DE102021123634A1 - Motorsteuerungsvorrichtung, motoreinheit und fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Ein Aspekt einer Motorsteuerungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist auf: eine Motoransteuerungsschaltung, die einen oberen Arm und einen unteren Arm aufweist, eine Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung, die die Motoransteuerungsschaltung steuert, eine alternative Schaltung, die die Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung ersetzt, und eine Modus-Umschalteinheit, die einen Steuerungsmodus umschaltet zwischen einem ersten Steuerungsmodus, in welchem die Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung die Motoransteuerungsschaltung steuert, und einem zweiten Steuerungsmodus, in welchem die alternative Schaltung die Motoransteuerungsschaltung steuert, basierend auf einem Zustand der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung. Die Modus-Umschalteinheit schaltet den Steuerungsmodus von dem ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus um, wenn ein Zustand der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung sich von einem normalen Zustand in einen anormalen Zustand ändert. In dem zweiten Steuerungsmodus steuert die alternative Schaltung ein Schalten von Schaltelementen, die in dem oberen Arm und dem unteren Arm enthalten sind, auf der Grundlage eines Zustands des oberen Arms und des unteren Arms.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuerungsvorrichtung, eine Motoreinheit und ein Fahrzeug.
  • Hintergrundtechnik
  • Als eine Technik zum Schützen eines Wechselrichters und eines Motors zum Zeitpunkt eine Anomalie des Wechselrichters, welcher den Motor antreibt, sind eine aktive Kurzschlusssteuerung (ASC-Steuerung) zum Steuern aller Schaltelemente, die in einem oberen Arm oder einem unteren Arm des Wechselrichters enthalten sind, in einen An-Zustand, und eine Abschaltsteuerung (SD-Steuerung) zum Steuern aller Schaltelemente des Wechselrichters in einen Aus-Zustand sind bekannt. Nachfolgend werden die ASC-Steuerung und die SD-Steuerung gemeinsam als ausfallsichere Steuerung bezeichnet.
  • Beispielsweise offenbart Patentdokument 1 eine Technik zum Ändern eines Überstrom-Schwellenwerts von einem Normale-Zeit-Schwellenwert in einen Kurzschlusssteuerungsschwellenwert, der größer als der Normale-Zeit-Schwellenwert ist, zum Zeitpunkt einer Ausführung der ASC-Steuerung, um zu verhindern, dass die ASC-Steuerung aufgrund eines ausgegebenen Stromes eines Wechselrichters beendet wird, welcher den Überstromschwellenwert während einer Ausführung der ASC-Steuerung plötzlich überschreitet.
  • Darüber hinaus offenbart beispielsweise Patentdokument 2 eine Technik, bei welcher zum Verhindern, dass eine übermäßige Stoßspannung an ein Schaltelement zu einem Zeitpunkt angelegt wird, zu welchem die SD-Steuerung ausgeführt wird, alle Schaltelemente, die in einem oberen Arm enthalten sind, in einen Aus-Zustand gesteuert werden, während die SD-Steuerung ausgeführt wird, und alle Schaltelemente, die in einem unteren Arm enthalten sind, in einen Aus-Zustand gesteuert werden, nachdem eine vorbestimmte Zeit verstreicht.
  • Dokumente des Standes der Technik
  • Patentdokumente
    • Patentdokument 1: JP 2017 - 225 236 A
    • Patentdokument 2: JP 2014 - 217 151 A
  • Überblick über die Erfindung
  • Von der Erfindung zu lösende Probleme
  • Eine Motorsteuerungsvorrichtung weist auf: eine Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung, wie etwa eine Microcontroller-Einheit (MCU) oder eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), die Schaltelemente eines Wechselrichters steuert. Im Allgemeinen wird die ausfallsichere Steuerung, welche die ASC-Steuerung und die SD-Steuerung enthält, durch die Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung ausgeführt. Aus diesem Grund besteht die Möglichkeit, dass die ausfallsichere Steuerung nicht ausgeführt wird, wenn eine Anomalie in der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung auftritt.
  • In Anbetracht der vorangehenden Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorsteuerungsvorrichtung, eine Motoreinheit und ein Fahrzeug bereitzustellen, die in der Lage sind, eine ausfallsichere Steuerung auszuführen, wenn eine Anomalie in der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung auftritt.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Ein Aspekt einer Motorsteuerungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist auf: eine Motoransteuerungsschaltung, die einen oberen Arm und einen unteren Arm aufweist, eine Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung, welche die Motoransteuerungsschaltung steuert, eine alternative Schaltung, die die Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung ersetzt, und eine Modus-Umschalteinheit, welche einen Steuerungsmodus umschaltet zwischen einem ersten Steuerungsmodus, in welchem die Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung die Motoransteuerungsschaltung steuert, und einem zweiten Steuerungsmodus, in welchem die alternative Schaltung die Motoransteuerungsschaltung steuert, basierend auf einem Zustand der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung. Die Modus-Umschalteinheit schaltet den Steuerungsmodus von dem ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus um, wenn ein Zustand der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung sich von einem normalen Zustand in einen anormalen Zustand ändert. In dem zweiten Steuerungsmodus steuert die alternative Schaltung ein Schalten von Schaltelementen, die in dem oberen Arm und dem unteren Arm enthalten sind, auf der Grundlage eines Zustands des oberen Arms und des unteren Arms.
  • Ein Aspekt einer Motorsteuerungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist auf: eine Motoransteuerungsschaltung, welche einen oberen Arm und einen unteren Arm aufweist, eine Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung, die die Motoransteuerungsschaltung steuert, eine alternative Schaltung, die die Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung ersetzt, eine erste Überspannung-Detektionsschaltung, die ein erstes Überspannung-Detektionssignal ausgibt, dessen Zustand sich in Abhängigkeit von einer Größe einer Eingangsspannung der Motoransteuerungsschaltung ändert, und eine Modus-Umschalteinheit, die einen Steuerungsmodus umschaltet zwischen einem ersten Steuerungsmodus, in welchem die Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung die Motoransteuerungsschaltung steuert, und einem zweiten Steuerungsmodus, in welchem die alternative Schaltung die Motoransteuerungsschaltung steuert, basierend auf einem Zustand des ersten Überspannung-Detektionssignals. Die Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung vergleicht eine Eingangsspannung der Motoransteuerungsschaltung mit einem ersten Schwellenwert und führt die ausfallsichere Steuerung aus, wenn die Eingangsspannung den ersten Schwellenwert überschreitet. Die erste Überspannung-Detektionsschaltung vergleicht eine Eingangsspannung der Motoransteuerungsschaltung mit einem zweiten Schwellenwert, der höher als der erste Schwellenwert ist, und ändert einen Zustand des ersten Überspannung-Detektionssignals von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand, wenn die Eingangsspannung den zweiten Schwellenwert überschreitet. Die Modus-Umschalteinheit schaltet den Steuerungsmodus vom ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus um, wenn ein Zustand des ersten Überspannung-Detektionssignals sich von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand ändert. Im zweiten Steuerungsmodus steuert die alternative Schaltung ein Schalten von Schaltelementen, die in dem oberen Arm und dem unteren Arm enthalten sind, auf der Grundlage eines Zustands des oberen Arms und des unteren Arms.
  • Ein Aspekt einer Motoreinheit der vorliegenden Erfindung weist einen Motor (Elektromotor) und eine Motorsteuerungsvorrichtung eines der vorangehenden Aspekte, welche den Motor steuert, auf.
  • Ein Aspekt eines Fahrzeugs der vorliegenden Erfindung weist die Motoreinheit des vorangehenden Aspekts auf.
  • Effekte der Erfindung
  • Gemäß den vorangehenden Aspekten der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Motorsteuerungsvorrichtung, eine Motoreinheit und ein Fahrzeug bereitzustellen, die in der Lage sind, eine ausfallsichere Steuerung auszuführen, wenn eine Anomalie in der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung auftritt.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Ausführungsform schematisch zeigt.
    • 2 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer internen Schaltung einer Motorsteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform schematisch zeigt.
    • 3 ist ein Flussdiagramm, welches eine Motorsteuerungsverarbeitung zeigt, die von einer MCU gemäß einem Programm, welches in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert ist, zu einer normalen Zeit ausgeführt wird.
    • 4 ist ein Flussdiagramm, welches eine Vektorsteuerung zeigt, die durch die MCU als eine normale Motorsteuerung ausgeführt wird.
  • Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung
  • Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail durch Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration eines Fahrzeugs 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform schematisch zeigt. Beispielsweise ist das Fahrzeug 1 ein Elektrofahrzeug, welches auf vier Rädern fährt, die zwei Antriebsräder 2 und zwei Lenkungsräder (nicht dargestellt) aufweist. Das Fahrzeug 1 in der vorliegenden Ausführungsform weist auf: einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 3, einen Gaspedalpositionssensor (APS) 4, eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 5, eine Motoreinheit 6, eine Hochspannungsbatterie 7 und eine Niedrigspannungsbatterie 8.
  • Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 3 detektiert die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 und gibt ein Ergebnis der Detektion an die elektronische Steuerungseinheit 5 als Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten aus. Der Gaspedalpositionssensor 4 detektiert einen Betätigungsbetrag eines Gaspedals und gibt ein Ergebnis der Detektion an die elektronische Steuerungseinheit 5 als Gaspedalpositionsdaten aus.
  • Die elektronische Steuerungseinheit 5 steuert eine Antriebskraft, die auf die Antriebsräder 2 durch die später beschriebene Motoreinheit 6 übertragen wird, basierend auf den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 3 eingegeben werden, und den Gaspedalpositionsdaten, die von dem Gaspedalpositionssensor 4 eingegeben werden. Im Detail ermittelt die elektronische Steuerungseinheit 5 basierend auf den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und den Gaspedalpositionsdaten einen Drehmomentbefehlswert Tm*, bei welchem eine von einem Fahrer geforderte Antriebskraft auf das Antriebsrad 2 übertragen wird, und gibt ein Motorsteuerungssignal CS, welches den Drehmomentbefehlswert Tm* anzeigt, an die Motoreinheit 6 aus.
  • Die Motoreinheit 6 treibt das Antriebsrad 2 basierend auf dem Motorsteuerungssignal CS an, welches von der elektronischen Steuerungseinheit 5 eingegeben wird. Im Detail überträgt die Motoreinheit 6 die von dem Fahrer angeforderte Antriebskraft auf das Antriebsrad 2 durch Steuern des Drehmoments eines Motors 10 basierend auf dem Drehmomentbefehlswert Tm*, welcher durch das Motorsteuerungssignal CS angezeigt wird. Die Motoreinheit 6 weist auf: den Motor (Elektromotor) 10, ein Untersetzungsgetriebe 20, ein Differenzialgetriebe 30 und eine Motorsteuerungsvorrichtung 40.
  • Der Motor 10 ist ein Motor mit hoher Ausgabe, der als Antriebsquelle des Fahrzeugs 1 verwendet wird. Beispielsweise ist der Motor 10 ein dreiphasiger Synchronmotor von einem Innenrotor-Typ. Der Motor 10 weist auf: eine Rotorwelle 11, einen U-Phase-Anschluss 12u, einen V-Phase-Anschluss 12v, einen W-Phase-Anschluss 12w, eine U-Phase-Spule 13u, eine V-Phase-Spule 13v und eine W-Phase-Spule 13w.
  • Darüber hinaus weist der Motor 10, obwohl in 1 nicht dargestellt, ein Motorgehäuse sowie einen Rotor und einen Stator, die in dem Motorgehäuse aufgenommen sind, auf. Der Rotor ist ein sich drehender Körper, der drehbar von einer Lagerkomponente innerhalb des Motorgehäuses getragen ist. Der Stator ist innerhalb des Motorgehäuses in einem Zustand fixiert, in welchem er eine Außenumfangsfläche des Rotors umgibt, und erzeugt eine elektromagnetische Kraft, die notwendig ist, um den Rotor zu drehen.
  • Die Rotorwelle 11 ist ein Wellenkörper, der koaxial mit dem Rotor verbunden ist. Der U-Phase-Anschluss 12u, der V-Phase-Anschluss 12v und der W-Phase-Anschluss 12w sind Metallanschlüsse, die von einer Fläche des Motorgehäuses freigelegt sind. Der U-Phase-Anschluss 12u, der V-Phase-Anschluss 12v und der W-Phase-Anschluss 12w sind elektrisch mit der Motorsteuerungsvorrichtung 40 verbunden. Die U-Phase-Spule 13u, die V-Phase-Spule 13v und die W-Phase-Spule 13w sind Erregungsspulen, die in dem Stator bereitgestellt sind. Die U-Phase-Spule 13u, die V-Phase-Spule 13v und die W-Phase-Spule 13w sind durch eine Sternschaltung innerhalb des Motors 10 verbunden.
  • Die U-Phase-Spule 13u ist elektrisch zwischen dem U-Phase-Anschluss 12u und einem Neutralpunkt N elektrisch verbunden. Die V-Phase-Spule 13v ist elektrisch zwischen dem V-Phase-Anschluss 12 v und dem Neutralpunkt N verbunden. Die W-Phase-Spule 13w ist elektrisch zwischen dem W-Phase-Anschluss 12w und dem Neutralpunkt N verbunden. Ein dreiphasiger Strom, der durch die U-Phase-Spule 13u, die V-Phase-Spule 13v und die W-Phase-Spule 13w fließt, wird durch die Motorsteuerungsvorrichtung 40 derart gesteuert, dass eine elektromagnetische Kraft, die zum Drehen des Rotors erforderlich ist, erzeugt wird. Wenn sich der Rotor dreht, dreht sich auch die Rotorwelle 11 synchron mit dem Rotor. Eine Drehkraft der Rotorwelle 11 wird auf das Antriebsrad 2 über einen Kraftübertragungsmechanismus übertragen, welcher das Untersetzungsgetriebe 20 und das Differenzialgetriebe 30 aufweist.
  • Die Motorsteuerungsvorrichtung 40 steuert den Motor 10 basierend auf dem Motorsteuerungssignal CS, welches von der elektronischen Steuerungseinheit 5 eingegeben wird. Im Detail, die Motorsteuerungsvorrichtung 40 steuert den dreiphasigen Strom, der durch die U-Phase-Spule 13u, die V-Phase-Spule 13v und die W-Phase-Spule 13w fließt, basierend auf dem Drehmomentbefehlswert Tm*, der von dem Motorsteuerungssignal CS angezeigt wird, um das Drehmoment des Motors 10 bei einem Wert zu steuern/regeln, der mit dem Drehmomentbefehlswert Tm* korrespondiert.
  • Die Motorsteuerungsvorrichtung 40 weist auf: einen Hochspannung-Positive-Elektrode-Anschluss 41, einen Hochspannung-Negative-Elektrode-Anschluss 42, einen Niedrigspannung-Positive-Elektrode-Anschluss 43 und einen Niedrigspannung-Negative-Elektrode-Anschluss 44 als Leistungszufuhranschlüsse. Der Hochspannung-Positive-Elektrode-Anschluss 41 ist elektrisch mit einem Positive-Elektrode-Anschluss der Hochspannungsbatterie 7 verbunden. Der Hochspannung-Negative-Elektrode-Anschluss 42 ist elektrisch mit einem Negative-Elektrode-Anschluss der Hochspannungsbatterie 7 verbunden. Der Niedrigspannung-Positive-Elektrode-Anschluss 43 ist elektrisch mit einem Positive-Elektrode-Anschluss der Niedrigspannungsbatterie 8 verbunden. Der Niedrigspannung-Negative-Elektrode-Anschluss 44 ist elektrisch mit einem Negative-Elektrode-Anschluss der Niedrigspannungsbatterie 8 verbunden.
  • Die Hochspannungsbatterie 7 und die Niedrigspannungsbatterie 8 sind beispielsweise Sekundärbatterien, wie etwa eine Lithium-Ion-Batterie oder eine Nickel-Wasserstoff-Batterie. Die Hochspannungsbatterie 7 gibt beispielsweise eine hohe Gleichspannung HV von 470 V aus. Die Niedrigspannungsbatterie 8 gibt beispielsweise eine niedrige Gleichspannung LV von 12 V aus. Obwohl Details nachfolgend beschrieben werden ist eine interne Schaltung der Motorsteuerungsvorrichtung 40 in eine Hochspannungssystemschaltung und eine Niedrigspannungssystemschaltung unterteilt. Die hohe Gleichspannung HV, die von der Hochspannungsbatterie 7 an die Motorsteuerungsvorrichtung 40 ausgegeben wird, wird als Leistungszufuhrspannung zum Betreiben der Hochspannungssystemschaltung verwendet und die niedrige Gleichspannung LV, die von der Niedrigspannungsbatterie 8 an die Motorsteuerungsvorrichtung 40 ausgegeben wird, wird als eine Leistungszufuhrspannung zum Betreiben der Niedrigspannungssystemschaltung verwendet.
  • Die Motorsteuerungsvorrichtung 40 weist auf: einen U-Phase-Ausgabeanschluss 45u, einen V-Phase-Ausgabeanschluss 45v und einen W-Phase-Ausgabeanschluss 45w als Ausgabeanschlüsse. Der U-Phase-Ausgabeanschluss 45u ist elektrisch mit dem U-Phase-Anschluss 12u des Motors 10 verbunden. Der V-Phase-Ausgabeanschluss 45v ist elektrisch mit dem V-Phase-Anschluss 12v des Motors 10 verbunden. Der W-Phase-Ausgabeanschluss 45 b ist elektrisch mit dem W-Phase-Anschluss 12w des Motors 10 verbunden. Wenn der dreiphasige Strom von der Motorsteuerungsvorrichtung dem Motor 10 über den U-Phase-Ausgabeanschluss 45u, den V-Phase-Ausgabeanschluss 45v und den W-Phase-Ausgabeanschluss 45w ausgegeben wird, dreht sich der Motor 10 mit dem Drehmoment, welches durch den Drehmomentbefehlswert Tm* bestimmt wird.
  • 2 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration der internen Schaltung der Motorsteuerungsvorrichtung 40 schematisch zeigt. Wie in 2 dargestellt, weist die Motorsteuerungsvorrichtung 40 auf: eine Motoransteuerungsschaltung 100, eine erste Trennschaltung 210, eine zweite Trennschaltung 220, eine MCU 300, eine integrierte Leistungsverwaltung-Schaltung (PMIC) 400, eine alternative Schaltung 500, eine erste Überspannung-Detektionsschaltung 610, eine zweite Überspannung-Detektionsschaltung 620 eine ODER-Schaltung 700 und einen Multiplexer 800.
  • Die Motoransteuerungsschaltung 100 ist ein dreiphasiger Wechselrichter, welcher eine Gleichstromleistung, die von der Hochspannungsbatterie 7 zugeführt wird, in eine dreiphasige Leistung umwandelt und die dreiphasige Leistung an den Motor 10 ausgibt. Die Motoransteuerungsschaltung 100 weist auf: einen oberen Arm 110, der drei obere Schaltelemente aufweist, und einen unteren Arm 120, der drei untere Schaltelemente aufweist. Der obere Arm 110 weist auf: ein oberes U-Phase-Schaltelement QUH, ein oberes V-Phase-Schaltelement QVH und ein oberes W-Phase-Schaltelement QWH. Der untere Arm 120 weist auf: ein unteres U-Phase-Schaltelement QUL, ein unteres V-Phase-Schaltelement QVL und ein unteres W-Phase-Schaltelement QWL. In der vorliegenden Ausführungsform ist jedes der Schaltelemente beispielsweise ein N-Kanal-IGBT. Darüber hinaus weist jedes der Schaltelemente eine antiparallel geschaltete Freilaufdiode auf.
  • Der Kollektoranschluss des oberen U-Phase-Schaltelements QUH, der Kollektoranschluss des oberen V-Phase-Schaltelements QVH und der Kollektoranschluss des oberen W-Phase-Schaltelements QWH sind elektrisch mit dem Hochspannung-Positive-Elektrode-Anschluss 41 verbunden. Der Emitteranschluss des unteren U-Phase-Schaltelements QUL, der Emitteranschluss des unteren V-Phase-Schaltelements QVL und der Emitteranschluss des unteren W-Phase-Schaltelements QWL sind elektrisch mit dem Hochspannung-Negative-Elektrode-Anschluss 42 verbunden. Anzumerken ist, dass wie vorangehend beschrieben, der Hochspannung-Positive-Elektrode-Anschluss 41 elektrisch mit dem Positive-Elektrode-Anschluss der Hochspannungsbatterie 7 verbunden ist und der Hochspannung-Negative-Elektrode-Anschluss 42 elektrisch mit dem Negative-Elektrode-Anschluss der Hochspannungsbatterie 7 verbunden ist.
  • Der Emitteranschluss des oberen U-Phase-Schaltelements QUH ist elektrisch verbunden mit jedem von dem U-Phase-Ausgabeanschluss 45u und einem Kollektoranschluss des unteren U-Phase-Schaltelements QUL. Das bedeutet, dass der Emitteranschluss des oberen U-Phase-Schaltelements QUH elektrisch verbunden ist mit dem U-Phase-Anschluss 12u des Motors 10 über den U-Phase-Ausgabeanschluss 45u.
  • Der Emitteranschluss des oberen V-Phase-Schaltelements QVH ist elektrisch verbunden mit jedem von dem V-Phase-Ausgabeanschluss 45v und einem Kollektoranschluss des unteren V-Phase-Schaltelements QVL. Das bedeutet, dass der Emitteranschluss des oberen V-Phase-Schaltelements QVH elektrisch verbunden ist mit dem V-Phase-Anschluss 12v des Motors 10 über den V-Phase-Ausgabeanschluss 45v.
  • Der Emitteranschluss des oberen W-Phase-Schaltelements QWH ist elektrisch verbunden mit jedem von dem W-Phase-Ausgabeanschluss 45w und einem Kollektoranschluss des unteren W-Phase-Schaltelements QWL. Das bedeutet, dass der Emitteranschluss des oberen W-Phase-Schaltelements QWH elektrisch verbunden ist mit dem W-Phase-Anschluss 12w des Motors 10 über den W-Phase-Ausgabeanschluss 45w.
  • Die Motoransteuerungsschaltung 100 weist auf: einen oberen U-Phase-Gate-Treiber 111, einen oberen V-Phase-Gate-Treiber 112, einen oberen W-Phase-Gate-Treiber 113, einen unteren U-Phase-Gate-Treiber 121, einen unteren V-Phase-Gate-Treiber 122 und einen unteren W-Phase-Gate-Treiber 123 als Gate-Treiber zum Ansteuern der Schaltelemente.
  • Der obere U-Phase-Gate-Treiber 111 ist elektrisch verbunden mit dem Gate-Anschluss, dem Kollektoranschluss und dem Emitteranschluss des oberen U-Phase-Schaltelements QUH. Der obere U-Phase-Gate-Treiber 111 ändert eine Gate-Spannung des oberen U-Phase-Schaltelements QUH basierend auf einem U-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal UHG, welches von dem Multiplexer 800 ausgegeben wird. Die Gate-Spannung ist eine Spannung zwischen dem Gate-Anschluss und dem Emitteranschluss. Im Detail, beispielsweise wenn das U-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal UHG auf einem hohen Niveau liegt, ändert der obere U-Phase-Gate-Treiber 111 die Gate-Spannung auf einen Wert, bei welchem das obere U-Phase-Schaltelement QUH in einem An-Zustand vorliegt. Im Gegensatz dazu, wenn das U-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal UHG auf einem niedrigen Niveau liegt, ändert der obere U-Phase-Gate-Treiber 111 die Gate-Spannung auf einen Wert, bei welchem das obere U-Phase-Schaltelement QUH in einem Aus-Zustand vorliegt.
  • Darüber hinaus gibt der obere U-Phase-Gate-Treiber 111 ein Fehlersignal FLT1, welches ein Anomalie-Detektionssignal ist, an die MCU 300 und die alternative Schaltung 500 aus. Der obere U-Phase-Gate-Treiber 111 gibt das Fehlersignal FLT1 mit einem hohen Niveau aus, wenn das obere U-Phase-Schaltelement QUH in einem normalen Zustand vorliegt. Im Gegensatz dazu gibt der obere U-Phase-Gate-Treiber 111 das Fehlersignal FLT1 mit einem niedrigen Niveau aus, wenn das obere U-Phase-Schaltelement QUH in einem anomalen Zustand vorliegt. Beispielsweise, wenn ein übermäßiger Kollektorstrom durch das obere U-Phase-Schaltelement QUH fließt, überschreitet die Kollektor-Emitter-Spannung eine Sättigungsspannung. In diesem Fall wird bestimmt, dass das obere U-Phase-Schaltelement QUH in einem anomalen Zustand vorliegt. Beispielsweise überwacht der obere U-Phase-Gate-Treiber 111 die Kollektor-Emitter-Spannung des oberen U-Phase-Schaltelements QUH und gibt das Fehlersignal FLT1 mit einem niedrigen Niveau aus, wenn die Kollektor-Emitter-Spannung eine Sättigungsspannung überschreitet.
  • Anzumerken ist, dass ein Ereignis, bei welchem bestimmt wird, dass das obere U-Phase-Schaltelement QUH in einem anomalen Zustand vorliegt, nicht auf das Ereignis beschränkt ist, in welchem ein übermäßiger Kollektorstrom durch das obere U-Phase-Schaltelement QUH fließt. Beispielsweise ist ein Ereignis, bei welchem eine Temperatur des oberen U-Phase-Schaltelements QUH stark ansteigt, ebenso ein Ereignis, bei welchem bestimmt wird, dass das obere U-Phase-Schaltelement QUH in einem anomalen Zustand vorliegt. Aus diesem Grund kann der obere U-Phase-Gate-Treiber 111 beispielsweise eine Temperatur des oberen U-Phase-Schaltelements QUH mit einem Thermistor oder dergleichen überwachen und das Fehlersignal FLT1 mit einem niedrigen Niveau ausgeben, wenn die Temperatur einen Schwellenwert überschreitet. Darüber hinaus kann der obere U-Phase-Gate-Treiber 111 das Fehlersignal FLT1 mit einem niedrigen Niveau selbst in einem Fall ausgeben, in welchem der obere U-Phase-Gate-Treiber 111 nicht im Betrieb ist, beispielsweise da keine Leistungszufuhrspannung des oberen U-Phase-Gate-Treibers 111 eingegeben wird.
  • Der obere V-Phase-Gate-Treiber 112 ist elektrisch verbunden mit dem Gate-Anschluss, dem Kollektoranschluss und dem Emitteranschluss des oberen V-Phase-Schaltelements QVH. Ähnlich dem oberen U-Phase-Gate-Treiber 111 ändert der obere V-Phase-Gate-Treiber 112 die Gate-Spannung des oberen V-Phase-Schaltelements QVH basierend auf einem V-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal VHG, welches von dem Multiplexer 800 ausgegeben wird.
  • Darüber hinaus gibt der obere V-Phase-Gate-Treiber 112 ähnlich dem oberen U-Phase-Gate-Treiber 111 ein Fehlersignal FLT2, welches ein Anomalie-Detektionssignal ist, an die MCU 300 und die alternative Schaltung 500 aus. Das bedeutet, dass der obere V-Phase-Gate-Treiber 112 das Fehlersignal FLT2 mit einem hohen Niveau ausgibt, wenn das obere V-Phase-Schaltelement QVH in einem normalen Zustand vorliegt. Im Gegensatz dazu gibt der obere V-Phase-Gate-Treiber 112 das Fehlersignal FLT2 mit einem niedrigen Niveau aus, wenn das obere V-Phase-Schaltelement QVH in einem anomalen Zustand vorliegt.
  • Der obere W-Phase-Gate-Treiber 113 ist elektrisch mit dem Gate-Anschluss, dem Kollektoranschluss und dem Emitteranschluss des oberen W-Phase-Schaltelements QWH verbunden. Ähnlich dem oberen U-Phase-Gate-Treiber 111 ändert der obere W-Phase-Gate-Treiber 113 die Gate-Spannung des oberen W-Phase-Schaltelements QWH basierend auf einem W-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal WHG, welches von dem Multiplexer 800 ausgegeben wird.
  • Darüber hinaus gibt der obere W-Phase-Gate-Treiber 113 ähnlich dem oberen U-Phase-Gate-Treiber 111 ein Fehlersignal FLT3, welches ein Anomalie-Detektionssignal ist, an die MCU 300 und die alternative Schaltung 500 aus. Das bedeutet, dass der obere W-Phase-Gate-Treiber 113 das Fehlersignal FLT3 mit einem hohen Niveau ausgibt, wenn das obere W-Phase-Schaltelement QWH in einem normalen Zustand vorliegt. Im Gegensatz dazu gibt der obere W-Phase-Gate-Treiber 113 das Fehlersignal FLT3 mit einem niedrigen Niveau aus, wenn das obere W-Phase-Schaltelement QWH in einem anomalen Zustand vorliegt.
  • Der untere U-Phase-Gate-Treiber 121 ist elektrisch verbunden mit dem Gate-Anschluss, dem Kollektoranschluss und dem Emitteranschluss des unteren U-Phase-Schaltelements QUL. Ähnlich dem oberen U-Phase-Gate-Treiber 111 ändert der untere U-Phase-Gate-Treiber 121 die Gate-Spannung des unteren U-Phase-Schaltelements QUL basierend auf einem U-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal ULG, welches von dem Multiplexer 800 ausgegeben wird.
  • Darüber hinaus gibt der untere U-Phase-Gate-Treiber 121 ähnlich dem oberen U-Phase-Gate-Treiber 111 ein Fehlersignal FLT4, welches ein Anomalie-Detektionssignal ist, an die MCU 300 und die alternative Schaltung 500 aus. Das bedeutet, dass der untere U-Phase-Gate-Treiber 121 das Fehlersignal FLT4 mit einem hohen Niveau ausgibt, wenn das untere U-Phase-Schaltelement QUL in einem normalen Zustand vorliegt. Im Gegensatz dazu gibt der untere U-Phase-Gate-Treiber 121 das Fehlersignal FLT4 mit einem niedrigen Niveau aus, wenn das untere U-Phase-Schaltelement QUL in einem anomalen Zustand vorliegt.
  • Der untere V-Phase-Gate-Treiber 122 ist elektrisch mit dem Gate-Anschluss, dem Kollektoranschluss und dem Emitteranschluss des unteren V-Phase-Schaltelements QVL verbunden. Ähnlich dem oberen U-Phase-Gate-Treiber 111 ändert der untere V-Phase-Gate-Treiber 122 die Gate-Spannung des unteren V-Phase-Schaltelements QVL basierend auf einem V-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal VLG, welches von dem Multiplexer 800 ausgegeben wird.
  • Darüber hinaus gibt der untere V-Phase-Gate-Treiber 122 ähnlich dem oberen U-Phase-Gate-Treiber 111 ein Fehlersignal FLT5, welches ein Anomalie-Detektionssignal ist, an die MCU 300 und die alternative Schaltung 500 aus. Das bedeutet, dass der untere V-Phase-Gate-Treiber 122 das Fehlersignal FLT5 mit einem hohen Niveau ausgibt, wenn das untere V-Phase-Schaltelement QVL in einem normalen Zustand vorliegt. Im Gegensatz dazu gibt der untere V-Phase-Gate-Treiber 122 das Fehlersignal FLT5 mit einem niedrigen Niveau aus, wenn das untere V-Phase-Schaltelement QVL in einem anomalen Zustand vorliegt.
  • Der untere W-Phase-Gate-Treiber 123 ist elektrisch verbunden mit dem Gate-Anschluss, dem Kollektoranschluss und dem Emitteranschluss des unteren W-Phase-Schaltelements QWL. Ähnlich dem oberen U-Phase-Gate-Treiber 111 ändert der untere W-Phase-Gate-Treiber 123 die Gate-Spannung des unteren W-Phase-Schaltelements QWL basierend auf einem W-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal WLG, welches von dem Multiplexer 800 ausgegeben wird.
  • Darüber hinaus gibt der untere W-Phase-Gate-Treiber 123 ähnlich dem oberen U-Phase-Gate-Treiber 111 ein Fehlersignal FLT6, welches ein Anomalie-Detektionssignal ist, an die MCU 300 und die alternative Schaltung 500 aus. Das bedeutet, dass der untere W-Phase-Gate-Treiber 123 das Fehlersignal FLT6 mit einem hohen Niveau ausgibt, wenn das untere W-Phase-Schaltelement QWL in einem normalen Zustand vorliegt. Im Gegensatz dazu gibt der untere W-Phase-Gate-Treiber 123 das Fehlersignal FLT6 mit einem niedrigen Niveau aus, wenn das untere W-Phase-Schaltelement QWL in einem anomalen Zustand vorliegt.
  • Die erste Trennschaltung 210 und die zweite Trennschaltung 220 sind Schaltungen die die interne Schaltung der Motorsteuerungsvorrichtung 40 in die Hochspannungssystemschaltung und die Niedrigspannungssystemschaltung trennen. Die Hochspannungssystemschaltung weist die vorangehend beschriebene Motoransteuerungsschaltung 100 auf. Die Niedrigspannungssystemschaltung weist auf: die MCU 300, die PMIC 400, die alternative Schaltung 500, die erste Überspannung-Detektionsschaltung 610, die zweite Überspannung-Detektionsschaltung 620, die ODER-Schaltung 700 und den Multiplexer 800.
  • Ein Eingangsanschluss der ersten Trennschaltung 210 ist elektrisch verbunden mit dem Hochspannung-Positive-Elektrode-Anschluss 41. Ein Ausgangsanschluss der ersten Trennschaltung 210 ist elektrisch verbunden mit einem Eingangsanschluss der ersten Überspannung-Detektionsschaltung 610 und einem Überspannung-Detektionsanschluss 310 der MCU 300. Die erste Trennschaltung 210 trennt die Hochspannungssystemschaltung und die Niedrigspannungssystemschaltung elektrisch voneinander und wandelt die hohe Gleichspannung HV, die von der Hochspannungsbatterie 7 eingegeben wird, in eine niedrige Spannung um, die in die erste Überspannung-Detektionsschaltung 610 eingegeben werden kann, um die Spannung auszugeben.
  • Ein Eingangsanschluss der zweiten Trennschaltung 220 ist elektrisch verbunden mit dem Hochspannung-Positive-Elektrode-Anschluss 41. Ein Ausgangsanschluss der zweiten Trennschaltung 220 ist elektrisch verbunden mit einem Eingangsanschluss der zweiten Überspannung-Detektionsschaltung 620. Die zweite Trennschaltung 220 trennt die Hochspannungssystemschaltung und die Niedrigspannungssystemschaltung elektrisch voneinander und wandelt die hohe Gleichspannung HV, die von der Hochspannungsbatterie 7 eingegeben wird, in eine niedrige Spannung, die in die zweite Überspannung-Detektionsschaltung 620 eingegeben werden kann, um die Spannung auszugeben. Die erste Trennschaltung 210 und die zweite Trennschaltung 220 weisen eine Schaltung auf, die beispielsweise einen Isolator und eine Widerstand-Spannungsteilerschaltung aufweist.
  • Eine Ausgangsspannung der ersten Trennschaltung 210 ist gleich einer Ausgangsspannung der zweiten Trennschaltung 220. Die Ausgangsspannungen der ersten Trennschaltung 210 und der zweiten Trennschaltung 220 sind proportional zu der von der Hochspannungsbatterie 7 eingegebenen hohe Gleichspannung HV, d.h. einer Eingangsspannung der Motoransteuerungsschaltung 100. Mit anderen Worten, die Ausgangsspannungen der ersten Trennschaltung 210 und der zweiten Trennschaltung 220 stellen die Eingangsspannung der Motoransteuerungsschaltung 100 dar. Aus diesem Grund werden nachfolgend die Ausgangsspannungen der ersten Trennschaltung 210 und der zweiten Trennschaltung 220 als eine Wechselrichter-Eingangsspannung VINV bezeichnet.
  • Die MCU 300 ist eine Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung, die die Motoransteuerungsschaltung 100 steuert. Die MCU 300 ist beispielsweise eine MCU von einem Doppelkern-Typ, die mit zwei Prozessorkernen ausgestattet ist. Zusätzlich zu den beiden Prozessorkernen weist die MCU 300 auf: einen nicht-flüchtigen Speicher, wie etwa einen Flash-Speicher, der ein Programm und dergleichen speichert, welches von dem Prozessorkern ausgeführt wird, einen volatilen Speicher, wie etwa einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Eingabe/Ausgabe-Anschluss, einen Kommunikationsanschluss, einen internen Bus, welche diese verbindet, und dergleichen.
  • Die MCU 300 weist als Kommunikationsanschluss auf: einen Controller-Area-Network -(CAN)-Kommunikationsanschluss zum Durchführen einer CAN-Kommunikation mit der elektronischen Steuerungseinheit 5 und einen Serielle-Periphere-Schnittstelle-(SPI)-Kommunikationsanschluss zum Durchführen einer SPI-Kommunikation mit der PMIC 400. Der CAN-Kommunikationsanschluss der MCU 300 ist elektrisch verbunden mit der elektronischen Steuerungseinheit 5 über ein CAN-Kommunikationskabel (nicht gezeigt). Das Motorsteuerungssignal CS, welches von der elektronischen Steuerungseinheit 5 ausgegeben wird, wird in die MCU 300 über das CAN-Kommunikationskabel und den CAN-Kommunikationsanschluss eingegeben. Der SPI-Kommunikationsanschluss der MCU 300 ist elektrisch verbunden mit der PMIC 400 über einen SPI-Kommunikationsbus 320 von einem Vier-Leitung-Typ.
  • Die MCU 300 führt eine Schaltsteuerung jedes Schaltelements, welches in der Motoransteuerungsschaltung 100 enthalten ist, auf der Grundlage des Motorsteuerungssignal CS, welches von der elektronischen Steuerungseinheit 5 eingegeben wird, durch. Im Detail, die MCU 300 erzeugt ein Zeitsignal, welches einen Schaltzeitpunkt jedes Schaltelements anzeigt, basierend auf dem Drehmomentbefehlswerte Tm*, welcher von dem Motorsteuerungssignal CS angezeigt wird, und gibt das Zeitsignal von einem Ausgabeanschluss an den Multiplexer 800 aus. Der Schaltzeitpunkt ist ein Zeitpunkt, zu welchem der Zustand jedes Schaltelements von einem Aus-Zustand in einen An-Zustand umgeschaltet wird, und ein Zeitpunkt, zu welchem der Zustand von dem An-Zustand in den Aus-Zustand umgeschaltet wird. Das Zeitsignal ist beispielsweise ein pulsweitenmoduliertes rechtwinkliges Wellensignal.
  • Im Detail, die MCU 300 gibt ein oberes U-Phase-Zeitsignal HPU, welches einen Schaltzeitpunkt des oberen U-Phase-Schaltelements QUH darstellt, an den Multiplexer 800 aus und gibt ein unteres U-Phase-Zeitsignal LPU, welches einen Schaltzeitpunkt des unteren U-Phase-Schaltelements QUL darstellt, an den Multiplexer 800 aus.
  • Darüber hinaus gibt die MCU 300 ein oberes V-Phase-Zeitsignal HPV, welches einen Schaltzeitpunkt des oberen V-Phase-Schaltelements QVH darstellt, an den Multiplexer 800 aus und gibt ein unteres V-Phase-Zeitsignal LPV, welches einen Schaltzeitpunkt des unteren V-Phase-Schaltelements QUL darstellt, an den Multiplexer 800 aus.
  • Darüber hinaus gibt die MCU 300 ein oberes W-Phase-Zeitsignal HSW, welches einen Schaltzeitpunkt des oberen W-Phase-Schaltelements QWH darstellt, an den Multiplexer 800 aus und gibt ein unteres W-Phase-Zeitsignal LPW, welches einen Schaltzeitpunkt des unteren W-Phase-Schaltelements QWL darstellt, an den Multiplexer 800 aus.
  • Die MCU 300 weist als einen Eingangsanschluss den Überspannungsdetektionsanschluss 310 auf, der elektrisch mit einem Ausgangsanschluss der ersten Trennschaltung 210 verbunden ist. Obwohl Details später beschrieben werden, vergleicht die MCU 300 die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV, die von der ersten Trennschaltung 210 über den Überspannungsdetektionsanschluss 310 eingegeben wird, mit einem ersten Schwellenwert VTH1 und führt die ausfallsichere Steuerung durch, wenn die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV den ersten Schwellenwert VTH1 überschreitet. Die ausfallsichere Steuerung bedeutet eine Steuerung, bei welcher all die Schaltelemente, die in einem von dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 enthalten sind, eingestellt werden, um in einem An-Zustand zu sein, und all die Schaltelemente, die in dem anderen Arm enthalten sind, eingestellt werden, um in einem Aus-Zustand zu sein (ASC-Steuerung), oder eine Steuerung, bei welcher all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 als auch dem unteren Arm 120 enthalten sind, eingestellt werden, um in einem Aus-Zustand zu sein (SD-Steuerung). Anzumerken ist, dass der erste Schwellenwert VTH1 digitale Daten darstellt, die im Voraus in einem nicht-flüchtigen Speicher der MCU 300 gespeichert wurden. Darüber hinaus wird die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV, die über den Überspannung-Detektionsanschluss 310 eingegeben wird, in digitale Daten durch einen AD-Wandler, der in der MCU 300 enthalten ist, umgewandelt.
  • Die MCU 300 gibt ein erstes Fehlersignal ER1 und ein zweites Fehlersignal ER2 an die PMIC 400 als Signale zum Mitteilen einer Anomalie der beiden Prozessorkerne aus. Im Detail, wenn die beiden Prozessorkerne in einem normalen Zustand vorliegen, stellt die MCU 300 sowohl das erste Fehlersignal ER1 als auch das zweite Fehlersignal ER2 auf ein hohes Niveau ein. Im Gegensatz dazu, wenn wenigstens einer der beiden Prozessorkerne in einem anomalen Zustand vorliegt, stellt die MCU 300 wenigstens eines von dem ersten Fehlersignal ER1 und dem zweiten Fehlersignal ER2 auf ein niedriges Niveau ein.
  • Die PMIC 400 führt eine Leistungsverwaltung der MCU 300 durch und funktioniert als Überwachungseinheit, die den Zustand der MCU 300 überwacht. Die PMIC 400 ist gesondert von der MCU 300 bereitgestellt. Die PMIC 400 steht in Kommunikationsverbindung mit der MCU 300 über den SPI-Kommunikationsbus 320. Die PMIC 400 kommuniziert mit der MCU 300 über den SPI-Kommunikationsbus 320, um eine Verarbeitung durchzuführen, die für eine Leistungsverwaltung der MCU 300 erforderlich ist.
  • Die PMIC 400 ist elektrisch mit der Niedrigspannungsbatterie 8 über den Niedrigspannung-Positive-Elektrode-Anschluss 43 und den Niedrigspannung-Negative-Elektrode-Anschluss 44 verbunden. Die PMIC erzeugt eine Leistungszufuhrspannung, die für einen Betrieb der Niedrigspannungssystemschaltung erforderlich ist, basierend auf der niedrigen Gleichspannung LV, die von der Niedrigspannungsbatterie 8 ausgegeben wird, und führt die erzeugte Leistungszufuhrspannung der MCU 300, der alternativen Schaltung 500, der ersten Überspannung-Detektionsschaltung 610, der zweiten Überspannung-Detektionsschaltung 620, der ODER-Schaltung 700, dem Multiplexer 800 und dergleichen zu.
  • Die PMIC 400 gibt ein Neustart-Signal RST, ein erstes Anomalie-Detektionssignal FOT und ein zweites Anomalie-Detektionssignal IOT an die ODER-Schaltung 700 als Signale zum Mitteilen einer Anomalie der MCU 300 aus. Im Detail, wenn die MCU 300 in einem normalen Zustand vorliegt, stellt die PMIC 400 jedes von dem Neustart-Signal RST, dem ersten Anomalie-Detektionssignal FOT und dem zweiten Anomalie-Detektionssignal IOT auf ein hohes Niveau ein.
  • Wenn die MCU 300 in einem anomalen Zustand vorliegt, stellt die PMIC 400 wenigstens eines von dem Neustart-Signal RST, dem ersten Anomalie-Detektionssignal FOT und dem zweiten Anomalie-Detektionssignal IOT auf ein niedriges Niveau ein. Beispielsweise, wenn wenigstens eines von dem ersten Fehlersignal ER1 und dem zweiten Fehlersignal ER2, die von der MCU 300 eingegeben werden auf einem niedrigen Niveau sind, stellt die PMIC 400 das erste Anomalie-Detektionssignal FOT auf ein niedriges Niveau ein. Darüber hinaus, wenn eine Anomalie, die einen Neustart der MCU 300 erfordert, auftritt, stellt die PMIC 400 das Neustart-Signal RST auf ein niedriges Niveau ein. Darüber hinaus, wenn eine andere Anomalie in der MCU 300 auftritt, stellt die PMIC 400 das zweite Anomalie-Detektionssignal IOT auf ein niedriges Niveau ein.
  • Die alternative Schaltung 500 ist eine Schaltung, die die MCU 300 ersetzt. Die alternative Schaltung 500 weist auf: eine erste ODER-Schaltung 510, eine zweite ODER-Schaltung 520, eine Matrix-Schaltung 530, einen ersten Schalter 540 und einen zweiten Schalter 550.
  • Die erste ODER-Schaltung 510 empfängt ein erstes Fehlersignal FLT1, welches von dem oberen U-Phase-Gate-Treiber 111 ausgegeben wird, das Fehlersignal FLT2, welches von dem oberen V-Phase-Gate-Treiber 112 ausgegeben wird, und das Fehlersignal FLT3, welches von dem oberen W-Phase-Gate-Treiber 113 ausgegeben wird. Die erste ODER-Schaltung 510 berechnet das ODER der Fehlersignale FLT1, FLT2 und FLT3 und gibt ein Oberer-Arm-Fehlersignal FLTH, welches ein Ergebnis der Berechnung anzeigt, an die Matrix-Schaltung 530 aus.
  • Die erste ODER-Schaltung 510 ist eine ODER-Schaltung mit negativer Logik. Daher wird, wenn wenigstens eines der Fehlersignale FLT1, FLT2 und FLT3 auf einem niedrigen Niveau ist, das Oberer-Arm-Fehlersignal FLTH mit einem niedrigen Niveau von der ersten ODER-Schaltung 510 ausgegeben. Wenn jedes der Fehlersignale FLT1, FLT2 und FLT3 auf einem hohen Niveau ist, wird das Oberer-Arm-Fehlersignal FLTH mit einem hohen Niveau von der ersten ODER-Schaltung 510 ausgegeben. Mit anderen Worten, wenn wenigstens eines von dem oberen U-Phase-Schaltelement QUH, dem oberen V-Phase-Schaltelement QVH und dem oberen W-Phase-Schaltelement QWH, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einem anomalen Zustand vorliegt, wird das Oberer-Arm-Fehlersignal FLTH mit einem niedrigen Niveau von der ersten ODER-Schaltung 510 ausgegeben. Wenn jedes von dem oberen U-Phase-Schaltelement QUH, dem oberen V-Phase-Schaltelement QVH und dem oberen W-Phase-Schaltelement QWH, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einem normalen Zustand vorliegen, wird das Oberer-Arm-Fehlersignal FLTH mit einem hohen Niveau von der ersten ODER-Schaltung 510 ausgegeben.
  • Nachfolgend wird der Fall, dass wenigstens eines von dem oberen U-Phase-Schaltelement QUH, dem oberen V-Phase-Schaltelement QVH und dem oberen W-Phase-Schaltelement QWH, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einem anomalen Zustand vorliegt, als „der obere Arm 110 liegt in einem anomalen Zustand vor“ beschrieben. Darüber hinaus wird der Fall, dass jedes von dem oberen U-Phase-Schaltelement QUH, dem oberen V-Phase-Schaltelement QVH und dem oberen W-Phase-Schaltelement QWH, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einem normalen Zustand vorliegen, als „der obere Arm 110 liegt in einem normalen Zustand vor“ beschrieben. Das bedeutet, dass wenn der obere Arm 110 in einem anomalen Zustand vorliegt, das Oberer-Arm-Fehlersignal FLTH mit einem niedrigen Niveau von der ersten ODER-Schaltung 510 ausgegeben wird. Darüber hinaus wird, wenn der obere Arm 110 in einem normalen Zustand vorliegt, das Oberer-Arm-Fehlersignal FLTH mit einem niedrigen Niveau von der ersten ODER-Schaltung 510 ausgegeben.
  • Die zweite ODER-Schaltung 520 empfängt eine Eingabe des Fehlersignals FLT4, welches von dem unteren U-Phase-Gate-Treiber 121 ausgegeben wird, des Fehlersignals FLT5, welches von dem unteren V-Phase-Gate-Treiber 122 ausgegeben wird, und des Fehlersignals FLT6, welches von dem unteren W-Phase-Gate-Treiber 123 ausgegeben wird. Die zweite ODER-Schaltung 520 berechnet das ODER der Fehlersignale FLT4, FLT5 und FLT6 und gibt ein Unterer-Arm-Fehlersignal FLTL, welches ein Ergebnis der Berechnung anzeigt, an die Matrix-Schaltung 530 aus.
  • Die zweite ODER-Schaltung 520 ist eine ODER-Schaltung negativer Logik. Daher wird, wenn wenigstens eines der Fehlersignale FLT4, FLT5 und FLT6 auf einem niedrigen Niveau ist, das Unterer-Arm-Fehlersignal FLTL mit einem niedrigen Niveau von der zweiten ODER-Schaltung 520 ausgegeben. Wenn jedes der Fehlersignale FLT4, FLT5 und FLT6 auf einem hohen Niveau ist, wird das Unterer-Arm-Fehlersignal FLTL mit einem hohen Niveau von der zweiten ODER-Schaltung 520 ausgegeben. Mit anderen Worten, wenn wenigstens eines von dem unteren U-Phase-Schaltelement QUL, dem unteren V-Phase-Schaltelement QVL und dem unteren W-Phase-Schaltelement QWL, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, in einem anomalen Zustand vorliegt, wird das Unterer-Arm-Fehlersignal FLTL mit einem niedrigen Niveau von der zweiten ODER-Schaltung 520 ausgegeben. Wenn jedes von dem unteren U-Phase-Schaltelement QUL, dem unteren V-Phase-Schaltelement QVL und dem unteren W-Phase-Schaltelement QWL, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, in einem normalen Zustand vorliegen, wird das Unterer-Arm-Fehlersignal FLTL mit einem hohen Niveau von der zweiten ODER-Schaltung 520 ausgegeben.
  • Nachfolgend wird der Fall, in dem wenigstens eines von dem unteren U-Phase-Schaltelement QUL, dem unteren V-Phase-Schaltelement QVL und dem unteren W-Phase-Schaltelement QWL, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, in einem anomalen Zustand vorliegt, als „der untere Arm 120 liegt in einem anomalen Zustand vor“ beschrieben. Darüber hinaus wird der Fall, in dem jedes von dem unteren U-Phase-Schaltelement QUL, dem unteren V-Phase-Schaltelement QVL und dem unteren W-Phase-Schaltelement QWL, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, in einem normalen Zustand vorliegen, als „der untere Arm 120 liegt in einem normalen Zustand vor“ beschrieben. Das bedeutet, dass wenn der untere Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, das Unterer-Arm-Fehlersignal FLTL mit einem niedrigen Niveau von der zweiten ODER-Schaltung 520 ausgegeben wird. Darüber hinaus wird, wenn der untere Arm 120 in einem normalen Zustand vorliegt, das Unterer-Arm-Fehlersignal FLTL mit einem hohen Niveau von der zweiten ODER-Schaltung 520 ausgegeben.
  • Die Matrix-Schaltung 530 gibt ein erstes Ausgabesignal OUT1 an den ersten Schalter 540 aus und gibt ein zweites Ausgabesignal OUT2 an den zweiten Schalter 550 aus, basierend auf dem Oberer-Arm-Fehlersignal FLTH, welches von der ersten ODER-Schaltung 510 eingegeben wird, und dem Unterer-Arm-Fehlersignal FLTL, welches von der zweiten ODER-Schaltung 520 eingegeben wird.
  • Wenn sowohl das Oberer-Arm-Fehlersignal FLTH als auch das Unterer-Arm-Fehlersignal FLTL auf einem hohen Niveau sind, gibt die Matrix-Schaltung 530 das erste Ausgabesignal OUT1 mit einem niedrigen Niveau an den ersten Schalter 540 aus und gibt das zweite Ausgabesignal OUT2 mit einem hohen Niveau an den zweiten Schalter 550 aus. Mit anderen Worten, wenn sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem normalen Zustand vorliegen, gibt die Matrix-Schaltung 530 das erste Ausgabesignal OUT1 mit einem niedrigen Niveau an den ersten Schalter 540 aus und gibt das zweite Ausgabesignal OUT2 mit einem hohen Niveau an den zweiten Schalter 550 aus.
  • Wenn das Oberer-Arm-Fehlersignal FLTH auf einem niedrigen Niveau ist und das Unterer-Arm-Fehlersignal FLTL auf einem hohen Niveau ist, gibt die Matrix-Schaltung 530 das erste Ausgabesignal OUT1 mit einem hohen Niveau an den ersten Schalter 540 aus und gibt das zweite Ausgabesignal OUT2 mit einem hohen Niveau an den zweiten Schalter 550 aus. Mit anderen Worten, wenn der obere Arm 110 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, gibt die Matrix-Schaltung 530 das erste Ausgabesignal OUT1 mit einem niedrigen Niveau an den ersten Schalter 540 aus und gibt das zweite Ausgabesignal OUT2 mit einem hohen Niveau an den zweiten Schalter 550 aus.
  • Wenn das Oberer-Arm-Fehlersignal FLTH auf einem hohen Niveau ist und das Unterer-Arm-Fehlersignal FLTL auf einem niedrigen Niveau ist, gibt die Matrix-Schaltung 530 das erste Ausgabesignal OUT1 mit einem hohen Niveau an den ersten Schalter 540 aus und gibt das zweite Ausgabesignal OUT2 mit einem niedrigen Niveau an den zweiten Schalter 550 aus. Mit anderen Worten, wenn der untere Arm 120 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, gibt die Matrix-Schaltung 530 das erste Ausgabesignal OUT1 mit einem hohen Niveau an den ersten Schalter 540 aus und gibt das zweite Ausgabesignal OUT2 mit einem niedrigen Niveau an den zweiten Schalter 550 aus.
  • Wenn sowohl das Oberer-Arm-Fehlersignal FLTH als auch das Unterer-Arm-Fehlersignal FLTL auf einem niedrigen Niveau sind, gibt die Matrix-Schaltung 530 das erste Ausgabesignal OUT1 mit einem niedrigen Niveau an den ersten Schalter 540 aus und gibt das zweite Ausgabesignal OUT2 mit einem niedrigen Niveau an den zweiten Schalter 550 aus. Mit anderen Worten, wenn sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegen, gibt die Matrix-Schaltung 530 das erste Ausgabesignal OUT1 mit einem niedrigen Niveau an den ersten Schalter 540 aus und gibt das zweite Ausgabesignal OUT2 mit einem niedrigen Niveau an den zweiten Schalter 550 aus.
  • Der erste Schalter 540 weist drei Kontakte 541, 542 und 543 auf. Der Kontakt 541 ist elektrisch mit einer Hoch-Niveau-Spannungsleitung 561 verbunden. Eine Hoch-Niveau-Spannung VHi wird von der PMIC 400 an die Hoch-Niveau-Spannungsleitung 561 zugeführt. Der Kontakt 542 ist elektrisch verbunden mit einer Niedrig-Niveau-Spannungsleitung 562. Eine Niedrig-Niveau-Spannung VLo wird von der PMIC 400 an die Niedrig-Niveau-Spannungsleitung 562 zugeführt. Mit anderen Worten, die Niedrig-Niveau-Spannungsleitung 562 ist elektrisch verbunden mit dem Niedrigspannung-Negative-Elektrode-Anschluss 44, welcher ein Masseanschluss der Niedrigspannungssystemschaltung ist.
  • Der Kontakt 543 ist elektrisch verbunden mit dem Multiplexer 800. Nachfolgend wird ein Signal, welches von dem Kontakt 543 an den Multiplexer 800 ausgegeben wird, als ein Oberer-Arm-Steuerungssignal HG bezeichnet. Wenn das erste Ausgabesignal OUT1, welches von der Matrix-Schaltung 530 in den ersten Schalter 540 eingegeben wird, auf einem niedrigen Niveau ist, werden der Kontakt 542 und der Kontakt 543 elektrisch verbunden, sodass das Oberer-Arm-Steuerungssignal HG, welches die Niedrig-Niveau-Spannung VLo aufweist, von dem Kontakt 543 an den Multiplexer 800 ausgegeben wird. Darüber hinaus werden, wenn das erste Ausgabesignal OUT1, welches von der Matrix-Schaltung 530 in den ersten Schalter 540 eingegeben wird, auf einem hohen Niveau ist, der Kontakt 541 und der Kontakt 543 elektrisch verbunden, sodass das Oberer-Arm-Steuerungssignal HG, welches die Hoch-Niveau-Spannung VHi aufweist, von dem Kontakt 543 an den Multiplexer 800 ausgegeben wird.
  • Der zweite Schalter 550 weist drei Kontakte 551, 552 und 553 auf. Der Kontakt 551 ist elektrisch verbunden mit der Hoch-Niveau-Spannungsleitung 561. Der Kontakt 552 ist elektrisch verbunden mit der Niedrig-Niveau-Spannungsleitung 562. Der Kontakt 553 ist elektrisch verbunden mit dem Multiplexer 800. Nachfolgend wird ein Signal, welches von dem Kontakt 553 an den Multiplexer 800 ausgegeben wird, als ein Unterer-Arm-Steuerungssignal LG bezeichnet.
  • Wenn das zweite Ausgabesignal OUT2, welches von der Matrix-Schaltung 530 an den zweiten Schalter 550 eingegeben wird, auf einem niedrigen Niveau ist, werden der Kontakt 552 und der Kontakt 553 elektrisch verbunden, sodass das Unterer-Arm-Steuerungssignal LG, welches die Niedrig-Niveau-Spannung VLo aufweist, von dem Kontakt 553 an den Multiplexer 800 ausgegeben wird. Wenn das zweite Ausgabesignal OUT2, welches von der Matrix-Schaltung 530 an den zweiten Schalter 550 eingegeben wird, auf einem hohen Niveau ist, werden der Kontakt 551 und der Kontakt 553 elektrisch verbunden, sodass der Unterer-Arm-Steuerungssignal LG, welches die Hoch-Niveau-Spannung VHi aufweist, von dem Kontakt 553 an den Multiplexer 800 ausgegeben wird.
  • Wie vorangehend beschrieben, wenn sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem normalen Zustand vorliegen, gibt die alternative Schaltung 500 das Oberer-Arm-Steuerungssignal HG, welches die Niedrig-Niveau-Spannung VLo aufweist, an den Multiplexer 800 aus und gibt das Unterer-Arm-Steuerungssignal LG, welches die Hoch-Niveau-Spannung VHi aufweist, an den Multiplexer 800 aus.
  • Darüber hinaus, wenn der obere Arm 110 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, gibt die alternative Schaltung 500 das Oberer-Arm-Steuerungssignal HG, welches die Niedrig-Niveau-Spannung VLo aufweist, an den Multiplexer 800 aus und gibt das Unterer-Arm-Steuerungssignal LG, welches die Hoch-Niveau-Spannung VHi aufweist, an den Multiplexer 800 aus.
  • Darüber hinaus, wenn der untere Arm 120 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, gibt die alternative Schaltung 500 das Oberer-Arm-Steuerungssignal HG, welches die Hoch-Niveau-Spannung VHi aufweist, an den Multiplexer 800 aus und gibt das Unterer-Arm-Steuerungssignal LG, welches die Niedrig-Niveau-Spannung VLo aufweist, an den Multiplexer 800 aus.
  • Darüber hinaus, wenn sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegen, gibt die alternative Schaltung 500 das Oberer-Arm-Steuerungssignal HG, welches die Niedrig-Niveau-Spannung VLo aufweist, an den Multiplexer 800 aus und gibt das Unterer-Arm-Steuerungssignal LG, welches die Niedrig-Niveau-Spannung VLo aufweist, an den Multiplexer 800 aus.
  • Die erste Überspannung-Detektionsschaltung 610 gibt an die ODER-Schaltung 700 ein erstes Überspannung-Detektionssignal DV1, dessen Zustand sich in Abhängigkeit von der Größe der Wechselrichter-Eingangsspannung VINV, die eine Eingangsspannung der Motoransteuerungsschaltung 100 ist, ändert. Im Detail, die erste Überspannung-Detektionsschaltung 610 vergleicht die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV, welche von der ersten Trennschaltung 210 eingegeben wird, mit einem zweiten Schwellenwert VTH2, der größer als der erste Schwellenwert VTH1 ist, und ändert den Zustand des ersten Überspannung-Detektionssignals DV1 von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand, wenn die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV den zweiten Schwellenwert VTH2 überschreitet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Zustand ein hohes Niveau und der zweite Zustand ist ein niedriges Niveau.
  • Die zweite Überspannung-Detektionsschaltung 620 gibt an die ODER-Schaltung 700 ein zweites Überspannung-Detektionssignal DV2 aus, dessen Zustand sich in Abhängigkeit von der Größe der Wechselrichter-Eingangsspannung VINV, die eine Eingangsspannung der Motoransteuerungsschaltung 100 ist, ändert. Im Detail, die zweite Überspannung-Detektionsschaltung 620 vergleicht die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV, die von der zweiten Trennschaltung 220 eingegeben wird, mit einem dritten Schwellenwert VTH3, der größer als der zweite Schwellenwert VTH2 ist, und ändert den Zustand des zweiten Überspannung-Detektionssignals DV2 von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand, wenn die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV, den dritten Schwellenwert VTH3 überschreitet.
  • Sowohl die erste Überspannung-Detektionsschaltung 610 als auch die zweite Überspannung-Detektionsschaltung 620 weist eine analoge Vergleichsschaltung auf, die einen Komparator aufweist. Das bedeutet, dass der zweite Schwellenwert VTH2 und der dritte Schwellenwert VTH3 keine digitalen Daten sind, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert sind, wie der erste Schwellenwert VTH1, sondern analoge Spannungen sind, die beispielsweise von einer Widerstand-Spannungsteilerschaltung erzeugt werden. In der ersten Überspannung-Detektionsschaltung 610 werden die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV, die eine analoge Spannung ist, und der zweite Schwellenwert VTH2, der eine analoge Spannung ist, in einen Komparator eingegeben und ein Ausgabesignal des Komparators wird zu der ODER-Schaltung 700 als das erste Überspannung-Detektionssignal DV1 ausgegeben. Ähnlich werden in der zweiten Überspannung-Detektionsschaltung 620 die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV, die eine analoge Spannung ist, und der dritte Schwellenwert VTH3, der eine analoge Spannung ist, in einen Komparator eingegeben und ein Ausgabesignal des Komparators wird in die ODER-Schaltung 700 als das zweite Überspannung-Detektionssignal DV2 ausgegeben.
  • Der erste Schwellenwert VTH1, der zweite Schwellenwert VTH2 und der dritte Schwellenwert VTH3 werden in einem Bereich von 470 V, was eine Nennspannung der Hochspannungsbatterie 7 ist, bis 700 V, was eine Stehspannung der Motoransteuerungsschaltung 100 ist, bestimmt. Der erste Schwellenwert VTH1 ist ein Spannungswert, der höher als 470 V und niedriger als der zweite Schwellenwert VTH2 ist. Der zweite Schwellenwert VTH2 ist ein Spannungswert, der höher als der erste Schwellenwert VTH1 und niedriger als der dritte Schwellenwert VTH3 ist. Der dritte Schwellenwert VTH3 ist ein Spannungswert, der höher als der zweite Schwellenwert VTH2 und niedriger als 700 V ist.
  • Die ODER-Schaltung 700 ist eine ODER-Schaltung einer negativen Logik. Das Neustart-Signal RST, das erste Anomalie-Detektionssignal FOT und das zweite Anomalie-Detektionssignal IOT, die von der PMIC 400 ausgegeben werden, das erste Überspannung-Detektionssignal DV1, dass von der ersten Überspannung-Detektionsschaltung 610 ausgegeben wird, und das zweite Überspannung-Detektionssignal DV2, das von der zweiten Überspannung-Detektionsschaltung 620 ausgegeben wird, werden in die ODER-Schaltung 700 eingegeben. Die ODER-Schaltung 700 berechnet das ODER des Neustart-Signals RST, des ersten Anomalie-Detektionssignals FOT, des zweiten Anomalie-Detektionssignals IOT, des ersten Überspannung-Detektionssignals DV1 und des zweiten Überspannung-Detektionssignals DV2 und gibt ein Signal, welches ein Ergebnis der Berechnung anzeigt, an den Multiplexer 800 als ein Modus-Umschaltsignal MS aus.
  • Wenn wenigstens eines von dem Neustart-Signal RST, dem ersten Anomalie-Detektionssignal FOT, dem zweiten Anomalie-Detektionssignal IOT, dem ersten Überspannung-Detektionssignal DV1 und dem zweiten Überspannung-Detektionssignal DV2 auf einem niedrigen Niveau ist, wird das Modus-Umschaltsignal MS mit einem niedrigen Niveau von der ODER-Schaltung 700 ausgegeben. Darüber hinaus wird, wenn jedes von dem Neustart-Signal RST, dem ersten Anomalie-Detektionssignal FOT, dem zweiten Anomalie-Detektionssignal IOT, dem ersten Überspannung-Detektionssignal DV1 und dem zweiten Überspannung-Detektionssignal DV2 auf einem hohen Niveau ist, das Modus-Umschaltsignal MS mit einem hohen Niveau von der ODER-Schaltung 700 ausgegeben.
  • Das bedeutet, dass wenn jede der Bedingungen 1-3, die nachfolgend beschrieben werden, erfüllt ist, das Modus-Umschaltsignal MS mit einem hohen Niveau von der ODER-Schaltung 700 ausgegeben wird.
    • (Bedingung 1) Die PMIC 400 detektiert, dass die MCU 300 in einem normalen Zustand vorliegt.
    • (Bedingung 2) Die erste Überspannung-Detektionsschaltung 610 detektiert, dass die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV gleich oder kleiner als der zweite Schwellenwert VTH2 ist.
    • (Bedingung 3) Die zweite Überspannung-Detektionsschaltung 620 detektiert, dass die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV gleich oder kleiner als der dritte Schwellenwert VTH3 ist.
  • Darüber hinaus wird, wenn wenigstens eine der nachfolgend beschriebenen Bedingungen 4-6 erfüllt ist, das Modus-Umschaltsignal MS mit einem niedrigen Niveau von der ODER-Schaltung 700 ausgegeben.
    • (Bedingung 4) Die PMIC 400 detektiert, dass die MCU 300 in einem anomalen Zustand vorliegt.
    • (Bedingung 5) Die erste Überspannung-Detektionsschaltung 610 detektiert, dass die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV den zweiten Schwellenwert VTH2 überschreitet.
    • (Bedingung 6) Die zweite Überspannung-Detektionsschaltung 620 detektiert, dass die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV den dritten Schwellenwert VTH3 überschreitet.
  • Das Modus-Umschaltsignal MS, das von der ODER-Schaltung 700 ausgegeben wird, jedes Zeitsignal, das von der MCU 300 ausgegeben wird, und das Oberer-Arm-Steuerungssignal HG sowie das Unterer-Arm-Steuerungssignal LG, die von der alternativen Schaltung 500 ausgegeben werden, werden in den Multiplexer 800 eingegeben. Wie vorangehend beschrieben weist das von der MCU 300 ausgegebene Zeitsignal auf: das obere U-Phase-Zeitsignal HPU, das untere U-Phase-Zeitsignal LPU, das obere V-Phase-Zeitsignal HPV, das untere V-Phase-Zeitsignal LPV, das obere W-Phase-Zeitsignal HPW und das untere W-Phase-Zeitsignal LPW.
  • Wenn das Modus-Umschaltsignal MS auf einem hohen Niveau ist, gibt der Multiplexer 800 das obere U-Phase-Zeitsignal HPU an den oberen U-Phase-Gate-Treiber 111 als das U-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal UHG aus, gibt das obere V-Phase-Zeitsignal HPV an den oberen V-Phase-Gate-Treiber 112 als das V-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal VHG aus und gibt das obere W-Phase-Zeitsignal HPW an den oberen W-Phase-Gate-Treiber 113 als das W-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal WHG aus.
  • Darüber hinaus, wenn das Modus-Umschaltsignal MS auf einem hohen Niveau ist, gibt der Multiplexer 800 das untere U-Phase-Zeitsignal LPU an den unteren U-Phase-Gate-Treiber 121 als das U-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal ULG aus, gibt das untere V-Phase-Zeitsignal LPV an den unteren V-Phase-Gate-Treiber 122 als das V-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal VLG aus und gibt das untere W-Phase-Zeitsignal LPW an den unteren W-Phase-Gate-Treiber 123 als das W-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal WLG aus.
  • Wenn das Modus-Umschaltsignal MS auf einem niedrigen Niveau ist, gibt der Multiplexer 800 das Oberer-Arm-Steuerungssignal HG an den oberen U-Phase-Gate-Treiber 111 als das U-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal UHG aus, gibt das Oberer-Arm-Steuerungssignal HG an den oberen V-Phase-Gate-Treiber 112 als das V-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal VHG aus und gibt das Oberer-Arm-Steuerungssignal HG an den oberen W-Phase-Gate-Treiber 113 als das W-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal WHG aus.
  • Darüber hinaus, wenn das Modus-Umschaltsignal MS auf einem niedrigen Niveau ist, gibt der Multiplexer 800 das Unterer-Arm-Steuerungssignal LG an den unteren U-Phase-Gate-Treiber 121 als das U-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal ULG aus, gibt das Unterer-Arm-Steuerungssignal LG an den unteren V-Phase-Gate-Treiber 122 als das V-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal VLG aus und gibt das Unterer-Arm-Steuerungssignal LG an den unteren W-Phase-Gate-Treiber 123 als das W-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal WLG aus.
  • Wie vorangehend beschrieben wird, wenn das Modus-Umschaltsignal MS auf einem hohen Niveau ist, die Motoransteuerungsschaltung 100 durch jedes Zeitsignal gesteuert, welches von der MCU 300 ausgegeben wird. Nachfolgend wird der Zustand, in welchem die MCU 300 die Motoransteuerungsschaltung 100 wie vorangehend beschrieben steuert als ein erster Steuerungsmodus bezeichnet. Darüber hinaus wird, wenn das Modus-Umschaltsignal MS auf einem niedrigen Niveau ist, die Motoransteuerungsschaltung 100 durch das Oberer-Arm-Steuerungssignal HG und das Unterer-Arm-Steuerungssignal LG, die von der alternativen Schaltung 500 ausgegeben werden, gesteuert. Nachfolgend wird der Zustand, in welchem die alternative Schaltung 500 die Motoransteuerungsschaltung 100 wie vorangehend beschrieben steuert, als ein zweiter Steuerungsmodus bezeichnet.
  • Das bedeutet, dass der Multiplexer 800 als eine Modus-Umschalteinheit funktioniert, die den Steuerungsmodus umschaltet zwischen dem ersten Steuerungsmodus, in welchem die MCU 300 die Motoransteuerungsschaltung 100 steuert, und dem zweiten Steuerungsmodus, in welchem die alternative Schaltung 500 die Motoransteuerungsschaltung 100 steuert, auf der Grundlage des Zustands der MCU 300, mit anderen Worten dem Zustand des Modus-Umschaltsignals MS. Der Multiplexer 800 schaltet den Steuerungsmodus von dem ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus, wenn das Modus-Umschaltsignal MS sich von einem hohen Niveau auf ein niedriges Niveau ändert. Obwohl Details später beschrieben werden steuert in dem zweiten Steuerungsmodus die alternative Schaltung 500 einen Schaltbetrieb der Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 enthalten sind, auf der Grundlage des Zustands des oberen Arms 110 und des unteren Arms 120. Genauer gesagt, die alternative Schaltung 500 führt auf der Grundlage des Zustands des oberen Arms 110 und des unteren Arms 120 entweder eine Steuerung durch, in welcher jedes der Schaltelemente, die in einem von dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 enthalten sind, eingestellt wird, um in einem An-Zustand zu sein, und jedes der Schaltelemente, die in dem anderen Arm enthalten sind, eingestellt wird, um in einem Aus-Zustand zu sein (ASC-Steuerung), oder eine Steuerung, in welcher jedes der Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 enthalten sind, eingestellt wird, um in einem Aus-Zustand zu sein (SD-Steuerung).
  • Als nächstes wird ein Betrieb der Motorsteuerungsvorrichtung 40, die wie vorangehend beschrieben konfiguriert ist, beschrieben.
  • Zunächst wird der Betrieb der Motorsteuerungsvorrichtung 40 zu einer normalen Zeit beschrieben. Die normale Zeit liegt vor, wenn alle Bedingungen 1-3, die nachfolgend beschrieben werden, erfüllt sind.
    • (Bedingung 1) Die PMIC 400 detektiert, dass die MCU 300 in einem normalen Zustand vorliegt.
    • (Bedingung 2) Die erste Überspannung-Detektionsschaltung 610 detektiert, dass die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV gleich oder kleiner als der zweite Schwellenwert VTH2 ist.
    • (Bedingung 3) Die zweite Überspannung-Detektionsschaltung 620 detektiert, dass die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV gleich oder kleiner als der dritte Schwellenwert VTH3 ist.
  • Wenn die Bedingung 1 erfüllt ist, ist jedes von dem Neustart-Signal RST, dem ersten Anomalie-Detektionssignal FOT und dem zweiten Anomalie-Detektionssignal IOT, welche von der PMIC 400 an die ODER-Schaltung 700 ausgegeben werden, auf einem hohen Niveau. Wenn die Bedingung 2 erfüllt ist, ist das erste Überspannung-Detektionssignal DV1, welches von der ersten Überspannung-Detektionsschaltung 610 an die ODER-Schaltung 700 ausgegeben wird, auf einem hohen Niveau. Wenn die Bedingung 3 erfüllt ist, ist das zweite Überspannung-Detektionssignal DV2, welches von der zweiten Überspannung-Detektionsschaltung 620 an die ODER-Schaltung 700 ausgegeben wird, auf einem hohen Niveau. Daher wird, wenn alle Bedingungen 1-3 erfüllt sind, das Modus-Umschaltsignal MS mit einem hohen Niveau von der ODER-Schaltung 700 an den Multiplexer 800 ausgegeben. Wenn das Modus-Umschaltsignal MS auf einem hohen Niveau ist, ist der Steuerungsmodus der Motorsteuerungsvorrichtung 40 der erste Steuerungsmodus, in welchem die MCU 300 die Motoransteuerungsschaltung 100 steuert.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, welches eine Motorsteuerungsverarbeitung zeigt, die von der MCU 300 zu der normalen Zeit ausgeführt wird gemäß einem Programm, das in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert ist. Anzumerken ist, dass die MCU 300 den in 3 gezeigten Motorsteuerungsprozess in einem vorgegebenen Steuerungszyklus wiederholt ausführt.
  • Wie in 3 gezeigt, vergleicht die MCU 300 zuerst die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV, die von der ersten Trennschaltung 210 über den Überspannungsdetektionsanschluss 310 eingegeben wird, mit dem ersten Schwellenwert VTH1 und ermittelt, ob oder nicht die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV den ersten Schwellenwert VTH1 überschreitet (Schritt S1). Genauer gesagt, im Schritt S1 ermittelt die MCU 300, ob die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV den ersten Schwellenwert VTH1 überschreitet oder nicht, indem sie die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV, die von dem AD-Wandler in digitale Daten umgewandelt wird, mit dem ersten Schwellenwert VTH1 vergleicht, der aus einem nicht-flüchtigen Speicher gelesen wird. Anzumerken ist, dass wie vorangehend beschrieben, der erste Schwellenwert VTH1 höher als 470 V, d.h. als die Nennspannung der Hochspannungsbatterie 7, und niedriger als der zweite Schwellenwert VTH2 ist.
  • Im Falle einer Verneinung im Schritt S1, das heißt wenn die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV gleich oder kleiner als der erste Schwellenwert VTH1 ist, führt die MCU 300 eine normale Motorsteuerung basierend auf dem Motorsteuerungssignal CS durch, welches von der elektronischen Steuerungseinheit 5 eingegeben wird (Schritt S2). In der vorliegenden Ausführungsform führt die MCU 300 als die normale Motorsteuerung eine Vektorsteuerung des dreiphasigen Stroms durch, welcher von der Motoransteuerungsschaltung 100 dem Motor 10 zugeführt wird, auf der Grundlage des Drehmomentbefehlswerts Tm*, welcher von dem Motorsteuerungssignal CS angezeigt wird, das von der elektronischen Steuerungseinheit 5 eingegeben wird, wodurch der Motor 10 mit dem Drehmoment gedreht wird, welches durch den Drehmomentbefehlswert Tm* bestimmt ist. Da die Vektorsteuerung im Allgemeinen als ein Steuerungssystem des Motors 10, der ein dreiphasiger Synchronmotor ist, bekannt ist, wird in der vorliegenden Ausführungsform die Vektorsteuerung kurz durch Bezugnahme auf 4 beschrieben.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, welches die Vektorsteuerung zeigt, die als die normale Motorsteuerung durch die MCU 300 im Schritt S2 ausgeführt wird. Wie in 4 dargestellt, erfasst die MCU 300 einen Detektionswert eines dreiphasigen Stroms, der einen U-Phase-Strom Iu, einen V-Phase-Strom Iv und einen W-Phase-Strom Iw aufweist, von einem Stromsensor (nicht gezeigt), wie etwa einem Nebenschlusswiderstand, der in der Motoransteuerungsschaltung 100 bereitgestellt ist (Schritt S21).
  • Anschließend berechnet die MCU 300 zweiphasige Ströme Iα und Iß in einem festen Koordinatensystem durch Durchführen einer Clarke-Transformation an den Detektionswerten des U-Phase-Stroms Iu, des V-Phase-Stroms Iv und des W-Phase-Stroms Iw (Schritt S22).
  • Anschließend wandelt die MCU 300 die zweiphasigen Ströme Iα und Iβ in dem festen Koordinatensystem in einen d-Achsenstrom Id und einen q-Achsenstrom Iq in einem rotierenden Koordinatensystem durch Park-Transformation basierend auf den Gleichungen (1) und (2) (Schritt S23). Anzumerken ist, dass die MCU 300 einen Detektionswert des Drehwinkels θR des Motors 10 von einer Positionsdetektionsvorrichtung (nicht dargestellt), wie etwa einem Resolver, der an dem Motor 10 befestigt ist, als „θR“ in den Gleichungen (1) und (2) erfasst. Id = I α ⋅ cos θ R +I β ⋅ sin θ R
    Figure DE102021123634A1_0001
     Iq = − I α ⋅ sin θ R +I β ⋅ cos θ R
    Figure DE102021123634A1_0002
  • Anschließend ermittelt die MCU 300 einen Soll-d-Achsenstrom IdREF und einen Soll-q-Achsenstrom IqREF auf der Grundlage des Drehmomentbefehlswerts Tm* (Schritt S24). In dem nicht-flüchtigen Speicher der MCU 300 wurden Tabellendaten, die den Soll-d-Achsenstrom IdREF und den Soll-q-Achsenstrom IqREF, die mit dem Drehmomentbefehlswert Tm* korrespondieren, im Voraus gespeichert wurden. Im Schritt S24 liest die MCU 300 den Soll-d-Achsenstrom IdREF und den Soll-q-Achsenstrom IqREF, die mit dem Drehmomentbefehlswert Tm* korrespondieren, der durch das Motorsteuerungssignal CS angezeigt wird, aus den Tabellendaten, die in dem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert sind, um den Soll-d-Achsenstrom IdREF und den Soll-q-Achsenstrom IqREF zu ermitteln.
  • Anschließend berechnet die MCU 300 eine d-Achsenspannung Vd, bei welcher die Abweichung zwischen dem d-Achsenstrom Id und dem Soll-d-Achsenstrom IdREF Null wird, durch PI-Berechnung und berechnet eine q-Achsenspannung Vq, bei welcher die Abweichung zwischen dem q-Achsenstrom Iq und dem Soll-q-Achsenstrom IqREF Null wird, durch PI-Berechnung (Schritt S25).
  • Anschließend wandelt die MCU 300 die d-Achsenspannung Vd und die q-Achsenspannung Vq in dem rotierenden Koordinatensystem in zweiphasige Spannungen Vα und Vβ in dem festen Koordinatensystem durch inverse Park-Transformation basierend auf den Gleichungen (3) und (4) um (Schritt S26). Als „θR“ in den Gleichungen (3) und (4) wird ein Detektionswert des Drehwinkels θR verwendet, der von einer Positionsdetektionsvorrichtung (nicht gezeigt), wie einem Resolver, erhalten wird. V α = Vd ⋅ cos θ R − Vq ⋅ sin θ R
    Figure DE102021123634A1_0003
     V β = Vd ⋅ sin θ R +Vq ⋅ cos θ R
    Figure DE102021123634A1_0004
  • Anschließend wandelt die MCU 300 die zweiphasigen Spannungswerte Vα und Vβ in dreiphasige Spannungen durch räumliche Vektortransformation um (Schritt S27). Die dreiphasigen Spannungen weisen eine U-Phase-Spannung Vu, eine V-Phase-Spannung Vv und eine W-Phase-Spannung Vw auf. Schließlich erzeugt die MCU 300 das obere U-Phase-Zeitsignal HPU, das obere V-Phase-Zeitsignal HPV, das obere W-Phase-Zeitsignal HPW, das untere U-Phase-Zeitsignal LPU, das untere V-Phase-Zeitsignal LPV und das untere W-Phase-Zeitsignal LPW, zu welchen die dreiphasigen Spannungen, die durch die vorangehend beschriebene räumliche Vektortransformation erhalten wurden, an den Motor 10 angelegt werden, und gibt die erzeugten Signale an den Multiplexer 800 aus (Schritt S28).
  • Wenn das Modus-Umschaltsignal MS auf einem hohen Niveau ist, gibt der Multiplexer 800 das obere U-Phase-Zeitsignal HPU, welches von der MCU 300 eingegeben wird, an den oberen U-Phase-Gate-Treiber 111 als das U-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal UHG aus, gibt das obere V-Phase-Zeitsignal HPV, das von der MCU 300 eingegeben wird, an den oberen V-Phase-Gate-Treiber 112 als das V-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal VHG aus und gibt das von der MCU 300 eingegebene obere W-Phase-Zeitsignal HPW an den oberen W-Phase-Gate-Treiber 113 als das W-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal WHG aus.
  • Darüber hinaus gibt, wenn das Modus-Umschaltsignal MS auf einem hohen Niveau liegt, der Multiplexer 800 das untere U-Phase-Zeitsignal LPU, das von der MCU 300 eingegeben wird, an den unteren U-Phase-Gate-Treiber 121 als das U-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal ULG aus, gibt das untere V-Phase-Zeitsignal LPV, das von der MCU 300 eingegeben wird, an den unteren V-Phase-Gate-Treiber 122 als das V-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal VLG aus und gibt das untere W-Phase-Zeitsignal LPW, das von der MCU 300 eingegeben wird, an den unteren W-Phase-Gate-Treiber 123 als das W-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal WLG aus.
  • Wie vorangehend beschrieben führt die MCU 300 in einem Fall, in dem die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV gleich oder kleiner als der erste Schwellenwert VTH1 ist, eine Vektorsteuerung als eine normale Motorsteuerung auf der Grundlage des Motorsteuerungssignal CS, das von der elektronischen Steuerungseinheit 5 eingegeben wird, durch, sodass jedes Schaltelement, das in der Motoransteuerungsschaltung 100 enthalten ist, einer Schaltsteuerung zu einem angemessenen Zeitpunkt unterworfen wird. Als Ergebnis davon werden der U-Phase-Strom Iu, der V-Phase-Strom Iv und der W-Phase-Strom Iw, die von der Motoransteuerungsschaltung 100 dem Motor 10 zugeführt werden, angemessen gesteuert, sodass sich der Motor 10 mit dem Drehmoment dreht, das von dem Drehmomentbefehlswert Tm* bestimmt ist, und eine Antriebskraft, die von dem Fahrer gefordert wird, von der Motoreinheit 6 auf das Antriebsrad 2 übertragen wird.
  • Nachfolgend wird die Beschreibung durch erneute Bezugnahme auf 3 fortgesetzt. Im Falle einer Bejahung im Schritt S1 von 3, d.h. in einem Fall in welchem die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV den ersten Schwellenwert VTH1 überschreitet, besteht eine Möglichkeit, dass eine Anomalie in der Motoransteuerungsschaltung 100 aufgetreten ist und dass eine weitere Zunahme der Wechselrichter-Eingangsspannung VINV zu einem Fehler des Schaltelements und dergleichen führt. Aus diesem Grund führt die MCU 300 die ausfallsichere Steuerung basierend auf den Zuständen des oberen Arms 110 und des unteren Arms 120 durch (Schritt S3).
  • Zunächst ermittelt im Schritt S3 die MCU 300, ob der obere Arm 110 und der untere Arm 120 in einem normalen Zustand oder einem anomalen Zustand vorliegen. Genauer gesagt, wenn jedes von dem Fehlersignal FLT1, das von dem oberen U-Phase-Gate-Treiber 111 eingegeben wird, dem Fehlersignal FLT2, das von dem oberen V-Phase-Gate-Treiber 112 eingegeben wird, und dem Fehlersignal FLT3, das von dem oberen W-Phase-Gate-Treiber 113 eingegeben wird, auf einem hohen Niveau sind, bestimmt die MCU 300, dass der obere Arm 110 in einem normalen Zustand vorliegt. Darüber hinaus ermittelt die MCU 300 in einem Fall, in welchem wenigstens eines der Fehlersignale FLT1, FLT2 und FLT3 auf einem niedrigen Niveau ist, dass der obere Arm 110 in einem anomalen Zustand vorliegt.
  • Darüber hinaus bestimmt die MCU 300, dass in einem Fall, in welchem jedes von dem Fehlersignal FLT4, das von dem unteren U-Phase-Gate-Treiber 121 eingegeben wird, dem Fehlersignal FLT5, das von dem unteren V-Phase-Gate-Treiber 122 eingegeben wird, und dem Fehlersignal FLT6, das von dem unteren W-Phase-Gate-Treiber 123 eingegeben wird, auf einem hohen Niveau liegen, dass der untere Arm 120 in einem normalen Zustand vorliegt. Darüber hinaus bestimmt die MCU 300, dass in einem Fall, in welchem wenigstens eines der Fehlersignale FLT4, FLT5 und FLT6 auf einem niedrigen Niveau ist, dass der untere Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt.
  • Anschließend, wenn ermittelt wird, dass sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem normalen Zustand vorliegen, stellt die MCU 300 jedes von dem oberen U-Phase-Zeitsignal HPU, dem oberen V-Phase-Zeitsignal HPV und dem oberen W-Phase-Zeitsignal HSW auf ein niedriges Niveau ein und gibt die Signale an den Multiplexer 800 aus. Auf diese Weise ist jedes von dem U-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal UHG, dem V-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal VHG und dem W-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal WHG, die von dem Multiplexer 800 an die Motoransteuerungsschaltung 100 ausgegeben werden, auf einem niedrigen Niveau.
  • Darüber hinaus, wenn ermittelt wird, dass sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem normalen Zustand vorliegen, stellt die MCU 300 jedes von dem unteren U-Phase-Zeitsignal LPU, dem unteren V-Phase-Zeitsignal LPV und dem unteren W-Phase-Zeitsignal LPW auf ein hohes Niveau ein und gibt die Signale an den Multiplexer 800 aus. Auf diese Weise ist jedes von dem U-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal ULG, dem V-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal VLG und dem W-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal WLG, die von dem Multiplexer 800 an die Motoransteuerungsschaltung 100 ausgegeben werden, auf einem hohen Niveau.
  • Als Ergebnis davon werden in einem Fall, in welchem sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem normalen Zustand vorliegen, alle Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen Aus-Zustand gesteuert und alle Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, werden in einen An-Zustand gesteuert. Mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem normalen Zustand vorliegen, führt die MCU 300 die ASC-Steuerung durch, um all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen Aus-Zustand zu steuern und um all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind in einen An-Zustand zu steuern. Auf diese Weise wird ein Strom, der durch all die Schaltelemente hindurchgeht, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, abgeschaltet und eine gegenelektromotorische Kraft, die durch den Motor 10 erzeugt wird, fließt zurück in einem geschlossenen Schaltkreis, der den unteren Arm 120 enthält. Auf diese Weise können eine weitere Zunahme der Wechselrichter-Eingangsspannung VINV und eine weitere Beschleunigung des Motors 10 verhindert werden und eine Beschädigung des Schaltelements und der Hochspannungsbatterie 7 kann verhindert werden.
  • Wenn ermittelt wird, dass der obere Arm 110 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, stellt die MCU 300 jedes von dem oberen U-Phase-Zeitsignal HPU, dem oberen V-Phase-Zeitsignal HPV und dem oberen W-Phase-Zeitsignal HSW auf ein niedriges Niveau ein und gibt die Signale an den Multiplexer 800 aus. Auf diese Weise wird jedes von dem U-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal UHG, dem V-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal VHG und dem W-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal WHG, welches von dem Multiplexer 800 an die Motoransteuerungsschaltung 100 ausgegeben werden, auf ein niedriges Niveau eingestellt.
  • Darüber hinaus, wenn ermittelt wird, dass der obere Arm 110 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, stellt die MCU 300 jedes von dem unteren U-Phase-Zeitsignal LPU, dem unteren V-Phase-Zeitsignal LPV und dem unteren W-Phase-Zeitsignal LPW auf ein hohes Niveau ein und gibt die Signale an den Multiplexer 800 aus. Auf diese Weise hat jedes von dem U-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal ULG, dem V-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal VLG und dem W-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal WLG, welche von dem Multiplexer 800 an die Motoransteuerungsschaltung 100 ausgegeben werden, ein hohes Niveau.
  • Als Ergebnis davon werden in einem Fall, in welchem der obere Arm 110 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, alle Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen Aus-Zustand gesteuert und alle Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, werden in einen An-Zustand gesteuert. Mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass der obere Arm 110 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, führt die MCU 300 die ASC-Steuerung durch, um all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen Aus-Zustand zu steuern und um all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, in einen An-Zustand zu steuern. Auf diese Weise wird ein Strom, der durch alle Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind fließt, abgeschaltet und eine gegenelektromotorische Kraft, die von dem Motor 10 erzeugt wird, fließt zurück in einem geschlossenen Schaltkreis, der den unteren Arm 120 enthält. Auf diese Weise können eine weitere Zunahme der Wechselrichter-Eingangsspannung VINV und eine weitere Beschleunigung des Motors 10 verhindert werden und eine Beschädigung des Schaltelements und der Hochspannungsbatterie 7 kann verhindert werden.
  • Wenn ermittelt wird, dass der untere Arm 120 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, stellt die MCU 300 jedes von dem oberen U-Phase-Zeitsignal HPU, dem oberen V-Phase-Zeitsignal HPV und dem oberen W-Phase-Zeitsignal HSW auf ein hohes Niveau ein und gibt die Signale an den Multiplexer 800 aus. Auf diese Weise ist jedes von dem U-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal UHG, dem V-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal VHG und dem W-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal WHG, welche von dem Multiplexer 800 an die Motoransteuerungsschaltung 100 ausgegeben werden, auf einem hohen Niveau.
  • Darüber hinaus, wenn ermittelt wird, dass der untere Arm 120 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, stellt die MCU 300 jedes von dem unteren U-Phase-Zeitsignal LPU, dem unteren V-Phase-Zeitsignal LPV und dem unteren W-Phase-Zeitsignal LPW auf ein niedriges Niveau ein und gibt die Signale an den Multiplexer 800 aus. Auf diese Weise ist jedes von dem U-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal ULG, dem V-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal VLG und dem W-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal WLG, die von der Multiplexer 800 an die Motoransteuerungsschaltung 100 ausgegeben werden, auf einem niedrigen Niveau.
  • Als Ergebnis davon werden in einem Fall, in welchem der untere Arm 120 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, alle Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen An-Zustand gesteuert und alle Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, werden in einen Aus-Zustand gesteuert. Mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass der untere Arm 120 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, führt die MCU 300 die ASC-Steuerung durch, um all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen An-Zustand zu steuern und um all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, in einen Aus-Zustand zu steuern. Auf diese Weise wird ein Strom, welcher durch all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, fließt, abgeschaltet und eine gegenelektromotorische Kraft, die von dem Motor 10 erzeugt wird, fließt zurück in einem geschlossenen Schaltkreis, der den oberen Arm 110 enthält. Auf diese Weise können eine weitere Zunahme der Wechselrichter-Eingangsspannung VINV und eine weitere Beschleunigung des Motors 10 verhindert werden und eine Beschädigung des Schaltelements und der Hochspannungsbatterie 7 kann verhindert werden.
  • Wenn ermittelt wird, dass sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegen, stellt die MCU 300 jedes von dem oberen U-Phase-Zeitsignal HPU, dem oberen V-Phase-Zeitsignal HPV und dem oberen W-Phase-Zeitsignal HSW auf ein niedriges Niveau ein und gibt die Signale an den Multiplexer 800 aus. Auf diese Weise ist jedes von dem U-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal UHG, dem V-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal VHG und dem W-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal WHG, die von dem Multiplexer 800 an die Motoransteuerungsschaltung 100 ausgegeben werden auf einem niedrigen Niveau.
  • Darüber hinaus, wenn ermittelt wird, dass sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegen, stellt die MCU 300 jedes von dem unteren U-Phase-Zeitsignal LPU, dem unteren V-Phase-Zeitsignal LPV und dem unteren W-Phase-Zeitsignal LPW auf ein niedriges Niveau ein und gibt die Signale an den Multiplexer 800 aus. Auf diese Weise ist jedes von dem U-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal ULG, dem V-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal VLG und dem W-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal WLG, die von dem Multiplexer 800 an die Motoransteuerungsschaltung 100 ausgegeben werden, auf einem niedrigen Niveau.
  • Als Ergebnis davon werden in einem Fall, in welchem sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegen, alle Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen Aus-Zustand gesteuert und alle Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, werden in einen Aus-Zustand gesteuert. Mit anderen Worten, wenn ermittelt wird, dass sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegen, führt die MCU 300 die SD-Steuerung durch, um all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen Aus-Zustand zu steuern und um all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, in einen Aus-Zustand zu steuern. Auf diese Weise kann das Schaltelement geschützt werden, da die gegenelektromotorische Kraft, die durch die Drehung des Motors 10 erzeugt wird, zu der Hochspannungsbatterie 7 über die Freilaufdiode jedes Schaltelements fließt.
  • Der Betrieb der Motorsteuerungsvorrichtung 40 zur normalen Zeit wurde vorangehend beschrieben. Als nächstes wird der Betrieb der Motorsteuerungsvorrichtung 40 zu der Zeit eine Anomalie beschrieben. Die Zeit einer Anomalie bedeutet, dass wenigstens eine der Bedingungen 4-6, die nachfolgend beschrieben werden, erfüllt ist.
    • (Bedingung 4) Die PMIC 400 detektiert, dass die MCU 300 in einem anomalen Zustand vorliegt.
    • (Bedingung 5) Die erste Überspannung-Detektionsschaltung 610 detektiert, dass die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV den zweiten Schwellenwert VTH2 überschreitet.
    • (Bedingung 6) Die zweite Überspannung-Detektionsschaltung 620 detektiert, dass die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV den dritten Schwellenwert VTH3 überschreitet.
  • Wenn die Bedingung 4 erfüllt ist, ist wenigstens eines von dem Neustart-Signal RST, dem ersten Anomalie-Detektionssignal FOT und dem zweiten Anomalie-Detektionssignal IOT, die von der PMIC 400 an die ODER-Schaltung 700 ausgegeben werden, auf einem niedrigen Niveau. Wenn die Bedingung 5 erfüllt ist, ist das erste Überspannung-Detektionssignal DV1, welches von der ersten Überspannung-Detektionsschaltung 610 an die ODER-Schaltung 700 ausgegeben wird, auf einem niedrigen Niveau. Wenn die Bedingung 6 erfüllt ist, ist das zweite Überspannung-Detektionssignal DV2, welches von der zweiten Überspannung-Detektionsschaltung 620 an die ODER-Schaltung 700 ausgegeben wird, auf einem niedrigen Niveau. Daher wird, wenn wenigstens eine der Bedingungen 4-6 erfüllt ist, dass Modus-Umschaltsignal MS mit einem niedrigen Niveau von der ODER-Schaltung 700 an den Multiplexer 800 ausgegeben. Wenn das Modus-Umschaltsignal MS auf einem niedrigen Niveau ist, ist der Steuerungsmodus der Motorsteuerungsvorrichtung 40 der zweite Steuerungsmodus, in welchem die alternative Schaltung 500 die Motoransteuerungsschaltung 100 steuert.
  • In dem zweiten Steuerungsmodus führt die alternative Schaltung 500 die ausfallsichere Steuerung basierend auf den Zuständen des oberen Arms 110 und des unteren Arms 120 durch. Wie vorangehend beschrieben, wenn sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem normalen Zustand vorliegen, gibt die alternative Schaltung 500 das Oberer-Arm-Steuerungssignal HG, welches die Niedrig-Niveau-Spannung VLo aufweist, an den Multiplexer 800 aus und gibt das Unterer-Arm-Steuerungssignal LG, welches die Hoch-Niveau-Spannung VHi aufweist, an den Multiplexer 800 aus.
  • Wenn das Modus-Umschaltsignal MS ein niedriges Niveau hat, gibt der Multiplexer 800 das Oberer-Arm-Steuerungssignal HG an den oberen U-Phase-Gate-Treiber 111 als das U-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal UHG aus, gibt das Oberer-Arm-Steuerungssignal HG an den oberen V-Phase-Gate-Treiber 112 als das V-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal VHG aus und gibt das Oberer-Arm-Steuerungssignal HG an den oberen W-Phase-Gate-Treiber 113 als das W-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal WHG aus.
  • Darüber hinaus, wenn das Modus-Umschaltsignal MS auf einem niedrigen Niveau ist, gibt der Multiplexer 800 das Unterer-Arm-Steuerungssignal LG an den unteren U-Phase-Gate-Treiber 121 als das U-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal ULG aus, gibt das Unterer-Arm-Steuerungssignal LG an den unteren V-Phase-Gate-Treiber 122 als das V-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal VLG aus und gibt das Unterer-Arm-Steuerungssignal LG an den unteren W-Phase-Gate-Treiber 123 als das W-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal WLG aus.
  • Daher ist, wenn sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem normalen Zustand vorliegen, jedes von dem U-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal UHG, dem V-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal VHG und dem W-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal WHG, welche von dem Multiplexer 800 an die Motoransteuerungsschaltung 100 ausgegeben werden, auf einem niedrigen Niveau und jedes von dem U-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal ULG, dem V-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal VLG und dem W-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal WLG, die von dem Multiplexer 800 an die Motoransteuerungsschaltung 100 ausgegeben werden, ist auf einem niedrigen Niveau.
  • Als Ergebnis davon werden in einem Fall, in welchem sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem normalen Zustand vorliegen, all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen Aus-Zustand gesteuert und all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, werden in einen An-Zustand gesteuert. Mit anderen Worten, wenn sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem normalen Zustand vorliegen, führt die alternative Schaltung 500 die ASC-Steuerung durch, um all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen Aus-Zustand zu steuern, und all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, in einen An-Zustand zu steuern. Auf diese Weise wird ein Strom, welcher durch all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, hindurchgeht, abgeschaltet und eine gegenelektromotorische Kraft, welche von dem Motor 10 erzeugt wird, fließt zurück in einem geschlossenen Schaltkreis, der den unteren Arm 120 enthält. Auf diese Weise können eine weitere Zunahme der Wechselrichter-Eingangsspannung VINV und eine weitere Beschleunigung des Motors 10 verhindert werden und eine Beschädigung am Schaltelement und an der Hochspannungsbatterie 7 kann verhindert werden.
  • Wenn der obere Arm 110 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, gibt die alternative Schaltung 500 das Oberer-Arm-Steuerungssignal HG, welches die Niedrig-Niveau-Spannung VLo aufweist, an den Multiplexer 800 aus und gibt das Unterer-Arm-Steuerungssignal LG, welches die Hoch-Niveau-Spannung VHi aufweist, an den Multiplexer 800 aus. Auf diese Weise ist jedes von dem U-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal UHG, dem V-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal VHG und dem W-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal WHG, welche von dem Multiplexer 800 an die Motoransteuerungsschaltung 100 ausgegeben werden, auf einem niedrigen Niveau und jedes von dem U-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal ULG, dem V-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal VLG und dem W-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal WLG, die von dem Multiplexer 800 an die Motoransteuerungsschaltung 100 ausgegeben werden, sind auf einem hohen Niveau.
  • Als Ergebnis davon werden in einem Fall, in welchem der obere Arm 110 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen Aus-Zustand gesteuert und all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, werden in einen An-Zustand gesteuert. Mit anderen Worten, wenn der obere Arm 110 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, führt die alternative Schaltung 500 die ASC-Steuerung durch, um all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen Aus-Zustand zu steuern, und um all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, in einen An-Zustand zu steuern. Auf diese Weise wird ein Strom, welcher durch all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, abgeschaltet und eine gegenelektromotorische Kraft, die von dem Motor 10 erzeugt wird, fließt zurück in einem geschlossenen Schaltkreis, der den unteren Arm 120 enthält. Auf diese Weise können eine weitere Zunahme der Wechselrichter-Eingangsspannung VINV und eine weitere Beschleunigung des Motors 10 verhindert werden und eine Beschädigung am Schaltelement und der Hochspannungsbatterie 7 kann verhindert werden.
  • Wenn der untere Arm 120 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, gibt die alternative Schaltung 500 das Oberer-Arm-Steuerungssignal HG, welches die Hoch-Niveau-Spannung VHi aufweist, an den Multiplexer 800 aus und gibt das Unterer-Arm-Steuerungssignal LG, welches die Niedrig-Niveau-Spannung VLo aufweist, an den Multiplexer 800 aus. Auf diese Weise ist jedes von dem U-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal UHG, dem V-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal VHG und dem W-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal WHG, die von dem Multiplexer 800 an die Motoransteuerungsschaltung 100 ausgegeben werden, auf einem hohen Niveau und jedes von dem U-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal ULG, dem V-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal VLG und dem W-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal WLG, die von dem Multiplexer 800 an die Motoransteuerungsschaltung 100 ausgegeben werden, sind auf einem niedrigen Niveau.
  • Als Ergebnis davon werden in einem Fall, in welchem der untere Arm 120 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegen, all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen An-Zustand gesteuert und all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, werden in einen Aus-Zustand gesteuert. Mit anderen Worten, wenn der untere Arm 120 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, führt die alternative Schaltung 500 die ASC-Steuerung durch, um all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen An-Zustand zu steuern und um all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, in einen Aus-Zustand zu steuern. Auf diese Weise wird ein Strom, welcher durch all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, hindurchfließt, abgeschaltet und eine gegenelektromotorische Kraft, die durch den Motor 10 erzeugt wird, fließt zurück in einem geschlossenen Schaltkreis, welcher den oberen Arm 110 enthält. Auf diese Weise können eine weitere Zunahme der Wechselrichter-Eingangsspannung VINV und eine weitere Beschleunigung des Motors 10 verhindert werden und eine Beschädigung am Schaltelement und der Hochspannungsbatterie 7 können verhindert werden.
  • Wenn sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegen, gibt die alternative Schaltung 500 das Oberer-Arm-Steuerungssignal HG, welches die Niedrig-Niveau-Spannung VLo aufweist, an den Multiplexer 800 aus und gibt das Unterer-Arm-Steuerungssignal LG, welches die Niedrig-Niveau-Spannung VLo aufweist, an den Multiplexer 800 aus. Auf diese Weise kann jedes von dem U-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal UHG, dem V-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal VHG und dem W-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal WHG, welche von dem Multiplexer 800 an die Motoransteuerungsschaltung 100 ausgegeben werden, auf einem niedrigen Niveau und jedes von dem U-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal ULG, dem V-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal VLG und dem W-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal WLG, welche von dem Multiplexer 800 an die Motoransteuerungsschaltung 100 ausgegeben werden, ist auf einem niedrigen Niveau.
  • Als Ergebnis davon werden in einem Fall, in welchem sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegen, all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen Aus-Zustand gesteuert und all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, werden in einen Aus-Zustand gesteuert. Mit anderen Worten, wenn sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegen, führt die alternative Schaltung 500 die SD-Steuerung zum Steuern all der Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen Aus-Zustand und um all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, in einen Aus-Zustand zu steuern. Auf diese Weise kann das Schaltelement geschützt werden, da die gegenelektromotorische Kraft, die von der Drehung des Motors 10 erzeugt wird, zu der Hochspannungsbatterie 7 über die Freilaufdiode jedes Schaltelements fließt.
  • Wie vorangehend beschrieben weist die Motorsteuerungsvorrichtung 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf: die Motoransteuerungsschaltung 100, die den oberen Arm 110 und den unteren Arm 120 aufweist, die MCU 300, die die Motoransteuerungsschaltung 100 steuert, die alternative Schaltung 500, die die MCU 300 ersetzt, und den Multiplexer 800, der den Steuerungsmodus zwischen dem ersten Steuerungsmodus und den zweiten Steuerungsmodus auf der Grundlage des Zustands der MCU 300 umschaltet. Der Multiplexer 800 schaltet den Steuerungsmodus von dem ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus um, wenn sich der Zustand der MCU 300 von einem normalen Zustand in einen anomalen Zustand ändert. In dem zweiten Steuerungsmodus führt die alternative Schaltung 500 die ausfallsichere Steuerung basierend auf den Zuständen des oberen Arms 110 und des unteren Arms 120 durch.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die ausfallsichere Steuerung durch die alternative Schaltung 500 auszuführen, wenn eine Anomalie in der MCU 300 auftritt. Darüber hinaus ist es möglich, eine angemessene ausfallsichere Steuerung basierend auf den Zuständen des oberen Arms 110 und des unteren Arms 120 durchzuführen.
  • Die Motorsteuerungsvorrichtung 40 in der vorliegenden Ausführungsform weist ferner die Überwachungseinheit (PMIC 400) auf, die den Zustand der MCU 300 überwacht. Der Multiplexer 800 schaltet den Steuerungsmodus von dem ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus um, wenn die Überwachungseinheit detektiert, dass der Zustand der MCU 300 sich von einem normalen Zustand in einen anomalen Zustand ändert.
  • In einer Steuerungsvorrichtung, die eine Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung, wie etwa die MCU 300, verwendet, ist es üblich, eine Überwachungsschaltung bereitzustellen, die einen Zustand der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung überwacht. Daher ist es nicht notwendig, eine neue Komponente für die Überwachungseinheit hinzuzufügen, falls eine bestehende Überwachungsschaltung als die Überwachungseinheit der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und die vorliegende Erfindung kann kostengünstig realisiert werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist die Überwachungseinheit (PMIC 400) gesondert von der MCU 300 bereitgestellt. Auf diese Weise kann, selbst wenn eine Anomalie in der MCU 300 auftritt, die eine Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung ist, verhindert werden, dass die Überwachungseinheit von der Anomalie beeinträchtigt wird.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist die Überwachungseinheit die PMIC 400, die eine Leistungsverwaltung der MCU 300 durchführt.
  • Durch Verwenden der PMIC 400, die eine integrierte Leistungsverwaltungsschaltung der MCU 300 als die Überwachungseinheit ist, ist es möglich die vorliegende Erfindung kostengünstig zu realisieren, ohne eine Schaltung, die mit der Überwachungseinheit korrespondiert, bereitzustellen.
  • Die Motorsteuerungsvorrichtung 40 in der vorliegenden Ausführungsform weist ferner die erste Überspannung-Detektionsschaltung 610 auf, die das erste Überspannung-Detektionssignal DV1 ausgibt, dessen Zustand sich in Abhängigkeit von der Größe der Eingangsspannung (Wechselrichter-Eingangsspannung VINV) der Motoransteuerungsschaltung 100 ändert. Die MCU 300 vergleicht die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV mit dem ersten Schwellenwert VTH1 und führt die ausfallsichere Steuerung durch, wenn die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV den ersten Schwellenwert VTH1 überschreitet. Die erste Überspannung-Detektionsschaltung 610 vergleicht die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV mit dem zweiten Schwellenwert VTH2, der höher als der erste Schwellenwert VTH1 ist, und ändert den Zustand des ersten Überspannung-Detektionssignals DV1 von einem hohen Niveau auf ein niedriges Niveau, wenn die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV den zweiten Schwellenwert VTH2 überschreitet. Der Multiplexer 800 schaltet den Steuerungsmodus von dem ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus auch um, wenn der Zustand des ersten Überspannung-Detektionssignals DV1 sich von einem hohen Niveau auf ein niedriges Niveau ändert.
  • Wie gewöhnlich, führt die MCU 300 die ausfallsichere Steuerung zu einem Zeitpunkt durch, zu welchem eine Überspannung, die den ersten Schwellenwert übersteigt, erzeugt wird, um eine Zunahme der Wechselrichter-Eingangsspannung zu unterdrücken. Jedoch besteht in einem Fall, in welchem eine große Überspannung erzeugt wird, die den zweiten Schwellenwert übersteigt, eine große Wahrscheinlichkeit, dass die ausfallsichere Steuerung durch die MCU 300 nicht korrekt funktioniert. In einem derartigen Fall wird in den zweiten Steuerungsmodus umgeschaltet und die ausfallsichere Steuerung durch die alternative Schaltung 500 wird durchgeführt, sodass die ausfallsichere Steuerung unabhängig vom Zustand der MCU 300 fortgesetzt werden kann. Darüber hinaus kann selbst in einem Fall, in welchem die alternative Schaltung 500 verwendet wird, eine angemessene ausfallsichere Steuerung basierend auf den Zuständen des oberen Arms 110 und des unteren Arms 120 durchgeführt werden.
  • Die Motorsteuerungsvorrichtung 40 in der vorliegenden Ausführungsform weist ferner die zweite Überspannung-Detektionsschaltung 620 auf, die das zweite Überspannung-Detektionssignal DV2 ausgibt, dessen Zustand sich in Abhängigkeit von der Größe der Eingangsspannung (Wechselrichter-Eingangsspannung VINV) der Motoransteuerungsschaltung 100 ändert. Die zweite Überspannung-Detektionsschaltung 620 vergleicht die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV mit dem dritten Schwellenwert VTH3, der höher als der zweite Schwellenwert VTH2 ist, und ändert den Zustand des zweiten Überspannung-Detektionssignals DV2 von einem hohen Niveau auf ein niedriges Niveau, wenn die Wechselrichter-Eingangsspannung VINV der dritten Schwellenwert VTH3 überschreitet. Der Multiplexer 800 schaltet den Steuerungsmodus von dem ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus um, wenn wenigstens eines von dem ersten Überspannung-Detektionssignal DV1 und dem zweiten Überspannung-Detektionssignal DV2 sich von einem hohen Niveau auf ein niedriges Niveau ändert. Normalerweise wird zu einem Zeitpunkt, zu welchem der erste Schwellenwert oder der zweite Schwellenwert detektiert wird, eine Zunahme der Wechselrichter-Eingangsspannung durch die ausfallsichere Steuerung durch die MCU 300 oder die erste Überspannung-Detektionsschaltung 610 unterdrückt. Jedoch besteht in einem Fall, in welchem eine große Überspannung erzeugt wird, die den dritten Schwellenwert überschreitet, eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die ausfallsichere Steuerung durch die MCU 300 oder die erste Überspannung-Detektionsschaltung 610 nicht korrekt funktioniert. In einem derartigen Fall wird in den zweiten Steuerungsmodus umgeschaltet und die ausfallsichere Steuerung durch die alternative Schaltung 500 wird durchgeführt, sodass die ausfallsichere Steuerung unabhängig von dem Zustand der MCU 300 oder der ersten Überspannung-Detektionsschaltung 610 fortgesetzt werden kann. Das bedeutet, dass im Vergleich zu einem Fall, in welchem lediglich die erste Überspannung-Detektionsschaltung 610 bereitgestellt ist, die Wahrscheinlichkeit, dass die ausfallsichere Steuerung durchgeführt werden kann, erhöht wird, wenn die zweite Überspannung-Detektionsschaltung 620 ferner bereitgestellt ist, und die Sicherheit wird erhöht. Darüber hinaus kann selbst in einem Fall, in welchem die alternative Schaltung 500 verwendet wird, eine angemessene ausfallsichere Steuerung basierend auf den Zuständen des oberen Arms 110 und des unteren Arm 120 ausgeführt werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform steuert in einem Fall, in welchem sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem normalen Zustand vorliegen, die alternative Schaltung 500 all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen Aus-Zustand und steuert all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, in einen An-Zustand.
  • Auf diese Weise kann in einem Fall, in welchem sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem normalen Zustand vorliegen, eine angemessene ausfallsichere Steuerung durch die alternative Schaltung 500 durchgeführt werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform steuert in einem Fall, in dem der obere Arm 110 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, die alternative Schaltung 500 all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen Aus-Zustand und steuert all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, in einen Aus-Zustand.
  • Auf diese Weise kann in einem Fall, in welchem der obere Arm 110 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, eine angemessene ausfallsichere Steuerung durch die alternative Schaltung 500 durchgeführt werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform steuert in einem Fall, in welchem der untere Arm 120 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, die alternative Schaltung 500 all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen An-Zustand und steuert all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, in einen Aus-Zustand.
  • Auf diese Weise kann in einem Fall, in dem der untere Arm 120 aus dem oberen Arm 110 und dem unteren Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegt, eine angemessene ausfallsichere Steuerung durch die alternative Schaltung 500 durchgeführt werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform steuert in einem Fall, in welchem sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegen, die alternative Schaltung 500 all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm 110 enthalten sind, in einen Aus-Zustand und steuert all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm 120 enthalten sind, in einen Aus-Zustand.
  • Auf diese Weise kann in einem Fall, in welchem sowohl der obere Arm 110 als auch der untere Arm 120 in einem anomalen Zustand vorliegen, eine angemessene ausfallsichere Steuerung durch die alternative Schaltung 500 durchgeführt werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ermittelt die alternative Schaltung 500, ob der obere Arm 110 und der untere Arm 120 in einem normalen Zustand oder einem anomalen Zustand vorliegen, auf der Grundlage eines Anomalie-Detektionssignals (Fehlersignals), welches von jedem Gate-Treiber der Motoransteuerungsschaltung 100 ausgegeben wird.
  • Auf diese Weise ist es möglich genauer zu ermitteln, ob der obere Arm 110 und der untere Arm 120 in einem normalen Zustand oder einem anomalen Zustand vorliegen, als in einem Fall, in welchem das Fehlersignal des Gate-Treibers nicht verwendet wird.
  • Abwandlung
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorangehende Ausführungsform beschränkt und die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Konfigurationen können innerhalb eines Bereichs angemessen kombiniert werden, in welchem sie einander nicht widersprechen.
  • Beispielsweise ist in der vorangehenden Ausführungsform die PMIC 400, die als die Überwachungseinheit dient, gesondert von der MCU 300, die als die Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung dient, bereitgestellt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und die Überwachungseinheit kann in der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung bereitgestellt sein oder sowohl die Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung, die die Überwachungseinheit aufweist, als auch die Überwachungseinheit, die gesondert von der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung bereitgestellt ist, können enthalten sein.
  • Darüber hinaus kann in einem Fall, in welchem die Überwachungseinheit innerhalb der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung angeordnet ist, der Steuerungsmodus durch einen Betrieb der Modus-Umschalteinheit (Multiplexer 800) unter Verwendung eines Signals zu Mitteilung einer Anomalie, welches von der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung als Trigger ausgegeben wird, umgeschaltet werden.
  • Darüber hinaus ist in der vorangehenden Ausführungsform die PMIC als Überwachungseinheit beispielhaft dargestellt, die gesondert von der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung bereitgestellt ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und eine elektronische Vorrichtung, die eine Funktion zur Überwachung eines Zustands der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung hat, kann als die Überwachungseinheit verwendet werden.
  • In der vorangehenden Ausführungsform ist als die Motoreinheit, die die Motorsteuerungsvorrichtung 40, die Motoreinheit 6, die eine Antriebskraft auf das Antriebsrad 2 des Fahrzeugs 1, welches ein Elektrofahrzeug ist, überträgt, aufweist, ist beispielhaft dargestellt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und die Motorsteuerungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann in einer anderen Motoreinheit enthalten sein.
  • Darüber hinaus ist in der vorangehenden Ausführungsform der Fall beispielhaft dargestellt, in welchem die Motoreinheit 6, die die Motorsteuerungsvorrichtung 40 aufweist, an dem Fahrzeug 1 montiert ist, welches ein Elektrofahrzeug ist. Die Motoreinheit der vorliegenden Erfindung kann jedoch auf ein Fahrzeug angewendet werden, das verschieden von einem Elektrofahrzeug ist, eine Vorrichtung, die eine Drehkraft eines Motors benötigt, oder dergleichen angewendet werden.
  • In der vorangehenden Ausführungsform weist die Motoreinheit 6 eines vom Motor 10 und der Motoransteuerungsschaltung 100 und die Motoransteuerungsschaltung 100 weist sechs Schaltelemente in dem oberen Arm und dem unteren Arm zusammen auf. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Konfiguration kann derart sein, dass die Motoreinheit 6 einen Generatormotor aufweist, der gesondert von dem Motor 10 ist, und die Motoransteuerungsschaltung 100 weist sechs Schaltelemente zum Ansteuern des Generatormotors zusätzlich zu den sechs Schaltelementen zum Ansteuern des Motors 10 auf. Darüber hinaus kann die Konfiguration derart sein, dass die ausfallsichere Steuerung der vorliegenden Erfindung an dem Schaltelement, welches den Generatormotor antreibt, ausgeführt werden kann.
  • In der vorangehenden Ausführungsform wird hinsichtlich des Betriebs der Motorsteuerungsvorrichtung 40, wenn die MCU 300 in einem normalen Zustand vorliegt, die ausfallsichere Steuerung gestartet, wenn eine Überspannung der Wechselrichter-Eingangsspannung detektiert wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Konfiguration kann derart sein, dass eine Drehzahl-Detektionseinheit, die eine Drehzahl des Motors 10 detektiert, bereitgestellt ist und die ausfallsichere Steuerung gestartet wird, wenn die Drehzahl-Detektionseinheit eine Drehzahl detektiert, die einen optionalen Schwellenwert überschreitet.
  • In der vorangehenden Ausführungsform wurde hinsichtlich des Betriebs der Motorsteuerungsvorrichtung 40 zur Zeit eine Anomalie der MCU 300 die Konfiguration, in welcher der Steuerungsmodus vom ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus umgeschaltet wird durch Ausgabe des Modus-Umschaltsignals MS mit einem niedrigen Niveau an den Multiplexer 800, wenn eine Überspannung der Wechselrichter-Eingangsspannung oder eine Anomalie der MCU 300 detektiert wird, sodass die ausfallsichere Steuerung durchgeführt wird, als Beispiel angeführt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Konfiguration kann derart sein, dass eine Drehzahl-Detektionseinheit, die eine Drehzahl des Motors 10 detektiert, bereitgestellt ist, und der Steuerungsmodus vom ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus umgeschaltet wird durch Ausgabe des Modus-Umschaltsignals MS mit einem niedrigen Niveau an den Multiplexer 800, wenn die Drehzahl-Detektionseinheit eine Drehzahl detektiert, die einen optionalen Schwellenwert überschreitet, sodass die ausfallsichere Steuerung durchgeführt wird.
  • In der vorangehenden Ausführungsform wurde die Konfiguration, in welcher die Motoreinheit 6 Leistung an die Motoransteuerungsschaltung 101 eingibt, ohne die Spannung der Hochspannungsbatterie 7 zu erhöhen oder zu verringern, als Beispiel angeführt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Motoreinheit 6 kann einen DC-DC-Wandler aufweisen, welcher eine Spannung der Hochspannungsbatterie 7 erhöht oder verringert.
  • In der vorangehenden Ausführungsform kann die Konfiguration derart sein, dass die Wechselrichter-Eingangsspannung, eine Drehzahl des Motors 10, ein Zustand der MCU 300 und dergleichen detektiert werden, nachdem die ausfallsichere Steuerung ausgeführt wird. Die Konfiguration kann derart sein, dass beispielsweise nach der ausfallsicheren Steuerung in einem Fall, in welchem die Wechselrichter-Vorrichtung von einem Zustand mit niedriger Sicherheit in einen Zustand mit hoher Sicherheit übergeht, wie etwa wenn detektiert wird, dass die Wechselrichter-Eingangsspannung oder die Motordrehzahl auf einen vorgegebenen Schwellenwert oder weniger zurückkehrt, oder wenn detektiert wird, dass die MCU 300 aus einem anomalen Zustand in einen normalen Zustand zurückkehrt, die ausfallsichere Steuerung beendet wird, selbst wenn die Drehung des Motors 10 nicht angehalten ist, und die Umschaltsteuerung zu derjenigen zu einer normalen Zeit zurückkehrt.
  • In der vorangehenden Ausführungsform kann die Konfiguration derart sein, dass das Gate-Steuerungssignal, welches von dem Multiplexer 800 ausgegeben wird, überwacht wird, sodass ein Kurzschlusszustand der Motoransteuerungsschaltung 100 verhindert wird. Beispielsweise sind in einem Fall, in welchem sowohl das UPhase-Oberes-Gate-Steuerungssignal UHG als auch das U-Phase-Unteres-Gate-Steuerungssignal ULG auf einem hohen Niveau sind, sowohl das obere U-Phase-Schaltelement QUH als auch das untere U-Phase-Schaltelement QUL in einem An-Zustand und die Motoransteuerungsschaltung 100 ist kurzgeschlossen. Die Konfiguration kann derart sein, dass wenn detektiert wird, dass die Gate-Steuerungssignale mit einem hohen Niveau in sowohl dem oberen Arm als auch dem unteren Arm in derselben Phase wie vorangehend beschrieben ausgegeben werden, die Zufuhr des Gate-Steuerungssignals zu der Motoransteuerungsschaltung 100 angehalten wird oder all die Schaltelemente ausgeschaltet werden.
  • In der vorangehenden Ausführungsform ist jede von der ODER-Schaltung 700, der ersten ODER-Schaltung 510 und der zweiten ODER-Schaltung 520 eine ODER-Schaltung negativer Logik. Diese Schaltungen können jedoch ODER-Schaltungen positiver Logik sein. Darüber hinaus kann die Logik jedes Signals umgekehrt werden und ein nachfolgend beschriebener Betrieb kann beispielsweise ausgeführt werden. In einem Fall, in welchem wenigstens ein Hochniveau-Signal in die ODER-Schaltung 700 positiver Logik eingegeben wird, wird der Steuerungsmodus von dem ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus umgeschaltet durch Ausgabe des Modus-Umschaltsignals MS mit einem hohen Niveau an den Multiplexer 800. Wenn das in dem oberen Arm 110 enthaltene Schaltelement anormal ist, gibt wenigstens einer der oberen Gate-Treiber ein FLT-Signal mit einem hohen Niveau an die erste ODER-Schaltung 510 positiver Logik aus. Die erste Logikschaltung 510 der positiven Logik gibt das Oberer-Arm-Fehlersignal FLTH mit hohem Niveau an die Matrix-Schaltung 530 aus. Die Matrix-Schaltung 530 gibt das erste Ausgabesignal OUT1 mit einem hohen Niveau an den ersten Schalter 540 aus. In dem ersten Schalter 540 werden der Kontakt 541 und der Kontakt 543 elektrisch verbunden, sodass das Oberer-Arm-Steuerungssignal HG, welches die Hoch-Niveau-Spannung VHi aufweist, von dem Kontakt 543 an den Multiplexer 800 ausgegeben wird. Der Multiplexer 800 gibt das U-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal UHG, das V-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal VHG und das W-Phase-Oberes-Gate-Steuerungssignal WHG, welche alle auf einem hohen Niveau sind, an drei oberen Gate-Treiber aus.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug
    2
    Antriebsrad
    3
    Fahrzeugsensor
    4
    Gaspedalpositionssensor
    5
    elektronische Steuerungseinheit
    6
    Motoreinheit
    7
    Hochspannungsbatterie
    8
    Niedrigspannungsbatterie
    10
    Motor
    20
    Untersetzungsgetriebe
    30
    Differentialgetriebe
    40
    Motorsteuerungsvorrichtung
    100
    Motoransteuerungsschaltung
    210
    erste Trennschaltung
    220
    zweite Trennschaltung
    300
    MCU (Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung)
    400
    PMIC (Überwachungseinheit)
    500
    alternative Schaltung
    610
    erste Überspannung-Detektionsschaltung
    620
    zweite Überspannung-Detektionsschaltung
    700
    ODER-Schaltung
    800
    Multiplexer (Modus-Umschalteinheit)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2017 [0004]
    • JP 225236 A [0004]
    • JP 2014 [0004]
    • JP 217151 A [0004]

Claims (19)

  1. Motorsteuerungsvorrichtung, aufweisend: eine Motoransteuerungsschaltung, die einen oberen Arm und einen unteren Arm aufweist, eine Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung, die die Motoransteuerungsschaltung steuert, eine alternative Schaltung, die die Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung ersetzt, und eine Modus-Umschalteinheit, die einen Steuerungsmodus umschaltet zwischen einem ersten Steuerungsmodus, in welchem die Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung die Motoransteuerungsschaltung steuert, und einem zweiten Steuerungsmodus, in welchem die alternative Schaltung die Motoransteuerungsschaltung steuert, basierend auf einem Zustand der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung, wobei die Modus-Umschalteinheit den Steuerungsmodus von dem ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus umschaltet, wenn ein Zustand der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung sich von einem normalen Zustand in einen anormalen Zustand ändert, und in dem zweiten Steuerungsmodus die alternative Schaltung ein Schalten von Schaltelementen, die in dem oberen Arm und dem unteren Arm enthalten sind, basierend auf einem Zustand des oberen Arms und des unteren Arms steuert.
  2. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Überwachungseinheit, die einen Zustand der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung überwacht, wobei die Modus-Umschalteinheit den Steuerungsmodus von dem ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus umschaltet, wenn die Überwachungseinheit detektiert, dass ein Zustand der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung sich von einem normalen Zustand in einen anormalen Zustand ändert.
  3. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Überwachungseinheit gesondert von der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung bereitgestellt ist.
  4. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Überwachungseinheit eine integrierte Leistungsverwaltung-Schaltung ist, die eine Leistungsverwaltung der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung durchführt.
  5. Motorsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend eine erste Überspannung-Detektionsschaltung, die ein erstes Überspannung-Detektionssignal ausgibt, dessen Zustand sich in Abhängigkeit von einer Größe einer Eingangsspannung der Motoransteuerungsschaltung ändert, wobei die Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung eine Eingangsspannung der Motoransteuerungsschaltung mit einem ersten Schwellenwert vergleicht und eine ausfallsichere Steuerung ausführt, wenn die Eingangsspannung den ersten Schwellenwert überschreitet, die erste Überspannung-Detektionsschaltung eine Eingangsspannung der Motoransteuerungsschaltung mit einem zweiten Schwellenwert, der höher als der erste Schwellenwert ist, vergleicht und einen Zustand des ersten Überspannung-Detektionssignals von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand ändert, wenn die Eingangsspannung den zweiten Schwellenwert überschreitet, und die Modus-Umschalteinheit den Steuerungsmodus von dem ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus auch umschaltet, wenn ein Zustand des ersten Überspannung-Detektionssignals sich von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand ändert.
  6. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 5, ferner aufweisend eine zweite Überspannung-Detektionsschaltung, die ein zweites Überspannung-Detektionssignal ausgibt, dessen Zustand sich in Abhängigkeit von einer Größe einer Eingangsspannung der Motoransteuerungsschaltung ändert, wobei die zweite Überspannung-Detektionsschaltung eine Eingangsspannung der Motoransteuerungsschaltung mit einem dritten Schwellenwert, der höher als der zweite Schwellenwert ist, vergleicht und einen Zustand des zweiten Überspannung-Detektionssignals von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand ändert, wenn die Eingangsspannung den dritten Schwellenwert überschreitet, und die Modus-Umschalteinheit den Steuerungsmodus von dem ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus umschaltet, wenn wenigstens eines von dem ersten Überspannung-Detektionssignal und dem zweiten Überspannung-Detektionssignal sich von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand ändert.
  7. Motorsteuerungsvorrichtung, aufweisend: eine Motoransteuerungsschaltung, die einen oberen Arm und einen unteren Arm aufweist, eine Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung, die die Motoransteuerungsschaltung steuert, eine alternative Schaltung, die die Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung ersetzt, eine erste Überspannung-Detektionsschaltung, die ein erstes Überspannung-Detektionssignal ausgibt, dessen Zustand sich in Abhängigkeit von einer Größe einer Eingangsspannung der Motoransteuerungsschaltung ändert, und eine Modus-Umschalteinheit, die einen Steuerungsmodus umschaltet zwischen einem ersten Steuerungsmodus, in welchem die Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung die Motoransteuerungsschaltung steuert, und einem zweiten Steuerungsmodus, in welchem die alternative Schaltung die Motoransteuerungsschaltung steuert, basierend auf einem Zustand des ersten Überspannung-Detektionssignals, wobei die Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung eine Eingangsspannung der Motoransteuerungsschaltung mit einem ersten Schwellenwert vergleicht und eine ausfallsichere Steuerung durchführt, wenn die Eingangsspannung den ersten Schwellenwert überschreitet, die erste Überspannung-Detektionsschaltung eine Eingangsspannung der Motoransteuerungsschaltung mit einem zweiten Schwellenwert, der höher als der erste Schwellenwert ist, vergleicht und einen Zustand des ersten Überspannung-Detektionssignals von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand ändert, wenn die Eingangsspannung den zweiten Schwellenwert überschreitet, die Modus-Umschalteinheit den Steuerungsmodus von dem ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus umschaltet, wenn ein Zustand des ersten Überspannung-Detektionssignals sich von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand ändert, und in dem zweiten Steuerungsmodus die alternative Schaltung ein Schalten von Schaltelementen, die in dem oberen Arm und dem unteren Arm enthalten sind, basierend auf einem Zustand des oberen Arms und des unteren Arms steuert.
  8. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 7, ferner aufweisend eine zweite Überspannung-Detektionsschaltung, die ein zweites Überspannung-Detektionssignal ausgibt, dessen Zustand sich in Abhängigkeit von einer Größe einer Eingangsspannung der Motoransteuerungsschaltung ändert, wobei die zweite Überspannung-Detektionsschaltung eine Eingangsspannung der Motoransteuerungsschaltung mit einem dritten Schwellenwert, der höher als der zweite Schwellenwert ist, vergleicht und einen Zustand des zweiten Überspannung-Detektionssignals von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand ändert, wenn die Eingangsspannung den dritten Schwellenwert überschreitet, und die Modus-Umschalteinheit den Steuerungsmodus von dem ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus umschaltet, wenn wenigstens eines von dem ersten Überspannung-Detektionssignal und dem zweiten Überspannung-Detektionssignal sich von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand ändert.
  9. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Modus-Umschalteinheit den Steuerungsmodus von dem ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus auch umschaltet, wenn ein Zustand der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung sich von einem normalen Zustand in einen anormalen Zustand ändert.
  10. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 9, ferner aufweisend eine Überwachungseinheit, die einen Zustand der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung überwacht, wobei die Modus-Umschalteinheit den Steuerungsmodus von dem ersten Steuerungsmodus in den zweiten Steuerungsmodus umschaltet, wenn die Überwachungseinheit detektiert, dass ein Zustand der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung sich von einem normalen Zustand in einen anormalen Zustand ändert.
  11. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Überwachungseinheit gesondert von der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung bereitgestellt ist.
  12. Motorsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Überwachungseinheit eine integrierte Leistungsverwaltung-Schaltung ist, die eine Leistungsverwaltung der Arithmetische-Verarbeitung-Vorrichtung durchführt.
  13. Motorsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei in einem Fall, in dem sowohl der obere Arm als auch der untere Arm in einem normalen Zustand vorliegen, die alternative Schaltung all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm enthalten sind, in einen Aus-Zustand steuert und all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm enthalten sind, in einen An-Zustand steuert.
  14. Motorsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei in einem Fall, in dem der obere Arm aus dem oberen Arm und dem unteren Arm in einem anomalen Zustand vorliegt, die alternative Schaltung all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm enthalten sind, in einen Aus-Zustand steuert und all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm enthalten sind, in einen An-Zustand steuert.
  15. Motorsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei in einem Fall, in welchem der untere Arm aus dem oberen Arm und dem unteren Arm in einem anomalen Zustand vorliegt, die alternative Schaltung all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm enthalten sind, in einen An-Zustand steuert und all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm enthalten sind, in einen Aus-Zustand steuert.
  16. Motorsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei in einem Fall, in dem sowohl der obere Arm als auch der untere Arm in einem anomalen Zustand vorliegen, die alternative Schaltung all die Schaltelemente, die in dem oberen Arm enthalten sind, in einen Aus-Zustand steuert und all die Schaltelemente, die in dem unteren Arm enthalten sind, in einen Aus-Zustand steuert.
  17. Motorsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die alternative Schaltung ermittelt, ob der obere Arm und der untere Arm in einem normalen Zustand oder einem anomalen Zustand vorliegen, basierend auf einem Anomaliedetektionssignal, welches von einem Gate-Treiber der Motoransteuerungsschaltung ausgegeben wird.
  18. Motoreinheit, aufweisend: einen Motor und eine Motorsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, die den Motor steuert.
  19. Fahrzeug, aufweisend eine Motoreinheit nach Anspruch 18.
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