DE112016004440T5

DE112016004440T5 - Leistungsumsetzer und elektrische lenkhilfevorrichtung

Info

Publication number: DE112016004440T5
Application number: DE112016004440.2T
Authority: DE
Inventors: Shigehisa Aoyagi; Tomonobu Koseki
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-11-05
Filing date: 2016-10-31
Publication date: 2018-06-28
Also published as: KR102066364B1; CN108352802A; JP2017093056A; WO2017077981A1; US20190074790A1; KR20180064456A; US10700627B2; CN108352802B; JP6630539B2

Abstract

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Wechselrichter derart zu steuern, dass in dem Fall eines Zweigfehlers eines Leistungsumsetzers eine Schwankung des Ausgabedrehmoments unterdrückt wird und eine Verringerung einer Gesamtausgabe, die durch den Fehler verursacht wird, durch Aufteilen einer Ausgabe auf mehrere Wechselrichter unterdrückt wird.Ein Leistungsumsetzer gemäß der vorliegenden Erfindung dient zum Antreiben eines redundanten Motors mit einem Paar aus einer ersten und zweiten unabhängigen Spule und der Leistungsumsetzer umfasst: eine erste Wechselrichterschaltung, die mit der ersten Spule verbunden ist; eine zweite Wechselrichterschaltung, die mit der zweiten Spule verbunden ist und unabhängig von der ersten Wechselrichterschaltung vorgesehen ist; und ein erstes Phasenrelais, das zwischen der ersten Wechselrichterschaltung und der ersten Spule vorgesehen ist, wobei dann, wenn irgendeiner von mehreren Zweigen der ersten Wechselrichterschaltung fehlerhaft ist, das erste Phasenrelais eine Leitung zwischen dem fehlerhaften Zweig und der ersten Spule sperrt und der redundante Motor durch Betreiben der zweiten Wechselrichterschaltung und der verbleibenden Zweige der ersten Wechselrichterschaltung angetrieben wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leistungsumsetzer und eine elektrische Lenkhilfevorrichtung, die den Leistungsumsetzer aufweist, und insbesondere auf einen Leistungsumsetzer mit mehreren parallel geschalteten Wechselrichterschaltungen.
Stand der Technik
Ein Leistungsumsetzer wie z. B. ein Wechselrichter steuert einen elektrischen Strom einer mehrphasigen dynamoelektrischen Maschine unter Verwendung eines Pulsbreitenmodulations-Schemas (PWM-Schema). Wenn die dynamoelektrische Maschine ein Dreiphasenmotor ist, wird ein elektrischer Strom der Dreiphasenspule durch Vergleichen von Spannungsbefehlswerten, die an jede der Dreiphasenspulen angelegt werden, und eines Trägersignals, das als eine Referenz der PWM dient, und ein Umschalten eines EIN/AUS-Zustands eines Schaltelements des Dreiphasen-Wechselrichters gesteuert. Ein Ausgabedrehmoment und eine Drehzahl des Dreiphasenmotors werden auf der Basis der Ströme der Dreiphasenspulen auf gewünschte Werte gesteuert.
Ein in der Technik weit verbreiteter Dreiphasen-Wechselrichter umfasst drei Schenkel, wobei obere und untere Zweige unter Verwendung eines Paares von vertikal in Reihe geschalteten Schaltelementen gebildet sind und ein Paar der Zweige einen einzelnen Schenkel bildet. Ein einzelner Schenkel entspricht einer der drei Phasen, und die drei Schenkel, die den drei Phasen entsprechen, weisen eine Phasendifferenz auf, die auf einen elektrischen Winkel von 120° eingestellt ist, und werden so gesteuert, dass sie eine Wechselspannung und einen Wechselstrom eines einzelnen Zyklus (mit einem elektrischen Winkel von 360°) ausgeben.
Wenn in dem Dreiphasen-Wechselrichter ein Fehler auftritt, wird in den Zweigen ein Kurzschluss oder eine offene Schaltung erzeugt. Die Fehler bedeuten, ob der Schaltelementzustand für den fehlerhaften Zweig nach dem Fehler kurzgeschlossen oder eine offen Schaltung ist. Im Fall der offenen Schaltung ist es schwierig, den fehlerhaften Zweig einzuschalten und eine gewünschte Spannung anzulegen. Im Vergleich dazu ist in dem Zustand des Kurzschlusses der fehlerhafte Zweig zu allen Zeiten eingeschaltet. Daher ist es schwierig, den fehlerhaften Zweig auszuschalten, und ein regenerativer Strom fließt abhängig von einer Phase des Rotors des Motors. Infolgedessen wird ein Bremsdrehmoment in dem Motor erzeugt.
Der Stand der Technik 1 von PTL 1 erörtert ein Problem in Bezug auf ein Bremsdrehmoment eines fehlerhaften Kanals in einem Wechselrichter und einen Motor mit mehreren Kanälen. Als eine Lösung führt PTL 1 ein Verfahren zum Ansteuern nicht fehlerhafter Kanäle ein, um ein Bremsdrehmoment durch Setzen aller Phasen der fehlerhaften Kanäle auf AUS zu reduzieren.
Entgegenhaltungsliste
Patentdokument(e)
PTL 1: JP 2011-078230 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
PTL 1 erörtert eine Technik zum Aufheben des Bremsdrehmoments, das erzeugt wird, durch Setzen aller Phasen des fehlerhaften Kanals auf AUS unter Verwendung eines Drehmoment- oder Strombefehlswerts, der durch Invertieren des Bremsdrehmoments in dem nicht fehlerhaften Kanal erhalten wird. Unter der Annahme, dass eine obere Grenze des Drehmoments, das von einem einzelnen Kanal ausgegeben werden kann, auf 100 % gesetzt ist, erzeugt ein einzelner Kanal zwei Kanalausgaben einschließlich des fehlerhaften Kanals, so dass zwei Kanäle eine maximale Ausgabe von 50 % ergeben. Zusätzlich wird in einigen Fällen eine Gesamtausgabe von zwei Kanälen abhängig von einem Bremsdrehmoment-Erzeugungsbetrag niedriger als 50 %. Wenn es erwünscht ist, eine Drehmomentausgabe von 50 % zu erhalten, tritt nachteiligerweise eine Drehmomentschwankung auf. Dieses Problem wird im Stand der Technik nicht diskutiert. Das heißt, in dem Verfahren des Standes der Technik 1 ist es dann, wenn der Wechselrichter unter Verwendung mehrerer Kanäle angesteuert wird, schwierig, sowohl eine Unterdrückung des in dem fehlerhaften Kanal erzeugten Bremsdrehmoments als auch die Ausgaben von N Kanälen (100 × (N - 1)/N) [%] (wobei „N“ eine ganze Zahl gleich oder größer als „2“ ist) zu erzielen.
Im Hinblick auf die oben erwähnten Probleme besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, einen Wechselrichter derart zu steuern, dass im Fall eines Zweigfehlers des Leistungsumsetzers eine Schwankung des Ausgabedrehmoments unterdrückt wird und eine Verringerung der Gesamtausgabe, die durch den Fehler verursacht wird, durch Aufteilen der Ausgabe auf mehrere Wechselrichter unterdrückt wird.
Lösung für das Problem
Ein Leistungsumsetzer gemäß der vorliegenden Erfindung dient zum Antreiben eines redundanten Motors mit einem Paar aus einer ersten und zweiten unabhängigen Spule, und der Leistungsumsetzer umfasst: eine erste Wechselrichterschaltung, die mit der ersten Spule verbunden ist; eine zweite Wechselrichterschaltung, die mit der zweiten Spule verbunden ist und unabhängig von der ersten Wechselrichterschaltung vorgesehen ist; und ein erstes Phasenrelais, das zwischen der ersten Wechselrichterschaltung und der ersten Spule vorgesehen ist, wobei dann, wenn irgendeiner von mehreren Zweigen der ersten Wechselrichterschaltung fehlerhaft ist, das erste Phasenrelais eine Leitung zwischen dem fehlerhaften Zweig und der ersten Spule sperrt und der redundante Motor durch Betreiben der zweiten Wechselrichterschaltung und der verbleibenden Zweige der ersten Wechselrichterschaltung angetrieben wird.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der Erfindung ist es möglich, den Wechselrichter derart zu steuern, dass im Falle eines Zweigfehlers des Leistungsumsetzers eine Schwankung des Ausgabedrehmoments unterdrückt wird und eine durch den Fehler verursachte Reduzierung einer Gesamtleistung durch Aufteilen der Ausgabe auf mehrere Wechselrichter unterdrückt wird.
Figurenliste

[1] 1 zeigt eine Gesamtkonfiguration gemäß einer ersten Ausführungsform.
[2] 2 zeigt eine Schaltungskonfiguration eines Wechselrichters.
[3] 3 zeigt Ausgabevektoren des Wechselrichters.
[4] Fig. 4 zeigt einen Ausgabevektor des Wechselrichters im Fall eines Fehlers in einer einzigen Phase.
[5] 5 zeigt Wechselrichterausgaben von zwei Kanälen.
[6] 6 zeigt eine Gesamtkonfiguration gemäß einer zweiten Ausführungsform.
[7] 7 zeigt Wechselrichterausgaben von „n“ Kanälen.
[8] 8 zeigt eine Konfiguration gemäß einer dritten Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen
Ein Leistungsumsetzer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass in jeder Zeichnung gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und diese nicht wiederholt beschrieben werden.
(Erste Ausführungsform)
1 zeigt eine Gesamtkonfiguration mit einem Leistungsumsetzer und einer dynamoelektrischen Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird angenommen, dass eine Wechselrichterschaltung als Leistungsumsetzer beispielhaft zwei Kanäle aufweist. Die Erfindung kann jedoch gleichermaßen auf mehrere „N“ Kanäle angewendet werden (wobei „N“ eine ganze Zahl größer oder gleich „2“ ist).
Ein Motor 1 von 1 weist ein Paar aus einer unabhängigen ersten und zweiten Spule 11 und 12 auf. Der Motor 1 weist einen Magnetkreis auf, der sich einen einzelnen Rotor mit Statoren teilt.
Ein erster Wechselrichter 21 ist mit der ersten Spule 11 verbunden. Ein zweiter Wechselrichter 22 ist mit der zweiten Spule 12 verbunden. Der erste und der zweite Wechselrichter 21 und 22 werden auf der Grundlage eines von einem Steuermittel 3 ausgegebenen Ansteuersignals angesteuert. Zudem sind der erste und der zweite Wechselrichter 21 und 22 parallel mit einer Gleichstromleistungsquelle 4 verbunden. Der erste und der zweite Wechselrichter 21 und 22 setzen einen Gleichstrom, der von der Gleichstromleistungsquelle 4 eingespeist wird, in einen Wechselstrom um und geben den Wechselstrom an den Motor 1 aus.
2 zeigt Schaltungskonfigurationen des ersten und des zweiten Wechselrichters 21 und 22. Hier sind der erste und der zweite Wechselrichter 21 und 22 gemeinsam als ein Wechselrichter 2 dargestellt, da sie die gleiche Schaltungskonfiguration haben. Der Wechselrichter 2 von 2 enthält Hauptschaltungen des ersten und zweiten Wechselrichters 21 und 22.
Der Wechselrichter 2 empfängt einen Gleichstrom von dem positiven und dem negativen Eingang P und N und gibt einen Dreiphasen-Wechselstrom einschließlich einer U-Phasen-Ausgabe UI, einer V-Phasen-Ausgabe VI und einer W-Phasen-Ausgabe WI aus. Der U-Phasen-Ausgang UI ist mit dem oberen und dem unteren Zweig Sup und Sun verbunden. Der V-Phasen-Ausgang VI ist mit dem oberen und dem unteren Zweig Svp und Svn verbunden. Der W-Phasen-Ausgang WI ist mit dem oberen und dem unteren Zweig Swp und Swn verbunden.
Der Wechselrichter 2 ist über ein Phasenrelais 23 mit dem Motor 1 verbunden. Das Phasenrelais 23 umfasst ein U-Phasen-Relais RLYU, das mit dem U-Phasen-Ausgang UI verbunden ist, ein V-Phasen-Relais RLYV, das mit dem V-Phasen-Ausgang VI verbunden ist. und ein W-Phasen-Relais RLYW, das mit dem W-Phasen-Ausgang WI verbunden ist. Das Phasenrelais 23 kann ein mechanisches Kontaktrelais oder ein elektronisches kontaktloses Relais, das ein Schaltelement verwendet, umfassen. Dieses Phasenrelais 23 wird bei einem Fehler des Wechselrichters 2 oder des Motors 1 geöffnet, um die Erzeugung eines Bremsdrehmoments in dem Motor 1 zu unterdrücken.
Die Steuermittel 3 von 1 bestimmen eine Ausgabe zum Steuern eines Drehmoments und einer Drehzahl des Motors 1 auf der Grundlage eines Detektionswerts der Stromstärke, die durch die erste und die zweite Spule 11 und 12 des Motors 1 fließt, und Phaseninformationen des Rotors des Motors 1. Außerdem erzeugen die Steuermittel 3 ein Ansteuersignal zum Ansteuern von Schaltelementen des ersten und des zweiten Wechselrichters 21 und 22. Dieses Ansteuersignal ist ein Wechselstromsignal mit einem Spannungsbefehlswert oder einem Stromstärkebefehlswert mit einer gewünschten Ansteuerwellenform und ist als ein Schaltsignal mit binären Werten EIN und AUS des Wechselrichterelements durch PWM-Modulation eines Trägersignals gegeben.
Hier kann ein Stromstärkewert des Motors 1 unter Verwendung irgendeines der Verfahren zum Implementieren einer Dreiphasenstromstärke aus einem Stromstärkewert, der zu einem Phasenstromstärkesensor, der den Dreiphasenstromstärkewert detektiert, oder einem zwischen der Gleichstromleistungsquelle 4 und dem ersten und dem zweiten Wechselrichter 21 und 22 (N1 und N2) in Reihe geschalteten Nebenschlusswiderstand fließt. Zusätzlich können Detektionsmittel der Phaseninformationen des Rotors des Motors 1 einen Drehmelder, einen Riesenmagnetowiderstands-Sensor (GMR-Sensor), einen Tunnelmagnetowiderstands-Sensor (TMR-Sensor), einen Codierer, eine Hall-IC und dergleichen umfassen. Alternativ können die Detektionsmittel eine Phasenschätzmittel umfassen, die auf einer sogenannten drehpositionssensorlosen Steuerung basieren, die eine von dem Motor 1 erzeugte Spannung oder eine Ortsabhängigkeit des Rotors verwendet.
3 zeigt Ausgabevektoren des Wechselrichters 2. Die Dreiphasen-Ausgangsvektoren werden gesteuert, um eine Spannung mit einer Phase von 120° (elektrischer Winkel) auszugeben. Die Ausgabevektoren umfassen Vektoren V1 bis V6 und Vektoren V0 bis V7, die in Formel 1 ausgedrückt sind. Zum Beispiel ist der Vektor V1 in Formel 1 als „V (1, 0, 0)“ definiert und dies bedeutet, dass ein U-Phasen-Oberzweig eingeschaltet ist und die Unterzweige der V-Phase und der W-Phase eingeschaltet sind. Hier wird der Ausgabevektor Vn in der Reihenfolge der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase ausgedrückt, der EIN-Zustand des Oberzweigs wird mit „1“ bezeichnet und der AUS-Zustand des Oberzweigs wird mit „O“ bezeichnet. In diesem Fall wird der AUS-Zustand des Unterzweigs mit „O“ bezeichnet und ein EIN-Zustand des Unterzweigs mit „1“ bezeichnet. Außerdem wird angenommen, dass eine Totzeit vernachlässigbar ist.
Auf diese Weise kann ein rotierendes Magnetfeld des Motors 1 erzeugt werden, indem der Ausgabevektor innerhalb eines Phasenbereichs von „a“ bis „f“, der durch sechsfaches Teilen von 360° durch einen Winkel von 60° erhalten wird, gesteuert wird. ${\begin{array}{l} V_{0} = V (0,0,0) \\ V_{1} = V (1,0,0) \\ V_{2} = V (1,1,0) \\ V_{3} = V (0,1,0) \\ V_{4} = V (0,1,1) \\ V_{5} = V (0,0,1) \\ V_{6} = V (1,0,1) \\ V_{7} = V (1,1,1) \end{array}$
4 zeigt einen Fall, in dem einer des oberen und unteren Zweigs der W-Phase versagt oder es schwierig ist, den W-Phasen-Ausgabevektor durch Ausschalten des W-Phasen-Relais RLYW des Phasenrelais 23 zu erzeugen. Aufgrund eines Fehlers der W-Phase wird es schwierig, den Vektor V5 auszugeben. Zusätzlich ist es schwierig, einen Ausgabevektor innerhalb der Abschnitte „d“ und „e“ mit einem Bereich von 120° in 4 zu erzeugen.
5 zeigt Phasen des Ausgabevektors. Im Fall des W-Phasenfehlers in 4 ist die Ausgabe in den Abschnitten „d“ und „e“ des Phasenbereichs nicht zulässig und die Ausgabe ist in den verbleibenden Abschnitten „a“, „b“, „c“ und „f“ zulässig. In 5 wird angenommen, dass der Kanal A ein fehlerhafter W-Phasen-Kanal ist und der Kanal B ein normaler Kanal ist. Es ist zu beachten, dass einer der Kanäle A und B der Wechselrichter 21 von 1 ist und der andere Kanal der Wechselrichter 22 ist.
Der fehlerhafte Kanal „A“ gibt einen Ausgabewert H aus, gibt aber in den Abschnitten „d“ und „e“ mit einem Bereich von 120° aufgrund eines W-Phasen-Fehlers keinen Wert aus oder gibt null aus. Im Vergleich dazu wird in dem normalen Kanal „B“ ein Ausgabewert Δt über einen Bereich von 360° ausgegeben und ein Ausgabewert (H + Δt), der durch Addieren des Ausgabewerts H erhalten wird, innerhalb des Bereichs von 120° (einschließlich der Abschnitte „d“ und „e“), in dem die Ausgabe in dem Kanal A nicht zulässig ist, ausgegeben. Als Ergebnis wird eine Gesamtausgabe der Kanäle „A“ und „B“ als eine Ausgabe (H + Δt) über alle Abschnitte ausgedrückt.
Der Ausgabewert Δt wird erhalten, um die folgende Formel 2 zu erfüllen, wenn ein Durchschnittswert eines Einphasenzyklus kleiner oder gleich dem Maximalwert H zu einer normalen Zeit ist. $\begin{array}{l} (H + Δ t) \cdot \frac{2}{6} + Δ t \cdot \frac{4}{6} \leq H \cdot \frac{6}{6} \\ \begin{array}{l} Δ t \leq \frac{2}{3} \cdot H \\ Δ t \leq H \cdot 66.7 % \end{array} \end{array}$
Durch Einstellen der Ausgabe (H + Δt) von Formel 2, um die obere Grenze der zulässigen Stromstärke des Schaltelements nicht zu überschreiten, ist es möglich, die Gesamtausgabe (H + Δt) über einen Bereich von 360° auszugeben und gleichzeitig eine Schwankung zu unterdrücken. Als Ergebnis ist es möglich, die Steuerung durchzuführen und gleichzeitig eine Schwankung des Ausgabedrehmoments des Motors 1 zu unterdrücken.
Wie oben beschrieben steuert der Leistungsumsetzer gemäß der ersten Ausführungsform den U-Phasen- und V-Phasen-Zweig in dem Kanal „A“, die nicht fehlerhaft sind, durch Ausschalten des Phasenrelais RLYW, das mit dem W-Phasen-Zweig verbunden ist, selbst dann, wenn der W-Phasen-Zweig des Kanals „A“ fehlerhaft ist. Eine Ausgabe der fehlerhaften Phase, bei der ein Fehler in dem W-Phasen-Zweig des Kanals „A“ auftritt, wird in Kooperation mit dem normalen Kanal „B“ kompensiert, um eine Drehmomentschwankung zu unterdrücken. Als Ergebnis ist es möglich, eine Verringerung der Ausgabe an den Motor zu unterdrücken und gleichzeitig ein in dem fehlerhaften Kanal erzeugtes Bremsdrehmoment zu unterdrücken.
(Zweite Ausführungsform)
6 zeigt eine Gesamtkonfiguration eines Leistungsumsetzers mit „n“ Kanälen (wobei „n“ eine ganze Zahl größer oder gleich „2“ bezeichnet). Gemäß der zweiten Ausführungsform sind die Wechselrichter 21, 22, ..., 2n der „n“ Kanäle parallel geschaltet und die erste Spule 11, die zweite Spule 12, und die (n)-te Spule 1n sind in dem Motor 1 unabhängig voneinander gewickelt. In diesem Fall kann die Wechselrichterausgabe jedes Kanals wie in 7 ausgedrückt werden.
Wenn irgendeiner der Wechselrichter 21, 22, ..., 2n fehlerhaft ist und die Ausgabe des fehlerhaften Kanals den verbleibenden Kanälen (n-1) zugewiesen wird, wird eine jedem Kanal hinzugefügte Zuweisung so bestimmt, dass sie die Formel 3 erfüllt. $\sum_{k = 1}^{n - 1} (\frac{1}{n - 1} \cdot H) = H$
Unter der Annahme, dass jede Ausgabe der (n-1) nicht fehlerhaften Kanäle mit „Δt_k“ bezeichnet ist, können die Zuweisung und die Summe von Formel 3 als Formel 4 ausgedrückt werden. $Δ t_{k} + \frac{1}{n - 1} \cdot H$
Als Ergebnis kann eine durchschnittliche Ausgabe über einen elektrischen Winkel von 360° Formel 5 erfüllen. $\begin{matrix} (Δ t_{k} + \frac{H}{n - 1}) \cdot \frac{2}{6} + Δ t_{k} \cdot \frac{4}{6} \leq H \cdot \frac{6}{6} & ∴ Δ t_{k} \leq \frac{3 n - 4}{3 n - 3} \cdot H (n \geq 2) \end{matrix}$
Das heißt, es ist möglich, jede Ausgabe "Δt_k zu erhöhen und gleichzeitig eine Belastung jedes Kanals zu unterdrücken. Als Ergebnis ist es möglich, eine Belastung jedes Wechselrichters in den „n“ Kanälen zu reduzieren und eine Gesamtausgabe für eine lange Zeit zu erhöhen.
(Dritte Ausführungsform)
8 zeigt eine elektrische Lenkhilfevorrichtung zum Lenken einer Fahrzeugfahrtrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die elektrische Lenkhilfevorrichtung weist den Leistungsumsetzer 101 der zuvor erwähnten Ausführungsform auf.
Wenn ein Fahrer ein Lenkrad 201 betätigt, wird sein Lenkdrehmoment durch einen Drehmomentsensor 202 detektiert. Auf der Grundlage dieses Lenkdrehmoments treibt der Leistungsumsetzer 101 den Motor 102 an. Ein von dem Motor 102 bewirktes elektrisches Unterstützungsdrehmoment wird in einen Lenkunterstützungsmechanismus 203 eingespeist, um einen Lenkmechanismus 204 in Zusammenwirkung mit dem Lenkdrehmoment von dem Fahrer anzutreiben. Als Ergebnis werden die Reifen 205 gesteuert, um eine Fahrzeugfahrtrichtung zu steuern.
In der elektrischen Lenkhilfevorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform wird eine Drehmomentschwankung in dem Motor unterdrückt, indem ein fehlendes Drehmoment auf die verbleibenden Kanäle verteilt ausgegeben wird, wenn ein Fehler in einem einzelnen Kanal des Leistungsumsetzers 101 mit mehreren Kanalwechselrichterschaltungen auftritt. Als Ergebnis ist es möglich, den Motor 102 mit hoher Leistung anzutreiben und eine elektrische Unterstützungslenkkraft in Abhängigkeit von einer Betätigungsänderung des Lenkrads 201 sanft zu erzeugen.
Bezugszeichenliste

1: Motor
11: Erste Spule
12: Zweite Spule
2.: Wechselrichter
21: Wechselrichter
22: Wechselrichter
23: Phasenrelais
4: Gleichstromleistungsquelle
100: Motorantriebssystem
101: Leistungsumsetzer
102: Motor
201: Lenkrad
202: Drehmomentsensor
203: Lenkunterstützungsmechanismus
204: Lenkmechanismus
205: Reifen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2011078230 A [0006]

Claims

Leistungsumsetzer zum Antreiben eines redundanten Motors mit einem Paar aus einer ersten und zweiten unabhängigen Spule, wobei der Leistungsumsetzer umfasst: eine erste Wechselrichterschaltung, die mit der ersten Spule verbunden ist; eine zweite Wechselrichterschaltung, die mit der zweiten Spule verbunden ist und unabhängig von der ersten Wechselrichterschaltung vorgesehen ist; und ein erstes Phasenrelais, das zwischen der ersten Wechselrichterschaltung und der ersten Spule vorgesehen ist, wobei dann, wenn irgendeiner von mehreren Zweigen der ersten Wechselrichterschaltung fehlerhaft ist, das erste Phasenrelais eine Leitung zwischen dem fehlerhaften Zweig und der ersten Spule sperrt und der redundante Motor durch Betreiben der zweiten Wechselrichterschaltung und der verbleibenden Zweige der ersten Wechselrichterschaltung angetrieben wird.
Leistungsumsetzer nach Anspruch 1, wobei eine Verringerung einer Ausgabe des fehlerhaften Zweigs durch Betreiben der zweiten Wechselrichterschaltung kompensiert wird.
Leistungsumsetzer nach Anspruch 2, wobei eine Gesamtausgabe der ersten Wechselrichterschaltung und der zweiten Wechselrichterschaltung in einem normalen Zustand über einen Phasenbereich von 360° (elektrischer Winkel) nahezu konstant ist.
Leistungsumsetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Wechselrichterschaltung bei einer vorbestimmten Drehphase im Wesentlichen null ausgibt und die zweite Wechselrichterschaltung so betrieben wird, dass eine durchschnittliche Ausgabe bei der vorbestimmten Drehphase größer ist als eine durchschnittliche Ausgabe bei anderen Phasen als der vorbestimmten Drehphase.
Leistungsumsetzer nach Anspruch 4, wobei die vorbestimmte Drehphase ein elektrischer Winkel von 120° ist.
Leistungsumsetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Ausgabe der zweiten Wechselrichterschaltung derart eingestellt ist, dass ein Wert, der durch Integrieren der Ausgabe über einen Phasenbereich von 360° (elektrischer Winkel) erhalten wird, kleiner oder gleich einem Wert ist, der durch Integrieren einer 100%-Ausgabe der zweiten Wechselrichterschaltung über einen Phasenbereich von 360° (elektrischer Winkel) erhalten wird, und ein Stromstärkewert der Ausgabe eine obere Grenze einer zulässigen Stromstärke eines Schaltelements der zweiten Wechselrichterschaltung nicht überschreitet.
Leistungsumsetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei mehrere zweite Wechselrichterschaltungen vorgesehen sind.
Leistungsumsetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Fehler ein Kurzschlussfehler ist.
Elektrische Lenkhilfevorrichtung, die umfasst: den Leistungsumsetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 8; und einen Lenkmechanismus zum Ausführen einer Lenkung in Abhängigkeit von einer Lenkbetätigungsänderung eines Lenkrads.