DE112019006013T5

DE112019006013T5 - Leistungswandler, antrieb und servolenkvorichtung

Info

Publication number: DE112019006013T5
Application number: DE112019006013.9T
Authority: DE
Inventors: Kaori Nabeshi; Takashi Kitamura
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2021-08-19
Also published as: US11533014B2; CN113169545A; CN113169545B; JPWO2020116210A1; WO2020116210A1; JP7424312B2; US20220060136A1

Abstract

Eine Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung dient zum Umwandeln von Leistung von einer Leistungsquelle in Leistung, die einem Motor zugeführt werden soll, der einen Wicklungsdraht mit n Phasen aufweist (wobei n eine Ganzzahl gleich 3 oder mehr ist), und ist mit Folgendem versehen: einem Inverter, der mit einer Mehrzahl von Schalterelementen versehen ist, die mit dem Wicklungsdraht verbunden sind; einer Steuereinheit, die einen Betrieb jedes der Schalterelemente des Inverters steuert; und einer Fehlererfassungseinheit, die ein Anzeichen eines Fehlers eines Antriebssystems erfasst, das von der Leistungsquelle bis zu dem Motor reicht, wobei, wenn das Anzeichen des Fehlers durch die Fehlererfassungseinheit erfasst wird, das Steuersystem, während dem Motor Leistung zugeführt wird, das Vorliegen des Fehlers des Antriebssystems bestätigt durch Bewirken, dass der Inverter einen Betrieb ausführt, der durchgeführt werden soll, wenn ein Fehler aufgetreten ist.

Description

[Gebiet der Erfindung]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Leistungswandler, einen Antrieb und eine Servolenkvorrichtung.
[Hintergrundtechnik]
Herkömmlicherweise ist ein Invertertreibersystem bekannt, das Leistung eines Motors durch zwei Inverter umwandelt. Außerdem ist ein Invertertreibersystem bekannt, bei dem Inverter mit beiden Enden jeder Wicklung des Motors verbunden sind, um Leistung unabhängig an jede Wicklung zu liefern.
Beispielsweise offenbart das Patentdokument 1 einen Leistungswandler mit zwei Invertereinheiten. Im Patentdokument 1 wird eine Störung (oder Ausfall) an einem Schaltelement durch eine Störungserfassungseinrichtung erfasst. Dann wird, wenn eine Störung an dem Schaltelement auftritt, um den Dreh-Elektromotor (Motor) weiterhin anzutreiben, eine An/Aus-Betriebssteuerung des Schaltelements von der Steuerung in dem Normalzustand in die Steuerung in dem gestörten Zustand umgeschaltet und der Dreh-Elektromotor wird angetrieben.
[Dokumente des Stands der Technik]
[Patentdokument]
Patentdokument 1: JP 2014-192950 A
[Zusammenfassung der Erfindung]
[Durch die Erfindung zu lösende Probleme]
Bei der herkömmlichen Vorrichtung kann jedoch während der Diagnose zum Identifizieren eines fehlerbehafteten Teils ein Drehmomentverlust auftreten. Deshalb besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Drehmomentverlust zu dem Zeitpunkt einer Diagnose zum Identifizieren eines fehlerbehafteten Teils zu vermeiden.
[Mittel zum Lösen der Probleme]
Ein Aspekt eines Leistungswandlers gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Leistungswandler, der Leistung von einer Leistungsquelle in Leistung umwandelt, die an einen Motor mit n-Phasen-Wicklungen (wobei n eine Ganzzahl gleich 3 oder mehr ist) geliefert werden soll. Der Leistungswandler umfasst einen Inverter (oder Wechselrichter) mit einer Mehrzahl von Schalterelementen, die mit den Wicklungen verbunden sind; eine Steuereinheit, die einen Betrieb jedes der Schalterelemente für den Inverter steuert; und eine Störungserfassungseinheit, die ein Anzeigen einer Störung (bzw. eines Ausfalls) in einem Antriebssystem erfasst, das von der Leistungsquelle bis zu dem Motor reicht. Wenn ein Anzeichen einer Störung durch die Störungserfassungseinheit erfasst wird, prüft die Steuereinheit das Vorliegen oder die Abwesenheit einer Störung in dem Antriebssystem, während Leistung an den Motor geliefert wird, durch Bewirken, dass der Inverter einen Betrieb für eine Störung durchführt. Ferner umfasst ein Aspekt eines Antriebs gemäß der vorliegenden Erfindung den oben beschriebenen Leistungswandler und einen Motor, an den die Leistung, die durch den Leistungswandler umgewandelt wird, geliefert wird.
Ferner umfasst ein Aspekt einer Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung den oben beschriebenen Leistungswandler, einen Motor, an den die Leistung geliefert wird, die durch den Leistungswandler umgewandelt wird, und einen Servolenkmechanismus, der durch den Motor angetrieben werden soll.
[Auswirkungen der Erfindung]
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Drehmomentverlust zu dem Zeitpunkt einer Diagnose zum Identifizieren eines fehlerbehafteten Teils zu vermeiden.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das eine Schaltungskonfiguration einer Motorantriebseinheit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel schematisch zeigt.
2 ist ein Diagramm, das den Betrieb der Motorantriebseinheit in dem Normalzustand zeigt.
3 ist ein Diagramm, das Stromwerte zeigt, die in dem Normalzustand durch die Spulen jeweiliger Phasen des Motors fließen.
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsvorgang zeigt, der durch eine Steuereinheit zum Erfassen einer Störung ausgeführt wird.
5 ist ein Diagramm, das eine Ausgabeanpassung während eines temporären Antriebs zeigt.
6 ist ein Diagramm, das eine Entsprechungsbeziehung zwischen Fehlfunktionserfassung und Antriebsmustern zeigt.
7 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem Muster 1 eines Störungsmusters auftritt.
8 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem in einen Brandausbreitungsverhinderungszustand eingetreten wurde.
9 ist ein Diagramm, das einen Zustand eines temporären Antriebs zeigt, wenn das Störungsmuster Muster 1 ist.
10 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem Muster 2 eines Störungsmusters auftritt.
11 ist ein Diagramm, das einen Zustand eines temporären Antriebs zeigt, wenn das Störungsmuster Muster 2 ist.
12 ist ein Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel einer Nullpunktbildung in einem Inverter zeigt.
13 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem Muster 3 eines Störungsmusters auftritt.
14 ist ein Diagramm, das einen Zustand eines temporären Antriebs zeigt, wenn das Störungsmuster Muster 3 ist.
15 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem Muster 4 eines Störungsmusters auftritt.
16 ist ein Diagramm, das einen Zustand eines temporären Antriebs zeigt, wenn das Störungsmuster Muster 4 ist.
17 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem Muster 5 eines Störungsmusters auftritt.
18 ist ein Diagramm, das einen Zustand eines temporären Antriebs zeigt, wenn das Störungsmuster Muster 5 ist.
19 ist ein Diagramm, das Stromwerte zeigt, die bei einem Zweiphasenantrieb durch die Spulen jeweiliger Phasen eines Motor fließen.
20 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem Muster 6 einer Störung auftritt.
21 ist ein Diagramm, das einen Zustand eines temporären Antriebs zeigt, wenn das Störungsmuster Muster 6 ist.
22 ist ein Diagramm, das schematisch eine Hardware-Ausbildung einer Motorantriebseinheit zeigt.
23 ist ein Diagramm, das schematisch eine Hardware-Ausbildung einer ersten Befestigungsplatine und einer zweiten Befestigungsplatine zeigt.
24 ist ein Diagramm, das schematisch ein modifiziertes Beispiel einer Hardware-Ausbildung einer Befestigungsplatine zeigt.
25 ist ein Diagramm, das schematisch eine Ausbildung einer Servolenkvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.

[Ausführungsbeispiele zur Ausführung der Erfindung]
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele eines Leistungswandlers, eines Antriebs und einer Servolenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben. Um jedoch zu vermeiden, dass die folgende Beschreibung unnötig redundant wird, und um ein Verständnis für Fachleute auf diesem Gebiet einfacher zu machen, kann eine mehr als nötig detaillierte Beschreibung weggelassen werden. Eine detaillierte Beschreibung eines bekannten Gegenstands oder eine redundante Beschreibung einer im Wesentlichen gleichen Ausbildung beispielsweise kann weggelassen sein.
In der vorliegenden Beschreibung werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung beschrieben, indem ein Leistungswandler als Beispiel herangezogen wird, der elektrische Leistung von einer Leistungsquelle in elektrische Leistung umwandelt, die an einen Dreiphasenmotor mit Drei-Phasen-Wicklungen (manchmal „Spulen“ genannt) (U-Phase, V-Phase, W-Phase) geliefert werden soll. Ein Leistungswandler jedoch, der elektrische Leistung von einer Leistungsquelle in Leistung umwandelt, die an einen n-Phasen-Motor mit n-Phasen-Wicklungen (wobei n eine Ganzzahl gleich 4 oder mehr ist) geliefert wird, wie zum Beispiel vier Phasen oder fünf Phasen, befindet sich ebenso innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung. (Struktur der Motorantriebseinheit 1000) 1 ist ein Diagramm, das schematisch eine Schaltungskonfiguration einer Motorantriebseinheit 1000 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
Die Motorantriebseinheit 1000 umfasst Inverter 111 und 112, Nullpunkt-Relaisschaltungen 121 und 122, einen Motor 200, Steuerschaltungen 301 und 302, Inverter-Treiberschaltungen 311 und 312 und Schalter-Treiberschaltungen 313 und 314.
In der vorliegenden Beschreibung wird die Motorantriebseinheit 1000 mit dem Motor 200 als Komponente beschrieben. Die Motorantriebseinheit 1000 mit dem Motor 200 entspricht einem Beispiel eines Antriebs der vorliegenden Erfindung. Die Motorantriebseinheit 1000 könnte jedoch eine Vorrichtung zum Antreiben des Motors 200 sein, die den Motor 200 selbst als Komponente nicht beinhaltet. Die Motorantriebseinheit 1000 ohne den Motor 200 entspricht einem Beispiel eines Leistungswandlers der vorliegenden Erfindung.
Der Motor 200 ist beispielsweise ein Drei-Phasen-AC-Motor. Der Motor 200 weist eine U-Phase-, V-Phase- und W-Phase-Spule auf. Das Wicklungsverfahren der Spule ist beispielsweise konzentrierte Wicklung oder verteilte Wicklung.
Die Motorantriebseinheit 1000 ist mit Leistungsquellen verbunden. Die Leistungsquellen umfassen eine erste Leistungsquelle 403 und eine zweite Leistungsquelle 404, die jeweils unabhängig sind. Die Leistungsquellen 403 und 404 erzeugen eine vorbestimmte Leistungsquellenspannung (beispielsweise 12 V). Eine DC-Leistungsquelle wird beispielsweise als jede der Leistungsquellen 403 und 404 verwendet. Jede der Leistungsquellen 403 und 404 könnte jedoch ein AC-DC-Wandler oder ein DC-DC-Wandler sein oder könnte eine Batterie (Speicherbatterie) sein. In 1 sind die erste Leistungsquelle 403 für den ersten Inverter 111 und die zweite Leistungsquelle 404 für den zweiten Inverter 112 als Beispiele gezeigt, die Motorantriebseinheit 1000 könnte jedoch mit einer einzelnen Leistungsquelle verbunden sein, die gemeinschaftlichen durch den ersten Inverter 111 und den zweiten Inverter 112 verwendet wird. Ferner kann die Motorantriebseinheit 1000 im Inneren eine Leistungsquelle aufweist.
Die zwei Inverter 111 und 112, die in der Motorantriebseinheit 1000 beinhaltet sind, sind mit der gemeinsamen Masse verbunden. Deshalb kann der Strom, der von den beiden Leistungsquellen 403 und 404 geliefert wird, von beiden Seiten der beiden Inverter 111 und 112 zu der Masse fließen.
Die Motorantriebseinheit 1000 umfasst einen Kondensator 105. Der Kondensator 105 ist ein sogenannter Glättungskondensator, der die Leistungsquellenspannung stabilisiert und Drehmomentwelligkeit unterdrückt, indem der Rückführstrom, der durch den Motor 200 erzeugt wird, absorbiert wird. Der Kondensator 105 ist beispielsweise ein Elektrolysekondensator und die Kapazität und die Anzahl von Kondensatoren, die verwendet werden sollen, werden geeignet gemäß den Entwurfsspezifikationen und dergleichen bestimmt.
Die Motorantriebseinheit 1000 kann die Leistung von den Leistungsquellen 403 und 404 durch die beiden Inverter 111 und 112 in die Leistung umwandeln, die an den Motor 200 geliefert werden soll. Beispielsweise kann die Motorantriebseinheit 1000 DC-Leistung in Drei-Phasen-AC-Leistung umwandeln, die Pseudo-Sinus-Wellen einer U-Phase, V-Phase und W-Phase ist.
Von den beiden Invertern 111 und 112 ist der erste Inverter 111 mit einen Enden 210 der Spulen des Motors 200 verbunden und ist der zweite Inverter 112 mit den anderen Enden 220 der Spulen des Motors 200 verbunden. In der vorliegenden Beschreibung bedeutet „Verbindung“ zwischen Teilen (Komponenten) eine elektrische Verbindung, außer, dies ist anders angegeben.
Jeder der Inverter 111 und 112 umfasst eine Brückenschaltung mit drei Schenkeln. Die drei Schenkel, die zu jedem der Inverter 111 und 112 vorgesehen sind, sind mit der U-Phase-, V-Phase- bzw. W-Phase-Wicklung des Motors 200 verbunden. Jeder Schenkel umfasst ein hochseitiges Schalterelement 113, das zwischen die Leistungsquelle und den Motor 200 geschaltet ist, und ein Tiefseitiges Schalterelement 114, das zwischen den Motor 200 und die Masse geschaltet ist. Nur einer der beiden Inverter 111 und 112 ist unter Verwendung von Bezugszeichen beschrieben, um eine Verkomplizierung in der Darstellung zu vermeiden, beide Inverter 111 und 112 sind jedoch mit drei hochseitigen Schalterelementen 113 und drei tiefseitigen Schalterelementen 114 versehen. Als Schalterelement wird beispielsweise ein Feldeffekttransistor (MOSFET oder dergleichen) oder ein Biopolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) verwendet. Wenn das Schalterelement ein IGBT ist, ist eine Diode (Freilauf) antiparallel zu dem Schalterelement geschaltet.
Die Nullpunkt-Relaisschaltungen 121 und 122 sind parallel zu den Invertern 111 und 112 mit den Spulen des Motors 200 verbunden. Die Nullpunkt-Relaisschaltungen 121 und 122 können ein Umschalten zwischen Verbindung und Trennung der Spulen des Motors 200 durchführen. Anders ausgedrückt sind die Nullpunkt-Relaisschaltungen 121 und 122 mit den Invertern 111 und 112 und den Spulen des Motors 200 verbunden und bilden dabei einen Nullpunkt für die Drei-Phasen-Wicklungen. Jede der Nullpunkt-Relaisschaltungen 121 und 122 umfasst drei Schalterelemente, wobei bei jedem derselben ein Ende gemeinsam mit dem Knoten verbunden ist und das andere Ende mit der Spule jeder Phase des Motors 200 verbunden ist. Als oben beschriebenes Schalterelement wird beispielsweise ein Halbleiter-Schalterelement, wie zum Beispiel ein MOSFET oder ein mechanisches Relais, verwendet.
Die Motorantriebseinheit 1000 umfasst ferner einen Trennschalter 115 zum Umschalten von Verbindung/Trennung zwischen jedem der Inverter 111 oder 112 und der Leistungsquelle und einen Trennschalter 116 zum Umschalten von Verbindung/Trennung zwischen jedem der Inverter 111 und 112 und der Masse.
Die Steuerschaltungen 301 und 302 sind beispielsweise CPUs und das Zieldrehmoment des Motors 200 oder dergleichen wird von einer externen Vorrichtung, wie zum Beispiel einem Computer zum Steuern einer Servolenkvorrichtung eingegeben.
Die Steuerschaltungen 301 und 302 stellen einen Zielstromwert basierend auf einem Rotationssignal des Motors 200, das durch einen Winkelsensor oder dergleichen (nicht gezeigt) erfasst wird, dem oben beschriebenen Zieldrehmoment und einem Erfassungsergebnis eines Potenzialsensors, der später beschrieben wird, ein und steuern ein Antreiben des Motors 200 durch die Inverter 111 und 112. Die Steuerschaltungen 301 und 302 steuern ein Treiben der Inverter 111 und 112 über die Inverter-Treiberschaltungen 311 und 312. Insbesondere erzeugen die Steuerschaltungen 301 und 302 PWM-Signale zum Steuern eines An/Aus-Betriebs der jeweiligen Schalterelemente, die an die Inverter 111 und 112 bereitgestellt werden, gemäß dem Zielstromwert und steuern durch Geben der PWM-Signale an die Inverter-Treiberschaltungen 311 und 312 ein Treiben der Inverter 111 und 112.
Die Inverter-Treiberschaltungen 311 und 312 sind beispielsweise Gate-Treiber. Die Inverter-Treiberschaltungen 311 und 312 erzeugen Steuersignale (beispielsweise Gate-Steuersignale) zum Steuern eines An/Aus-Betriebs der jeweiligen Schalterelemente in den Invertern 111 und 112 gemäß dem PWM-Signal und geben die erzeugten Steuersignale an die jeweiligen Schalterelemente.
Die Steuerschaltungen 301 und 302 steuern einen Betrieb der Trennschalter 115 und 116 und der Nullpunkt-Relaisschaltungen 121 und 122 über die Schalter-Treiberschaltungen 313 und 314. Ein gemeinsames Verwenden von Steuerzielen durch die beiden Steuerschaltungen 301 und 302 wird später beschrieben. Die Schalter-Treiberschaltungen 313 und 314 folgen den Signalen, die die An/Aus-Zustände der Nullpunkt-Relaisschaltungen 121 und 122 bestimmen, von den Steuerschaltungen 301 und 302, um Steuersignale zu erzeugen, um die Schalterelemente in den Nullpunkt-Relaisschaltungen 121 und 122 an/auszuschalten, und geben die erzeugten Steuersignale an die jeweiligen Schalterelemente.
Die Steuerschaltungen 301 und 302 können die Funktionen der Inverter-Treiberschaltungen 311 und 312 und der Schalter-Treiberschaltungen 313 und 314 haben. In diesem Fall werden die Inverter-Treiberschaltungen 311 und 312 und die Schalter-Treiberschaltungen 313 und 314 weggelassen.
Die Motorantriebseinheit 1000 umfasst ferner Potenzialsensoren. Die Potenzialsensoren umfassen einen U-Phase-Potenzialsensor 411, einen V-Phase-Potenzialsensor 412, einen W-Phase-Potenzialsensor 413, einen Versorgungspotenzialsensor 414, einen Leistungsquellenpotenzialsensor 415, einen Massepotenzialsensor 416 und einen Nullpunktpotenzialsensor 417. Um Verkomplizierungen in der Zeichnung zu vermeiden, sind nur die Potenzialsensoren um den Inverter 111 in der linken Seite von 1 gezeigt, die Potenzialsensoren sind jedoch ähnlich um den Inverter 112 auf der rechten Seite in 2 vorgesehen.
Der U-Phase-Potenzialsensor 411 erfasst das Potenzial auf der Verbindungsleitung, die den U-Phase-Schenkel des Inverters 111 oder 112 und die U-Phase-Wicklung des Motors 200 verbindet. Der V-Phase-Potenzialsensor 412 erfasst das Potenzial auf der Verbindungsleitung, die den V-Phase-Schenkel des Inverters 111 oder 112 und die V-Phase-Wicklung des Motors 200 verbindet. Der W-Phase-Potenzialsensor 413 erfasst das Potenzial auf der Verbindungsleitung, die den W-Phase-Schenkel des Inverters 111 oder 112 und die W-Phase-Wicklung des Motors 200 verbindet. Obwohl kein Stromsensor gezeigt ist, ist dieser auch für jede der UVW-Phasen vorgesehen und wird auch der Stromwert in jeder der UVW-Phasen erfasst.
Der Versorgungspotenzialsensor 414 erfasst das Potenzial auf der Verbindungsleitung, die den Trennschalter 115 auf der Leistungsquellenseite und den Inverter 111 oder 112 verbindet. Der Leistungsquellenpotenzialsensor 415 erfasst das Potenzial auf der Verbindungsleitung, die die Leistungsquelle 403 oder 404 und den Trennschalter 115 auf der Leistungsquellenseite verbindet. Der Massepotenzialsensor 416 erfasst das Potenzial auf der Verbindungsleitung, die den Trennschalter 116 auf der Masseseite und den Inverter 111 oder 112 verbindet. Der Nullpunkt-Potenzialsensor 417 erfasst das Potenzial in der Nullpunkt-Relaisschaltung 121 oder 122.
Durch Erfassen des Potenzials mit dem Massepotenzialsensor 416 kann eine Störung des Trennschalters 116 zur Massetrennung von einer Störung eines Schalterelements in dem Inverter 111 oder 112 getrennt werden. Ferner können, da die Spannung der Leistungsquelle 403 oder 404 durch den Leistungsquellenpotenzialsensor 415 erfasst wird, eine Störung der Leistungsquelle 403 oder 404 und Störung des Schaltungssystems getrennt werden.
Der U-Phase-Potenzialsensor 411, der V-Phase-Potenzialsensor 412, der W-Phase-Potenzialsensor 413 und der Nullpunkt-Potenzialsensor 417 sind Beispiele der Detektoren, die innere Potenziale jedes der Inverter 111 und 112 und jeder der Nullpunkt-Relaisschaltungen 121 und 122 erfassen.
Die Motorantriebseinheit 1000 umfasst ein erstes System, das einer Seite eines Endes 210 der Spulen (Wicklungen) des Motors 200 entspricht, und ein zweites System, das einer Seite eines anderen Endes 220 der Spulen (Wicklungen) des Motors 200 entspricht. Dies bedeutet, dass die Motorantriebseinheit 1000 ein Schaltungssystem umfasst, das einen Inverter, eine Nullpunkt-Relaisschaltung und die Detektoren an jedem von einen Enden 210 und den anderen Enden 220 der Wicklungen des Motors 200 umfasst. Die Leistung wird von der Leistungsquelle 403 des ersten Systems an den Inverter 111 des ersten Systems geliefert und die Leistung wird von der Leistungsquellen 404 des zweiten Systems an den Inverter 112 des Systems geliefert.
Der Betrieb des Inverters 111 und der Trennschalter 115 und 116 des ersten Systems wird gesteuert durch die Steuerschaltung 301 des ersten Systems und der Betrieb des Inverters 112 und der Trennschalter 115 und 116 des zweiten Systems wird gesteuert durch die Steuerschaltung 302 des zweiten Systems. Da das Antriebssystem mit der Leistungsquelle und der Steuerschaltung unter Beinhaltung der Leistungsquelle redundant gemacht ist, wird, selbst wenn die Leistungsquelle in einem System ausfällt, eine Leistungsversorgung durch das andere System fortgesetzt, wie später beschrieben werden wird.
Ferner werden erfasste Werte durch die Potenzialsensoren 411 bis 417 des ersten Systems in die Steuerschaltung 301 des ersten Systems eingegeben und werden erfasste Werte durch die Potenzialsensoren 411 bis 417 des zweiten Systems in die Steuerschaltung 302 des zweiten Systems eingegeben.
Unterdessen wird ein Betrieb der Nullpunkt-Relaisschaltung 121 des ersten Systems durch die Steuerschaltung 302 des zweiten Systems gesteuert und wird ein Betrieb der Nullpunkt-Relaisschaltung 122 des zweiten Systems durch die Steuerschaltung 301 des ersten Systems gesteuert.
Dies bedeutet, dass die Steuerschaltung 301 des ersten Systems mit den Detektoren an der Seite der einen Enden 210 der Wicklungen des Motors 200 verbunden ist und den Inverter 111 an der Seite der einen Enden 210 und die Nullpunkt-Relaisschaltung 122 an der Seite der anderen Enden 220 der Wicklungen des Motors 200 steuert. Die Steuerschaltung 302 des zweiten Systems ist mit den Detektoren an der Seite der anderen Enden 220 der Wicklungen des Motors 200 verbunden und steuert den Inverter 112 an der Seite der anderen Enden 220 und die Nullpunkt-Relaisschaltung 121 an der Seite der einen Enden 210 der Wicklungen des Motors 200. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwenden die beiden Steuerschaltungen 301 und 302 gemeinschaftlich die Steuerziele, wie oben beschrieben wurde. Als modifiziertes Beispiel jedoch können beide der zwei Steuerschaltungen 301 und 302 die gesamten Schalter des ersten Systems und des zweiten Systems steuern.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können die zwei Steuerschaltungen 301 und 302 miteinander kommunizieren und kann der Betrieb der zwei Inverter 111 und 112 durch die Zusammenwirkung der beiden Steuerschaltungen 301 und 302 gesteuert werden. Die Geschwindigkeit einer wechselseitigen Kommunikation zwischen den Steuerschaltungen 301 und 302 ist jedoch verglichen mit der Geschwindigkeit der Steuerung eines Betriebs der jeweiligen Schalterelemente über die Inverter-Treiberschaltungen 311 und 312 und die Schalter-Treiberschaltungen 313 und 314 sowie der Geschwindigkeit einer Erlangung erfasster Werte von dem jeweiligen Potenzialsensor 411 bis 417 langsamer. Die Treibersteuerung der Inverter 111 und 112 durch die Steuerschaltungen 301 und 302 umfasst eine Steuerung in dem Normalzustand und eine Steuerung in dem gestörten Zustand.
Die Steuerschaltungen 301 und 302 können die Steuerung der Inverter 111 und 112 zwischen der Steuerung in dem Normalzustand und der Steuerung in dem gestörten Zustand umschalten. „Normal“ bezieht sich hier auf einen Zustand, bei dem die Leistungsquellen 403 und 404, die Steuerschaltungen 301 und 302, die Inverter 111 und 112, die Nullpunkt-Relaisschaltungen 121 und 122, die Trennschalter 115 und 116 und der Motor 200 korrekt funktionieren. „Gestört“ bezieht sich auf einen Zustand, bei dem die Funktion in einem/einer derselben verlorengeht. Im Folgenden wird ein spezifisches Beispiel des Betriebs der Motorantriebseinheit 1000 beschrieben und wird hauptsächlich ein spezifisches Beispiel des Betriebs der Inverter 111 und 112 beschrieben. (Steuerung im Normalzustand) 2 ist ein Diagramm, das den Betrieb der Motorantriebseinheit 1000 in dem Normalzustand zeigt.
In dem Normalzustand schalten die Steuerschaltungen 301 und 302 beide der zwei Nullpunkt-Relaisschaltungen 121 und 122 aus. Folglich werden die Spulen der jeweiligen Phasen des Motors 200 voneinander getrennt. „Die Nullpunkt-Relaisschaltung 121 (122) wird ausgeschaltet“ bedeutet, dass alle drei Schalterelemente, die an der Nullpunkt-Relaisschaltung 121 (122) vorgesehen sind, ausgeschaltet sind.
Wenn die Nullpunkt-Relaisschaltung 121 des ersten Systems ausgeschaltet ist, sind die einen Enden 210 der Spulen der jeweiligen Phasen des Motors 200 voneinander isoliert, und wenn die Nullpunkt-Relaisschaltung 1222 des zweiten Systems ausgeschaltet ist, sind die anderen Enden 220 der Spulen der jeweiligen Phasen des Motors 200 voneinander isoliert.
Ferner schalten die Steuerschaltungen 301 und 302 die Trennschalter 115 und 116 an. Dadurch werden die zwei Inverter 111 und 112 mit den Leistungsquellen 403 und 404 und der Masse verbunden.
In diesem verbundenen Zustand führen die Steuerschaltungen 301 und 302 eine PWM-Steuerung an den Schalterelementen der beiden Inverter 111 und 112 durch, um eine Drei-Phasen-Energieversorgungssteuerung durchzuführen, um dadurch den Motor 200 anzutreiben. 2 zeigt als Beispiel den Weg des Stroms, der zu einem bestimmten Zeitpunkt durch eine Phase des Motors 200 fließt. Bei diesem Beispiel läuft der Strom, der von der Leistungsquelle 404 des zweiten Systems, unter den beiden Systemen, an den Inverter 112 des zweiten Systems geliefert wird, durch die Wicklung des Motors 200 und fließt von dem Inverter 111 des ersten Systems zu der Masse. Der Strom kann von der Seite des ersten Systems geliefert werden und zu der Seite des zweiten Systems fließen oder kann zu einer Wicklung einer Phase fließen, die nicht die Phase ist, die in 2 gezeigt ist. 3 ist ein Diagramm, das Stromwerte zeigt, die in dem Normalzustand durch die jeweiligen Spulen der jeweiligen Phasen des Motors 200 fließen.
3 zeigt Stromsignalverläufe (Sinuswellen), die erhalten werden durch Darstellung der Stromwerte, die durch die U-Phase-, V-Phase- und W-Phase-Spulen des Motors 200 fließen, wenn die Inverter 111 und 112 gemäß der Drei-Phasen-Energieversorgung in dem Normalzustand gesteuert werden. Die horizontale Achse in 3 zeigt den elektrischen Winkel des Motors (Grad) an und die vertikale Achse zeigt den Stromwert (A) an. I_pk stellt einen maximalen Stromwert (Spitzenstromwert) jeder Phase dar. Die Inverter 111 und 112 können den Motor 200 auch unter Verwendung von beispielsweise einer Rechteckwelle, neben der Sinuswelle, die in 3 dargestellt ist, antreiben.
Bei dem Stromsignalverlauf, der in 3 gezeigt ist, beträgt der Gesamtstrom, der durch die Drei-Phasen-Spulen fließt, in Anbetracht der Richtung des Stroms für jeden elektrischen Winkel „0“. Gemäß der Schaltungskonfiguration der Inverter 111 und 112 jedoch wird der Strom, der durch die Drei-Phasen-Spulen fließt, unabhängig gesteuert. Deshalb können die Inverter 111 und 112 auch einen Treiberbetrieb durchführen, bei dem der Gesamtstrom einen anderen Wert als „0“ annimmt. (Störungserfassung)
Beispielsweise ist es bei dem Servolenkmechanismus oder dergleichen, selbst wenn eine Störung in der Motorantriebseinheit 1000 auftritt, erforderlich, den Motor 200 weiterhin durch die Steuerung in dem gestörten Zustand anzutreiben. Deshalb analysieren die Steuerschaltungen 301 und 302 Potenzialerfassungswerte der jeweiligen Orte, die von den Potenzialsensoren 411 bis 417 während eines Betriebs in dem Normalzustand erhalten werden, sowie Antwortergebnissen der Schalterelemente, die von den Inverter-Treiberschaltungen 311 und 312 und den Schalterelementen 313 und 314 erhalten werden, um ein Anzeichen einer Störung zu erfassen. Dies bedeutet, dass die Steuerschaltungen 301 und 302 eine Funktion als Störungserfassungseinheit besitzen, die ein Anzeichen einer Störung in dem Antriebssystem erfasst, das von den Leistungsquellen 403 und 404 bis zu dem Motor 200 reicht. Ferner erfassen bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Steuerschaltungen 301 und 302 eine Anomalie bei Zustandswerten (beispielsweise Potenzialerfassungswerten und Antwortergebnissen) an jeweiligen Orten in dem Antriebssystem, um dadurch ein Anzeichen einer Störung in dem Antriebssystem zu erfassen.
Eine derartige Analyse kann schnell das Auftreten einer Störung erfassen, was jedoch durch diese Analyse erfasst wird, ist ein Anzeichen einer Störung, das eine Fehlerfassung sein könnte. Deshalb wird, nachdem eine Störung erfasst wird, ein Vorgang eines Bestätigens des Orts, an dem die Störung aufgetreten ist, durchgeführt und wird, wenn sie eine Fehlerfassung ist, eine Steuerung unter dem Normalzustand durchgeführt.
Der Bestätigungsvorgang des gestörten Teils braucht Zeit, weil eine Betriebssteuerung durch die Zusammenwirkung der beiden Steuerschaltungen 301 und 302 erforderlich sein kann. Deshalb ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung vorgesehen, um zu verhindern, dass ein Drehmomentverlust des Motors 200 während des Bestätigungsvorgangs auftritt. 4 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur zeigt, die durch die Steuerschaltungen 301 und 302 durchgeführt wird, wenn eine Störung erfasst wird.
Zuerst wird der Motor 200 durch die Steuerung in dem Normalzustand angetrieben (Schritt S101) und wird, wie oben beschrieben wurde, ein Anzeichen einer Störung durch die Analyse von Potenzialerfassungswerten und dergleichen erfasst (Schritt S102). Wenn kein Anzeichen einer Störung erfasst wird (Schritt S102: NEIN), wird der Motor 200 weiterhin durch die Steuerung in dem Normalzustand angetrieben.
Wenn ein Anzeichen einer Störung erfasst wird (Schritt S102: JA), werden temporär alle Schalterelemente der Inverter 111 und 112 ausgeschaltet, um zu verhindern, dass sich die Störung an eine andere Stelle in der Motorantriebseinheit 1000 ausbreitet (Schritt S103). Danach kann der Zustand, in dem alle Schalterelemente auf diese Weise ausgeschaltet sind, als Brandausbreitungsverhinderungszustand bezeichnet werden.
Dann wird in dem Brandausbreitungsverhinderungszustand der Betrieb (Antriebsmuster) der Inverter 111 und 112 ausgeführt, um ein Antreiben des Motors 200 in dem Fall einer Störung fortzusetzen, aus einer Mehrzahl von Typen (hier drei Typen als Beispiel) von Betrieben (Antriebsmustern) ausgewählt (Schritt S104) und ausgeführt (Schritte S105 bis S107). Der Antrieb des Motors 200 durch das Antriebsmuster, das hier ausgewählt wird, wird im Folgenden als temporärer Antrieb bezeichnet. Das Antriebsmuster in dem temporären Antrieb ist ein Antriebsmuster bei der Steuerung, wenn ein Anzeichen einer Störung beobachtet wird, und ist ein anderes Antriebsmuster als das Antriebsmuster bei der Steuerung in dem Normalzustand. Es wird darauf hingewiesen, dass im Folgenden die Beschreibung auf der Basis der Vorgabe erfolgt, dass sich der „Betrieb für eine Störung (Antriebsmuster für temporären Antrieb)“ auf ein Antriebsmuster von dem Punkt, wo ein Anzeichen einer Störung gefunden wird, bis nach Bestätigung der Störung bezieht, wobei sich die Definition von einem „Störungsvermeidungsbetrieb (Antriebsmuster für Wiederherstellungsantrieb)“ unterscheidet, nachdem die Störung bestätigt wurde, was später beschrieben wird.
Die Auswahl eines Antriebsmusters wird unten detailliert beschrieben, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jedoch wird als eines der Antriebsmuster ein Y1-Antrieb (Schritt S105), bei dem ein Nullpunkt durch eine der Nullpunkt-Relaisschaltungen 121 und 122 gebildet wird, angenommen. Ferner werden bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Antriebsmuster, auch ein Y3-Antrieb (Schritt S106), bei dem einer der Inverter 111 und 112 durch die Schalterelemente in einem derartigen Inverter 111 oder 112 neutralisiert wird, und ein Zwei-Phasen-Antrieb (Schritt S107) angenommen, bei dem zwei Phasen der drei UVW-Phasen zum Antreiben verwendet werden. In dem Leistungswandler der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, dass der Betrieb für eine Störung (Antriebsmuster für temporären Antrieb) aus einer Mehrzahl von Betriebstypen ausgewählt und ausgeführt wird, die zumindest zwei dieser drei Antriebsmuster umfasst.
In den Invertern 111 und 112 werden während der Zeit, zu der die Steuerschaltungen 301 und 302 den Betrieb für eine Störung (Antriebsmuster für temporären Antrieb) auswählen, alle Schalterelemente ausgeschaltet und befinden sich dann in einem Brandausbreitungsverhinderungszustand, so dass kein Strom durch den Motor 200 fließt. Da jedoch die Auswahl eines Antriebsmusters in kurzer Zeit basierend auf den Potenzialerfassungswerten der jeweiligen Orte durchgeführt wird, die von den Potenzialsensoren 411 bis 417 erhalten werden, wird ein Drehmomentverlust des Motors 200 vermieden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der gestörte Teil in der Motorantriebseinheit 1000 bestätigt, während der Motor 200 durch eines der obigen drei Antriebsmuster angetrieben wird. Dies bedeutet, dass, wenn ein Anzeichen einer Störung erfasst wird, die Steuerschaltungen 301 und 302 ein Vorliegen oder eine Abwesenheit einer Störung in dem Antriebssystem prüfen, das von den Leistungsquellen 403 und 404 bis zu dem Motor 200 reicht, während es erlaubt wird, dass die Inverter 111 und 112 einen Betrieb für eine Störung durchführen, um dadurch Leistung an den Motor 200 zu liefern. Wie oben beschrieben wurde, wird, obwohl der Bestätigungsvorgang Zeit braucht, ein Drehmomentverlust vermieden, da der Motor 200 fortwährend durch den temporären Antrieb angetrieben wird. Die Dauer dieses temporären Antriebs beträgt beispielsweise mehrere zehn ms. Das Antriebsmuster in dem temporären Antrieb ist ein Antriebsmuster, das eine genauere Störungsdiagnose ermöglicht, während ein Antreiben des Motors 200 fortgesetzt wird, wenn ein Anzeichen einer Störung erfasst wird. Bei diesem temporären Antrieb wird das Vorliegen oder die Abwesenheit der Störung und der Ort der Störung bestätigt, während die Motorantriebseinheit 1000 aufrechterhalten wird, indem an dem Ort gestoppt wird, an dem ein Anzeichen einer Störung vorliegt. Deshalb muss die Motorantriebseinheit 1000 über Redundanz verfügen, so dass sie fortwährend angetrieben werden kann, ohne einige Funktionen zu verwenden. Die Schaltungsstruktur, bei der die Nullpunkt-Relaisschaltungen 121 und 122 für die Inverter 111 und 112 vorgesehen sind, ist ein Beispiel einer derartigen Redundanz.
Wenn kein gestörter Teil als Ergebnis des Bestätigungsvorgangs gefunden wird (Schritt S108: NEIN), ist die Störungserfassung eine Fehlerfassung. Deshalb kehrt das Verfahren zurück zu Schritt S101 und der Motor 200 wird durch die Steuerung in dem Normalzustand angetrieben. Dies bedeutet, dass, wenn die Nicht-Existenz einer Störung als Ergebnis der Störungsbestätigung bestätigt wird, die Steuerschaltungen 301 und 302 bewirken, dass die Inverter 111 und 112 den Normalbetrieb durchführen. Andererseits fährt, wenn der gestörte Teil als ein Ergebnis des Bestätigungsverfahrens bestimmt wird (Schritt S108: JA), das Verfahren mit Schritt S109 fort und wird der Motor 200 weiterhin durch den Wiederherstellungsantrieb angetrieben.
Der Wiederherstellungsantrieb ist ein Antrieb, der die Verwendung eines bestätigten gestörten Teils vermeidet. Anders ausgedrückt liefern, wenn die Existenz einer Störung bestätigt wird, die Steuerschaltungen 301 und 302 Leistung an den Motor 200, indem bewirkt wird, dass die Inverter 111 und 112 einen Störungsvermeidungsbetrieb durchführen, der eine Verwendung des Teils vermeidet, an dem die Störung aufgetreten ist.
Die Antriebssteuerung kann zwischen dem Wiederherstellungsantrieb und dem temporären Antrieb unterschiedlich sein, bei diesem Ausführungsbeispiel jedoch wird die gleiche Antriebssteuerung für den Wiederherstellungsantrieb und den temporären Antrieb ausgeführt. Folglich werden nur einige wenige Steueränderungen benötigt. In dem Leistungswandler der vorliegenden Erfindung kann der temporäre Antrieb beispielsweise immer der Y1-Antrieb sein und kann der Wiederherstellungsantrieb aus dem Y1-Antrieb, dem Y3-Antrieb und dem Zwei-Phasen-Antrieb ausgewählt werden.
Da das Antreiben des Motors 200 durch den Wiederherstellungsantrieb eine Verwendung des gestörten Teils vermeidet, ist die Obergrenze der Leistung niedriger als diejenige durch das Antreiben des Motors 200 durch die Steuerung in dem Normalzustand unter Verwendung der gesamten Motorantriebseinheit 1000. Da es erwünscht ist, eine plötzliche Leistungsänderung zu vermeiden, wenn in den Wiederherstellungsantrieb geschaltet wird, wird die Leistung während des temporären Antriebs bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel angepasst. 5 ist ein Diagramm, das eine Leistungsanpassung während des temporären Antriebs zeigt.
Unmittelbar nach dem Schalten in den temporären Antrieb behält die Motorantriebseinheit 1000 temporär eine hohe Leistung bei, die äquivalent zu der Leistung in dem Normalantrieb ist. Dann wird die Leistung allmählich während einer Fortsetzung des temporären Antriebs reduziert und erreicht dabei eine niedrige Leistung innerhalb der Obergrenze der Leistung in dem Wiederherstellungsantrieb. Danach wird der Wiederherstellungsantrieb mit der niedrigen Leistung fortgesetzt. Durch eine derartige Leistungsanpassung wird eine plötzliche Leistungsänderung vermieden und werden ein gleichmäßiges Antreiben des Motors 200 und eine gleichmäßige Leistungsunterstützung in der Servolenkvorrichtung umgesetzt. (Auswahl des Antriebsmusters) Im Folgenden wird ein Verfahren zum Auswählen eines Antriebsmusters detailliert beschrieben.
Wie oben beschrieben wurde, analysieren die Steuerschaltungen 301 und 302 Potenzialerfassungswerte der jeweiligen Orte, die von den Potenzialsensoren 411 bis 417 während einer Steuerung in dem Normalzustand erhalten werden, sowie Antwortergebnisse der Schalterelemente, die von den Inverter-Treiberschaltungen 311 und 312 und den Schalter-Treiberschaltungen 313 und 314 erhalten werden, um ein Anzeichen einer Störung zu erfassen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Erfassungsorte der Potenzialerfassungswerte und die Antwortergebnisse Bits des Registers zugeordnet und setzen die Steuerschaltungen 301 und 302 ein Bit, das dem Ort entspricht, an dem eine Anomalie an dem Zustandswert (beispielsweise Potenzialerfassungswert oder Antwortergebnis) erfasst wird, unter den Bits des Registers. Dann führen die Steuerschaltungen 301 und 302 einen Betrieb, der dem Registerwert entspricht, unter einer Mehrzahl von Betriebstypen (Antriebsmustern) als Betrieb für eine Störung (temporären Antrieb) aus. 6 ist ein Diagramm, das eine Entsprechungsbeziehung zwischen Anomalieerfassung und Antriebsmustern zeigt.
Die Spalte ganz links in der Entsprechungstabelle, die in 6 gezeigt ist, zeigt die Erfassungsbedingungen, die als anormale Zustandswerte durch die Steuerschaltungen 301 und 302 erfasst werden. Die Erfassungsbedingungen umfassen eine Steuerantwortanomalie in dem tiefseitigen Schalterelement 114, eine Steuerantwortanomalie in dem hochseitigen Schalterelement 113, eine Potenzialerfassungswertanomalie (Phasenpotenzialwertanomalie) in jeder der UVW-Phasen und andere Antwortanomalien als diejenigen, die oben erwähnt wurden (PrDr-Steueranomalien und andere) in den Inverter-Treiberschaltungen 311 und 312. Die Erfassungsbedingungen umfassen außerdem eine Potenzialerfassungswertanomalie in dem Versorgungspotenzialsensor 414 (VR-Wert-Anomalie) und eine Stromerfassungswertanomalie (Phasenstromwertanomalie) in jeder der UVW-Phasen. Die Erfassungsbedingungen umfassen außerdem eine Potenzialerfassungswertanomalie (Vg-Wertanomalie) in dem Massepotenzialsensor 416 und eine Potenzialerfassungswertanomalie (Vn-Wertanomalie) in dem Nullpunkt-Potenzialsensor 417.
Wie in der zweiten Spalte von links in der Entsprechungstabelle gezeigt ist, ist das 0-te Bit des Registers der Steuerantwortanomalie in dem tiefseitigen Schalterelement 114 zugewiesen. Das erste Bit des Registers ist der Steuerantwortanomalie in dem hochseitigen Schalterelement 113 zugewiesen. Das zweite Bit des Registers ist der Potenzialerfassungswertanomalie in jeder Phase von UVW zugewiesen. Das dritte Bit des Registers ist einer anderen Antwortanomalie als denjenigen, die oben beschrieben wurden, in den Inverter-Treiberschaltungen 311 und 312 zugewiesen. Das vierte Bit des Registers ist der Potenzialerfassungswertanomalie in dem Versorgungspotenzialsensor 414 zugewiesen. Das fünfte Bit des Registers ist dem anormalen Stromerfassungswert in jeder UVW-Phase zugewiesen. Das sechste Bit des Registers ist der Potenzialerfassungswertanomalie in dem Massepotenzialsensor 416 zugewiesen. Das siebte Bit des Registers ist der Potenzialerfassungswertanomalie in dem Nullpunkt-Potenzialsensor 417 zugewiesen.
Bei der Motorantriebseinheit 1000 des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden sieben Typen von Störungsmustern von Muster 0 bis Muster 6 als Beispiele angenommen. Mehrfachstörungen mit der gleichen Ursache und schaltungssymmetrische Vorkommnisse weisen das gleiche Störungsmuster auf und mehrere Störungen mit unterschiedlichen Ursachen oder schaltungsunsymmetrische Vorkommnisse weisen unterschiedliche Störungsmuster auf. Das spezifische Störungsmuster wird später detailliert beschrieben.
Jeder der sieben möglichen Störungsmuster ist einer dersY1-Antriebs, des Y3-Antriebs und des Zwei-Phasen-Antriebs zugewiesen, so dass die Verwendung des gestörten Teils vermieden wird. Die beiden oberen Zeilen der Entsprechungstabelle, die in 6 gezeigt ist, zeigen die Zuweisung von Antriebsmustern zu Störungsmustern.
Der numerische Wert „1“, der in der Entsprechungstabelle aus 6 gezeigt ist, zeigt eine Anomalie an, die erfasst wird, wenn eine Störung in dem angenommenen Störungsmuster auftritt, und der numerische Wert „0“ zeigt an, dass das Störungsmuster und die Anomalie einander nicht entsprechen. In dem Fall des Musters 3 beispielsweise werden eine Steuerantwortanomalie in dem tiefseitigen Schalterelement 114 und eine Steuerantwortanomalie in dem hochseitigen Schalterelement 113 erfasst.
Wenn eine Anomalie an einer der Erfassungsbedingungen erfasst wird, die in der Spalte ganz links in der Entsprechungstabelle in 6 gezeigt sind, wird das Zuteilungsbit, das in der zweiten Spalte von links in der Entsprechungstabelle gezeigt ist, gesetzt. Wenn der Registerwert 31 oder weniger ist, wird der Y1-Antrieb als Antriebsmuster für den temporären Antrieb ausgewählt, und wenn der Registerwert 32 oder mehr und 127 oder weniger ist, wird der Zwei-Phasen-Antrieb als Antriebsmuster für den temporären Antrieb ausgewählt, und wenn der Registerwert 128 oder mehr beträgt, wird der Y3-Antrieb als Antriebsmuster für den temporären Antrieb ausgewählt. Durch Auswählen des Antriebsmusters durch Verwendung des Registers auf diese Weise wird die Auswahl in einer kürzeren Zeit als die Auswahl durch das Flussdiagramm durchgeführt. Da die Steuerschaltungen 301 und 302 die inneren Potenziale der Inverter 111 und 112 unter ihrer Steuerung und der Nullpunkt-Relaisschaltungen 121 und 122 unter der Steuerung der anderen Partei erhalten, kann das Antriebsmuster schnell ausgewählt werden, wodurch ein Drehmomentverlust vermieden werden kann.
Da das Störungsmuster aus der erfassten Anomalie durch die Entsprechungsbeziehung identifiziert werden kann, die durch den numerischen Wert „1“ in der Entsprechungstabelle aus 6 angezeigt wird, kann ein Anzeichen einer Störung erfasst werden durch Unterscheiden jedes der mehreren Typen von Störungsmustern. Wenn eine derartige Erfassung eines Anzeichens einer Störung durchgeführt wird, wird ein Betrieb (Antriebsmuster), der dem Störungsmuster entspricht, aus einer Mehrzahl von Betriebstypen (Antriebsmustern) ausgewählt und ausgeführt.
Von den Erfassungsbedingungen, die in der Spalte ganz links in der Entsprechungstabelle in 6 gezeigt sind, werden die Erfassungsbedingungen, denen das 0-te bis vierte Bit des Registers zugewiesen sind, zum Auswählen eines Antriebsmusters verwendet und auch zum Erfassen eines Anzeichens einer Störung während des Normalantriebs verwendet. Dies bedeutet, dass, wenn eine Anomalie während eines Normalantriebs für eine der Erfassungsbedingungen erfasst wird, denen das 0-te bis vierte Bit des Registers zugewiesen sind, angenommen wird, dass eine Störung an einer Stelle in der Motorantriebseinheit 1000 aufgetreten ist, so dass diese zu einem Brandausbreitungsverhinderungszustand wird. (Spezifisches Störungsmuster) Im Folgenden werden spezifische Störungsmuster dargestellt und werden die entsprechenden spezifischen Antriebsmuster beschrieben. 7 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem Muster 1 der Störungsmuster auftritt.
Bei Muster 1 des Störungsmusters ist eine Aus-Störung in einem der Trennschalter 115 und 116 der Motorantriebseinheit 1000 aufgetreten. Wie in der Entsprechungstabelle in 6 gezeigt ist, ist beim Muster 1 der Potenzialerfassungswert in dem Versorgungspotenzialsensor 414 des Systems anormal, in dem der Trennschalter 115 oder 116 gestört ist. Ferner kann, obwohl dies in der Entsprechungstabelle in 6 nicht gezeigt ist, der Potenzialerfassungswert des Leistungsquellenpotenzialsensors 415 anormal sein. Wenn eine derartige Anomalie durch die Analyse durch die Steuerschaltungen 301 und 302 erfasst wird, schaltet die Motorantriebseinheit 1000 in den Brandausbreitungsverhinderungszustand, wie oben beschrieben wurde. 8 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem in den Brandausbreitungsverhinderungszustand eingetreten wurde.
In dem Brandausbreitungsverhinderungszustand sind alle Schalterelemente in den Invertern 111 und 112 beider Systeme, die in der Motorantriebseinheit 1000 beinhaltet sind, ausgeschaltet. Zusätzlich sind auch alle Trennschalter 115 und 116, die in der Motorantriebseinheit 1000 beinhaltet sind, ausgeschaltet. Außerdem werden im Hinblick auf die Nullpunkt-Relaisschaltungen 121 und 122 alle Schalterelemente durch die Steuerung in dem Normalzustand ausgeschaltet und bleiben alle Schalterelemente selbst in dem Brandausbreitungsverhinderungszustand aus.
In einem derartigen Brandausbreitungsverhinderungszustand wählen die Steuerschaltungen 301 und 302 das Antriebsmuster für einen temporären Antrieb aus, wie oben beschrieben wurde. Wenn das Störungsmuster Muster 1 ist, wird der Y1-Antrieb als Antriebsmuster ausgewählt, wie in 6 gezeigt ist. 9 ist ein Diagramm, das einen Zustand eines temporären Antriebs zeigt, wenn das Störungsmuster Muster 1 ist.
Wie oben beschrieben wurde, umfasst die Motorantriebseinheit 1000 des vorliegenden Ausführungsbeispiels als Inverter den Inverter 111 des ersten Systems, der mit den einen Enden 210 der Wicklungen des Motors 200 verbunden ist, und den Inverter 112 des zweiten Systems, der mit den anderen Enden 220 der Wicklungen verbunden ist. Beim Erfassen eines Anzeichens einer Störung in dem Antriebssystem, das von den Leistungsquellen 403 und 404 bis zu dem Motor 200 reicht, erfassen die Steuerschaltungen 301 und 302 ein Anzeichen einer Störung in Bezug auf den Inverter 111 des ersten Systems und ein Anzeichen einer Störung in Bezug auf den Inverter 1122 des zweiten Systems in einer unterscheidbaren Weise.
Der Y1-Antrieb ist ein Antriebsmuster, bei dem ein Nullpunkt gebildet ist durch die Nullpunkt-Relaisschaltungen 121 und 122, und wenn eine Störung in den Trennschaltern 115 und 116 auftritt, die den Inverter 111 des ersten Systems trennen, wird ein Nullpunkt durch die Nullpunkt-Relaisschaltung 121 des ersten Systems gebildet. Ferner wird, wenn eine Störung in den Trennschaltern 115 und 116 auftritt, die den Inverter 112 des zweiten Systems trennen, ein Nullpunkt durch die Nullpunkt-Relaisschaltung 121 des zweiten Systems gebildet. Dies bedeutet, dass die Steuerschaltungen 301 und 302 einen Betrieb entsprechend dem Inverter 111 oder 112 in Bezug auf die Störung aus einer Mehrzahl von Betriebstypen als Betrieb für eine Störung (Antriebsmuster für temporären Antrieb) auswählen und ausführen.
Wenn ein Anzeichen einer Störung in einem der Schaltungssysteme des ersten Systems und des zweiten Systems auftritt, wählt die Steuerschaltung 301 oder 302, von den Steuerschaltungen 301 und 302, die den Inverter 111 oder 112 des einen der Schaltungssysteme steuert, unmittelbar den Betrieb für eine Störung (Antriebsmuster für temporären Antrieb) aus. Danach wird das Vorliegen oder die Abwesenheit einer Störung in dem Schaltungssystem durch das Zusammenwirken der Steuerschaltungen 301 und 302 bestätigt.
Bei dem in 9 gezeigten Beispiel wird, da eine Aus-Störung in den Trennschaltern 115 und 116 des ersten Systems auftritt, ein Nullpunkt durch die Nullpunkt-Relaisschaltung 121 des ersten Systems gebildet. Wenn der Nullpunkt auf diese Weise gebildet wird, führen die Steuerschaltungen 301 und 302 eine Drei-Phasen-Energieversorgungssteuerung durch den Normalinverter 112 des zweiten Systems durch und fahren mit einem Antreiben des Motors 200 fort.
Für das System, bei dem ein Anzeichen einer Störung während eines Antreibens des Motors 200 durch einen derartigen temporären Antrieb erfasst wurde (beispielsweise das erste System in 9), werden die beiden Trennschalter 115 und 116 und die jeweiligen Schalterelemente des Inverters 111 individuell gesteuert. Dann wird das Vorliegen oder die Abwesenheit einer Störung in jedem Schalterelement individuell durch die Antwortergebnisse und die Potenzialerfassungswerte bestätigt. Wenn das gestörte Teil durch eine derartige individuelle Bestätigung bestimmt wird, wird ein Wiederherstellungsantrieb mit dem gleichen Antriebsmuster wie dem Antriebsmuster des temporären Antriebs (das heißt dem Y1-Antrieb) durchgeführt. Als Nächstes wird Muster 2 des Störungsmusters beschrieben. 10 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem Muster 2 des Störungsmusters auftritt.
Beim Muster 2 des Störungsmusters tritt eine An-Störung in einem Schalterelement der Nullpunkt-Relaisschaltung 121 oder 122, die in der Motorantriebseinheit 1000 beinhaltet ist, auf. Bei dem in 10 gezeigten Beispiel tritt eine An-Störung in den Schalterelementen in der Nullpunkt-Relaisschaltung 121 des ersten Systems auf. Wie in der Entsprechungstabelle in 6 gezeigt ist, treten beim Muster 2 eine Steuerantwort-Anomalie in dem tiefseitigen Schalterelement 114 und eine Steuerantwort-Anomalie in dem hochseitigen Schalterelement 113 auf.
Wenn eine derartige Anomalie durch die Analyse der Steuerschaltungen 301 und 302 erfasst wird, schaltet die Motorantriebseinheit 1000 in den Brandausbreitungsverhinderungszustand. Dann wählen in dem Brandausbreitungsverhinderungszustand die Steuerschaltungen 301 und 302 ein Antriebsmuster für den temporären Antrieb aus, wie oben beschrieben wurde. Wenn das Störungsmuster Muster 2 ist, ist der Potenzialerfassungswert selbst in dem Nullpunkt-Potenzialsensor 417 anormal. Deshalb wird, wie in 6 gezeigt ist, der Y3-Antrieb als Antriebsmuster ausgewählt. 11 ist ein Diagramm, das einen Zustand eines temporären Antriebs zeigt, wenn das Störungsmuster Muster 2 ist.
Der Y3-Antrieb ist ein Antriebsmuster, bei dem ein Nullpunkt in dem Inverter 111 oder 112 gebildet wird, und wenn eine Anomalie an dem Potenzialerfassungswert in der Nullpunkt-Relaisschaltung 121 des ersten Systems auftritt (das heißt ein Anzeichen einer Störung in dem ersten System erfasst wird), wird ein Nullpunkt durch den Inverter 111 des ersten Systems gebildet. Unterdessen wird, wenn eine Anomalie an dem Potenzialerfassungswert in der Nullpunkt-Relaisschaltung 122 des zweiten Systems auftritt (das heißt ein Anzeichen einer Störung in dem zweiten System erfasst wird), ein Nullpunkt in dem Inverter 112 des zweiten Systems gebildet.
Dies bedeutet, dass, wenn ein anormales inneres Potenzial in der Nullpunkt-Relaisschaltung 121 oder 122 durch den Nullpunkt-Potenzialsensor 417 erfasst wird, ein Nullpunkt durch den Inverter 111 oder 112 gebildet wird, der an dem gleichen Schaltungssystem vorgesehen ist wie die Nullpunkt-Relaisschaltung 121 oder 122, wobei der Betrieb in den Betrieb für eine Störung schaltet (Antriebsmuster für temporären Antrieb). Ferner werden die Trennschalter 115 und 116 des Systems, in dem der Nullpunkt gebildet ist, ausgeschaltet und wird der Inverter 111 oder 112 von der Leistungsquelle und der Masse getrennt.
Als Nullpunkt-Bildung in den Invertern 111 und 112 können eine Nullpunkt-Bildung, bei der die drei hochseitigen Schalterelemente 113 angeschaltet sind, und eine Nullpunkt-Bildung, bei der die drei tiefseitigen Schalterelemente 114 angeschaltet sind, erfolgen. Da das tiefseitige Schalterelement 114 weniger Leistung benötigt, um den An-Zustand beizubehalten, als das hochseitige Schalterelement, werden bei dem Y3-Antrieb bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Inverter 111 und 112 durch das tiefseitige Schalterelement 114 neutralisiert, das zwischen die Masse und die Wicklung geschaltet ist.
Bei dem in 11 gezeigten Beispiel wird, da eine An-Störung in der Nullpunkt-Relaisschaltung 121 des ersten Systems auftritt, ein Nullpunkt in dem Inverter 111 des ersten Systems gebildet. Wenn der Nullpunkt auf diese Weise gebildet wird, führen die Steuerschaltungen 301 und 302 eine Drei-Phasen-Energieversorgungsteuerung durch den Normalinverter 112 des zweiten Systems durch und fahren mit einem Antreiben des Motors 200 fort.
Während des Antriebs des Motors 200 durch einen derartigen temporären Antrieb werden für das System, in dem ein Anzeichen einer Störung erfasst wird (beispielsweise das erste System in 11), die jeweiligen Schalterelemente der Nullpunkt-Relaisschaltung 121 individuell gesteuert. Dann wird das Vorliegen oder die Abwesenheit einer Störung in jedem Schalterelement individuell durch die Antwortergebnisse und die Potenzialerfassungswerte bestätigt. Wenn das gestörte Teil durch eine derartige individuelle Bestätigung bestimmt wird, wird ein Wiederherstellungsantrieb mit dem gleichen Antriebsmuster wie dem Antriebsmuster für den temporären Antrieb (das heißt dem Y3-Antrieb) durchgeführt. Die folgenden modifizierten Beispiele können für eine Nullpunkt-Bildung in den Invertern 111 und 112 betrachtet werden. 12 ist ein Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel einer Nullpunkt-Bildung in den Invertern 111 und 112 zeigt.
Auch bei dem in 12 gezeigten modifizierten Beispiel tritt eine Anomalie an dem Potenzialerfassungswert in der Nullpunkt-Relaisschaltung 121 des ersten Systems auf und wird ein Nullpunkt in dem Inverter 111 des ersten Systems gebildet. Weder das hochseitige Schalterelement 113 noch das tiefseitige Schalterelement 114 des Inverters 111 ist jedoch in dem An-Zustand fixiert und das Potenzial an dem Nullpunkt wird durch die PWM-Steuerung gesteuert. Als Nächstes wird Muster 3 des Störungsmusters beschrieben. 13 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem Muster 3 des Störungsmusters auftritt.
Beim Muster 3 des Störungsmusters tritt eine An-Störung in einem Schalterelement des Inverters 111 oder 112 auf, der in der Motorantriebseinheit 1000 beinhaltet ist. Bei dem in 13 gezeigten Beispiel tritt ein An-Störung in dem Inverter 111 des ersten Systems auf und tritt eine An-Störung in einem der hochseitigen Schalterelemente 113 auf. Wie in der Entsprechungstabelle in 6 gezeigt ist, tritt beim Muster 3 eine Steuerantwort-Anomalie in dem tiefseitigen Schalterelement 114 oder eine Steuerantwort-Anomalie in dem hochseitigen Schalterelement 113 auf.
Wenn eine derartige Anomalie durch die Steuerschaltungen 301 und 302 über die Inverter-Treiberschaltungen 311 und 312 erfasst wird, schaltet die Motorantriebseinheit 1000 in den Brandausbreitungsverhinderungszustand. Dann wählen in dem Brandausbreitungsverhinderungszustand die Steuerschaltungen 301 und 302 ein Antriebsmuster für den temporären Antrieb aus, wie oben beschrieben wurde. Wenn das Störungsmuster Muster 3 ist, wird der Y1-Antrieb als Antriebsmuster ausgewählt, wie in 6 gezeigt ist.
Da die Motorantriebseinheit 1000 mit dem Nullpunkt-Potenzialsensor 417 als Potenzialsensor versehen ist, können die Steuerschaltungen 301 und 302 in der Phase des Auswählens des Antriebsmusters zwischen Muster 2 und Muster 3 unterscheiden. Folglich kann ein geeignetes Antriebsmuster aus dem Y1-Antrieb und dem Y3-Antrieb als temporärer Antrieb ausgewählt werden. 14 ist ein Diagramm, das einen Zustand eines temporären Antriebs zeigt, wenn das Störungsmuster Muster 3 ist.
Wie oben beschrieben wurde, ist der Y1-Antrieb ein Antriebsmuster, bei dem ein Nullpunkt durch die Nullpunkt-Relaisschaltung 121 oder 122 gebildet wird, und wenn eine Störung in dem Inverter 111 des ersten Systems auftritt, wird ein Nullpunkt durch die Nullpunkt-Relaisschaltung 121 des ersten Systems gebildet. Ferner wird, wenn eine Störung in dem Inverter 112 des zweiten Systems auftritt, ein Nullpunkt durch die Nullpunkt-Relaisschaltung 122 des zweiten Systems gebildet. Ferner werden die Trennschalter 115 und 116 des Systems, in dem der Nullpunkt gebildet ist, ausgeschaltet und wird der Inverter 111 oder 112 von der Leistungsquelle und der Masse getrennt.
Bei dem in 14 gezeigten Beispiel wird, da eine An-Störung in einem Schalterelement des Inverters 111 des ersten Systems auftritt, ein Nullpunkt durch die Nullpunkt-Relaisschaltung 121 des ersten Systems gebildet. Wenn der Nullpunkt auf diese Weise gebildet wird, führen die Steuerschaltungen 301 und 302 eine Drei-Phasen-Energieversorgungssteuerung durch den Normalinverter 112 des zweiten Systems durch und fahren mit einem Antreiben des Motors 200 fort.
Während des Antreibens des Motors 200 durch einen derartigen temporären Antrieb werden, für das System, bei dem ein Anzeichen einer Störung erfasst wird (zum Beispiel erstes System in 14), jeweilige Schalterelemente in dem Inverter 111 individuell gesteuert. Dann wird das Vorliegen oder die Abwesenheit einer Störung in jedem Schalterelement individuell durch die Antwortergebnisse und die Potenzialerfassungswerte bestätigt. Dies bedeutet, dass als Bestätigung des Vorliegens oder der Abwesenheit einer Störung die Steuerschaltungen 301 und 302 individuell das Vorliegen oder die Abwesenheit einer Störung in der Mehrzahl von Schalterelementen in dem Inverter 111 bestätigen. Wenn das gestörte Teil durch eine derartige individuelle Bestätigung bestimmt wird, wird ein Wiederherstellungsantrieb mit dem gleichen Antriebsmuster wie dem Antriebsmuster des temporären Antriebs (das heißt dem Y1-Antrieb) durchgeführt. Als Nächstes wird Muster 4 des Störungsmusters beschrieben. 15 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem Muster 4 des Störungsmusters auftritt.
Im Muster 4 des Störungsmusters tritt eine Aus-Störung in einem Schalterelement des Inverters 111 oder 112 auf, der in der Motorantriebseinheit 1000 beinhaltet ist. Bei dem in 15 gezeigten Beispiel tritt eine Aus-Störung in dem Inverter 111 des ersten Systems auf und tritt eine Aus-Störung in einem der hochseitigen Schalterelemente 113 auf. Wie in der Entsprechungstabelle in 6 gezeigt ist, tritt im Muster 4 eine Anomalie an dem Potenzialrichtungswert eines Potenzialsensors der Phase, in der eine Aus-Störung erfasst wurde, unter dem U-Phase-Potenzialsensor 411, dem V-Phase-Potenzialsensor 412 und dem W-Phase-Potenzialsensor 413 auf. Bei dem in 15 gezeigten Beispiel tritt eine Anomalie an dem Potenzialerfassungswert der U-Phase auf.
Wenn eine derartige Anomalie durch die Steuerschaltungen 301 und 302 erfasst wird, schaltet die Motorantriebseinheit 1000 in den Brandausbreitungsverhinderungszustand. Dann wählen in dem Brandausbreitungsverhinderungszustand die Steuerschaltungen 301 und 302 ein Antriebsmuster für den temporären Antrieb aus, wie oben beschrieben wurde. Wenn das Störungsmuster Muster 4 ist, wird der Y1-Antrieb als Antriebsmuster ausgewählt, wie in 6 gezeigt ist. 16 ist ein Diagramm, das einen Zustand eines temporären Antriebs zeigt, wenn das Antriebsmuster Muster 4 ist.
Wie oben beschrieben wurde, ist der Y1-Antrieb ein Antriebsmuster, bei dem ein Nullpunkt durch die Nullpunkt-Relaisschaltung 121 oder 122 gebildet wird, und wenn eine Störung in dem Inverter 111 des ersten Systems auftritt, wird ein Nullpunkt durch die Nullpunkt-Relaisschaltung 121 des ersten Systems gebildet. Ferner wird, wenn eine Störung in dem Inverter 112 des zweiten Systems auftritt, ein Nullpunkt durch die Nullpunkt-Relaisschaltung 122 des zweiten Systems gebildet. Dies bedeutet, dass, wenn das anormale innere Potenzial in dem Inverter 111 oder 112 durch die Potenzialsensoren 411 bis 413 erfasst wird, ein Nullpunkt durch die Nullpunkt-Relaisschaltungen 121 oder 122 gebildet wird, die in dem gleichen Schaltungssystem vorgesehen sind wie dieser Inverter 111 oder 112, und schaltet der Betrieb in den Betrieb für eine Störung (Antriebsmuster für temporären Antrieb). Ferner werden die Trennschalter 115 und 116 des Systems, in dem der Nullpunkt gebildet wird, ausgeschaltet und wird der Inverter 111 oder 112 von der Leistungsquelle und der Masse getrennt.
Bei dem in 16 gezeigten Beispiel ist, da eine Aus-Störung in einem Schalterelement des Inverter 111 des ersten Systems auftritt, der Nullpunkt gebildet durch die Nullpunkt-Relaisschaltung 121 des ersten Systems. Wenn der Nullpunkt auf diese Weise gebildet ist, führen die Steuerschaltungen 301 und 302 eine Drei-Phasen-Energieversorgungssteuerung durch den Normalinverter 112 des zweiten Systems durch und setzen ein Antreiben des Motors 200 fort.
Während des Antreibens des Motors 200 durch einen derartigen temporären Antrieb werden für das System, bei dem ein Anzeichen einer Störung erfasst wird (beispielsweise erstes System in 16), jeweilige Schalterelemente in dem Inverter 111 individuell gesteuert. Dann wird das Vorliegen oder die Abwesenheit einer Störung in jedem Schalterelement einzeln durch die Antwortergebnisse und die Potenzialerfassungswerte bestätigt. Dies bedeutet, dass als Bestätigung des Vorliegens oder der Abwesenheit einer Störung die Steuerschaltungen 301 und 302 einzeln das Vorliegen oder die Abwesenheit einer Störung in der Mehrzahl von Schalterelementen in dem Inverter 111 bestätigen. Wenn der gestörte Teil durch eine derartige Einzelbestätigung bestimmt ist, wird ein Wiederherstellungsantrieb mit dem gleichen Antriebsmuster wie dem Antriebsmuster des temporären Antriebs durchgeführt (das heißt dem Y1-Antrieb). Als Nächstes wird Muster 5 des Störungsmusters beschrieben. 17 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem Muster 5 des Störungsmusters auftritt.
Bei Muster 5 des Störungsmusters tritt eine Trennungsstörung in einer Wicklung des Motors 200 auf. Bei dem in 17 gezeigten Beispiel tritt eine Trennungsstörung in der U-Phase-Wicklung unter den Wicklungen des Motors 200 auf. Wie in der Entsprechungstabelle in 6 gezeigt ist, tritt bei Muster 5 eine Anomalie bei dem Potenzialerfassungswert in einem Potenzialsensor der Phase, bei der die Trennungsstörung auftritt, unter dem U-Phase-Potenzialsensor 411, dem V-Phase-Potenzialsensor 412 und dem W-Phase-Potenzialsensor 413 auf.
Wenn eine derartige Anomalie durch die Steuerschaltungen 301 und 302 erfasst wird, schaltet die Motorantriebseinheit 1000 in den Brandausbreitungsverhinderungszustand. Dann wählen in dem Brandausbreitungsverhinderungszustand die Steuerschaltungen 301 und 302 ein Antriebsmuster für den temporären Antrieb aus, wie oben beschrieben wurde.
Wenn das Störungsmuster Muster 5 ist, ist auch der Stromerfassungswert für die Phase, in der der Trennungsfehler aufgetreten ist, unter den UVW-Phasen anormal (Strom null). Deshalb wird, wie in 6 gezeigt ist, der Zwei-Phasen-Antrieb als Antriebsmuster ausgewählt. 18 ist ein Diagramm, das einen Zustand eines temporären Antriebs zeigt, wenn das Störungsmuster Muster 5 ist.
Der Zwei-Phasen-Antrieb ist ein Antriebsmuster, bei dem nur zwei der UVW-Phasen verwendet werden. Zwei Phasen ausschließlich der Phase, bei der die Trennungsstörung aufgetreten ist, werden verwendet. Wenn eine Trennungsstörung in der U-Phase-Wicklung auftritt, werden zwei Phasen, nämlich die V-Phase und die W-Phase verwendet, wenn eine Trennungsstörung in der V-Phase-Wicklung auftritt, werden zwei Phasen verwendet, nämlich die U-Phase und die W-Phase, und wenn eine Trennungsstörung in der W-Phase-Wicklung auftritt, werden zwei Phasen verwendet, nämlich die U-Phase und die V-Phase. Dies bedeutet, dass, wenn ein Anzeichen einer Störung in dem Antriebssystem erfasst wird, das von den Leistungsquellen 403 und 404 bis zu dem Motor 200 reicht, die Steuerschaltungen 301 und 302 das Anzeichen einer Störung in Bezug auf jede Phase des Motors 200 unterscheidend erfassen. Dann wählen die Steuerschaltungen 301 und 302 einen Betrieb, der der Phase in Bezug auf die Störung entspricht, aus einer Mehrzahl von Betriebstypen als Betrieb für die Störung aus und führen diesen aus.
Bei dem in 18 gezeigten Beispiel führen, da eine Trennungsstörung in der U-Phase-Wicklung auftritt, die Steuerschaltungen 301 und 302 eine Antriebssteuerung durch zwei Phasen durch, nämlich die V-Phase und die W-Phase, während die Verwendung der U-Phase vermieden wird und ein Antreiben des Motors 200 fortgesetzt wird. 19 ist ein Diagramm, das Stromwerte zeigt, die bei dem Zwei-Phasen-Antrieb durch die jeweiligen Spulen der jeweiligen Phasen des Motors 200 fließen. Bei dem Zwei-Phasen-Antrieb ist der Stromwert in beispielsweise der U-Phase, bei der ein Anzeichen einer Störung erfasst wird, immer null und fließt der Strom in den anderen beiden Phasen, nämlich der V-Phase und der W-Phase, in beispielsweise einem sinusförmigen Stromsignalverlauf.
Während eines Antreibens des Motors 200 durch einen derartigen temporären Antrieb wird für die Phase, in der ein Anzeichen einer Störung erfasst wird (U-Phase in 18 als Beispiel), der Stromerfassungswert wieder analysiert und das Vorliegen oder die Abwesenheit einer Trennungsstörung bestätigt. Wenn das Vorliegen einer Trennungsstörung durch eine derartige Neuanalyse bestätigt wird, wird ein Wiederherstellungsantrieb mit dem gleichen Antriebsmuster wie dem Antriebsmuster für den temporären Antrieb durchgeführt (das heißt dem Zwei-Phasen-Antrieb). Als Nächstes wird Muster 6 des Störungsmusters beschrieben. 20 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem Muster 6 des Störungsmusters auftritt.
Beim Muster 6 des Störungsmusters tritt eine Kurzschlussstörung mit Masse in einer Wicklung des Motors 200 auf. Bei dem in 20 gezeigten Beispiel tritt eine Kurzschlussstörung in der U-Phase-Wicklung unter den Wicklungen des Motors 200 auf. Wie in der Entsprechungstabelle in 6 gezeigt ist, tritt beim Muster 6 eine Steuerantwortanomalie in dem hochseitigen Schalterelement 113 auf.
Wenn eine derartige Anomalie durch die Steuerschaltungen 301 und 302 erfasst wird, schaltet die Motorantriebseinheit 1000 in den Brandausbreitungsverhinderungszustand. Dann wählen in dem Brandausbreitungsverhinderungszustand die Steuerschaltungen 301 und 302 ein Antriebsmuster für den temporären Antrieb aus, wie oben beschrieben wurde. Wenn das Störungsmuster Muster 6 ist, tritt auch eine Anomalie an dem Potenzialerfassungswert des Massepotenzialsensors 416 auf. Deshalb wird, wie in 6 gezeigt ist, der Zwei-Phasen-Antrieb als Antriebsmuster ausgewählt. 21 ist ein Diagramm, das einen Zustand eines temporären Antriebs zeigt, wenn das Störungsmuster Muster 6 ist.
Wie oben beschrieben wurde, ist der Zwei-Phasen-Antrieb ein Antriebsmuster, bei dem nur zwei der UVW-Phasen verwendet werden. Zwei Phasen ausschließlich der Phase, in der der Trennungsfehler aufgetreten ist, werden verwendet. Bei dem in 21 gezeigten Beispiel führen, da eine Trennungsstörung in der U-Phase-Wicklung auftritt, die Steuerschaltungen 301 und 302 eine Treibersteuerung unter Verwendung der beiden Phasen, nämlich der V-Phase und der W-Phase, durch, während die Verwendung der U-Phase vermieden wird, um ein Antreiben des Motors 200 fortzusetzen.
Während des Antreibens des Motors 200 durch einen derartigen temporären Antrieb führen die Steuerschaltungen 301 und 302 eine temporäre Energieversorgungssteuerung in der Phase durch, in der ein Anzeichen einer Störung erfasst wird (U-Phase in 21 als Beispiel) oder dergleichen, um den Potenzialerfassungswert des Massepotenzialsensors 416 zu überprüfen, wenn die Phase mit Energie versorgt wird. Durch Bestätigen eines derartigen Potenzialerfassungswerts wird das Vorliegen oder die Abwesenheit einer Kurzschlussstörung in der relevanten Phase bestätigt. Wenn das Vorliegen einer Kurzschlussstörung bestätigt wird, wird ein Wiederherstellungsantrieb mit dem gleichen Antriebsmuster wie dem Antriebsmuster für den temporären Antrieb durchgeführt (das heißt dem Zwei-Phasen-Antrieb).
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Störungsmustern wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Störungsmuster angenommen, bei dem eine der beiden Steuerschaltungen 301 und 302 gestört ist. Bei diesem Störungsmuster wird eine Störung erfasst, wenn eine Steuerschaltung keine Kommunikationsantwort von der anderen Steuerschaltung erhalten kann. Dann wird bei diesem Störungsmuster unter der Annahme, dass der Inverter auf der anderen Seite unsteuerbar wird, ein Nullpunkt durch die Nullpunkt-Relaisschaltung 121 oder 122 des Systems der anderen Seite gebildet und wird ein temporärer Antrieb durch den Y1-Antrieb durchgeführt. Dies bedeutet, dass die Steuerschaltungen 301 und 302 miteinander kommunizieren, wobei, wenn eine derselben erfasst, dass die andere nicht kommunizieren kann, die eine es erlaubt, dass die Nullpunkt-Relaisschaltung 121 oder 122, die durch sie selbst gesteuert wird, einen Nullpunkt bilden kann, und der Betrieb schaltet in den Betrieb für eine Störung (Antriebsmuster für temporären Antrieb).
Bei dem obigen Ausführungsbeispiel steuern die beiden Steuerschaltungen 301 und 302 die Inverter 111 und 112 und erfassen eine Störung. Die Steuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung könnte jedoch beispielsweise eine CPU sein. (Hardware-Ausbildung der Motorantriebseinheit 1000) Als Nächstes wird die Hardware-Ausbildung der Motorantriebseinheit 1000 beschrieben. 22 ist ein Diagramm, das schematisch eine Hardware-Ausbildung der Motorantriebseinheit 1000 zeigt.
Die Motorantriebseinheit 1000 umfasst den oben erwähnten Motor 200, eine erste Befestigungsplatine 1001, eine zweite Befestigungsplatine 1002, ein Gehäuse 1003 und Verbinder 1004 und 1005 als Hardware-Ausbildung.
Von dem Motor 200 stehen die einen Enden 210 und die anderen Enden 220 der Spulen vor und erstrecken sich in Richtung der Befestigungsplatinen 1001 und 1002. Sowohl die einen Enden 210 als auch die anderen Enden 220 der Spulen sind mit einer der ersten Befestigungsplatine 1001 und der zweiten Befestigungsplatine 1002 verbunden und sowohl die einen Enden 210 als auch die anderen Enden 220 durchdringen die eine der ersten Befestigungsplatine 1001 und der zweiten Befestigungsplatine 1002 und sind miteinander verbunden. Insbesondere sind sowohl die einen Enden 210 als auch die anderen 220 der Spulen mit beispielsweise der zweiten Befestigungsplatine 1002 verbunden. Außerdem durchdringen sowohl die einen Enden 210 als auch die anderen Enden 220 der Spulen die zweite Befestigungsplatine 1002 und sind mit der ersten Befestigungsplatine 1001 verbunden.
Die Platinenoberflächen der ersten Befestigungsplatine 1001 und der zweiten Befestigungsplatine 1002 sind einander zugewandt. Die Rotationsachse des Motors 200 erstreckt sich in der Richtung, in der die Substratoberflächen einander zugewandt sind. Die Positionen der ersten Befestigungsplatine 1001 und der zweiten Befestigungsplatine 1002 und des Motors sind dadurch, dass sie in dem Gehäuse 1003 untergebracht sind, aneinander fixiert.
Ein Verbinder 1004, mit dem das Leistungskabel von der ersten Leistungsquelle 403 verbunden ist, ist an die erste Befestigungsplatine 1001 angeschlossen. Ein Verbinder 1005, mit dem das Leistungskabel von der zweiten Leistungsquelle 404 verbunden ist, ist an die zweite Befestigungsplatine 1002 angeschlossen. 23 ist ein Diagramm, das die Hardware-Ausbildung der ersten Befestigungsplatine 1001 und der zweiten Befestigungsplatine 1002 schematisch zeigt.
An der ersten Befestigungsplatine 1001 sind der erste Inverter 111 an der Seite der einen Enden 210 der Spulen und die zweite Nullpunkt-Relaisschaltung 121 an der Seite der anderen Enden 220 befestigt. Ferner sind an der zweiten Befestigungsplatine 1002, die sich von der ersten Befestigungsplatine 1001 unterscheidet, der zweite Inverter 112 an der Seite der anderen Enden 220 der Spulen und die erste Nullpunkt-Relaisschaltung 122 an der Seite der einen Enden 210 befestigt. Da die Schaltungen der jeweiligen Systeme, die in dem ersten System und dem zweiten System redundant sind, auf die beiden Befestigungsplatine 1001 und 1002 verteilt sind, ist es möglich, eine effiziente Elementanordnung mit dem gleichen Schaltungsmaßstab in den beiden Befestigungsplatinen umzusetzen.
An der ersten Befestigungsplatine 1001 ist auch die erste Steuerschaltung 301 befestigt. An der zweiten Befestigungsplatine 1002 ist auch die zweite Steuerschaltung 302 befestigt. Da die Steuerschaltungen 301 und 302 an den gleichen Befestigungsplatinen befestigt sind wie die Inverter 111 und 112 und die Nullpunkt-Relaisschaltungen 121 und 122, die durch die Steuerschaltungen 301 und 302 gesteuert werden, sind die Verdrahtungen zur Steuerung innerhalb der Platine platziert. Deshalb ist eine effiziente Elementanordnung möglich.
Der erste Inverter 111 an der ersten Befestigungsplatine 1001 und die erste Nullpunkt-Relaisschaltung 122 an der zweiten Befestigungsplatine 1002 sind an Positionen befestigt, an denen diese sich bei Betrachtung in einer Richtung, in der die erste Befestigungsplatine 1001 und die zweite Befestigungsplatine 1002 einander gegenüberliegen, überlappen. Ferner sind die zweite Nullpunkt-Relaisschaltung 121 an der ersten Befestigungsplatine 1001 und der zweite Inverter 112 an der zweiten Befestigungsplatine 1002 an Positionen befestigt, an denen diese sich bei Betrachtung in einer Richtung, in der die erste Befestigungsplatine 1001 und die zweite Befestigungsplatine 1002 einander gegenüberliegen, überlappen. Eine derartige Schaltungsanordnung ermöglicht eine effiziente Elementanordnung, bei der die Verdrahtungswege für die einen Enden 210 und die anderen Enden 220 der Spulen vereinfacht sind.
Bei Betrachtung in der Richtung, in der die erste Befestigungsplatine 1001 und die zweite Befestigungsplatine 1002 einander gegenüberliegen, sind der erste Inverter 111 an der ersten Befestigungsplatine 1001 und der zweite Inverter 112 an der zweiten Befestigungsplatine 1002 symmetrisch zueinander angeordnet. Ferner sind bei Betrachtung in der Richtung, in der die erste Befestigungsplatine 1001 und die zweite Befestigungsplatine 1002 einander gegenüberliegen, die zweite Nullpunkt-Relaisschaltung 121 an der ersten Befestigungsplatine 1001 und die erste Nullpunkt-Relaisschaltung 122 an der zweiten Befestigungsplatine 1002 symmetrisch zueinander angeordnet. Bei einer derartigen symmetrischen Anordnung kann der Platinenentwurf für die beiden Befestigungsplatinen 1001 und 1002 standardisiert sein. (Modifiziertes Beispiel) 24 ist ein Diagramm, das schematisch ein modifiziertes Beispiel der Hardware-Ausbildung der Befestigungsplatine zeigt.
Bei dem in 24 gezeigten modifizierten Beispiel ist eine doppelseitige Befestigungsplatine 1006 vorgesehen. Auf einer Oberfläche der Vorder- und der Rückoberfläche der doppelseitigen Befestigungsplatine 1006 sind der erste Inverter 111 an der Seite der einen Enden 210 der Spulen und die zweite Nullpunkt-Relaisschaltung 121 an der Seite der anderen Enden 220 der Spulen befestigt. Auf der anderen Oberfläche in Bezug auf die eine Oberfläche sind der zweite Inverter 112 an der Seite der anderen Enden 220 der Spulen und die erste Nullpunkt-Relaisschaltung 122 an der Seite der einen Enden 210 der Spulen befestigt. Die erste Steuerschaltung 301 ist außerdem auf der einen Oberfläche der Vorder- und der Rückoberfläche befestigt. Die zweite Steuerschaltung 302 ist auch an der anderen Oberfläche befestigt. Da die Schaltungen der jeweiligen Systeme, die in dem ersten System und dem zweiten System redundant sind, auf sowohl die Vorder- als auch die Rückoberfläche der doppelseitigen Befestigungsplatine verteilt sind, ist es möglich, die Elemente so effizient anzuordnen, dass der Schaltungsmaßstab auf sowohl der Vorder- als auch der Rückoberfläche ausgeglichen ist.
Der spezifische Schaltungsentwurf auf der Vorder- und der Rückseite der doppelseitigen Befestigungsplatine 1006 ist der, dass der Schaltungsentwurf auf einer Seite der gleiche ist wie der Schaltungsentwurf auf der ersten Befestigungsplatine 1001, die in 23 gezeigt ist, und der Schaltungsentwurf auf der anderen Seite der gleiche ist wie der Schaltungsentwurf auf der zweiten Befestigungsplatine 1002, die in 23 gezeigt ist. Deshalb ist es möglich, die Elemente effizient anzuordnen, indem die Verdrahtungswege für die einen Enden 210 und die anderen Enden 220 der Spulen vereinfacht werden, und ist es möglich, den Platinenentwurf auf sowohl der Vorder- als auch der Rückseite der doppelseitigen Befestigungsplatine 1006 zu standardisieren. (Ausführungsbeispiel einer Servolenkvorrichtung)
Fahrzeuge, wie zum Beispiel Automobile, sind im Allgemeinen mit einer Servolenkvorrichtung ausgerüstet. Eine Servolenkvorrichtung erzeugt ein Hilfsdrehmoment zur Unterstützung des Lenkdrehmoments des Lenksystems, das dadurch erzeugt wird, dass der Fahrer den Lenkgriff bedient. Das Hilfsdrehmoment wird erzeugt durch den Hilfsdrehmomentmechanismus und die Last auf der Bedienung durch den Fahrer kann reduziert werden. Der Hilfsdrehmomentmechanismus umfasst beispielsweise einen Lenkdrehmomentsensor, eine ECU, einen Motor, einen Untersetzungsmechanismus und dergleichen. Der Lenkdrehmomentsensor erfasst das Lenkdrehmoment in dem Lenksystem. Die ECU erzeugt ein Treibersignal basierend auf dem Erfassungssignal des Lenkdrehmomentsensors. Der Motor erzeugt ein Hilfsdrehmoment gemäß dem Lenkdrehmoment basierend auf dem Treibersignal und überträgt das Hilfsdrehmoment über den Untersetzungsmechanismus an das Lenksystem.
Die Motorantriebseinheit 1000 des obigen Ausführungsbeispiels wird geeigneterweise für eine Servolenkvorrichtung verwendet. 25 ist ein Diagramm, das schematisch die Ausbildung einer Servolenkvorrichtung 2000 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Die elektrische Servolenkvorrichtung 2000 umfasst ein Lenksystem 520 und einen Hilfsdrehmomentmechanismus 540.
Das Lenksystem 520 umfasst beispielsweise einen Lenkgriff 521, eine Lenkwelle 522 (im Folgenden auch „Lenksäule“ genannt), freie Wellengelenke 523A und 523B und eine Drehwelle 524 (im Folgenden auch als „Ritzelwelle“ oder „Eingangswelle“ bezeichnet).
Das Lenksystem 520 umfasst außerdem beispielsweise einen Zahnstangenmechanismus 525, eine Zahnstangenwelle 526, ein linkes und ein rechtes Kugelgelenk 552A und 552B, Spurstangen 527A und 527B, Achsschenkel 528A und 528B und ein linkes und ein rechtes lenkbares Rad (beispielsweise linkes und rechtes Vorderrad) 529A und 529B.
Der Lenkgriff 521 ist mit der Drehwelle 524 über die Lenkwelle 522 und die freien Wellengelenke 523A und 523B verbunden. Die Zahnstangenwelle 526 ist über den Zahnstangenmechanismus 525 mit der Drehwelle 524 verbunden. Der Zahnstangenmechanismus 525 weist ein Ritzel 531, das an der Drehwelle 524 vorgesehen ist, und eine Zahnstange 532 auf, die an der Zahnstangenwelle 526 vorgesehen ist. Das linke lenkbare Rad 529A ist mit dem rechten Ende der Zahnstangenwelle 526 über das Kugelgelenk 552A, die Spurstange 527A und den Achsschenkel 528A in dieser Reihenfolge verbunden. Ähnlich wie bei der rechten Seite ist das linke lenkbare Rad 529B mit dem linken Ende der Zahnstangenwelle 526 über das Kugelgelenk 552B, die Spurstange 527B und den Achsschenkel 528B in dieser Reihenfolge verbunden. Hier entsprechen die rechte Seite und die linke Seite der rechten Seite und der linken Seite, wie diese von dem Fahrer aus gesehen werden, der auf dem Sitz sitzt.
Gemäß dem Lenksystem 520 wird ein Lenkdrehmoment erzeugt, wenn der Fahrer den Lenkgriff 521 bedient, und über den Zahnstangenmechanismus 525 an das linke und das rechte lenkbare Rad 529A und 529B übertragen. Folglich kann der Fahrer das linke und das rechte lenkbare Rad 529A und 529B bedienen.
Der Hilfsdrehmomentmechanismus 540 umfasst beispielsweise einen Lenkdrehmomentsensor 541, eine ECU 542, einen Motor 543, einen Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus 544 und eine Leistungsversorgungsvorrichtung 545. Der Hilfsdrehmomentmechanismus 540 übt von dem Lenkgriff 521 zu dem linken und dem rechten lenkbare Rad 529A und 529B ein Hilfsdrehmoment auf das Lenksystem 520 aus. Das Hilfsdrehmoment wird manchmal auch als „zusätzliches Drehmoment“ bezeichnet.
Als ECU 542 werden beispielsweise die Steuerschaltungen 301 und 302 verwendet, die in 1 und an anderer Stelle gezeigt sind. Ferner werden als Leistungsversorgungsvorrichtung 545 beispielsweise die Inverter 111 und 112 verwendet, die in 1 und an anderer Stelle gezeigt sind. Ferner wird als Motor 543 beispielsweise der Motor 200 verwendet, der in 1 und an anderer Stelle gezeigt ist. Wenn die ECU 542, der Motor 543 und die Leistungsversorgungsvorrichtung 545 eine Einheit bilden, die allgemein als „mechanischelektrisch integrierter Motor“ bezeichnet wird, wird vorzugsweise als die Einheit die Motorantriebseinheit 1000 mit der in 22 gezeigten Hardware-Ausbildung verwendet. Unter den in 25 gezeigten Elementen entspricht der Mechanismus, der aus den Elementen außer der ECU 542, dem Motor 543 und der Leistungsversorgungsvorrichtung 545 ausgebildet ist, einem Beispiel des Servolenkmechanismus, der durch den Motor 543 angetrieben wird.
Der Lenkdrehmomentsensor 541 erfasst das Lenkdrehmoment des Lenksystems 520, das durch den Lenkgriff 521 ausgeübt wird. Die ECU 542 erzeugt ein Treibersignal zum Antreiben des Motors 543 basierend auf einem Erfassungssignal von dem Lenkdrehmomentsensor 541 (im Folgenden als „Drehmomentsignal“ bezeichnet). Der Motor 543 erzeugt ein Hilfsdrehmoment gemäß dem Lenkdrehmoment basierend auf dem Treibersignal. Das Hilfsdrehmoment wird über den Geschwindigkeitsverringerungsmechan544 an die Drehwelle 524 des Lenksystems 520 übertragen. Der Geschwindigkeitsverringerungsmechan544 ist beispielsweise ein Schneckenradmechanismus. Das Hilfsdrehmoment wird weiter von der Drehwelle 524 an den Zahnstangenmechanismus 525 übertragen.
Die Servolenkvorrichtung 2000 ist abhängig von dem Teil, von dem das Hilfsdrehmoment auf das Lenksystem 520 angelegt wird, in einen Ritzelunterstützungstyp, einen Zahnstangenunterstützungstyp, einen Säulenunterstützungstyp oder dergleichen klassifiziert. 25 zeigt die Servolenkvorrichtung 2000 des Ritzelunterstützungstyps. Die Servolenkvorrichtung 2000 ist jedoch auch auf den Zahnstangenunterstützungstyp, den Säulenunterstützungstyp und dergleichen anwendbar.
Nicht nur ein Drehmomentsignal, sondern auch ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal kann beispielsweise in die ECU 542 eingegeben werden. Die Mikrosteuerung der ECU 542 kann den Motor 543 basierend auf einem Drehmomentsignal, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal oder dergleichen vektorsteuern.
Die ECU 542 stellt einen Zielstromwert zumindest basierend auf dem Drehmomentsignal ein. Es ist vorzuziehen, dass die ECU 542 den Zielstromwert in Anbetracht des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals einstellt, das durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfasst wird, und ferner in Anbetracht des Drehsignals des Rotors, das durch den Winkelsensor erfasst wird. Die ECU 542 kann das Treibersignal des Motors 543 steuern, das heißt den Treiberstrom, so dass der tatsächliche Stromwert, der durch den Stromsensor erfasst wird, mit dem Zielstromwert übereinstimmt.
Gemäß der Servolenkvorrichtung 2000 können das linke und das rechte lenkbare Rad 529A und 529B durch die Zahnstangenwelle 526 betrieben werden durch Nutzen des kombinierten Drehmoments, das erhalten wird durch Addieren des Hilfsdrehmoments des Motors 543 zu dem Lenkdrehmoment des Fahrers. Insbesondere ist es durch Verwenden der Motorantriebseinheit 1000 des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels für den oben erwähnten mechanisch/elektrisch integrierten Motor möglich, den Strom in sowohl dem Normalzustand als auch dem gestörten Zustand geeignet zu steuern. Folglich wird die Leistungsunterstützung in der Servolenkvorrichtung in sowohl dem Normalzustand als auch dem gestörten Zustand fortgesetzt.
Hier wird eine Servolenkvorrichtung als ein Beispiel für die Verwendung in dem Leistungswandler und dem Antrieb der vorliegenden Erfindung erwähnt, die Verwendung des Leistungswandlers und des Antriebs der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf das eingeschränkt, was oben beschrieben wird. Die Anwendbarkeit bezieht sich auf einen breiten Bereich, einschließlich einer Pumpe und eines Kompressors.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele und modifizierten Beispiele sollen in allen Aspekten als veranschaulichend und nicht als einschränkend aufgefasst werden. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht durch das oben beschriebene Ausführungsbeispiel gezeigt, sondern durch den Schutzbereich der Ansprüche, und soll alle Veränderungen innerhalb der Bedeutung und des Schutzbereichs beinhalten, die äquivalent zu dem Schutzbereich der Ansprüche sind.
Bezugszeichenliste

111: erster Inverter
112: zweiter Inverter
115, 116: Trennungsschalter
121: zweite Nullpunkt-Relaisschaltung
122: erste Nullpunkt-Relaisschaltung
200: Motor
301, 302: Steuerschaltung
311, 312: Inverter-Treiberschaltung
313, 314: Schalter-Treiberschaltung
403, 404: Leistungsquelle
411: U-Phase-Potenzialsensor
412: V-Phase-Potenzialsensor
413: W-Phase-Potenzialsensor
414: Versorgungspotenzialsensor
415: Leistungsquellenpotenzialsensor
416: Massepotenzialsensor
417: Nullpunkt-Potenzialsensor
1000: Motorantriebseinheit
1001, 1002, 1007: Befestigungsplatine
1006: doppelseitige Befestigungsplatine
2000: Servolenkvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2014192950 A [0004]

Claims

Ein Leistungswandler, der Leistung von einer Leistungsquelle in Leistung umwandelt, die an einen Motor mit n-Phasen-Wicklungen (wobei n eine Ganzzahl gleich 3 oder mehr ist) geliefert werden soll, wobei der Leistungswandler folgende Merkmale aufweist: einen Inverter mit einer Mehrzahl von Schalterelementen, die mit den Wicklungen verbunden sind; eine Steuereinheit, die einen Betrieb jedes der Mehrzahl von Schalterelementen für den Inverter steuert; und eine Störungserfassungseinheit, die ein Anzeichen einer Störung in einem Antriebssystem erfasst, das von der Leistungsquelle bis zu dem Motor reicht, wobei wenn das Anzeichen einer Störung durch die Störungserfassungseinheit erfasst wird, die Steuereinheit das Vorliegen oder die Abwesenheit einer Störung in dem Antriebssystem prüft, während Leistung an den Motor geliefert wird, durch Bewirken, dass der Inverter einen Betrieb für eine Störung durchführt.
Der Leistungswandler gemäß Anspruch 1, bei dem, wenn das Vorliegen der Störung bestätigt wird, die Steuereinheit die Leistung an den Motor liefert durch Bewirken, dass der Inverter einen Störungsvermeidungsbetrieb durchführt, der die Verwendung eines Teils vermeidet, an dem die Störung aufgetreten ist.
Der Leistungswandler gemäß Anspruch 2, bei dem der Störungsvermeidungsbetrieb gleich dem Betrieb für eine Störung ist.
Der Leistungswandler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem als Prüfen des Vorliegens oder der Abwesenheit der Störung die Steuereinheit individuell zumindest das Vorliegen oder die Abwesenheit einer Störung in der Mehrzahl von Schalterelementen prüft.
Der Leistungswandler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem, wenn die Abwesenheit einer Störung als Ergebnis einer Störungsbestätigung bestätigt wird, die Steuereinheit bewirkt, dass der Inverter einen Betrieb in dem Normalzustand ausführt.
Der Leistungswandler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Steuereinheit den Betrieb für eine Störung aus einer Mehrzahl von Betriebstypen auswählt und ausführt, und der Inverter alle der Mehrzahl von Schalterelementen während einer Zeit ausschaltet, zu der die Steuereinheit den Betrieb für eine Störung auswählt.
Der Leistungswandler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem beim Erfassen des Anzeichens einer Störung in dem Antriebssystem die Störungserfassungseinheit das Anzeichen einer Störung in Bezug auf jede Phase des Motors unterscheidend erfasst und die Steuereinheit einen Betrieb gemäß einer Phase in Bezug auf die Störung unter einer Mehrzahl von Betriebstypen als den Betrieb für eine Störung auswählt und ausführt.
Der Leistungswandler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Inverter einen ersten Inverter, der mit einen Enden der Wicklungen verbunden ist, und einen zweiten Inverter aufweist, der mit anderen Enden der Wicklungen verbunden ist, wobei, wenn die Störungserfassungseinheit das Anzeichen einer Störung in dem Antriebssystem erfasst, die Störungserfassungseinheit ein Anzeichen einer Störung in Bezug auf den ersten Inverter und ein Anzeichen einer Störung in Bezug auf den zweiten Inverter unterscheidend erfasst und die Steuereinheit einen Betrieb, der einem Inverter in Bezug auf den Fehler entspricht, unter einer Mehrzahl von Betriebstypen als den Betrieb für eine Störung auswählt und ausführt.
Der Leistungswandler gemäß Anspruch 8, bei dem die Steuereinheit eine erste Steuereinheit, die einen Betrieb des ersten Inverters steuert, und eine zweite Steuereinheit aufweist, die einen Betrieb des zweiten Inverters steuert.
Der Leistungswandler gemäß Anspruch 8 oder 9, bei dem die Leistungsquelle eine erste Leistungsquelle, die Leistung an den ersten Inverter liefert, und eine zweite Leistungsquelle aufweist, die Leistung an den zweiten Inverter liefert.
Der Leistungswandler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem, wenn die Störungserfassungseinheit das Anzeichen einer Störung in dem Antriebssystem erfasst, die Störungserfassungseinheit jedes einer Mehrzahl von Typen von Störungsmustern unterscheidend erfasst und die Steuereinheit einen Betrieb gemäß dem Störungsmuster unter einer Mehrzahl von Betriebstypen als den Betrieb für eine Störung auswählt und ausführt.
Der Leistungswandler gemäß Anspruch 11, bei dem der Inverter einen ersten Inverter, der mit einen Enden der Wicklungen verbunden ist, und einen zweiten Inverter aufweist, der mit anderen Enden der Wicklungen verbunden ist, wobei der Leistungswandler ferner folgende Merkmale aufweist: einen ersten Nullpunkt-Mechanismus, der mit dem ersten Inverter verbunden ist und einen Nullpunkt an einer Seite des ersten Inverters bildet; und einen zweiten Nullpunkt-Mechanismus, der mit dem zweiten Inverter verbunden ist und einen Nullpunkt an einer Seite des zweiten Inverters bildet, wobei die Steuereinheit den Betrieb für eine Störung unter zumindest zweien der Mehrzahl von Betriebstypen auswählt und eine Ausführung desselben erlaubt, die Folgende aufweisen: einen ersten Betrieb eines Bildens eines Nullpunkts durch den Neutralisierungsmechanismus; einen zweiten Betrieb eines Neutralisierens des Inverters durch ein beliebiges der Mehrzahl von Schalterelementen in dem Inverter und einen dritten Betrieb eines Betreibens einer beliebigen Phase der n Phasen.
Der Leistungswandler gemäß Anspruch 12, bei dem der zweite Betrieb darin besteht, den Inverter durch ein Schalterelement, das zwischen Masse und die Wicklungen geschaltet ist, unter der Mehrzahl von Schalterelementen in dem Inverter zu neutralisieren.
Der Leistungswandler gemäß Anspruch 11, bei dem die Störungserfassungseinheit das Anzeichen einer Störung in dem Antriebssystem erfasst durch Erfassen einer Anomalie an einem Zustandswert an jedem einer Mehrzahl von Orten in dem Antriebssystem und ein Bit, das einem Ort entspricht, an dem die Anomalie an dem Zustandswert erfasst wird, unter Bits eines Registers setzt, und die Steuereinheit einen Betrieb, der einem Wert des Registers unter der Mehrzahl von Betriebstypen entspricht, als den Betrieb für eine Störung ausführt.
Der Leistungswandler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem die Steuereinheit eine Leistungsversorgung zu dem Motor über die Zeit während einer Zeit eines Prüfens eines Vorliegens oder einer Abwesenheit einer Störung reduziert.
Ein Antrieb, der folgende Merkmale aufweist: den Leistungswandler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15; und einen Motor, an den Leistung geliefert wird, die durch den Leistungswandler umgewandelt wird.
Eine Servolenkvorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: den Leistungswandler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15; einen Motor, an den die Leistung geliefert wird, die durch den Leistungswandler umgewandelt wird; und einen Servolenkmechanismus, der durch den Motor angetrieben werden soll.