DE112015001162T5

DE112015001162T5 - Steuergerät und Steuerverfahren für einen Motor

Info

Publication number: DE112015001162T5
Application number: DE112015001162.5T
Authority: DE
Inventors: Tomonobu Koseki; Tomishige Yatsugi
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2016-11-17
Also published as: CN106063121A; CN106063121B; JP2015173554A; US9787240B2; KR20160095191A; WO2015136989A1; KR101698302B1; JP6173952B2; US20170085205A1

Abstract

Bereitgestellt werden ein Steuergerät und ein Steuerverfahren für einen Motor, der mit einer Vielzahl von Stromanschaltsystemen ausgestattet ist, die jeweils einen Spulensatz von Spulen entsprechend einer Vielzahl von Phasen und einen Inverter zur Ausgabe eines Stroms an jede der Phasen in dem Spulensatz aufweisen. Das Steuergerät stoppt den Inverter eines ersten Stromanschaltsystems, wenn der Gesamtphasenstrom in dem ersten Stromanschaltsystem einen Ausreißer darstellt. Während einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Stoppen des Inverters des ersten Stromanschaltsystems, selbst wenn er Gesamtphasenstrom in einem anderen Stromanschaltsystem einen Ausreißer darstellt, setzt das Steuergerät den Betrieb des Inverters des anderen Stromanschaltsystems fort. Dies ermöglicht, den Betrieb des Inverters eines normalen Stromanschaltsystems wie erforderlich und möglich fortzusetzen, während der Inverter eines Stromanschaltsystems mit einer Abnormalität wie einem Kurzschluss oder einem Kurzschluss zur Erde gestoppt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät für einen Motor, der mit einer Vielzahl von Stromanschaltsystemen ausgestattet ist, umfassend einen Spulensatz von Spulen entsprechend einer Vielzahl von Phasen sowie einen Inverter zur Ausgabe eines Stroms an jede Phase in dem Spulensatz, sowie auf ein Steuerverfahren dazu.
STAND DER TECHNIK
Patentdokument 1 offenbart ein Steuergerät, das mit Invertern einer Vielzahl von Systemen ausgestattet ist, die schaltend eine Vielzahl von Spulensätzen eines Motors mit Strom beaufschlagen. In dem Steuergerät wird die Gesamtsumme der Phasenströme in jedem System berechnet. Wenn eine Differenz in dem Gesamtphasenstrom zwischen zwei Systemen von einem vorgegebenen Bereich abweicht, wird bestimmt, dass die beiden Systeme kurzgeschlossen sind. Wenn der Kurzschluss wie oben beschrieben erkannt wird, wird eines der beiden Systeme, die verglichen werden, um die Differenz in dem Gesamtphasenstrom zu erhalten, gestoppt.
BEZUGSZEICHENLISTE
PATENTDOKUMENT

Patentdokument 1: JP 2013-165541 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
In der Konfiguration, in welcher die Gesamtsumme der Phasenströme bei jedem der Spulensätze berechnet wird, und wenn eine Differenz in dem resultierenden Gesamtphasenstrom zwischen den Stromanschaltsystemen von einem vorgegebenen Bereich abweicht, wird ein Inverter eines Stromanschaltsystems gestoppt, und es besteht eine Möglichkeit des irrtümlichen Stoppens eines Inverters des anderen Stromanschaltsystems, wenngleich das System normal arbeitet. Das liegt daran, dass die Differenz in dem Gesamtphasenstrom von dem vorgegebenen Bereich nicht nur dann abweicht, wenn ein Kurzschluss zwischen den Stromanschaltsystemen auftritt, sondern auch im Falle, dass eines der Stromanschaltsysteme eine Abnormalität aufweist, während das andere System normal arbeitet.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf einige der oben genannten Probleme erreicht, und dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Steuergerät sowie ein Steuerverfahren für einen Motor bereitzustellen, welche einen Inverter in einem fehlerhaften Stromanschaltsystem stoppen können, während ein Inverter in einem normalen Stromanschaltsystem weiter in Betrieb gehalten wird.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein Steuergerät für einen Motor bereit, ausgestattet mit einer Vielzahl von Stromanschaltsystemen, die jeweils einen Spulensatz von Spulen entsprechend einer Vielzahl von Phasen und einen Inverter zur Ausgabe eines Stroms an jede der Phasen in dem Spulensatz aufweisen, wobei das Steuergerät umfasst: eine erste Steuereinheit, die eine Abnormalität in jedem der Stromanschaltsysteme erkennt und den Inverter des die erkannte Abnormalität aufweisenden Stromanschaltsystems stoppt; und eine zweite Steuereinheit, die bestimmt, ob ein vorgegebener Zeitraum abgelaufen ist, nachdem die erste Steuereinheit den Inverter von einem der Stromanschaltsysteme stoppt, und den Inverter des anderen Stromanschaltsystems mit der erkannten Abnormalität innerhalb des vorgegebenen Zeitraums weiter in Betrieb hält.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein Steuerverfahren für ein Motor bereit, der mit einer Vielzahl von Stromanschaltsystemen ausgestattet ist, die jeweils einen Spulensatz von Spulen entsprechend einer Vielzahl von Phasen und einen Inverter zur Ausgabe eines Stroms an jede der Phasen in dem Spulensatz aufweisen, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Bestimmen, ob eine Abnormalität in einem der Stromanschaltsysteme auftritt, Anhalten des Inverters des Stromanschaltsystems mit der erkannten Abnormalität, und in Betrieb halten des Inverters des anderen Stromanschaltsystems mit einer erkannten Abnormalität innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums ausgehend von dem Stoppen des Inverters.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Inverter eines fehlerhaften Stromanschaltsystems in geeigneter Weise anzuhalten, während eine Motorsteuerung wie erforderlich und möglich fortgesetzt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Schemadiagramm einer Elektroservolenkvorrichtung, die ein Steuergerät für einen Motor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung übernimmt.
2 ist ein Schaltungsdiagramm des Steuergeräts gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Funktionsdiagramm des Steuergeräts gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung des Abnormalitäts-Diagnoseprozessablaufs gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Schaltungsdiagramm zur Darstellung eines ersten Stromanschaltsystems und eines zweiten Stromanschaltsystems, die kurzgeschlossen sind, gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung der Stromerkennungswerte, die erhalten werden, wenn das erste Stromanschaltsystem und das zweite Stromanschaltsystem kurzgeschlossen sind, gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Schaltungsdiagramm zur Darstellung des geerdeten ersten Stromanschaltsystems gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung der Stromerkennungswerte, die erhalten werden, wenn das erste Stromanschaltsystem geerdet ist, gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein Schaltungsdiagramm zur Darstellung des ersten Stromanschaltsystems und des zweiten Stromanschaltsystems, die beide geerdet sind, gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
10 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung von Stromerkennungswerten, die erhalten werden, wenn das erste Stromanschaltsystem und das zweite Stromanschaltsystem beide geerdet sind, gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
11 ist ein Schaltungsdiagramm des Motors, der eine Spulenanordnung mit Delta-Verbindung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung übernimmt.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 veranschaulicht ein Beispiel einer Elektroservolenkvorrichtung für ein Fahrzeug, bei welcher ein Steuergerät und ein Steuerverfahren für einen Motor gemäß der vorliegenden Erfindung Anwendung finden. Eine Elektroservolenkvorrichtung 100 gemäß 1, die in einem Fahrzeug 200 installiert ist, erzeugt eine Lenkunterstützungskraft mit einem Elektromotor 130.
Die Elektroservolenkvorrichtung 100 besteht aus einem Lenkrad 110, einem Lenkdrehmomentsensor 120, einem Elektromotor 130, einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 150, einem Reduktionsmittel 160, welches eine Drehzahl des Elektromotors 130 reduziert und anschließend die reduzierte Drehzahl an eine Lenkachse (Ritzelwelle) 170 überträgt, und dergleichen. Der Lenkdrehmomentsensor 120 und das Reduktionsmittel 160 sind in einer die Lenkachse 170 aufnehmenden Lenksäule 180 angeordnet.
Ein Ritzelrad 171 ist an der Spitze der Lenkachse 170 angeordnet. Mit der Drehung des Ritzelrades 171 wird eine Zahnstange 172 horizontal nach links oder rechts bewegt, bei Betrachtung in der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 200. Ein Lenkmechanismus 202 für ein Rad 201 ist an den gegenüberliegenden Enden der Zahnstange 172 angeordnet. Gemeinsam mit einer horizontalen Bewegung der Zahnstange 172, kann das Rad 201 seine Richtung ändern.
Der Lenkdrehmomentsensor 120 erkennt ein Lenkdrehmoment der Lenkachse 170, das erzeugt wird, wenn ein Fahrer das Fahrzeug lenkt, und gibt dann ein Signal ST aus, welches das erkannte Lenkdrehmoment der elektronischen Steuereinheit 150 anzeigt. Die elektronische Steuereinheit 150 umfasst einen Mikrocomputer 302, Inverter 1A und 1B zum Antrieb des Elektromotors 130, Antriebsschaltkreise 303A und 303B für die Inverter 1A und 1B, etc., und empfängt eine Information über eine Zustandsvariable zur Bestimmung einer Lenkunterstützungskraft wie ein Lenkdrehmomentsignal ST und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal VSP, das von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 190 ausgegeben wird.
Beim Empfangen des Lenkdrehmomentsignals ST, Fahrzeuggeschwindigkeitssignals VSP oder dergleichen, führt die elektronische Steuereinheit 150 eine PWM(Pulsweiten-Modulation)-Steuerung bei Anschaltung des Stroms an dem Elektromotor 130 basierend auf der Fahrbedingung eines Fahrzeugs aus, wie sie durch diese Signale angezeigt wird, um dabei das in dem Elektromotor 130 erzeugte Drehmoment, d. h. die Lenkunterstützungskraft, zu steuern. Auf diese Weise dient die elektronische Steuereinheit 150 als ein Antriebssteuergerät für den Elektromotor 130.
Bezüglich des in der elektronischen Steuereinheit 150 eingebauten Inverters und des Inverterantriebsschaltkreises kann der Inverter alleine oder gemeinsam mit dem Inverterantriebsschaltkreis unabhängig außerhalb der elektronischen Steuereinheit 150 bereitgestellt werden. In diesem Fall bildet die elektronische Steuereinheit 150 gemeinsam mit dem externen Inverter oder sowohl dem externen Inverter als auch dem Inverterantriebsschaltkreis das Antriebssteuergerät für den Elektromotor 130.
2 veranschaulicht ein Beispiel der Schaltkreiskonfiguration der elektronischen Steuereinheit 150 und des Elektromotors 130. Der Elektromotor 130 gemäß 2 ist ein Drei-Phasen-Synchron-Elektromotor, aufgebaut aus einem ersten Spulensatz 2A von sternförmig verbundenen Drei-Phasen-Spulen UA, VA und WA und einem zweiten Spulensatz 2B von sternförmig verbundenen Drei-Phasen-Spulen UB, VB und WB. Im ersten Spulensatz 2A und im zweiten Spulensatz 2B ist ein Verbindungspunkt unter den Drei-Phasen-Spulen U, V und W ein Neutralpunkt.
Der erste Spulensatz 2A und der zweite Spulensatz 2B sind in einem nicht dargestellten, zylindrischen Stator angeordnet und ein Permanentmagnet-Rotor 201 ist drehbar innerhalb eines Raums angeordnet, der in dem Zentralabschnitt des Stators ausgebildet ist. Der erste Spulensatz 2A und der zweite Spulensatz 2B teilen einen Magnetschaltkreis. Ferner ist der erste Spulensatz 2A direkt mit einem ersten Inverter 1A verbunden, und der zweite Spulensatz 2B ist direkt mit einem zweiten Inverter 1B verbunden. Der erste Inverter 1A versorgt den ersten Spulensatz 2A mit Strom, und der zweite Inverter 1B versorgt den zweiten Spulensatz 2B mit Strom.
Der erste Inverter 1A ist aufgebaut aus einem Drei-Phasen-Brückenschaltkreis, umfassend drei Paare von Halbleiterschaltern, d. h. Halbleiterschalter UHA und ULA zum Antrieb einer U-Phasen-Spule UA des ersten Spulensatzes 2A, Halbleiterschalter VHA und VLA zum Antrieb einer V-Phasen-Spule VA davon, und Halbleiterschalter WHA und WLA zum Antrieb einer W-Phasen-Spule WA davon. Ferner ist der zweite Inverter 1B aufgebaut aus einem Drei-Phasen-Brückenschaltkreis, umfassend drei Paare von Halbleiterschaltern, d. h. Halbleiterschalter UHB und ULB zum Antrieb einer U-Phasen-Spule UB des zweiten Spulensatzes 2B, Halbleiterschalter VHB und VLB zum Antrieb einer V-Phasen-Spule VB davon, und Halbleiterschalter WHB und WLB zum Antrieb einer W-Phasen-Spule WB davon.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Halbleiterschalter, welche den ersten Inverter 1A und den zweiten Inverter 1B bilden, N-Kanal MOSFETs (Metalloxid-Halbleiter-Feld-Effekt-Transistoren). In dem ersten Inverter 1A und dem zweiten Inverter 1B haben die Halbleiterschalter UH und UL reihenverbundene Senken und Quellen zwischen einer Stromversorgung VB und dem Erdungspunkt, und ein Verbindungspunkt zwischen den Halbleiterschaltern UH und UL ist mit der U-Phasen-Spule U verbunden.
Ferner haben die Halbleiterschalter VH und VL in dem ersten Inverter 1A und dem zweiten Inverter 1B reihenverbundene Senken und Quellen zwischen einer Stromversorgung VB und dem Erdungspunkt, und ein Verbindungspunkt zwischen den Halbleiterschaltern VH und VL ist mit einer V-Phasen-Spule V verbunden.
Ferner haben die Halbleiterschalter WH und WL in dem ersten Inverter 1A und dem zweiten Inverter 1B reihenverbundene Senken und Quellen zwischen einer Stromversorgung VB und dem Erdungspunkt, und ein Verbindungspunkt zwischen den Halbleiterschaltern WH und WL ist mit einer W-Phasen-Spule W verbunden.
Der erste Antriebsschaltkreis 303A dient zum Antrieb der Halbleiterschalter, die den ersten Inverter 1A bilden, und umfasst drei hochpotenzialseitige Antriebe zum jeweiligen Antreiben der Halbleiterschalter VHA und UHA und WHA als hochpotenzialseitige Schaltelemente im ersten Inverter 1A und drei niedrigpotenzialseitige Antriebe zum jeweiligen Antreiben der Halbleiterschalter VLA und ULA und WLA als niedrigpotenzialseitige Schaltelemente im ersten Inverter 1A.
Der zweite Antriebsschaltkreis 303B dient zum Antrieb der Halbleiterschalter, die den zweiten Inverter 1B bilden, und umfasst drei hochpotenzialseitige Antriebe zum jeweiligen Antreiben der Halbleiterschalter VHB und UHB und WHB als hochpotenzialseitige Schaltelemente im zweiten Inverter 1B und drei niedrigpotenzialseitige Antriebe zum jeweiligen Antreiben der Halbleiterschalter VLB und ULB und WLB als niedrigpotenzialseitige Schaltelemente im zweiten Inverter 1B. Es ist zu berücksichtigen, dass die hochpotenzialseitigen Schaltelemente als „stromaufwärtiges Antriebselement oder „oberer Arm” bezeichnet werden können. Die niedrigpotenzialseitigen Schaltelemente können als „stromabwärtiges Antriebselement” oder „unterer Arm” bezeichnet werden. Zusätzlich dient ein Verbindungspunkt zwischen einem hochpotenzialseitigen Schaltelement und einem niedrigpotenzialseitigen Schaltelement als ein Ausgabepunkt des Inverters.
Der erste Antriebsschaltkreis 303A und der zweite Antriebsschaltkreis 303B treiben die Halbleiterschalter, welche die Inverter 1A bzw. 1B bilden, im Einklang mit einem Kommandosignal aus dem Mikrocomputer 302 an. Wie oben beschrieben wurde, enthält die Motorsteuerung dieses Ausführungsbeispiels zwei Stromanschaltsysteme: ein erstes Stromanschaltsystem umfassend den ersten Spulensatz 2A und den ersten Inverter 1A und ein zweites Stromanschaltsystem umfassend den zweiten Spulensatz 2B und den zweiten Inverter 1B. Es ist zu berücksichtigen, dass das erste Stromanschaltsystem und das zweite Stromanschaltsystem als ein „erster Kanal ch1” bzw. als ein „zweiter Kanal ch2” bezeichnet werden können.
Ein Stromversorgungsrelais 304A ist zwischen der Stromversorgung VB und dem ersten Inverter 1A bereitgestellt, um die Stromversorgung des ersten Inverters 1A zu unterbrechen, und ein Stromversorgungsrelais 304B ist zwischen der Stromversorgung VB und dem zweiten Inverter 1B bereitgestellt, um die Stromversorgung des zweiten Inverters 1B zu unterbrechen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Stromversorgungsrelais 304A und 304B durch Halbleiterschalter gebildet. Die Halbleiterschalter, welche die Stromversorgungsrelais 304A und 304B bilden, werden durch Antriebsschaltkreise 305A und 305B angetrieben. Wie die Stromversorgungsrelais 304A und 304B, können elektromagnetische Relais, die jeweils eine elektrische Schaltung durch physikalisches Bewegen des Kontaktpunkts bewerkstelligen, alternativ eingesetzt werden.
Die Antriebsschaltkreise 305A und 305B für die Stromversorgungsrelais 304A und 304B treiben die Halbleiterschalter, welche die Stromversorgungsrelais 304A und 304B bilden, im Einklang mit einem Kommandosignal aus dem Mikrocomputer 302 an. Genau gesagt kann der Mikrocomputer 302 die Stromversorgung des ersten Inverters 1A und diejenige des zweiten Inverters 1B unabhängig voneinander unterbrechen. Ferner, um Fluktuationen in der Stromversorgungsspannung an die Inverter 1A und 1B zu verringern, sind Kondensatoren 306A und 306B bereitgestellt. Genau gesagt verbindet der Kondensator 306A die Stromversorgungsleitung zwischen dem Stromversorgungsrelais 304A und dem Inverter 1A mit dem Erdungspunkt, wohingegen der Kondensator 306B die Stromversorgungsleitung zwischen dem Stromversorgungsrelais 304B und dem Inverter 1B mit dem Erdungspunkt verbindet.
Ebenso sind Spannungsüberwachungsschaltkreise 307A und 307B zum Erkennen von Spulenendspannungen an den Spulensätzen 2A und 2B bereitgestellt. Die Spannungsüberwachungsschaltkreise 307A und 307B geben an den Mikrocomputer 302 Signale aus, welche die erkannten Spulenendspannungen an den Spulensätzen 2A und 2B anzeigen. Zusätzlich, um das Spulenendpotenzial in dem Spulensatz 2A konstant zu halten, selbst wenn alle Schaltelemente im Inverter 1A auf AUS gestellt sind, ist ein Hochziehwiderstand RA zum Hochziehen der U-Phasen-Spule UA im Spulensatz 2A bereitgestellt. Um die Spulenendpotenziale in dem Spulensatz 2B konstant zu halten, auch wenn alle Schaltelemente im Inverter 1B auf AUS gestellt sind, ist ein Hochziehwiderstand RB zum Hochziehen der U-Phasen-Spule UB im Spulensatz 2B bereitgestellt. Ein Winkelsensor 308 erkennt den Winkel des Rotors 201 und gibt ein Signal aus, welches den erkannten Winkel an den Mikrocomputer 302 anzeigt.
Ferner sind Stromstärkesensoren 301UA, 301VA, 301WA, 301UB, 301VB und 301WB bereitgestellt, um einen in einer entsprechenden der Drei-Phasen-Spulen U, V und W fließenden Strom zu erkennen, und an der Antriebslinie, die ein entsprechendes Paar der Drei-Phasen-Spulen U, V und W und Verbindungspunkte zwischen den niedrigpotenzialseitigen Halbleiterschalten UL, VL und WL und hochpotenzialseitigen Halbleiterschaltern UH, VH und WH verbindet, angeordnet, und genauer gesagt zwischen einem entsprechenden Paar der Drei-Phasen-Spulen U, V und W und Ausgabepunkten der Inverter 1A und 1B angeordnet. Es ist zu berücksichtigen, dass die Stromstärkesensoren 301UA, 301VA, 301WA, 301UB, 301VB und 301WB ebenso als „Stromstärkeerkennungswiderstände”, „Stromstärkeerkennungsvorrichtungen” oder „Stromstärkeerkennungsmittel” bezeichnet werden können.
3 ist ein Funktionsblockdiagramm zur Darstellung eines Beispiels der Funktion der Steuerung der Inverter 1A und 1B, die durch den Mikrocomputer 302 implementiert wird. Eine Zielunterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit 6 berechnet ein Zielunterstützungsdrehmoment, d. h. einen Zielwert eines Ausgabedrehmoments des Elektromotors 130 basierend auf Lenkbedingungen wie einem Lenkdrehmoment und einer Fahrzeuggeschwindigkeit. In diesem Beispiel setzt die Zielunterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit 6 ein Zielunterstützungsdrehmoment für das erste Stromanschaltsystem und das für das zweite Stromanschaltsystem individuell fest, mit dem Ziel der Erzeugung einer Lenkunterstützungskraft entsprechend der Gesamtsumme eines Motordrehmoments, das durch die Stromanschaltsteuerung über das erste Stromanschaltsystem erzeugt wird und dasjenige, das über die Stummanstaltssteuerung über das zweite Stromanschaltsystem erzeugt wird.
Eine Winkelberechnungseinheit 10 empfängt ein Signal von dem Winkelsensor 308 und berechnet anschließend den Winkel des Rotors 201 des Elektromotors 130. Eine Motordrehzahl-Berechnungseinheit 5 berechnet die Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) des Elektromotors 130 basierend auf einer Information über den berechneten Winkel des Rotors 201 aus der Winkelberechnungseinheit 10 und gibt dann ein Signal an die Ausgabespannungs-Berechnungseinheit 4 aus, welches die berechnete Motordrehgeschwindigkeit anzeigt.
Die Ausgabespannungs-Berechnungseinheit 4 empfängt Daten über ein Zielunterstützungsdrehmoment in jedem Stromanschaltsystem, Daten über die Drehzahl des Elektromotors 130 und einen D-Achsen-Aktuellstromwert Id sowie einen Q-Achsen-Aktuellstromwert Iq bei jedem Stromanschaltsystem, welche beide durch eine Drei-auf-Zwei-Phasen-Umwandlungseinheit 11 berechnet werden. Die Ausgabespannungs-Berechnungseinheit 4 berechnet einen D-Achsen-Spannungs-Kommandowert Vd1 und einen Q-Achsen-Spannungs-Kommandowert Vq1 des ersten Inverters 1A sowie einen D-Achsen-Spannungs-Kommandowert Vd2 und einen Q-Achsen-Spannungs-Kommandowert Vq2 des zweiten Inverters 1B, und gibt dann die berechneten Werte aus.
Die Drei-auf-Zwei-Phasen-Umwandlungseinheit 11 berechnet einen D-Achsen-Aktuellstromwert Id1 und einen Q-Achsen-Aktuellstromwert Iq1 des ersten Stromanschaltsystems basierend auf den Ausgabesignalen der Stromstärkesensoren 301UA, 301VA und 301WA, d. h. die Erkennungswerte der aktuellen Stromstärken, die durch die jeweiligen Phasen in dem ersten Spulensatz 2A fließen. Zusätzlich berechnet die Drei-auf-Zwei-Phasen-Umwandlungseinheit 11 einen D-Achsen-Aktuellstromwert Id2 und einen Q-Achsen-Aktuellstromwert Iq2 des zweiten Stromanschaltsystems basierend auf den Ausgabesignalen von den Stromstärkesensoren 301UB, 301VB und 301WB, d. h. Erkennungswerte der aktuellen Stromstärken, die durch die jeweiligen Phasen in dem zweiten Spulensatz 2B fließen. Die Drei-auf-Zwei-Phasen-Umwandlungseinheit 11 gibt Daten bezüglich eines D-Achsen-Aktuellstromwerts Id1 und eines Q-Achsen-Aktuellstromwerts Iq1 des ersten Stromanschaltsystems und Daten bezüglich eines D-Achsen-Aktuellstromwerts Id2 und eines Q-Achsen-Aktuellstromwerts Iq2 des zweiten Stromanschaltsystems an die Ausgabespannungs-Berechnungseinheit 4 bzw. die Zielunterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit 6 aus.
Anschließend werden der D-Achsen-Spannungskommandowert Vd1 und der Q-Achsen-Spannungskommandowert Vq1, die von der Ausgabespannungs-Berechnungseinheit 4 ausgegeben werden, in eine erste Ausgabepflichtwert-Berechnungseinheit 7A eingegeben. Die erste Ausgabepflichtwert-Berechnungseinheit 7A berechnet einen D-Achsen-Pflichtwert Dutyd1 und einen Q-Achsen-Pflichtwert Dutyq1 einer PWM-Steuerung an dem ersten Inverter 1A basierend auf dem D-Achsen-Spannungskommandowert Vd1, dem Q-Achsen-Spannungskommandowert Vq1 und der Stromversorgungsspannung des ersten Inverters 1A.
Ferner werden der D-Achsen-Spannungskommandowert Vd2 und der Q-Achsen-Spannungskommandowert Vq2, die von der Ausgabespannungs-Berechnungseinheit 4 ausgegeben werden, in eine zweite Ausgabepflichtwert-Berechnungseinheit 7B eingegeben. Die zweite Ausgabepflichtwert-Berechnungseinheit 7B berechnet einen D-Achsen-Pflichtwert Dutyd2 und einen Q-Achsen-Pflichtwert Dutyq2 einer PWM-Steuerung an dem zweiten Inverter 1B basierend auf dem D-Achsen-Spannungskommandowert Vd2, dem Q-Achsen-Spannungskommandowert Vq2 und der Stromversorgungsspannung des zweiten Inverters 1B.
Eine erste Zwei-auf-Drei-Phasen-Umwandlungseinheit 8A empfängt den D-Achsen-Pflichtwert Dutyd1 und den Q-Achsen-Pflichtwert Dutyq1, die von der ersten Ausgabepflichtwert-Berechnungseinheit 7A ausgegeben werden und ebenso eine Information über den Drehwinkel im Elektromotor 130. Die erste Zwei-auf-Drei-Phasen-Umwandlungseinheit 8A berechnet basierend auf diesen die Pflichtwert-Kommandowerte DutyU1, DutyV1 und DutyW1 der drei Phasen in dem ersten Spulensatz 2A, und gibt dann die berechneten Werte aus. Zusätzlich empfängt eine zweite Zwei-auf-Drei-Phasen-Umwandlungseinheit 8B den D-Achsen-Pflichtwert Dutyd2 und den Q-Achsen-Pflichtwert Dutyq2, die von der zweiten Ausgabepflichtwert-Berechnungseinheit 7B ausgegeben werden ebenso wie Informationen über den Drehwinkel in dem Elektromotor 130. Die zweite Zwei-auf-Drei-Phasen-Umwandlungseinheit 8A berechnet basierend auf diesen die Pflichtwert-Kommandowerte DutyU2, DutyV2 und DutyW2 der drei Phasen in dem zweiten Spulensatz 2B, und gibt anschließend die berechneten Werte aus.
Eine erste Totzeit-Kompensationseinheit 9A empfängt die Pflichtwert-Kommandowerte DutyU1, DutyV1 und DutyW1, die von der ersten Zwei-auf-Drei-Phasen-Umwandlungseinheit 8A ausgegeben werden. Die erste Totzeit-Kompensationseinheit 9A kompensiert die Totzeiten davon, um durch die Berechnung die Pflichtwert-Kommandowerte DutyU1, DutyV1 und DutyW1 zu erhalten, und gibt anschließend die berechneten Werte an den Inverter 1A aus.
Zusätzlich empfängt eine zweite Totzeit-Kompensationseinheit 9B die Pflichtwert-Kommandowerte DutyU2, DutyV2 und DutyW2, die von der zweiten Zwei-auf-Drei-Phasen-Umwandlungseinheit 8B ausgegeben werden. Die zweite Totzeit-Kompensationseinheit 9B kompensiert die Totzeiten davon, um durch die Berechnung die Pflichtwert-Kommandowerte DutyU2, DutyV2 und DutyW2 zu erhalten, und gibt anschließend die berechneten Werte an den Inverter 1B aus.
Die Totzeit-Kompensation bedeutet die Bearbeitung zum Niederhalten eines Spannungsabfalls etc., der mit einer Totzeit-Spannung zum Zeitpunkt der PWM-Steuerung auftreten wird, zur Verzögerung der Anstiegskante eines PWM-Signals durch die Totzeit, wie es durch Vergleichen einer dreieckigen Welle mit einem Kommandowert erhalten wird, um dabei ein Torsignal der Schaltelemente zu halten, um nicht einen Kurzschluss zwischen den oberen und unteren Armen der Inverter 1A und 1B zu bewirken.
Eine Bestimmungseinheit 12 für die Inverterausgabe AN/AUS empfängt Ausgabesignale von den Stromstärkesensoren 301UA, 301VA und 301WA des ersten Stromanschaltsystems und Ausgabesignale von den Stromstärkesensoren 301UB, 301VB und 301WB des zweiten Stromanschaltsystems, und steuert die Ausgabe eines AUS-Kommandosignals für das erste Stromanschaltsystem und eines AUS-Kommandosignals für das zweite Stromanschaltsystem im Einklang mit den Stromstärkeerkennungswerten. Das AUS-Kommandosignal für das erste Stromanschaltsystem, das von der Bestimmungseinheit 12 für die Inverterausgabe AN/AUS ausgegeben wird, wird in eine AN/AUS-Steuereinheit 13A für das erste Stromanschaltsystem eingegeben. Nach dem Empfang des AUS-Kommandosignals, schaltet die AN/AUS-Steuereinheit 13A für das erste Stromanschaltsystem alle Schaltelemente im ersten Inverter 1A auf AUS, um dabei den ersten Inverter 1A zu stoppen. Es ist zu berücksichtigen, dass das Stoppen des Inverters zur Aufhebung der Stromstärkenausgabe vom Inverter an die Spule dient.
Ähnlich dazu wird das AUS-Kommandosignal für das zweite Stromanschaltsystem, das von der Bestimmungseinheit 12 für die Inverterausgabe AN/AUS ausgegeben wird, in eine AN/AUS-Steuereinheit 13B für das zweite Stromanschaltsystem eingegeben. Nach dem Empfang des AUS-Kommandosignals, schaltet die AN/AUS-Steuereinheit 13B für das zweite Stromanschaltsystem alle Schaltelemente im zweiten Inverter 1B auf AUS, um dabei den zweiten Inverter 1B zu stoppen.
Ferner werden das AUS-Kommandosignal für das erste Stromanschaltsystem und dasjenige für das zweite Stromanschaltsystem, die von der Bestimmungseinheit 12 für die Inverterausgabe AN/AUS ausgegeben werden, in die Zielunterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit 6 eingegeben. Anschließend berechnet die Zielunterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit 6 ein Zielunterstützungsdrehmoment für jedes Stromanschaltsystem im Einklang damit, ob die Bestimmungseinheit 12 für die Inverterausgabe AN/AUS ein Kommando zum Stoppen des ersten Inverters 1A oder des zweiten Inverters 1B ausgibt.
Mit Bezug auf das Flussdiagramm gemäß 4 wird nachstehend beschrieben, wie die Bestimmungseinheit 12 für die Inverterausgabe AN/AUS das Stoppen der Inverter 1A oder 1B steuert. Die Routine im Flussdiagramm gemäß 4 wird durch den Mikrocomputer 302 unterbrechend in einem vorbestimmten Zeitintervall ausgeführt. Das vorbestimmte Zeitintervall, bei welchem der Mikrocomputer 302 die Routine ausführt, kann beispielsweise ungefähr 1 ms betragen.
Zuerst bestimmt der Mikrocomputer 302 in Schritt S501, ob ein Abnormalitäts-Erkennungszähler CA einen vorgegebenen Wert C1 oder mehr erreicht. Es ist zu berücksichtigen, dass auf diesem Abnormalitäts-Erkennungszähler CA für das erste Stromanschaltsystem und einem Abnormalitäts-Erkennungszähler CB für das zweite Stromanschaltsystem beispielsweise Null ursprünglich eingestellt ist, wie nachstehend beschrieben wird. Ferner ist der vorgegebene Wert C1 in dem Mikrocomputer 302 beispielsweise auf 5 eingestellt.
Beim Erkennen, dass der Abnormalitäts-Erkennungszähler CA für das erste Stromanschaltsystem einen geringeren Wert als den vorgegebenen Wert C1 aufweist, geht der Mikrocomputer 302 weiter zu Schritt S502, wobei bestimmt wird, ob ein Abnormalitäts-Bestätigungs-Flag FA für das erste Stromanschaltsystem auf AN gestellt ist, oder ob ein Absolutwert der Gesamtsumme der in den Spulen des ersten Spulensatzes 2A fließenden Phasenströme in dem ersten Stromanschaltsystem höher bleibt als eine vorgegebene Stromstärke SLC für eine vorgegebene Zeitdauer T1 oder mehr.
Die Bedingung, dass ein Absolutwert der Gesamtphasenströme eine vorgegebenene Stromstärke SLC übersteigt, impliziert, dass der Gesamtphasenstrom von einem vorgegebenen Bereich einschließlich 0 abweicht. Es ist zu berücksichtigen, dass die vorgegebene Stromstärke SLC und die vorgegebene Zeitdauer T1 in dem Mikrocomputer 302 als eine Referenz zur Bestimmung, ob das Stromanschaltsystem normal oder abnormal läuft, festgelegt sind. Die vorgegebene Stromstärke SLC genügt der Bedingung von SLC > 0 A und ist beispielsweise auf 10 A festgelegt. Die vorgegebene Zeitdauer T1 ist beispielsweise auf 5 ms festgelegt.
Wenn das Stromanschaltsystem normal arbeitet, ist der Gesamtphasenstrom näherungsweise 0. Vorausgesetzt, dass ein Absolutwert des Gesamtphasenstroms um 0 liegt, bestimmt der Mikrocomputer 302, dass die Phasenströme in dem betroffenen Stromanschaltsystem normal sind. Andererseits, wenn der Gesamtphasenstrom um einen vorgegebenen Wert oder mehr für eine vorgegebene Zeitdauer T1 oder mehr von 0 abweicht, bestimmt der Mikrocomputer 302, dass die Phasenströme in dem betroffenen Stromanschaltsystem abnormal sind. Es ist zu berücksichtigen, dass die Bedingung, dass ein Absolutwert des Gesamtphasenstroms näherungsweise 0 wird, impliziert, dass der Absolutwert des Gesamtphasenstroms innerhalb eines vorgegebenen Bereichs einschließlich 0 liegt. Der vorgegebene Bereich kann näherungsweise als Null betrachtet werden, unter Berücksichtigung von Messfehlern.
In diesem Beispiel ist das Abnormalitäts-Bestätigungs-Flag FA für das erste Stromanschaltsystem auf AUS gestellt, was anzeigt, dass eine Abnormalität in dem ersten Stromanschaltsystem nicht bestätigt ist, und ebenso, wenn ein Absolutwert des Gesamtphasenstroms in dem ersten Spulensatz 2A nicht höher als die vorgegebene Stromstärke SLC über die vorgegebene Zeitdauer T1 oder mehr verbleibt, d. h., wenn die Phasenströme in dem ersten Stromanschaltsystem normal sind, geht der Mikrocomputer 302 weiter zu Schritt S503. In Schritt S503 bestimmt der Mikrocomputer 302, ob der Abnormalitäts-Erkennungszähler CB für das zweite Stromanschaltsystem den vorgegebenen Wert C1 oder mehr erreicht. Es ist zu berücksichtigen, dass der vorgegebene Wert C1 in dem Mikrocomputer 302 beispielsweise auf 5 festgelegt ist.
Der Abnormalitäts-Berechnungszähler CB für das zweite Stromanschaltsystem hat einen geringeren Wert als der vorgegebene Wert C1, der Mikrocomputer 302 geht weiter zu Schritt S504, um dabei zu bestimmen, ob das Abnormalitäts-Bestätigungs-Flag FB für das zweite Stromanschaltsystem auf AN ist oder ob ein Absolutwert der Gesamtsumme der Erkennungswerte der Phasenströme, die in den Spulen des zweiten Spulensatzes 2B bei dem zweiten Stromanschaltsystem fließen, höher bleibt als die vorgegebene Stromstärke SLC über die vorgegebene Zeitdauer T1 oder darüber hinaus.
In diesem Beispiel, wenn das Abnormalitäts-Bestätigungs-Flag FB für das zweite Stromanschaltsystem auf AUS ist, was anzeigt, dass eine Abnormalität in dem zweiten Stromanschaltsystem nicht bestätigt ist, und ebenso wenn ein Absolutwert des Gesamtphasenstroms in dem zweiten Spulensatz 2B nicht höher bleibt als die vorgegebene Stromstärke SLC über die vorgegebene Zeitdauer T1 oder darüber hinaus, d. h., wenn die Phasenströme in dem zweiten Stromanschaltsystem normal sind und diejenigen in dem ersten Stromanschaltsystem ebenso normal sind, beendet der Mikrocomputer 302 die Routine an diesem Punkt und hält die Inverter des ersten Stromanschaltsystems und des zweiten Stromanschaltsystems wie in der Normalzeit weiter in Betrieb.
Auf der anderen Seite, wenn ein Absolutwert des Gesamtphasenstroms in dem ersten Spulensatz 2A die vorgegebene Stromstärke SLC übersteigt und eine solche Abnormalität in dem Gesamtphasenstrom über eine vorgegebene Zeitdauer T1 oder mehr beobachtet wird, geht der Mikrocomputer 302 ausgehend von Schritt S502 weiter zu Schritt S505.
In Schritt S505 bestimmt der Mikrocomputer 302, ob das Abnormalitäts-Bestätigungs-Flag FB für das zweite Stromanschaltsystem auf AUS ist, oder ob der Abnormalitäts-Erkennungszähler CB für das zweite Stromanschaltsystem den vorgegebenen Wert C1 oder mehr erreicht.
Anschließend, wenn das Abnormalitäts-Bestätigungs-Flag FB für das zweite Stromanschaltsystem auf AUS ist und der Abnormalitäts-Erkennungszähler CB für das zweite Stromanschaltsystem den vorgegebenen Wert C1 oder mehr erreicht, geht der Mikrocomputer 302 weiter zu Schritt S506, um das Abnormalitäts-Bestätigungs-Flag FA für das erste Stromanschaltsystem auf AN zu stellen, um anzuzeigen, dass eine Abnormalität in dem ersten Stromanschaltsystem bestätigt ist. In diesem Beispiel, wenn der Mikrocomputer 302 eine Abnormalität in dem Gesamtphasenstrom bei dem ersten Stromanschaltsystem im Voraus erkennt, wird die Bedingung, dass das Abnormalitäts-Bestätigungs-Flag FB für das zweite Stromanschaltsystem auf AUS ist, in Schritt S505 erreicht, und anschließend geht der Mikrocomputer weiter zu Schritt S506.
Es ist zu berücksichtigen, dass die Abnormalitäts-Bestätigungs-Flags FA und FB ursprünglich auf AUS gestellt sind. Nach dem Umstellen auf AN, werden die Flags auf AN gehalten, wenn sie nicht in einem Workshop etc. zurückgesetzt werden. In Schritt S506 wird das Abnormalitäts-Bestätigungs-Flag FA für das erste Stromanschaltsystem auf AN gestellt, und der Mikrocomputer 302 geht weiter zu Schritt S507, um ein AUS-Kommando an den Inverter 1A in dem ersten Stromanschaltsystem auszugeben. Im Ergebnis werden alle den ersten Inverter 1A in dem ersten Stromanschaltsystem bildenden Schaltelemente auf AUS gestellt, um den ersten Inverter 1A zu stoppen.
Zu diesem Zeitpunkt hält der Mikrocomputer 302 das Stromversorgungrelais 304A auf AN. Wenn Ladungen in dem Kondensator 306A abgegeben werden oder die Stromversorgungsspannung VB ansteigt, nachdem das Stromversorgungrelais 304A auf AUS gestellt ist, selbst wenn der erste Inverter 1A auf AUS gestellt ist, kann ein Strom von dem unter Schaltbetrieb stehenden zweiten Inverter 1B aufgrund einer parasitären Diode eines MOSFETs des ersten Inverters 1A zu dem ersten Inverter 1A fließen, mit dem Ergebnis, dass der Gesamtphasenstrom in dem zweiten Stromanschaltsystem von 0 abweichen kann. Im Hinblick auf die obige Beschreibung hält der Mikrocomputer 302 das Stromversorgungrelais 304A auf AN. Der Mikrocomputer 302 kann jedoch das Stromversorgungrelais 304A auf AUS stellen, wenn es keine Bedenken gibt, dass der Kondensator 306A entlädt und die Stromversorgungsspannung VB ansteigt, nachdem das Stromversorgungrelais 304A auf AUS gestellt ist.
Nach Ausgabe eines AUS-Kommandos für das erste Stromanschaltsystem in Schritt S507, geht der Mikrocomputer 302 weiter zu Schritt S508, um den Abnormalitäts-Erkennungszähler CA für das erste Stromanschaltsystem von einem vorangehenden Wert um den vorgegebenen Wert ΔC zu erhöhen. Es ist zu berücksichtigen, dass der vorgegebene Wert ΔC in dem Mikrocomputer 302 beispielsweise auf 1 festgelegt ist.
Wie oben beschrieben wurde, erhöht der Mikrocomputer 302 den Abnormalitäts-Erkennungszähler CA für das erste Stromanschaltsystem und geht dann weiter zu Schritt S501 zum nächsten Zeitpunkt der unterbrochenen Ausführung der Routine. In Schritt S501, wenn bestimmt wird, dass der Abnormalitäts-Erkennungszähler CA für das erste Stromanschaltsystem kleiner ist als der vorgegebene Wert C1, geht der Mikrocomputer weiter zu Schritt S502, um zu bestimmen, dass das Abnormalitäts-Bestätigungs-Flag FA für das erste Stromanschaltsystem auf AN gestellt ist, und damit weiter zu Schritt S505.
Anschließend, im Schritt S505, wenn bestimmt wird, dass das Abnormalitäts-Bestätigungs-Flag FB für das zweite Stromanschaltsystem auf AUS gestellt ist, geht der Mikrocomputer weiter zu Schritten S506 bis S508, um den Abnormalitäts-Erkennungszähler CA für das erste Stromanschaltsystem wieder zu erhöhen. Insbesondere während der Verzögerungszeit, nachdem das Abnormalitäts-Bestätigungs-Flag FA für das erste Stromanschaltsystem auf AN gestellt ist, um den ersten Inverter 1A zu stoppen, bis der Abnormalitäts-Erkennungszähler CA für das erste Stromanschaltsystem auf einen vorgegebenen Wert C1 erhöht wird, geht der Mikrocomputer 302 nicht weiter zu Schritt S503 und die nachfolgenden Schritte, und ebenso wenig wird eine Abnormalität in dem zweiten Stromanschaltsystem bestätigt, wie nachstehend beschrieben wird.
Der Abnormalitäts-Erkennungszähler CA wird jedes Mal erhöht, wenn der Mikrocomputer dieser Routine unterbrochen ausführt. Diese Routine wird in regelmäßigen Zeitintervallen unterbrochen ausgeführt. Daher wird eine erforderliche Zeitdauer, bis der Abnormalitäts-Erkennungszähler CA für das erste Stromanschaltsystem auf einen vorgegebenen Wert C1 erhöht wird, im Einklang mit dem vorgegebenen Wert C1 und dem Zeitintervall, zu welchem die Routine unterbrochen ausgeführt wird, bestimmt.
Wenn der Abnormalitäts-Erkennungszähler CA für das erste Stromanschaltsystem auf den vorgegebenen Wert C1 erhöht wird, nachdem das Abnormalitäts-Bestätigungs-Flag FA für das erste Stromanschaltsystem auf AN gestellt ist, bestimmt der Mikrocomputer 302, in Schritt 501, dass der Abnormalitäts-Erkennungszähler CA für das erste Stromanschaltsystem den vorgegebenen Wert C1 oder mehr erreicht, und geht dann weiter zu Schritt S503, wobei der Schritt S502 übersprungen wird.
D. h., während einer Zeitdauer, bis der Abnormalitäts-Erkennungszähler CA für das erste Stromanschaltsystem auf den vorgegebenen Wert C1 erhöht wird, selbst wenn ein Absolutwert des Gesamtphasenstroms in dem zweiten Stromanschaltsystem höher bleibt als die vorgegebene Stromstärke SLC über die vorgegebene Zeitdauer T1 oder darüber hinaus, wird eine solche Abnormalität in dem zweiten Stromanschaltsystem in Antwort auf die Erkennung davon nicht bestätigt, und der Inverter 1B in dem zweiten Stromanschaltsystem wird in Betrieb gehalten und nicht angehalten.
In anderen Worten, während einer Zeitdauer von der Bestätigung einer Abnormalität in dem ersten Stromanschaltsystem, bis der Abnormalitäts-Erkennungszähler CA auf den vorgegebenen Wert C1 erhöht wird, wird die Erkennung einer Abnormalität in irgendeinem Phasenstrom bei dem zweiten Stromanschaltsystem als ungültig betrachtet. Ähnlich zu dem Fall, dass keine Abnormalität aufgefunden wird, treibt der Inverter 1B in dem zweiten Stromanschaltsystem weiter den Motor unter der Steuerung an.
Wenn der Mikrocomputer 302 nach einer vorgegebenen Zeitdauer ab der Bestätigung einer Abnormalität in dem ersten Stromanschaltsystem zu Schritt S503 weitergeht, wird der der Abnormalitäts-Erkennungszähler CB für das zweite Stromanschaltsystem nicht erhöht. Daher bestimmt der Mikrocomputer 302, dass der Abnormalitäts-Erkennungszähler CB für das zweite Stromanschaltsystem kleiner ist als der vorgegebene Wert C1 und geht dann weiter zu Schritt S504.
In diesem Beispiel, wenn ein Phasenstrom in dem zweiten Stromanschaltsystem abnormal ist, und ein Absolutwert des Gesamtphasenstroms in dem zweiten Spulensatz 2B höher bleibt als die vorgegebene Stromstärke SLC über die vorgegebene Zeitdauer T1 oder darüber hinaus, geht der Mikrocomputer 302 von Schritt S504 weiter zu Schritt S509.
In Schritt S509 stellt der Mikrocomputer 302 das Abnormalitäts-Bestätigungs-Flag FB für das zweite Stromanschaltsystem auf AN und gibt im nachfolgenden Schritt S510 ein AUS-Kommando für das zweite Stromanschaltsystem ab, um dabei alle den zweiten Inverter 1B für das zweite Stromanschaltsystem bildenden Schaltelemente auf AUS zu stellen und den zweiten Inverter 1B anzuhalten. Zusätzlich geht der Mikrocomputer 302 weiter zu Schritt S511, um den Abnormalitäts-Erkennungszähler CB für das zweite Stromanschaltsystem von dem vorangehenden Wert um den vorgegebenen Wert ΔC1 zu erhöhen.
Währenddessen, wenn keine Abnormalität in den Phasenströmen bei dem zweiten Stromanschaltsystem aufgefunden wird, wenn der Abnormalitäts-Erkennungszähler CA nach Bestätigung einer Abnormalität in dem ersten Stromanschaltsystem den vorgegebenen Wert C1 erreicht, überspringt der Mikrocomputer 302 die Schritte S509 bis S511 und beendet diese Routine. In diesem Fall wird der Inverter 1A des ersten Stromanschaltsystems aufgrund eines abnormalen Phasenstroms in dem ersten Spulensatz 2A gestoppt. Währenddessen, weil die Phasenströme in dem zweiten Spulensatz 2B normal sind, treibt der zweite Inverter 1B des zweiten Stromanschaltsystems weiterhin den Motor an.
Wie oben beschrieben wurde, selbst wenn irgendein Phasenstrom in dem zweiten Stromanschaltsystem abnormal ist, während einer vorgegebenen Zeitdauer ab der Bestätigung einer Abnormalität in dem ersten Stromanschaltsystem, bis der Abnormalitäts-Erkennungszähler CA den vorgegebenen Wert C1 erreicht, geht der Mikrocomputer 302 nicht weiter zu Schritt S509 und die nachfolgenden Schritte. Im Ergebnis wird der zweite Inverter 1B des zweiten Stromanschaltsystems in Betrieb gehalten. Selbst im Zeitpunkt, wenn der Abnormalitäts-Erkennungszähler CA den vorgegebenen Wert C1 erreicht, wenn irgendein Phasenstrom in dem zweiten Stromanschaltsystem immer noch abnormal ist, wird der zweite Inverter 1B des zweiten Stromanschaltsystems gestoppt.
Der Prozessablauf wird nachstehend beschrieben, fokussiert auf den beispielhaften Fall, dass eine Abnormalität in irgendeinem Phasenstrom in dem ersten Stromanschaltsystem aufgefunden wird. Im Falle, dass eine Abnormalität in irgendeinem Phasenstrom bei dem zweiten Stromanschaltsystem ebenfalls aufgefunden wird, führt der Mikrocomputer 302 einen ähnlichen Prozessablauf aus.
Genauer gesagt, wenn eine Abnormalität in irgendeinem Phasenstrom bei dem zweiten Stromanschaltsystem aufgefunden wird, während keine Abnormalität in den Phasenströmen bei dem ersten Stromanschaltsystem aufgefunden wird, mit dem Ergebnis, dass der Gesamtphasenstrom in dem zweiten Spulensatz 2B um einen vorgegebenen Wert oder darüber hinaus über eine vorgegebene Zeitdauer oder darüber hinaus von 0 abweicht, geht der Mikrocomputer 302 von Schritt S504 weiter zu Schritten S509 bis S511, um hierbei das Abnormalitäts-Bestätigungs-Flag FB für das zweite Stromanschaltsystem auf AN zu stellen, um das Erhöhen des Abnormalitäts-Erkennungszählers CB zu beginnen.
Selbst wenn der Mikrocomputer 302 eine Abnormalität in irgendeinem Phasenstrom bei dem ersten Stromanschaltsystem erkennt, nachdem das Abnormalitäts-Bestätigungs-Flag FB für das zweite Stromanschaltsystem auf AN gestellt wurde, setzt der Mikrocomputer den Betrieb des Inverters 1A des ersten Stromanschaltsystems fort, ohne die Abnormalität in dem ersten Stromanschaltsystem zu bestätigen, bis zu Erkennung in Schritt S505, dass der Abnormalitäts-Erkennungszähler CB den vorgegebenen Wert C1 oder darüber hinaus erreicht, in anderen Worten, nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer ab dem Stoppen des Inverters 1B in dem zweiten Stromanschaltsystem.
Wenn die vorgegebene Zeitdauer nach dem Stoppen des Inverters 1B in dem zweiten Stromanschaltsystem abgelaufen ist, wenn eine Abnormalität in den Phasenströmen bei dem ersten Stromanschaltsystem aufgefunden wird, geht der Mikrocomputer 302 von Schritt S505 weiter zu Schritt S506, um die Abnormalität in dem ersten Stromanschaltsystem folgend auf die Bestätigung der Abnormalität im zweiten Stromanschaltsystem zu bestätigen.
Hierbei, wenn eine Abnormalität in irgendeinem Phasenstrom bei dem ersten Stromanschaltsystem und dem zweiten Stromanschaltsystem im Wesentlichen zur gleichen Zeit aufgefunden wird, bestimmt der Mikrocomputer 302 im Einklang mit dem im Flussdiagramm gemäß 4 dargestellten Prozessablauf, dass irgendein Phasenstrom in dem ersten Stromanschaltsystem abnormal ist, vorausgehend der Bestimmung bezüglich der Abnormalität in irgendeinem Phasenstrom bei dem zweiten Stromanschaltsystem. Daher wird die Abnormalität in dem ersten Stromanschaltsystem zuerst bestätigt. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer ausgehend von diesem Zeitpunkt wird die Abnormalität in dem zweiten Stromanschaltsystem bestätigt.
D. h., im Einklang mit dem im Flussdiagramm gemäß 4 dargestellten Prozessablauf, wird die Abnormalitäts-Erkennung für das erste Stromanschaltsystem mit Priorität behandelt. Jedoch kann anstelle dessen auch die Abnormalitäts-Erkennung für das zweite Stromanschaltsystem mit Priorität behandelt werden. Es ist zu berücksichtigen, dass wenn jedes Stromanschaltsystem keine Abnormalität aufweist, die Zielunterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit 6 beispielsweise eine Hälfte des erforderlichen Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoments gleichmäßig auf das erste Stromanschaltsystem und das zweite Stromanschaltsystem zuteilt. Das erforderliche Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment wird in Abhängigkeit von den Lenkbedingungen wie einem Lenkdrehmoment und einer Fahrzeuggeschwindigkeit definiert.
Währenddessen, wenn eine Abnormalität in einem der Inverter 1A und 1B bestätigt wird, durch welche die fehlerhafte Einheit gestoppt wird und die andere in Betrieb gehalten wird, setzt die Zielunterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit 6 das Zielunterstützungsdrehmoment für das Stromanschaltsystem mit der bestätigten Abnormalität auf 0, während das Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment dem anderen Stromanschaltsystem zugeteilt wird, damit der Inverter des anderen Systems das erforderliche Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment, das in Abhängigkeit von Lenkbedingungen wie einem Lenkdrehmoment und einer Fahrzeuggeschwindigkeit definiert wird, erzeugt.
Nebenbei kann das Zielunterstützungsdrehmoment für das andere normale Stromanschaltsystem willkürlich auf einen geringeren Wert als das Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment, jedoch höher als die Hälfte des Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoments, eingestellt werden.
Nachstehend wird eine detaillierte Beschreibung angegeben von vorteilhaften Funktionen und Effekten des durch den Mikrocomputer 302 ausgeführten Prozessablaufs, wie in dem Flussdiagramm gemäß 4 dargestellt, wobei ein Fehlermodus als ein Beispiel herangezogen wird. 5 veranschaulicht einen Kurzschluss zwischen den Stromanschaltsystemen als ein Beispiel des Fehlermodus. Insbesondere tritt in dem veranschaulichen Beispiel ein Kurzschluss zwischen einer W-Phasen-Antriebsleitung des ersten Spulensatzes und einer U-Phasen-Antriebsleitung des zweiten Spulensatzes 2B auf.
Wenn ein Kurzschluss zwischen den Stromanschaltsystemen wie beispielsweise oben beschrieben auftritt, wenn die Inverter beider Stromanschaltsysteme gesteuert werden, um einen Stromfluss von der U-Phase zu der V-Phase zu ermöglichen, entweicht ein in die U-Phase fließender Strom auf einem Kurzschlusspfad durch die W-Phase in dem ersten Stromanschaltsystem. Der in den Kurzschlusspfad fließende Strom wird durch die Stromstärkesensoren 301UA, 301VA und 301WA nicht erkannt.
Vorausgesetzt, dass die Richtung, in welcher der Strom in den Motor fließt, d. h. die zu dem Neutralpunkt führende Richtung, als eine „positive” Richtung bezeichnet wird, während die Richtung, in welcher der Strom aus dem Motor fließt, d. h. die von dem Neutralpunkt wegführende Richtung, als eine „negative” Richtung bezeichnet wird, weicht die Gesamtsumme der von den Stromstärkesensoren 301UA, 301VA und 301WA erkannten Ströme zur positiven Seite von 0 oder einem Normalwert ab (keine Abnormalität), wie in 6A dargestellt, weil der zu dem Kurzschlusspfad abweichende Strom, d. h. der in der negativen Richtung fließende Strom, nicht erkannt wird.
Auf der anderen Seite, in dem zweiten Stromanschaltsystem, fließt der Leckagestrom aus dem ersten Stromanschaltsystem in die U-Phase. Ein solcher Strom, der in positiver Richtung fließt, wird von den Stromstärkesensoren 301UA, 301VA und 301WA nicht erkannt. Bezüglich des in der negativen Richtung fließenden Stroms, ist der Leckagestrom aus dem ersten Stromanschaltsystem in dem Erkennungsergebnis enthalten. Daher, wie in 6 veranschaulicht, weicht die Gesamtsumme der Phasenströme in dem zweiten Stromanschaltsystem zur negativen Seite von 0 oder einem Normalwert (keine Abnormalität) ab.
In einem solchen Fehlermodus, wenn der Mikrocomputer 302 den im Flussdiagramm gemäß 4 veranschaulichten Prozessablauf ausführt, erkennt der Mikrocomputer zuerst eine Abnormalität in dem Gesamtphasenstrom bei dem ersten Stromanschaltsystem, und schaltet dabei alle den ersten Inverter 1A des ersten Stromanschaltsystems bildenden Schaltelemente auf AUS.
Im Falle, dass ein Kurzschluss zwischen den ersten und zweiten Stromanschaltsystemen auftritt, wenn der Gesamtphasenstrom in dem ersten Stromanschaltsystem abnormal ist, ist der Gesamtphasenstrom in dem zweiten Stromanschaltsystem ebenso abnormal. Wie oben erwähnt wurde, während einer vorgegebenen Zeitdauer ab der Bestätigung einer Abnormalität in dem ersten Stromanschaltsystem bis zum Stoppen des ersten Inverters 1A dadurch, wird der zweite Inverter 1B in Antwort auf die Erkennung einer Abnormalität in dem zweiten Stromanschaltsystem jedoch nicht gestoppt.
Anschließend, wenn bestätigt ist, dass der Gesamtphasenstrom in dem ersten Stromanschaltsystem abnormal ist, wobei alle den ersten Inverter 1A des ersten Stromanschaltsystems bildenden Schaltelemente auf AUS gestellt werden, fließt kein Strom von dem ersten Stromanschaltsystem zu dem zweiten Stromanschaltsystem durch den Kurzschlusspfad. Im Ergebnis ist der Gesamtphasenstrom in dem zweiten Stromanschaltsystem im Wesentlichen auf 0 oder einen Normalwert zurückgestellt.
Hierbei, nachdem eine vorgegebene Zeitdauer ab der Bestätigung einer Abnormalität in dem ersten Stromanschaltsystem abgelaufen ist, gefolgt von dem Stoppen des ersten Inverters 1A, wird der zweite Inverter 1B in Antwort auf die Erkennung einer Abnormalität in dem zweiten Stromanschaltsystem gestoppt. Daher, im Falle eines Kurzschlusses zwischen den Systemen, wird am Ende der Prozedur bestimmt wird, ob der Gesamtphasenstrom in dem zweiten Stromanschaltsystem, der nicht länger durch den Kurzschluss beeinträchtigt wird, normal ist.
Dementsprechend, selbst wenn der Gesamtphasenstrom in beiden Stromanschaltsystemen aufgrund eines Kurzschlusses abnormal erscheint, ist es möglich, dass Stoppen der Inverter beider Stromanschaltsysteme zu vermeiden und den Inverter von einem der Stromanschaltsysteme zum Antrieb des Motors in Betrieb zu halten.
Durch diese Steuerung kann die Elektroservolenkvorrichtung 100 auch im Falle eines Kurzschlusses zwischen den Stromanschaltsystemen kontinuierlich eine Lenkunterstützungskraft erzeugen.
Bezüglich einer Zeitdauer, ab welcher eine Abnormalität in dem ersten Stromanschaltsystem bestätigt ist, bis zu einer Abnormalitätsdiagnose am zweiten Stromanschaltsystem, ist die Zeitdauer derart eingestellt, dass die Schaltelemente in dem Inverter 1A des ersten Stromanschaltsystems in einem AUS-Zustand stabilisiert werden können, und der Gesamtphasenstrom in dem zweiten Stromanschaltsystem im Falle eines Kurzschlusses zwischen den Systemen im Wesentlichen auf 0 oder einen Normalwert zurückgestellt werden kann.
Insbesondere im Falle eines Kurzschlusses zwischen den beiden Stromanschaltsystemen, selbst wenn die Schaltelemente in dem ersten Inverter 1A des ersten Stromanschaltsystems auf AUS gestellt sind, macht der Mikrocomputer eine Abnormalitätsdiagnose an dem zweiten Stromanschaltsystem, bevor der Gesamtphasenstrom in dem zweiten Stromanschaltsystem auf den Normalwert zurückgestellt werden kann, wenn nicht genügend Zeit sichergestellt ist als eine Verzögerungszeit bis zu der Abnormalitätsdiagnose. Dies führt zu der Möglichkeit einer Diagnose beider Stromanschaltsysteme als abnormal und zum Stoppen der Inverter davon, selbst wenn eines der Stromanschaltsysteme den Motor weiter antreiben kann.
Um eine solche Situation zu vermeiden, wird der vorgegebene Wert C1 festgelegt, um ausreichend Zeit nach dem Stoppen des Inverters von einem der Stromanschaltsysteme sicherzustellen, im Falle eines Kurzschlusses zwischen den Systemen, sodass der Gesamtphasenstrom in dem anderen Stromanschaltsystem auf den Normalwert wiederhergestellt werden kann.
7 veranschaulicht einen Fehlermodus, wobei einer der ersten und zweiten Stromanschaltsysteme eine Abnormalität aufweist und der andere normal arbeitet. Genauer gesagt ist in dem veranschaulichen Beispiel eine W-Phasen-Antriebsleitung des ersten Stromanschaltsystems mit dem Erdungspunkt kurzgeschlossen und das zweite Stromanschaltsystem weist keinen Fehler wie einen Kurzschluss auf.
Gemäß einem solchen Fehlermodus, wie er in 7 dargestellt ist, entweicht ein die W-Phase des ersten Stromanschaltsystems durchlaufender Strom zu dem Erdungspunkt, bevor er in den Stromstärkesensor 301WA fließt, wie in 8 dargestellt ist, der Gesamtphasenstrom weicht zur positiven Seite von 0 ab, wohingegen der Gesamtphasenstrom in dem zweiten Stromanschaltsystem um 0 herum oder einem Normalwert gehalten wird.
In dem obigen Fehlermodus, wenn der Gesamtphasenstrom in dem ersten Stromanschaltsystem zur positiven Seite von 0 abweicht, wird eine Abnormalität in dem ersten Stromanschaltsystem bestätigt. Wenn jedoch der Gesamtphasenstrom in dem ersten Stromanschaltsystem abnormal ist, beeinträchtigt eine solche Abnormalität die Phasenströme in dem zweiten Stromanschaltsystem nicht. Dementsprechend werden die Phasenströme in dem zweiten Stromanschaltsystem normal, nachdem eine vorgegebene Zeitdauer abgelaufen ist, seitdem die Abnormalität in dem ersten Stromanschaltsystem bestätigt ist, wobei der Inverter 1B in dem zweiten Stromanschaltsystem in Betrieb gehalten wird.
Genauer gesagt, gemäß dem in dem Flussdiagramm der 4 dargestellten Prozessablauf, wenn eines der beiden Stromanschaltsysteme eine Abnormalität aufweist, wohingegen das andere Stromanschaltsystem normal arbeitet, wird der Inverter des fehlerhaften Stromanschaltsystems gestoppt, aber der Inverter des normalen Stromanschaltsystems kann in Betrieb gehalten werden und den Motor weiter antreiben, um dabei eine kontinuierliche Lenkunterstützungskraft zu erzeugen.
9 veranschaulicht einen Fehlermodus, wobei das erste Stromanschaltsystem und das zweite Stromanschaltsystem beide eine Abnormalität aufweisen. Genauer gesagt, in dem veranschaulichen Beispiel, ist die W-Phasen-Antriebsleitung des ersten Stromanschaltsystems mit dem Erdungspunkt kurzgeschlossen und ähnlich dazu ist die W-Phasen-Antriebsleitung des zweiten Stromanschaltsystems mit dem Erdungspunkt kurzgeschlossen.
In einem solchen Fehlermodus, wie in 9 dargestellt ist, entweicht ein durch die W-Phase des ersten Stromanschaltsystems verlaufender Strom zu dem Erdungspunkt, bevor er in den Stromstärkesensor 301WA fließt. Deshalb, wie in 10 dargestellt, weicht der Gesamtphasenstrom in dem ersten Stromanschaltsystem auf der positiven Seite von 0 ab. Ähnlich dazu entweicht ein durch die W-Phase des zweiten Stromanschaltsystems verlaufender Strom zu dem Erdungspunkt, bevor er in den Stromstärkesensor 301WB fließt. Deshalb, wie in 10 veranschaulicht, weicht der Gesamtphasenstrom in dem zweiten Stromanschaltsystem zur positiven Seite von 0 ab.
In dem obigen Fehlermodus, wenn der Gesamtphasenstrom in dem ersten Stromanschaltsystem zur positiven Seite von 0 abweicht, wird eine Abnormalität in dem ersten Stromanschaltsystem bestätigt. In Antwort auf die Bestätigung der Abnormalität in dem ersten Stromanschaltsystem, wird der Inverter des ersten Stromanschaltsystems gestoppt. Im Ergebnis wird der Gesamtphasenstrom in dem zweiten Stromanschaltsystem nicht wieder auf einen Normalwert hergestellt. Anschließend, nachdem eine vorgegebene Zeitdauer abgelaufen ist, nachdem die Abnormalität in dem ersten Stromanschaltsystem bestätigt wurde, wird eine Abnormalität in dem zweiten Stromanschaltsystem ebenso bestätigt, und hierbei werden die Inverter der beiden Stromanschaltsysteme gestoppt. Dies ermöglicht, die Inverter beider fehlerhafter Stromanschaltsysteme zu stoppen und die fehlerhaften Systeme an einem fortgesetzten Antrieb des Motors zu hindern.
Wenn die beiden Stromanschaltsysteme unterschiedliche Fehler aufweisen, wie bei dem Kurzschluss zwischen den beiden Stromanschaltsystemen, weicht der Gesamtphasenstrom in beiden Stromanschaltsystemen von einem Normalwert ab. Jedoch wird eine Abnormalität in einem Stromanschaltsystem zuerst bestätigt, um den Inverter davon anzuhalten, wonach eine Abnormalität in dem anderen Stromanschaltsystem basierend auf dem Gesamtphasenstrom davon bestätigt wird. Demnach, wenn der Gesamtphasenstrom in dem anderen Stromanschaltsystem immer noch abnormal ist, selbst nach dem Stoppen des Inverters des einen Stromanschaltsystems, wird daraus gefolgert, dass die beiden Stromanschaltsysteme unterschiedliche Fehler aufweisen. Die unterschiedlichen Fehler der Stromanschaltsysteme können von einem Kurzschluss zwischen den Stromanschaltsystemen unterschieden werden.
In anderen Worten, selbst wenn der Gesamtphasenstrom in beiden Stromanschaltsystemen abnormal ist, kann der Inverter von einem der beiden Stromanschaltsysteme auch im Falle eines Kurzschlusses zwischen den Stromanschaltsystemen in Betrieb gehalten werden und den Antrieb des Motors fortsetzen. Währenddessen, im Falle unterschiedlicher Fehler an den Stromanschaltsystemen, werden die Inverter der beiden Stromanschaltsysteme gestoppt, wobei eine fehlerhafte Steuerung an dem Motor vermieden wird.
6, 8 und 10 veranschaulichen jeweils einen zusätzlichen Wert der Gesamtsumme der Stromstärkenerkennungswerte in den drei Phasen des ersten Stromanschaltsystems und die Gesamtsumme der Stromstärkenerkennungswerte in den drei Phasen des zweiten Stromanschaltsystems.
Wie in 6 dargestellt ist, im Falle eines Kurzschlusses zwischen den beiden Stromanschaltsystemen, wenn der Gesamtphasenstrom in einem Stromanschaltsystem zur positiven Seite abweicht, während der Gesamtphasenstrom in dem anderen Stromanschaltsystem zur negativen Seite abweicht, nähert sich der Additionswert unter den Betrieben der Inverter in beiden Stromanschaltsystemen 0 an, weil die Abweichung zur positiven Seite in dem einen Stromanschaltsystem die Abweichung zur negativen Seite in dem anderen Stromanschaltsystem ausgleicht.
Wenn der Inverter des einen Stromanschaltsystems gestoppt wird, gleicht der Gesamtphasenstrom in dem einen System dem Wert 0. Zusätzlich, weil durch den Kurzschlusspfad kein Strom in das andere Stromanschaltsystem fließt, wird der Gesamtphasenstrom in dem anderen System auf 0 zurückgestellt. Daher wird der Additionswert vor und nach der Bestätigung der Abnormalität im Wesentlichen bei 0 gehalten.
In anderen Worten, im Falle eines Kurzschlusses zwischen den beiden Stromanschaltsystemen, wenngleich der Gesamtphasenstrom zu einem Sonderfall bzw. Ausreißer von 0 bei den jeweiligen Stromanschaltsystemen wird, wird ein Additionswert vor und nach dem Stoppen des Inverters von einem der Stromanschaltsysteme im Wesentlichen bei 0 gehalten. In anderen Worten, wenn der Gesamtphasenstrom zu einem Sonderfall bzw. Ausreißer bei beiden Stromanschaltsystemen wird, wenn ein Additionswert der Gesamtphasenströme im Wesentlichen 0 ist und auch nach dem Stoppen des Wertes von einem der Stromanschaltsysteme immer noch im Wesentlichen auf 0 gehalten wird, können die beiden Stromanschaltsysteme als kurzgeschlossen diagnostiziert werden.
Andererseits, wie in 8 dargestellt, wenn ein Stromanschaltsystem eine Abnormalität aufweist, während das andere Stromanschaltsystem normal arbeitet, weicht ein Additionswert vor dem Stoppen des Inverters des fehlerhaften Stromanschaltsystems von 0 ab. Durch Stoppen des Inverters des fehlerhaften Stromanschaltsystems, wird der Additionswert auf 0 zurückgestellt.
Es wird daher angenommen, dass nach dem Stoppen des Inverters von einem der Stromanschaltsysteme in Antwort auf die Erkennung einer Abnormalität in dem Gesamtphasenstrom eine vorgegebene Zeitdauer abgelaufen ist, sodass der Abnormalitäts-Erkennungszähler auf den vorgegebenen Wert C1 erhöht wird, und in einem solchen Zustand wird der Gesamtphasenstrom in dem anderen Stromanschaltsystem normal. Unter dieser Bedingung, wenn der Additionswert nahe an Null gehalten wird, bevor der Inverter von einem der Stromanschaltsysteme gestoppt wird, wird dementsprechend bestimmt, dass die beiden Stromanschaltsysteme kurzgeschlossen sind. Währenddessen, ist der Additionswert nicht 0, bevor der Inverter von einem der Stromanschaltsysteme gestoppt ist, wird wie oben bestimmt, dass nur das eine Stromanschaltsystem einen Fehler aufweist.
Beim Vergleich des Fehlermodus, dass ein Kurzschluss zwischen den Stromanschaltsystemen wie in 6 dargestellt in Erscheinung tritt, und des Fehlermodus, dass die Stromanschaltsysteme unterschiedliche Fehler aufweisen, wie in 10 gezeigt ist, wird der Gesamtphasenstrom zu einem Sonderfall bzw. Ausreißer an beiden Stromanschaltsystemen vor dem Stoppen des Inverters von einem der Stromanschaltsysteme in Antwort auf die Erkennung einer Abnormalität in dem Gesamtphasenstrom in den jeweiligen Fehlermodi.
In dem Fehlermodus, dass ein Kurzschluss zwischen den beiden Stromanschaltsystemen auftritt, ist der Additionswert der Gesamtphasenströme, die beide Sonderfälle bzw. Ausreißer darstellen, näherungsweise 0. Währenddessen kann der Additionswert der Gesamtphasenströme, die beide Sonderfälle bzw. Ausreißer darstellen, nicht eng an Null gehalten werden, in dem Fehlermodus, dass die Stromanschaltsysteme unterschiedliche Fehler aufweisen. Daher, wenn der Additionswert der Gesamtphasenströme, welche Sonderfälle bzw. Ausreißer darstellen, nahe bei Null ist, wird bestimmt, dass die beiden Stromanschaltsysteme kurzgeschlossen sind.
Ferner wird angenommen, dass der Gesamtphasenstrom bei beiden Stromanschaltsystemen vor dem Stoppen des Inverters von einem der Stromanschaltsysteme in Antwort auf die Erkennung einer Abnormalität in dem Gesamtphasenstrom zu einem Sonderfall bzw. Ausreißer wird. Bei dieser Annahme, selbst wenn eine vorgegebene Zeitdauer abgelaufen ist, nachdem der Inverter von einem der Stromanschaltsysteme gestoppt wird, bis der Abnormalitäts-Erkennungszähler auf den vorgegebenen Wert C1 erhöht ist, wenn der Gesamtphasenstrom in dem anderen Stromanschaltsystem immer noch einen Sonderfall bzw. Ausreißer darstellt, wird bestimmt, dass die beiden Stromanschaltsysteme unterschiedliche Fehler aufweisen.
Vorstehend wurde die vorliegende Erfindung im Detail auf der Basis der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben, aber es ist offensichtlich, dass ein Fachmann verschiedene Modifikationen innerhalb der grundlegenden technischen Ideen und Lehren der vorliegenden Erfindung ausführen kann.
Das Steuergerät für einen Motor gemäß der vorliegenden Erfindung ist ebenso anwendbar auf einen Elektromotor, wo die Drei-Phasen-Spulen U, V und W mittels einer Delta-Verbindung verbunden sind, ebenso wie auf einen Elektromotor 130 mit Drei-Phasen-Spulen U, V und W, die sternförmig verbunden sind.
11 veranschaulicht das Layout der Stromstärkesensoren 301 in dem Elektromotor mit deltaförmig verbundenen Drei-Phasen-Spulen U, V und W. In dem veranschaulichen Beispiel gemäß 11 sind die Stromstärkesensoren 301U, 301V und 301W zwischen Ausgabepunkten der Inverter 1A und 1B und Verbindungspunkten der deltaförmig verbundenen Drei-Phasen-Spulen U, V und W bereitgestellt.
Zusätzlich ist das Steuergerät für einen Motor gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar auf eine Vorrichtung, die mit drei oder mehreren Sätzen von Spulen, zusammengesetzt aus Drei-Phasen-Spulen U, V und W, und drei oder mehreren Invertern zum Antreiben der jeweilige Spulensätze ausgestattet ist.
Ferner kann das Steuergerät der vorliegenden Erfindung nicht nur bei dem Elektromotor eingesetzt werden, der eine Lenkunterstützungskraft in einer Elektroservolenkvorrichtung für ein Fahrzeug erzeugt, sondern auch bei verschiedenen Motoren wie einem Motor, der als Aktuator für einen variablen Ventilmechanismus einer Maschine dient, und einen Motor der zum Antreiben einer Pumpe eingesetzt wird.
Zusätzlich, wenn irgendeines der verschiedenen Stromanschaltsysteme einen Fehler aufweist, kann eine Warnvorrichtung wie eine Warnlampe oder ein Summer betätigt werden, um einen Fahrer des Fahrzeugs über eine Abnormalität etc. in einer den Elektromotor umfassenden Elektroservolenkvorrichtung zu informieren.
Bezugszeichenliste

1A: Erster Inverter
1B: Zweiter Inverter
2A: Erster Spulensatz
2B: Zweiter Spulensatz
4: Ausgabespannungs-Berechnungseinheit
5: Motordrehzahl-Berechnungseinheit
6: Zielunterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit
7A: Erste Ausgabepflichtwert-Berechnungseinheit
7B: Zweite Ausgabepflichtwert-Berechnungseinheit
8A: Erste Zwei-auf-Drei-Phasen-Umwandlungseinheit
8B: Zweite Zwei-auf-Drei-Phasen-Umwandlungseinheit
9A: Erste Totzeit-Kompensationseinheit
9B: Zweite Totzeit-Kompensationseinheit
11: Drei-auf-Zwei-Phasen-Umwandlungseinheit
12: Bestimmungseinheit für die Inverterausgabe AN/AUS
13A: Erste Stromanschaltsystem-AN/AUS-Steuereinheit
13B: Zweite Stromanschaltsystem-AN/AUS-Steuereinheit
130: Elektromotor
150: Elektronische Steuereinheit
301UA, 301VA, 301WA, 301UB, 301VB, 301WB: Stromstärkesensor
302: Mikrocomputer
304A, 304B: Stromversorgungrelais
307: Spannungsüberwachungsschaltkreis
UHA, VHA, WHA, UHB, VHB, WHB: hochpotenzialseitiges Schaltelement
ULA, VLA, WLA, ULB, VLB, WLB: niedrigpotenzialseitiges Schaltelement

Claims

Ein Steuergerät für einen Motor, ausgestattet mit einer Vielzahl von Stromanschaltsystemen, die jeweils einen Spulensatz von Spulen entsprechend einer Vielzahl von Phasen und einen Inverter zur Ausgabe eines Stroms an jede der Phasen in dem Spulensatz aufweisen, wobei das Steuergerät umfasst: eine erste Steuereinheit, die eine Abnormalität in jedem der Stromanschaltsysteme erkennt und den Inverter des Stromanschaltsystems mit einer erkannten Abnormalität stoppt; und eine zweite Steuereinheit, die bestimmt, ob eine vorgegebene Zeitdauer abgelaufen ist, nachdem die erste Steuereinheit den Inverter von einem der Stromanschaltsysteme stoppt, und den Betrieb des Inverters des anderen Stromanschaltsystems mit einer innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer erkannten Abnormalität fortsetzt.
Das Steuergerät für einen Motor gemäß Anspruch 1, wobei die erste Steuereinheit Erkennungswerte von in den Spulen des Spulensatzes fließenden Strömen liest, und bestimmt, dass eine Abnormalität in dem Stromanschaltsystem mit dem Spulensatz, wo der Gesamtstrom-Erkennungswert von einem vorgegebenen Bereich abweicht, auftritt.
Das Steuergerät für einen Motor gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Steuereinheit die Erkennung einer Abnormalität in dem anderen Stromanschaltsystem mit der ersten Steuereinheit innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer ungültig macht.
Das Steuergerät für einen Motor gemäß Anspruch 3, wobei die erste Steuereinheit den Inverter des Stromanschaltsystems mit einer erkannten Abnormalität nach der vorgegebenen Zeitdauer stoppt.
Das Steuergerät für einen Motor gemäß Anspruch 3, ferner umfassend eine dritte Steuereinheit, die Erkennungswerte von Strömen, die in den Spulen des Spulensatzes fließen, liest, und ein Kommando empfängt, um den Inverter mit der ersten Steuereinheit zu stoppen, und einen Prozessablauf derart ausführt, dass wenn zwei oder mehrere der Stromanschaltsysteme eine Abnormalität aufweisen, sodass die Gesamtsumme der Ströme in den jeweiligen Phasen von einem vorgegebenen Bereich abweicht, und der Inverter von einem der Stromanschaltsysteme mit der Abnormalität gestoppt wird, wobei die Gesamtsumme der Ströme in den jeweiligen Phasen des anderen Stromanschaltsystems auf einen Normalwert zurückgestellt wird, bestimmt wird, dass ein Kurzschluss zwischen den die Abnormalität aufweisen Stromanschaltsystemen auftritt.
Das Steuergerät für einen Motor gemäß Anspruch 3, ferner umfassend eine vierte Steuereinheit, die Erkennungswerte von Strömen, welche in den Spulen des Spulensatzes fließen, liest, und einen Prozessablauf derart ausführt, dass wenn zwei oder mehrere der Stromanschaltsysteme eine Abnormalität aufweisen, dass die Gesamtsumme der Ströme in den jeweiligen Phasen von einem vorgegebenen Bereich abweicht, und ein zusätzlicher Wert der Gesamtsumme der Ströme in den jeweiligen Phasen der die Abnormalität aufweisenden Stromanschaltsysteme in einen vorgegebenen Bereich fällt, bestimmt wird, dass ein Kurzschluss zwischen den die Abnormalität aufweisenden Stromanschaltsystemen vorkommt.
Das Steuergerät für einen Motor gemäß Anspruch 3, ferner umfassend eine fünfte Steuereinheit, die Erkennungswerte von in den Spulen des Spulensatzes fließenden Strömen liest und ein Kommando zum Stoppen des Inverters mit der ersten Steuereinheit empfängt, und der einen Prozessablauf derart ausführt, dass wenn zwei oder mehrere der Stromanschaltsysteme eine Abnormalität aufweisen, sodass die Gesamtsumme der Ströme in den jeweiligen Phasen von einem vorgegebenen Bereich abweicht, und selbst wenn der Inverter von einem der die Abnormalität aufweisenden Stromanschaltsysteme gestoppt wird, die Gesamtsumme der Ströme in den jeweiligen Phasen des anderen Stromanschaltsystem nicht auf einen Normalwert zurückgestellt wird, bestimmt wird, dass die Stromanschaltsysteme unterschiedliche Abnormalitäten aufweisen.
Das Steuergerät für einen Motor gemäß Anspruch 1, wobei die von der zweiten Steuereinheit referenzierte vorgegebene Zeitdauer auf einer Zeitdauer basiert, ausgehend von dem Zeitpunkt, zu welchen der Inverter gestoppt wird, bis die Ströme in den jeweiligen Phasen stabilisiert sind.
Das Steuergerät für einen Motor gemäß Anspruch 1, wobei die erste Steuereinheit Erkennungswerte von Strömen, die in den Spulen des Spulensatzes fließen, liest, und bestimmt, ob eine Abnormalität auftritt, abhängig von den gelesenen Erkennungswerten der Ströme.
Das Steuergerät für einen Motor gemäß Anspruch 9, ferner umfassend einen Stromstärkesensor zum Erkennen der Stromstärken in den jeweiligen Phasen, welcher an jeder Ausgabe des Inverters angeordnet ist.
Das Steuergerät für einen Motor gemäß Anspruch 1, wobei die erste Steuereinheit den Inverter des Stromanschaltsystems mit der erkannten Abnormalität stoppt und ein Stromversorgungrelais, das zwischen dem gestoppten Inverter und einer Stromquelle angeordnet ist, auf AN hält.
Das Steuergerät für einen Motor gemäß Anspruch 1, wobei ein erstes Stromanschaltsystem und ein zweites Stromanschaltsystem als die Vielzahl von Stromanschaltsystemen bereitgestellt sind, wobei die erste Steuereinheit bestimmt, ob eine Abnormalität in dem zweiten Stromanschaltsystem auftritt, wenn das erste Stromanschaltsystem normal arbeitet, und ebenso bestimmt, ob eine Abnormalität in dem zweiten Stromanschaltsystem auftritt, nach dem eine vorgegebene Zeitdauer ab dem Stoppen des Inverters des ersten Stromanschaltsystems abgelaufen ist.
Das Steuergerät für einen Motor gemäß Anspruch 1, wobei die erste Steuereinheit Erkennungswerte von Strömen liest, die in den Spulen des Spulensatzes bei jedem Stromanschaltsystem fließen, und bestimmt, dass eine Abnormalität in dem Stromanschaltsystem auftritt, wo ein Absolutwert der Gesamtsumme der Ströme in den jeweiligen Phasen höher bleibt als ein vorgegebener Wert (vorgegebener Wert > 0) für eine vorgegebene Zeitdauer.
Das Steuergerät für einen Motor gemäß Anspruch 1, wobei ein erstes Stromanschaltsystem und ein zweites Stromanschaltsystem als die Vielzahl von Stromanschaltsystemen bereitgestellt ist, wobei das Steuergerät ferner eine sechste Steuereinheit aufweist, die ein Kommandosignal zum Stoppen des Inverters mit der ersten Steuereinheit und ein Kommandosignal zum Fortsetzen des Betriebs des Inverters mit der zweiten Steuereinheit empfängt, und einen Prozessablauf derart ausführt, dass wenn der Inverter von dem ersten Stromanschaltsystem oder dem zweiten Stromanschaltsystem gestoppt wird und der Inverter des anderen Stromanschaltsystems weiter in Betrieb bleibt, ein Zieldrehmoment für das andere Stromanschaltsystem im Vergleich zu einem festgelegten Drehmoment, bevor der Inverter des einen Stromanschaltsystems gestoppt wird, erhöht wird.
Ein Steuerverfahren für einen Motor, der mit einer Vielzahl von Stromanschaltsystemen ausgestattet ist, jeweils umfassend einen Spulensatz von Spulen entsprechend einer Vielzahl von Phasen und einen Inverter zur Ausgabe eines Stroms an jede der Phasen in dem Spulensatz, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Bestimmen, ob eine Abnormalität in einem der Stromanschaltsysteme auftritt; Stoppen des Inverters des Stromanschaltsystems mit einer erkannten Abnormalität; und Fortsetzen des Betriebs des Inverters des anderen Stromanschaltsystems mit der erkannten Abnormalität innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums ab dem Stoppen des Inverters.