ersten Systemkomponente durch den Normal-Zeit-Koeffizienten K1 zu einer Höher-als-tatsächlich-Temperaturschätzung führen. Dementsprechend wird, wenn der Unterstützungsbetrag von der Normal-Zeit während der Ein-System-Ansteuerung des Motors 80 erhöht wird, der Temperaturkoeffizient K1 abgestimmt, um einen höheren Wert als in der Normal-Zeit aufzuweisen.
Wenn der Unterstützungsbetrag im ersten System 201 von der Normal-Zeit erhöht wird, ist der obere Grenzwertstrom Ih1 in der 6 durch eine gestrichelte Linie Lb gezeigt. D.h., der obere Grenzwertstrom Ih1 nimmt, wenn die Systemtemperatur T1 unter der Schwellenwerttemperatur Tth liegt, einen Wert Ib an, der über dem vorbestimmten Wert Ia in der Normal-Zeit liegt.
Ferner kann, während der Ein-System-Ansteuerung des Motors 80, immer noch, d.h. mit hoher Wahrscheinlichkeit, ein ausreichender Spielraum im oberen Energieversorgungsgrenzwertstrom Ihe vorliegen, wobei der obere Grenzwertstrom Ih1 auf den ersten Strombeschränkungswert I1_lim gesetzt wird.
Demgegenüber wird, wenn der Unterstützungsbetrag des ersten Systems 201 verringert wird, um geringer als in der Normal-Zeit zu sein, um eine Situation zu vermeiden, in der die Unterstützung der Lenkbetätigung infolge eines doppelten Fehlers, d.h. eines Fehlers beider Systeme 201, 202, vollständig ausgesetzt wird, der Betrag des elektrischen Stroms, der im ersten System 201 fließt, geringer als in der Normal-Zeit.
Folglich kann eine Temperaturschätzung zum Schätzen der Temperatur der ersten Systemkomponente durch den Normal-Zeit-Koeffizienten K1 eine fehlerhafte Temperaturschätzung zur Folge haben.
Dementsprechend kann, während der Ein-System-Ansteuerung des Motors 80, d.h. wenn der Unterstützungsbetrag gesteuert wird, um von einem Wert in der Normal-Zeit verringert zu werden, der Temperaturschätzkoeffizient K1 auf einen Wert abgestimmt werden, der geringer als in der Normal-Zeit ist.
Wenn der Unterstützungsbetrag im ersten System 201 von der Normal-Zeit verringert wird, wird der obere Grenzwertstrom Ih1, wie in 6 gezeigt, durch eine Strichpunktlinie Lc beschrieben. D.h., der obere Grenzwertstrom Ih1 nimmt, wenn die Systemtemperatur T1 unter der Schwellenwerttemperatur Tth liegt, einen Wert Ic an, der unter dem vorbestimmten Wert Ia in der Normal-Zeit liegt.
Es sollte beachtet werden, dass, in der 6, die Schwellenwerttemperatur Tth und die Steigung sowohl in der Normal-Zeit als auch in der Ein-System-Ansteuerzeit gleich sind. Die Schwellenwerttemperatur Tth und die Steigung während der Ein-System-Ansteuerung können jedoch von der Normal-Zeit verschieden sein.
Das obige Schema ist ebenso auf eine Situation anwendbar, in der das erste System 201 die Abnormität aufweist und die Ein-System-Ansteuerung durch das zweite System 202 erfolgt.
Eine Überhitzungsschutzsteuerung der vorliegenden Ausführungsform ist unter Bezugnahme auf das in der 7 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben. Die Überhitzungsschutzsteuerung erfolgt durch die Überhitzungsschutzsteuereinheit 55 zu vorbestimmten Intervallen während eines Startens (d.h. Einschaltens) der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 8.
Der Rechenzyklus kann gleich dem Rechenzyklus einer normalen Regelung im ersten System-Controller 31 und im zweiten System-Controller 41 oder von der normalen Regelung verschieden sein.
In Schritt S101, der ein erster Schritt eines Prozesses ist, bestimmt die Temperaturschätzeinheit 550, ob die Abnormität in einem der beiden Systeme (d.h. in 7 „in einem Teil von mehreren Systemen“) verursacht wird.
Wenn wird bestimmt, dass alle der Systeme 201 und 202 normal sind (S101:NEIN), schreitet der Prozess zu S105 voran. Wenn wird bestimmt, dass die Abnormität in einigen Systemen verursacht wird (S101:JA), schreitet der Prozess zu S102 voran. Da die Ansteuerung des Motors 80 nicht fortgesetzt werden kann, wenn alle der Systeme fehlerhaft sind, wird dieser Prozess in solch einem Fall nicht ausgeführt.
In S102 ändert die Temperaturanstiegsschätzeinheit 552 den Temperaturschätzkoeffizienten Ke bezüglich der Temperaturschätzung der gemeinsam genutzten Komponente in einen von der Normal-Zeit verschiedenen Wert. Genauer gesagt, der Temperaturschätzkoeffizient Ke wird auf einen geringeren Wert als in der Normal-Zeit gesetzt.
In S103 bestimmt die Temperaturschätzeinheit 550, ob der Ausgang des normalen Systems von dem Ausgang in der Alle-Systeme-normal-Zeit zu ändern ist.
Wenn wird bestimmt, dass der Ausgang des normalen Systems nicht von der Alle-Systeme-normal-Zeit zu ändern ist (S103:NEIN), schreitet der Prozess zu S105 voran. Wenn bestimmt wird, dass der Ausgang des normalen Systems von der Alle-Systeme-normal-Zeit zu ändern ist (S103:JA), schreitet der Prozess zu S104 voran.
In S104 ändert die Temperaturanstiegsschätzeinheit 552 den Temperaturschätzkoeffizienten des normalen Systems. D.h., wenn das normale System das erste System 201 ist, wird der Temperaturschätzkoeffizient K1 geändert, und wenn das normale System das zweite System 202 ist, wird der Temperaturschätzkoeffizient K2 geändert.
Wenn der Ausgang des ersten Systems 201 zu einem höheren Wert als in der Alle-Systeme-normal-Zeit geändert wird, wird der Temperaturschätzkoeffizient K1 zu einem höheren Wert als in der Alle-Systeme-normal-Zeit geändert.
Wenn der Ausgang des ersten Systems 201 zu einem geringeren Wert als in der Alle-Systeme-normal-Zeit geändert wird, wird der Temperaturschätzkoeffizient K1 zu einem geringeren Wert als in der Alle-Systeme-normal-Zeit geändert.
Wenn der Ausgang des zweiten Systems 202 zu einem höheren Wert als in der Alle-Systeme-normal-Zeit geändert wird, wird der Temperaturschätzkoeffizient K2 zu einem höheren Wert als in der Alle-Systeme-normal-Zeit geändert.
Wenn der Ausgang des zweiten Systems 202 zu einem geringeren Wert als in der Alle-Systeme-normal-Zeit geändert wird, wird der Temperaturschätzkoeffizient K2 zu einem geringeren Wert als in der Alle-Systeme-normal-Zeit geändert.
In S105 berechnet die Temperaturschätzeinheit 550 die Komponententemperatur Ts. Wenn der Temperaturschätzkoeffizient in S102 oder S104 nicht geändert wird, wird der aufgestellte Standardtemperaturschätzkoeffizient verwendet.
In S106 berechnet die Strombeschränkungsrecheneinheit 555 den ersten Strombeschränkungswert I1_lim und den zweiten Strombeschränkungswert I2_lim auf der Grundlage der Komponententemperatur Ts.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn die Abnormität in einem der beiden Systeme verursacht wird, die Ansteuerung des Motors 80 durch das als normal angenommene System fortgesetzt. Wenn die Ansteuerung des Motors 80 unter Verwendung des normalen Systems fortgesetzt wird, kann sich der elektrische Strom, der in jedem Teil fließt, von der Zeit, wenn alle der Systeme 201 und 202 normal sind, unterscheiden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn die Ansteuerung des Motors 80 durch das normale System fortgesetzt wird, da die Temperaturschätzkoeffizienten K1, K2 und Ke von der Zeit, wenn alle der Systeme 201 und 202 normal sind, geändert werden, die Temperatur von jeder Komponente in geeigneter Weise geschätzt.
Ferner wird, indem die beschränkten Stromwerte I1_lim und I2_lim erhöht werden, um einen höheren Wert als in der Normal-Zeit aufzuweisen, wenn die Ansteuerung des Motors 80 durch das normale System fortgesetzt wird, die Insuffizienz des Unterstützungsbetrags kompensiert.
Ferner wird, indem die beschränkten Stromwerte I1_lim und L2_lim verringert werden, um einen geringeren Wert als in der Normal-Zeit aufzuweisen, wenn die Ansteuerung des Motors 80 durch das normale System fortgesetzt wird, das Risiko eines Ausfalls des normalen Systems verringert.
Die Steuervorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform steuert, wie vorstehend näher beschrieben, die Ansteuerung des Motors 80, der die mehreren Wicklungsgruppen 81 und 82, die mehreren Invertereinheiten 11 und 12 und die Steuereinheit 30 aufweist.
Die Invertereinheiten 11 und 12 sind für die Wicklungsgruppen 81 bzw. 82 vorgesehen. Praxisnaher beschrieben, die erste Invertereinheit 11 ist in einer entsprechenden Weise zu der ersten Wicklungsgruppe 81 vorgesehen, und die zweite Invertereinheit 12 ist in einer entsprechenden Weise zu der zweiten Wicklungsgruppe 82 vorgesehen.
Die Steuereinheit 30 weist den ersten System-Controller 31 und den zweiten System-Controller 41, die Überhitzungsschutzsteuereinheit 55 und den Abnormitätsdetektor 50 auf.
Der erste System-Controller 31 und der zweite System-Controller 41 steuern den elektrischen Strom, der in die Wicklungsgruppen 81 und 82 gespeist wird.
Die Überhitzungsschutzsteuereinheit 55 berechnet die beschränkten Stromwerte I1_lim und I2_lim, die den oberen Grenzwert des elektrischen Stroms beschreiben, der in die Wicklungsgruppen 81 und 82 gespeist wird.
Der Abnormitätsdetektor 50 erfasst die Abnormität der Wicklungsgruppen 81 und 82 und der Invertereinheiten 11 und 12.
Es sollte beachtet werden, dass die Abnormität der Wicklungsgruppen und der Invertereinheiten nicht nur die Abnormität der Wicklungsgruppen 81 und 82 oder der Invertereinheiten 11 und 12 anzeigen kann, sondern ebenso die Abnormität der verbundenen Verdrahtung und dergleichen zusammen mit der Signalabnormität und dergleichen.
Die Überhitzungsschutzsteuereinheit 55 weist die Temperaturschätzeinheit 550 und die Strombeschränkungsrecheneinheit 555 auf.
Die Temperaturschätzeinheit 550 schätzt die Systemtemperaturen T1, T2 und die Gemeinsame-Komponente-Temperatur Te.
Die Systemtemperaturen T1 und T2 beschreiben die Temperatur des ersten Systems 201 bzw. die Temperatur des zweiten Systems 202, die als eine Kombination entsprechender Wicklungsgruppen 81 und 82 und der Invertereinheiten 11 und 12 vorgesehen sind. Praxisnaher beschrieben, die erste Systemtemperatur T1 ist die Temperatur des ersten Systems 201, und die zweite Systemtemperatur T2 ist die Temperatur des zweiten Systems 202.
Die Gemeinsame-Komponente-Temperatur Te ist die Temperatur der gemeinsam genutzten Komponente, die mit beiden der mehreren Systemen 201 und 202 verbunden ist.
Die Strombeschränkungsrecheneinheit 555 berechnet die beschränkten Stromwerte I1_lim und I2_lim auf der Grundlage der Systemtemperaturen T1, T2 oder der Gemeinsame-Komponente-Temperatur Te.
Die nachfolgende Beschreibung erfolgt in der Annahme, dass die Abnormität im zweiten System 202 verursacht wird und das erste System 201 das normale System ist. Die Steuerung für den Fall, dass das erste System eine Abnormität aufweist und das zweite System das normale System ist, ist jedoch im Wesentlichen die gleiche Steuerung.
In der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn die Abnormität des zweiten Systems 202, das ein Teil der Systeme ist, erfasst und die Ansteuerung des Motors 80 unter Verwendung des ersten Systems 201 fortgesetzt wird, das das normale System ist, in dem keine Abnormität vorliegt, wenigstens ein Wert der Systemtemperaturen T1, T2, der Gemeinsame-Komponente-Temperatur Te oder der beschränkten Stromwerte I1_lim und I2_lim (d.h. einer oder mehrere dieser Werte oder eine beliebige Kombination von einem oder mehreren dieser Werte) von den Werten in der Alle-Systeme-normal-Zeit, d.h. von den Werten, die gemessen werden, wenn alle der Systeme 201 und 202 normal sind, geändert.
Die verschiedenen Berechnungen in der Überhitzungsschutzsteuereinheit 55 werden für gewöhnlich derart ausgelegt, dass sie auf der Annahme basieren, dass alle der Systeme 201, 202 normal arbeiten und der Motor 80 unter Verwendung von allen der Systeme 201, 202 betrieben wird. Folglich ist die Ansteuerung des Motors 80 unter Verwendung nur eines Systems, d.h. unter Verwendung einzig des normalen Systems 201, ohne das fehlerhafte System 202 zu verwenden, nicht optimal ausführbar.
Angesichts einer solchen Situation wird, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Ansteuerung des Motors 80 unter Verwendung des ersten Systems 201 fortgesetzt wird, wenigstens ein Wert der Systemtemperaturen T1, T2, der Gemeinsame-Komponente-Temperatur Te und der beschränkten Stromwerte I1_lim und I2_lim geändert.
Auf diese Weise wird ein Überhitzungsschutz während der Fortsetzung der Ansteuerung des Motors 80 unter Verwendung des ersten Systems 201 in geeigneter Weise ausgeführt.
Wenn die Abnormität des zweiten Systems 202 erfasst und die Ansteuerung des Motors 80 unter Verwendung des ersten Systems 201 fortgesetzt wird, schätzt die Temperaturschätzeinheit 550 die Gemeinsame-Komponente-Temperatur Te als einen Niedriger-als-normal-Wert, d.h. als einen Wert, der geringer ist als ein Wert in der Zeit, wenn alle der Systeme 201, 202 normal arbeiten.
Wenn die Ansteuerung des Motors 80 unter Verwendung nur des normalen Systems fortgesetzt wird, ist der Betrag des elektrischen Stroms, der in die gemeinsam genutzte Komponente fließt, mit hoher Wahrscheinlichkeit geringer als in der Alle-Systeme-normal-Zeit. Folglich wird geschätzt, dass die Gemeinsame-Komponente-Temperatur Te geringer als in der Alle-Systeme-normal-Zeit ist. Auf diese Weise wird die Gemeinsame-Komponente-Temperatur Te, wenn die Ansteuerung des Motors 80 unter Verwendung der normalen der Wicklungsgruppen 81 und 82 fortgesetzt wird, in geeigneter Weise geschätzt.
Wenn der Einspeisungsbetrag des elektrischen Stroms in das erste System 201 von der Alle-Systeme-normal-Zeit geändert wird, ändert die Temperaturschätzeinheit 550, von der Alle-Systeme-normal-Zeit, die erste Systemtemperatur T1, die die das erste System 201 betreffende Systemtemperatur ist.
Wenn beispielsweise der Einspeisungsbetrag des elektrischen Stroms in das erste System 201 verglichen mit der Alle-Systeme-normal-Zeit erhöht wird, schätzt die Temperaturschätzeinheit 550, dass die erste Systemtemperatur T1 höher als in der Alle-Systeme-normal-Zeit ist.
Ferner schätzt die Temperaturschätzeinheit 550, wenn der Einspeisungsbetrag des elektrischen Stroms in das erste System 201 verglichen mit der Alle-Systeme-normal-Zeit beispielsweise verringert wird, dass die erste Systemtemperatur T1 geringer als in der Alle-Systeme-normal-Zeit ist.
Hierdurch wird, gemäß dem Einspeisungsbetrag des elektrischen Stroms in das erste System 201, das das normale System ist, die erste Systemtemperatur T1 in geeigneter Weise geschätzt.
Die Strombeschränkungsrecheneinheit 555 erhöht den beschränkten Stromwert I1_lim des elektrischen Stroms, der dem ersten System 201 zugeführt wird, verglichen mit der Alle-Systeme-normal-Zeit.
So bedeutet die Formulierung „die Strombeschränkungsrecheneinheit erhöht den beschränkten Stromwert, der dem normalen System zugeführt wird, verglichen mit der Alle-Systeme-normal-Zeit“ (Anspruch 7) beispielsweise, dass der beschränkte Stromwert I1_lim auf unendlich gesetzt wird und der Betrieb zur Beschränkung des elektrischen Stroms nicht erfolgt. Auf diese Weise kann die Insuffizienz des Drehmoments durch das Stoppen des fehlerhaften zweiten Systems 202 kompensiert werden.
Die Strombeschränkungsrecheneinheit 555 kann den beschränkten Stromwert I1_lim des elektrischen Stroms, der dem ersten System 201 zugeführt wird, verglichen mit der Alle-Systeme-normal-Zeit verringern. Auf diese Weise wird das Risiko dahingehend, dass die Abnormität in dem normalen System verursacht und die Fortsetzung der Ansteuerung des Motors 80 verhindert wird, verringert.
Der Motor 80 der vorliegenden Erfindung wird in der elektrischen ServolenkungsVorrichtung 8 verwendet und gibt, auf die Lenkwelle 92, das Assistenzdrehmoment zur Unterstützung der Lenkbetätigung des Lenkrades 91 durch den Fahrer.
Hierdurch ist, auch wenn eine Abnormität in einem Teil der Systeme verursacht wird, die Unterstützung der Lenkbetätigung unter Verwendung des normalen Systems in geeigneter Weise fortsetzbar.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform entsprechen der erste System-Controller 31 und der zweite System-Controller 41 jeweils einer „Stromsteuereinheit.“
(Zweite Ausführungsform)
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist unter Bezugnahme auf die 8 und 9 beschrieben.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich in der Berechnung in der Temperaturanstiegsschätzeinheit 552 von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.
8A zeigt den elektrischen Strom, der während der Rotation des Motors 80 in einem der Schaltelemente fließt, und 8B zeigt den elektrischen Strom, der während einer Stoppzeit des Motors 80 in einem der Schaltelemente fließt. Nachstehend ist das Schaltelement 111 als ein Beispiel beschrieben.
Während der Motor 80 rotiert, fließt, wie in 8A gezeigt, ein Wechselstrom Im in einer Sinuswellenform im Schaltelement 111. Demgegenüber fließt, wie in 8B gezeigt, wenn der Motor 80 stoppt, ein elektrischer Strom Is, der im Wesentlichen ein Gleichstrom ist, im Schaltelement 111. Dementsprechend ist die Wärmeerzeugungsmenge im Schaltelement 111 höher, wenn der Motor 80 gestoppt ist, d.h. einen Stoppzustand aufweist, als wenn der Motor 80 einen Rotationszustand aufweist.
Folglich wird, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, der Temperaturschätzkoeffizient K in Abhängigkeit davon, ob der Motor 80 rotiert oder gestoppt ist, geändert.
Praxisnaher beschrieben, für jede Komponente wird, wenn ein Koeffizient Km zur Temperaturschätzung des rotierenden Motors verwendet wird und ein Koeffizient Ks zur Temperaturschätzung des Motors im Stoppzustand verwendet wird, Ks auf einen höheren Wert als Km gesetzt (d.h. Ks > Km).
In solch einem Fall kann die Änderung des Temperaturschätzkoeffizienten zwischen der Motorrotationszeit und der Motorstoppzeit einzig die Koeffizienten K1, K2 betreffen, ohne dass beispielsweise der Koeffizient Ke für die gemeinsam genutzte Komponente geändert wird. Genauer gesagt, der Koeffizient muss nicht, in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand des Motors 80, für alle Komponenten in der Steuervorrichtung geändert werden.
Die Überhitzungsschutzsteuerung der vorliegenden Ausführungsform ist unter Bezugnahme auf das in der 9 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben.
In S201 führt die Temperaturanstiegsschätzeinheit 552 eine Motorrotationsbestimmung des Motors 80 aus. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn eine elektrische Winkelgeschwindigkeit ω, die aus dem elektrischen Winkel θ berechnet wird, über einem Bestimmungsschwellenwert liegt, bestimmt, dass der Motor 80 rotiert. Ferner kann, anstatt die elektrische Winkelgeschwindigkeit zu verwenden, eine Lenkwinkelgeschwindigkeit zur Motorrotationsbestimmung verwendet werden.
Der Prozess von S202-S207 ist im Wesentlichen gleich demjenigen von S101-S106 in der 7, so dass hierauf nachstehend nicht erneut Bezug genommen wird. Der Temperaturschätzkoeffizient für die Temperaturberechnung wird abgestimmt, um für die Motorstoppzeit einen höheren Wert als für die Motorrotationszeit aufzuweisen. Der Temperaturschätzkoeffizient kann sowohl für die Motorrotationszeit als auch für die Motorstoppzeit gespeichert werden oder nur für eine der beiden obigen Situationen gespeichert werden, wobei der andere aus dieser berechnet wird, d.h. indem ein Wandlungskoeffizient mit einem der beiden multipliziert wird, um den anderen zu berechnen.
Die Temperaturschätzeinheit 550 schätzt einen höheren Wert für wenigstens eine der Systemtemperaturen T1, T2 und/oder die Gemeinsame-Komponente-Temperatur Te, wenn der Motor 80 den Stoppzustand aufweist, als wenn der Motor 80 den Rotationszustand aufweist.
Hierdurch werden, in Übereinstimmung mit dem Antriebszustand des Motors 80, die Systemtemperatur T1, T2 und die Gemeinsame-Komponente-Temperatur Te in geeigneter Weise geschätzt.
(Dritte Ausführungsform)
Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in der 10 gezeigt.
Die Steuervorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform wird, gleich den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, auf die elektrische Servolenkungsvorrichtung 8 angewandt und steuert die Ansteuerung des das Assistenzdrehmoment ausgebenden Motors 80.
Die Steuervorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform führt, wie in 10 gezeigt, unter einem Befehl von einem Fahrzeug-Controller 70 auf einem höheren Steuerniveau, eine kooperative Steuerung für den Motor 80 und für die anderen Vorrichtungen, wie beispielsweise für die Abstimmung der Kooperation zwischen der Verbrennungsmotorvorrichtung, der Bremsvorrichtung und dem Motor 80, aus. „Kooperative Steuerung“ bedeutet, praxisnaher beschrieben, dass das Fahrzeug für einen gewünschten Betrieb unter einer Kooperation von vielen Vorrichtungen, wie beispielsweise die elektrische Servolenkungsvorrichtung 8 und die anderen Vorrichtungen, die im Fahrzeug angeordnet sind, gesteuert wird. Insbesondere sind eine Steuerung eines verstellbaren Übersetzungsverhältnisses, ein automatisches Fahren, ein automatisches Parken, eine Fahrspurhalteassistenz, eine dringendes Fahrmanöver (d.h. eine Kollisionsvermeidung) und dergleichen in der kooperativen Steuerung enthalten.
Der Fahrzeug-Controller 70 sendet ein Signal für eine kooperative Steuerung an eine Verbrennungsmotorsteuervorrichtung (VM-Controller) 71, eine Bremssteuervorrichtung (Brems-Controller) 72, die Steuervorrichtung 10 und dergleichen und steuert einen Betrieb des „Fahrens“, „Abbiegens“ und „Stoppens“ in einer integrierten Weise.
Bei der kooperativen Steuerung ist, wenn eine kooperierende Vorrichtung eine Abnormität aufweist, die kooperierende Vorrichtung gegebenenfalls nicht in der Lage, die kooperative Steuerung auszuführen. Folglich wird, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Abnormität durch den Abnormitätsdetektor 50 erfasst wird, die Information über die vorliegende Abnormität („Abnormitätsbenachrichtigung“ in der 7) an den Fahrzeug-Controller 70 gesendet. Wenn die Abnormität erfasst wird, lehnt die Steuereinheit 30 einen Empfang des Signals für eine kooperative Steuerung ab, so dass die elektrische Servolenkungsvorrichtung 8 nicht für die kooperative Steuerung verwendet wird.
Die elektrische Servolenkungsvorrichtung 8 der vorliegenden Ausführungsform 2 wird für die kooperative Steuerung verwendet, die die Kooperation unter den Vorrichtungen im Fahrzeug auf der Grundlage des Signals für eine kooperative Steuerung vom Fahrzeug-Controller 70 abstimmt. Die Steuereinheit 30 lehnt einen Empfang des Signals für eine kooperative Steuerung ab, wenn die Abnormität durch den Abnormitätsdetektor 50 erfasst wird.
Hierdurch wird ein unbeabsichtigtes/unerwartetes Verhalten des Fahrzeugs infolge der kooperativen Steuerung von fehlerhaften Vorrichtungen, wie beispielsweise der eine Abnormität aufweisenden elektrischen Servolenkungsvorrichtung 8, verhindert.
(Weitere Ausführungsformen)
Invertereinheit
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind der Inverter, die Relaiseinheit und der Stromdetektor in der Invertereinheit enthalten.
In weiteren Ausführungsformen kann die Invertereinheit nur den Inverter und die Relaiseinheit aufweisen oder den Inverter und den Stromdetektor aufweisen oder nur den Inverter aufweisen. Ferner kann die Invertereinheit andere Vorrichtungen verschieden von den obigen aufweisen. Genauer gesagt, die „Invertereinheit“ in der Anmeldung der vorliegenden Erfindung beschreibt eine Einheit von Vorrichtungen für jede der Wicklungsgruppen in der rotierenden elektrischen Maschine.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das Stromerfassungselement ein Shunt-Widerstand.
In weiteren Ausführungsformen kann das Stromerfassungselement ein Element verschieden von dem Shunt-Widerstand, d.h. ein Hall-IC oder dergleichen, sein. Ferner kann das Stromerfassungselement, das in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform auf einer Seite niedrigen Potentials des Schaltelements vorgesehen ist, in weiteren Ausführungsformen an anderen Positionen verschieden von der Seite niedrigen Potentials des Schaltelements vorgesehen sein.
Ferner kann, in weiteren Ausführungsformen, der Drehwinkelsensor ein beliebiger Sensor bzw. eine beliebige Vorrichtung, wie beispielsweise ein Resolver oder dergleichen, verschieden von dem Magnetismusdetektor sein. In gleicher Weise kann, in weiteren Ausführungsformen, der Temperatursensor ein beliebiger Sensor bzw. eine beliebige Vorrichtung verschieden von dem Thermistor sein.
Gemeinsam genutzte Komponente
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen umfasst die gemeinsam genutzte Komponente den Kondensator, die Drosselspule und die ASIC.
In weiteren Ausführungsformen kann die gemeinsam genutzte Komponente wenigstens entweder den Kondensator, die Drosselspule oder einen Teil der ASIC ausschließen und ebenso andere Komponenten verschieden von den obigen umfassen.
Leiterplatte
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind die Invertereinheit und die gemeinsam genutzte Komponente auf der einen Leiterplatte bzw. dem einen Substrat befestigt.
In weiteren Ausführungsformen können die Invertereinheit und die gemeinsam genutzte Komponente auf mehreren Leiterplatten/Substraten befestigt sein.
Systemtemperatur, Gemeinsame-Komponente-Temperatur
In weiteren Ausführungsformen kann die erste Systemtemperatur für wenigstens einen Teil der Komponenten berechnet werden, die als das erste System dienen, ohne die Temperatur für alle Komponenten im System zu berechnen. Selbiges gilt für die zweite Systemtemperatur und die Gemeinsame-Komponente-Temperatur.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird die Temperatur von jeder Komponente geschätzt, indem der geschätzte Temperaturanstieg zur Leiterplattentemperatur addiert wird.
In weiteren Ausführungsformen kann die Temperatur von jeder Komponente geschätzt werden, indem der geschätzte Temperaturanstieg zu einer „Umgebungs“-Temperatur, d.h. zu der Temperatur eines nahen Gegenstandes verschieden von der Leiterplatte, addiert wird. Ferner kann die Temperatur von jeder Komponente ebenso anhand eines beliebigen anderen Verfahrens verschieden von dem obigen geschätzt werden.
In der zweiten Ausführungsform wird der Temperaturschätzkoeffizient in Abhängigkeit davon geändert, ob die rotierende elektrische Maschine den Stoppzustand oder den Rotationszustand aufweist.
In weiteren Ausführungsformen kann der Temperaturschätzkoeffizient in Übereinstimmung mit dem Drehmomentbefehlswert oder dem Strombefehlswert geändert werden. Es kann beispielsweise angesichts einer Situation, in der die Wärmeerzeugungsmenge zunimmt, wenn die rotierende elektrische Maschine den Stoppzustand aufweist, und der Befehlswert über einem Bestimmungsschwellenwert liegt, wenigstens eine der Systemtemperaturen und/oder die Gemeinsame-Komponente-Temperatur in solch einer Situation als einen höheren Wert als in anderen Situationen aufweisend geschätzt werden, wie beispielsweise als in einer Zeit, in der die rotierende elektrische Maschine den Rotationszustand aufweist, oder einer Zeit, in der der Befehlswert unter einem Bestimmungsschwellenwert liegt.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ändert die Temperaturschätzeinheit den Temperaturschätzkoeffizienten zur Änderung der Temperaturschätzung.
In weiteren Ausführungsformen kann die Temperaturschätzeinheit andere Faktoren verschieden von dem Temperaturschätzkoeffizienten zur Änderung der Temperaturschätzung ändern.
Überhitzungsschutzsteuereinheit
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden, wenn die Abnormität in einem Teil der mehreren Systeme verursacht und die Ansteuerung der rotierenden elektrischen Maschine unter Verwendung des normalen Systems fortgesetzt wird, die Systemtemperatur, die Gemeinsame-Komponente-Temperatur und der beschränkte Stromwert von der Alle-Systeme-normal-Zeit geändert.
In weiteren Ausführungsformen müssen, wenn die Abnormität in einem Teil der mehreren Systeme verursacht und die Ansteuerung der rotierenden elektrischen Maschine unter Verwendung des normalen Systems fortgesetzt wird, wenigstens entweder die Systemtemperatur, die Gemeinsame-Komponente-Temperatur oder der beschränkte Stromwert von der Alle-Systeme-normal-Zeit geändert werden, d.h. müssen nicht alle der obigen Werte von der Alle-Systeme-normal-Zeit geändert werden.
Rotierende elektrische Maschine
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die rotierende elektrische Maschine ein bürstenloser Drehstrommotor.
In weiteren Ausführungsformen kann die rotierende elektrische Maschine ein Wechselstrom-(AC)-Motor mit wenigstens vier Phasen oder ein Gleichstrom-(DC)-Motor mit Bürsten oder irgendeine Art von Motor sein. Ferner kann die rotierende elektrische Maschine, die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen als ein Elektromotor dient, in weiteren Ausführungsformen ein Motorgenerator sein, der sowohl als ein Motor als auch als ein Generator dient.
Ansteuereinheit
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen weist die Ansteuereinheit die beiden Invertereinheiten auf, die zwei Sätzen der Wicklungsgruppen entsprechen, und wird die rotierende elektrische Maschine durch zwei Systeme von elektrischen Schaltungen betrieben bzw. angesteuert. In weiteren Ausführungsformen ist die Anzahl von Systemen nicht auf zwei beschränkt, sondern kann bei wenigstens drei liegen.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird die Ansteuereinheit auf die elektrische Servolenkungsvorrichtung angewandt. In weiteren Ausführungsformen kann die Ansteuereinheit auf Vorrichtungen verschieden von der elektrischen Servolenkungsvorrichtung angewandt werden.
In der dritten Ausführungsform wird die elektrische Servolenkungsvorrichtung für die kooperative Steuerung verwendet. In weiteren Ausführungsformen muss die elektrische Servolenkungsvorrichtung nicht für die kooperative Steuerung verwendet werden.
Vorstehend ist eine Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine beschrieben.
Eine Steuervorrichtung 1 für eine rotierende elektrische Maschine weist einen ersten System-Controller 31 und einen zweiten System-Controller 32, eine Überhitzungsschutzsteuereinheit 55 und einen Abnormitätsdetektor 50 auf. Die Überhitzungsschutzsteuereinheit 55 weist eine Temperaturschätzeinheit 550 und eine Strombeschränkungsrecheneinheit 555 auf. Die Temperaturschätzeinheit 550 schätzt Systemtemperaturen T1, T2 sowie andere Temperaturen, einschließlich einer Gemeinsame-Komponente-Temperatur Te einer gemeinsam genutzten Komponente, die mit beiden von mehreren Systemen 201, 202 verbunden ist, um von beiden gemeinsam genutzt zu werden. Die Strombeschränkungsrecheneinheit 555 berechnet beschränkte Stromwerte I1_lim, I2_lim auf der Grundlage der Systemtemperaturen T1, T2 und der Gemeinsame-Komponente-Temperatur Te. Wenigstens ein Wert der Systemtemperaturen T1, T2, der Gemeinsame-Komponente-Temperatur Te und der beschränkten Stromwerte I1_lim, I2_lim wird verglichen mit einer Alle-Systeme-normal-Zeit geändert, wenn wenigstens eines der mehreren Systeme fehlerhaft ist.

Claims

Steuervorrichtung (10) für eine rotierende elektrische Maschine zur Ansteuerung einer rotierenden elektrischen Maschine (80), die mehrere Wicklungsgruppen (81, 82) für mehrere Systeme aufweist, wobei die Steuervorrichtung (10) für eine rotierende elektrische Maschine aufweist: - mehrere Invertereinheiten (11, 12), die jeweils für eine Wicklungsgruppe vorgesehen sind; und - eine Steuereinheit (30), die aufweist: - Stromsteuereinheiten (31, 41), die einen elektrischen Strom steuern, der in die mehreren Wicklungsgruppen gespeist wird; - eine Überhitzungsschutzsteuereinheit (55), die einen oberen Grenzwert des elektrischen Stroms, der in die mehreren Wicklungsgruppen gespeist wird, als einen beschränkten Stromwert berechnet; und - einen Abnormitätsdetektor (50), der eine Abnormität der mehreren Wicklungsgruppen und der mehreren Invertereinheiten erfasst, wobei - die Überhitzungsschutzsteuereinheit (55) aufweist: - eine Temperaturschätzeinheit (550), die (i) Systemtemperaturen (T1, T2) eines Systems schätzt, das als ein Satz aus einer entsprechenden Wicklungsgruppe und einer Invertereinheit für jedes der mehreren Systeme vorgesehen ist, und (ii) eine Gemeinsame-Komponente-Temperatur (Te) einer gemeinsam genutzten Komponente (21, 22, 27) schätzt, die unter den mehreren Systemen gemeinsam genutzt wird; und - eine Strombeschränkungsrecheneinheit (555), die den beschränkten Stromwert auf der Grundlage der Systemtemperaturen oder der Gemeinsame-Komponente-Temperatur berechnet, und - wenigstens ein Wert der Systemtemperaturen (T1, T2), der Gemeinsame-Komponente-Temperatur (Te) und der beschränkten Stromwerte (I1_lim, I2_lim) von einem Wert während einer Alle-Systeme-normal-Zeit, in der alle der mehreren Systeme arbeiten, ohne eine Abnormität aufzuweisen, geändert wird, wenn wenigstens eines der mehreren Systeme fehlerhaft ist und eine Ansteuerung der rotierenden elektrischen Maschine unter Verwendung wenigstens eines der verbleibenden Systeme, das normal arbeitet, fortgesetzt wird, wobei - während der Alle-Systeme-normal-Zeit für die Temperaturabschätzung der mehreren Systeme jeweils ein erster Temperaturabschätzkoeffizient (K1, K2) und für die Temperaturabschätzung einer von den mehreren System gemeinsam benutzten Komponente ein weiterer Temperaturabschätzkoeffizient (Ke) verwendet werden, wobei in dem Fall, bei dem wenigstens eines der mehreren Systeme fehlerhaft ist, der weitere Temperaturabschätzkoeffizient (Ke) derart abgestimmt wird, dass für die gemeinsam benutzte Komponente eine geringere Schätztemperatur erzielt wird.
Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturschätzeinheit die Gemeinsame-Komponente-Temperatur (Te) als einen geringeren Wert als in der Alle-Systeme-normal-Zeit schätzt, wenn wenigstens eines der mehreren Systeme fehlerhaft ist und die Ansteuerung der rotierenden elektrischen Maschine unter Verwendung wenigstens eines der verbleibenden Systeme, das normal arbeitet, fortgesetzt wird.
Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturschätzeinheit (550) eine Schätzung der Systemtemperaturen des normalen Systems von der Alle-Systeme-normal-Zeit ändert, wenn ein Versorgungsbetrag des elektrischen Stroms zu dem normalen System von der Alle-Systeme-normal-Zeit geändert wird.
Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturschätzeinheit (550) eine Schätzung der Systemtemperaturen des normalen Systems ändert, so dass diese höher als in der Alle-Systeme-normal-Zeit ist, wenn der Versorgungsbetrag des elektrischen Stroms zu dem normalen System von der Alle-Systeme-normal-Zeit erhöht wird.
Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturschätzeinheit (550) eine Schätzung der Systemtemperaturen des normalen Systems ändert, so dass diese geringer als in der Alle-Systeme-normal-Zeit ist, wenn der Versorgungsbetrag des elektrischen Stroms zu dem normalen System von der Alle-Systeme-normal-Zeit verringert wird.
Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturschätzeinheit (550) eine Schätzung der Systemtemperaturen und/oder der Gemeinsame-Komponente-Temperatur ändert, so dass diese höher als in einem Rotationszustand, in dem die rotierende elektrische Maschine rotiert, ist, wenn die rotierende elektrische Maschine einen Stoppzustand aufweist.
Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strombeschränkungsrecheneinheit (555) den beschränkten Stromwert, der an das normale System gegeben wird, erhöht, so dass diese über dem Wert in der Alle-Systeme-normal-Zeit liegt.
Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strombeschränkungsrecheneinheit (555) den beschränkten Stromwert, der an das normale System gegeben wird, verringert, so dass diese unter dem Wert in der Alle-Systeme-normal-Zeit liegt.
Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende elektrische Maschine (80) in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung (8) enthalten ist, wobei die rotierende elektrische Maschine ein Assistenzdrehmoment an ein Ansteuerobjekt (92) zur Unterstützung einer Lenkbetätigung eines Lenkelements (91) durch einen Fahrer ausgibt.
Steuervorrichtung für eine rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass - die elektrische Servolenkungsvorrichtung (8) in einer kooperativen Steuerung enthalten ist, die unter einem Signal für eine kooperative Steuerung von einem Fahrzeug-Controller (70) für eine Kooperation mit anderen In-Vehicle-Vorrichtungen erfolgt, und - die Steuereinheit (30) einen Empfang des Signals für eine kooperative Steuerung ablehnt, wenn der Abnormitätsdetektor (50) eine Abnormität erfasst.