DE112015000872T5

DE112015000872T5 - Ansteuer-Controller und Ansteuer-Steuerverfahren für Elektromotor

Info

Publication number: DE112015000872T5
Application number: DE112015000872.1T
Authority: DE
Inventors: Tomishige Yatsugi; Tomonobu Koseki
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2016-12-15
Also published as: JP6220696B2; CN106031021B; KR101692195B1; US20170012569A1; WO2015125541A1; CN106031021A; JP2015154694A; US10243503B2; KR20160093734A

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ansteuer-Controller und ein Ansteuer-Steuerverfahren für einen Elektromotor, der mit Spulensätzen ausgerüstet ist, die mehreren Phasen entsprechen. Der Ansteuer-Controller und das Ansteuer-Steuerverfahren für einen Elektromotor gemäß der vorliegenden Erfindung steuern in dem Fall einer anormalen Energiezufuhr, dass ein Potential der Spule ein Leistungsversorgungspotential oder ein Massepotential erreicht, wenigstens eines von einem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und einem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials in einem ausgefallenen Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, in einen EIN-Zustand, um eine Phase-zu-Phase-Impedanz zu verringern, und detektieren außerdem ein in dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, erzeugtes Bremsdrehmoment, um eine Ausgabe eines normalen Energiezufuhrsystems, das nicht an der anormalen Energiezufuhr leidet, basierend auf den detektierten Bremsdrehmoment zu steuern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ansteuer-Controller für einen Elektromotor, der mit Spulensätzen, die mehreren Phasen entsprechen, ausgerüstet ist, und auf ein Ansteuer-Steuerverfahren dafür.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Das Patentdokument 1 offenbart einen Controller für eine sich drehende Mehrphasenmaschine, der wie folgt konfiguriert ist. Falls entweder der erste Inverter oder der zweite Inverter an einem Kurzschluss leidet, werden alle MOS (Metall-Oxid-Halbleiter) in dem ausgefallenen System AUS-geschaltet, um das Ansteuern des Motors durch das ausgefallene System zu stoppen, während die MOS-Transistoren in dem System, das normal arbeitet, gesteuert werden, um das in dem ausgefallenen System erzeugte Bremsdrehmoment aufzuheben oder dessen Einfluss auf das Ansteuern des Motors zu minimieren.
LISTE DER ENTGEGENHALTUNGEN
PATENTDOKUMENT

Patentdokument 1: JP 2011-078230 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DIE DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDEN PROBLEME
Falls alle Schaltelemente in dem ausgefallenen Energiezufuhrsystem AUS-geschaltet sind, fließt unterdessen ein Bremsstrom von einem kurzgeschlossenen Schaltelement einer gegebenen Phase entlang einer Kanalrichtung einer parasitären Diode des Schaltelements zu einem Element einer anderen Phase, wohingegen der Stromfluss von dem Schaltelement der anderen Phase zu dem ausgefallenen Schaltelement durch die parasitäre Diode des in den AUS-Zustand gesteuerten Schaltelements blockiert wird.
Deshalb zeigt der Bremsstrom eine Halbwellenform, woraus sich ein Problem ergibt, dass das nicht ausgefallene, normale Energiezufuhrsystem kaum mit hoher Genauigkeit gesteuert wird, um ein Bremsdrehmoment aufzuheben.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf einige der obigen Probleme geschaffen worden, wobei es entsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Ansteuer-Controller und ein Ansteuer-Steuerverfahren für einen Elektromotor zu schaffen, die ein Bremsdrehmoment in einem Energiezufuhrsystem, das eine anormale Energiezufuhr einschließt, durch das Steuern eines Energiezufuhrsystems ohne eine derartige anormale Energiezufuhr leicht kompensieren können.
DIE MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Um die obige Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung einen Ansteuer-Controller für einen Elektromotor, der mit mehreren Energiezufuhrsystemen ausgerüstet ist, die aus mehreren Spulen, die mehreren Phasen entsprechen, und einem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und einem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials, von denen beide in jeder der Phasen vorgesehen sind, bestehen, wobei der Ansteuer-Controller umfasst: eine erste Steuereinheit, die konfiguriert ist, um eine Steuerung auszuführen, um wenigstens eines von dem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und dem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials in einem ausgefallenen Energiezufuhrsystem von den Energiezufuhrsystemen, das die anormale Energiezufuhr einschließt, dass ein Potential der Spule ein Leistungsversorgungspotential oder ein Massepotential erreicht, EIN-zuschalten, um eine Phase-zu-Phase-Impedanz zu verringern; und eine zweite Steuereinheit, die konfiguriert ist, einen Ausgang eines normalen Energiezufuhrsystems von den Energiezufuhrsystemen, das nicht an der anormalen Energiezufuhr leidet, basierend auf einem in dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, erzeugten Drehmoment zu steuern.
Außerdem schafft die vorliegende Erfindung ein Ansteuer-Steuerverfahren für einen Elektromotor, der mit mehreren Energiezufuhrsystemen ausgerüstet ist, die aus Spulen, die mehreren Phasen entsprechen, und einem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und einem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials, von denen beide in jeder der Phasen vorgesehen sind, bestehen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Detektieren eines Auftretens einer anormalen Energiezufuhr, dass ein Potential der Spule ein Leistungsversorgungspotential oder ein Massepotential erreicht; Ausführen einer Steuerung, um wenigstens eines von dem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und dem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials in einem ausgefallenen Energiezufuhrsystem von den Energiezufuhrsystemen, das die anormale Energiezufuhr einschließt, EIN-zuschalten, um eine Phase-zu-Phase-Impedanz zu verringern; und Steuern eines Ausgangs eines normalen Energiezufuhrsystems von den Energiezufuhrsystemen, das nicht an der anormalen Energiezufuhr leidet, basierend auf einem in dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, erzeugten Drehmoment.
DIE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Energiezufuhrsystem, das eine anormale Energiezufuhr einschließt, einen kontinuierlichen Bremsstrom erzeugen, wodurch der Bremsstrom, d. h., das Bremsdrehmoment, mit hoher Genauigkeit berechnet werden kann und ein Ausgang des Energiezufuhrsystems ohne eine derartige anormale Energiezufuhr leicht mit hoher Genauigkeit gesteuert werden kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische graphische Darstellung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung, die den Ansteuer-Controller und das Ansteuer-Steuerverfahren für einen Elektromotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anwendet.
2 ist ein Stromlaufplan eines Ansteuer-Controllers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein funktionaler Blockschaltplan eines Ansteuer-Controllers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Ablaufplan, der einen Verarbeitungsablauf in dem Fall einer anormalen Energiezufuhr gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
5 veranschaulicht ein Beispiel der EIN/AUS-Steuermuster für Halbleiterschaltelemente in dem Fall einer anormalen Energiezufuhr gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 veranschaulicht den Stromfluss zu dem Zeitpunkt, zu dem eines der Halbleiterschaltelemente auf der Seite hohen Potentials an einem Kurzschluss leidet und hierdurch alle Halbleiterschaltelemente in einen AUS-Zustand gesteuert sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 veranschaulicht ein Beispiel der Steuermuster für die Halbleiterschaltelemente in dem Fall einer anormalen Energiezufuhr gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 veranschaulicht ein Beispiel der Steuermuster für die Halbleiterschaltelemente in dem Fall einer anormalen Energiezufuhr gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine erklärende Ansicht, die ein Beispiel des Einstellens eines Zielunterstützungsdrehmoments für jedes Energiezufuhrsystem in dem Fall einer anormalen Energiezufuhr gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
10 ist eine erklärende Ansicht, die ein Beispiel des Einstellens eines Zielunterstützungsdrehmoments für jedes Energiezufuhrsystem in dem Fall einer anormalen Energiezufuhr gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
11 ist eine erklärende Ansicht, die ein Beispiel des Einstellens eines Zielunterstützungsdrehmoments für jedes Energiezufuhrsystem in dem Fall einer anormalen Energiezufuhr gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
12 ist ein Stromlaufplan, der ein Beispiel der Anordnung der Stromsensoren in einem Ansteuer-Controller gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
DIE ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 veranschaulicht die Konfiguration einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung eines Fahrzeugs, die den Ansteuer-Controller und das Ansteuer-Steuerverfahren für einen Elektromotor gemäß der vorliegenden Erfindung anwendet.
Eine elektrische Servolenkungsvorrichtung 100 in 1, die in einem Fahrzeug 200 installiert ist, erzeugt mit einem Elektromotor 130 eine Lenkunterstützungskraft.
Die elektrische Servolenkungsvorrichtung 100 umfasst ein Lenkrad 110, einen Lenkdrehmomentsensor 120, einen Elektromotor 130, eine elektronische Steuereinheit 150, ein Untersetzungsgetriebe 160, das eine Drehzahl des Elektromotors 130 verringert und dann die verringerte Drehzahl zu einer Lenkwelle (Ritzelwelle) 170 überträgt, und dergleichen.
Der Lenkdrehmomentsensor 120 und das Untersetzungsgetriebe 160 sind in einer Lenksäule 180 angeordnet, die die Lenkwelle 170 unterbringt.
Ein Zahnradgetriebe 171 ist am Kopfende der Lenkwelle 170 vorgesehen. Zusammen mit der Drehung des Zahnradgetriebes 171 wird eine Zahnstange 172 horizontal nach links oder nach rechts bei Betrachtung in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 200 bewegt. Ein Lenkmechanismus 202 für ein Rad 201 ist an gegenüberliegenden Enden der Zahnstange 172 vorgesehen. Zusammen mit der horizontalen Bewegung der Zahnstange 172 kann das Rad 201 seine Richtung ändern.
Der Lenkdrehmomentsensor 120 detektiert ein Lenkdrehmoment der Lenkwelle 170, das erzeugt wird, wenn ein Fahrer das Fahrzeug lenkt, und gibt dann ein Signal ST, das das detektierte Lenkdrehmoment angibt, an die elektronische Steuereinheit aus.
Die elektronische Steuereinheit 150, die als ein Ansteuer-Controller für die elektrische Servolenkungsvorrichtung 100 dient, enthält einen Mikrocomputer, einen Inverter zum Ansteuern des Elektromotors 130, eine Inverteransteuerschaltung usw. und empfängt Informationen über eine Zustandsvariable zum Bestimmen einer Lenkunterstützungskraft, wie z. B. das Lenkdrehmomentsignal ST, und ein von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 190 ausgegebenes Fahrzeuggeschwindigkeitssignal VSP.
Wenn die elektronische Steuereinheit 150 das Lenkdrehmomentsignal ST, das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal VSP oder dergleichen empfängt, steuert sie die Energiezufuhr zu dem Elektromotor 130 basierend auf dem durch diese Signale angegebenen Fahrzustand eines Fahrzeugs, wobei sie dadurch das in dem Elektromotor 130 erzeugte Drehmoment, d. h., die Lenkunterstützungskraft, steuert.
Hinsichtlich des Inverters und der Inverteransteuerschaltung, die in der elektronischen Steuereinheit 150 enthalten sind, kann der Inverter allein oder zusammen mit der Inverteransteuerschaltung unabhängig außerhalb der elektronischen Steuereinheit 150 vorgesehen sein. In diesem Fall bildet die elektronische Steuereinheit 150 zusammen mit dem externen Inverter oder sowohl mit dem externen Inverter als auch mit der Inverteransteuerschaltung zusammen den Ansteuer-Controller für den Elektromotor 130.
2 veranschaulicht die Schaltungskonfiguration der elektronischen Steuereinheit 150 und des Elektromotors 130.
Der Elektromotor 130 ist ein Dreiphasen-Synchronelektromotor, der aus einem ersten Spulensatz 2A aus den drei Phasenspulen UA, VA und WA in Sternschaltung und einem zweiten Spulensatz 2B aus den drei Phasenspulen UB, VB und WB in Sternschaltung besteht. Im ersten Spulensatz 2A und im zweiten Spulensatz 2B ist ein Verbindungspunkt zwischen den drei Phasenspulen U, V und W ein neutraler Punkt.
Der erste Spulensatz 2A und der zweite Spulensatz 2B sind in einem nicht veranschaulichten zylinderförmigen Stator angeordnet, wobei ein Permanentmagnetrotator 201 drehbar innerhalb eines im Mittelabschnitt des Stators ausgebildeten Raums vorgesehen ist. Der erste Spulensatz 2A und der zweite Spulensatz 2B teilen sich einen Magnetkreis.
Weiterhin ist der erste Spulensatz 2A direkt mit einem ersten Inverter 1A verbunden und ist der zweite Spulensatz 2B direkt mit einem zweiten Inverter 1B verbunden. Der erste Inverter 1A führt dem ersten Spulensatz 2A Leistung zu, während der zweite Inverter 1B dem zweiten Spulensatz 2B Leistung zuführt.
Der erste Inverter 1A ist durch eine Dreiphasen-Brückenschaltung konfiguriert, die drei Paare von Halbleiterschaltern enthält, d. h., die Halbleiterschalter UHA und ULA zum Ansteuern einer U-Phasen-Spule UA des ersten Spulensatzes 2A, die Halbleiterschalter VHA und VLA zum Ansteuern dessen V-Phasen-Spule VA und die Halbleiterschalter WHA und WLA zum Ansteuern dessen W-Phasen-Spule WA.
Weiterhin ist der zweite Inverter 1B durch eine Dreiphasen-Brückenschaltung konfiguriert, die drei Paare von Halbleiterschaltern enthält, d. h., die Halbleiterschalter UHB und ULB zum Ansteuern einer U-Phasen-Spule UB des zweiten Spulensatzes 2B, die Halbleiterschalter VHB und VLB zum Ansteuern dessen V-Phasen-Spule VB und die Halbleiterschalter WHB und WLB zum Ansteuern dessen W-Phasen-Spule WB.
In dieser Ausführungsform sind die Halbleiterschalter, die den ersten Inverter 1A und den zweiten Inverter 1B bilden, N-Kanal-MOSFETs (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren).
Im ersten Inverter 1A und im zweiten Inverter 1B weisen die Halbleiterschalter UH und UL in Reihe geschaltete Drains und Sources zwischen einer Leistungsversorgung VB und dem Massepunkt auf, wobei ein Verbindungspunkt zwischen den Halbleiterschaltern UH und UL mit einer U-Phasen-Spule U verbunden ist.
Überdies weisen im ersten Inverter 1A und im zweiten Inverter 1B die Halbleiterschalter VH und VL in Reihe geschaltete Drains und Sources zwischen einer Leistungsversorgung VB und dem Massepunkt auf, wobei ein Verbindungspunkt zwischen den Halbleiterschaltern VH und VL mit einer V-Phasen-Spule V verbunden ist.
Weiterhin weisen im ersten Inverter 1A und im zweiten Inverter 1B die Halbleiterschalter WH und WL in Reihe geschaltete Drains und Sources zwischen einer Leistungsversorgung VB und dem Massepunkt auf, wobei ein Verbindungspunkt zwischen den Halbleiterschaltern WH und WL mit einer W-Phasen-Spule W verbunden ist.
Weiterhin sind im ersten Inverter 1A und im zweiten Inverter 1B die Stromsensoren 301A und 301B zum Detektieren des Ansteuerstroms für den Elektromotor 130 zwischen eine Source jedes Halbleiterschalters UL, VL und WL auf der Seite tiefen Potentials und den Massepunkt geschaltet.
Die Ausgaben von den Stromsensoren 301A und 301B werden in einen Mikrocomputer 302 eingegeben, der eine CPU, einen ROM, einen RAM, eine E/A-Schaltung und dergleichen enthält.
Eine erste Ansteuerschaltung 303A arbeitet, um die Halbleiterschalter, die den ersten Inverter 1A bilden, anzusteuern, wobei sie drei Treiber auf der Seite hohen Potentials, um jeweils die Halbleiterschalter VHA, UHA und WHA als die Schaltelemente auf der Seite hohen Potentials im ersten Inverter 1A anzusteuern, und drei Treiber auf der Seite tiefen Potentials, um jeweils die Halbleiterschalter VLA, ULA und WLA als die Schaltelemente auf der Seite tiefen Potentials im ersten Inverter 1A anzusteuern, enthält.
Es wird angegeben, dass das Schaltelement auf der Seite hohen Potentials als ein ”stromaufwärts gelegenes Ansteuerelement” oder ein ”oberer Arm” bezeichnet werden kann. Das Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials kann als ein ”stromabwärts gelegenes Ansteuerelement” oder ein ”unterer Arm” bezeichnet werden.
Überdies arbeitet eine zweite Ansteuerschaltung 303B, um die Halbleiterschalter, die den zweiten Inverter 1B bilden, anzusteuern, wobei sie drei Treiber auf der Seite hohen Potentials, um jeweils die Halbleiterschalter VHB, UHB und WHB als die Schaltelemente auf der Seite hohen Potentials im zweiten Inverter 1B anzusteuern, und drei Treiber auf der Seite tiefen Potentials, um jeweils die Halbleiterschalter VLB, ULB und WLB als die Schaltelemente auf der Seite tiefen Potentials im zweiten Inverter 1B anzusteuern, enthält.
Die erste Ansteuerschaltung 303A und die zweite Ansteuerschaltung 303B steuern die Halbleiterschalter, die die Inverter 1A bzw. 1B bilden, durch PWM-Steuerung (Pulsbreitenmodulations-Steuerung) gemäß einem Befehlssignal vom Mikrocomputer 302 an.
Wie oben beschrieben worden ist, dienen der erste Inverter 1A und der zweite Inverter 1B als das Energiezufuhrsystem, das aus den Schaltelementen auf der Seite hohen Potentials besteht, bzw. das Energiezufuhrsystem, das aus den Schaltelementen auf der Seite tiefen Potentials besteht, wobei die Schaltelemente auf der Seite hohen und tiefen Potentials in Übereinstimmung mit den drei Phasen vorgesehen sind. Die elektronische Steuereinheit 150 dieser Ausführungsform enthält zwei Energiezufuhrsysteme: das erste Energiezufuhrsystem des ersten Inverters 1A und das zweite Energiezufuhrsystem des zweiten Inverters 1B.
Ein Leistungsversorgungsrelais 304A ist zwischen der Leistungsversorgung VB und dem ersten Inverter 1A vorgesehen, um die Leistungszufuhr zum ersten Inverter 1A zu unterbrechen, während ein Leistungsversorgungsrelais 304B zwischen der Leistungsversorgung VB und dem zweiten Inverter 1B vorgesehen ist, um die Leistungszufuhr zum zweiten Inverter 1B zu unterbrechen.
In dieser Ausführungsform sind die Leistungsversorgungsrelais 304A und 304B durch Halbleiterschalter, wie z. B. N-Kanal-MOSFETS, konfiguriert. Die Halbleiterschalter, die die Leistungsversorgungsrelais 304A und 304B bilden, sind durch die Ansteuerschaltungen 305A und 305B angesteuert.
Als die Leistungsversorgungsrelais 304A und 304B können alternativ elektromagnetische Relais verwendet werden, von denen jedes das elektrische Schalten durch das physikalische Bewegen seines Kontaktpunkts schafft.
Die Ansteuerschaltungen 305A und 305B der Leistungsversorgungsrelais 304A und 304B steuern die Halbleiterschalter, die die Leistungsversorgungsrelais 304A und 304B bilden, gemäß einem Befehlssignal vom Mikrocomputer 302 an. Spezifisch kann der Mikrocomputer 302 die Leistungszufuhr zum ersten Inverter 1A und die Leistungszufuhr zum zweiten Inverter 1B unabhängig unterbrechen.
Überdies sind die Kondensatoren 306A und 306B vorgesehen, um die Fluktuationen der Leistungsversorgungsspannung für die Inverter 1A und 1B zu verringern. Spezifischer verbindet der Kondensator 306A die Leistungsversorgungsleitung zwischen dem Leistungsversorgungsrelais 304A und dem Inverter 1A mit dem Massepunkt, wohingegen der Kondensator 306B die Leistungsversorgungsleitung zwischen dem Leistungsversorgungsrelais 304B und dem Inverter 1B mit dem Massepunkt verbindet.
Es sind außerdem eine Spannungsüberwachungsschaltung 307A zum Detektieren einer Spulenkopfspannung im Spulensatz 2A und eine Spannungsüberwachungsschaltung 307B zum Detektieren einer Spulenkopfspannung im Spulensatz 2B vorgesehen. Die Spannungsüberwachungsschaltungen 307A und 307B geben Signale, die die detektierten Spulenkopfspannungen in den Spulensätzen 2A und 2B angeben, an den Mikrocomputer 302 aus. Um das Spulenkopfpotential im Spulensatz 2A fest aufrechtzuerhalten, selbst wenn alle Schaltelemente im Inverter 1A AUS-geschaltet sind, ist zusätzlich ein Pull-up-Widerstand RA vorgesehen, um die U-Phasen-Spule UA im Spulensatz 2A hochzuziehen. Um die Spulenkopfpotentiale im Spulensatz 2B fest aufrechtzuerhalten, selbst wenn alle Schaltelemente im Inverter 1B AUS-geschaltet sind, ist zusätzlich ein Pull-up-Widerstand RB vorgesehen, um die U-Phasen-Spule UB im Spulensatz 2B hochzuziehen.
Ein Winkelsensor 308 detektiert den Winkel des Rotors 201 und gibt ein Signal, das den detektierten Winkel angibt, an den Mikrocomputer 302 aus.
3 ist ein funktionaler Blockschaltplan, der ein Beispiel der Funktion des Steuerns der Inverter 1A und 1B veranschaulicht, die durch den Mikrocomputer 302 implementiert ist.
Eine Zielunterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit 6 berechnet basierend auf den Lenkbedingungen, wie z. B. der Lenkkraft, die ein Fahrer auf das Lenkrad ausübt, die durch den Lenkdrehmomentsensor 120 detektiert wird, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit ein Zielunterstützungsdrehmoment, d. h., einen Zielwert eines Ausgangsdrehmoments des Elektromotors 130.
Eine Winkelberechnungseinheit 10 empfängt ein Signal von dem Winkelsensor 308 und berechnet dann den Winkel des. Rotors 201 des Elektromotors 130.
Eine Motordrehzahl-Berechnungseinheit 5 berechnet eine Drehzahl (min^–1) des Elektromotors 130 basierend auf den Informationen über den berechneten Winkel des Rotors 201 von der Winkelberechnungseinheit 10 und gibt dann ein Signal, das die berechnete Motordrehzahl angibt, an eine Zielstromwert-Berechnungseinheit 3 und eine Ausgangsspannungs-Berechnungseinheit 4 aus.
Die Zielstromwert-Berechnungseinheit 3 empfängt die Daten über das Zielunterstützungsdrehmoment und die Daten über die Drehzahl des Elektromotors 130 und berechnet dann einen d-Achsen-Strombefehlswert I_d* und einen q-Achsen-Strombefehlswert I_q* des Elektromotors 130, d. h., einen Zielwert des Motorstroms, basierend auf den Eingangsdaten und gibt dadurch die berechneten Werte aus.
Die Ausgangsspannungs-Berechnungseinheit 4 empfängt den d-Achsen-Strombefehlswert I_d* und den q-Achsen-Strombefehlswert I_q*, die von der Zielstromwert-Berechnungsschaltung 3 ausgegeben werden, und einen tatsächlichen d-Achsen-Stromwert I_d und einen tatsächlichen q-Achsen-Stromwert I_q, die durch eine Berechnungseinheit 11 für den tatsächlichen Strom berechnet werden, und empfängt zusätzlich die Daten über die Drehzahl des Elektromotors 130.
Die Ausgangsspannungs-Berechnungseinheit 4 berechnet einen d-Achsen-Spannungsbefehlswert V_d1 und einen q-Achsen-Spannungsbefehlswert V_q1 des ersten Inverters 1A und einen d-Achsen-Spannungsbefehlswert V_d2 und einen q-Achsen-Spannungsbefehlswert V_q2 des zweiten Inverters 1B und gibt dann die berechneten Werte aus.
Die Berechnungseinheit 11 für den tatsächlichen Strom empfängt die Ausgangssignale von den Stromsensoren 301A und 301B und berechnet einen tatsächlichen d-Achsen-Stromwert I_d1 und einen tatsächlichen q-Achsen-Stromwert I_q1, d. h., einen tatsächlichen Motorstrom, und gibt hierdurch die berechneten Werte an die Ausgangsspannungs-Berechnungseinheit 4 aus.
Dann werden der d-Achsen-Spannungsbefehlswert V_d1 und der q-Achsen-Spannungsbefehlswert V_q1, die von der Ausgangsspannungs-Berechnungseinheit 4 ausgeben werden, in eine erste Ausgangsauslastungs-Berechnungseinheit 7A eingegeben.
Die erste Ausgangsauslastungs-Berechnungseinheit 7A berechnet eine d-Achsen-Auslastung Dutyd1 und eine q-Achsen-Auslastung Dutyq1 des ersten Inverters 1A in der PWM-Steuerung basierend auf dem d-Achsen-Spannungsbefehlswert V_d1, dem q-Achsen-Spannungsbefehlswert V_q1 und der Leistungsversorgungsspannung des ersten Inverters 1A und gibt dann die berechneten Werte aus.
Überdies werden der d-Achsen-Spannungsbefehlswert V_d2 und der q-Achsen-Spannungsbefehlswert V_q2, die von der Ausgangsspannungs-Berechnungseinheit 4 ausgeben werden, in eine zweite Ausgangsauslastungs-Berechnungseinheit 7B eingegeben.
Die zweite Ausgangsauslastungs-Berechnungseinheit 7B berechnet eine d-Achsen-Auslastung Dutyd2 und eine q-Achsen-Auslastung Dutyq2 des zweiten Inverters 1B in der PWM-Steuerung basierend auf dem d-Achsen-Spannungsbefehlswert V_d2, dem q-Achsen-Spannungsbefehlswert V_q2 und der Leistungsversorgungsspannung des zweiten Inverters 1B.
Eine erste Zwei-zu-Dreiphasen-Umsetzungseinheit 8A empfängt die d-Achsen-Auslastung Dutyd1 und die q-Achsen-Auslastung Dutyq1, die von der ersten Ausgangsauslastungs-Berechnungseinheit 7A ausgegeben werden, und außerdem die Informationen über den Rotorwinkel im Elektromotor 130. Die erste Zwei-zu-Dreiphasen-Umsetzungseinheit 8A berechnet basierend auf diesen die Auslastungs-Befehlswerte DutyU1, DutyV1 und DutyW1 der drei Phasen im ersten Spulensatz 2A und gibt dann die berechneten Werte aus.
Zusätzlich empfängt eine zweite Zwei-zu-Dreiphasen-Umsetzungseinheit 8B die d-Achsen-Auslastung Dutyd2 und die q-Achsen-Auslastung Dutyq2, die von der zweiten Ausgangsauslastungs-Berechnungseinheit 7B ausgegeben werden, und außerdem die Informationen über den Rotorwinkel im Elektromotor 130. Die zweite Zwei-zu-Dreiphasen-Umsetzungseinheit 8B berechnet basierend auf diesen die Auslastungs-Befehlswerte DutyU2, DutyV2 und DutyW2 der drei Phasen im zweiten Spulensatz 2B und gibt dann die berechneten Werte aus.
Eine erste Totzeit-Kompensationseinheit 9A empfängt die von der ersten Zwei-zu-Dreiphasen-Umsetzungseinheit 8A ausgegebenen Auslastungs-Befehlswerte DutyU1, DutyV1 und DutyW1. Die erste Totzeit-Kompensationseinheit 9A kompensiert deren Totzeit, um durch Berechnung die Auslastungs-Befehlswerte DutyU1, DutyV1 und DutyW1 zu erhalten, und gibt dann die berechneten Werte an den Inverter 1A aus.
Zusätzlich empfängt eine zweite Totzeit-Kompensationseinheit 9B die von der zweiten Zwei-zu-Dreiphasen-Umsetzungseinheit 8B ausgegebenen Auslastungs-Befehlswerte DutyU2, DutyV2 und DutyW2. Die zweite Totzeit-Kompensationseinheit 9B kompensiert deren Totzeit, um durch Berechnung die Auslastungs-Befehlswerte DutyU2, DutyV2 und DutyW2 zu erhalten, und gibt dann die berechneten Werte an den Inverter 1B aus.
Die Totzeitkompensation bedeutet die Verarbeitung zum Unterdrücken eines Spannungsabfalls usw., der auftritt, mit einer Totzeit-Spannung zum Zeitpunkt der PWM-Steuerung, um die Anstiegsflanke eines PWM-Signals, die das Ergebnis des Vergleichens einer Dreieckswelle mit einem Befehlswert angibt, um die Totzeit zu verzögern, um dadurch ein Gate-Signal zu erzeugen, um keinen Kurzschluss zwischen dem oberen und dem unteren Arm der Inverter 1A und 1B zu verursachen.
Überdies arbeitet die Zielunterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit 6, um den PWM-basierten Schaltbetrieb eines ausgefallenen Energiezufuhrsystems (mit anormaler Energiezufuhr) der beiden Energiezufuhrsysteme zu stoppen. Zusätzlich arbeitet die Zielunterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit 6, um ein in dem ausgefallenen Energiezufuhrsystem, d. h., dem Energiezufuhrsystem, das den PWM-basierten Schaltbetrieb stoppt, erzeugtes Bremsdrehmoment zu berechnen und dadurch ein Zielunterstützungsdrehmoment für ein normales Energiezufuhrsystem (ohne anormale Energiezufuhr) gemäß den Bremsdrehmoment zu ändern.
Die anormale Energiezufuhr in dem Energiezufuhrsystem ist eine derartige Störung, dass ein Potential der Spule gleich dem Leistungsversorgungspotential oder dem Massepotential ist. Spezifischer bezieht sie sich auf eine derartige Störung, wie z. B. einen Kurzschluss in irgendeinem der Schaltelemente auf der Seite hohen Potentials oder der Schaltelemente auf der Seite tiefen Potentials, die die Inverter 1A und 1B bilden, einen Kurzschluss zur Masse irgendeiner der drei Phasenansteuerleitungen oder einen Kurzschluss zur Versorgung irgendeiner der drei Phasenansteuerleitungen.
Hier bedeutet der Kurzschluss zur Versorgung einen Kurzschluss zwischen einem Leistungsversorgungspotential als die Seite hohen Potentials und der Ansteuerleitung, während der Kurzschluss zur Masse einen Kurzschluss zwischen dem Massepotential als die Seite tiefen Potentials und der Ansteuerleitung bedeutet. Bezüglich der anormalen Energiezufuhr wie dem Kurzschluss in irgendeinem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und dem Kurzschluss zur Versorgung irgendeiner Ansteuerleitung gleicht ein Potential der Spule einem Leistungszufuhrpotential. Bezüglich der anormalen Energiezufuhr wie dem Kurzschluss in irgendeinem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials und dem Kurzschluss zur Masse irgendeiner Ansteuerleitung gleicht ein Potential der Spule dem Massepotential.
Die Ansteuerleitung bedeutet eine Leistungsversorgungsleitung von jedem Ausgangsende der Inverter 1A und 1B und jeder Spule.
Der Mikrocomputer 302 führt eine Diagnose an jedem Energiezufuhrsystem bezüglich einer anormalen Energiezufuhr z. B. basierend auf dem Steuerstatus der jeweiligen Schaltelemente, die den Inverter bilden, und einer Spulenkopfspannung und/oder einem Ansteuerstrom, die bzw. der durch einen entsprechenden Sensor detektiert werden, aus. Der Mikrocomputer 302 führt z. B. eine Diagnose bezüglich dessen, ob eine anormale Energiezufuhr auftritt, an jedem Energiezufuhrsystem aus, wie im Folgenden beschrieben wird.
Der Mikrocomputer 302 kann eine Diagnose bezüglich dessen, ob der Kurzschluss in den Schaltelementen auf der Seite hohen Potentials oder in den Schaltelementen auf der Seite tiefen Potentials auftritt, basierend auf den Spulenkopfspannungen unter der Bedingung ausführen, dass die Leistungsversorgungsrelais 304A und 304B EIN-geschaltet sind und alle Schaltelemente, die die Inverter 1A und 1B bilden, AUS-geschaltet sind. Zusätzlich kann der Mikrocomputer 302 eine Diagnose bezüglich des Kurzschlusses zur Versorgung oder des Kurzschlusses zur Masse basierend auf den Spulenkopfspannungen unter der Bedingung ausführen, dass die Leistungsversorgungsrelais 304A und 304B AUS-geschaltet sind.
Außerdem kann der Mikrocomputer 302 eine Diagnose bezüglich dessen, ob der Kurzschluss in dem Schaltelement auftritt, basierend auf einem Ansteuerstrom gemäß dem PWM-basierten Schaltbetrieb der Schaltelemente ausführen.
Dann führt der Mikrocomputer 302 eine Steuerung gemäß einem vorgegebenen Muster aus, um den EIN- oder den AUS-Zustand der Schaltelemente, die den Inverter in dem Energiezufuhrsystem, das als an einer anormalen Energiezufuhr leidend diagnostiziert worden ist, bilden, zu halten, wobei er dann den Schaltbetrieb des Inverters in dem System, das die anormale Energiezufuhr einschließt, stoppt.
Andererseits veranlasst der Mikrocomputer 302 einen Inverter in einem normalen System, das keine anormale Energiezufuhr einschließt, den PWM-basierten Schaltbetrieb fortzusetzen, wobei er zusätzlich die Schaltelemente des Inverters in dem normalen System steuert, um eine nachteilige Wirkung des Ansteuerns des Motors mit dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, zu verringern. Spezifischer veranlasst der Mikrocomputer 302 die Zielunterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit 6, die Berechnung eines Zielunterstützungsdrehmoments zu ändern, um das in der Spule des Energiezufuhrsystems, das die anormale Energiezufuhr einschließt, erzeugte Bremsdrehmoment aufzuheben.
Die Zielunterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit 6 berechnet dann ein Zielunterstützungsdrehmoment gemäß der Störungsdiagnose an jedem Energiezufuhrsystem bezüglich dessen, ob eine anormale Energiezufuhr auftritt, und gibt ein Signal, das das berechnete Zielunterstützungsdrehmoment angibt, an die Zielstromwert-Berechnungseinheit 3 aus und bestimmt außerdem basierend auf der Störungsdiagnose bezüglich dessen, ob eine anormale Energiezufuhr auftritt, welches Energiezufuhrsystem der PWM-Steuerung gemäß einem Zielunterstützungsdrehmoment unterworfen werden sollte, und gibt dadurch ein Signal, das das zu steuernde Energiezufuhrsystem angibt, zu der Zielstromwert-Berechnungseinheit 3 aus.
In einem Ablaufplan nach 4 ist eine ausführliche Beschreibung des Ablaufs der Steuerung gegeben, die in jedem Energiezufuhrsystem durch die elektronische Steuereinheit 150 basierend auf den Diagnosen an jedem Energiezufuhrsystem bezüglich der anormalen Energiezufuhr ausgeführt wird.
Eine in dem Ablaufplan nach 4 veranschaulichte Routine wird in vorgegebenen Zeitintervallen durch die elektronische Steuereinheit 150 unterbrochen ausgeführt.
Zuerst berechnet im Schritt S501 die elektronische Steuereinheit 150 das Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment basierend auf dem von dem Lenkdrehmomentsensor 120 detektierten Lenkdrehmoment oder den Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit.
Das Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment impliziert die Gesamtsumme aus einem Zielwert eines Motordrehmoments, das durch das Steuern der Energiezufuhr zu dem ersten Spulensatz 2A mit dem ersten Energiezufuhrsystem erzeugt wird, und einem Zielwert eines Motordrehmoments, das durch das Steuern der Energiezufuhr zu dem zweiten Spulensatz 2B mit dem zweiten Energiezufuhrsystem erzeugt wird.
Im folgenden Schritt S502 bestimmt die elektronische Steuereinheit 150, ob das erste Energiezufuhrsystem als ohne eine anormale Energiezufuhr, d. h., als normal ohne einen Kurzschluss in irgendeinem Schaltelement, einen Kurzschluss zur Masse der Ansteuerleitung und einen Kurzschluss zur Versorgung der Ansteuerleitung, diagnostiziert worden ist.
Es wird angegeben, dass das erste Energiezufuhrsystem als ein ”erster Kanal ch1” bezeichnet werden kann und dass das zweite Energiezufuhrsystem als ein ”zweiter Kanal ch2” bezeichnet werden kann.
Falls bestimmt wird, dass das erste Energiezufuhrsystem normal ist, geht die elektronische Steuereinheit 150 zum Schritt S503 weiter, um zu bestimmen, ob das zweite Energiezufuhrsystem als ohne eine Störung, d. h., als normal ohne einen Kurzschluss in irgendeinem Schaltelement, einen Kurzschluss zur Masse der Ansteuerleitung und einen Kurzschluss zur Versorgung der Ansteuerleitung, diagnostiziert worden ist.
Dann, falls das erste Energiezufuhrsystem und das zweite Energiezufuhrsystem beide normal sind, geht die elektronische Steuereinheit 150 zum Schritt S504 weiter, um ein halb des Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoments als ein Zielunterstützungsdrehmoment für jedes Energiezufuhrsystem festzulegen.
Spezifisch wird ein Zielunterstützungsdrehmoment für jedes Energiezufuhrsystem festgelegt, so dass das erste Energiezufuhrsystem die Energiezufuhr zum ersten Spulensatz 2A steuert und dadurch ein Unterstützungsdrehmoment erzeugt, das ein halb der Gesamtsumme entspricht, während das zweite Energiezufuhrsystem die Energiezufuhr zum zweiten Spulensatz 2B steuert und dadurch ein Unterstützungsdrehmoment erzeugt, das ein halb des Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoments entspricht.
Mit anderen Worten, falls sowohl das erste Energiezufuhrsystem als auch das zweite Energiezufuhrsystem normal arbeiten, legt die elektronische Steuereinheit 150 die gleiche Ausgangsrate, d. h., 50%, für den ersten Inverter 1A und den zweiten Inverter 1B fest.
Die elektronische Steuereinheit 150 geht zum Schritt S505 weiter. In diesem Schritt werden die Halbleiterschaltelemente, die die Inverter 1A und 1B des ersten Energiezufuhrsystems und des zweiten Energiezufuhrsystems bilden, gemäß der PWM-Steuerung basierend auf einem Zielunterstützungsdrehmoment für jedes Energiezufuhrsystem EIN/AUS-geschaltet.
Falls andererseits bestimmt wird, dass im Schritt S502 das erste Energiezufuhrsystem als an irgendeiner Störung leidend diagnostiziert worden ist, geht die elektronische Steuereinheit 150 zum Schritt S506 weiter.
Im Schritt S506 bestimmt die elektronische Steuereinheit 150, ob das zweite Energiezufuhrsystem normal ist, wobei sie, falls das erste Energiezufuhrsystem an irgendeiner Störung leidet und das zweite Energiezufuhrsystem normal ist, zum Schritt S507 weitergeht.
Im Schritt S507 führt die elektronische Steuereinheit 150 die EIN/AUS-Steuerung an den Schaltelementen, die den ersten Inverter 1A des ersten Energiezufuhrsystems bilden, das an der Störung leidet, gemäß einem Muster, das dem Typ der Störung entspricht, aus.
Es wird angegeben, dass der EIN-Zustand des Schaltelements impliziert, dass ein Auslastungsverhältnis 100% beträgt, während der AUS-Zustand des Schaltelements impliziert, dass das Auslastungsverhältnis 0% beträgt.
Das heißt, die elektronische Steuereinheit 150 führt eine Steuerung aus, um nicht nur alle Schaltelemente des Inverters in dem Energiezufuhrsystem, das die Störung einschließt, AUS-zuschalten, sondern um wenigstens eines von dem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und dem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials EIN-zuschalten, um die Phase-zu-Phase-Impedanz zu verringern.
Die elektronische Steuereinheit 150 bestimmt weiterhin gemäß dem Typ der Störung, ob eines oder beide von dem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und dem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials in den EIN-Zustand gesteuert wird.
5 veranschaulicht ein Beispiel eines EIN/AUS-Steuermusters für jedes Schaltelement im ersten Inverter 1A im Schritt S507.
Es wird angegeben, dass die Steuermuster nach 5 sowohl für den ersten Inverter 1A als auch für den zweiten Inverter 1B gelten können. Wie im Folgenden beschrieben wird, können die Steuermuster zum Steuern der Schaltelemente des zweiten Inverters 1B verwendet werden, falls das erste Energiezufuhrsystem normal arbeitet, während das zweite Energiezufuhrsystem an irgendeiner Störung leidet.
Wie in 5 veranschaulicht ist, ist in dieser Ausführungsform die Störung in vier Typen klassifiziert: ein Kurzschluss irgendeines Schaltelements auf der Seite hohen Potentials des Inverters; ein Kurzschluss irgendeines Schaltelements auf der Seite tiefen Potentials des Inverters; ein Kurzschluss zur Versorgung irgendeiner Phasenansteuerleitung; und ein Kurzschluss zur Masse irgendeiner Phasenansteuerleitung. Um die vier Störungstypen zu behandeln, wird ein Muster festgelegt, um wenigstens eines von dem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und dem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials EIN-zuschalten.
Falls in dem veranschaulichten Beispiel nach 5 irgendein Schaltelement auf der Seite hohen Potentials in dem Inverter einen Kurzschluss einschließt, wählt die elektronische Steuereinheit ein Muster, um alle Schaltelemente auf der Seite hohen Potentials AUS-zuschalten, während alle Schaltelemente auf der Seite tiefen Potentials EIN-geschaltet werden.
Überdies wählt im Fall eines Kurzschlusses in irgendeinem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials in dem Inverter, eines Kurzschlusses zur Versorgung irgendeiner Phasenansteuerleitung oder eines Kurzschlusses zur Masse irgendeiner Phasenansteuerleitung die elektronische Steuereinheit ein Steuermuster, um eine Steuerung auszuführen, um alle Schaltelemente auf der Seite hohen Potentials EIN-zuschalten, während alle Schaltelemente auf der Seite tiefen Potentials AUS-geschaltet werden.
Hinsichtlich des Leistungsversorgungsrelais 304A, das die Leistungszufuhr zu dem ersten Inverter 1A des ersten Energiezufuhrsystems, das an irgendeiner Störung leidet, unterbricht, wird das Leistungsversorgungsrelais 304A AUS-geschaltet, falls die Störung irgendeiner von einem Kurzschluss des Schaltelements auf der Seite hohen Potentials, einem Kurzschluss des Schaltelements auf der Seite tiefen Potentials des Inverters und einem Kurzschluss zur Masse der Phasenansteuerleitung ist. In dem Fall eines Kurzschlusses zur Versorgung der Phasenansteuerleitung ist es jedoch möglich, das Leistungsversorgungsrelais 304A entweder in den EIN- oder in den AUS-Zustand zu steuern.
Das heißt, in 5 gibt ”EIN oder AUS” in dem Feld des Leistungsversorgungsrelais an, dass die elektronische Steuereinheit 150 eine Steuerung ausführen kann, um das das Leistungsversorgungsrelais 304A entweder EIN- oder AUS-zuschalten.
Entsprechend kann die elektronische Steuereinheit das Leistungsversorgungsrelais 304A ungeachtet des Typs der Störung, der in dem ersten Energiezufuhrsystem auftritt, nicht nur AUS-schalten, sondern außerdem die folgende Steuerung ausführen: im Fall eines Kurzschlusses irgendeines Schaltelements auf der Seite hohen Potentials, eines Kurzschlusses irgendeines Schaltelements auf der Seite tiefen Potentials des Inverters oder eines Kurzschlusses zur Masse irgendeiner Phasenansteuerleitung schaltet die elektronische Steuereinheit 150 das Leistungsversorgungsrelais 304A AUS, während im Fall eines Kurzschlusses zur Versorgung irgendeiner Phasenansteuerleitung die elektronische Steuereinheit 150 das Leistungsversorgungsrelais 304A EIN aufrechterhält.
Falls ein Kurzschluss in dem Halbleiterschalter UH außerhalb der Schaltelemente auf der Seite hohen Potentials des Inverters auftritt, falls alle Schaltelemente AUS-geschaltet sind, fließt aufgrund einer Induktionsspannung, die zusammen mit der Drehung des Elektromotors 130 erzeugt wird, ein Bremsstrom in jede Phase, wie in 6 veranschaulicht ist.
Es wird angegeben, dass der Bremsstrom einen Strom bedeutet, der ein Drehmoment verursacht, um die Motorantriebskraft zu schwächen.
Weil die Halbleiterschalter VH und WH AUS sind, ist in diesem Fall der Stromfluss in den Halbleiterschaltern VH und WH auf eine Kanalrichtung jeder parasitären Diode in den Halbleiterschaltern VH und WH begrenzt.
Zusätzlich sind die Schaltelemente UL, VL und WL auf der Seite tiefen Potentials AUS und blockieren die parasitären Dioden der Schaltelemente UL, VL und WL auf der Seite tiefen Potentials den Stromfluss zum Massepunkt, wodurch kein Strom durch die Schaltelemente UL, VL, WL auf der Seite tiefen Potentials in den Massepunkt fließt.
Entsprechend fließt der Bremsstrom von der U-Phase in die W-Phase und in die V-Phase. Nach dem Hindurchgehen durch die W-Phase fließt der Strom durch die parasitäre Diode des Halbleiterschalters WH in den Halbleiterschalter UH. Nach dem Hindurchgehen durch die V-Phase fließt der Strom durch die parasitäre Diode des Halbleiterschalters VH in den Halbleiterschalter UH. Der Bremsstrom fließt nur in einer Richtung in die U-, V- und W-Phasen und zeigt folglich eine Halbwellenform.
Falls im Gegensatz der Kurzschluss in irgendeinem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials des Inverters auftritt, führt die elektronische Steuereinheit eine Steuerung gemäß dem in 5 veranschaulichten Steuermuster aus, um alle Schaltelemente auf der Seite hohen Potentials AUS-zuschalten, während alle Schaltelemente auf der Seite tiefen Potentials EIN-geschaltet werden. Durch diese Steuerung erlauben die Schaltelemente auf der Seite tiefen Potentials im EIN-Zustand einen bidirektionalen Stromfluss mit dem Ergebnis, dass der Bremsstrom kontinuierlich erzeugt wird.
Falls weiterhin ein Kurzschluss in irgendeinem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials des Inverters auftritt, wird die Leistungszufuhr zu dem Inverter durch das AUS-Schalten des Leistungsversorgungsrelais unterbrochen. Folglich ist die Leistungsversorgungsleitung keinesfalls durch das kurzgeschlossene Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und das Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials, das gesteuert wird, um es EIN-zuschalten, zum Massepunkt kurzgeschlossen.
Falls überdies ein Kurzschluss in irgendeinem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials auftritt, fließt, falls die elektronische Steuereinheit die Steuerung ausführt, um alle Schaltelemente auf der Seite hohen Potentials und alle Schaltelemente auf der Seite tiefen Potentials AUS-zuschalten, ein Bremsstrom durch eine parasitäre Diode eines normalen Elements, das nicht an dem Kurzschluss leidet, aus den Schaltelementen auf der Seite tiefen Potentials, wobei er dann in das kurzgeschlossene Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials fließt. Im Ergebnis fließt der Bremsstrom in den U-, V- und W-Phasen nur in einer Richtung und zeigt folglich eine Halbwellenform.
Wenn im Gegensatz der Kurzschluss in irgendeinem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials des Inverters auftritt, erlauben die Schaltelemente auf der Seite hohen Potentials im EIN-Zustand einen bidirektionalen Stromfluss, falls die elektronische Steuereinheit die Steuerung gemäß dem Steuermuster nach 5 ausführt, um alle Schaltelemente auf der Seite tiefen Potentials AUS-zuschalten, während alle Schaltelemente auf der Seite hohen Potentials EIN-geschaltet werden, wobei folglich der Bremsstrom kontinuierlich erzeugt wird.
Weiterhin wird die Leistungsversorgung für den Inverter durch das AUS-Schalten des Leistungsversorgungsrelais unterbrochen. Im Ergebnis ist die Leistungsversorgungsleitung keinesfalls durch das kurzgeschlossene Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials und das in den EIN-Zustand gesteuerte Schaltelement auf der Seite hohen Potentials zum Massepunkt kurzgeschlossen.
Wenn weiterhin irgendeine Ansteuerleitung jeder Phase zur Leistungsversorgung kurzgeschlossen ist, erlauben die Schaltelemente auf der Seite hohen Potentials im EIN-Zustand einen bidirektionalen Stromfluss, falls die elektronische Steuereinheit eine Steuerung ausführt, um alle Schaltelemente auf der Seite tiefen Potentials AUSzuschalten, während alle Schaltelemente auf der Seite hohen Potentials EIN-geschaltet werden, wobei der Bremsstrom kontinuierlich erzeugt wird. Zusätzlich ist die Leistungsversorgungsleitung keinesfalls durch das Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials zum Massepunkt kurzgeschlossen.
Wenn irgendeine Ansteuerleitung jeder Phase zur Leistungsversorgung kurzgeschlossen ist, wird die Leistung zu der zu der Leistungsversorgung kurzgeschlossenen Ansteuerleitung zugeführt, selbst wenn die elektronische Steuereinheit eine Steuerung ausführt, um das Leistungsversorgungsrelais AUS-zuschalten, was es ungeachtet des Typs der Störung in dem ersten Energiezufuhrsystem möglich macht, sowohl das Leistungsversorgungsrelais EIN aufrechtzuerhalten als auch das Leistungsversorgungsrelais gleichmäßig AUS-zuschalten.
Wenn überdies irgendeine Ansteuerleitung jeder Phase geerdet ist, erlauben die Schaltelemente auf der Seite hohen Potentials im EIN-Zustand einen bidirektionalen Stromfluss, wenn die elektronische Steuereinheit eine Steuerung ausführt, um alle Schaltelemente auf der Seite tiefen Potentials AUS-zuschalten, während alle Schaltelemente auf der Seite hohen Potentials EIN-geschaltet werden. Im Ergebnis wird der Bremsstrom kontinuierlich erzeugt, wobei zusätzlich die Leistungsversorgung zum Inverter durch das AUS-Schalten des Leistungsversorgungsrelais unterbrochen wird. Folglich fließt kein Leistungsversorgungsstrom durch den geerdeten Abschnitt in den Massepunkt.
Wie oben beschrieben worden ist, steuert die elektronische Steuereinheit die Schaltelemente des Inverters in dem Energiezufuhrsystem, das an einer anormalen Energiezufuhr leidet, gemäß dem Steuermuster nach 5, um wenigstens eines von dem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und dem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials des Energiezufuhrsystems, das an der anormalen Energiezufuhr leidet, EIN-zuschalten, um den Impedanzunterschied zwischen den Phasen zu verringern.
Bei dieser Konfiguration kann ein kontinuierlicher Bremsstrom, keine Halbwelle, in dem Energiezufuhrsystem erzeugt werden, das an der anormalen Energiezufuhr leidet.
Dann ist zum Zeitpunkt des Ausführens einer Kompensationssteuerung, um eine Ausgabe von dem Inverter in dem normalen Energiezufuhrsystem zu korrigieren, um das Bremsdrehmoment aufzuheben, die Genauigkeit des Detektierens des Bremsstroms, der in jeder Phase fließt, erhöht. Im Ergebnis nimmt die Genauigkeit der Kompensationssteuerung zu.
Überdies kann im Vergleich dazu, wenn alle Schaltelemente auf der Seite hohen Potentials und alle Schaltelemente auf der Seite tiefen Potentials AUS-geschaltet sind und dann der Bremsstrom durch eine parasitäre Diode fließt, falls die Schaltelemente auf der Seite tiefen Potentials und das Schaltelement auf der Seite hohen Potentials gesteuert werden, um sie EIN-zuschalten, die Phase-zu-Phase-Impedanz mit einer kleinen Fluktuation verringert werden, wobei zusätzlich der erzeugte Bremsstrom durch die anormale Energiezufuhr wenig beeinflusst ist. Ebenfalls aufgrund der obigen Steuerung kann der Bremsstrom mit hoher Genauigkeit berechnet werden, wobei die Genauigkeit der Kompensationssteuerung zum Aufheben des Bremsdrehmoments erhöht ist.
Weiterhin wird ein kontinuierlicher Bremsstrom erzeugt, was es leichter macht, die Kompensationssteuerung für das Zielunterstützungsdrehmoment basierend auf dem Bremsstrom als auf dem Halbwellen-Bremsstrom auszuführen. Hierdurch kann ein Steuerprogramm vereinfacht werden. Folglich können Entwicklungskosten für das Steuerprogramm eingespart werden und kann die Kapazität des Steuerprogramms verringert werden, was zu einer Verringerung der Herstellungskosten führt.
Es wird angegeben, dass gemäß dem in 5 veranschaulichten Steuermuster die elektronische Steuereinheit 150 keine Steuerung ausführt, um das Schaltelement des kurzgeschlossenen Systems EIN-zuschalten. Wie in dem in 7 veranschaulichten Steuermuster kann die elektronische Steuereinheit 150 eine Steuerung ausführen, um alle Schaltelemente sowohl nicht nur des kurzgeschlossenen Systems als auch eines normalen Systems EIN-zuschalten.
Falls irgendeine Phasenansteuerleitung geerdet ist, wird weiterhin das Leistungsversorgungsrelais gesteuert, um es EIN-zuschalten, wobei hierdurch das Fließen eines Leistungsversorgungsstroms durch den geerdeten Abschnitt in den Massepunkt verhindert wird. Folglich kann die elektronische Steuereinheit 150 eine Steuerung gemäß dem Steuermuster nach 7 ausführen, um das Schaltelement auf der Seite hohen Potentials EIN-zuschalten und außerdem das Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials EIN-zuschalten.
Es wird angegeben, dass in den Steuermustern nach den 5 und 7 im Fall eines Kurzschlusses zur Versorgung irgendeiner Phasenansteuerleitung die gleiche EIN/AUS-Steuerung an dem Schaltelement und dem Leistungsversorgungsrelais ausgeführt wird.
Außerdem werden sogar in dem Fall des Anwendens des Steuermusters nach 7 ähnlich zu dem Fall des Steuerns der Schaltelemente gemäß dem Steuermuster nach 5 ähnlich vorteilhafte Funktionen und Wirkungen erreicht.
Falls in irgendeinem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials ein Kurzschluss auftritt und falls in irgendeinem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials ein Kurzschluss auftritt, führt die elektronische Steuereinheit 150 eine Steuerung wie in dem Steuermuster nach 8 aus, um die Schaltelemente in dem kurzgeschlossenen System EIN-zuschalten und außerdem die Schaltelemente in dem normalen System AUS-zuschalten.
Falls die elektronische Steuereinheit die Steuerung ausführt, um die Schaltelemente in dem normalen System AUS-zuschalten, kann das in den AUS-Zustand gesteuerte Schaltelement verhindern, dass ein Leistungsversorgungsstrom in den Massepunkt fließt. Ungeachtet dessen, ob das Leistungsversorgungsrelais EIN- oder AUS-geschaltet ist, können ähnliche vorteilhafte Funktionen und Wirkungen erhalten werden.
Falls wie in dem Steuermuster nach 8 irgendeine Phasenansteuerleitung geerdet ist, kann die elektronische Steuereinheit 150 weiterhin eine Steuerung ausführen, um das Schaltelement auf der Seite hohen Potentials AUS-zuschalten und das Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials EIN-zuschalten. In diesem Fall kann das in den AUS-Zustand gesteuerte Schaltelement auf der Seite hohen Potentials verhindern, dass ein Leistungsversorgungsstrom in den Massepunkt fließt. Folglich können ungeachtet dessen, ob das Leistungsversorgungsrelais EIN- oder AUS-geschaltet ist, ähnliche vorteilhafte Funktionen und Wirkungen erhalten werden.
Mit anderen Worten, das Steuermuster nach 8 ist auf eine Ansteuerschaltung anwendbar, die nicht mit dem Leistungsversorgungsrelais ausgerüstet ist, das die Leistungszufuhr zu dem Inverter unterbricht.
Hier wird in den Steuermustern nach den 5, 7 und 8 in dem Fall des Kurzschlusses zur Versorgung irgendeiner Phasenansteuerleitung die gleiche EIN/AUS-Steuerung an dem Schaltelement und dem Leistungsversorgungsrelais ausgeführt. Selbst gemäß dem Steuermuster nach 8 kann die elektronische Steuereinheit 150 eine Steuerung ausführen, um im Fall eines Kurzschlusses zur Versorgung das Leistungsversorgungsrelais entweder EIN- oder AUS-zuschalten.
Spezifischer kann sowohl gemäß dem Steuermuster nach 8 als auch gemäß dem Steuermuster nach den 5 oder 7 ein kontinuierlicher Bremsstrom erzeugt werden. Zusätzlich werden die vorteilhafte Funktion und Wirkung erreicht, dass ein Bremsstrom gemäß dem Störungstyp weniger fluktuiert und dass es außerdem ungeachtet des Störungstyps keine Notwendigkeit gibt, eine Störungssteuerung an dem Leistungsversorgungsrelais auszuführen.
Es wird angegeben, dass die Steuermuster nach den 5, 7 und 8 geeignet kombiniert werden können, um eine Steuerung z. B. für alle Typen einer Störung auszuführen, um das Schaltelement auf der Seite hohen Potentials EIN-zuschalten und das Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials AUS-zuschalten, oder um eine Steuerung für alle Typen einer Störung außer einem Kurzschluss zur Versorgung auszuführen, um das Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials EIN-zuschalten und das Schaltelement auf der Seite hohen Potentials AUS-zuschalten.
Gemäß den Steuermustern nach den 7 und 8 führt die elektronische Steuereinheit 150 überdies eine Steuerung aus, um alle Schaltelemente auf der Seite hohen Potentials oder tiefen Potentials einschließlich des kurzgeschlossenen Schaltelements EIN-zuschalten. Die elektronische Steuereinheit kann jedoch die Steuerung, um alle Schaltelemente außer dem kurzgeschlossenen Schaltelement EIN-zuschalten, ausführen, während sie das kurzgeschlossene Schaltelement AUS-schaltet.
Im Schritt S507 des in 4 veranschaulichten Ablaufplans steuert die elektronische Steuereinheit 150 gemäß dem Muster nach den 5, 7 oder 8 die Schaltelemente in einen vorgegebenen Zustand, wobei sie dann zum Schritt S508 weitergeht, um ein in dem ersten Energiezufuhrsystem erzeugtes Bremsdrehmoment basierend auf der Drehzahl des Elektromotors 130 zu berechnen.
Es kann z. B. die folgende Konfiguration angewendet werden. Das heißt, es wird eine Tabelle zum Umsetzen der Drehzahl des Elektromotors 130 in ein Bremsdrehmoment geschaffen, wobei die elektronische Steuereinheit 150 basierend auf der Tabelle ein Bremsdrehmoment berechnet, das einer fraglichen Motordrehzahl entspricht.
Hier wird durch das Steuern des Schaltelements mit der elektronischen Steuereinheit 150 im Schritt S507 ein kontinuierlicher Bremsstrom erzeugt, wobei hierdurch die Genauigkeit des Berechnens eines Bremsdrehmoments basierend auf der Motordrehzahl im Vergleich zu dem Halbwellen-Bremsstrom erhöht wird.
Zusätzlich führt die elektronische Steuereinheit 150 im Schritt S507 die EIN/AUS-Steuerung an den Schaltelementen aus, wodurch sich die Phase-zu-Phase-Impedanz mit geringer Fluktuation verringert und der Bremsstrom in Abhängigkeit von dem Typ der Störung weniger variiert. Diese Steuerung erhöht außerdem die Genauigkeit des Berechnens des Bremsdrehmoments basierend auf der Motordrehzahl.
Nach dem Berechnen des Bremsdrehmoments im Schritt S508 geht die elektronische Steuereinheit 150 zum Schritt S509 weiter, um das im Schritt S501 berechnete Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment und ein Bremsdrehmoment des ersten Energiezufuhrsystems zu addieren, wobei sie dann das Ergebnis als ein endgültiges Zielunterstützungsdrehmoment festlegt.
Mit anderen Worten, selbst wenn das im Schritt S501 berechnete Zielunterstützungsdrehmoment durch das Steuern der Energiezufuhr zu dem zweiten Energiezufuhrsystem erzeugt wird, ist ein tatsächliches Motordrehmoment um das in dem ersten Energiezufuhrsystem erzeugte Bremsdrehmoment verringert.
Im Hinblick auf das Obige wird das Zielunterstützungsdrehmoment im Voraus um das Bremsdrehmoment vergrößert, wodurch ein Soll-Zielunterstützungsdrehmoment tatsächlich erzeugt werden kann.
Selbst wenn eine anormale Energiezufuhr entweder im ersten Energiezufuhrsystem oder im zweiten Energiezufuhrsystem auftritt und ein Bremsdrehmoment in dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, erzeugt wird, kann folglich ein Soll-Unterstützungsdrehmoment oder sein Äquivalent erzeugt werden, um die Verringerung der Lenksteuerungsleistung aufgrund der anormalen Energiezufuhr zu vermeiden.
Es wird angegeben, dass die elektronische Steuereinheit 150 eine Korrektur ausführen kann, um das im Schritt S508 berechnete Bremsdrehmoment zu verringern, und dann das verringerte Bremsdrehmoment zu dem im Schritt S501 berechneten Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment hinzufügen kann. Außerdem ist es in diesem Fall möglich, die Verringerung des Motordrehmoments zu unterdrücken, die bei dem in dem ersten Energiezufuhrsystem erzeugten Bremsdrehmoment auftritt.
Als Nächstes geht die elektronische Steuereinheit 150 zum Schritt S510 weiter, um die PWM-Steuerung an dem Schaltelement im zweiten Inverter 1B im zweiten Energiezufuhrsystem basierend auf dem im Schritt S509 festgelegten Zielunterstützungsdrehmoment auszuführen.
Mit anderen Worten, falls in dem ersten Energiezufuhrsystem irgendeine Störung auftritt, wird die PWM-Steuerung an dem ersten Inverter 1A des ersten Energiezufuhrsystems ausgesetzt und wird das Auslastungsverhältnis der PWM-Steuerung in jedem Schaltelement in dem zweiten Inverter 1B gesteuert, so dass ein Strom in jede Spule des zweiten Spulensatzes 2B auf dem d-Achsen-Strombefehlswert I_d* und dem q-Achsen-Strombefehlswert I_q* entsprechend dem Zielunterstützungsdrehmoment fließt.
Andererseits geht die elektronische Steuereinheit 150 nach dem Bestimmen im Schritt S503, dass irgendeine Störung in dem zweiten Energiezufuhrsystem auftritt, zum Schritt S511 weiter. Ähnlich zum Schritt S507 steuert die elektronische Steuereinheit gemäß dem in den 5, 7 oder 8 veranschaulichten Steuermuster jedes Schaltelement des zweiten Inverters 1B in dem zweiten Energiezufuhrsystem, um wenigstens eines von dem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und dem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials in dem zweiten Inverter 1B EIN-zuschalten.
Dann geht die elektronische Steuereinheit 150 zum Schritt S512 weiter, um ein in dem zweiten Energiezufuhrsystem erzeugtes Bremsdrehmoment basierend auf der Motordrehzahl zu berechnen, und um in einem folgenden Schritt S513 eine Korrektur auszuführen, um das Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment gemäß dem im zweiten Energiezufuhrsystem erzeugten Bremsdrehmoment zu vergrößern und hierdurch das Ergebnis als ein endgültiges Zielunterstützungsdrehmoment festzulegen.
Überdies führt die elektronische Steuereinheit 150 im Schritt S514 die PWM-Steuerung an dem Schaltelement des ersten Inverters 1A in dem ersten Energiezufuhrsystem gemäß dem im Schritt S513 festgelegten Zielunterstützungsdrehmoment aus.
Nach dem Bestimmen im Schritt S506, dass sowohl in dem zweiten Energiezufuhrsystem als auch in dem ersten Energiezufuhrsystem irgendeine Störung auftritt, geht die elektronische Steuereinheit 150 überdies zum Schritt S515 weiter, um die Steuerung auszuführen, um alle Schaltelemente des ersten Inverters 1A und alle Schaltelemente des zweiten Inverters 1B AUS-zuschalten, und zusätzlich beide Leistungszufuhrrelais 304A und 304B AUS-zuschalten und hierdurch das Ansteuern des Elektromotors 130 zu stoppen.
9 ist eine schematische graphische Darstellung, die die Korrelation zwischen dem Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment und dem Zielunterstützungsdrehmoment, das zwischen dem ersten Energiezufuhrsystem und dem zweiten Energiezufuhrsystem in zwei Mustern verteilt ist, veranschaulicht: den Fall, in dem das erste Energiezufuhrsystem und das zweite Energiezufuhrsystem beide normal arbeiten, und den Fall, in dem in dem ersten Energiezufuhrsystem irgendeine Störung auftritt.
Wie in 9 veranschaulicht ist, ist, falls sowohl das erste Energiezufuhrsystem als auch das zweite Energiezufuhrsystem normal arbeiten, ein halb des Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoments dem ersten Energiezufuhrsystem und das verbleibende dem zweiten Energiezufuhrsystem zugewiesen, so dass das durch das Steuern der Energiezufuhr zu dem ersten Energiezufuhrsystem erzeugte Motordrehmoment und das durch das Steuern der Energiezufuhr zu dem zweiten Energiezufuhrsystem erzeugte Motordrehmoment zu dem Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment summiert werden können.
Falls z. B. andererseits in dem ersten Energiezufuhrsystem die anormale Energiezufuhr auftritt, wird das Ansteuern des Motors mit dem ersten Energiezufuhrsystem ausgesetzt, wobei aber ein Bremsdrehmoment als ein negatives Drehmoment in dem ersten Energiezufuhrsystem erzeugt wird. Folglich legt die elektronische Steuereinheit die Gesamtsumme aus dem Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment und dem Absolutwert des Bremsdrehmoments als das Zielunterstützungsdrehmoment für das zweite Energiezufuhrsystem fest. Die elektronische Steuereinheit veranlasst das zweite Energiezufuhrsystem, den Motor anzusteuern, um ein Motordrehmoment, das dem Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment entspricht, und ein Drehmoment, das ausreichend ist, um das Bremsdrehmoment aufzuheben, zu erzeugen.
Hier erzeugt in der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 100 der Elektromotor 130 in einigen Fällen, wie z. B. dem Drehen des Lenkrads zurück zu der neutralen Position, absichtlich eine Bremskraft, d. h., ein negatives Drehmoment.
10 ist eine schematische graphische Darstellung, die die Korrelation zwischen dem Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment und dem Zielunterstützungsdrehmoment, das zwischen dem ersten Energiezufuhrsystem und dem zweiten Energiezufuhrsystem verteilt ist, in dem Fall, in dem der Elektromotor 130 absichtlich eine Bremskraft erzeugt, veranschaulicht.
Wenn der Elektromotor 130 eine Bremskraft erzeugt, ist das Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment als ein negatives Drehmoment festgelegt. Falls das erste Energiezufuhrsystem und das zweite Energiezufuhrsystem normal arbeiten, ist ein halb des Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoments dem ersten Energiezufuhrsystem und das verbleibende dem zweiten Energiezufuhrsystem zugewiesen, so dass ein negatives Motordrehmoment, das durch das Steuern der Energiezufuhr zu dem ersten Energiezufuhrsystem erzeugt wird, und ein negatives Motordrehmoment, das durch das Steuern der Energiezufuhr zu dem zweiten Energiezufuhrsystem erzeugt wird, zu dem Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment summiert werden können.
Falls andererseits z. B. irgendeine Störung im ersten Energiezufuhrsystem auftritt, wird das Ansteuern des Motors mit dem ersten Energiezufuhrsystem ausgesetzt, wobei aber das erste Energiezufuhrsystem eine Bremskraft als ein negatives Drehmoment erzeugt. Folglich ist das Zielbremsdrehmoment um das in dem ersten Energiezufuhrsystem erzeugte Bremsdrehmoment verringert, wobei das Ergebnis als das Zielbremsdrehmoment festgelegt wird, das durch das Ansteuern des Motors mit dem zweiten Energiezufuhrsystem zu erzeugen ist. Die elektronische Steuereinheit führt eine Steuerung aus, so dass das in dem ersten Energiezufuhrsystem erzeugte Bremsdrehmoment und das durch das Ansteuern des Motors mit dem zweiten Energiezufuhrsystem absichtlich erzeugte Bremsdrehmoment zu dem Zielbremsdrehmoment summiert werden.
Es wird angegeben, dass, um eine derartige Situation zu vermeiden, dass, wenn der Elektromotor 130 eine Bremskraft erzeugt, aufgrund eines Fehlers beim Berechnen eines in dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, erzeugten Bremsdrehmoments ein Bremsdrehmoment übermäßig erzeugt wird, ein in dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, erzeugtes Berechnungsergebnis des Bremsdrehmoments korrigiert wird, um es zu vergrößern. Das vergrößerte Bremsdrehmoment wird von der Gesamtsumme abgezogen. Das Ergebnis kann als ein Zielbremsdrehmoment für ein normales Energiezufuhrsystem verwendet werden.
Wie in 11 veranschaulicht ist, kann das Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment in den Fällen, in denen sowohl das erste Energiezufuhrsystem als auch das zweite Energiezufuhrsystem normal arbeiten und in denen entweder das erste Energiezufuhrsystem oder das zweite Energiezufuhrsystem an irgendeiner Störung leidet, verschieden sein.
In dem in 11 veranschaulichten Beispiel legt die elektronische Steuereinheit das Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment, wenn entweder das erste Energiezufuhrsystem oder das zweite Energiezufuhrsystem an irgendeiner Störung leidet, als ein halb des Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoments, wenn sowohl das erste Energiezufuhrsystem als auch das zweite Energiezufuhrsystem normal arbeiten, fest.
Falls das erste Energiezufuhrsystem an irgendeiner Störung leidet, definiert die elektronische Steuereinheit die Gesamtsumme aus der Hälfte des unter der normalen Bedingung erhaltenen Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoments und dem Absolutwert des in dem ersten Energiezufuhrsystem erzeugten Bremsdrehmoments als das Zielunterstützungsdrehmoment für das zweite Energiezufuhrsystem.
Es wird angegeben, dass in der Konfiguration, in der das Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment, wenn entweder das erste Energiezufuhrsystem oder das zweite Energiezufuhrsystem an irgendeiner Störung leidet, niedriger als das Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoment, wenn sowohl das erste Energiezufuhrsystem als auch das zweite Energiezufuhrsystem normal arbeiten, festgelegt ist, die Verringerungsrate des Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoments nicht auf ein halb des unter der normalen Bedingung erhaltenen Drehmoments begrenzt ist, wobei sie selbstverständlich beliebig bestimmt werden kann.
Überdies ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Konfiguration eingeschränkt, dass, falls sowohl das erste Energiezufuhrsystem als auch das zweite Energiezufuhrsystem normal arbeiten, das Zielunterstützungsdrehmoment für das erste Energiezufuhrsystem und das für das zweite Energiezufuhrsystem auf den gleichen Wert gesetzt sind. Anstelle dieser Konfiguration ist es möglich, das Zielunterstützungsdrehmoment des Systems, das bei dem Start die Anfangsdiagnose vor dem anderen abgeschlossen hat, zu erhöhen oder das Verteilungsverhältnis des Gesamt-Zielunterstützungsdrehmoments gemäß den Temperaturniveaus des ersten Inverters 1A und des zweiten Inverters 1B zu ändern.
Die vorliegende Erfindung ist oben auf der Grundlage der bevorzugten Ausführungsformen ausführlich beschrieben worden, wobei es aber offensichtlich ist, dass ein Fachmann auf dem Gebiet verschiedene Modifikationen innerhalb der technischen Grundideen und der Lehren der vorliegenden Erfindung ausführen kann.
In dem veranschaulichten Beispiel der Schaltungskonfigurationen nach 2 sind die Stromsensoren 301A und 301B zum Detektieren des Ansteuerstroms für den Elektromotor 130 zwischen dem Massepunkt und den Sources der Halbleiterschalter UL, VL und WL auf der Seite tiefen Potentials im ersten Inverter 1A und im zweiten Inverter 1B vorgesehen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration eingeschränkt.
Wie in 12 veranschaulicht ist, ist es z. B. möglich, sowohl die Stromsensoren 301UA, 301VA, 301WA, 301UB, 301VB und 301WB in den Ansteuerleitungen, die zwischen den drei Phasenspulen U, V und W und den Verbindungspunkten zwischen den Halbleiterschaltern UL, VL und WL auf der Seite tiefen Potentials und den Halbleiterschaltern UH, VH und WH auf der Seite hohen Potentials verbinden, vorzusehen als auch die Stromsensoren 301NUA, 301NVA, 301NWA, 301NUB, 301NVB und 301NWB zwischen den drei Phasenspulen U, V und W und dem neutralen Punkt vorzusehen.
Falls die Stromsensoren 301UA, 301VA, 301WA, 301UB, 301VB und 301WB oder die Stromsensoren 301NUA, 301NVA, 301NWA, 301NUB, 301NVB und 301NWB vorgesehen sind, kann ein Strom direkt in dem Weg detektiert werden, durch den ein Bremsstrom fließt. Die elektronische Steuereinheit 150 berechnet das Bremsdrehmoment basierend auf dem detektierten Bremsstrom in den Schritten S508 und S512 in dem Ablaufplan nach 4.
Außerdem wird in dem Fall des Detektierens eines Bremsstroms mit dem Stromsensor wie oben ein kontinuierlicher Bremsstrom und keine Halbwelle durch die Verarbeitung in den Schritten S507 und S511 erzeugt, um dadurch die Kompensationssteuerung für das Zielunterstützungsdrehmoment basierend auf dem detektierten Bremsstrom zu fördern. Hierdurch kann ein Steuerprogramm vereinfacht werden. Folglich können die Entwicklungskosten für das Steuerprogramm eingespart werden und kann die Kapazität des Steuerprogramms verringert werden, was zu einer Verringerung der Herstellungskosten führt.
Der obige Ansteuer-Controller und das obige Ansteuer-Steuerverfahren sind sowohl auf einen Elektromotor, bei dem die drei Phasenspulen U, V und W mittels einer Deltaschaltung verbunden sind und der Elektromotor 130 die drei Phasenspulen U, V und W verschiedener Phasen aufweist, als auch auf einen Elektromotor 130, der die drei Phasenspulen U, V und W in Sternschaltung aufweist, anwendbar.
Weiterhin kann das Leistungsversorgungsrelais in jeder Ansteuerleitung vorgesehen sein, die zwischen den Verbindungspunkten zwischen den Halbleiterschaltern UL, VL und WL auf der Seite tiefen Potentials und den Halbleiterschaltern UH, VH und WH auf der Seite hohen Potentials und den drei Phasenspulen U, V und W verbindet.
Überdies sind der obige Ansteuer-Controller und das obige Ansteuer-Steuerverfahren ebenso auf einen Elektromotor, der mit drei oder mehr Spulensätzen, die die drei Phasenspulen U, V und W enthalten, und drei oder mehr Invertern zum Ansteuern der jeweiligen Spulensätze ausgerüstet ist, d. h., auf einen Elektromotor, der mit drei oder mehr Energiezufuhrsystemen ausgerüstet ist, anwendbar.
Bezugszeichenliste

1A: erster Inverter
1B: zweiter Inverter
2A: erster Spulensatz
2B: zweiter Spulensatz
3: Zielstromwert-Berechnungseinheit
4: Ausgangsspannungs-Berechnungseinheit
5: Motordrehzahl-Berechnungseinheit
6: Zielunterstützungsdrehmoment-Berechnungseinheit
7A: erste Ausgangsauslastungs-Berechnungseinheit
7B: zweite Ausgangsauslastungs-Berechnungseinheit
8A: erste Zwei-zu-Dreiphasen-Umsetzungseinheit
8B: zweite Zwei-zu-Dreiphasen-Umsetzungseinheit
9A: erste Totzeit-Kompensationseinheit
9B: zweite Totzeit-Kompensationseinheit
11: Drei-zu-Zweiphasen-Umsetzungseinheit
130: Elektromotor
150: elektronische Steuereinheit
301A, 301B: Stromsensor
302: Mikrocomputer
304A, 304B: Stromversorgungsrelais
307A, 307B: Spannungsüberwachungsschaltung
UHA, VHA, WHA, UHB, VHB, WHB: Schaltelement auf der Seite hohen Potentials
ULA, VLA, WLA, ULB, VLB, WLB: Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials

Claims

Ansteuer-Controller für einen Elektromotor, der mit mehreren Energiezufuhrsystemen ausgerüstet ist, die aus mehreren Spulen, die mehreren Phasen entsprechen, und einem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und einem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials, von denen beide in jeder der Phasen vorgesehen sind, bestehen, wobei der Ansteuer-Controller umfasst: eine erste Steuereinheit, die konfiguriert ist, um eine Steuerung auszuführen, um wenigstens eines von dem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und dem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials in einem ausgefallenen Energiezufuhrsystem von den Energiezufuhrsystemen, das die anormale Energiezufuhr einschließt, dass ein Potential der Spule ein Leistungsversorgungspotential oder ein Massepotential erreicht, EIN-zuschalten, um eine Phase-zu-Phase-Impedanz zu verringern; und eine zweite Steuereinheit, die konfiguriert ist, einen Ausgang eines normalen Energiezufuhrsystems von den Energiezufuhrsystemen, das nicht an der anormalen Energiezufuhr leidet, basierend auf einem in dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, erzeugten Drehmoment zu steuern.
Ansteuer-Controller für einen Elektromotor nach Anspruch 1, wobei die erste Steuereinheit eine Steuerung ausführt, um das Schaltelement auf der Seite hohen Potentials in jeder der Phasen in dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, dass das Potential der Spule das Leistungsversorgungspotential erreicht, EIN-zuschalten.
Ansteuer-Controller für einen Elektromotor nach Anspruch 1, wobei die erste Steuereinheit die Leistungszufuhr zu dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, dass das Potential der Spule das Leistungsversorgungspotential erreicht, unterbricht und eine Steuerung ausführt, um das Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials in jeder der Phasen des Energiezufuhrsystems, das die anormale Energiezufuhr einschließt, dass das Potential der Spule das Leistungsversorgungspotential erreicht, EIN-zuschalten.
Ansteuer-Controller für einen Elektromotor nach Anspruch 1, wobei die erste Steuereinheit die Steuerung ausführt, um das Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials in jeder der Phasen des Energiezufuhrsystems, das die anormale Energiezufuhr einschließt, dass das Potential der Spule das Massepotential erreicht, EIN-zuschalten.
Ansteuer-Controller für einen Elektromotor nach Anspruch 1, wobei die erste Steuereinheit die Leistungszufuhr zu dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, dass das Potential der Spule das Massepotential erreicht, unterbricht und eine Steuerung ausführt, um das Schaltelement auf der Seite hohen Potentials in jeder der Phasen in dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr aufweist, dass das Potential der Spule das Massepotential erreicht, EIN-zuschalten.
Ansteuer-Controller für einen Elektromotor nach Anspruch 1, wobei die zweite Steuereinheit eine manipulierte Variable des Energiezufuhrsystems, das nicht an der anormalen Energiezufuhr leidet, gemäß einer Drehzahl des Elektromotors festlegt.
Ansteuer-Controller für einen Elektromotor nach Anspruch 1, der ferner eine Stromdetektionseinheit umfasst, die konfiguriert ist, einen Stromwert in jeder der Phasen oder einen Stromwert an einem neutralen Punkt zu detektieren, und der in jedem der Energiezufuhrsysteme vorgesehen ist, wobei die zweite Steuereinheit eine manipulierte Variable des Energiezufuhrsystems, das nicht an der anormalen Energiezufuhr leidet, basierend auf einem Stromwert in dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, der durch die Stromdetektionseinheit detektiert wird, festlegt.
Ansteuer-Controller für einen Elektromotor nach Anspruch 1, wobei die erste Steuereinheit die Steuerung ausführt, um wenigstens eines von dem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und dem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials in einer Phase, die von einer Phase, die die anormale Energiezufuhr einschließt, verschieden ist, EIN-zuschalten.
Ansteuer-Controller für einen Elektromotor nach Anspruch 1, wobei die zweite Steuereinheit eine Ausgabe des Energiezufuhrsystems, das nicht an der anormalen Energiezufuhr leidet, steuert, so dass alle Energiezufuhrsysteme das gleiche im Elektromotor erzeugte Drehmomentniveau wie das erreichen können, wenn die anormale Energiezufuhr nicht auftritt.
Ansteuer-Controller für einen Elektromotor nach Anspruch 1, wobei die zweite Steuereinheit eine Ausgabe des Energiezufuhrsystems, das nicht an der anormalen Energiezufuhr leidet, steuert, so dass alle Energiezufuhrsysteme ein Zieldrehmoment erzeugen können, das von dem verschieden ist, wenn die anormale Energiezufuhr nicht auftritt.
Ansteuer-Steuerverfahren für einen Elektromotor, der mit mehreren Energiezufuhrsystemen ausgerüstet ist, die aus Spulen, die mehreren Phasen entsprechen, und einem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und einem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials, von denen beide in jeder der Phasen vorgesehen sind, bestehen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Detektieren eines Auftretens einer anormalen Energiezufuhr, dass ein Potential der Spule ein Leistungsversorgungspotential oder ein Massepotential erreicht; Ausführen einer Steuerung, um wenigstens eines von dem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und dem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials in einem ausgefallenen Energiezufuhrsystem von den Energiezufuhrsystemen, das die anormale Energiezufuhr einschließt, EIN-zuschalten, um eine Phase-zu-Phase-Impedanz zu verringern; und Steuern eines Ausgangs eines normalen Energiezufuhrsystems von den Energiezufuhrsystemen, das nicht an der anormalen Energiezufuhr leidet, basierend auf einem in dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, erzeugten Drehmoment.
Ansteuer-Steuerverfahren für einen Elektromotor nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Ausführens der Steuerung, um wenigstens eines von dem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und dem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials EIN-zuschalten, den Schritt des Ausführens einer Steuerung enthält, um das Schaltelement auf der Seite hohen Potentials in jeder der Phasen in dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, dass das Potential der Spule das Leistungsversorgungspotential erreicht, EIN-zuschalten.
Ansteuer-Steuerverfahren für einen Elektromotor nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Ausführens der Steuerung, um wenigstens eines von dem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und dem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials EIN-zuschalten, die Schritte enthält: Unterbrechen der Leistungszufuhr zu dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, dass das Potential der Spule das Leistungsversorgungspotential erreicht; und Ausführen einer Steuerung, um das Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials in jeder der Phasen in dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, dass das Potential der Spule das Leistungsversorgungspotential erreicht, EIN-zuschalten.
Ansteuer-Steuerverfahren für einen Elektromotor nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Ausführens der Steuerung, um wenigstens eines von dem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und dem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials EIN-zuschalten, den Schritt des Ausführens einer Steuerung enthält, um das Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials in jeder der Phasen in dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, dass das Potential der Spule das Massepotential erreicht, EIN-zuschalten.
Ansteuer-Steuerverfahren für einen Elektromotor nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Ausführens der Steuerung, um wenigstens eines von dem Schaltelement auf der Seite hohen Potentials und dem Schaltelement auf der Seite tiefen Potentials EIN-zuschalten, die Schritte enthält: Unterbrechen der Leistungszufuhr zu dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, dass das Potential der Spule das Massepotential erreicht; und Ausführen einer Steuerung, um das Schaltelement auf der Seite hohen Potentials in jeder der Phasen in dem Energiezufuhrsystem, das die anormale Energiezufuhr einschließt, dass das Potential der Spule das Massepotential erreicht, EIN-zuschalten.