DE112020001095T5 - Antriebssteuereinrichtung für Elektromotor - Google Patents

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Tomonobu Koseki
Mamoru Ogura
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Hitachi Astemo Ltd
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Abstract

Die Antriebssteuereinrichtung für den Elektromotor gemäß der vorliegenden Erfindung weist zwei Antriebssteuersysteme für zwei Wicklungssätze des Elektromotors auf, wobei jedes Antriebssteuersystem eine Steuerschaltung, einen Wechselrichter, einen Stromversorgungsverbinder und einen Masseverbinder beinhaltet, die beiden Steuerschaltungen mit einer internen gemeinsamen Masse verbunden sind, jedes Gleichrichtungselement, das einen Strom von der gemeinsamen Masse zu jedem Masseverbinder leitet, in einer Leitung bereitgestellt wird, die den Masseverbinder und die gemeinsame Masse verbindet, jedes Stromerkennungselement in einer Leitung bereitgestellt wird, die jede positive Stromversorgung und eine Leitung zwischen dem Gleichrichtungselement und dem Masseverbinder verbindet, und ob ein Offen-Fehler in dem Masseverbinder aufgetreten ist, auf Grundlage der an das Stromerkennungselement angelegten Spannung diagnostiziert wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebssteuereinrichtung zur Verwendung in einem Elektromotor, der einen ersten Wicklungssatz und einen zweiten Wicklungssatz beinhaltet.
  • Hintergrund der Technik
  • Eine Motorsteuervorrichtung des Patentdokuments 1 weist zwei elektronische Steuereinheitssysteme (electronic control unit, ECU) auf, die jeweils einen Mikrocomputer beinhalten, der zusammen mit einer Antriebsschaltung bereitgestellt wird. Jede ECU ist mit jeder externen Stromversorgung verbunden und beinhaltet eine Konstantspannungsschaltung. Die Konstantspannungsschaltung in jeder ECU stellt die Spannung der externen Stromversorgung auf einen konstanten Wert ein und liefert eine solche Spannung als Betriebsspannung an den Mikrocomputer.
  • Dabei sind die Niederpotentialseite der Antriebsschaltung und die Niederpotentialseite der externen Stromversorgung durch eine Stromversorgungs-Masseleitung in jeder ECU miteinander verbunden, und die Stromversorgungs-Masseleitung und die Niederspannungsseite der Antriebsschaltung sind in jeder ECU miteinander mit einer internen Masse verbunden.
  • Die Mikrocomputer in jeder ECU beinhalten eine Anomalieerkennungseinheit. Die Anomalieerkennungseinheit erkennt eine Anomalie der Masse auf Grundlage der Massespannung der internen Masse, die unter Bezugnahme auf die Betriebsspannung der ECU gewonnen wird, zu der die Anomalieerkennungseinheit gehört.
  • Liste der Bezugsdokumente
  • Patentdokument
  • Patentdokument 1: JP2018-042403A
  • Übersicht über die Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösendes Problem
  • Wenn die interne Masse der Steuerschaltung zwischen den Systemen gemeinsam verwendet wird, kann unterdessen ein Strom, der durch einen Wechselrichter des ersten Systems fließt, über die gemeinsame interne Masse in den Masseverbinder des zweiten Systems fließen, wenn eine Offen-Anomalie in dem Masseverbinder des ersten Systems auftritt.
  • Da der Strom, der durch den Wechselrichter des zweiten Systems fließt, auch in den Masseverbinder des zweiten Systems fließt, überhitzt der Masseverbinder des zweiten Systems aufgrund des kontinuierlichen Flusses des Stroms, der die Strombelastbarkeit übersteigt, wenn die Erregungssteuerung für den Wechselrichter des ersten Systems wie üblich fortgesetzt wird, obwohl die Offen-Anomalie in dem Masseverbinder des ersten Systems auftritt, und folglich können Anomalien aufeinanderfolgend auftreten.
  • Wenn hier die Anomalie in dem Masseverbinder erkannt werden kann, können Gegenmaßnahmen ergriffen werden, bevor die Anomalien aufeinanderfolgend auftreten.
  • Die vorliegende Erfindung ist angesichts der herkömmlichen Umstände umgesetzt worden, und dementsprechend besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Antriebssteuereinrichtung für einen Elektromotor bereitzustellen, die in der Lage ist zu erkennen, ob eine Anomalie in einem Masseverbinder aufgetreten ist.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Antriebssteuereinrichtung für einen Elektromotor Systeme, in denen eine Steuerschaltung in jedem System mit einer internen gemeinsamen Masse verbunden ist, ein Gleichrichtungselement, das einen Strom von der gemeinsamen Masse zu einem Masseverbinder leitet, in einer Leitung bereitgestellt wird, die den Masseverbinder und die gemeinsame Masse in jedem System verbindet, und ein Stromerkennungselement in einer Leitung bereitgestellt wird, die eine positive Stromversorgung und eine Leitung zwischen dem Gleichrichtungselement und dem Masseverbinder und in jedem System verbindet.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann erkannt werden, ob eine Anomalie in einem Masseverbinder aufgetreten ist, und es kann verhindert werden, dass eine Reihe von Anomalien in dem Masseverbinder auftritt.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Ansicht einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung.
    • 2 ist ein Schaltplan einer Antriebssteuereinrichtung für einen Elektromotor.
    • 3 ist ein Schaltplan, der einen ersten Wechselrichter, einen zweiten Wechselrichter und Wicklungssätze des Elektromotors in der Antriebssteuereinrichtung ausführlich veranschaulicht.
    • 4 ist ein Ablaufplan, der den Steuervorgang einschließlich eines Diagnoseprozesses des Masseverbinders veranschaulicht.
  • Verfahren zum Ausführen der Erfindung
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
  • Nachfolgend wird ein Beispiel für eine elektrische Servolenkungsvorrichtung für ein Fahrzeug veranschaulicht, die die Antriebssteuereinrichtung für den Elektromotor gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung einsetzt.
  • 1 veranschaulicht eine schematische Ansicht einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung 100.
  • Die elektrische Servolenkungsvorrichtung 100 beinhaltet ein Lenkrad 10, einen Lenkwinkelsensor 11, einen Lenkmomentsensor 12, einen Elektromotor 13, eine EPS-Steuereinheit 14, einen Fahrzeugpositions-Erkennungssensor 15, eine Steuereinrichtung 16 für autonomes Fahren, Batterien 17a und 17b und dergleichen.
  • Eine Lenksäule 19, die eine Lenkwelle 18 aufnimmt, beinhaltet den Lenkwinkelsensor 11, den Lenkdrehmomentsensor 12, den Elektromotor 13 und eine Reduziervorrichtung 20.
  • Die Antriebskraft des Elektromotors 13 wird über die Reduziervorrichtung 20 auf die Lenkwelle 18 übertragen, um die Lenkwelle 18 zu drehen.
  • Das vordere Ende der Lenkwelle 18 beinhaltet ein Ritzel 21. Mit der Drehung des Ritzels 21 wird eine Zahnstange 22 in der Fahrtrichtung gesehen horizontal nach links oder rechts verschoben, um einen Lenkwinkel an einschlagende Räder 23 und 23 zu übertragen.
  • Wenn ein Fahrer das Fahrzeug lenkt, steuert die EPS-Steuereinheit 14 den Elektromotor 13 auf Grundlage des Erkennungswerts des Lenkdrehmoments durch den Lenkdrehmomentsensor 12, von Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen und treibt diesen an, um die Lenkhilfskraft zu erzeugen.
  • Bei einem autonomen Fahren hingegen gewinnt die Steuereinrichtung 16 für autonomes Fahren den Lenkwinkelbefehl auf Grundlage von Positionsinformationen und dergleichen, die von dem Fahrzeugpositions-Erkennungssensor 15 erfasst werden. Anschließend erfasst die EPS-Steuereinheit 14 die Anforderung zum autonomen Fahren und den Lenkwinkelbefehl von der Steuereinrichtung 16 für autonomes Fahren und steuert den Elektromotor 13 und treibt diesen an, um den tatsächlichen Lenkwinkel näher an den Lenkwinkelbefehl zu bringen.
  • 2 veranschaulicht einen Schaltungsaufbau der EPS-Steuereinheit 14, bei der es sich um die Antriebssteuereinrichtung für den Elektromotor 13 handelt. Es ist zu beachten, dass 2 die wichtigsten Teile veranschaulicht, die mit einer Stromversorgung der EPS-Steuereinheit 14 zusammenhängen und mit einem Steuern und Antreiben des Elektromotors 13 zusammenhängen.
  • Bei dem Elektromotor 13 handelt es sich zum Beispiel um einen Drehstromsynchron-Elektromotor mit einem ersten Wicklungssatz 13a und einem zweiten Wicklungssatz 13b, die jeweils aus einer U-Phasen-Spule, einer V-Phasen-Spule und einer W-Phasen-Spule bestehen.
  • Die EPS-Steuereinheit 14 weist zwei Antriebssteuersysteme auf, die die Wicklungssätze 13a und 13b einzeln steuern und antreiben, und die Antriebssteuersysteme beinhalten Steuerschaltungen 32a und 32b, Wechselrichter 31a und 31b, Stromversorgungsverbinder 33a und 33b, Masseverbinder 34a und 34b und dergleichen.
  • Im Folgenden wird jedes Antriebssteuersystem der EPS-Steuereinheit 14 ausführlich beschrieben.
  • Ein Gehäuse 30 der EPS-Steuereinheit 14 nimmt den ersten Wechselrichter 31a, den zweiten Wechselrichter 31b, die erste Steuerschaltung 32a, die zweite Steuerschaltung 32b und dergleichen auf.
  • Der erste Wechselrichter 31a und die erste Steuerschaltung 32a bilden das erste Antriebssteuersystem (d. h., das erste System), das den ersten Wicklungssatz 13a steuert und antreibt, und der zweite Wechselrichter 31b und die zweite Steuerschaltung 32b bilden das zweite Antriebssteuersystem (d. h., das zweite System), das den zweiten Wicklungssatz 13b steuert und antreibt.
  • Die erste Steuerschaltung 32a weist einen ersten Mikrocomputer 42a, eine erste Antriebsschaltung 43a, eine erste Stromversorgungsschaltung 44a und dergleichen auf, und die zweite Steuerschaltung 32b beinhaltet einen zweiten Mikrocomputer 42b, eine zweite Antriebsschaltung 43b, eine zweite Stromversorgungsschaltung 44b und dergleichen.
  • Der erste Mikrocomputer 42a und der zweite Mikrocomputer 42b beinhalten jeweils eine Zentraleinheit (central processing unit, CPU), einen Festwertspeicher (read-only memory, ROM), einen Direktzugriffsspeicher (random-access memory, RAM) und dergleichen.
  • Darüber hinaus beinhaltet das Gehäuse 30 den ersten Stromversorgungsverbinder 33a, den ersten Masseverbinder 34a, den zweiten Stromversorgungsverbinder 33b und den zweiten Masseverbinder 34b zum Verbinden der externen Batterien 17a und 17b mit den internen elektrischen Schaltungen.
  • Ein Paar aus dem ersten Stromversorgungsverbinder 33a und dem ersten Masseverbinder 34a versorgt das erste Antriebssteuersystem mit Strom von der ersten Batterie 17a, und ein Paar aus dem zweiten Stromversorgungsverbinder 33b und dem zweiten Masseverbinder 34b versorgt das zweite Antriebssteuersystem mit Strom von der zweiten Batterie 17b.
  • Der erste Stromversorgungsverbinder 33a ist über einen ersten Stromversorgungs-Kabelbaum 35a mit dem Pluspol (d. h., der positiven Elektrode) der ersten Batterie 17a verbunden, und der erste Masseverbinder 34a ist über einen ersten Massekabelbaum 36a mit dem Minuspol (d. h., der negativen Elektrode) der ersten Batterie 17a verbunden.
  • Der zweite Stromversorgungsverbinder 33b ist über einen zweiten Stromversorgungs-Kabelbaum 35b mit dem Pluspol der zweiten Batterie 17b verbunden, und der zweite Masseverbinder 34b ist über einen zweiten Massekabelbaum 36b mit dem Minuspol der zweiten Batterie 17b verbunden.
  • Der erste Stromversorgungsverbinder 33a ist über eine Stromversorgungsleitung 37a in dem Gehäuse 30 mit der ersten Steuerschaltung 32a verbunden.
  • Der Stromversorgungsanschluss des ersten Wechselrichters 31a ist mit der Stromversorgungsleitung 37a verbunden. Darüber hinaus ist zwischen der Stromversorgungsleitung 37a und dem ersten Wechselrichter 31a ein Stromversorgungsrelais 38a angeordnet, bei dem es sich um das fünfte Schaltelement zum Steuern einer Stromversorgung und -unterbrechung von der ersten Batterie 17a zu dem ersten Wechselrichter 31a handelt.
  • Das Stromversorgungsrelais 38a besteht zum Beispiel aus einem N-Kanal-MOSFET, und der erste Mikrocomputer 42a der ersten Steuerschaltung 32a gibt das Steuersignal (d. h., das Befehlssignal) an das Stromversorgungsrelais 38a aus, um das Stromversorgungsrelais 38a ein- und auszuschalten.
  • Die parasitäre Diode (d. h., die interne Diode oder Body-Diode) des N-Kanal-MOSFET, der das Stromversorgungsrelais 38a bildet, ist mit ihrer Kathode mit der Stromversorgungsleitung 37a verbunden und mit ihrer Anode mit dem ersten Wechselrichter 31a verbunden.
  • Darüber hinaus ist der erste Masseverbinder 34a über eine Masseleitung 40a mit einer gemeinsamen Masse 49 verbunden. Die gemeinsame Masse 49 ist die interne Masse, die in dem Gehäuse 30 bereitgestellt wird und die die erste Steuerschaltung 32a und die zweite Steuerschaltung 32b gemeinsam haben.
  • Durch Verbinden der ersten Steuerschaltung 32a und der zweiten Steuerschaltung 32b mit der gemeinsamen Masse 49 kann ein Auftreten der Potentialdifferenz zwischen der Masse der ersten Steuerschaltung 32a und der Masse der zweiten Steuerschaltung 32b unterdrückt werden und kann ein falsches Erkennen der Anomalie der Masse verhindert werden.
  • Der Masseanschluss des ersten Wechselrichters 31a ist mit der Masseleitung 40a verbunden, und ein erster Shunt-Widerstand 39a zum Erkennen des durch den ersten Wicklungssatz 13a des Elektromotors 13 fließenden Stroms wird zwischen der Masseleitung 40a und dem ersten Wechselrichter 31a bereitgestellt.
  • Darüber hinaus wird zwischen der gemeinsamen Masse 49 und der Stelle an der Masseleitung 40a, mit der ein Ende des ersten Shunt-Widerstands 39a verbunden ist, ein Gleichrichtungssteuerelement 47a bereitgestellt, das durch paralleles Verbinden des ersten Gleichrichtungselements mit dem ersten Schaltelement gebildet wird.
  • Das Gleichrichtungssteuerelement 47a wird zum Beispiel durch einen N-Kanal-MOSFET 47a2 mit einer parasitären Diode 47a1 gebildet.
  • Hier ist die parasitäre Diode 47a1 mit ihrer Kathode mit dem ersten Masseverbinder 34a verbunden und mit ihrer Anode mit der gemeinsamen Masse 49 verbunden. Das heißt, die parasitäre Diode 47a1 des N-Kanal-MOSFET 47a2 fungiert als Gleichrichtungselement, das den Strom von der gemeinsamen Masse 49 zu dem ersten Masseverbinder 34a leitet und den Strom, der zu der gemeinsamen Masse 49 gerichtet ist, unterbricht.
  • Darüber hinaus fungiert der N-Kanal-MOSFET 47a2 als Schaltelement, das parallel mit dem Gleichrichtungselement verbunden ist, und der Strom kann während des EIN-Zustands des N-Kanal-MOSFET 47a2 zu der gemeinsamen Masse 49 fließen.
  • Das Gate des N-Kanal-MOSFET 47a2, der das Gleichrichtungssteuerelement 47a bildet, ist mit einem digitalen Ausgangsanschluss DO des ersten Mikrocomputers 42a verbunden, und der erste Mikrocomputer 42a verwendet das Steuersignal, das von dem digitalen Ausgangsanschluss DO ausgegeben wird, um den N-Kanal-MOSFET 47a2 ein- und auszuschalten.
  • Darüber hinaus wird ein Widerstand R1a als drittes Stromerkennungselement zwischen dem Gleichrichtungssteuerelement 47a und der gemeinsamen Masse 49 bereitgestellt, und ein Kondensator C1a wird parallel mit dem Widerstand R1a und dem Gleichrichtungssteuerelement 47a bereitgestellt.
  • Die Anordnung des Widerstands R1a und des Gleichrichtungssteuerelements 47a kann vertauscht werden, und das Gleichrichtungssteuerelement 47a kann zwischen dem Widerstand R1a und der gemeinsamen Masse 49 angeordnet werden.
  • Die Stromversorgungsschaltung des zweiten Antriebssteuersystems weist dieselbe Ausgestaltung wie die des ersten Antriebssteuersystems auf.
  • Das heißt, der zweite Stromversorgungsverbinder 33b ist über eine Stromversorgungsleitung 37b in dem Gehäuse 30 mit der zweiten Steuerschaltung 32b verbunden.
  • Darüber hinaus ist der Stromversorgungsanschluss des zweiten Wechselrichters 31b mit der Stromversorgungsleitung 37b verbunden, und ein Stromversorgungsrelais 38b, bei dem es sich um das das sechste Schaltelement zum Steuern einer Stromzufuhr und -unterbrechung von der zweiten Batterie 17b zu dem zweiten Wechselrichter 31b handelt, wird zwischen der Stromversorgungsleitung 37b und dem zweiten Wechselrichter 31b bereitgestellt.
  • Das Stromversorgungsrelais 38b besteht zum Beispiel aus einem N-Kanal-MOSFET, und der zweite Mikrocomputer 42b gibt das Steuersignal aus, um das Stromversorgungsrelais 38b ein- und auszuschalten.
  • Die parasitäre Diode des N-Kanal-MOSFET, der das Stromversorgungsrelais 38b bildet, ist mit ihrer Kathode mit der Stromversorgungsleitung 37b verbunden und mit ihrer Anode mit dem zweiten Wechselrichter 31b verbunden.
  • Der zweite Masseverbinder 34b ist über eine Masseleitung 40b mit der gemeinsamen Masse 49 verbunden.
  • Der Masseanschluss des zweiten Wechselrichters 31b ist mit der Masseleitung 40b verbunden, und ein zweiter Shunt-Widerstand 39b zum Erkennen des durch den zweiten Wicklungssatz 13b des Elektromotors 13 fließenden Stroms wird zwischen der Masseleitung 40b und dem zweiten Wechselrichter 31b bereitgestellt.
  • Darüber hinaus wird zwischen der gemeinsamen Masse 49 und der Stelle an der Masseleitung 40b, mit der ein Ende des zweiten Shunt-Widerstands 39b verbunden ist, ein Gleichrichtungssteuerelement 47b bereitgestellt, das durch paralleles Verbinden des zweiten Gleichrichtungselements mit dem zweiten Schaltelement gebildet wird.
  • Das Gleichrichtungssteuerelement 47b wird zum Beispiel durch einen N-Kanal-MOSFET 47b2 mit einer parasitären Diode 47b1 gebildet, und die parasitäre Diode 47b1 ist mit ihrer Kathode mit dem zweiten Masseverbinder 34b verbunden und ist mit ihrer Anode mit der gemeinsamen Masse 49 verbunden.
  • Das heißt, die parasitäre Diode 47b1 des N-Kanal-MOSFET 47b2 fungiert als Gleichrichtungselement, das den Strom von der gemeinsamen Masse 49 zu dem zweiten Masseverbinder 34b leitet und den Strom, der zu der gemeinsamen Masse 49 gerichtet ist, unterbricht, und der N-Kanal-MOSFET 47b2 fungiert als Schaltelement, das parallel mit dem Gleichrichtungselement verbunden ist.
  • Das Gate des N-Kanal-MOSFET 47b2, der das Gleichrichtungssteuerelement 47b bildet, ist mit einem digitalen Ausgangsanschluss DO des zweiten Mikrocomputers 42b verbunden, und der zweite Mikrocomputer 42b verwendet das Steuersignal, das von dem digitalen Ausgangsanschluss DO ausgegeben wird, um den N-Kanal-MOSFET 47b2 ein- und auszuschalten.
  • Darüber hinaus wird ein Widerstand R1b zwischen dem Gleichrichtungssteuerelement 47b und der gemeinsamen Masse 49 bereitgestellt, und ein Kondensator C1b wird parallel mit dem Widerstand R1b und dem Gleichrichtungssteuerelement 47b bereitgestellt.
  • Die Anordnung des Widerstands R1b und des Gleichrichtungssteuerelements 47b kann vertauscht werden, und das Gleichrichtungssteuerelement 47b kann zwischen dem Widerstand R1b und der gemeinsamen Masse 49 angeordnet werden.
  • Als Nächstes werden die Ausgestaltungen der ersten Steuerschaltung 32a und der zweiten Steuerschaltung 32b beschrieben.
  • Die erste Steuerschaltung 32a dient zum Steuern des ersten Wechselrichters 31a in dem ersten Antriebssteuersystem und beinhaltet einen ersten Mikrocomputer 42a, eine erste Antriebsschaltung 43a, eine erste Stromversorgungsschaltung 44a, eine erste Stromerkennungsschaltung 45a, eine erste Diode Da und dergleichen.
  • Die zweite Steuerschaltung 32b dient zum Steuern des zweiten Wechselrichters 31b in dem zweiten Antriebssteuersystem und beinhaltet einen zweiten Mikrocomputer 42b, eine zweite Antriebsschaltung 43b, eine zweite Stromversorgungsschaltung 44b, eine zweite Stromerkennungsschaltung 45b, eine zweite Diode Db und dergleichen.
  • Der erste Mikrocomputer 42a und der zweite Mikrocomputer 42b sind durch eine Datenaustauschleitung auf der Platine miteinander verbunden, so dass Informationen zwischen ihnen gesendet und empfangen werden können. Beispielsweise werden verschiedene Arten von Informationen über Anomalien, Informationen über eine Wechselrichtersteuerung und dergleichen in einem System an das andere System gesendet.
  • Die Antriebsschaltungen 43a und 43b geben Signale zum Antreiben der Schaltelemente der Wechselrichter 31a und 31b auf Grundlage von Befehlen von den Mikrocomputern 42a und 42b aus.
  • Strom wird von der ersten Batterie 17a über die erste Diode Da an die erste Stromversorgungsschaltung 44a geliefert.
  • Die erste Stromversorgungsschaltung 44a wird aktiviert, wenn das Aktivierungssignal eingegeben wird, zum Beispiel durch Einschalten eines Fahrzeugzündschalters 51a (d. h., des Motorschalters oder des Netzschalters). Die erste Stromversorgungsschaltung 44a wandelt die Eingangsstromversorgungsspannung von der ersten Batterie 17a (zum Beispiel Eingangsstromversorgungsspannung = 12 V) in eine erste interne Stromversorgungsspannung Va (zum Beispiel eine erste interne Stromversorgungsspannung Va = 5 V) um und liefert die erste interne Stromversorgungsspannung Va an den ersten Mikrocomputer 42a, die erste Antriebsschaltung 43a bzw. die erste Stromerkennungsschaltung 45a.
  • Strom wird von der zweiten Batterie 17b über die zweite Diode Db an die zweite Stromversorgungsschaltung 44b geliefert.
  • Die zweite Stromversorgungsschaltung 44b wird aktiviert, wenn das Aktivierungssignal eingegeben wird, zum Beispiel durch Einschalten eines Fahrzeugzündschalters 51b. Die zweite Stromversorgungsschaltung 44b wandelt die Eingangsstromversorgungsspannung von der zweiten Batterie 17b (zum Beispiel Eingangsstromversorgungsspannung = 12 V) in eine zweite interne Stromversorgungsspannung Vb (zum Beispiel eine zweite interne Stromversorgungsspannung Vb = 5 V) um und liefert die zweite interne Stromversorgungsspannung Vb an den zweiten Mikrocomputer 42b, die zweite Antriebsschaltung 43b bzw. die zweite Stromerkennungsschaltung 45b.
  • Die Zündschalter 51a und 51b arbeiten zusammen, und die erste Stromversorgungsschaltung 44a und die zweite Stromversorgungsschaltung 44b werden gleichzeitig aktiviert.
  • Die erste Stromerkennungsschaltung 45a ist die Widerstandsspannungsteilerschaltung, die durch einen NPN-Transistor Tra und Widerstände R2a und R3a gebildet wird.
  • Der Kollektor des NPN-Transistors Tra ist über den Widerstand R2a mit der ersten Stromversorgungsschaltung 44a als positive Stromversorgung verbunden, und die erste Stromerkennungsschaltung 45a verwendet die erste interne Stromversorgungsspannung Va als Stromversorgungsspannung.
  • Der Emitter des NPN-Transistors Tra ist über einen Widerstand R3a zwischen dem ersten Masseverbinder 34a und der Reihenschaltung aus dem Widerstand R1a und dem Gleichrichtungssteuerelement 47a verbunden.
  • Darüber hinaus ist ein Analogeingangsanschluss AD des ersten Mikrocomputers 42a mit der Verbindungsstelle zwischen dem Emitter des NPN-Transistors Tra und dem Widerstand R3a verbunden, und der erste Mikrocomputer 42a erfasst Informationen über die an den Widerstand R3a angelegte Spannung (d. h., die Potenzialdifferenz) durch A/D-Wandlung.
  • Darüber hinaus ist die Basis des NPN-Transistors Tra mit einem digitalen Ausgangsanschluss DO des ersten Mikrocomputers 42a verbunden, und der erste Mikrocomputer 42a verwendet das Steuersignal, das von dem digitalen Ausgangsanschluss DO ausgegeben wird, um den NPN-Transistor Tra ein- und auszuschalten.
  • Was die Widerstandswerte der Widerstände R1a, R2a und R3a betrifft, so weist zum Beispiel der Widerstand R2a den Widerstandswert von 10 kΩ auf, weist der Widerstand R3a den Widerstandswert von 10 kΩ auf, der denselben Wert wie der Widerstand R2a hat, und weist der Widerstand R1a den Widerstandswert von 0,1 Ω auf.
  • In ähnlicher Weise ist die zweite Stromerkennungsschaltung 45a die Widerstandsspannungsteilerschaltung, die durch einen NPN-Transistor Trb und Widerstände R2b und R3b gebildet wird.
  • Der Kollektor des NPN-Transistors Trb ist über den Widerstand R2b mit der zweiten Stromversorgungsschaltung 44b als positive Stromversorgung verbunden, und die zweite Stromerkennungsschaltung 45b verwendet die zweite interne Stromversorgungsspannung Vb als Stromversorgungsspannung.
  • Der Emitter des NPN-Transistors Trb ist über einen Widerstand R3b zwischen dem zweiten Masseverbinder 34b und der Reihenschaltung aus dem Widerstand R1b und dem Gleichrichtungssteuerelement 47b verbunden.
  • Darüber hinaus ist ein Analogeingangsanschluss AD des zweiten Mikrocomputers 42b mit der Verbindungsstelle zwischen dem Emitter des NPN-Transistors Trb und dem Widerstand R3b verbunden, und der zweite Mikrocomputer 42b erfasst Informationen über die an den Widerstand R3b angelegte Spannung (d. h., die Potenzialdifferenz) durch A/D-Wandlung.
  • Darüber hinaus ist die Basis des NPN-Transistors Trb mit einem digitalen Ausgangsanschluss DO des ersten Mikrocomputers 42b verbunden, und der zweite Mikrocomputer 42b verwendet das Steuersignal, das von dem digitalen Ausgangsanschluss DO ausgegeben wird, um den NPN-Transistor Trb ein- und auszuschalten.
  • Was die Widerstandswerte der Widerstände R1b, R2b und R3b betrifft, so weist zum Beispiel der Widerstand R2b den Widerstandswert von 10 kΩ auf, weist der Widerstand R3b den Widerstandswert von 10 kΩ auf, der denselben Wert wie der Widerstand R2b hat, und weist der Widerstand R1b den Widerstandswert von 0,1 Ω auf.
  • Wie im Folgenden beschrieben, diagnostiziert der erste Mikrocomputer 42a die Anomalie des ersten Masseverbinders 34a, das heißt, ob ein Offen-Fehler aufgetreten ist, auf Grundlage des Stroms (d. h., der Widerstandsspannungsteilung), was mithilfe der ersten Stromerkennungsschaltung 45a erkannt wird. In ähnlicher Weise diagnostiziert der zweite Mikrocomputer 42b die Anomalie des zweiten Masseverbinders 34b, das heißt, ob ein Offen-Fehler aufgetreten ist, auf Grundlage des Stroms (d. h., der Widerstandsspannungsteilung), was mithilfe der zweiten Stromerkennungsschaltung 45b erkannt wird.
  • Der Offen-Fehler der Masseverbinder 34a und 34b ist die Anomalie, bei der der Strom zwischen den Minuspolen der Batterien 17a und 17b und der EPS-Steuereinheit 14 unterbrochen wird, da die Massekabelbäume 36a und 36b zum Verbinden der Masseverbinder 34a und 34b und der Minuspole der Batterien 17a und 17b entfernt oder getrennt werden.
  • 3 ist ein Schaltplan, der die in 2 veranschaulichten Ausgestaltungen des ersten Wechselrichters 31a, des zweiten Wechselrichters 31b und des Elektromotors 13 ausführlich veranschaulicht.
  • Der Elektromotor 13 beinhaltet einen ersten Wicklungssatz 13a des ersten Systems und einen zweiten Wicklungssatz 13b des zweiten Systems. Der erste Wicklungssatz 13a besteht aus einer U-Phasen-Spule Ua, einer V-Phasen-Spule Va und einer W-Phasen-Spule Wa. Der zweite Wicklungssatz 13b besteht aus einer U-Phasen-Spule Ub, einer V-Phasen-Spule Vb und einer W-Phasen-Spule Wb.
  • Der erste Wechselrichter 31a ist die Drehstrom-Brückenschaltung, die drei Sätze von Schaltelementen 51 bis 56 beinhaltet, die die Spulen Ua, Va und Wa des ersten Wicklungssatzes 13a über die Antriebsleitungen DUa, DVa bzw. DWa antreiben, und als Schaltelemente 51 bis 56 werden N-Kanal-MOSFETs verwendet.
  • Darüber hinaus ist der zweite Wechselrichter 31b die Drehstrom-Brückenschaltung, die drei Sätze von Schaltelementen 61 bis 66 beinhaltet, die die Spulen Ub, Vb und Wb des zweiten Wicklungssatzes 13b über die Antriebsleitungen DUb, DVb bzw. DWb antreiben, und als Schaltelemente 61 bis 66 werden N-Kanal-MOSFETs verwendet.
  • Die MOSFETs 51 und 52 in dem ersten Wechselrichter 31a weisen eine(n) in Reihe geschaltete(n) Drain und Source zwischen dem Stromversorgungsrelais 38a und einem Ende des ersten Shunt-Widerstands 39a auf, und die Verbindungsstelle zwischen dem MOSFET 51 und dem MOSFET 52 ist mit einem Ende der Antriebsleitung DUa verbunden.
  • Die MOSFETs 53 und 54 weisen eine(n) in Reihe geschaltete(n) Drain und Source zwischen dem Stromversorgungsrelais 38a und einem Ende des ersten Shunt-Widerstands 39a auf, und die Verbindungsstelle zwischen dem MOSFET 53 und dem MOSFET 54 ist mit einem Ende der Antriebsleitung DVa verbunden.
  • Darüber hinaus weisen die MOSFETs 55 und 56 eine(n) in Reihe geschaltete(n) Drain und Source zwischen dem Stromversorgungsrelais 38a und einem Ende des ersten Shunt-Widerstands 39a auf, und die Verbindungsstelle zwischen dem MOSFET 55 und dem MOSFET 56 ist mit einem Ende der Antriebsleitung DWa verbunden.
  • Hier sind die parasitären Dioden D11 bis D16 jeweils in Durchlassrichtung zwischen den Sources und den Drains der MOSFETs 51 bis 56 verbunden.
  • Die MOSFETs 61 und 62 in dem zweiten Wechselrichter 31b weisen eine(n) in Reihe geschaltete(n) Drain und Source zwischen dem Stromversorgungsrelais 38b und einem Ende des zweiten Shunt-Widerstands 39b auf, und die Verbindungsstelle zwischen dem MOSFET 61 und dem MOSFET 62 ist mit einem Ende der Antriebsleitung DUb verbunden.
  • Die MOSFETs 63 und 64 weisen eine(n) in Reihe geschaltete(n) Drain und Source zwischen dem Stromversorgungsrelais 38b und einem Ende des zweiten Shunt-Widerstands 39b auf, und die Verbindungsstelle zwischen dem MOSFET 63 und dem MOSFET 64 ist mit einem Ende der Antriebsleitung DVb verbunden.
  • Darüber hinaus weisen die MOSFETs 65 und 66 eine(n) in Reihe geschaltete(n) Drain und Source zwischen dem Stromversorgungsrelais 38b und einem Ende des zweiten Shunt-Widerstands 39b auf, und die Verbindungsstelle zwischen dem MOSFET 65 und dem MOSFET 66 ist mit einem Ende der Antriebsleitung DWb verbunden.
  • Hier sind die parasitären Dioden D11 bis D26 jeweils in Durchlassrichtung zwischen den Sources und den Drains der MOSFETs 61 bis 66 verbunden.
  • 4 ist ein Ablaufplan, der den Verarbeitungsablauf eines Diagnostizierens der Anomalie des ersten Masseverbinders 34a veranschaulicht, die durch den ersten Mikrocomputer 42a durchgeführt wird, im Besonderen den Verarbeitungsablauf des Diagnostizierens des Offen-Fehlers des Masseverbinders.
  • Der zweite Mikrocomputer 42b führt den Prozess des Diagnostizierens der Anomalie des zweiten Masseverbinders 34b getrennt durch; sein Verarbeitungsablauf des Diagnostizierens der Anomalie ist jedoch derselbe wie der Diagnoseprozess, der durch den ersten Mikrocomputer 42a durchgeführt wird, wie in 4 veranschaulicht, und wird daher hierin nicht ausführlich beschrieben.
  • Wenn der erste Mikrocomputer 42a durch Einschalten des Stroms in Schritt S101 vom Zurücksetzen freigegeben wird, werden in Schritt S102 verschiedene Anfangsprozesse durch den ersten Mikrocomputer 42a durchgeführt.
  • Nach Abschließen der Anfangsprozesse geht der erste Mikrocomputer 42a zu Schritt S103 über und prüft den Datenaustauschzustand zwischen dem ersten Mikrocomputer 42a und dem zweiten Mikrocomputer 42b.
  • In Schritt S104 ermittelt der erste Mikrocomputer 42a dann, ob sein Datenaustausch mit dem zweiten Mikrocomputer 42b normal ist.
  • Wenn die Datenaustauschanomalie besteht und die Informationen nicht normal zwischen dem ersten Mikrocomputer 42a und dem zweiten Mikrocomputer 42b gesendet oder empfangen werden können, geht der erste Mikrocomputer 42a zu Schritt S105 über und ermittelt, ob die Datenaustauschanomalie über eine vorgegebene Zeit oder länger andauert.
  • Wenn die Dauer der Datenaustauschanomalie die vorgegebene Zeit nicht erreicht hat, kehrt der erste Mikrocomputer 42a zu Schritt S103 zurück und prüft den Datenaustauschzustand erneut.
  • Wenn demgegenüber die Dauer der Datenaustauschanomalie zwischen dem ersten Mikrocomputer 42a und dem zweiten Mikrocomputer 42b die vorgegebene Zeit erreicht und das Auftreten der Datenaustauschanomalie sicher ist, geht der erste Mikrocomputer 42a zu Schritt S106 über und legt ein Datenaustauschfehler-Flag Fce auf „1“ fest. Das Datenaustauschfehler-Flag Fce gibt an, ob eine Datenaustauschanomalie zwischen dem ersten Mikrocomputer 42a und dem zweiten Mikrocomputer 42b aufgetreten ist, und „1“ gibt den anomalen Datenaustauschzustand an.
  • Der Anfangswert des Datenaustauschanomalie-Flags Fce ist „0“, was den normalen Datenaustausch zwischen dem ersten Mikrocomputer 42a und dem zweiten Mikrocomputer 42b angibt.
  • Wenn der erste Mikrocomputer 42a in Schritt S104 ermittelt, dass sein Datenaustausch mit dem zweiten Mikrocomputer 42b normal ist, geht der erste Mikrocomputer 42a zu Schritt S107 über. Der erste Mikrocomputer 42a geht darüber hinaus zu Schritt S107 über, nachdem das Datenaustauschanomalie-Flag Fce in Schritt S106 auf „1“ festgelegt worden ist.
  • In Schritt S107 ermittelt der erste Mikrocomputer 42a, ob der Erkennungswert (d. h., das Masse-offen-Erkennungssignal) der an den Widerstand R3a der ersten Stromerkennungsschaltung 45a angelegten Spannung in der Nähe von 0 V liegt.
  • Wenn eine an den Widerstand R3a angelegte Spannung VR3 hier gleich wie oder kleiner als eine vorgegebene Spannung ist (zum Beispiel die vorgegebene Spannung = 1 V ist), ermittelt der erste Mikrocomputer 42a, dass die Spannung VR3 in der Nähe von 0 V liegt.
  • Zum Zeitpunkt des Schritts S107 sind die Steuerzustände verschiedener Schaltelemente die Anfangszustände, und der erste Mikrocomputer 42a erteilt einen AUS-Befehl an den NPN-Transistor Tra, den N-Kanal-MOSFET 47a2 des Gleichrichtungssteuerelements 47a und das Stromversorgungsrelais 38a.
  • Während des AUS-Zustands des NPN-Transistors Tra, der zwischen dem Widerstand R3a und der Stromversorgung angeordnet ist, fließt kein Strom durch den Widerstand R3a, und die an den Widerstand R3a angelegte Spannung VR3 liegt in der Nähe von 0 V.
  • Wenn also die an den Widerstand R3a angelegte Spannung VR3 in Schritt S107 nicht in der Nähe von 0 V liegt, ermittelt der erste Mikrocomputer 42a, dass die Schaltungsanomalie aufgetreten ist, und geht zu Schritt S110 über.
  • Wenn der erste Mikrocomputer 42a darüber hinaus in Schritt S107 erkennt, dass die an den Widerstand R3a angelegte Spannung VR3 in der Nähe von 0 V liegt, geht der erste Mikrocomputer 42a zu Schritt S108 über und erteilt einen EIN-Befehl an den NPN-Transistor Tra.
  • Der erste Mikrocomputer 42a unterdrückt den Stromverbrauch der ersten Stromversorgungsschaltung 44a, indem er den NPN-Transistor Tra nur dann einschaltet, wenn er den Offen-Fehler des ersten Masseverbinders 34a diagnostiziert.
  • Dann erteilt der erste Mikrocomputer 42a den Befehl, den NPN-Transistor Tra von AUS auf EIN zu schalten, und geht nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit zu Schritt S109 über.
  • Die vorgegebene Zeit in Schritt S108 ist die Zeit, die auf Grundlage der Zeit angepasst wird, die das Halbleiterschaltelement wie zum Beispiel der NPN-Transistor Tra benötigt, um den stabilen EIN- oder AUS-Zustand nach dem EIN- oder AUS-Schaltbefehl zu erreichen. Dasselbe gilt für die vorgegebene Zeit in den Schritten S111, S112 und S120.
  • In Schritt S109 ermittelt der erste Mikrocomputer 42a, ob die an den Widerstand R3a angelegte Spannung VR3 in der Nähe von 2,5 V liegt.
  • Da sich der N-Kanal-MOSFET 47a2 in dem AUS-Zustand befindet und die Kathode der parasitären Diode 47a1 mit dem ersten Masseverbinder 34a verbunden ist, wird hier verhindert, dass Strom von dem Widerstand R3a über das Gleichrichtungssteuerelement 47a, die gemeinsame Masse 49, das Gleichrichtungssteuerelement 47b und den zweiten Masseverbinder 34b zu der zweiten Batterie 17b fließt.
  • Daher ist die Masse der ersten Stromerkennungsschaltung 45a auf den Pfad beschränkt, der durch den ersten Masseverbinder 34a zu der ersten Batterie 17a führt.
  • Wenn der Offen-Fehler in dem ersten Masseverbinder 34a auftritt, fließt daher kein Strom in die erste Stromerkennungsschaltung 45a, selbst wenn der NPN-Transistor Tra eingeschaltet ist, und die an den Widerstand R3a angelegte Spannung VR3 nähert sich an die erste interne Stromversorgungsspannung Va (d. h., in einem vorgegebenen Spannungsbereich) an, anstatt sich an 2,5 V anzunähern, was durch die Widerstandsspannungsteilung verursacht wird.
  • Auf diese Weise ermittelt der erste Mikrocomputer 42a, dass der Offen-Fehler in dem ersten Masseverbinder 34a auftritt, wenn der NPN-Transistor Tra eingeschaltet wird und die an den Widerstand R3a angelegte Spannung VR3 sich an die erste interne Stromversorgungsspannung Va annähert, anstatt sich an den Sollwert von 2,5 V anzunähern, was durch die Widerstandsspannungsteilung verursacht wird.
  • Wenn die an den Widerstand R3a angelegte Spannung VR3 nicht in der Nähe von 2,5 V liegt, sondern in der Nähe der ersten internen Stromversorgungsspannung Va, die die Stromversorgungsspannung der ersten Stromerkennungsschaltung 45a ist, ermittelt der erste Mikrocomputer 42a, dass der Offen-Fehler in dem ersten Masseverbinder 34a auftritt, und geht zu Schritt S110 über und legt ein Masse-offen-Anomalie-Flag Fgo auf „1“ fest, was den Offen-Fehler-Zustand des ersten Masseverbinders 34a angibt.
  • Der Anfangswert des Masse-offen-Anomalie-Flags Fgo ist „0“, was angibt, dass kein Offen-Fehler auftritt und der erste Masseverbinder 34a normal ist.
  • Darüber hinaus legt der erste Mikrocomputer 42a in Schritt S110 das Masse-offen-Anomalie-Flag Fgo auf „1“ fest, und wenn der Datenaustausch zwischen dem ersten Mikrocomputer 42a und dem zweiten Mikrocomputer 42b normal ist, sendet er Informationen an den zweiten Mikrocomputer 42b, die angeben, dass der Offen-Fehler in dem ersten Masseverbinder 34a auftritt, das heißt, Informationen über das Masse-offen-Anomalie-Flag Fgo = 1. Der erste Mikrocomputer 42a führt anschließend den Prozess durch, den NPN-Transistor Tra zurück in den AUS-Zustand zu schalten.
  • Darüber hinaus legt der erste Mikrocomputer 42a in Schritt S110 das Masse-offen-Anomalie-Flag Fgo auf „1“ fest und geht zu Schritt S119 über. In Schritt S119 führt der erste Mikrocomputer 42a den Prozess zum Festlegen des Strombegrenzungsverhältnisses des ersten Wechselrichters 31a auf 0 % als den Prozess des Behandelns der Offen-Anomalie des ersten Masseverbinders 34a durch und verhindert ein Antreiben des ersten Wechselrichters 31a.
  • Der Anfangswert des Strombegrenzungsverhältnisses beträgt 100 %, wodurch der Strom des ersten Wechselrichters 31a nicht begrenzt wird, und je niedriger als 100 % der Wert [%] des Strombegrenzungsverhältnisses ist, desto geringer als gewöhnlich ist der Antriebsstrom des Elektromotors 13 begrenzt.
  • Wenn der erste Wechselrichter 31a in dem Offen-Fehler-Zustand des ersten Masseverbinders 34a angetrieben wird, fließt der durch den ersten Wechselrichter 31a fließende Strom über die gemeinsame Masse 49 in den zweiten Masseverbinder 34b, und der Strom konzentriert sich in dem zweiten Masseverbinder 34b.
  • Wenn der erste Wechselrichter 31a hier nicht angetrieben wird, fließt kein Strom von dem ersten System zu dem zweiten Masseverbinder 34b, und daher kann verhindert werden, dass ein übermäßiger Strom in den zweiten Masseverbinder 34b fließt.
  • Daher kann der erste Mikrocomputer 42a das Auftreten einer Anomalie auch in dem zweiten Masseverbinder 34b unterdrücken, wenn der Offen-Fehler in dem ersten Masseverbinder 34a auftritt, und kann das zweite System mit dem Steuern und dem Antreiben des Elektromotors 13 fortfahren lassen.
  • Darüber hinaus kann der erste Mikrocomputer 42a die erste Stromerkennungsschaltung 45a und das Gleichrichtungssteuerelement 47a verwenden, um zu diagnostizieren, ob der Offen-Fehler in dem ersten Masseverbinder 34a vor dem Beginn des Antreibens des ersten Wechselrichters 31a aufgetreten ist, das heißt, bevor der Strom tatsächlich in das andere System fließt.
  • Wenn der erste Mikrocomputer 42a den Offen-Fehler in dem ersten Masseverbinder 34a erkennt, kann der erste Mikrocomputer 42a den Fahrer des Fahrzeugs die Information im Hinblick auf die Anomalie der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 100 erkennen lassen, indem er die Alarmlampe oder dergleichen leuchten lässt.
  • Darüber hinaus kann der erste Mikrocomputer 42a in Schritt S119 das Strombegrenzungsverhältnis auf einen beliebigen Wert festlegen, der größer als 0 % und kleiner als 100 % ist.
  • Das heißt, in Schritt S119 führt der erste Mikrocomputer 42a den Prozess des Verringerns des Stroms durch, der von dem ersten System zu dem zweiten Masseverbinder 34b fließt, d. h., des Stroms, der durch den zweiten Masseverbinder 34b in dem Offen-Fehler-Zustand des ersten Masseverbinders 34a fließt. Daher ist der Prozess nicht darauf beschränkt, das Antreiben des ersten Wechselrichters 31a anzuhalten, und es ist möglich, den Prozess des Verringerns des durch den ersten Wechselrichter 31a fließenden Stroms durchzuführen, während das Antreiben des ersten Wechselrichters 31a fortgesetzt wird.
  • Darüber hinaus sendet der erste Mikrocomputer 42a in Schritt S119 unter der Voraussetzung, dass der Datenaustausch normal ist, das Befehlssignal an den zweiten Mikrocomputer 42b, um den Antriebsstrom des zweiten Wechselrichters 31b niedriger als üblich zu begrenzen, so dass der Strom sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten System verringert werden kann. Auf diese Weise kann der Strom, der durch den zweiten Masseverbinder 34b fließt, verringert werden.
  • Wenn der erste Mikrocomputer 42a in Schritt S109 ermittelt, dass die an den Widerstand R3a angelegte Spannung VR3 in der Nähe von 2,5 V liegt und der erste Masseverbinder 34a normal ist, geht der erste Mikrocomputer 42a zu Schritt S111 über.
  • In Schritt S111 erteilt der erste Mikrocomputer 42a den Befehl, den NPN-Transistor Tra von AUS auf EIN zu schalten, und geht nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit (zum Beispiel
    10 ms) zu Schritt S112 über.
  • In Schritt S112 erteilt der erste Mikrocomputer 42a den Befehl, den N-Kanal-MOSFET 47a2 des Gleichrichtungssteuerelements 47a von AUS auf EIN zu schalten, und geht nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit (zum Beispiel 10 ms) zu Schritt S113 über.
  • In Schritt S113 erstellt der erste Mikrocomputer 42a die Fehlerdiagnose des ersten Wechselrichters 31a.
  • Beispielsweise führt der erste Mikrocomputer 42a eine Steuerung zum Entladen der elektrischen Ladung aus, die sich in dem (nicht veranschaulichten) Kondensator angesammelt hat, der zwischen der Stromversorgungsleitung des ersten Wechselrichters 31a und der Masse verbunden ist, indem er die N-Kanal-MOSFETs 51 bis 56 steuert und antreibt. Zu diesem Zeitpunkt kann der erste Mikrocomputer 42a auf Grundlage des durch den ersten Shunt-Widerstand 39a erkannten Stroms diagnostizieren, ob der Fehler in dem ersten Wechselrichter 31a, das heißt, in den N-Kanal-MOSFETs 51 bis 56, aufgetreten ist.
  • In dem nächsten Schritt S114 ermittelt der erste Mikrocomputer 42a, ob das Diagnoseergebnis des ersten Wechselrichters 31a in Schritt S113 normal ist.
  • Wenn der erste Wechselrichter 31a anomal ist, geht der erste Mikrocomputer 42a zu Schritt S119 über, legt das Strombegrenzungsverhältnis des ersten Wechselrichters 31a auf 0 % fest und blockiert das Antreiben des ersten Wechselrichters 31a.
  • Das heißt, wenn der erste Wechselrichter 31a normal ist, hält der erste Mikrocomputer 42a das Strombegrenzungsverhältnis des ersten Wechselrichters 31a auf dem Anfangswert von 100 %, steuert den ersten Wechselrichter 31a wie üblich, und wenn der erste Wechselrichter 31a anomal ist, legt er das Strombegrenzungsverhältnis des ersten Wechselrichters 31a auf 0 % fest und blockiert das Antreiben des ersten Wechselrichters 31a.
  • Wenn der erste Wechselrichter 31a demgegenüber normal ist, geht der erste Mikrocomputer 42a von Schritt S114 zu Schritt S115 über und ermittelt, ob das Datenaustauschanomalie-Flag Fce gleich 0 ist, das heißt, ob der Datenaustausch zwischen dem ersten Mikrocomputer 42a und dem zweiten Mikrocomputer 42b normal ist.
  • Wenn das Datenaustauschanomalie-Flag Fce gleich 0 ist und der Datenaustausch zwischen dem ersten Mikrocomputer 42a und dem zweiten Mikrocomputer 42b normal ist, geht der erste Mikrocomputer 42a zu Schritt S116 über und sendet Informationen, die angeben, dass der erste Masseverbinder 34a normal ist, das heißt, Informationen über das Masse-offen-Anomalie-Flag Fgo = 0, an den zweiten Mikrocomputer 42b.
  • Der erste Mikrocomputer 42a geht dann zu Schritt S117 über, um zu ermitteln, ob von dem zweiten Mikrocomputer 42b Informationen empfangen worden sind, die angeben, dass der zweite Masseverbinder 34b normal ist.
  • Wenn der zweite Masseverbinder 34b normal ist, geht der erste Mikrocomputer 42a zu Schritt S120 über, um mit dem Steuern und Antreiben des ersten Wechselrichters 31a zu beginnen, während das Strombegrenzungsverhältnis des ersten Wechselrichters 31a auf dem Anfangswert von 100 % gehalten wird.
  • Wenn der erste Mikrocomputer 42a demgegenüber in Schritt S115 ermittelt, dass sein Datenaustausch mit dem zweiten Mikrocomputer 42b anomal ist, geht der erste Mikrocomputer 42a zu Schritt S118 über, und wenn der erste Mikrocomputer 42a in Schritt S117 ermittelt, dass der Offen-Fehler in dem zweiten Masseverbinder 34b des zweiten Systems auftritt, geht der erste Mikrocomputer 42a zu Schritt S118 über.
  • In Schritt S118 legt der erste Mikrocomputer 42a das Strombegrenzungsverhältnis des ersten Wechselrichters 31a auf den Wert fest, der kleiner als der Anfangswert (z. B. 100 %) und größer als 0 %, das heißt, zum Beispiel 60 %, ist.
  • Wenn der Datenaustausch zwischen dem ersten Mikrocomputer 42a und dem zweiten Mikrocomputer 42b anomal ist, kann der erste Mikrocomputer 42a keine Informationen über das zweite System von dem zweiten Mikrocomputer 42b gewinnen, zum Bespiel die Diagnoseinformationen, wie zum Beispiel den Offen-Fehler in dem zweiten Masseverbinder 34b, und die Informationen über das in dem zweiten System erzeugte Drehmoment.
  • Daher begrenzt der erste Mikrocomputer 42a den Strom des ersten Wechselrichters 31a als Ausfallsicherungsprozess, um den ersten Wechselrichter 31a weiter anzutreiben, das heißt, die Lenkhilfskraft durch den ersten Wicklungssatz 13a weiter zu erzeugen.
  • Wenn darüber hinaus der Offen-Fehler in dem zweiten Masseverbinder 34b auftritt, legt der zweite Mikrocomputer 42b das Strombegrenzungsverhältnis des zweiten Wechselrichters 31b auf 0 % fest, indem er dieselbe Prozedur wie in dem Ablaufplan von 4 durchführt.
  • Parallel zu diesem Prozess begrenzt der erste Mikrocomputer 42a den Strom des ersten Wechselrichters 31a, so dass der Überstrom zuverlässiger daran gehindert wird, zu dem ersten Masseverbinder 34a zu fließen.
  • In Schritt S120 erteilt der erste Mikrocomputer 42a den Befehl, das Stromversorgungsrelais 38a von AUS auf EIN zu schalten, und geht nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit (zum Beispiel 10 ms) zu Schritt S121 über.
  • In Schritt S121 beginnt der erste Mikrocomputer 42a, die Erregung des ersten Wechselrichters 31a zu steuern, wobei das Ein- und Ausschalten der N-Kanal-MOSFETs 51 bis 56 des ersten Wechselrichters 31a auf Grundlage des Drehmomentbefehls oder dergleichen PWM-gesteuert wird.
  • Nachdem der erste Wechselrichter 31a den Betrieb aufgenommen hat, kann der erste Mikrocomputer 42a aus der Ausgabe der ersten Stromerkennungsschaltung 45a diagnostizieren, ob der Offen-Fehler in dem ersten Masseverbinder 34a aufgetreten ist.
  • Während des EIN-Zustands des N-Kanal-MOSFET 47a2, der das Gleichrichtungssteuerelement 47a bildet, kann der Strom in dem Gleichrichtungssteuerelement 47a in beide Richtungen fließen.
  • Wenn der erste Masseverbinder 34a hier normal ist, fließt der Strom, der durch die erste Stromversorgungsschaltung 44a und dergleichen fließt, von der gemeinsamen Masse 49 durch den Widerstand R1a zu dem ersten Masseverbinder 34a.
  • Wenn der Offen-Fehler demgegenüber in dem ersten Masseverbinder 34a auftritt, kann der Strom, der durch den ersten Wechselrichter 31a fließt, nicht zu dem ersten Masseverbinder 34a fließen, sondern fließt durch den Widerstand R1a zu der gemeinsamen Masse 49 und fließt von der gemeinsamen Masse 49 durch den Widerstand R1b des zweiten Systems zu dem zweiten Masseverbinder 34b.
  • Das heißt, die Richtung des Stromflusses in dem Widerstand R1a wird abhängig davon umgekehrt, ob der erste Masseverbinder 34a normal ist oder sich in dem Offen-Fehler-Zustand befindet. Darüber hinaus weist der Widerstand R1a eine Potenzialdifferenz von 0 V auf, wenn der erste Masseverbinder 34a normal ist, und weist eine vorgegebene positive Spannung auf, wenn der Offen-Fehler in dem ersten Masseverbinder 34a auftritt.
  • Daher kann der erste Mikrocomputer 42a, nachdem der erste Wechselrichter 31a den Betrieb aufgenommen hat, die Potenzialdifferenz in dem Widerstand R1a auf Grundlage der Ausgabe der ersten Stromerkennungsschaltung 45a ermitteln und kann diagnostizieren, ob der erste Masseverbinder 34a normal ist oder sich in dem Offen-Fehler-Zustand befindet.
  • Ähnlich wie der erste Mikrocomputer 42a kann der zweite Mikrocomputer 42b, nachdem der zweite Wechselrichter 31b den Betrieb aufgenommen hat, aus der Ausgabe der zweiten Stromerkennungsschaltung 45b diagnostizieren, ob der Offen-Fehler in dem zweiten Masseverbinder 34b aufgetreten ist.
  • Wie oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine gemeinsame Masse 49 bereitgestellt, damit verhindert werden kann, dass die Potenzialdifferenz in den internen Massen der Steuerschaltungen 32a und 32b in den jeweiligen Systemen auftritt.
  • Darüber hinaus kann mit hoher Genauigkeit erkannt werden, ob eine Anomalie in den Masseverbindern 34a und 34b aufgetreten ist, bevor die Wechselrichter 31a und 31b den Betrieb aufnehmen.
  • Wenn die gemeinsame interne Masse in den redundanten Antriebssteuersystemen verwendet wird, kann daher, selbst wenn der Offen-Fehler in einem der mit den externen Massen zu verbindenden Masseverbindern 34a und 34b auftritt, verhindert werden, dass sich der Strom auf den anderen Masseverbinder konzentriert, so dass der Antrieb des Elektromotors 13 fortlaufend durch das normale System gesteuert werden kann.
  • Die in der Ausführungsform beschriebenen technischen Ideen können in geeigneter Weise in Kombination verwendet werden, vorausgesetzt, dass kein Widerspruch auftritt.
  • Darüber hinaus wird die vorliegende Erfindung ausführlich auf Grundlage der bevorzugten Ausführungsform beschrieben, es ist jedoch offensichtlich, dass ein Fachmann verschiedene Modifizierungen innerhalb der grundlegenden technischen Ideen und Lehren der vorliegenden Erfindung vornehmen kann.
  • Obwohl es zum Beispiel erforderlich ist, dass die Gleichrichtungssteuerelemente 47a und 47b die Elemente sind, die die Masseverbinder 34a und 34b von der gemeinsamen Masse 49 aus erregen und den Strom in der entgegengesetzten Richtung unterbrechen können, können die Elemente durch die Dioden gebildet werden, deren Kathoden mit den Masseverbindern 34a und 34b verbunden sind, und die Schaltelemente können weggelassen werden.
  • Statt die Gleichrichtungssteuerelemente 47a und 47b durch die MOSFETs zu bilden, die die parasitären Dioden aufweisen, können die Gleichrichtungssteuerelemente 47a und 47b darüber hinaus durch die Parallelverbindungsschaltung der Diode und des Schaltelements gebildet werden.
  • Darüber hinaus können die NPN-Transistoren Tra und Trb als Schaltelemente der Stromerkennungsschaltungen 45a und 45b weggelassen werden, und die Schaltelemente sind nicht auf NPN-Transistoren beschränkt.
  • Darüber hinaus können die Stromversorgungsrelais 38a und 38b weggelassen werden. Darüber hinaus sind die Stromversorgungsrelais 38a und 38b nicht auf die MOSFETs beschränkt, und auch die Einbaurichtung von Drain und Source in jedem MOSFET ist nicht auf die in 1 veranschaulichte Richtung beschränkt.
  • Darüber hinaus können die Widerstände R1a und R1b weggelassen werden, und die Widerstände R1a und R1b können den Gleichrichtungssteuerelementen 47a und 47b vorgelagert oder nachgelagert angeordnet sein.
  • Darüber hinaus können die Kondensatoren C1a und C1b, die parallel mit den Gleichrichtungssteuerelementen 47a und 47b verbunden sind, weggelassen werden.
  • Darüber hinaus ist die Stromversorgungsspannung der Stromerkennungsschaltungen 45a und 45b nicht auf 5 V beschränkt, sondern kann auf eine beliebige Spannung festgelegt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    elektrische Servolenkungsvorrichtung
    13
    Elektromotor
    13a
    Erster Wicklungssatz
    13a
    Zweiter Wicklungssatz
    14
    EPS-Steuereinheit (Antriebssteuereinrichtung)
    17a, 17b
    Batterie
    31a
    Erster Wechselrichter
    31b
    Zweiter Wechselrichter
    32a
    Erste Steuereinheit
    32b
    Zweite Steuereinheit
    33a
    Erster Stromversorgungsverbinder
    33b
    Zweiter Stromversorgungsverbinder
    34a
    Erster Masseverbinder
    34b
    Zweiter Masseverbinder
    38a, 38b
    Stromversorgungsrelais (fünftes und sechstes Schaltelement)
    42a
    Erster Mikrocomputer
    42b
    Zweiter Mikrocomputer
    45a
    Erste Stromerkennungsschaltung
    47a, 47b
    Gleichrichtungssteuerelement
    47a1, 47b1
    Parasitäre Diode (erstes und zweites Gleichrichtungselement)
    47a2, 47b2
    N-Kanal-MOSFET (erstes und zweites Schaltelement)
    49
    Gemeinsame Masse
    Tra, Trb
    NPN-Transistor (drittes und viertes Schaltelement)
    R1a, R1b
    Widerstand (drittes und viertes Stromerkennungselement)
    R2a, R2b
    Widerstand (erstes und zweites Stromerkennungselement)
    R3a, R3b
    Widerstand
  • 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 2018042403 A [0005]

Claims (7)

  1. Antriebssteuereinrichtung zur Verwendung in einem Elektromotor, der einen ersten Wicklungssatz und einen zweiten Wicklungssatz beinhaltet, wobei die Antriebssteuereinrichtung aufweist: ein erstes System, das den ersten Wicklungssatz steuert und antreibt, wobei das erste System eine erste Steuerschaltung, einen ersten Wechselrichter, einen ersten Stromversorgungsverbinder und einen ersten Masseverbinder beinhaltet; und ein zweites System, das den zweiten Wicklungssatz steuert und antreibt, wobei das zweite System eine zweite Steuerschaltung, einen zweiten Wechselrichter, einen zweiten Stromversorgungsverbinder und einen zweiten Masseverbinder beinhaltet, wobei die erste Steuerschaltung und die zweite Steuerschaltung mit einer internen gemeinsamen Masse verbunden sind, ein erstes Gleichrichtungselement, das einen Strom von der gemeinsamen Masse zu dem ersten Masseverbinder leitet, in einer Leitung bereitgestellt wird, die den ersten Masseverbinder und die gemeinsame Masse verbindet, ein zweites Gleichrichtungselement, das einen Strom von der gemeinsamen Masse zu dem zweiten Masseverbinder leitet, in einer Leitung bereitgestellt wird, die den zweiten Masseverbinder und die gemeinsame Masse verbindet, ein erstes Stromerkennungselement in einer Leitung bereitgestellt wird, die eine positive Stromversorgung und eine Leitung zwischen dem ersten Gleichrichtungselement und dem ersten Masseverbinder verbindet, und ein zweites Stromerkennungselement in einer Leitung bereitgestellt wird, die eine positive Stromversorgung und eine Leitung zwischen dem zweiten Gleichrichtungselement und dem zweiten Masseverbinder verbindet.
  2. Antriebssteuereinrichtung für den Elektromotor nach Anspruch 1, wobei die erste Steuerschaltung einen ersten Mikrocomputer aufweist, der erste Mikrocomputer eine an das erste Stromerkennungselement angelegte Spannung erkennt und einen Prozess eines Behandelns einer Offen-Anomalie des ersten Masseverbinders durchführt, wenn die erkannte Spannung in einem vorgegebenen Spannungsbereich liegt, die zweite Steuerschaltung einen zweiten Mikrocomputer aufweist, und der zweite Mikrocomputer eine an das zweite Stromerkennungselement angelegte Spannung erkennt und einen Prozess eines Behandelns einer Offen-Anomalie des zweiten Masseverbinders durchführt, wenn die erkannte Spannung in einem vorgegebenen Spannungsbereich liegt.
  3. Antriebssteuereinrichtung für den Elektromotor nach Anspruch 2, wobei ein erstes Schaltelement parallel mit dem ersten Gleichrichtungselement bereitgestellt wird, und ein zweites Schaltelement parallel mit dem zweiten Gleichrichtungselement bereitgestellt wird.
  4. Antriebssteuereinrichtung für den Elektromotor nach Anspruch 3, wobei ein drittes Stromerkennungselement in Reihe mit dem ersten Schaltelement bereitgestellt wird, und ein viertes Stromerkennungselement in Reihe mit dem zweiten Schaltelement bereitgestellt wird.
  5. Antriebssteuereinrichtung für den Elektromotor nach Anspruch 4, wobei der erste Mikrocomputer das erste Schaltelement ausschaltet, bevor er beginnt, den ersten Wechselrichter zu erregen, und das erste Schaltelement einschaltet, wenn er beginnt, den ersten Wechselrichter zu erregen, und der zweite Mikrocomputer das zweite Schaltelement ausschaltet, bevor er beginnt, den zweiten Wechselrichter zu erregen, und das zweite Schaltelement einschaltet, wenn er beginnt, den zweiten Wechselrichter zu erregen.
  6. Antriebssteuereinrichtung für den Elektromotor nach Anspruch 1, wobei ein drittes Schaltelement in Reihe mit dem ersten Stromerkennungselement bereitgestellt wird, und ein viertes Schaltelement in Reihe mit dem zweiten Stromerkennungselement bereitgestellt wird.
  7. Antriebssteuereinrichtung für den Elektromotor nach Anspruch 1, wobei ein fünftes Schaltelement zwischen dem ersten Wechselrichter und dem ersten Stromversorgungsverbinder bereitgestellt wird, und ein sechstes Schaltelement zwischen dem zweiten Wechselrichter und dem zweiten Stromversorgungsverbinder bereitgestellt wird.
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