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Die vorliegenden Erfindung betrifft
ein Motoranormalitäts-Detektionsgerät, verwendet
für eine
Anormalitätsdetektion
eines bürstenlosen
Motors, und ein Steuersystem für
eine elektrische Servolenkung, die mit einem derartigen Motoranormalitäts-Detektionsgerät ausgestattet
ist.
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Üblicherweise
werden bürstenlose
Motoren in elektrischen Servolenksystemen oder dergleichen verwendet.
Bei derartigen elektrischen Servolenksystemen ist es erforderlich,
immer die Detektion von Störungen oder
Fehlern wie ein Bruch oder eine Abtrennung einer Motorversorgungsleitung,
etc., auszuführen,
zum Vermeiden einer Anormalität
bei dem Lenkhilfsdrehmoment, d.h. dem Ausgangsdrehmoment eines bürstenlosen Motors.
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Allgemein führt ein Steuergerät für einen
bürstenlosen
Motor arithmetische Berechnungen aus, beispielsweise der d-Achse
und q-Achse (hiernach als "dq-Achse")-Sollströme auf der
Grundlage eines Solldrehmoments, die Detektion von Motorströmen jeweiliger
Phasen (beispielsweise der u Phase, v Phase und w Phase), die dq
Umsetzung (hiernach als uvw zu dq Transformation bezeichnet) der
Ströme,
die die Berechnung der Stromabweichungen, die Berechnung der Sollspannungswerte,
die dq Inversion (hiernach als "dq
zu uvw" Transformation
bezeichnet), und PWM Steuermusterausgaben. Die jeweils detektierten
Phasenströme
werden von drei Phasen in zwei Phasen umgesetzt oder transfromiert
(d.h., mit einer dq Umsetzung oder einer uvw zu dq Transformation),
und sie werden einer Regelung so unterzogen, dass ihre d-Achsen
Komponente und ihre q-Achsen Komponente jeweils gleich einem d-Achsen
Sollstrom und einem q-Achsen Sollstrom wird.
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Hier ist zu erwähnen, dass die d-Achsen Komponente
eines Sollstroms einen reaktiven oder leistungslosen Strom bedeutet.
Ist der Motor ein Synchronmotor mit einer konstanten Größe des Erregermagnetfelds, so
ist die q-Achsen Komponente eines dem Motor zugeführten Stroms
proportional zu dem Drehmoment des Motors. Demnach wird bei der
Stromregelung im Fall des Synchronmotors allgemein die Steuerung
bzw. Regelung so durchgeführt,
dass die d-Achsen Komponente des detektierten Stroms Null wird und
die q-Achsen Komponente gleich dem Sollwert des Ausgangsdrehmoments
wird.
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Beispielsweise wird in einem Gerät, wie es
in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegung Nr. 2000-184772
offenbart ist, eine Anormalitätsbestimmung
durch Zuführen
eines Stroms zu der d-Achse eines bürstenlosen Motors ausgeführt.
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In diesem Gerät ist jedoch der Betriebswirkungsgrad
aufgrund der Tatsache reduziert, dass ein d-Achsenstrom, der üblicherweise
zu Null geregelt wird, dem Motor zugeführt wird, um eine Anormalität oder einen Fehler
in dem Motor zu detektieren. Andererseits wird dann, wenn die Anormalitäts-Detektionsverarbeitung
zu konstanten Zeitintervallen zum Vermeiden einer Reduktion des
Wirkungsgrads ausgeführt
wird, eine Verzögerung
bei der Anormalitäts-Detektion
erzeugt.
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Die vorliegenden Erfindung verfolgt
die Absicht, die oben referenzierten Probleme zu vermeiden, und ein
technisches Problem besteht in der Schaffung eines Motoranormalitäts-Detektionsgeräts und eines
Regelsystems für
eine elektrische Servolenkung, die mit einem solchen Motoranormalitäts-Detektionsgerät ausgestattet
ist, bei dem sich die Anormalität
in einem Motor in einem normalen Regelzustand ohne Zuführung eines speziellen
Stroms zu dem Motor für
eine Anormalitäts-Detektion
detektieren lässt.
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Unter Beachtung des obigen technischen
Problems betrifft die vorliegenden Erfindung ein Motoranormalitäts-Detektionsgerät, bei dem
ein Motor über
eine Vektorsteuerung bzw. Regelung so gesteuert wird, die über ein
Zweiphasen-Drehmagetfluss-Koordinatensystem
betrieben wird, wobei die Richtung eines Feldstroms eine d-Achsenrichtung
ist und eine Richtung orthogonal zu der d-Achsenrichtung eine q-Achsenrichtung
ist. Das Gerät
enthält
eine Anormalitäts-Detektionsteil
zum Ausführen
einer Bestimmung der Anormalität in
dem Motor auf der Grundlage von Solleinprägespannungen, die bei dem Motor
eingeprägt
sind. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es möglich,
die Detektion einer Anormalität
in dem Motor in einem normalen Steuerzustand auszuführen. Zusätzlich ist
es möglich,
ein Steuersystem für
ein elektrisches Servolenksystem zu schaffen, das mit einem solchen
Motoranormalitäts-Detektionsgerät ausgestattet
ist, das die Fähigkeit
zum Detektieren der Anormalität
eines Motors hat, der eine Hilfskraft für die Servolenkung erzeugt,
unter einem gewöhnlichen
Steuerzustand ohne dem Erfordernis zum Zuführen eines Stroms zu dem Motor
für den
Zweck der Anormalitäts-Detektion.
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Die obigen und weitere technischen
Probleme, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich einfach für
den Fachmann anhand der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen
der Erfindung im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung; es
zeigen:
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1 eine
Ansicht zum Darstellen des Aufbaus eines Steuersystems für eine elektrische
Servolenkung, ausgestattet mit einem Motoranormalitäts-Detektionsgerät in Übereinstimmung
mit einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ein
Steuerblockschaltbild zum funktionellen Darstellen eines Beispiels
des Steuersystems für die
elektrische Servolenkung unter Verwendung eines bürstenlosen
Motors mit Permanentmagnet (hiernach als PM bürstenloser Motor bezeichnet)
als Lenkhilfsmotor gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung;
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3 ein
Vektordiagramm, das zum Erläutern
des Betriebs des bürstenlosen
Motors gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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4 eine
Darstellung zum Erläutern
des Betriebs der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, insbesondere ein Flussdiagramm zum Erläutern der
Verarbeitung, die durch einen Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h nach 2 ausgeführt wird;
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5 eine
Ansicht zum funktionalen Darstellen eines Beispiels eines Steuersystems
für eine
elektrische Servolenkung unter Verwendung eines PM bürstenlosen
Motors als Lenkhilfsmotor gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6 eine
Darstellung zum Erläutern
des Betriebs der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, insbesondere ein Flussdiagramm zum Erläutern der Verarbeitung,
die durch einen Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h nach 5 ausgeführt wird;
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7 eine
Ansicht zum funktionalen Darstellen eines Beispiels eines Steuersystems
für eine
elektrische Servolenkung unter Verwendung eines PM bürstenlosen
Motors als Lenkhilfsmotor gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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8 eine
Darstellung zum Erläutern
des Betriebs der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, insbesondere ein Flussdiagramm zum Erläutern der
Verarbeitung, die durch einen Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h nach 7 ausgeführt wird;
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9 eine
Ansicht zum funktionalen Darstellen eines Beispiels eines Steuersystems
für eine
elektrische Servolenkung unter Verwendung eines PM bürstenlosen
Motors als Lenkhilfsmotor gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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10 eine
Darstellung zum Erläutern
des Betriebs der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, insbesondere ein Flussdiagramm zum Erläutern der
Verarbeitung, die durch einen Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h nach 9 ausgeführt wird;
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11 eine
Ansicht zum funktionalen Darstellen eines Beispiels eines Steuersystems
für eine
elektrische Servolenkung unter Verwendung eines PM bürstenlosen
Motors als Lenkhilfsmotor gemäß einer
fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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12 eine
Ansicht zum Erläutern
es Betriebs der fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, insbesondere ein Flussdiagramm zum Erläutern der
Verarbeitung, die durch einen Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h nach 11 ausgeführt wird.
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Hiernach werden bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung detailliert unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung
beschrieben.
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Nun wird eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung detailliert insbesondere unter Bezug auf
die 1–4 beschrieben. Die 1 zeigt eine Ansicht zum
Darstellen des Aufbaus eines elektrischen Servolenksystems, bei
dem ein Motoranormalitäts-Detektionsgerät gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewandt wird. Wie in 1 gezeigt, ist ein Motor 5 zum
Erzeugen eines Lenkhilfsdrehmoments über ein Geschwindigkeits-Reduktionsgetriebe 4 mit
einem Ende einer Lenkwelle 2 verbünden, die mit dem anderen Ende
hiervon mit einem Lenkrad 1 verbunden ist. Ebenso ist mit
der Lenkwelle 2 ein Drehmomentsensor 3 zum Detektieren
des Lenkdrehmoments des Lenkrads 1 verbunden, sowie zum
Erzeugen eines Ausgangssignals, das den detektierten Drehmomentwert
darstellt.
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Ein Controller 100 bestimmt
ein Lenkhilfsdrehmoment auf der Grundlage des Lenkdrehmoments des Lenkrads 1,
detektiert durch den Drehmomentsensor 3, und der Geschwindigkeit
eines Fahrzeugs, detektiert durch eine Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 6,
und er dient zum Unterstützen
des Lenkbetriebs bei dem Lenkrad 1 durch Antreiben des
Motors 5 zum Erzeugen des Lenkhilfsdrehmoments, das so
bestimmt ist. Es ist zu erwähnen,
dass in 1 die Bezugszeichen 7 und 8 eine
Batterie und einen Zündschalter
bezeichnen.
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Die 2 zeigt
funktionell ein Beispiel eines Steuerblockschaltbilds eines Steuersystems
für eine elektrische
Servolenkung unter Verwendung eines bürstenlosen Motors mit einem
Permanentmagnet (hiernach als PM Bürstenlosmotor bezeichnet),
als Lenkhilfsmotor gemäß der ersten
Ausführungsform.
In 2 bezeichnet ein
Bezugszeichen 100 einen Mikrocomputer gemäß dem in 1 gezeigten Controller 100 zum Ausführen einer
Lenkhilfssteuerung bzw. Regelung, und eine Software-Konfiguration für ein Mikrocomputer 1 ist
hierin in Form zahlreicher Funktionsblöcke dargestellt. Gemäß 2 enthält der Mikrocomputer 1 einen q-Achsen-Sollstrom-Berechtigungsteil 100a,
einen d-Achsen-Sollstrom-Einstellteil 100b, einen Positionsberechnungsteil 100c,
einen dq Umsetz- (oder
uvw zu dq Transformations)-Teil 100d, einen Stromsteuerteil 100e,
einen dq Inversions- (oder dq zu uvw Transformations)-Teil 100f,
einen Winkelgeschwindigkeits-Berechnungsteil 100g und
einen Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h.
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Der q-Achsen-Sollstrom-Berechnungsteil 100a führt vorgegebene
Berechnungsschritte auf der Grundlage des Drehmomentdetektionssignals
des Drehmomentsensors 3 aus, der das Lenkdrehmoment des Lenkrads 1 detektiert,
sowie dem Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektionssignal von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 6,
der die Fahrzeuggeschwindigkeit detektiert, und er bestimmt einen
q-Achsen-Sollstromwert Iq*
zum Treiben des PM Bürstenlosmotors 5,
und er führt
den derart bestimmten q-Achsen-Sollstromwert Iq* dem Stromsteuerteil 100e zu.
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Der d-Achsen-Sollstrom-Einstellteil 100b bewirkt
das Zuführen
eines d-Achsen-Sollstroms Id* dem Stromsteuerteil 100e als
Nullstrom.
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Der Positionsberechnungsteil 100c bestimmt
einen elektrischen Winkel T über
Berechnungen auf der Grundlage des Positionsdetektionssignals eines
Positionssensors 103 als Darstellung der Drehposition des PM
Bürstenlosmotors 5,
und er führt
den elektrischen Winkel θ,
der so bestimmt ist, dem Winkelgeschwindigkeits-Berechnungsteil 100g zu,
sowie dem uvw zu dq Transformationsteil 100d und dem dq
zu uvw Transformationsteil 100f.
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Der Winkelgeschwindigkeits-Berechnungsteil 100g bestimmt
eine Winkelgeschwindigkeit eines elektrischen Motors ωe über
Berechnungen auf der Grundlage des elektrischen Winkels θ, und er
führt sie
dem Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h zu.
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Der uvw zu dq Transformationsteil 100d führt eine
Dreiphasen- zu Zweiphasen-Transformation
(dq Umsetzung oder uvw zu dq Transformation) aus, auf der Grundlage
der dreiphasigen Stromwerte (Iu, Iv, Iw), detektiert durch Stromsensoren 102a, 102b und 102c und
dem elektrischen Winkel θ unter
Verwendung der folgenden Gleichung (1), und er führt die derart erhaltenen d-Achsen
und q-Achsen (dq-Achsen) Ströme
(Id, Iq) dem Stromsteuerteil 100e zu.
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Der Stromsteuerteil 100e führt eine
Proportional und Integral (PI)-Regelung auf der Grundlage von Abweichungen
zwischen den dq-Achsen-Sollströmen
(Id*, Iq*) und den entsprechenden detektierten dq-Achsenströmen (Id,
Iq) aus, und er erzeugt dq-Achsen-Solleinprägespannungen (Vd*, Vq*).
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Der dq zu uvw Transformationsteil 100f führt eine
Zweiphasen- zu Dreiphasen-Transformation
(dq Inversion oder dq zu uvw Transformation) aus, auf der Grundlage
der d-q Achsen-Solleinprägespannungen
(Vd*, Vq*), sowie dem elektrischen Winkel θ, unter Verwendung der folgenden
Gleichung (2), zum Erzeugen der Dreiphasen-Solleinprägespannungen
(Vu*, Vv*, Vw*), die einem Treiberteil 101 in der Form
eines PWM Stellglieds zugeführt
werden.
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Als nächstes wird nachfolgend ein
Verfahren zum Detektieren einer Anormalität in einem Motor gemäß dieser
Ausführungsform
beschrieben. Eine Schaltkreisgleichung (der folgende Ausdruck (3)
für den
Motor 5, dargestellt durch d-q Koordinaten, ist allgemein
bekannt.
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mit Vd als Darstellung einer d-Achsen-Läuferspannung;
Vq als Darstellung einer q-Achsen-Läuferspannung; R als Darstellung
eines Läuferwiderstandswerts; Φa als Darstellung von √(3/2)·Φa; Φ'a als
Darstellung eines Maximalwerts des Zwischenleck-Magnetflusses einer Luferwicklung; p
als Darstellung eines Differentialoperators (d/dt); Id als Darstellung
eines d-Achsen-Läuferstroms;
Iq als Darstellung eines q-Achsen-Läuferstroms; ωe als Darstellung einer elektrischen Winkelgeschwindigkeit;
Ld als Darstellung eines d-Achsen- Induktivitätswerts; und Lq als Darstellung
eines q-Achsen-Induktivitätswerts.
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Hier ist zu erwähnen, dass 3 ein Vektordiagramm des obigen Ausdrucks
(3) zeigt. Ist die Zahl der Umdrehungen pro Minute des Motors gleich
oder kleiner als ein vorgegebener Wert, nimmt ein kombinierter oder
synthetisierter Spannungsvektor Va der d-Achsen-Läuferspannung
Vd und der q-Achsen-Läuferspannung
Vq einen Betriebspunkt in einem Spannungsbegrenzungskreis ein, wie
in einem Vektordiagramm nach 3A gezeigt.
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Zusätzlich nimmt dann, wenn die
Winkelgeschwindigkeit des Motors sich von dem Zustand nach 3A erhöht,
der synthetisierte Spannungsvektor Va in dem Betriebspunkt an dem
Spannungsbegrenzungskreis ein, wie er in einem Vektordiagramm nach 3B gezeigt ist.
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Weiterhin verringert sich dann, wenn
die Winkelgeschwindigkeit des Motors sich ferner von dem Zustand
nach 3B erhöht, der q-Achsenstrom Iq, d.h.
das Motorausgangsdrehmoment verringert sich, und der synthetisierte
Spannungsvektor Va nimmt einen Betriebspunkt an dem Spannungsbegrenzungskreis
an, wie er in einem Vektordiagramm nach 3C gezeigt
ist.
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Da in dem Steuersystem der elektrischen
Servolenkung der Motor 5 direkt mit dem Lenkrad 1 über das Geschwindigkeitsreduktionsgetriebe 4 verbunden
ist, befindet sich der Motor 5 größtenteils in einem gestoppten
Zustand oder in einem Drehzustand geringer Geschwindigkeit, und
demnach nimmt der synthetisierte Spannungsvektor Va einen Betriebspunkt
in dem Spannungsbegrenzungskreis ein. Jedoch wird bei abruptem Lenkbetrieb,
beispielsweise einem dringenden Ausweichbetrieb, etc., bewirkt,
dass sich der Motor 5 mit einer Geschwindigkeit höher als
einer Leerlaufgeschwindigkeit dreht, mittels einer externen Kraft
derart, dass der synthetisierte Spannungsvektor Va einen Betriebspunkt
an dem Spannungsbegrenzungskreis annimmt.
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Demnach ist es bei dem Steuersystem
für die
elektrische Servolenkung möglich,
eine akurate Anormalitätsdetektion
auszuführen,
durch Ausführen
einer Bestimmung dahingehend, ob der synthetisierte Spannungsvektor
Va der d-Achsen-Läuferspannung
Vd und der q-Achsen-Läuferspannung
Vq einen Betriebspunkt auf bzw. an dem Spannungsbegrenzungskreis
dann einnimmt, wenn die Winkelgeschwindigkeit des Motors unter einem
vorgegebenen Wert liegt.
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Hier ist zu erwähnen, dass in dem Steuersystem
für die
elektrische Servolenkung die Drehung des Motors 5 nahezu
gestoppt oder bei geringer Geschwindigkeit ausgeführt wird,
und demnach ist es selbst in Fällen, wo
das System so aufgebaut ist, dass die Anormalitätsbestimmung lediglich unterhalb
einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit des Motors erfolgt, möglich, eine
Anormalitätsdetektion
zu sämtlichen
Zeitpunkten unter der normalen Lenkbedingung mit der Ausnahme eines
abrupten Lenkbetriebs wie einem drehenden Ausweichbetrieb, etc.,
auszuführen.
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Bei dieser ersten Ausführungsform
wird die Anormalitätsbestimmung
auf der Grundlage davon ausgeführt,
ob die Größe oder
Länge des
synthetisierten Spannungsvektors Va kleiner als eine vorgegebene
Spannung ist, mit der Winkelgeschwindigkeit des Motors gleich oder
kleiner einem vorgegebenen Wert.
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Die 4 zeigt
ein Flussdiagramm zum Erläutern
der Verarbeitung, die durch den Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h ausgeführt wird.
In dem Schritt S10 erfolgt ein Einlesen der d-Achsen-Sollspannung Vd*
und der q-Achsen-Sollspannung Vq*, ausgegeben von dem Stromsteuerteil 100e,
und der Winkelgeschwindigkeit des elektrischen Motors ωe, ausgegeben von dem Winkelgeschwindigkeits-Berechnungsteil 100g,
in dem Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h,
und dann geht die Steuerung zu dem Schritt S11 über. In dem Schritt S11 erfolgt
das Berechnen der Summen der Quadrate von Va* der dq-Achsen-Sollspannungen durch
den Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h über arithmetische
Berechnungen, und der Steuerablauf geht zu dem Schritt S12 über. In
dem Schritt S12 wird bestimmt, ob die Winkelgeschwindigkeit des
elektrischen Motors ωe kleiner als eine vorgegebene Zahl von Umdrehungen
pro Minute ist. Ist die Winkelgeschwindigkeit des elektrischen Motors ωe kleiner als die vorgegebene Zahl von Umdrehungen
pro Minute, so geht der Steuerablauf zu dem Schritt S13 über, während dann,
wenn sie gleich oder größer als
die vorgegebene Zahl der Umdrehungen pro Minute ist, eine Rückkehr zu
dem Schritt S10 ausgeführt
wird.
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In dem Schritt S13 wird bestimmt,
ob die Summe der Quadrate Va* der d-Achsen-Sollspannungen gleich
oder größer als
ein vorgegebener Wert ist. Ist die Summe der Quadrate Va* der dq-Achsen-Sollspannungen
gleich oder größer als
der vorgegebene Wert, so wird in dem Schritt S14 ein Anormalitätszeitgeber hochgezählt, während dann,
wenn es kleiner als der vorgegebene Wert ist, der Anormalitätszeitgeber
in dem Schritt S15 rückgesetzt
wird.
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Hiernach wird in dem Schritt S16
bestimmt, ob ein anormaler Zustand während einer vorgegebenen Zeit
vorliegt, d.h., ob der Zählwert
des Anormalitätszeitgebers
einen vorgegebenen Wert erreicht hat. Hat der Zählwert des Anormalitätszeitgebers
noch nicht den vorgegebenen Wert erreicht, so wird eine Rückkehr zu dem
Schritt S10 ausgeführt.
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Wird in dem Schritt S16 durch Wiederholen
des Schritts S10 bis zu dem Schritt S16 bestimmt, dass der anormale
Zustand während
der vorgegebenen Zeit vorliegt, d.h., dass der Zählwert des Anormalitätszeitgebers
den vorgebebenen Wert erreicht hat, wird angenommen, dass eine Anormalität vorliegt,
und die Steuerung des bürstenlosen
Motors 5 wird in dem Schritt S17 gestoppt.
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In dem Steuersystem für ein elektrisches
Servolenksystem, das wie oben aufgebaut ist und in dem eine Maßnahme für den Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h ergriffen
wird, lässt
sich eine Anormalität
wie ein Unterbrechen der Motorversorgungsleitung, ein Fehler des
Treiberteils 101, ein Fehler der Stromsensoren 102a, 102b und 102c,
etc., in dem üblichen
Steuerzustand detektieren.
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Zusätzlich ist es aufgrund der
Tatsache, dass eine Anormalitätsbestimmung
lediglich unterhalb einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit des
elektrischen Motors erfolgt, möglich,
Fehlbeurteilungen selbst in den Fällen zu vermeiden, in denen
der synthetisierte dq-Achsen-Spannungsvektor Va einen Betriebspunkt
an- bzw. auf dem Spannungsbegrenzungskreis in der normalen Betriebsbedingung
einnehmen kann, wie in dem Steuersystem der elektrischen Servolenkung.
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Obgleich die oben erwähnte erste
Ausführungsform
so aufgebaut ist, dass eine Bestimmung einer Anormalität dann erfolgt,
wenn die Summe der Quadrate Va* der dq-Achsen-Sollstöme gleich
oder größer als der
vorgegebene Wert ist, lässt
sich die Anormalität
des Motors anstelle hiervon dann bestimmen, wenn der synthetisierte
Spannungsvektor der dq-Achsen-Sollströme ein Betriebspunkt
an bzw. auf dem Spannungsbegrenzungskreis wird.
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Bei der ersten Ausführungsform
wurde die Detektion der Motoranormalität in dem Steuersystem der elektrischen
Servolenkung beschrieben, jedoch lässt sich die vorliegende Erfindung
auch für
die Detektion einer Anormalität
in einem Motor verwenden, der in Systemen oder in Gebieten anders
als Steuersystemen für ein
elektrisches Servolenksystem verwendet wird.
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Zusätzlich ist es in Fällen, wo
die vorliegende Erfindung zum Detektieren einer Anormalität in einem Motor
in einem System verwendet wird, in dem der synthetisierte Spannungsvektor
der dq-Achsenspannungen nicht ein Betriebspunkt auf bzw. an dem
Spannungsbegrenzungskreis werden kann, möglich, eine Anormalitätsdetektion
zu sämtlichen
Zeiten auszuführen,
unabhängig
von der Winkelgeschwindigkeit des Motors.
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Nun erfolgt ein Bezug auf ein Steuersystem
für eine
elektrische Servolenkung in Übereinstimmung
mit einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, unter Referenzierung der 5 und 6 der beiliegenden Zeichnung. Bei der
zweiten Ausführungsform
führt der
Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h eine
Bestimmung einer Anormalität
in einem Motor auf der Grundlage der d-Achsen-Sollspannung Vd* aus,
ausgegeben von dem Stromsteuerteil 100e.
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Die 5 zeigt
funktionell ein Beispiel eines Stufengeräts einer elektrischen Servolenkung,
bei dem ein PM Bürstenlosmotor
als Lenkhilfsmotor verwendet wird, in Übereinstimmung mit einer zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In der 5 sind
dieselben Teile wie diejenigen der ersten Ausführungsform, gezeigt in 2, anhand derselben Symbole
identifiziert, während
eine Erläuterung
hiervon weggelassen wird. Diese zweite Ausführungsform enthält zusätzlich als
neue Komponenten einen Lenkwinkelsensor 9 zum Detektieren
des Drehwinkels des Lenkrads 1 und einen Lenkwinkelgeschwindigkeits-Berechnungsteil 100i zum
Berechnen einer Lenkwinkelgeschwindigkeit ω (d.h., der Winkelgeschwindigkeit
des Lenkrads 1) anhand des Lenkwinkels, wie er durch den
Lenkwinkelsensor 9 detektiert wird, und dieser wird dem
Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h zugeführt.
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Hier ist anhand der obigen Gleichung
(3) zu erwähnen,
dass die d-Achsen-Läuferspannung
Vd dann, wenn der d-Achsen-Läuferstrom
Id zu Null gesteuert bzw. geregelt wird (d.h., Id = 0), diese durch
die folgende Gleichung (4) dargestellt ist.
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6 zeigt
ein Flussdiagramm zum Erläutern
der Verarbeitung, die durch den Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h gemäß der zweiten
Ausführungsform
ausgeführt
wird. In dem Schritt S20 wird die d-Achsen-Sollspannung Vd*, ausgegeben
von dem Stromsteuerteil 100e, und die Lenkwinkelgeschwindigkeit ω, ausgegeben
von dem Lenkwinkelgeschwindigkeits-Berechnungsteil 100i,
in dem Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h gelesen,
und dann geht die Steuerung zu dem Schritt S21 voran. In dem Schritt
S21 wird bestimmt, ob die Lenkwinkelgeschwindigkeit ω kleiner
als eine vorgegebene Zahl von Umdrehungen pro Minute ist. Ist die
Lenkwinkelgeschwindigkeit ω kleiner
als die vorgegebene Zahl von Umdrehungen pro Minute, so geht der
Steuerablauf zu dem Schritt S22 voran, während dann, wenn sie gleich
oder größer als
die vorgegebene Zahl von Umdrehungen pro Minute ist, eine Rückkehr zu
dem Schritt S20 ausgeführt
wird.
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In dem Schritt S22 wird bestimmt,
ob die d-Achsen-Sollspannung
Vd* außerhalb
eines vorgegebenen Bereichs liegt. Liegt die d-Achsen-Sollspannung
Vd* außerhalb
des vorgegebenen Bereichs, so wird in dem Schritt S23 ein Anormalitätszeitgeber
hochgezählt,
während
dann, wen sie in dem vorgegebenen Bereich liegt, der Anormalitätszeitgeber
in dem Schritt S24 zurückgesetzt
wird. Hier wird zum Vermeiden von Fehldetektionen der oben erwähnte vorgegebene
Bereich, wie er vorab eingestellt ist, so eingestellt, dass er breiter
als ein Spannungsbereich ist, in den die d-Achsen-Läuferspannung Vd fallen kann,
die anhand des obigen Ausdrucks (4) erhalten wird, und zwar unter
der Bedingung, dass die Lenkwinkelgeschwindigkeit ω kleiner
als die oben erwähnte
vorgegebene Zahl von Umdrehungen pro Minute ist.
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Hiernach wird in dem Schritt S25
bestimmt, ob ein anormaler Zustand während einer vorgegebenen Zeit
vorliegt, d.h., der Zählwert
des Anormalitätszeitgebers
einen vorgegebenen Wert erreicht hat. Hat der. Zählwert des Anormalitätszeitgebers
noch nicht den vorgegebenen Wert erreicht, so wird eine Rückkehr zu dem
Schritt S20 ausgeführt.
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Wird in dem Schritt S25 durch Wiederholen
des Schritt S20 bis zu dem Schritt S25 bestimmt, dass der Anormalitätszustand
während
der vorgegebenen Zeit vorliegt, d.h., hat der Zählwert des Anormalitätszeitgebers
den vorgegebenen Wert erreicht, so wird angenommen, dass eine Anormalität vorliegt,
und die Steuerung des bürstenlosen
Motors 5 wird in dem Schritt S26 gestoppt.
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In dem wie oben beschrieben aufgebauten
Steuersystem für
eine elektrische Servolenkung mit Bereitstellung im Hinblick auf
den Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h lassen
sich eine Anormalität
wie ein Bruch einer Motorversorgungsleitung, ein Fehler des Treiberteils 101,
Fehler der Stromsensoren 102a, 102b und 102c,
etc., zu sämtlichen
Zeitpunkten detektieren.
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Weiterhin ist es aufgrund der Tatsache,
dass die Anormalitätsbestimmung
lediglich unterhalb eines vorgegebenen Lenkwinkelgeschwindigkeit
(d.h., der vorgegebenen Zahl von Umdrehungen pro Minute) ausgeführt wird,
möglich,
Fehldetektionen selbst in einem speziellen Fall zu vermeiden, indem
eine Drehung des Motors 5 mit einer Geschwindigkeit höher als
eine Leerlaufgeschwindigkeit bewirkt wird, mittels einer externen Kraft,
wie in dem Steuergerät
für die
elektrische Servolenkung.
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Obgleich bei der oben erwähnten zweiten
Ausführungsform
die Verarbeitung zum Hochzählen
des Anormalitätszeitgebers
dann ausgeführt
wird, wenn die d-Achsen-Sollspannung Vd* außerhalb des vorab festgelegten
vorgegebenen Bereichs liegt, kann anstelle hiervon der Anormalitätszeitgeber
dann hochgezählt
werden, wenn die d-Achsen-Sollspannung Vd* gesättigt oder erreicht ist.
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Für
diese zweite Ausführungsform
wurde die Detektion einer Motoranormalität in dem Steuersystem für eine elektrische
Servolenkung beschrieben, jedoch lässt sich die vorliegende Erfindung
auch für
die Detektion einer Anormalität
in einem Motor verwenden, der in Systemen oder Gebieten anders als
Steuersystemen elektrischer Servolenkungen verwendet wird.
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Nun erfolgt ein Bezug auf ein Steuersystem
für eine
elektrische Servolenkung in Übereinstimmung
mit einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die 7 und 8 der
beigefügten Zeichnung.
In der dritten Ausführungsform
bestimmt der Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h,
dass der Motor 5 in einem anormalen Zustand vorliegt, wenn
eine Abweichung zwischen der d-Achsen-Sollspannung Vd* Ausgabe von
dem Motorsteuerteil 100e und der d-Achsen-Läuferspannung Vd, erhalten anhand
der Winkelgeschwindigkeit des elektrischen Motors ωe und dem q-Achsenstrom Iq unter Verwendung
des obigen Ausdrucks (4) größer als ein vorgegebener Wert
ist.
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Die 7 zeigt
funktionell ein Beispiel des Steuergeräts für die elektrische Servolenkung,
in dem ein PM Bürstenlosmotor
als Lenkhilfsmotor verwendet wird, in Übereinstimmung mit der dritten
Ausführungsform der
Verwendung.
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Die 8 zeigt
ein Flussdiagramm zum Erläutern
der Ausführung,
wie sie durch den Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h nach 7 gemäß er dritten Ausführungsform
ausgeführt
wird. Wie in dem Schritt S30 werden die d-Achsen-Sollspannung Vd*,
ausgegeben von dem Stromsteuerteil 100e, die Winkelgeschwindigkeit
des elektrischen Motors ωe, ausgegeben von dem Winkelgeschwindigkeits-Berechnungsteil 100g,
und der q-Achsenstrom
Iq; ausgegeben von dem uvw zu dq Transformationsteil 100d,
in den Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h gelesen,
und dann schreitet der Steuerablauf zu dem Schritt S31 voran.
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In dem Schritt S31 erfolgt ein Berechnen
einer d-Achsen-Läuferspannung
Vd, die den Ausdruck (4) erfüllt, durch den Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h über arithmetische
Berechnungen.
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In dem Schritt S32 erfolgt das Berechnen
einer Abweichung ΔVd
zwischen der d-Achsen-Sollspannung Vd*, ausgegeben von dem Stromsteuerteil 100e,
und der in dem Schritt S31 erhaltenen d-Achsen-Läuferspannung Vd.
-
In dem Schritt S33 wird bestimmt,
ob der Absolutwert |ΔVd|
der Abweichung ΔVd
größer als
ein Bestimmungsschwellwert ist. Ist der Absolutwert |ΔVd| der Abweichung ΔVd größer als
der Bestimmungsschwellwert, so wird in dem Schritt S34 ein Anormalitätszeitgeber
hochgezählt,
während
dann, wenn er gleich oder kleiner als der Bestimmungsschwellwert
ist, der Anormalitätszeitgeber
in dem Schritt S35 rückgesetzt
wird.
-
Hiernach wird in dem Schritt S36
bestimmt, ob ein Anormalitätszustand
während
einer vorgegebenen Zeit vorliegt, d.h., ob der Zählwert des Anormalitätszeitgebers
einen vorgegebenen Wert erreicht hat. Hat der Zählwert des Anormalitätszeitgebers
noch nicht den vorgegebenen Wert erreicht, so wird eine Rückkehr zu dem
Schritt S30 ausgeführt.
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Wird in dem Schritt S36 bestimmt,
durch Wiederholen des Schritt S30 bis Schritt S36, dass der anormale
Zustand während
der vorgegebenen Zeit vorliegt, d.h., dass der Zählwert des Anormalitätszeitgebers
den vorgegebenen Wert erreicht hat, wird angenommen, dass eine Anormalität vorliegt,
und die Steuerung des bürstenlosen
Motors 5 wird in dem Schritt S37 gestoppt.
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In dem wie oben aufgebauten Steuersystem
für eine
elektrische Servolenkung, bei der eine Maßnahme im Hinblick auf den
Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h getroffen
wird, lassen sich Anormalitäten
wie ein Bruch einer Motorversorgungsleitung, ein Fehler des Treiberteils 101,
den Fehler der Stromsensoren 102a, 102 und 102c,
etc., zu sämtlichen
Zeitpunkten detektieren.
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Für
die dritte Ausführungsform
wird die Detektion einer Motoranormalität in dem Steuersystem für eine elektrische
Servolenkung beschrieben, jedoch lässt sich die vorliegende Erfindung
auch für
die Detektion einer Anormalität
in einem Motor verwenden, der in Systemen oder Gebieten anders als Steuersystemen
für eine elektrische
Servolenkung verwendet wird.
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Bei der dritten Ausführungsform
bestimmt der Motoranormalitäts-Detektionsteil
100h,
dass der Motor
5 anormal ist, wenn die Abweichung zwischen
der d-Achsen-Sollspannung
Vd*, ausgegeben von dem Stromsteuerteil
100e, und der d-Achsen-Läuferspannung
Vd, erhalten anhand dem Ausdruck (4), größer als der vorgegebene Wert
ist, jedoch kann die d-Achsen-Läuferspannung
Vd, wie anhand des folgenden Ausdrucks (5) gezeigt, berechnet werden,
während
der d-Achsen-Läuferstrom
Id anhand des obigen Ausdrucks (3) berücksichtigt wird, und eine Bestimmung
der Anormalität
des Motors
5 kann dann erfolgen, wenn eine Abweichung zwischen
der d-Achsen-Läuferspannung
Vd und der d-Achsen-Sollspannung Vd* größer als ein vorgegebener Wert
ist. Dies dient dazu, um es zu ermöglichen, eine genaue Anormalitätsbestimmung
auszuführen.
mit
R als Läuferwiderstandswert;
Id als Repräsentation
eines d-Achsen-Läuferstroms; ω
e als Darstellung einer elektrischen Winkelgeschwindigkeit;
Lq als Darstellung eines q-Achsen-Induktivitätswerts; und Iq als Darstellung
eines q-Achsen-Läuferstroms.
-
In diesem Fall ist es erforderlich,
den d-Achsenstrom Id von dem uvw zu dq Transformationsteil 100d zu
dem Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h nach 7 einzugeben.
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Nun erfolgt ein Bezug auf ein Steuersystem
für eine
elektrische Servolenkung in Übereinstimmung
mit einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme der 9 und 10 der
beiliegenden Zeichnung. In dieser vierten Ausführungsform bewirkt der Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h das
Ausführen
einer Bestimmung einer Anormalität
in einem Motor auf der Grundlage einer q-Achsen-Sollspannung Vq*, ausgegeben von dem
Stromsteuerteil 100e.
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9 zeigt
funktional ein Beispiel des Stufengeräts für die elektrische Servolenkung,
bei der ein PM Bürstenlosmotor
als Lenkhilfsmotor verwendet wird, in Übereinstimmung mit der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Hier ist zu erwähnen, dass anhand des obigen
Ausdrucks (3) die q-Achsen-Läuferspannung
Vq dann, wenn der d-Achsen-Läuferspannung
Id zu Null gesteuert wird (d.h., Id = 0), diese durch den folgenden
Ausdruck (6) dargestellt ist.
-
-
Die 10 zeigt
ein Flussdiagramm zum Erläutern
der Verarbeitung, die durch den Motoranormalitäts-Detektionsteil . 100h gemäß der vierten
Ausführungsform
ausgeführt
wird. In dem Schritt S40 werden die q-Achsen-Sollspannung Vq*, ausgegeben
von dem Stromsteuerteil 100e, und die Winkelgeschwindigkeit
des elektrischen Motors ωe, ausgegeben von dem Winkelgeschwindigkeits-Berechnungsteil 100g,
in den Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h gelesen,
und dann schreitet der Steuerablauf zu dem Schritt S41 voran. In
dem Schritt S41 wird bestimmt, ob die Winkelgeschwindigkeit des
elektrischen Motors ωe kleiner als eine vorgegebene Zahl von Umdrehungen
pro Minute ist, wie vorab festgelegt. Ist die Winkelgeschwindigkeit
des elektrischen Motors ωe kleiner als die vorgegebene Zahl von Umdrehungen
pro Minute, so geht der Steuerablauf zu dem Schritt S42 voran, während dann,
wenn sie gleich oder gröber
als die vorgegebene Zahl von Umdrehungen pro Minute ist, eine Rückkehr zu
dem Schritt S40 ausgeführt
wird.
-
In dem Schritt S42 wird bestimmt,
ob die q-Achsen-Sollspannung
Vq* außerhalb
eines vorgegebenen Bereichs, wie vorab festgelegt, liegt. Liegt
die q-Achsen-Sollspannung Vq* außerhalb des vorgegebenen Bereichs,
so wird ein Anormalitätszähler in
dem Schritt S43 hochgezählt,
während
dann, wenn sie in dem Bestimmungsbereich liegt, der Anormalitätszeitgeber
in dem Schritt S44 rückgesetzt
wird. Hier wird zum Vermeiden von Fehldetektionen der oben erwähnte vorgegebene
Bereich vorab so festgelegt, dass er breiter als ein Spannungsbereich
ist, in dem die q-Achsen-Läuferspannung
Vq fallen kann, die anhand dem obigen Ausdruck (5) unter der Bedingung
erhalten werden kann, dass die Winkelgeschwindigkeit des elektrischen
Motors ωe kleiner als die oben erwähnte vorgegebene
Zahl von Umdrehungen pro Minute ist.
-
Hiernach wird in dem Schritt S45
bestimmt, ob ein anormaler Zustand während einer vorgegebenen Zeit
vorliegt, d.h., ob der Zählwert
des Anormalitätszeitgebers
einen vorgegebenen Wert erreicht hat. Hat der Zählwert des Anormalitätszeitgebers
noch nicht den vorgegebenen Wert erreicht, so wird eine Rückkehr zu dem
Schritt S14 ausgeführt.
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Wird in dem Schritt S45, durch Wiederholen
des Schritt S40 bis zu dem Schritt S45, bestimmt, dass der anormale
Zustand während
der vorgegebenen Zeit vorliegt, d.h., dass der Zählwert des Anormalitätszeitgebers
den vorgegebenen Wert erreicht hat, wird angenommen, dass eine Anormalität vorliegt,
und die Steuerung des bürstenlosen
Motors 5 wird in dem Schritt S46 gestoppt.
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In dem wie oben erläutert ausgebauten
Steuersystem für
eine elektrische Servolenkung, bei der eine Maßnahme im Hinblick auf den
Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h getroffen
ist, lassen sich Anormalitäten wie
eine Unterbrechung der Motorversorgungsleitung, ein Fehler des Treiberteils 101,
Fehler der Stromsensoren 102a, 102b und 102c,
etc., zu sämtlichen
Zeitpunkten detektieren.
-
Weiterhin lassen sich Fehldetektionen
vermeiden, da eine Anormalitätsbestimmung
lediglich unterhalb der vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit des elektrischen
Motors ausgeführt
wird.
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Obgleich gemäß der oben erwähnten vierten
Ausführungsform
die Verarbeitung zum Hochzählen
des Anormalitätszeitgebers
dann ausgeführt
wird, wenn die q-Achsen-Sollspannung Vq* außerhalb des vorgegebenen Bereichs
liegt, wie er vorab festgelegt ist, kann anstelle hiervon der Anormalitätszeitgeber
erst dann hochgezählt
werden, wenn die q-Achsen-Sollspannung Vq* gesättigt oder erreicht ist.
-
Für
die vierte Ausführungsform
wurde die Detektion einer Motoranormalität in dem Steuersystem für eine elektrische
Servolenkung beschrieben, jedoch lässt sich die vorliegende Erfindung
auch für
die Detektion einer Anormalität
in einem Motor verwenden, der in Systemen oder Gebieten anders als
Steuersystemen für elektrische
Servolenkungen verwendet wird.
-
Nun erfolgt ein Bezug auf ein Steuersystem
für eine
elektrische Servolenkung in Übereinstimmung
mit einer fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die 11 und 12 der
beiliegenden Zeichnung. Bei dieser fünften Ausführungsform bestimmt der Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h,
dass der Motor 5 anormal ist, wenn eine Abweichung zwischen
der q-Achsen-Sollspannung Vq*, ausgegeben von dem Stromsteuerteil 100e,
und der q-Achsen-Läuferspannung
Vq, erhalten anhand der Winkelgeschwindigkeit des elektrischen Motors ωe und dem q-Achsenstrom Iq unter Verwendung
des obigen Ausdrucks (6) größer als
ein vorgegebener Wert ist.
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Die 11 zeigt
funktional ein Beispiel eines Steuergeräts für eine elektrische Servolenkung,
in der ein PM Bürstenlosmotor 5 als
Lenkhilfsmotor verwendet wird, in Übereinstimmung mit der fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die 12 zeigt
ein Flussdiagramm zum Erläutern
der Verarbeitung, die durch den Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h gemäß der fünften Ausführungsform
ausgeführt
wird. In dem Schritt S50 werden die q-Achsen-Sollspannung Vq*, ausgegeben
von dem Stromsteuerteil 100e, die Winkelgeschwindigkeit
des elektrischen Motors ωe, ausgegeben von dem Winkelgeschwindigkeits-Berechnungsteil 100g,
und der q-Achsenstrom Iq, ausgegeben von dem uvw zu dq Transformationsteil 100d,
in den Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h gelesen,
und dann geht der Steuerablauf zu dem Schritt S51 voran.
-
In dem Schritt S51 wird eine q-Achsen-Läuferspannung
Vq, die den obigen Ausdruck (6) erfüllt, durch den Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h durch
arithmetische Berechnungen berechnet.
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In dem Schritt S52 erfolgt eine Berechnung
einer Abweichung ΔVd
zwischen der q-Achsen-Sollspannung Vq*, ausgegeben von dem Stromsteuerteil 100e,
und der q-Achsen-Läuferspannung
Vq, erhalten in dem Schritt S51.
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In dem Schritt S53 wird bestimmt,
ob der Absolutwert |ΔVq|
der Abweichung ΔVq
größer als
ein Bestimmungsschwellwert ist. Ist der Absolutwert |ΔVq| der Abweichung ΔVq größer als
der Bestimmungsschwellwert, so wird ein Anormalitätszeitgeber
in dem Schritt S54 hochgezählt,
während
dann, wenn er gleich oder kleiner als der Bestimmungsschwellwert
ist, der Anormalitätszeitgeber
in dem Schritt S55 rückgesetzt
wird.
-
Hiernach wird in dem Schritt S56
bestimmt, ob ein anormaler Zustand während einer vorgegebenen Zeit
vorliegt, d.h., ob der Zählwert
des Anormalitätszeitgebers
einen vorgegebenen Wert erreicht hat. Hat der Zählwert des Anormalitätszeitgebers
noch nicht den vorgegebenen Wert erreicht, so wird ein Rücksprung
zu dem Schritt S50 ausgeführt.
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Wird in dem Schritt S56, durch Wiederholen
des Schritt S50 bis zu dem Schritt S56, bestimmt, dass der anormale
Zustand während
der vorgegebenen Zeit fortdauert, d.h., dass der Zählwert des
Anormalitätszeitgebers
den vorgegebenen Wert erreicht hat, so wird angenommen, dass eine
Anormalität
vorliegt, und die Steuerung des bürstenlosen Motors 5 wird
in dem Schritt S57 gestoppt.
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In dem wie oben beschrieben aufgebauten
Steuersystem für
eine elektrische Servolenkung, mit einer Handhabe im Hinblick auf
den Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h,
lassen sich Anormalitäten
wie eine Unterbrechung einer Motorversorgungsleitung, ein Fehler
des Treiberteils 101, Fehler der Stromsensoren 102a, 102b und 102c,
etc., zu sämtlichen
Zeitpunkten detektieren.
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Für
die fünfte
Ausführungsform
wurde die Detektion einer Motoranormalität in dem Steuersystem einer elektrischen
Servolenkung beschrieben, jedoch lässt sich die vorliegende Erfindung
ebenso auf die Detektion einer Anormalität in einem Motor verwenden,
der in Systemen oder Gebieten anders als Steuersystemen für eine elektrische
Servolenkung verwendet wird.
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Bei der fünften Ausführungsform bestimmt der Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h,
dass der Motor 5 anormal ist, wenn die Abweichung zwischen
der q-Achsen-Sollspannung
Vq*, ausgegeben von dem Stromsteuerteil 100e, und der q-Achsen-Läuferspannung
Vq, erhalten anhand dem Ausdruck (6), größer als der vorgegebene Wert
ist, jedoch kann anstelle hiervon die q-Achsen-Läuferspannung Vq, wie in dem
folgenden Ausdruck (7) gezeigt, berechnet werden, während einer
Berücksichtigung
des d-Achsen-Läuferstroms
Id anhand des obigen Ausdrucks (3), und eine Bestimmung der Anormalität des Motors 5 kann
dann erfolgen, wenn eine Abweichung zwischen der q-Achsen-Läuferspannung
Vq und der q-Achsen-Sollspannung
Vq* größer als
ein vorgegebener Wert ist. Dies dient dem Zweck, es zu ermöglichen,
eine genauere Anormalitätsbestimmung auszuführen.
-
-
mit R als Darstellung eines Läuferwiderstandswerts;
Id als Darstellung eines d-Achsen-Läuferstroms; ωe als Darstellung einer elektrischen Winkelgeschwindigkeit;
Lq als Darstellung eines q-Achsen-Induktivitätswerts; und Iq als Darstellung
eines q-Achsen-Läuferstroms.
-
In diesem Fall ist es erforderlich,
den d-Achsen-Strom Id von dem uvw zu dq Transformationsteil 100d zu
dem Motoranormalitäts-Detektionsteil 100h nach 11 einzugeben.
-
Wie oben beschrieben, lässt sich
gemäß der vorliegenden
Erfindung die Detektion einer Anormalität in einem Motor in einem normalen
Steuerzustand ausführen.
-
Zusätzlich ist es möglich, ein
elektrisches Steuersystem für
eine Servolenkung zu erhalten, das mit einem solchen Motoranormalitäts-Detektionsgerät ausgestattet
ist, das die Fähigkeit
zum Detektieren einer Anormalität
in einem Motor hat, der eine Hilfskraft für die Servolenkung generiert,
und zwar unter einem üblichen
Steuerzustand ohne Zuführen
eines Stroms für
den Motor zu dem Zweck einer Anormalitätsdetektion.
-
Obgleich die Erfindung im Hinblick
auf bevorzugte Ausführungsformen
beschrieben wurde, erkennt der Fachmann, dass sich die Erfindung
mit Modifikationen innerhalb des Sinnbereichs und Schutzbereichs
der angefügten
Patentansprüche
praktisch umsetzen lässt.
-
1
- 7
- Batterie
- 6
- Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
-
2
- 6
- Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
- 3
- Drehmomentsensor
- 100b
- d-Achsen-Sollstrom-Einstellteil
-
- q-axis
target current calculation
= q-Achsen-Sollstromberechnung
- 100a:
-
-
- Motorstrom
Vehicle
Speed = Fahrzeuggeschwindigkeit
Low = Gering; High = Hoch
Left
= Links; Right = Rechts
Torque sensor signal = Drehmomentsensorsignal
- 100h
- Motoranormalitäts-Detektionsteil
- 100f
- dq
zu uvw Transformationsteil
- 100d
- uvw
zu dq Transformationsteil
- 100g
- Winkelgeschwindigkeits-Berechnungsteil
- 100c
- Positionsberechnungsteil
- 103
- Positionssensor
- 5
- PM
Motor
-
3
-
- Voltage
limiting circle = Spannungsbegrenzungskreis
-
4
-
- Start
motor abnormality detection
= Start der Motoranormalitätsdetektion
- S10
- Einlesen
der d-Achsen-Sollspannung (Vd*),
der q-Achsen-Sollspannung
(Vq*)
und der Winkelgeschwindigkeit des elektrischen Motors
(ωe)
- S11
- Berechnen
der Summe der Quadrate der Sollspannungen
- S12
- |ωE| < vorgegebene Zahl
von Umdrehungen pro Minute
Yes= JA; No = Nein
- S13
- Va* ≥ vorgegebener
Wert
- S14
- Hochzählen des
Anormalitätszeitgebers
- S15
- Rücksetzen
des Anormalitätszeitgebers
- S16
- Fortdauern
während
vorgegebener Zeit?
- S17
- Stoppe
Steuerung
-
5
- 9
- Lenkwinkelsensor
- 100e
- Lenkwinkelgeschwindigkeits-Berechnungsteil
(Rest
wie Fig. 3)
-
6
-
- Start
der Motoranormalitätsdetektion
- S20
- Einlesen
der d-Achsen-Sollspannung (Vd*) und der
Lenkwinkelgeschwindigkeit
(ω)
- S21
- |w| < vorgegebene Zahl
von Umdrehungen pro Minute?
- S22
- Ist
Vd* außerhalb
des vorgegebenen Bereichs?
- S23
- Hochzählen des
Anormalitätszeitgebers
- S24
- Rücksetzen
des Anormalitätszeitgebers
- S25
- Fortgesetzt
während
vorgegebener Zeit?
- S26
- Stoppe
die Steuerung
-
7
-
- (wie Fig. 2)
-
8
-
- Start
der Motoranormalitätsdetektion
- S30
- Einlesen
der d-Achsen-Sollspannung (Vd*),
des q-Achsenstroms (Iq) und
der Motorwinkelgeschwindigkeit (ωe)
- S31
- Berechnen
der Referenz-d-Achsenspannung (Vd)
- S32
- Berechnen
der Spannungsabweichung
- S33
- |ΔVd| > Bestimmungsschwellwert?
- S34
- Hochzählen des
Anormalitätszeitgebers
- S35
- Rücksetzen
des Anormalitätszeitgebers
- S36
- Vorliegend
während
vorgegebener Zeit?
- S37
- Stoppe
Steuerung
-
9
-
- (wie Fig. 2)
-
10
-
- Start
Motoranormalitätsdetektion
- S40
- Einlesen
der d-Achsen-Sollspannung (Vd*) und der
Winkelgeschwindigkeit
des elektrischen Motors (ωe)
- S41
- |ωe| < vorgegebene Zahl
von Umdrehungen pro Minute?
- S42
- Ist
Vq* außerhalb
des vorgegebenen Bereichs?
- S43
- Hochzählen des
Anormalitätszeitgebers
- S44
- Rücksetzen
des Anormalitätszeitgebers
- S45
- Vorliegen
während
vorgegebener Zeit?
- S46
- Stoppe
Steuerung
-
11
-
- (wie Fig. 2)
-
12
-
- Starte
Motoranormalitätsdetektion
- S50
- Einlesen
der d-Achsen-Sollspannung (Vd*),
des q-Achsenstroms (Iq) und
der Motorwinkelgeschwindigkeit (ωe)
- S51
- Berechnen
der Referenz-d-Achsenspannung (Vd)
- S52
- Berechnen
der Spannungsabweichung
- S53
- |Δ-vq| größer Bestimmungsschwellwert?
- S54
- Hochzählen des
Anormalitätszeitgebers
- S55
- Rücksetzen
des Anormalitätszeitgebers
- S56
- Vorliegend
während
vorgegebener Zeit?
- S57
- Stoppe
Steuerung