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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motoransteuervorrichtung, welche eine Mehrzahl von Motoransteuerbauteilen hat, und auf eine elektrische Servolenkvorrichtung, welche diese verwendet.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Einige herkömmliche Motoransteuervorrichtungen haben eine Mehrzahl von Motoransteuerbauteilen. Gemäß einer Motoransteuervorrichtung, welche in dem folgenden Patentdokument 1 offenbart ist, bilden beispielsweise ein Motortreiber und eine Motorwicklung ein Motoransteuerbauteil bzw. Motorantriebsteil und zwei Motoransteuerbauteile sind vorgesehen. Demnach wird der Motor betrieben, um eine Antriebskraft zu erzeugen, egal welche Wicklung des Motoransteuerbauteils mit Energie versorgt wird.
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Gemäß einer elektrischen Servolenkvorrichtung, welche in dem folgenden Patentdokument 2 offenbart ist, wird der Motor, wenn ein Fehler in einer der Drei-Phasenwicklungen eines 3-Phasen-bürstenlosen Motors auftritt, durch eine Energieversorgung der verbleibenden zwei der Drei-Phasenwicklungen, welche normal sind, betrieben.
Patentdokument 1:
JP H7-33033 Patentdokument 2:
JP 2009-6963 (
US 2010/0017063 A )
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Im Falle einer Erzeugung eines großen Drehmoments durch ein Anordnen einer Mehrzahl von Motoransteuerbauteilen bzw. Motorantribsbauteilen in der Motoransteuervorrichtung des Patentdokuments 1 muss dem Motor ein großer Strom zur Verfügung gestellt werden. Die Motoransteuerbauteile müssen demzufolge große Ströme steuern bzw. regeln. Wenn ein bestimmter Fehler in der Motoransteuervorrichtung aus bestimmten Gründen auftritt, wird unerwarteterweise ein großer Strom fließen. Es ist demnach allgemeine Praxis, den Betrieb des Motors nach einer Überprüfung bezüglich eines Fehlers in jedem der Motoransteuerbauteile zu starten.
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Im Falle der Erzeugung einer Drehkraft von dem Motor durch Verwendung von nur zwei Phasen in der Motoransteuervorrichtung des Patentdokuments 2 muss ein fehlerhafter Abschnitt in den Motoransteuerbauteilen spezifiziert werden, bevor der Motor betrieben wird. Es ist auch notwendig, zu überprüfen, ob irgendein anderer Fehler vorliegt, nachdem der fehlerhafte Abschnitt spezifiziert ist. Demnach ist die Fehlererfassungsverarbeitung, welche vor dem Starten des Betriebs des Motors durchgeführt wird, kompliziert. Wenn eine solche komplizierte Fehlererfassungsverarbeitung in einer Motoransteuervorrichtung verwendet wird, welche eine Mehrzahl von Motoransteuerbauteilen hat, wird ein großer und teurer Mikrocomputer benötigt werden, um das komplizierte Fehlererfassungsverfahren eine Anzahl von Malen durchzuführen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motoransteuervorrichtung bereitzustellen, welche kompakt ist, wenig kostet und eine hohe Zuverlässigkeit hat, durch ein Vereinfachen der Fehlererfassungsverarbeitung, welche durchgeführt wird, bevor der Antrieb eines Motors gestartet wird.
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Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Servolenkvorrichtung bereitzustellen, welche die Motoransteuervorrichtung verwendet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Motoransteuervorrichtung für einen Motor bereitgestellt, welche durch elektrische Leistung bzw. elektrische Energie, welche von einer DC-Energiequelle zur Verfügung gestellt wird, angetrieben wird. Die Motoransteuervorrichtung weist eine Mehrzahl von Motoransteuerbauteilen, eine Steuereinheit und einen Energie- bzw. Leistungsunterbrechungsabschnitt auf. Die Mehrzahl von Motoransteuerbauteilen ist jeweils aus einer Mehrzahl von Invertern bzw. Umrichtern und einer Mehrzahl von Wicklungssätzen aufgebaut. Jeder Inverter ist zum Umwandeln der elektrischen Leistung der DC-Energie- bzw. Leistungsquelle in AC-Leistung und jeder Wicklungssatz ist zum Antreiben des Motors mit der AC-Leistung, welche von dem Inverter zur Verfügung gestellt wird. Die Steuereinheit ist konfiguriert, um eine Mehrzahl von „m”: (ganze Zahl gleich 2 oder mehr) Fehlererfassungsverarbeitungen durchzuführen hinsichtlich jedes der Mehrzahl von Motoransteuerbauteilen in einer Reihenfolge von einer ersten zu einer „m”-ten Fehlererfassungsverarbeitung bevor der Betrieb des Motors gestattet wird. Die Steuereinheit ist konfiguriert, um die Leistungsversorgung des Motoransteuerbauteils durch eine Bestimmung eines Fehlers oder eines Nichtfehlers in dem Motoransteuerbauteil durch die Mehrzahl von Fehlererfassungsverarbeitungen zu steuern. Der Leistungsunterbrechungsabschnitt ist vorgesehen, um der Mehrzahl von Motoransteuerbauteilen die elektrische Leistung von der DC-Energie- bzw. Leistungsquelle zur Verfügung zu stellen oder diese zu unterbrechen. Der Leistungsunterbrechungsabschnitt ist konfiguriert, um, wenn die Steuereinheit bestimmt, dass ein bestimmter der Motoransteuerbauteile einen Fehler hat, zu unterbrechen, dass elektrische Leistung von der DC-Leistungsquelle dem bestimmten einen der Motoransteuerbauteile zur Verfügung gestellt wird. Die Steuereinheit ist konfiguriert, um die Ausführung einer nächsten der Mehrzahl von Fehlererfassungsverarbeitungen für den bestimmten einen der Motoransteuerbauteile nach einer Erfassung des Fehlers zu unterbinden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, welche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gefertigt ist. In den Zeichnung sind:
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1 eine schematische Veranschaulichung einer elektrischen Servolenkvorrichtung, welche eine Motoransteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;
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2 ein Schaltkreisdiagramm der Motoransteuervorrichtung, welche in 1 gezeigt ist;
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3 ein Flussdiagramm, welches eine erste Fehlererfassungsverarbeitung zeigt, welche durch die Motoransteuervorrichtung, welche in 2 gezeigt ist, ausgeführt wird;
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4 ein Flussdiagramm, welches eine zweite Fehlererfassungsverarbeitung zeigt, welche durch die Motoransteuervorrichtung, welche in 2 gezeigt ist, ausgeführt wird;
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5A und 5B Zeitdiagramme, welche eine Fehlererfassungsverarbeitung gemäß einer ersten Ausführungsform und einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen; und
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6A und 6B Zeitdiagramme, welche eine Fehlererfassungsverarbeitung gemäß weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Die vorliegende Erfindung wird im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, welche ein Beispiel einer Motoransteuervorrichtung zeigen, welche in einer elektrischen Servolenkvorrichtung zur Unterstützung der Lenktätigkeit in einem Fahrzeug vorgesehen ist.
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Wie in 1 gezeigt ist, weist eine Lenkvorrichtung 90 eine elektrische Servolenkvorrichtung 100 auf. Ein Drehmomentsensor 95 ist zum Erfassen eines Lenkdrehmoments an einer Lenkwelle 92 angebracht, welche mit einem Lenkrad 91 gekoppelt ist. Ein Zahnrad 96 bzw. ein Ritzel 96 ist an einem longitudinalen Ende der Lenkwelle 92 angeordnet und in Eingriff mit einer Zahnstangenwelle bzw. Lenkwelle 97. Ein paar Radreifen 98 ist mit beiden Enden der Lenkwelle 97 durch Gelenkstangen bzw. Verbindungsstangen, etc. gekoppelt. Die Radreifen 98 sind drehbar.
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Wenn das Lenkrad 91 durch einen Fahrer gedreht wird, wird die Drehbewegung der Lenkwelle 92 durch das Zahnrad 96 in eine lineare Bewegung der Zahnstange 97 übersetzt. Das Paar von Radreifen 98 wird um einen Winkel gelenkt, welcher einer Änderung in der linearen Bewegung der Lenkwelle 97 entspricht.
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Die elektrische Servolenkvorrichtung 100 weist eine Motoransteuervorrichtung 1 und ein Untersetzungsgetriebe 89 auf. Die Motoransteuervorrichtung 1 weist einen Elektromotor 10 (2) auf, welcher ein Lenkunterstützungsdrehmoment erzeugt, und andere Bauteile wie beispielsweise einen Drehwinkelsensor zum Erfassen der Winkelposition des Motors 10. Das Untersetzungsgetriebe 89 ist zum Übertragen des Drehmoments des Motors 10 auf die Lenkwelle 92 durch eine Geschwindigkeitsverringerung der Drehung des Motors 10. Der Motor 10 ist ein 3-Phasen bürstenloser Motor 80 und konfiguriert, um das Untersetzungsgetriebe 89 in der vorwärtigen oder rückwärtigen Richtung zu drehen. Mit dieser Konfiguration erzeugt die elektrische Servolenkvorrichtung 100 das Lenkunterstützungsdrehmoment in der Lenkrichtung und das Lenkdrehmoment des Lenkrades 91 und überträgt es auf die Lenkwelle 92, um dadurch das Lenken des Lenkrades 91 zu unterstützen.
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Die Motoransteuervorrichtung 1, welche mit einer Mehrzahl von Motoransteuerbauteilen ausgestattet ist, ist konfiguriert wie in 2 gezeigt ist. In diesem Beispiel ist die Motoransteuervorrichtung 1 mit zwei Ansteuersystemen ausgestattet, d. h. einem ersten Ansteuersystem und einem zweiten Ansteuersystem, welche parallel vorgesehen sind und jeweils ein erstes Ansteuerbauteil und ein zweites Ansteuerbauteil aufweisen. Gleiche oder ähnliche Komponenten in den ersten und zweiten Ansteuersystemen werden ähnlich voneinander unterschieden durch „erste” und „zweite”. In dem Fall, dass drei oder mehr Ansteuersysteme vorgesehen sind, sind dieselben oder ähnliche Anordnungen parallel vorgesehen.
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Die Motoransteuervorrichtung 1 weist eine DC-Energiequelle bzw. Leistungsquelle 55, ein erstes Leistungsversorgungsrelais 61, ein zweites Leistungsversorgungsrelais 62, ein erstes Motoransteuerbauteil 11, ein zweites Motoransteuerbauteil 12, eine Steuereinheit 50 und dergleichen auf. Das erste Leistungsversorgungsrelais und das zweite Leistungsversorgungsrelais 62 arbeiten jeweils als elektrische Leistungsunterbrechungsabschnitte. Das erste Motoransteuerbauteil 11 und das zweite Motoransteuerbauteil 12 arbeiten jeweils als Motoransteuerbauteile.
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Die DC-Leistungsquelle 55 stellt der Motoransteuervorrichtung 1 eine elektrische DC-Leistung zur Verfügung. Die elektrische Leistung, welche von der DC-Leistungsquelle 55 zur Verfügung gestellt wird, wird einer ersten Leistungsversorgungsleitung 71 durch einen Filterschaltkreis, welcher aus einer Drosselspule 56 und einem Glättungskondensator 57 gebildet ist, und das erste Leistungsversorgungsrelais 61 zur Verfügung gestellt. Die erste Leistungsversorgungsleitung 71 erstreckt sich von einem Ausgang des ersten Leistungsversorgungsrelais 61. Das erste Motoransteuerbauteil 11 ist mit der ersten Leistungsversorgungsleitung 71 verbunden. Der Filterschaltkreis ist vorgesehen, um zu unterdrücken, dass Störungen, welche durch den Betrieb der Motoransteuerbauteile 11 und 12 erzeugt werden, auf andere Einrichtungen übertragen werden, welche auch mit elektrischer Leistung mit derselben DC-Leistungsquelle 55 versorgt werden. Die elektrische Leistung, welche von der DC-Leistungsquelle 55 zur Verfügung gestellt wird, wird auch einer zweiten Leistungsversorgungsleitung 72 durch den Filterschaltkreis und das zweite Leistungsversorgungsrelais 62 zur Verfügung gestellt. Die zweite Leistungsversorgungsleitung 72 erstreckt sich von einem Ausgang des zweiten Relais 61. Das zweite Motoransteuerbauteil ist mit der zweiten Leistungsversorgungsleitung 72 verbunden.
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Das erste Leistungsversorgungsrelais 61 wird durch die Steuereinheit 50 unmittelbar abgeschaltet, wenn die Steuereinheit 50 durch ihre Fehlerüberprüfungsverarbeitung einen Fehler (Anomalie) in dem ersten Motoransteuerbauteil 11 erfasst. Die Leistungsversorgung von der DC-Leistungsquelle 55 zu dem ersten Motoransteuerbauteil 11 wird demnach durch das erste Leistungsversorgungsrelais 61 unterbrochen. Das zweite Leistungsversorgungsrelais 62 wird durch die Steuereinheit 50 unmittelbar abgeschaltet, wenn die Steuereinheit 50 durch ihre Fehlerüberprüfungsverarbeitung einen Fehler (Anomalie) in dem zweiten Motoransteuerbauteil 12 erfasst. Die Leistungsversorgung von der DC-Leistungsquelle 55 zu dem zweiten Motoransteuerbauteil 12 wird demnach durch das zweite Leistungsversorgungsrelais 62 unterbrochen.
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Das erste Motoransteuerbauteil 11 und das zweite Motoransteuerbauteil 12 betreiben den Motor 10 durch elektrische Leistung, welche von der DC-Leistungsquelle 55 zur Verfügung gestellt wird. Das erste Motoransteuerbauteil 11 weist einen ersten Inverter 20, einen ersten Wicklungssatz 87 und einen ersten Pull-up-Widerstand 65 auf, welcher den ersten Wicklungssatz 87 mit der ersten Leistungsversorgungsleitung 71 zum Anlegen von Spannung an den ersten Wicklungssatz 87 verbindet. Das zweite Motoransteuerbauteil 12 weist einen zweiten Inverter 30, einen zweiten Wicklungssatz 88 und einen zweiten Pull-up-Widerstand 66 auf, welcher den zweiten Wicklungssatz 88 mit der zweiten Leistungsversorgungsleitung 72 zum Anlegen von Spannung an den zweiten Wicklungssatz 88 verbindet. Der erste Inverter 20 und der zweite Inverter 30 arbeiten als ein Inverterbauteil. Der erste Wicklungssatz 87 und der zweite Wicklungssatz 88 arbeiten als ein Wicklungssatz.
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Das erste Motoransteuerbauteil 11 und das zweite Motoransteuerbauteil 12 haben demnach die gleiche Konfiguration bzw. den gleichen Aufbau. Die detaillierte Beschreibung wird demnach unter Bezugnahme auf das erste Motoransteuerbauteil als Beispiel getätigt werden.
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Der erste Inverter 20 ist ein Spannungs-Typ-PWM-Inverter, welcher spannungsseitige (high-side) (leistungsquellenseitige) FETs 21 bis 23 und masseseitige (low-side) (masseseitige) FETs 24 bis 26 aufweist. Die FETs 21 bis 26 sind Schaltelemente. Die elektrische Leistung wird dem ersten Inverter 20 durch die erste Leistungsversorgungsleitung 71 von der DC-Leistungsquelle 55 zur Verfügung gestellt.
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Die spannungsseitigen FETs 21 bis 23 haben jeweilige Drains, welche mit der ersten Leistungsversorgungsleitung 71 verbunden sind und jeweilige Sources, welche mit Drains der masseseitigen FETs 24 bis 26 verbunden sind. Die masseseitigen FETs 24 bis 26 haben jeweilige Sources und sind durch Shunt-Widerstände 48, welche einen Stromerfassungsabschnitt zum Erfassen von Phasenströmen, welche zu einer U1-Spule 81, einer V1-Spule 82 und einer W1-Spule 83 des ersten Wicklungssatzes 87 fließen, auf Masse gelegt.
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Es wird hier angenommen, dass die drei Phasen eine U-Phase, eine V-Phase und eine W-Phase sind. In der U-Phase sind die Source des spannungsseitigen FET 21 und die Drain des masseseitigen FET 24 mit einem U1-Anschluss 27 verbunden. Der U1-Anschluss 27 ist mit einem Ende der U1-Spule 81 verbunden. In der V-Phase sind die Source des spannungsseitigen FET 22 und die Drain des masseseitigen FET 25 mit einem V1-Anschluss 28 verbunden. Der V1-Anschluss 28 ist mit einem Ende der V1-Spule 82 verbunden. In der W-Phase sind die Source des spannungsseitigen FET 23 und die Drain des masseseitigen FET 26 mit einem W1-Anschluss 29 verbunden. Der W1-Anschluss 29 ist mit einem Ende der W1-Spule 83 verbunden.
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In dem zweiten Inverter 30 des zweiten Motoransteuerbauteils 12 entsprechen spannungsseitige FETs 31 bis 33, masseseitige FETs 34 bis 36 und Anschlüsse 37 bis 39 jeweils den spannungsseitigen FETs 21 bis 23, den masseseitigen FETs 24 bis 26 und den Anschlüssen 27 bis 29 des ersten Inverters 20.
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Ein Elektrolytkondensator 49 ist in jeder Phasezwischen bzw. mit der Leistungsversorgungsleitung 71 und der Masse parallel zu der Serienverbindung des spannungsseitigen FET, des masseseitigen FET und des Widerstandes 48 verbunden. Der Kondensator 49 ist ein Aluminiumelektrolytkondensator, welcher vorgesehen ist, um elektrische Ladung zu speichern und die Versorgung der FETs 21 bis 26 mit elektrischer Leistung zu ergänzen. Er entfernt auch Störkomponenten wie beispielsweise Stoßströme bzw. Spitzenströme.
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Der Pull-up-Widerstand 65 legt eine Leistungsversorgungsspannung an den ersten Wicklungssatz 87 unabhängig von dem ersten Inverter 20 an. Der Pull-up-Widerstand 65 ist mit der Leistungsversorgungsleitung 71 an seinem einem Ende verbunden und mit den Anschlüssen 27 bis 29 an seinen anderen Enden über den ersten Wicklungssatz 87 verbunden.
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Der Motor 10 hat Magnetpole auf der Rotorseite und zwei 3-Phasenwicklungssätze auf der Statorseite. Einer der zwei 3-Phasenwicklungssätze weist die U1-Spule 81, die V1-Spule 82 und die W1-Spule 83 auf. Der andere der zwei Wicklungssätze weist die U2-Spule 84, die V2-Spule 85 und die W2-Spule 86 auf. Die U1-Spule beispielsweise zeigt eine Wicklung der U-Phase des ersten Leistungsversorgungssystems an. Die U1-Spule 81, die V1-Spule 82 und die W1-Spule 83 bilden den ersten Wicklungssatz 87. Die U2-Spule 84, die V2-Spule 85 und die W2-Spule 86 bilden den zweiten Wicklungssatz 88. Jeder des ersten Wicklungssatzes 87 und des zweiten Wicklungssatzes 88 ist in einer Delta-Form konfiguriert.
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Die Steuereinheit 50 ist eine elektronische Steuereinheit, welche einen Mikrocomputer aufweist, welcher programmiert ist, um den gesamten Betrieb der Motoransteuervorrichtung 1 zu steuern. Die Steuereinheit 50 ist mit einem Vor-Treiber 52 verbunden. Der Vor-Treiber 52 ist aus einem Ladungspump-Schaltkreis gebildet. Der Vor-Treiber 52 ist mit Gates der FETs 21 bis 26 des ersten Inverters 20 und Gates der FETs 31 bis 36 des zweiten Inverters 30 verbunden. Der Vor-Treiber 52 ist auch mit Gates des ersten Leistungsversorgungsrelais 61 und des zweiten Leistungsversorgungsrelais 62 verbunden. Signalleitungen, welche Steuersignale von dem Vor-Treiber 52 an die FETs 21 bis 26, die FETs 31 bis 36 und die Relais 61, 62 anlegen, sind aus Gründen der Einfachheit in 2 nicht gezeigt.
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Die Steuereinheit 50 bestimmt die Steuersignale basierend auf einer Drehposition des Rotors des Motors 10, welche durch einen Drehwinkelsensor erfasst wird, und auf Phasenströmen, welche durch den Widerstand 48 erfasst werden. Die Steuereinheit 50 legt die Steuersignale an die Gates der FETs 21 bis 26 des ersten Inverters 20 durch den Vortreiber 52 an, so dass der erste Inverter 20 beginnt, den ersten Wicklungssatz 87 mit elektrischer Leistung zu versorgen. Die Steuereinheit 50 legt auch Steuersignale an die Gates der FETs 31 bis 36 des zweiten Inverters 30 durch den Vortreiber 52 an, so dass der zweite Inverter 30 beginnt, dem zweiten Wicklungssatz 88 elektrische Leistung zur Verfügung zu stellen. Der Antrieb des Motors 10 wird durch das erste Motoransteuerbauteil 11 und das zweite Motoransteuerbauteil 12, wie obenstehend beschrieben ist, begonnen.
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Die Steuereinheit 50 ist konfiguriert, um eine Leistungsversorgungsleitungsspannung VIG, eine erste Relais-Ausgabeleistungsspannung VPIG1, eine zweite Relais-Ausgabeleistungsspannung VPIG und Anschlussspannungen MV, wie unterstehend beschrieben zu erfassen.
- (1) Eine Leistungsversorgungsleitung 70 erstreckt sich von der DC-Leistungsquelle 55 und ist mit einem A/D-Umwandlungsabschnitt (nicht gezeigt) durch einen Schnittstellenschaltkreis bzw. Interface-Schaltkreis 73 verbunden, welcher in der Steuereinheit 50 vorgesehen ist. Die Steuereinheit 50 empfängt und erfasst demnach die Leistungsversorgungsleitungsspannung VIG durch den Schnittstellenschaltkreis 73.
- (2) Die erste Leistungsversorgungsleitung 71 und die zweite Leistungsversorgungsleitung 72 sind auch mit dem A/D-Umwandlungsabschnitt der Steuereinheit 50 durch einen Schnittstellenschaltkreis 74 verbunden. Die Steuereinheit 50 erfasst demnach die erste Relais-Ausgabeleistungsspannung (erste Leistungsspannungsleitungsspannung) VPIG1 und die zweite Relais-Ausgabeleistungsspannung (zweite Leistungsversorgungsleitungsspannung) VPIG2 durch den Schnittstellenschaltkreis 74.
- (3) Der U1-Anschluss 27, der V1-Anschluss 28 und der W1-Anschluss 29 sind auch mit dem A/D-Umwandlungsabschnitt der Steuereinheit 50 durch einen Schnittstellenschaltkreis 75 verbunden. Die Steuereinheit 50 empfängt und erfasst demnach die U1-Anschlussspannung MVU1, welche zwischen dem U1-Anschluss 27 und der Masse entwickelt wird, die V1-Anschlussspannung MVV1, welche zwischen dem V1-Anschluss 28 und der Masse entwickelt wird, und die W1-Anschlussspannung MVW1, welche zwischen dem W1-Anschluss 29 und der Masse entwickelt wird, durch den Schnittstellenschaltkreis 75.
- (4) Ähnlich erfasst die Steuereinheit 50 die U2-Anschlussspannung MVU2, die V2-Anschlussspannung MVV2 und die W2-Anschlussspannung MVW2 durch einen Schnittstellenschaltkreis 76.
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Die Steuereinheit 50 überprüft vor dem Beginnen der Überprüfung des Motors 10 durch die Motoransteuerbauteile 11 und 12, ob irgendein Fehler in dem ersten Motoransteuerbauteil 11 und dem zweiten Motoransteuerbauteil 12 vorhanden ist, basierend auf Spannungen, welche durch die Schnittstellenschaltkreise 73, 74, 75 und 76 erfasst werden. Die Steuereinheit 50 ist konfiguriert, um eine Mehrzahl von (so viele wie „m”) verschiedenen Fehlerüberprüfungsverarbeitungen auszuführen, welche eine erste Fehlererfassungsverarbeitung und eine zweite Fehlererfassungsverarbeitung beispielsweise für jeden der Motoransteuerbauteile einschließen. „m” ist eine ganze Zahl, welche 2 oder mehr ist. In dem Fall, dass „m” 2 ist, wird die zweite Fehlererfassungsverarbeitung nur ausgeführt, wenn durch die erste Fehlererfassungsverarbeitung bestimmt wird, dass das überprüfte Motoransteuerbauteil normal ist (d. h. kein Fehler vorhanden ist). Auf die erste Fehlererfassungsverarbeitung und die zweite Fehlererfassungsverarbeitung wird Bezug genommen als Verarbeitung A und Verarbeitung B.
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Die Fehlererfassungsverarbeitung A (erste Fehlererfassungsverarbeitung) und die Fehlererfassungsverarbeitung B (zweite Fehlererfassungsverarbeitung) werden detaillierter untenstehend unter Bezugnahme auf die Verarbeitung beschrieben werden, welche hinsichtlich des ersten Motoransteuerbauteils 11 als ein Beispiel ausgeführt wird. Es sei festgehalten, dass eine ähnliche Verarbeitung auch hinsichtlich des zweiten Motoransteuerbauteils 12 ausgeführt wird. Die ähnliche Verarbeitung wird weiterhin ausgeführt durch andere Motoransteuerbauteile, welche zusätzlich zu dem ersten und dem zweiten Motoransteuerbauteil 11 und 12 vorgesehen sind.
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Die Fehlererfassungsverarbeitung A ist als Flussdiagramm in 3 gezeigt, in welcher S einen Schritt bezeichnet. In dieser Verarbeitung A wird ein Kurzschlussfehler jedes Elektrolythkondensators 49 erfasst. Wenn der Elektrolythkondensator 49 kurzgeschlossen ist, fließt ein großer Strom von der Leistungsversorgungsspannungsseite (Leitungsversorgungsleitung 71) zu der Masse. Demzufolge muss verhindert werden, dass der große Strom fließt.
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Wenn irgendeiner der Elektrolythkondensatoren 49 sich in einem Kurzschlussfehler befindet, wird die erste Leistungsversorgungsleitung 71 mit Masse verbunden und ihre Ausgabespannung VPIG1 fällt auf Null. Die Fehlererfassungsverarbeitung A erfasst demnach den Fehler des Elektrolythkondensators 49 durch eine Überprüfung der Ausgabespannung VPIG1.
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Unter Bezugnahme auf 3 wird zuerst bei S101 die erste Leistungsversorgungsleitungsausgabespannung VPIG1, welche der Spannung des Elektrolythkondensators 49 entspricht, erlangt. Bei S102 wird überprüft, ob die erlangte Ausgabespannung VPIG1 0 Volt ist. Diese Überprüfung kann durchgeführt werden, ob die Ausgabespannung VPIG1 nahe 0 ist. Falls die Bestimmung NEIN ist, wird ein Fehlerzähler bei S103 zurückgesetzt (C49 = 0) und dann wird S104 ausgeführt. Der Zähler C49 wird verwendet, um die Anzahl von Malen der Bestimmung des Kurzschlussfehlers anzuzeigen. Der Zähler C49 erhöht sich demnach, wenn der Kurzschlussfehler andauert. Bei S104 wird ein Elektrolytkondensator-Fehlerflag zurückgesetzt (F49 = 0). Demnach wird bestimmt, dass der Elektrolytkondensator 49 normal ist und keinen Kurzschlussfehler hat.
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Wenn die Bestimmung bei S102 JA ist, wird der Fehlerzähler erhöht (C49 = C49 + 1) bei S111 und S112 wird ausgeführt. Bei S112 wird überprüft, ob der Zähler C49 des Fehlerzählers gleich oder größer als ein vorbestimmter Zähler N1 ist. Wenn die Bestimmung NEIN ist, wird die obige Verarbeitung aus S101 wiederholt. Die Bestimmung von NEIN bei S112 zeigt an, dass der erfasste Fehler nur vorläufig sein kann. Demnach wird verhindert, dass eine fehlerhafte Bestimmung durch einen zufällige Abfall der Ausgabespannung VIPG1 verursacht wird. Falls die Bestimmung so oft wie N1 oder mehrere Male bei S102 JA ist, führt die Überprüfung bei S112 zu JA. In diesem Falle wird das Fehlerflag F49 gesetzt (F49 = 1), um anzuzeigen, dass der Elektrolytkondensator letztendlich als fehlerhaft bestimmt wurde. Nach S104 oder S113 ist die Fehlererfassungsverarbeitung A beendet.
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Die Fehlererfassungsverarbeitung B ist als Flussdiagramm in 4 gezeigt, in welcher S einen Schritt bezeichnet. In dieser Verarbeitung B wird ein Kurzschlussfehler jedes FET 21 bis 26 in dem ersten Inverter 20 oder ein Kurzschluss jeder Wicklung 81 bis 83 in dem ersten Wicklungssatz 87 erfasst. Der Kurzschluss jeder Wicklung 81 bis 83 schließt eine direkte Verbindung mit der ersten Leistungsversorgungsleitung 71 oder der Masse ein. Wenn der erste Inverter 20 oder der erste Wicklungssatz 87 einen Kurzschlussfehler hat, fließt ein großer Strom von der Leistungsversorgungsspannungsseite (Leistungsversorgungsleitung 71) zu der Masse. Demnach muss verhindert werden, dass der große Strom fließt.
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Betreffend die U-Phase, fällt beispielsweise, wenn die U1-Spule 81 mit der Masse kurzgeschlossen ist oder der masseseitige FET 24, mit welchem die U1-Spule 81 verbunden ist, kurzgeschlossen ist, die U1-Anschlussspannung MVU1, welche an dem Anschluss 27 entwickelt wird, auf 0 Volt. Wenn die U1-Spule 81 mit der ersten Leistungsversorgungsleitung 71 kurzgeschlossen ist oder der spannungsseitige FET 21 kurzgeschlossen ist, mit welchem die U1-Spule 81 verbunden ist, erhöht sich die U1-Anschlussspannung MVU1, welche an dem Anschluss 27 entwickelt wird, um gleich oder nahe zu der ersten Leistungsversorgungsleitungsausgabespannung VPIG1 zu sein. Dieselbe Situation tritt auch hinsichtlich der V-Phase und der W-Phase auf. Wenn die U1-Spule 81, der masseseitige FET 24 und der spannungsseitige FET 21 alle normal sind, wird die U1-Anschlussspannung MVU1 eine Spannung, welche eine Division der ersten Leistungsversorgungsleitungsausgabespannung VPIG1 durch den Widerstand des Pull-up-Widerstandes 65 des ersten Spannungsanlegebauteils und der Widerstände des Schnittstellenschaltkreises 75 ist.
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Die Fehlererfassungsverarbeitung B erfasst demzufolge den Fehler der FET 21 bis 26 oder Spulen 81 bis 83 durch Überprüfen der Anschlussspannung MV jeder Phase, wie obenstehend beschrieben ist.
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Unter Bezugnahme auf 4 wird zuerst bei S201 die Anschlussspannung MV jeder Phase des ersten Motoransteuerbauteils 11, d. h. die U1-Anschlussspannung MVU1, die V1-Anschlussspannung MVV1 und die W1-Anschlussspannung MVW1 erlangt. Bei S202 wird überprüft, ob jede erlangte Anschlussspannung MV 0 Volt ist oder gleich zu der Ausgabespannung VPIG1. Falls die Bestimmung NEIN ist, wird ein Fehlerzähler bei S203 zurückgesetzt (Cmv = 0) und dann wird S204 ausgeführt. Der Zähler Cmv wird verwendet, um die Anzahl von Malen einer Bestimmung des Kurzschlussfehlers anzuzeigen. Der Zähler Cmv erhöht sich demnach, wenn der Kurzschlussfehler weiter besteht. Bei S204 wird ein Inverter oder Wicklungsfehlerflag zurückgesetzt (Fmv = 0). Demnach wird bestimmt, dass der erste Inverter 20 und der erste Wicklungssatz 87 normal sind und keinen Kurzschlussfehler haben.
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Falls die Bestimmung bei S202 JA ist, wird der Fehlerzähler bei S211 erhöht (Cmv = Cmv + 1) und dann wird S212 ausgeführt. Bei S212 wird überprüft, ob der Zähler Cmv des Fehlerzählers gleich oder größer als ein vorbestimmter Zähler N2 ist. Wenn die Bestimmung NEIN ist, wird die obige Verarbeitung von S201 wiederholt. Die Bestimmung von NEIN bei S212 zeigt an, dass der erfasste Fehler nur vorläufig sein kann. Demnach wird verhindert, dass eine fehlerhafte Bestimmung durch eine zufällige Änderung jeder Anschlussspannung VM verursacht wird. Wenn die Bestimmung bei S202 N2-mal oder mehrere Male JA ist, führt die Überprüfung bei S212 zu JA. In diesem Falle wird das Fehlerflag Fmv gesetzt (Fmv = 1), um anzuzeigen, dass der erste Inverter 20 oder der erste Wicklungssatz 87 letztendlich als fehlerhaft bestimmt ist. Nach S204 oder S213 ist die Fehlererfassungsverarbeitung B beendet.
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Die Steuereinheit 50 führt die Fehlererfassungsverarbeitung für jedes Motorantriebsbauteil durch, bevor sie beginnt, den Motor 10 anzutreiben, wie beispielhaft in den 5A und 5B gezeigt ist.
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(Erstes Beispiel)
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Es wird angenommen, dass die Motoransteuervorrichtung 1 drei Motoransteuerbauteile (drei Motoransteuerysteme) hat, wie in 5A gezeigt ist. In 5A zeigen (O) und (X) Bestimmung von Nichtfehler und die Bestimmung eines Fehlers bei der Verarbeitung.
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Die Steuereinheit 50 beginnt gleichzeitig, die Fehlererfassungsverarbeitung A für jedes des ersten bis zum dritten Treibersystem zum Zeitpunkt t0. Es wird durch die Fehlererfassungsverarbeitung A zum Zeitpunkt t1 bestimmt, dass das zweite Ansteuersystem keinen Fehler hat, und dann wird die Fehlererfassungsverarbeitung B ausgeführt. Zum Zeitpunkt t2 wird durch die Fehlererfassungsverarbeitung A bestimmt, dass das erste Ansteuersystem einen Fehler hat. In diesem Falle wird das erste Leistungsversorgungsrelais 61 abgeschaltet, um die Leistungsversorgung zu unterbrechen und die Ausführung der nachfolgenden Verarbeitung B wird unterbunden. Zum Zeitpunkt t3 wird durch die Fehlererfassungsverarbeitung A bestimmt, dass das dritte Ansteuersystem keinen Fehler hat, und dann wird die Fehlererfassungsverarbeitung B ausgeführt. Zum Zeitpunkt t4 wird durch die Fehlererfassungsverarbeitung B bestimmt, dass das zweite Ansteuersystem keinen Fehler hat. Zu diesem Zeitpunkt ist die Fehlererfassungsverarbeitung B hinsichtlich des dritten Ansteuersystems noch in Ausführung. Demzufolge ist der Motor 10 in einem Wartezustand und noch nicht gestartet. Wenn zum Zeitpunkt t6 durch die Fehlererfassungsverarbeitung B bestimmt wird, dass das dritte Ansteuersystem keinen Fehler hat, wird die Leistungsversorgung der Motoransteuerbauteile des zweiten und des dritten Ansteuersystems zum selben Zeitpunkt bzw. zur selben Zeit gestartet, so dass der Betrieb des Motors 10 gestartet wird.
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In dem ersten Beispiel wird das erste Motoransteuerbauteil 11 des ersten Ansteuersystems, welches durch die Fehlererfassungsverarbeitung A als fehlerhaft bestimmt ist, überhaupt nicht verwendet, da die Leistungsversorgung durch das erste Leistungsversorgungsrelais 61 unterbrochen ist. Der Motor 10 wird demnach nur durch das zweite und das dritte Ansteuersystem betrieben bzw. getrieben, welche normal sind. Wie obenstehend beschrieben ist, ist es nicht notwendig, eine komplizierte Steuerung wie beispielsweise ein Betreiben des Motors 10 durch nur normale Phasen in jedem Ansteuersystem nach einer Bestimmung einer Örtlichkeit (Phase) des Fehlers durch das Motoransteuerbauteil in dem Ansteuersystem, welches fehlerhaft ist, durchzuführen. Weiterhin wird in dem ersten Ansteuersystem, welches durch die Fehlererfassungsverarbeitung als fehlerhaft bestimmt ist, die andere Fehlererfassungsverarbeitung, d. h. die nachfolgende Verarbeitung B, in ihrer Ausführung unterbunden folgend auf die Ausführung der Fehlererfassungsverarbeitung B. Als ein Ergebnis wird der arithmetische Verarbeitungsbetrieb, welcher durch den Mikrocomputer der Steuereinheit 50 ausgeführt wird, verringert. Der Motor 10 wird demnach nur durch die normalen Ansteuersysteme in der Motoransteuervorrichtung 1 betrieben bzw. getrieben.
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Da zu demselben Zeitpunkt begonnen wird, den Motor 10 durch das zweite und das dritte Ansteuersystem anzutreiben bzw. zu betreiben, welche keinen Fehler haben, wird das Drehmoment des Motors 10 unmittelbar bereitgestellt, nachdem das Starten der Motoransteuerung stabilisiert ist. Da das Ansteuern des Motors 10 durch ein Ansteuersystem und die Fehlererfassungsverarbeitung durch die anderen Ansteuersysteme nicht gleichzeitig ausgeführt werden, ist ein Steuerprogramm, welches durch den Mikrocomputer ausgeführt werden soll, vereinfacht und die arithmetische Operationsverarbeitung ist verringert. Die Zuverlässigkeit des Steuerprogramms wird verbessert und die Steuereinheit 50 kann durch einen kompakten und billigen Mikrocomputer konfiguriert bzw. aufgebaut werden.
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(Zweites Beispiel)
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Das zweite Beispiel, welches in 5B gezeigt ist, ist unterschiedlich von dem ersten Beispiel, welches in 5A gezeigt ist, in Hinsicht auf die Verarbeitung, welche zum Zeitpunkt t1 und zum Zeitpunkt t3 ausgeführt wird. Die Steuereinheit 50 bestimmt zum Zeitpunkt t1 durch die Fehlererfassungsverarbeitung A, dass das zweite Ansteuersystem normal ist. Da die Fehlererfassungsverarbeitung A hinsichtlich des ersten Ansteuersystems und des dritten Ansteuersystems noch in Ausführung ist, befinden sich das zweite Ansteuersystem und demnach der Motor 10 in dem Wartezustand (W) und sind noch nicht gestartet, um zu arbeiten. Da die Fehlererfassungsverarbeitung B für das erste Ansteuersystem unterbunden ist, wird das erste Ansteuersystem nich in den Wartezustand gesetzt. Wenn zum Zeitpunkt t3 durch die Fehlererfassungsverarbeitung A bestimmt wird, dass das dritte Ansteuersystem normal ist, werden sowohl das zweite als auch das dritte Ansteuersystem der Fehlererfassungsverarbeitung B zu derselben Zeit bzw. zum selben Zeitpunkt unterworfen.
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Zum Zeitpunkt t5 wird durch die Fehlererfassungsverarbeitung B bestimmt, dass das zweite Ansteuersystem normal ist. Die Fehlererfassungsverarbeitung B ist noch in Ausführung hinsichtlich des dritten Ansteuersystems, der Motor 10 jedoch ist in dem Wartezustand und noch nicht gestartet. Wenn zum Zeitpunkt t6 durch die Fehlererfassungsverarbeitung B bestimmt wird, dass das dritte Ansteuersystem normal ist, wird die Leistungsversorgung für die Motoransteuerbauteile des zweiten und dritten Ansteuersystems gestartet und der Betrieb des Motors 10 wird gestartet.
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Gemäß dem zweiten Beispiel startet die Steuereinheit 50 die Fehlererfassungsverarbeitung B nach einem Warten auf die Beendigung der Fehlererfassungsverarbeitung A hinsichtlich beider des zweiten und des dritten Ansteuersystems zusätzlich zu der Überprüfung, welche gemäß dem ersten Beispiel durchgeführt wird. Als ein Ergebnis werden die Fehlererfassungsverarbeitung A und B nicht zugleich ausgeführt. Demnach kann das Steuerprogramm vereinfacht werden und seine Ausführungszeit kann verkürzt werden. Die Zuverlässigkeit des Programms wird verbessert. Da die komplizierte arithmetische Operation reduziert bzw. verringert wird, kann die Steuereinheit 50 durch einen kompakten und billigen Mikrocomputer aufgebaut bzw. konfiguriert werden.
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(Anderes Beispiel)
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In dem ersten und zweiten Beispiel wird die Fehlererfassungsverarbeitung A und die Fehlererfassungsverarbeitung B jedes Ansteuersystems parallel unter der Mehrzahl von Ansteuersystemen ausgeführt. Es ist möglich, jede der Fehlererfassungsverarbeitungen A und der Fehlererfassungsverarbeitungen B System für System in Folge auszuführen, d. h. in Serie in der Reihenfolge von dem ersten zu dem letzten (beispielsweise zweiten) Steuersystem. In dem Beispiel der zwei Ansteuersysteme der Motoransteuervorrichtung 1, wie in 6A gezeigt ist, wird die Fehlererfassungsverarbeitung A für das erste Ansteuersystem zum Zeitpunkt t0 gestartet. Die Fehlererfassungsverarbeitung A für das zweite Ansteuersystem wird gestartet, nachdem durch die Fehlererfassungsverarbeitung A zum Zeitpunkt t11 bestimmt wird, dass das erste Ansteuersystem normal ist. Die Fehlererfassungsverarbeitung B für das erste Ansteuersystem wird dann gestartet, nachdem durch die Fehlererfassungsverarbeitung A zum Zeitpunkt t12 bestimmt ist, dass das zweite Ansteuersystem normal ist. Wenn durch die Fehlererfassungsverarbeitung B zum Zeitpunkt t13 bestimmt wird, dass das erste Ansteuersystem einen Fehler hat, wird das erste Leistungsversorgungsrelais 61 abgeschaltet. Da die Fehlererfassungsverarbeitung B die letzte Verarbeitung ist, welche für jedes Ansteuersystem ausgeführt wird, muss keine weitere Fehlererfassungsverarbeitung unterbunden werden. Wenn die Fehlererfassungsverarbeitung B für das zweite Ansteuersystem gestartet ist und zu dem Zeitpunkt t14 bestimmt wird, dass das zweite Ansteuersystem normal ist, wird der Motor 10 gestartet, um nur durch das zweite Ansteuersystem nach dem Zeitpunkt t4 zu arbeiten.
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In dem Beispiel, welches in 6B gezeigt ist, wird jede Fehlererfassungsverarbeitung in der entgegengesetzten Reihenfolge in Serie ausgeführt, von dem zweiten Ansteuersystem zu dem ersten Ansteuersystem. In einer ähnlichen Art und Weise werden im Beispiel von 6A werden die Ansteuersysteme, welche überprüft werden sollen, zu Zeitpunkten t21, t22 und t23 geschaltet. Wenn das das erste Ansteuersystem, für welches die Fehlererfassungsverarbeitung B als Letztes ausgeführt wird, als fehlerhaft bestimmt wird, wird das erste Leistungsversorgungrelais 61 abgeschaltet. Der Motor 10 wird gestartet, um nur durch das zweite Ansteuersystem zu arbeiten, welches zum Zeitpunkt t23 als normal bestimmt wurde.
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Die serielle Verarbeitung, welche in den 6A und 6B beispielhaft dargestellt ist, benötigt mehr Zeit als die parallele Verarbeitung, welche in den 5A und 5B beispielhaft dargestellt ist, um die Fehlererfassungsverarbeitung fertigzustellen. Es wird jedoch nur ein Ansteuersystem zu einem Zeitpunkt überprüft. Als ein Ergebnis kann das Programm weiterhin vereinfacht werden, um die Zuverlässigkeit des Programms zu erhöhen.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Beispiele beschränkt, sondern kann auch unterschiedlich hiervon implementiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 7-33033 [0003]
- JP 2009-6963 [0003]
- US 2010/0017063 A [0003]
