DE112021001214T5

DE112021001214T5 - Abnormitätsüberwachungsgerät

Info

Publication number: DE112021001214T5
Application number: DE112021001214.2T
Authority: DE
Inventors: Hiromitsu Nagata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-02-20
Filing date: 2021-02-17
Publication date: 2022-12-15
Also published as: WO2021166943A1; CN115053450A; JP2021132481A; US20220393624A1; JP7294183B2

Abstract

Ein Abnormitätsüberwachungsgerät (401, 402) enthält eine Ansteuerungsschaltungseinheit (41), eine Stromerfassungseinheit (45 bis 47), eine Stromunterbrechungseinheit (42), eine erste Steuereinheit (51) und eine zweite Steuereinheit (52). Die Ansteuerungsschaltungseinheit (41) schaltet eine Erregung der Motorwicklung (11). Die Stromerfassungseinheit (45 bis 47) erfasst einen Motorstrom, welcher ein Strom ist, der durch die Motorwicklung (11) fließt. Die Stromunterbrechungseinheit (42) kann den Motorstrom unterbrechen. Die erste Steuereinheit (51) weist eine Erregungssteuereinheit (53) zum Steuern der Erregung der Motorwicklung (11) und eine Erregungszustand-Benachrichtigungseinheit (54) zum Ausgeben eines Erregungszustandssignals gemäß einem Erregungsbefehl auf. Die zweite Steuereinheit (60, 61) ist getrennt von der ersten Steuereinheit (51) vorgesehen und weist eine Abnormitätsüberwachungseinheit (65) auf, die konfiguriert ist, eine Abnormität basierend auf einem Erfassungswert der Stromerfassungseinheit (45 bis 47) und einem Erregungszustandssignal zu überwachen, um eine Notlauf-Maßnahme gemäß einem Überwachungsergebnis auszuführen.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf und beinhaltet hierin durch Bezugnahme die japanische Patentanmeldung, Nr. 2020-027044 , eingereicht am 20. Februar 2020, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme vollinhaltlich aufgenommen ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Abnormitätsüberwachungsgerät.
Hintergrund
Allgemein schaltet eine Schaltbereichsumschaltungsvorrichtung einen Schaltbereich durch Steuern eines Motors gemäß einer Schaltbereichsumschaltungsaufforderung eines Fahrers um. Beispielsweise wird in Patentdokument 1 eine ausfallsichere Maßnahme bzw. eine Notlauf-Maßnahme ausgeführt, wenn ein Soll-Schaltbereich und ein tatsächlicher Bereich nicht übereinstimmen.
Literatur im Stand der Technik
Patentdokument
Patentdokument 1: JP 2019-94998 A
Kurzfassung
Beispielsweise kann eine Abnormitätserfassung nicht ausgeführt werden, wenn eine Ansteuerungssteuereinheit und eine Abnormitätsüberwachungseinheit in Patentdokument 1 durch einen gleichen Mikrocomputer konfiguriert sind, sofern der Mikrocomputer selbst ausfällt. Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Abnormitätsüberwachungsgerät vorzusehen, das geeignete Notlauf-Maßnahmen ausführen kann, wenn eine Abnormität auftritt.
Ein Abnormitätsüberwachungsgerät der vorliegenden Offenbarung ist ein Abnormitätsüberwachungsgerät, das eine Erregungsabnormität eines Motors, der eine Motorwicklung aufweist, überwacht, wobei sie eine Ansteuerungsschaltungseinheit, eine Stromerfassungseinheit, eine erste Steuereinheit und eine zweite Steuereinheit enthält. Die Ansteuerungsschaltungseinheit schaltet eine Erregung der Motorwicklung. Die Stromerfassungseinheit erfasst einen Motorstrom, welcher ein Strom ist, der durch die Motorwicklung fließt. Die Stromunterbrechungseinheit kann den Motorstrom trennen bzw. unterbrechen.
Die erste Steuereinheit weist eine Erregungssteuereinheit, die die Erregung der Motorwicklung steuert, und eine Erregungszustand-Benachrichtigungseinheit, die ein Erregungszustandssignal gemäß einem Erregungsbefehlszustand ausgibt, auf. Die zweite Steuereinheit ist getrennt von der ersten Steuereinheit vorgesehen und weist eine Abnormitätsüberwachungseinheit auf, die konfiguriert ist, eine Abnormität basierend auf einem Erfassungswert der Stromerfassungseinheit und einem Erregungszustandssignal zu überwachen, um eine Notlauf-Maßnahme gemäß einem Überwachungsergebnis auszuführen. Durch das Überwachen der Abnormität durch die zweite Steuereinheit, die getrennt von der ersten Steuereinheit vorgesehen ist, kann die Notlauf-Maßnahme geeignet ausgeführt werden, selbst falls eine Abnormität in der ersten Steuereinheit auftritt.
Figurenliste
Die vorherigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden durch die folgende genaue Beschreibung, die mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, klarer.
Es zeigt:

1 eine perspektivische Ansicht, die ein Shift-By-Wire-System gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration des Shift-By-Wire-Systems gemäß ersten Ausführungsform zeigt;
3 ein Schaltungsdiagramm, das eine Schaltbereichssteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ein Flussdiagramm, das einen Abnormitätsüberwachungsprozess gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
5 ein Schaltungsdiagramm, das eine Schaltbereichssteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
6 ein erläuterndes Diagramm, das eine An/Aus-Steuerung einer Signalschaltungseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht; und
7 ein Flussdiagramm, das einen Abnormitätsüberwachungsprozess gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.

Genaue Beschreibung
Im Folgenden wird ein Abnormitätsüberwachungsgerät mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben. Im Folgenden wird bei einer Vielzahl von Ausführungsformen eine im Wesentlichen äquivalente Konfiguration durch eine identische Bezugnahme angegeben werden, wobei jeweils auf eine wiederholte Erläuterung verzichtet wird.
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform ist in den 1 bis 4 gezeigt. Wie in den 1 bis 3 gezeigt, enthält ein Shift-By-Wire-System 1 als ein Motoransteuerungssystem einen Motor 10 als einen Aktuator, einen Schaltbereichsumschaltungsmechanismus 20, einen Parksperremechanismus 30, eine Schaltbereichssteuervorrichtung 401 als ein Abnormitätsüberwachungssteuergerät und dergleichen.
Der Motor 10 dreht sich, wenn er von einer Batterie 90 als eine Leistungsversorgung, die in einem nicht gezeigten Fahrzeug montiert ist, elektrische Leistung aufnimmt, um als eine Antriebsquelle des Schaltbereichsumschaltungsmechanismus 20 zu fungieren. Der Motor 10 der vorliegenden Ausführungsform ist ein DC-Bürstenmotor und weist eine Motorwicklung 11 auf. Ein Drehzahlminderer 14 ist zwischen einer Motorwelle des Motors 10 und einer Ausgabewelle 15 vorgesehen und gibt die Rotation des Motors 10 zu der Ausgabewelle 15 nach der Drehzahlminderung aus. Die Rotation des Motors 10 wird daher zu dem Schaltbereichsumschaltungsmechanismus 20 übertragen. Ein Ausgabewellensensor 16 zum Erfassen eines Winkels der Ausgabewelle 15 ist an der Ausgabewelle 15 vorgesehen. Der Ausgabewellensensor 16 ist beispielsweise ein Potentiometer.
Wie in 1 gezeigt, weist der Schaltbereichsumschaltungsmechanismus 20 eine Arretierungsplatte 21, eine Arretierungsfeder 25 als ein Vorspannelement, eine Arretierungsrolle 26 und dergleichen auf und überträgt eine antreibende Rotationskraftausgabe des Drehzahlminderers 14 auf ein manuelles Ventil 28 und einen Parksperremechanismus 30.
Die Arretierungsplatte 21 ist an der Ausgabewelle 15 befestigt und wird durch den Motor 10 angetrieben. Die Arretierungsplatte 21 weist einen Stift 24 auf, der parallel zur Ausgabewelle 15 vorsteht. Der Stift 24 ist mit dem manuellen Ventil 28 verbunden. Die Arretierungsplatte 21 wird durch den Motor 10 angetrieben, wobei sich dadurch das manuelle Ventil 28 in einer axialen Richtung hin und her bewegt. D. h., der Schaltbereichsumschaltungsmechanismus 20 wandelt die Rotationsbewegung des Motors 10 in eine Linearbewegung um und überträgt die Linearbewegung auf das manuelle Ventil 28. Das manuelle Ventil 28 ist an einem Ventilkörper 29 vorgesehen. Wenn sich das manuelle Ventil 28 in der axialen Richtung hin und her bewegt, wird ein hydraulischer Zuführungspfad zu einer Hydraulikkupplung (nicht gezeigt) geschaltet, wobei ein Eingriffszustand der Hydraulikkupplung geschaltet wird. Auf diese Weise wird der Schaltbereich umgeschaltet.
Die Arretierungsplatte 21 ist an Abschnitten, die nahe an der Arretierungsfeder 25 liegen, mit zwei Talabschnitt 211 und 212 vorgesehen. Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Talabschnitt 211 einem P-Bereich, wobei der Talabschnitt 212 einem NichtP-Bereich entspricht, welcher ein Bereich ist, der sich zu dem P-Bereich unterscheidet.
Die Arretierungsfeder 25 ist ein elastisch verformbares plattenähnliches Element und ist an einer Spitze der Arretierungsfeder 25 mit einer Arretierungsrolle 26 vorgesehen. Die Arretierungsfeder 25 drückt die Arretierungsrolle 26 in Richtung einer Seite eines Rotationszentrums der Arretierungsplatte 21, d. h., eine Seite, die in die Talabschnitte 211 und 212 passt. Wenn eine Rotationskraft gleich oder größer als eine vorbestimmte Kraft auf die Arretierungsplatte 21 wirkt, wird die Arretierungsfeder 25 elastisch verformt, wobei sich die Arretierungsrolle 26 zwischen den Talabschnitten 211 und 212 bewegt. Wenn die Arretierungsrolle 26 in irgendeinen der Talabschnitte 211 und 212 gepasst ist, wird die Schwingbewegung der Arretierungsplatte 21 reguliert, sind die axiale Position des manuellen Ventils 28 und der Zustand des Parksperremechanismus 30 bestimmt und ist der Schaltbereich eines Automatikgetriebes 5 festgelegt. Die Arretierungsrolle 26 passt in den Talabschnitt 211, wenn der Schaltbereich der P-Bereich ist, und passt in den Talabschnitt 212, wenn der Schaltbereich der NichtP-Bereich ist.
Der Parksperremechanismus 30 enthält eine Parkstange 31, ein konisches Element 32, eine Parksperrklinke 33, ein Wellenteil 34 und ein Parkzahnrad 35. Die Parkstange 31 ist in einer im Wesentlichen L-Form ausgebildet. Die Parkstange 31 ist an der Arretierungsplatte 21 auf einer Seite eines Endes 311 befestigt. Das konische Element 32 ist an dem anderen Ende 312 der Parkstange 31 vorgesehen. Das konische Element 32 ist ausgebildet, um sich in Richtung des anderen Endes 312 im Durchmesser zu verringern.
Die Parksperrklinke 33 ist konfiguriert, um an einer konischen Oberfläche des konischen Elements 32 anzulegen und um ein Wellenteil 34 schwenkbar zu sein, wobei die Parksperrklinke 33 an der Seite des Parkzahnrads 35 einen Vorsprung 331 aufweist. Der Vorsprung 331 ist konfiguriert, um mit dem Parkzahnrad 35 in Eingriff zu stehen. Wenn sich die Arretierungsplatte 21 in der Rückwärtsdrehrichtung dreht und sich das konische Element 32 in einer P-Richtung bewegt, wird die Parksperrklinke 33 nach oben gedrückt, wobei der Vorsprung 331 mit dem Parkzahnrad 35 in Eingriff steht. Auf der anderen Seite wird der Eingriffszustand zwischen dem Vorsprung 331 und dem Parkzahnrad 35 gelöst, wenn sich die Arretierungsplatte in der Vorwärtsdrehrichtung bewegt und sich das konische Element 32 in der NichtP-Richtung bewegt.
Das Parkzahnrad 35 ist an einer Achse (nicht gezeigt) vorgesehen und kann mit dem Vorsprung 331 der Parksperrklinke 33 in Eingriff stehen. Wenn das Parkzahnrad 35 mit dem Vorsprung 331 in Eingriff steht, wird die Rotation der Achse beschränkt. Wenn der Schaltbereich der NichtP-Bereich ist, ist das Parkzahnrad 35 durch die Parksperrklinke 33 nicht blockiert, wobei die Rotation der Achse durch den Parksperremechanismus 30 nicht beschränkt ist. Wenn der Schaltbereich der P-Bereich ist, ist das Parkzahnrad 35 durch die Parksperrklinke 33 blockiert, wobei die Rotation der Achse beschränkt ist.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, enthält die Schaltbereichssteuervorrichtung 401 eine Ansteuerungsschaltungseinheit 41, eine Steuereinheit 501 und dergleichen. Wie in 3 gezeigt, weist die Ansteuerungsschaltungseinheit 41 vier Ansteuerungselemente 411 bis 414 auf und bildet eine H-Brückenschaltung. Die Ansteuerelemente 411 bis 414 der vorliegenden Ausführungsform sind MOSFETs, können jedoch IGBTs oder dergleichen sein.
Die Seiten mit hohem Potenzial der Ansteuerelemente 411 und 413 sind mit einer hochpotenzialseitigen Verbindungsleitung L1 verbunden. Die hochpotenzialseitige Verbindungsleitung L1 ist mit einer Zuführungsleitung Lb verbunden, die an einem Verbindungspunkt P1 mit einer Hochpotenzialseite der Batterie 90 verbunden ist. Ferner sind Niederpotenzialseiten der Ansteuerungselemente 412 und 414 mittels einer niederpotenzialseitigen Verbindungsleitung L2 verbunden. Die niederpotenzialseitige Verbindungsleitung L2 ist an einem Verbindungspunkt P2 mit der Masseleitung Lg verbunden. Die Motorwicklung 11 ist mit einem Verbindungspunkt P3 der Ansteuerelemente 411 und 412 und einem Verbindungspunkt P4 der Ansteuerelemente 413 und 414 verbunden.
Wenn der Motor 10 in einer Vorwärtsrichtung gedreht wird, sind die Ansteuerelemente 411 und 414 angeschaltet. Wenn der Motor 10 in einer Rückwärtsrichtung gedreht wird, sind die Ansteuerelemente 412 und 413 angeschaltet. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Motor 10 in der Vorwärtsrichtung gedreht, wenn der Schaltbereich von dem P-Bereich zu dem NichtP-Bereich geschaltet wird, wobei der Motor 10 in der Rückwärtsrichtung gedreht wird, wenn der Schaltbereich von dem NichtP-Bereich zu dem P-Bereich geschaltet wird. Im Folgenden wird das Umschalten des Schaltbereichs von dem P-Bereich zudem NichtP-Bereich als „von P entfernen“ bezeichnet, wobei das Umschalten des Schaltbereichs von dem NichtP-Bereich zu dem P-Bereich als „in P versetzen“ bezeichnet wird.
Eine Stromunterbrechungseinheit 42 ist mit der Masseleitung Lg verbunden. Die Stromunterbrechungseinheit 42 wird für einen Notlauf verwendet, ist normalerweise angeschaltet und wird durch eine Störungsbestimmung-IC 60 abgeschaltet, wenn eine Abnormität auftritt. IC steht für eine integrierte Schaltung. Ein Stromsensor 45 ist mit der Masseleitung Lb verbunden und erfasst den Motorstrom Im, welcher der Strom der Motorwicklung 11 ist. In der Figur ist die Stromunterbrechungseinheit 42 als „SW“ bezeichnet. Der Stromsensor 45 kann an irgendeiner Position vorgesehen sein, an welcher der Motorstrom Im erfasst werden kann, wie etwa auf der Hochpotenzialseite der Ansteuerungsschaltungseinheit 41 oder zwischen der Motorwicklung 11 und der Ansteuerungsschaltungseinheit 41.
Die Steuereinheit 501 besteht hauptsächlich aus einem Mikrocomputer und dergleichen und enthält intern, obwohl dies in den Figuren nicht gezeigt ist, eine CPU, einen ROM, einen RAM, einen I/O, eine Busleitung zum Verbinden dieser Komponenten und dergleichen. Jede Verarbeitung, die durch jede Steuereinheit 501 durchgeführt wird, kann eine Software-Verarbeitung oder eine Hardware-Verarbeitung sein. Die Software-Verarbeitung kann implementiert sein, in dem die CPU veranlasst wird ein Programm durchzuführen. Das Programm kann vorab in einer Speichervorrichtung, wie etwa einem ROM, d. h. in einem von einem Computer lesbaren nicht transitorischen greifbaren Speichermedium, gespeichert sein. Die Hardware-Verarbeitung kann durch eine elektronische Schaltung mit speziellem Zweck implementiert sein. Selbiges gilt für die Steuereinheit 502 der Ausführungsform, die später beschrieben wird.
Die Steuereinheit 501 weist einen Haupt-Mikrocomputer 51 als eine erste Steuereinheit, eine Störungsbestimmung-IC 60 als eine zweite Steuereinheit und dergleichen auf. Der Haupt-Mikrocomputer 51 weist eine Stromerlangungseinheit 52, eine Erregungssteuereinheit 53, eine Erregungszustand-Benachrichtigungseinheit 54 und dergleichen als funktionale Blöcke auf. Die Stromerlangungseinheit 52 erlangt einen Erfassungswert des Stromsensors 45. Die Erregungssteuereinheit 53 steuert den An/Aus Betrieb der Ansteuerelemente 411 bis 414 und steuert die Erregung der Motorwicklung 11, um die Ansteuerung des Motors 10 zu steuern.
Die Erregungszustand-Benachrichtigungseinheit 54 benachrichtigt die Störungsbestimmung-IC 60 über ein Erregungszustandssignal, das einem Erregungsbefehlszustand des Haupt-Mikrocomputers 51 entspricht. Bei der vorliegenden Ausführungsform benachrichtigt die Erregungszustand-Benachrichtigungseinheit 54 die Störungsbestimmung-IC 60 über den Erregungsbefehlszustand mittels des Veränderns der Einschaltdauer eines Erregungszustandssignals. Wenn eine Erregung für den Motor 10 angewiesen wird, wird insbesondere die Einschaltdauer auf einen Wert X1 eingestellt (beispielsweise 30 %), wobei, wenn keine Erregung zu dem Motor 10 angewiesen wird, die Einschaltdauer auf einen Wert X2 eingestellt wird (beispielsweise 60 %), und wobei, wenn eine Mikrocomputer-Störung aufgetreten ist, die Einschaltdauer auf einen Wert X3 eingestellt wird (beispielsweise 0 % oder 100 %). Ein Zustand, in welchem eine Einschaltdauert von 0 % oder 100 % infolge einer Leitungsabnormität, einer Mikrocomputer-Störung oder dergleichen ausgegeben wird, ist ein Zustand, in welchem ein Erregungsbefehl nicht angewiesen werden kann, und ist in einem Konzept bzgl. „Erregungszustandssignal gemäß dem Erregungsbefehlszustand“ enthalten.
Die Störungsbestimmung-IC 60 besteht aus einer IC, die einfacher als der Haupt-Mikrocomputer 51 ist, wobei jedoch ein Mikrocomputer ähnlich zu dem Haupt-Mikrocomputer 51 verwendet werden kann. Die Störungsbestimmung-IC 60 weist eine Stromerlangungseinheit 62, eine Abnormitätsüberwachungseinheit 65 und eine Schaltsteuereinheit 66 als funktionale Blöcke auf. Die Stromerlangungseinheit 62 erlangt einen Erfassungswert des Stromsensors 45. Die Abnormitätsüberwachungseinheit 65 führt die Abnormitätsüberwachung basierend auf dem Erfassungswert des Stromsensors 45 und des Erregungszustandssignals, das von dem Haupt-Mikrocomputer 51 erlangt wird, aus. Wenn die Schaltsteuereinheit 66 eine Erregungsabnormität erfasst, schaltet die Schaltsteuereinheit 66 die Stromunterbrechungseinheit 42 aus. Durch das Ausschalten der Stromunterbrechungseinheit 42 wird die Erregung der Motorwicklung 11 getrennt bzw. unterbrochen.
Der Abnormitätsüberwachungsprozess gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird mit Bezug zu dem Flussdiagramm in 4 beschrieben. Diese Verarbeitung wird in der Störungsbestimmung-IC 60 in einem vorbestimmten Zyklus durchgeführt. Im Folgenden wird auf dem Begriff „Schritt“ in Schritt S 101 verzichtet, wobei es vereinfacht mit dem Symbol „S“ bezeichnet ist. Selbiges gilt für weitere Schritte.
In S101 bestimmt die Störungsbestimmung-IC 60 basierend auf dem Stromerfassungssignal, das von dem Stromsensor 45 erlangt wird, ob der Zustand, in welchem der Strom durch die Motorwicklung 11 fließt, für eine Fortsetzungsbestimmungszeit T oder länger fortgesetzt wird oder nicht. Die Fortsetzungsbestimmungszeit T ist auf eine beliebige Zeit eingestellt, die kürzer als die Zeit ist, die zur Bereichsumschaltung erforderlich ist, und ist so eingestellt, dass eine fehlerhafte Bestimmung infolge von Rauschen oder dergleichen nicht auftritt. Falls die Motorwicklung 11 nicht erregt ist, oder falls bestimmt wird, dass die Erregungszeit der Motorwicklung 11 kürzer als die Fortsetzungsbestimmungszeit T ist (S101: NEIN), fährt der Prozess bei S 103 fort, wobei die Stromunterbrechungseinheit 42 nicht betätigt wird. D. h., der An-Zustand der Stromunterbrechungseinheit 42 wird aufrechterhalten. Wenn bestimmt wird, dass die Erregungszeit der Motorwicklung 11 gleich oder länger als die Fortsetzungsbestimmungszeit T ist (S101: JA), fährt der Prozess bei S102 fort.
In S102 bestimmt die Störungsbestimmung-IC 60, ob sich der Haupt-Mikrocomputer 51 in dem Erregungsbefehl befindet oder nicht. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird bestimmt, dass der Erregungsbefehl im Gange ist, wenn die Einschaltdauer des Erregungszustandssignals, das von dem Haupt-Microcomputer 51 erlangt wird, der Wert X1 ist. Wenn bestimmt wird, dass sich der Haupt-Mikrocomputer 51 in dem Erregungsbefehl befindet (S102: JA), d. h., wenn die Einschaltdauer des Erregungszustandssignals der Wert X1 ist, fährt der Prozess bei S103 fort, wobei die Stromunterbrechungseinheit 42 nicht betätigt wird. Da der Haupt-Mikrocomputer 51 vorgibt, dass die Motorwicklung 11 erregt werden soll, fließt ein Strom durch die Motorwicklung 11 und der Haupt-Mikrocomputer 51 ist in diesem Fall im Normalzustand. Daher wird die Stromunterbrechungseinheit 42 in dem An-Zustand gehalten, wobei die Erregung der Motorwicklung 11 fortgesetzt wird. Wenn bestimmt wird, dass sich der Haupt-Mikrocomputer 51 nicht in dem Erregungsbefehl befindet (S102: NEIN), d. h., wenn sich die Einschaltdauer des Erregungszustandssignals zu dem Wert X1 unterscheidet, fährt der Prozess bei S104 fort.
In S 104 unterbricht die Störungsbestimmung-IC 60 die Erregung der Motorwicklung 11 durch Abschalten der Stromunterbrechungseinheit 42. Obwohl der Haupt-Mikrocomputer 51 die Motorwicklung 11 nicht ansteuert, sodass diese erregt wird, fließt hier ein Strom durch die Motorwicklung 11, sodass nun die Erregung zur Motorwicklung 11 getrennt ist. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass der Schaltbereich infolge der unbeabsichtigten Erregung umgeschaltet wird.
Wie vorher beschrieben, kann die Schaltbereichssteuervorrichtung 401 der vorliegenden Ausführungsform eine Erregungsabnormität des Motors 10, der die Motorwicklung 11 aufweist, überwachen, wobei sie die Ansteuerungsschaltungseinheit 41, den Stromsensor 45, die Stromunterbrechungseinheit 42, den Haupt-Mikrocomputer 51 und die Störungsbestimmung-IC 60 aufweist. Die Ansteuerungsschaltungseinheit 41 schaltet die Erregung der Motorwicklung 11. Der Stromsensor 45 erfasst einen Motorstrom Im, welcher ein Strom ist, der durch die Motorwicklung 11 fließt. Die Stromunterbrechungseinheit 42 kann den Motorstrom Im trennen bzw. unterbrechen.
Der Haupt-Mikrocomputer 51 weist die Erregungssteuereinheit 53, die die Erregung der Motorwicklung 11 steuert, und die Erregungszustand-Benachrichtigungseinheit 54, die ein Erregungszustandssignal gemäß einem Erregungsbefehlssignal ausgibt, auf. Die Störungsbestimmung-IC 60 ist getrennt von dem Haupt-Mikrocomputer 51 vorgesehen und weist die Abnormitätsüberwachungseinheit 65, die eine Abnormität basierend auf dem Erfassungswert des Stromsensors 45 und dem Erregungszustandssignal, das von dem Haupt-Mikrocomputer 51 ausgegeben wird, auf, um Notlauf-Maßnahmen gemäß dem Erfassungsergebnis auszuführen. Da die Störungsbestimmung-IC 60, die separat zum Haupt-Mikrocomputer 51 vorgesehen ist, die Abnormität überwacht, können geeignete Notlauf-Maßnahmen vorgenommen werden, selbst wenn die Abnormität in dem Haupt-Mikrocomputer 51 auftritt.
Wenn der Stromsensor 45 die Erregung der Motorwicklung 11 erfasst und das Erregungszustandssignal kein Befehl ist, um die Motorwicklung 11 zu erregen, unterbricht die Störungsbestimmung-IC 60 die Erregung der Motorwicklung 11 durch Abschalten der Stromunterbrechungseinheit 42 basierend auf einem Befehl von der Störungsbestimmung-IC 60. Demzufolge kann eine unbeabsichtigte Erregung schnell abgeschaltet werden. Angewandt für ein Shift-By-Wire-System 1 ist es ferner möglich, zu verhindern, dass der Bereich unbeabsichtigt geschaltet wird.
(Zweite Ausführungsform)
Eine zweite Ausführungsform ist in den 5 bis 7 gezeigt. Wie in 5 gezeigt, enthält die Schaltbereichssteuervorrichtung 402 eine Ansteuerungsschaltungseinheit 41, eine Stromunterbrechungseinheit 42, eine Signalunterbrechungseinheit 43, Signalschaltungseinheiten 441 bis 444, Stromsensoren 46, 47, eine Steuereinheit 502 und dergleichen. Die Steuereinheit 502 weist einen Haupt-Mikrocomputer 51 und einen Sub-Mikrocomputer 61 auf. Ähnlich zu der Störungsbestimmung-IC 60 weist der Sub-Mikrocomputer 61 eine Stromerlangungseinheit 62, eine Abnormitätsüberwachungseinheit 65 und eine Schaltsteuerungseinheit 66 auf. Die Stromerlangungseinheit 62, die Abnormitätsüberwachungseinheit 65 und die Schaltsteuerungseinheit 66 sind in 5 nicht gezeigt. Ferner sind die Stromunterbrechungseinheit 42 in der Figur als „SWF“ beschrieben, die Signalunterbrechungseinheit 43 als „SWA“ beschrieben, und die Signalschaltungseinheiten 441 bis 444 als „SW1 bis SW4“ beschrieben.
Die An/Aus Betätigung der Signalunterbrechungseinheit 43 und der Signalschaltungseinheiten 441 bis 444 wird durch den Haupt-Mikrocomputer 51 und die Schaltsteuerungseinheit 66 des Sub-Mikrocomputers 61 gesteuert. Die Signalunterbrechungseinheit 43 ist im Normalzustand angeschaltet und wird in dem Fall einer abnormen Erregung von dem Sub-Mikrocomputer 61 abgeschaltet. Wenn die Signalunterbrechungseinheit 43 angeschaltet ist, wird der Befehl von dem Haupt-Mikrocomputer 51 zu den Ansteuerelementen 411 bis 414 über die Signalschaltungseinheit 441 bis 444 übertragen. Demzufolge wird die An/Aus Betätigung der Ansteuerelemente 411 bis 414 durch den Haupt-Mikrocomputer 51 gesteuert. Wenn die Signalunterbrechungseinheit 43 abgeschaltet ist, wird ferner die Befehlsübertragung von dem Haupt-Mikrocomputer 51 zur Seite der Ansteuerelemente 411 bis 414 getrennt bzw. unterbrochen.
Die Signalschaltungseinheiten 441 bis 444 sind konfiguriert, sodass die An/Aus Betätigung im Normalzustand durch den Haupt-Mikrocomputer gesteuert wird, wobei die An/Aus Betätigung in einem Fall einer abnormen Erregung durch den Sub-Mikrocomputer 61 gesteuert werden kann. Die Betätigung der Signalschaltungseinheiten 441 bis 444 wird mit Bezug zu 6 beschrieben. Beim An/Aus Schalten der Signalschaltungseinheiten 441 bis 444 werden die Befehle seitens des Haupt-Mikrocomputers 51 als SGN_1 bis SGN_4 bezeichnet, wobei die Befehle seitens des Sub-Mikrocomputers 61 als SGN_S1 bis SGN_S4 bezeichnet werden. Die „1“ bis „4“ am Ende entsprechen jeweils den Signalschaltungseinheiten 441 bis 444 und sind mit „#“ in 6 angegeben. Ferner ist ein An Befehl auf „1“ eingestellt und ein Aus Befehl auf „0“ eingestellt. Im Folgenden wird die An/Aus Betätigung der Signalschaltungseinheit 441 beispielhaft beschrieben. Die Signalschaltungseinheiten 442 bis 444 können hinsichtlich der Teile, die denen mit „#“ entsprechen, ersetzt werden, weshalb auf diese Beschreibungen verzichtet wird.
Wenn beide Befehle SGN_M1 und SGN_S1 Aus Befehle sind, ist die Signalschaltungseinheit 441 abgeschaltet. Wenn einer der Befehle SGN_1 und SGN_S1 ein An Befehl ist und der andere ein Aus Befehl ist, ist die Signalschaltungseinheit 441 angeschaltet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform stellt der Sub-Mikrocomputer 61 im Normalzustand immer den Befehl SGN_S1 auf den Aus Befehl. Demzufolge wird die An/Aus Betätigung der Signalschaltungseinheit 441 durch den Befehl SGN_M1 von dem Haupt-Mikrocomputer 51 gesteuert. Auf der anderen Seite schaltet der Sub-Mikrocomputer 61 in dem Fall einer abnormen Erregung die Signalunterbrechungseinheit 43 ab, sodass die Übertragung des Befehls SGN_M1 zur Seite der Signalschaltungseinheit 441 getrennt wird. Wenn die Signalunterbrechungseinheit 43 abgeschaltet ist, wird der Befehl SGN_M1, der an die Signalschaltungseinheit 441 ausgegeben wird, ein Aus Befehl. Demzufolge wird die An/Aus Betätigung der Signalschaltungseinheit 441 durch den Befehl SGN_S1 von dem Sub-Mikrocomputer 61 gesteuert.
D. h., da der Befehl SGN_S1 im Normalzustand ein Aus Befehl ist und der Befehl SGN_M1 in dem Fall einer abnormen Erregung ein Aus Befehl ist, wird nicht angenommen, dass beide Befehle SGN_M1 und SGN_S1 An Befehle sind. Wenn beide Befehle SGN_M1 und SGN_S1 An Befehle sind, wird daher die Signalschaltungseinheit 441 abgeschaltet, da sie sich in einem abnormen Zustand befindet.
Zurückkommend auf 5 ist der erste Stromsensor 46 an einer Position vorgesehen, an welcher ein Strom während einer Vorwärtsdrehung des Motors 10 fließt und kein Strom während einer Rückwärtsdrehung fließt, wobei er den Strom während der Vorwärtsdrehung des Motors 10 erfasst. Insbesondere ist der erste Stromsensor 46 auf der Seite des Ansteuerelements 414 des Verbindungspunkts P2 der niederpotenzialseitigen Verbindungsleitung L2. Der zweite Stromsensor 47 ist an einer Position vorgesehen, an welcher ein Strom fließt, wenn sich der Motor 10 in der Rückwärtsrichtung dreht, bzw. nicht fließt, wenn sich der Motor 10 in der Vorwärtsrichtung dreht, wobei er den Strom erfasst, wenn sich der Motor 10 in der Rückwärtsrichtung dreht. Insbesondere ist der zweite Stromsensor 47 auf der Seite des Ansteuerelements 412 des Verbindungspunkts P2 der niederpotenzialseitigen Verbindungsleitung L2 vorgesehen. Dabei kann die Drehrichtung des Motors 10 basierend auf den Erfassungswerten der Stromsensoren 46 und 47 erfasst werden. In der Figur ist der erste Stromsensor 46 als A1 bezeichnet, wobei der zweite Stromsensor 47 als A2 bezeichnet ist.
Die Erregungszustand-Benachrichtigungseinheit 54 benachrichtigt den Sub-Mikrocomputer 61 über ein Erregungsbefehlssignal, das dem Erregungsbefehlszustand des Haupt-Mikrocomputers 51 entspricht. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Erregungsbefehlssignal ausgebildet, sodass die Drehrichtung des Motors 10 bestimmt werden kann. Insbesondere, wenn ein „in P versetzen“ Befehl zum Drehen des Motors 10 in der Vorwärtsrichtung vorgegeben ist, wird die Einschaltdauer auf einen Wert Y1 eingestellt (beispielsweise 30 %), wobei, wenn angewiesen wird, die Leistung zum Motor 10 abzuschalten, die Einschaltdauer auf einen Wert Y2 eingestellt wird (beispielsweise 60 %). Wenn ein „von P entfernen“ Befehl zum Drehen des Motors 10 in der Rückwärtsrichtung vorgegeben ist, wird die Einschaltdauer auf dem Wert Y3 eingestellt (beispielsweise 90 %), wobei, wenn die Mikrocomputer-Störung auftritt, die Einschaltdauer auf den Wert Y4 eingestellt wird (beispielsweise 0 % oder 100 %).
Der Abnormitätsüberwachungsprozess gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird mit Bezug zu dem Flussdiagramm in 7 beschrieben. Dieser Prozess wird durch den Sub-Mikrocomputer 61 in vorbestimmten Zyklen durchgeführt. In S201 bestimmt der Sub-Mikrocomputer 61, ob der Haupt-Mikrocomputer 51 außer Betrieb ist oder nicht. Wenn die Einschaltdauer des Erregungszustandssignals der Wert Y4 ist, wird hier bestimmt, dass der Haupt-Mikrocomputer 51 außer Betrieb ist. Wenn bestimmt wird, dass der Haupt-Mikrocomputer 51 außer Betrieb ist (S201: JA), d. h., wenn die Einschaltdauer des Kommunikationszustandssignals der Wert Y4 ist, fährt der Prozess bei S202 fort und die Stromunterbrechungseinheit 42 wird abgeschaltet. Wenn bestimmt wird, dass der Haupt-Mikrocomputer 51 keine Störung aufweist (S201: NEIN), d. h., wenn sich die Einschaltdauer des Kommunikationszustandssignals zu dem Wert Y4 unterscheidet, fährt der Prozess bei S203 fort.
In S203 bestimmt der Sub-Mikrocomputer 61 basierend auf dem Stromerfassungssignal, das von dem ersten Stromsensor 46 erlangt wird, ob der Zustand, in welchem der Strom in der Vorwärtsrichtung durch die Motorwicklung 11 fließt, für eine Fortsetzungsbestimmungszeit T1 oder länger fortgesetzt wird. Die Fortsetzungsbestimmungszeit T1 ist auf eine beliebige Zeit eingestellt, welche kürzer als die Zeit ist, die für eine Bereichsumschaltung erforderlich ist, wobei sie wie die Fortsetzungsbestimmungszeit T der vorherigen Ausführungsform so eingestellt ist, dass eine fehlerhafte Bestimmung infolge von Rauschen oder dergleichen nicht auftritt. Ferner kann die Fortsetzungsbestimmungszeit T1 gleich oder unterschiedlich zu den Zeiten T2 bis T4 sein, die später beschrieben werden. Wenn bestimmt wird, dass die Erregungszeit, bei welcher der Strom in der Motorwicklung 11 in der Vorwärtsrichtung fließt, geringer als die Fortsetzungsbestimmungszeit T1 ist (S203: NEIN), fährt der Prozess bei S209 fort. Wenn bestimmt wird, dass die Erregungszeit, bei welcher der Strom in der Motorwicklung 11 in der Vorwärtsrichtung fließt, gleich oder länger als die Fortsetzungsbestimmungszeit T1 ist (S203: JA), fährt der Prozess bei S204 fort.
In S204 bestimmt der Sub-Mikrocomputer 61, ob sich der Haupt-Mikrocomputer 51 in dem Prozess zum Beauftragen des „von P entfernen“ Befehls befindet oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass sich der Haupt-Mikrocomputer 51 in dem Prozess zum Beauftragen des „von P entfernen“ Befehls befindet (S204: JA), d. h., wenn die Einschaltdauer des Kommunikationszustandssignals der Wert Y3 ist, ist die Erregung beabsichtigt. Daher fährt der Prozess bei S215 fort, wobei der Schaltsteuerungszustand beibehalten wird. Insbesondere sind die Stromunterbrechungseinheit 42 und die Signalunterbrechungseinheit 43 angeschaltet, wobei die Steuerung der Ansteuerelemente 411 bis 114 durch den Haupt-Mikrocomputer 51 fortgesetzt wird. Wenn bestimmt wird, dass sich der Haupt-Mikrocomputer nicht in dem Prozess zum Beauftragen des „von P entfernen“ Befehls befindet (S204: NEIN), d. h., wenn die Einschaltdauer des Kommunikationszustandssignals sich zu dem Wert Y3 unterscheidet, fährt der Prozess bei S205 fort. In S205 bestimmt der Sub-Mikrocomputer 61, dass eine unbeabsichtigte Erregung, die sich zu dem Befehl des Haupt-Mikrocomputers 51 unterscheidet, auftritt, wobei die Signalunterbrechungseinheit 43 abgeschaltet wird.
In S206 bestimmt der Sub-Mikrocomputer 61 basierend auf dem Stromerfassungssignal, das von dem ersten Stromsensor 46 erlangt wird, ob der Zustand, bei welchem der Strom in der Vorwärtsrichtung durch die Motorwicklung 11 fließt, für eine Fortsetzungsbestimmungszeit T2 oder länger fortgesetzt wird. Wenn bestimmt wird, dass die Erregungszeit, bei welcher der Strom in der Motorwicklung 11 in der Vorwärtsrichtung fließt, kürzer als die Fortsetzungsbestimmungszeit T2 ist (S206: NEIN), fährt der Prozess bei S208 fort. Wenn bestimmt wird, dass die Erregungszeit, bei welcher der Strom in der Motorwicklung 11 in der Vorwärtsrichtung fließt, gleich oder länger als die Fortsetzungsbestimmungszeit T2 ist (S206: JA), fährt der Prozess bei S207 fort.
In S207 bestimmt der Sub-Mikrocomputer 61, dass eine Leitungsstörung aufgetreten ist, da weiterhin Strom in der Motorwicklung 11 fließt, obwohl die Signalunterbrechungseinheit 43 abgeschaltet ist. Danach schaltet der Sub-Mikrocomputer 61 die Stromunterbrechungseinheit 42 ab und trennt bzw. unterbricht die Erregung der Motorwicklung 11.
Auch wenn der Befehl von dem Haupt-Mikrocomputer 51 nicht der „von P entfernen“ Befehl ist, wenn die Erregung in der „von P entfernen“ Richtung (d. h., der Vorwärtsdrehrichtung) für die Fortsetzungsbestimmungszeit T1 oder länger fortgesetzt wird, und wenn die Erregung der Motorwicklung 11 durch Abschalten der Signalunterbrechungseinheit 43 durch den Befehl des Sub-Mikrocomputers 61 unterbrochen werden kann, fährt der Prozess bei S208 fort. In S208 wird die Erregungssteuerung ausgeführt, um eine unbeabsichtigte Bereichsumschaltung zu vermeiden, sodass sich die Arretierungsrolle 26 in die „in P versetzen“ Richtung gemäß dem Befehl des Sub-Mikrocomputers 61 bewegt. Insbesondere durch Anschalten der Signalschaltungseinheiten 442 und 443 werden die Ansteuerelemente 412 und 413 angeschaltet, wobei ein Strom in der Rückwärtsdrehrichtung durch die Motorwicklung 11 geschickt wird. Der Sub-Mikrocomputer 61 schaltet die Ansteuerelemente 412 und 413 durch Abschalten der Signalschaltungseinheiten 442 und 443 nach Hindurchschicken eines Stroms in der Rückwärtsrichtung durch die Motorwicklung 11 für die Rücklaufzeit T5 ab, sodass die Erregung endet. Die Rücklaufzeit T5 ist gemäß der Zeit eingestellt, die für das „in P versetzen“ erforderlich ist.
Wenn bestimmt wird, dass die Erregungszeit, bei welcher der Strom in der Motorwicklung 11 in der Vorwärtsrichtung fließt, kürzer als die Fortsetzungsbestimmungszeit T1 ist (S203: NEIN), fährt der Prozess bei S209 fort. In S209 bestimmt der Sub-Mikrocomputer 61 basierend auf dem Stromerfassungssignal, das von dem zweiten Stromsensor 47 erlangt wird, ob der Zustand, bei welchem der Strom in der Rückwärtsrichtung durch die Motorwicklung 11 fließt, für die Fortsetzungsbestimmungszeit T3 oder länger fortgesetzt wird. Wenn bestimmt wird, dass die Erregungszeit, bei welcher der Strom in der Motorwicklung 11 in der Rückwärtsrichtung fließt, kürzer als die Fortsetzungsbestimmungszeit T3 ist (S209: NEIN), ist die Motorwicklung 11 in dem nicht erregten Zustand, weshalb der Prozess bei S215 fortfährt und der Schaltsteuerungszustand aufrechterhalten wird. D. h., die Stromunterbrechungseinheit 42 und die Signalunterbrechungseinheit 43 sind angeschaltet, wobei die Steuerung durch den Haupt-Mikrocomputer 51 fortgesetzt wird. Wenn bestimmt wird, dass die Erregungszeit, bei welcher der Strom in der Motorwicklung 11 in der Rückwärtsrichtung fließt, gleich oder länger als die Fortsetzungsbestimmungszeit T3 ist (S209: JA), fährt der Prozess bei S210 fort.
In S210 bestimmt der Sub-Mikrocomputer 61, ob sich der Haupt-Mikrocomputer 61 in dem Prozess zum Beauftragen des „in P versetzen“ Befehls befindet oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass sich der Haupt-Mikrocomputer 51 in dem Prozess zum Beauftragen des „in P versetzen“ Befehls befindet (S210: JA), d. h., wenn die Einschaltdauer des Kommunikationszustandssignals der Wert Y1 ist, ist die Erregung beabsichtigt. Daher fährt der Prozess bei S215 fort und der Schaltsteuerungszustand wird aufrechterhalten. Insbesondere sind die Stromunterbrechungseinheit 42 und die Signalunterbrechungseinheit 43 angeschaltet, wobei die Steuerung der Ansteuerelemente 411 bis 414 durch den Haupt-Mikrocomputer 51 fortgesetzt wird. Wenn bestimmt wird, dass sich der Haupt-Mikrocomputer 51 nicht in dem Prozess zum Beauftragen des „in P versetzen“ Befehls befindet (S210: NEIN), d. h., wenn sich die Einschaltdauer des Kommunikationszustandssignals zu dem Wert Y1 unterscheidet, fährt der Prozess bei S211 fort. In S211 bestimmt der Sub-Mikrocomputer 61, dass eine unbeabsichtigte Erregung, die sich zu dem Befehl des Haupt-Mikrocomputers 51 unterscheidet, auftritt, wobei die Signalunterbrechungseinheit 43 abgeschaltet wird.
In S212 bestimmt der Sub-Mikrocomputer 61 basierend auf dem Stromerfassungssignal, das von dem zweiten Stromsensor 47 erlangt wird, ob der Zustand, bei welchem der Strom in der Rückwärtsrichtung durch die Motorwicklung 11 fließt, für eine Fortsetzungsbestimmungszeit T4 oder länger fortgesetzt wird. Wenn bestimmt wird, dass die Erregungszeit, bei welcher der Strom in der Motorwicklung 11 in der Rückwärtsrichtung fließt, kürzer als die Fortsetzungsbestimmungszeit T4 ist (S212: NEIN), fährt der Prozess bei S214 fort. Wenn bestimmt wird, dass die Erregungszeit, bei welcher der Strom in der Motorwicklung 11 in der Rückwärtsrichtung fließt, gleich oder länger als die Fortsetzungsbestimmungszeit T4 ist (S212: JA), fährt der Prozess bei S213 fort.
In S213 bestimmt der Sub-Mikrocomputer 61, dass eine Leitungsstörung aufgetreten ist, da weiterhin Strom in der Motorwicklung 11 fließt, obwohl die Signalunterbrechungseinheit 43 abgeschaltet ist. Danach schaltet der Sub-Mikrocomputer 61 die Stromunterbrechungseinheit 42 ab und unterbricht die Erregung zu der Motorwicklung 11.
Auch wenn der Befehl von dem Haupt-Mikrocomputer 51 nicht der „in P versetzen“ Befehl ist, wenn die Erregung in der „in P versetzen“ Richtung (d. h., der Rückwärtsdrehrichtung) für die Fortsetzungsbestimmungszeit T3 oder länger fortgesetzt wird, und wenn die Erregung der Motorwicklung 11 durch Abschalten der Signalunterbrechungseinheit 43 durch den Befehl des Sub-Mikrocomputers 61 unterbrochen werden kann, fährt der Prozess bei S214 fort. In S214 wird die Erregungssteuerung ausgeführt, um eine unbeabsichtigte Bereichsumschaltung zu vermeiden, sodass sich die Arretierungsrolle 26 in der „von P entfernen“ Richtung gemäß dem Befehl des Sub-Mikrocomputers 61 bewegt. Durch Anschalten der Signalschaltungseinheiten 441 und 444 werden insbesondere die Ansteuerelemente 411 und 414 angeschaltet, wobei ein Strom in der Vorwärtsdrehrichtung durch die Motorwicklung 11 geschickt wird. Der Sub-Mikrocomputer 61 schaltet die Ansteuerelemente 411 und 414 durch Abschalten der Signalschaltungseinheiten 441 und 444 nach dem Hindurchschicken eines Stroms in der Vorwärtsrichtung durch die Motorwicklung 11 für die Rücklaufzeit T6 ab, sodass die Erregung endet. Die Rücklaufzeit T6 ist gemäß der Zeit eingestellt, die für das Entfernen aus P erforderlich ist. Die Rücklaufzeiten T5 und T6 können gleich oder unterschiedlich sein.
Der Prozess von S206 kann ausgespart sein, wobei nachdem die Signalunterbrechungseinheit 43 abgeschaltet ist, der Erregungszustand nicht bestimmt werden kann und die Erregung für das „in P versetzen“ ausgeführt werden kann. Auf ähnliche Weise kann der Prozess von S212 ausgespart sein, wobei nachdem die Signalunterbrechungseinheit 43 abgeschaltet ist, die Erregungszustandsbestimmung nicht ausgeführt werden kann und die Erregung für das Entfernen von P ausgeführt werden kann.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Signalunterbrechungseinheit 43 und die Signalschaltungseinheiten 441 bis 444 vorgesehen, wobei, wenn die Signalunterbrechungseinheit 43 in dem abnormen Zustand des Haupt-Mikrocomputers 51 abgeschaltet ist, der Sub-Mikrocomputer 61 die An/Aus Betätigung der Ansteuerelemente 411 und 414 steuern kann. Wenn eine unbeabsichtigte Erregung erfasst wird, wird die Arretierungsrolle 26 in der Rücklaufrichtung basierend auf dem Befehl des Sub-Mikrocomputers 61 angetrieben, in dem ein Strom in der entgegengesetzten Richtung fließt. Demzufolge ist es möglich, zu verhindern, dass der Bereich unbeabsichtigt geschaltet wird, wobei der ursprüngliche Bereich beibehalten werden kann.
Die Schaltbereichssteuervorrichtung 402 enthält die Signalunterbrechungseinheit 43, die die An/Aus Befehle von dem Haupt-Mikrocomputer 51 zu allen Ansteuerelementen 411 bis 414 der Ansteuerungsschaltungseinheit 41 durch den Sub-Mikrocomputer 61 trennen bzw. unterbrechen kann. Die Stromsensoren 46 und 47 können eine Erregungsrichtung des Motorstroms Im erfassen.
Wenn der Sub-Mikrocomputer 61 eine Abnormität bei der Drehrichtungsabweichung erfasst, bei welcher die Drehrichtung des Motors 10 gemäß der Erregungsrichtung des Motorstrom Im, der durch die Stromsensoren 46 und 47 erfasst wird, und die Drehrichtung des Motors 10 gemäß dem Erregungszustandssignal nicht übereinstimmen, schaltet der Sub-Mikrocomputer 61 die Signalunterbrechungseinheit 43 mittels eines Befehls aus, um den Motorstrom Im zu trennen bzw. zu unterbrechen.
Wenn der Sub-Mikrocomputer 61 den Motorstrom Im durch Abschalten der Signalunterbrechungseinheit 43 nicht unterbrechen kann, unterbricht der Sub-Mikrocomputer 61 ferner den Motorstrom Im durch Abschalten der Stromunterbrechungseinheit 42. Dies ermöglicht es, zu verhindern, dass der Motor 10 in einer unbeabsichtigten Richtung gedreht wird. Angewandt für ein Shift-By-Wire-System 1 ist es möglich, das Auftreten einer fälschlichen Bereichsumschaltung zu verhindern.
Die Schaltbereichssteuervorrichtung 402 ist für jede der Ansteuerelemente 411 bis 414 vorgesehen und enthält Signalschaltungseinheiten 441 bis 444, die zwischen dem Anschalten und Abschalten der Ansteuerelemente 411 bis 414 durch den Befehl des Haupt-Mikrocomputers 51 und dem Anschalten und Abschalten dieser durch den Befehl des Sub-Mikrocomputers 61 schalten können. Wenn der Sub-Mikrocomputer 61 die Abnormität bei der Drehrichtungsabweichung erfasst, steuert der Sub-Mikrocomputer 61 bei abgeschalteter Signalunterbrechungseinheit 43 die Schaltungseinheiten 441 bis 444, sodass die Drehrichtung des Motors 10 entgegengesetzt zu der Drehrichtung ist, wenn die Abnormität bei der Drehrichtungsabweichung erfasst wird. Angewandt für das Shift-By-Wire-System 1 kann dabei beispielsweise der Bereich vor der Erregung des Motors 10 beibehalten werden und die unbeabsichtigte Bereichsumschaltung verhindert werden.
Bei der Ausführungsform entsprechen die Schaltbereichssteuervorrichtungen 401 und 402 den „Abnormitätsüberwachungsgeräten“, die Stromsensoren 45 bis 47 den „Stromerfassungseinheit“, der Haupt-Mikrocomputer 51 der „ersten Steuereinheit“ und die Störungsbestimmung-IC 60 oder der Sub-Mikrocomputer 61 der „zweiten Steuereinheit“.
(Weitere Ausführungsformen)
Bei den vorherigen Ausführungsformen benachrichtigt die Erregungszustand-Benachrichtigungseinheit die zweite Steuereinheit über den Erregungsbefehlszustand durch Ändern der Einschaltdauer gemäß dem Erregungsbefehlszustand. Bei einer weiteren Ausführungsform kann beispielsweise eine Mehrzahl von Signalleitungen vorgesehen sein und ein An/Aus Signal, das dem Erregungsbefehlszustand entspricht, ausgegeben werden, d. h., der Erregungsbefehlszustand kann mittels eines Verfahrens angegeben werden, dass sich zur Änderung der Einschaltdauer unterscheidet.
Bei den vorherigen Ausführungsformen ist der Motor der Motor mit Bürsten und die Ansteuerschaltung ist eine H-Brückenschaltung. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Motor ein Motor sein, der sich zu dem Motor mit Bürsten unterscheidet, wie beispielsweise ein geschalteter Reluktanzmotor, ein bürstenloser DC-Motor oder dergleichen. Ferner kann die Ansteuerschaltung übereinstimmend mit der Schaltungskonfiguration des Motors vorgesehen sein.
Bei den Ausführungsformen, die vorher beschrieben wurden, ist die Arretierungsplatte mit zwei Aussparungen vorgesehen. Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Anzahl der Aussparungen nicht auf zwei beschränkt, wobei beispielsweise eine Aussparung für jeden Bereich vorgesehen sein kann. Der Schaltbereichsumschaltungsmechanismus und der Parksperremechanismus oder dergleichen können sich zu denen der Ausführungsformen, die vorher beschrieben wurden, unterscheiden.
Bei den vorherigen Ausführungsformen ist der Drehzahlminderer zwischen der Motorwelle und der Ausgabewelle platziert. Obwohl keine Details zum Drehzahlminderer erwähnt sind, kann der Drehzahlminderer irgendeine Konfiguration aufweisen, wie etwa unter Verwendung eines Zykloidgetriebe, eines Planetengetriebes, eines Stirnradgetriebes, das ein Drehmoment von einem Drehzahlminderungsmechanismus, der im Wesentlichen koaxial zur Motorwelle ist, zu der Antriebswelle überträgt, oder einer Kombination dieser Getriebe. Bei einer weiteren Ausführungsform kann auf den Drehzahlminderer zwischen der Motorwelle und der Ausgabewelle verzichtet werden, oder ein Mechanismus, der sich zum Drehzahlminderer unterscheidet, vorgesehen sein.
Die Steuerschaltung und das Verfahren, die bei der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurden, können durch einen Computer mit speziellem Zweck implementiert sein, der mit einem Speicher und einem Prozessor, der programmiert ist, um eine oder mehrere bestimmte Funktionen, die in Computerprogrammen des Speichers ausgestaltet sind, durchzuführen, konfiguriert ist. Alternativ können die Steuerschaltung, die bei der vorliegenden Offenbarung beschrieben ist, und das Verfahren davon durch einen dedizierten Computer realisiert sein, der als ein Prozessor mit einer oder mehrere dedizierter Hardware-Logikschaltungen konfiguriert ist. Alternativ können die Steuerschaltung und das Verfahren, die bei der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, durch eine oder mehrere dedizierte Computer realisiert sein, welche als eine Kombination aus einem Prozessor und einem Speicher, welche programmiert sind, um eine oder mehrere Funktionen auszuführen, und einem Prozessor, welcher mit einer oder mehrerer Hardware-Logikschaltungen konfiguriert ist, konfiguriert sind. Die Computerprogramme können als Instruktionen, die durch einen Computer durchgeführt werden können, in einem greifbaren nicht transitorischen von einem Computer lesbaren Medium gespeichert sein. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die Ausführungsform, die vorher beschrieben wurde, beschränkt, sondern es können verschiedene Modifikationen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung vorgenommen werden.
Die vorliegende Offenbarung wurde gemäß den Ausführungsformen beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Ausführungsform und diese Strukturen beschränkt. Diese Offenbarung umfasst ebenso verschiedene Modifikationen und Variationen innerhalb des Umfangs von Äquivalenten. Darüber hinaus können verschiedene Kombinationen und Ausbildungen sowie weitere Kombinationen und Ausbildungen, die ein, mehr als ein oder weniger als ein Element enthalten, bei der vorliegenden Offenbarung ausgestaltet werden
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 2020027044 [0001]
JP 201994998 A [0004]

Claims

Abnormitätsüberwachungsgerät, das eine Erregungsabnormität eines Motors (10) mit einer Motorwicklung (11) überwacht, aufweisend: eine Ansteuerungsschaltungseinheit (41), die konfiguriert ist, eine Erregung der Motorwicklung zu schalten; eine Stromerfassungseinheit (45 bis 47), die konfiguriert ist, einen Motorstrom zu erfassen, welcher ein Strom ist, der durch die Motorwicklung fließt; eine Stromunterbrechungseinheit (42), die konfiguriert ist, den Motorstrom zu unterbrechen; eine erste Steuereinheit (51), die eine Erregungssteuereinheit (53), die konfiguriert ist, die Erregung der Motorwicklung zu steuern, und eine Erregungszustand-Benachrichtigungseinheit (54), die konfiguriert ist, ein Erregungszustandssignal gemäß einem Erregungsbefehlszustand auszugeben, aufweist; und eine zweite Steuereinheit (60, 61), die getrennt von der ersten Steuereinheit vorgesehen ist und eine Abnormitätsüberwachungseinheit (65) aufweist, die konfiguriert ist, eine Abnormität basierend auf dem Erregungszustandssignal zu überwachen, um eine Notlauf-Maßnahme gemäß einem Überwachungsergebnis auszuführen.
Abnormitätsüberwachungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei, wenn die Stromerfassungseinheit die Erregung zur Motorwicklung erfasst und das Erregungszustandssignal kein Befehl ist, um die Motorwicklung zu erregen, die zweite Steuereinheit den Motorstrom durch Abschalten der Stromunterbrechungseinheit als Reaktion auf einen Befehl der zweiten Steuereinheit unterbricht.
Abnormitätsüberwachungsgerät gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend eine Signalunterbrechungseinheit (43), die konfiguriert ist, einen An/Aus Befehl der ersten Steuereinheit zu allen Ansteuerelementen (411 bis 414), die die Ansteuerungsschaltungseinheit bilden, durch die zweite Steuereinheit zu blockieren, wobei die Stromerfassungseinheit (46, 47) eine Erregungsrichtung des Motorstroms erfasst, und wobei, wenn die zweite Steuereinheit eine Abnormität bei der Drehrichtungsabweichung erfasst, welche eine Drehrichtung des Motors gemäß der Erregungsrichtung des Motorstroms ist, die durch die Stromerfassungseinheit erfasst wird, und eine Drehrichtung des Motors gemäß dem Erregungszustandssignal nicht übereinstimmen, die zweite Steuereinheit die Signalunterbrechungseinheit auf ihren Befehl hin abschaltet, um den Motorstrom zu unterbrechen.
Abnormitätsüberwachungsgerät gemäß Anspruch 3, ferner aufweisend eine Signalschaltungseinheit (441 bis 444), die für jedes Ansteuerelement vorgesehen ist und konfiguriert ist, zu schalten, ob das Ansteuerelement durch einen Befehl der ersten Steuereinheit angeschaltet/ausgeschaltet wird oder einen Befehl der zweiten Steuereinheit angeschaltet/ausgeschaltet wird, wobei, wenn die zweite Steuereinheit eine Abnormität bei einer Drehrichtungsabweichung erfasst, die zweite Steuereinheit die Schaltungseinheit bei abgeschalteter Signalunterbrechungseinheit steuert, sodass die Drehrichtung des Motors entgegengesetzt zu der Richtung ist, wenn die Abnormität bei der Drehrichtungsabweichung erfasst wird.
Abnormitätsüberwachungsgerät gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die zweite Steuereinheit den Motorstrom durch Abschalten der Stromunterbrechungseinheit unterbricht, wenn es nicht möglich ist, den Motorstrom durch Abschalten der Signalunterbrechungseinheit zu unterbrechen.