DE102005020620A1

DE102005020620A1 - Motorsteuereinrichtung

Info

Publication number: DE102005020620A1
Application number: DE102005020620A
Authority: DE
Inventors: Takayuki Kifuku; Katsuhiko Ohmae
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2005-05-03
Publication date: 2006-03-30
Also published as: CN1747313A; KR100673740B1; KR20060044678A; FR2875346B1; JP2006081346A; JP3931184B2; FR2875346A1; CN100377490C; US7019486B1; US20060055365A1

Abstract

Eine Steuereinrichtung eines Motors, verwendet z. B. in einer elektrischen Servolenkungssteuerung eines Fahrzeugs, muss den Betrieb davon überwachen, um eine derartige Verarbeitung auszuführen, wie einen Stopp der Steuerung ohne Verzögerung bei Erfassung eines Fehlers. Konventionelle Überwachungseinrichtungen haben jedoch einen Nachteil, dass sie eine lange Zeitperiode der Erfassung brauchen oder nicht in der Lage sind, einen Fehler von keiner Ausgabe zu erfassen. Es wird eine Dreiphasen-Inverterschaltung 52 mit einer im wesentlichen konstanten Betriebsperiode eingesetzt. Der Inverter 52 gibt eine Ausgangswellenform auch in dem Moment aus, wenn der Motor 2 nicht angesteuert wird. Es ist eine Inverterperiodenüberwachungsschaltung 555 vorgesehen, um eine Periode der Ausgangswellenform zu überwachen. Wenn die Periode dazu kommt, im Vergleich zu einer Trägerperiode des Inverters zu groß oder zu klein zu sein, wird ein Alarm ausgegeben und die Steuerung des Inverters wird gestoppt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorsteuereinrichtung, und genauer auf eine Steuereinrichtung eines Motors, die handelt, bei Ansteuerung eines Lenkrades eines Fahrzeugs zu unterstützen.

In der Beschreibung wird hierin nachstehend eine elektrische Lenkeinrichtung als ein Beispiel genommen, die eine unterstützende Leistung einer Lenkeinrichtung eines Fahrzeugs hinzufügt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine Lenkeinrichtung begrenzt, sondern kann allgemein auf eine Steuereinrichtung angewendet werden, die funktioniert, einen elektrischen Motor mit einem Inverter von einer Gleichstromenergieversorgung anzusteuern.

Bezüglich einer elektrischen Servolenkeinrichtung von Fahrzeugen wird vorausgesehen, dass das Auftreten eines Fehlers in der Steuereinrichtung eines Motors während des Betriebs (allgemein wird ein Inverter verwendet) unverzüglich gefähr liche Situationen hervorruft, sodass es wünschenswert ist, den Fehler so bald wie möglich zu erfassen, z.B. innerhalb eines Zyklus des Inverters.

Die folgende Motorsteuereinrichtung wird in dem japanischen Patent Nr. 2501030 offenbart. Mit Bezug auf 1 und 3(b) dieses japanischen Patentes wird eine Anschlussspannung eines Motors, der durch einen Inverter anzusteuern ist, überwacht, und ferner wird mit Bezug auf 1 und 3(a) ein Ansteuersignal eines Schaltelementes, das den Motor ansteuert, überwacht. In dieser Motorsteuereinrichtung wird, wenn sich der Zustand von jenem Inverter und Schaltelement, die den Motor ansteuern, für nicht weniger als eine vorbestimmte Zeitperiode fortsetzt, ein Fehler bestimmt, und die Einspeisung elektrischer Energie zu der Motoransteuerschaltung wird unterbrochen.

In der Technik dieses japanischen Patentes Nr. 251030 wird ein Ausgangszustand nur wenn eine Ansteuerschaltung Ausgaben durchführt überwacht, sodass ein Zustand keiner Ausgabe nicht bestimmt wird, anomal zu sein. Die Störung, dass eine Ansteuerschaltung Ausgaben nicht durchführen kann, findet jedoch relativ häufig als ein Modus von Störungen statt. Deshalb kann nicht gesagt werden, dass diese Motorsteuereinrichtung verschiedene Störungen mit Genauigkeit erfasst, wobei so ein Nachteil dadurch existiert, dass diese Einrichtung im praktischen Gebrauch nicht immer von Nutzen ist.

In dem Fall außerdem, wo eine Ansteuerschaltung fortsetzt, Ausgaben für eine lange Zeitperiode durchzuführen, was während tatsächlichem Fahren stattfindet, gibt es manchmal den Fall, dass ein Rückführungsdrehmoment jederzeit auf ein Lenkrad ausgeübt wird, zum Beispiel als ein Ergebnis eines Laufens bei hoher Geschwindigkeit in einem kreisförmigen Testkurs. Um die Fehlfunktion in einem derartigen Fall zu verhin dern, ist es notwendig, eine Zeitperiode, in der ein Fehler bestimmt wird, einzustellen, eher lang zu sein. Folglich gibt es einen weiteren Nachteil dadurch, dass es eine lange Zeitperiode braucht, um den Fehler zu bestimmen.

Des weiteren zeigt die Motorsteuereinrichtung, die in dem erwähnten japanischen Patent Nr. 2501030 offenbart wird, nur den Fall, wo eine Ansteuerschaltung ein Einphasen-Inverter ist. Somit gibt es noch einen weiteren Nachteil dadurch, dass diese Ansteuerschaltung in dem Fall eines Dreiphasen- oder Vielphasen-Inverters nicht immer effektiv ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Da die erwähnte konventionelle Motorsteuereinrichtung wie oben beschrieben angeordnet ist, gibt es ein Problem dadurch, dass Fehler in dem Fall eines derartigen Typs einer Störung, dass keine Ausgabe von einer Ansteuervorrichtung zu einem Motor gesendet wird, oder in dem Fall, wo eine Ausgangsspannung von einer Motoransteuerschaltung wegen einem Erdungsfehler oder einem Kurzschlussfehler in dem internen Teil des Motors oder in einer Verdrahtung zu dem Motor auf L-Pegel fixiert ist, nicht erfasst werden können. Außerdem gibt es ein anderes Problem dadurch, dass das Anwendungsverfahren in dem Fall, wo eine Ansteuerschaltung ein Dreiphasen-Inverter ist, nicht gezeigt wird. Ein weiteres Problem gibt es dadurch, dass es eine lange Zeitperiode braucht, um einen Fehler zu bestimmen.

Die Erfindung wurde unternommen, um die oben erörterten Probleme zu lösen, und hat ein Ziel einer Erhaltung einer Motorsteuereinrichtung, in der eine Ansteuerschaltung ein Dreiphasen-Inverter ist, der in einer im wesentlichen konstanten Periode arbeitet, und die mit einer Überwachungsschaltung versehen ist, die zum Erfassen eines Fehlers sogar in dem Fall eines derartigen Typs einer Störung, dass keine Ausgabe von einer Ansteuervorrichtung zu einem Motor gesendet wird, oder in dem Fall, wo eine Ausgangsspannung von einer Motoransteuerschaltung wegen einem Erdungsfehler oder einem Kurzschlussfehler in dem internen Teil des Motors oder in einer Verdrahtung zu dem Motor auf L-Pegel fixiert ist, fähig ist.

Die Erfindung hat ein weiteres Ziel einer Erhaltung einer Motorsteuereinrichtung, die die Bestimmung eines Fehlers in einer kurzen Zeitperiode, z.B. ungefähr eine Periodendauer eines Inverters, ermöglicht.

Eine Motorsteuereinrichtung gemäß der Erfindung inkludiert:
einen Vielphasen-Inverter von nicht weniger als drei Phasen, der mit einer Gleichstromenergieversorgung mit einer Spannung H eines Fahrzeugs verbunden ist, und eine PWM-Operation durchführt, die in einem vorbestimmten Bereich eines Ausgangstastverhältnisses (relativen Einschaltdauer) in einer im wesentlichen konstanten Trägerperiode gesteuert wird, wodurch eine Periode existiert, in der alle Spannungen einer Ausgangsphase dazu kommen, 0 in Synchronisation oder H in Synchronisation während einer Periodendauer zu sein;
eine Inverterperiodenüberwachungsschaltung, die eine Periodendauer einer Ausgangsspannungswellenform des erwähnten Inverters überwacht, und die eine Störung des erwähnten Inverters bestimmt und ein Signal ausgibt, wenn die erwähnte Periodendauer dazu kommt, nicht kleiner als eine vorbestimmte Vergrößerung oder nicht größer als eine vorbestimmte Vergrößerung in Bezug auf die erwähnte Trägerperiode zu sein; und
eine Alarmschaltung, die eine Meldung über einen Alarm mit dem erwähnten Signal zu einem Fahrer macht, der das erwähnte Fahrzeug bedient.

Gemäß der Erfindung ist es möglich, einen Fehler eines Dreiphasen-Inverters oder einen Fehler einer Mikrosteuervorrichtung innerhalb einer Zeitperiode, die nahezu einer PWM-Trägerperiode gleich ist, mit einer einfachen Schaltungsanordnung zu erfassen, was zu einer Verbesserung von Sicherheit des Fahrzeugs führt.

Die vorangehenden und andere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung offensichtlicher, wenn in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen aufgenommen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Diagramm, das eine Wellenform von jeder Sektion zu der normalen Zeit der Motorsteuereinrichtung von 1 zeigt.
3 ist ein Diagramm, das eine Wellenform von jeder Sektion zur Zeit eines Fehlers der Motorsteuereinrichtung von 1 zeigt.
4 ist ein Blockdiagramm einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
5 ist ein Diagramm, das eine Wellenform von jeder Sektion in der normalen Zeit der Motorsteuereinrichtung von 4 zeigt.
6 ist ein Diagramm, das eine Wellenform von jeder Sektion zur Zeit eines Fehlers der Motorsteuereinrichtung von 4 zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ausführungsform 1.
1 ist ein Blockdiagramm einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bezug nehmend auf die Zeichnung ist ein Motor 2 an einer Lenkeinrichtung eines Fahrzeugs montiert, nicht gezeigt, und ist mit einem Ausgangsanschluss einer Motorsteuereinrichtung (sie kann hierin nachstehend ebenso als eine "Steuervorrichtung" bezeichnet werden) Toran verbunden, die mit elektrischer Energie von einer Batterie 4 des Fahrzeugs gespeist wird. Der Motor 2 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor. Um eine Phase entsprechend einer Winkelposition eines Magnetpols des Motors 2 zu erregen, empfängt die Motorsteuereinrichtung des weiteren Signale von einem Rotorwinkelsensor 3, der einen Rotorwinkel des Motors 2 erfasst. Außerdem wird der Rotorwinkelsensor 3 als ein Beispiel einer Versorgungsquelle von Signalen gezeigt, und eine Signalversorgungsquelle ist nicht auf diesen Rotorwinkelsensor 3 begrenzt.
Die Steuervorrichtung 1 inkludiert eine Schnittstelle 51, die Signale von außerhalb empfängt; eine erste Mikrosteuervorrichtung 56, die die Steuerung basierend auf Ausgaben von einer Schnittstelle 51 ausführt; eine Toransteuerschaltung 53, die durch die erste Mikrosteuervorrichtung 56 gesteuert wird; eine Dreiphasen-Inverterschaltung 52, die durch die Toransteuerschaltung 53 gesteuert wird, und den Motor 2 ansteuert; Schaltermittel 54, z.B. ein Relais zum Unterbrechen der Einspeisung von Energie von der Batterie 4 zu dem Dreiphasen-Inverter 52; eine Ausgangsspannungsüberwachungsschaltung 55, die eine Ausgangsspannung von dem Dreiphasen-Inverter 52 aufnimmt, und Perioden davon zu der ersten Mikrosteuervorrichtung 56 als eine Wellenform eingibt, fähig dazu, gemessen zu werden; und eine zweite Mikrosteuervorrichtung 57 zum Überwachen/Untersuchen einer elektrischen Servolenkungseinrichtung, die die erste Mikrosteuervorrichtung 56 enthält. Obwohl hierin ein Dreiphasen-Inverter als ein Beispiel beschrieben wird, kann die gleiche Beschreibung in Bezug auf einen beliebigen Vielphasen-Inverter von nicht weniger als drei Phasen durchgeführt werden.
Sowohl die erste als auch die zweite Mikrosteuervorrichtung 56, 57 messen zusätzlich zu der Ausführung der oben beschriebenen jeweiligen Steuerungen eine Periode von Wellenformen, die die Inverterperiodenüberwachungsschaltung 55 ausgibt, basierend jeweils auf ihren eigenen Taktsignalperioden. Die Ausgangsspannungsüberwachungsschaltung 55, die oben beschriebenen Periodenmessschaltungen, nicht gezeigt, der ersten und zweiten Mikrosteuervorrichtungen 56, 57 und eine Sektion, die eine Verarbeitung ausführt, wie etwa eine Alarmausgabe, die nach der Erfassung eines Fehlers durchgeführt wird, bilden eine sogenannte Inverterperiodenüberwachungsschaltung 555 gemäß der Erfindung. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird eine Spannung der Batterie 4 festgesetzt, H Volt zu sein.
Die Dreiphasen-Inverterschaltung 52 gibt eine Spannungswellenform auf einer regulären Basis aus ungeachtet dessen, ob ein Lenkrad gedreht wird oder nicht, oder ungeachtet dessen, ob der Motor 2 ein Drehmoment generiert oder nicht, während ein Motorschlüssel, nicht gezeigt, dieses Fahrzeugs EIN ist.
Die Ausgangsspannungsüberwachungsschaltung 55 inkludiert Kondensatoren C1, C2, C3, die mit Ausgangsanschlüssen V1, V2, V3 der Dreiphasen-Inverterschaltung 52 verbunden sind, Puffer B1, B2, B3, die mit diesen Kondensatoren verbunden sind, und ein UND-Tor 55A, das Ausgaben von den Puffern B1, B2, B3 empfängt.
Eine Ausgabe von dem UND-Tor 55A wird zu den ersten und zweiten Mikrosteuervorrichtungen 56, 57 eingegeben.
Nun werden Operationen der Motorsteuereinrichtung von 1 beschrieben. Die erste Mikrosteuervorrichtung 56 führt die Steuerung zum Ausgeben eines Signals zu der Toransteuerschaltung 53 basierend auf einem Rotorwinkelsignal, das durch den Rotorwinkelsensor 3 generiert wird, Konvertieren einer Gleichspannung, die von der Batterie 4 zugeführt wird, zu einer Dreiphasen-Wechselspannung mit der Dreiphasen-Inverterschaltung 52 und Zuführen dieser Dreiphasen-Wechselspannung zu dem Motor 2 aus.
Das Verfahren zum Ansteuern eines Inverters der Dreiphasen-Inverterschaltung 52 wird durch gegenseitiges Ansteuern von oberen und unteren Schaltelementen, die jeden Arm bilden, basierend auf der sogenannten PWM eines Dreieckwellenvergleichs ausgeführt. Eine relative Einschaltdauer zum Ansteuern jedes Arms ist innerhalb eines vorbestimmten Bereichs so begrenzt, um nicht ein Wert nahe 0% und nicht ein Wert nahe 100% zu sein (z.B. wird sie so gesteuert, um nicht kleiner als 5% und nicht größer als 95% zu sein). Als ein Ergebnis gibt es ungeachtet eines Wertes von Ausgaben eine Zeitperiode, in der alle Spannungen von jeder Phase dazu kommen, während einer Periode L oder H zu sein. Ein UND-Tor 55A der Ausgangsspannungsüberwachungsschaltung 55 gibt H (Spannung der Batterie) zu einem Ausgangsanschluss VO aus, wenn alle Spannungen von jeder Phase dazu kommen H zu sein, während L (hierin 0 Volt) in anderen als diesem Fall ausgegeben wird.
2 ist ein Ausgangswellenformdiagramm der Dreiphasen-Inverterschaltung 52 zum Erläutern von Operationen der Aus gangsspannungsüberwachungsschaltung 55 von 1. Eine Ausgangsspannung VO von der Ausgangsspannungsüberwachungsschaltung 55 kommt während einer Zeitperiode, in der Ausgangsphasenspannungen V1, V2, V3 von dem Dreiphasen-Inverter 52 H sind, dazu H zu sein. Eine Periode T von VO (z.B. eine Zeitperiode zwischen steigenden Flanken von VO) ist eine PWM-Trägerperiode (genommen als t) der Dreiphasen-Inverterschaltung 52, und ist hierin im wesentlichen ein konstanter Wert, wie oben beschrieben wird. Die erste Mikrosteuervorrichtung 56 misst die Periode T einer Ausgabe von der Ausgangsspannungsüberwachungsschaltung 55 mit einem Timer 56X, der darin enthalten ist, nicht gezeigt, und bestimmt, dass sie normal ist, unter der Voraussetzung, dass T innerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist. Ein vorbestimmter Bereich ist hierin vorzugsweise ein Bereich, z.B. von 0,5 bis zweimal solang wie eine Periode t einer Trägerfrequenz der Dreiphasen-Inverterschaltung 52.
Wenn irgendeine Störung, wie etwa ein Ausgangserdschluss auf dem Weg einer Verdrahtung zu dem Motor 2 auftritt (z.B. wenn der Erdschluss in Leitung V2 auftritt, wie in 3 gezeigt), wird VO auf Pegel L konstant, und T ist außerhalb des erwähnten vorbestimmten Bereiches (in dem Fall von 3 wird kein Signal zu VO ausgegeben), und die erste Mikrosteuervorrichtung 56 bestimmt, dass sie anomal ist.
Jeder Ausgangsanschluss des Dreiphasen-Inverters 52 ist mit der Ausgangsspannungsüberwachungsschaltung 55 über die Kondensatoren C1, C2, C3 Wechselstrom-gekoppelt. Selbst wenn jede Phasenspannung auf Pegel H oder auf Pegel L konstant ist, kommen Eingangsspannungen zu den erwähnten Puffern B1, B2, B3 dazu, auf Pegel L zu sein, wobei dadurch ermöglicht wird, Fehler zu erfassen.
Wenn die Ausgangsspannungsüberwachungsschaltung 55 einen Fehler bestimmt, öffnet die erste Mikrosteuervorrichtung 56 das Schaltermittel 54 und instruiert eine Ausgabeunterbrechung zu der Dreiphasen-Inverterschaltung 52 über die Toransteuerschaltung 53 (oder stoppt eine Ausgabe eines Steuersignals zu der Toransteuerschaltung 53). Ferner wird ein Fahrer über den Fehler mit einem Alarm benachrichtigt, nicht gezeigt. Auf diese Art und Weise ist es selbst in dem Fall eines derartigen Typs einer Störung, dass eine beliebige Ausgabe von der Dreiphasen-Inverterschaltung 52 nicht gesendet wird, möglich, die Gefahr einer Fortsetzung einer Fahrt zu vermeiden, ohne dass über das Auftreten eines Fehlers informiert wird.
Mittlerweile empfängt ebenso die zweite Mikrosteuervorrichtung 57 das Signal VO von der Ausgangsspannungsüberwachungsschaltung 55. Wenn eine Periode dieses Signals basierend auf einer Periode eines internen Taktes auf die gleiche Art und Weise wie oben beschrieben gemessen wird und mit der erwähnten Vergrößerung verglichen wird, die im voraus bestimmt wurde, um schließlich eine Störung zu beurteilen, öffnet die zweite Mikrosteuervorrichtung 57 das Schaltermittel 54, unterbricht die Zuführung einer Energiequelle zu dem Dreiphasen-Inverter 52 und verhindert, dass er Ausgaben sendet auf die gleiche Art und Weise wie in der ersten Mikrosteuervorrichtung 56. Das Schaltermittel 54 ist angeordnet, basierend auf einem UND der Instruktion der ersten Mikrosteuervorrichtung 56 und der Instruktion der zweiten Mikrosteuervorrichtung 57 EIN anzusteuern (d.h. wird nur EIN, wenn beide von ihnen EIN instruieren). Selbst wenn die erste Mikrosteuervorrichtung 56 die EIN-Instruktion des Schaltermittels 54 durchführt, kann die zweite Mikrosteuervorrichtung die AUS-Instruktion durchführen (umgekehrt). Somit ist es möglich zu verhindern, dass der Motor 2 wegen einem Ausreißer der ersten Mikrosteuervorrichtung 56 anomal unter Strom gesetzt wird.
An Stelle einer Unterbrechung der Einspeisung elektrischer Energie zu der Dreiphasen-Inverterschaltung 52 kann außerdem der ähnliche Effekt mit der Anordnung zum Unterbrechen einer Energieversorgung zu der Toransteuerschaltung 53 erhalten werden. In dem Fall der Störung, dass irgendein Element der Dreiphasen-Inverterschaltung 52 in einen Kurzschluss gebracht wird, werden Ausgaben kontinuierlich gesendet, sogar nachdem die Energieversorgung zu der Toransteuerschaltung 53 unterbrochen wurde, und deshalb wird es notwendig, diese Störung selbst mit einem anderen Erfassungsmittel zu erfassen. Es ist jedoch möglich, z.B. ein Halbleiter-Schaltelement einer kleineren Stromkapazität als das Schaltermittel 54 zu verwenden.
An Stelle einer Überwachung einer Ausgangsspannung von dem Dreiphasen-Inverter 52 kann des weiteren der ähnliche Effekt mit der Anordnung zum Überwachen von Ausgaben von der Toransteuerschaltung 52 oder Ausgangsports der ersten Mikrosteuervorrichtung 56 erhalten werden. Obwohl es schwierig ist, eine Störung zu erfassen, dass ein Fehler im Inverterausgang auftritt (z.B. Elementstörung) ungeachtet dessen, dass es keinen Fehler in Ausgaben von der Toransteuerschaltung 53 oder in Ausgangsports der ersten Mikrosteuervorrichtung 56 gibt, ist es möglich, Signale von weniger Rauschen im Vergleich zu dem Fall einer direkten Überwachung einer Energiesektion leicht zu überwachen, was zu einem stabilen Betrieb führt.
In der Erläuterung von 1 wird eine Periode T der Ausgangsspannungsüberwachungsschaltung 55 mit einem internen Takt der ersten Mikrosteuervorrichtung 56 überwacht. In dem Fall z.B. eines Ausreißers der ersten Mikrosteuervorrichtung kommt jedoch eine PWM-Periode t dazu kürzer zu werden, und der interne Takt geht auch falsch, was zu der Möglichkeit führt, dass die erste Mikrosteuervorrichtung 56 keinen Fehler erfasst. Selbst in einem derartigen Fall erfasst die zweite Mikrosteuervorrichtung 57 den Fehler, sodass es möglich ist, den Fehler als ein ganzes System zu erfassen. Somit wird eine PWM-Periode auf der Basis eines Taktes selbst gemessen, der eine Periodendauer von PWM generiert, und ferner wird eine PWM-Periode auf der Basis eines Taktes gemessen, der sich von dem Takt unterscheidet, der eine Periodendauer von PWM generiert, wobei dadurch die Zuverlässigkeit des Systems verbessert wird.
Um Erfassung eines beliebigen Fehlers während einer Zeitperiode seit dem Zeitpunkt eines Starts eines Fahrzeugs (kurz nachdem ein Motorschlüssel EIN geschaltet wird) zu verhindern, bis die Dreiphasen-Inverterschaltung 52 in den stabilen Betrieb gekommen ist, ist es eine Selbstverständlichkeit, dass eine Wartezeit in einer Überwachungssequenz der ersten und zweiten Mikrosteuervorrichtungen 56, 57 sichergestellt ist.
Ausführungsform 2.
4 ist ein Blockdiagramm einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. In der Zeichnung zeigen die gleichen Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Teile wie jene in 1 an, und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen. Mit Bezug auf 4 inkludiert eine Ausgangsspannungsüberwachungsschaltung 550: Widerstände des gleichen Wertes wie Ausgangsanschlüsse V1, V2, V3 einer Dreiphasen-Inverterschaltung 52, mit denen die Widerstände verbunden sind (alle Widerstände werden als R bezeichnet); einen Widerstand R2, der eine beliebige Vorspannung anlegt; erste und zweite Komparatoren CP1, CP2, die mit diesen Widerständen verbunden sind; und einen Flip-Flop FF, der Ausgaben von den Komparatoren CP1, CP2 empfängt.
Im Vergleich zu der Ausgangsspannungsüberwachungsschaltung 55 von 1 gemäß der vorangehenden ersten Ausführungsform ist die Ausgangsspannungsüberwachungsschaltung 550 von 4 mit Energieeinspeisungsleitungen des Motors 2 mit den drei Widerständen R Gleichstrom-gekoppelt.
Die Ausgangsspannungsüberwachungsschaltung 550 überwacht eine Spannung, die durch Addition aller Spannungen jeder Phase erhalten wird. D.h. wenn jede Eingangsspannung V1, V2, V3 ist, und eine Eingangsspannung zu den Komparatoren CP1, CP2 V4 ist, dann ist V_cc eine vorbestimmte konstante Spannung, z.B. eine Energieversorgungsspannung.
Wenn {ein Widerstandswert, der durch Verbinden von R1 und (1/3)·R parallel erhalten wird} Z ist, R' = Z/{R2 + Z} (1)
Wenn {ein Widerstandswert, der durch Verbinden von R1, R2 und (1/2)·R parallel erhalten wird} Z ist, R'' = {Y}/{R + Y} (2)dann V4 = R'Vcc + R''(V1 + V2 + V3) (3)
Die oben erwähnte V4 wird mit Spannungen von VTH1, VTH2 verglichen, die im voraus gesetzt wurden, und es wird eine Wellenform davon geformt. Danach wird eine Ausgabe von einem Komparator zu einem Einstellanschluss S des Flip-Flops FF eingegeben, und eine Ausgabe von dem anderen Komparator wird zu einem Rücksetzanschluss R des Flip-Flops FF eingegeben. Die Spannungen von VTH1, VTH2 sind auf einem Pegel, der angemessen ist, die Spitze einer Wellenform von V4 abzuschneiden, die durch die Addition von V1, V2, V3 erhalten wird, wie in 5 und 6 angezeigt. Es ist eine Selbstverständlichkeit, dass dieser Pegel von einer Spannung der Batterie 4 abhängt, wobei somit ermöglicht wird, ihn im voraus zu bestimmen.
In dem Normalfall, wie mit Q von 5 gezeigt, kann eine Anstiegsflanke von dem Flip-Flop FF mit einer PWM-Trägerperiode T erhalten werden, und es ist möglich eine Störung abhängig davon zu bestimmen, ob eine Periode außerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist oder nicht, auf die gleiche Art und Weise wie in der vorangehenden ersten Ausführungsform. Andererseits kommt zur Zeit eines Fehlers, wie etwa eines Erdschlusses auf der Ausgangsseite der Dreiphasen-Inverterschaltung 52, VO dazu, einen der Schwellwerte von VTH1 oder VTH2 nicht zu überschreiten, wie in 6 gezeigt, und eine Ausgabe von dem Flip-Flop wird nicht invertiert. Somit ist es möglich, den Fehler zu erfassen.
In den Beschreibungen bisher wurde ein Motor als ein Beispiel genommen, der agiert, eine Drehung eines Lenkrades eines Fahrzeugs zu unterstützen. Die Motorsteuereinrichtung gemäß der Erfindung ist jedoch nicht auf die eine begrenzt, die in einem Fahrzeug montiert werden kann, und kann auf beliebige andere Steuereinrichtungen angewendet werden, unter Bedingungen, dass die Motorsteuereinrichtung durch einen Inverter einer im wesentlichen konstanten Periode angesteuert wird, und eine relative Einschaltdauer zum Ansteuern jedes Arms begrenzt ist, in einem vorbestimmten Bereich von einem Wert, der nicht nahe zu 0% ist, bis zu einem Wert, der nicht nahe zu 100% ist, zu sein, und dass es als ein Ergebnis eine Zeitperiode gibt, in der alle Spannungen von jeder Phase während einer Periodendauer ohne Berücksichtigung eines Wertes einer Ausgabe dazu kommen, L oder H zu sein.
Es ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen begrenzt ist und dass verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden kön nen, ohne von dem technischen Bereich der Erfindung abzuweichen.

Claims

Motorsteuereinrichtung (1) zum Steuern eines Motors (2), der ein Fahrzeug antreibt, inkludierend einen Vielphasen-Inverter (52) von nicht weniger als drei Phasen, der mit einer Gleichstromenergieversorgung (4) mit einer Spannung H eines Fahrzeugs verbunden ist, und eine PWM-Operation durchführt, gesteuert in einem vorbestimmten Bereich eines Ausgangstastverhältnisses in einer im wesentlichen konstanten Trägerperiode, wodurch es eine Periode gibt, in der alle Spannungen einer Ausgangsphase dazu kommen, 0 in Synchronisation oder H in Synchronisation während einer Periodendauer zu sein; gekennzeichnet dadurch, dass die Motorsteuereinrichtung umfasst: eine Inverterperiodenüberwachungsschaltung (555), die eine Periodendauer einer Ausgangsspannungswellenform des Inverters (52) überwacht, und die eine Störung des Inverters bestimmt und ein Signal ausgibt, wenn die Periodendauer dazu kommt, nicht kleiner als eine vorbestimmte Vergrößerung oder nicht größer als eine vorbestimmte Vergrößerung in Bezug auf die Trägerperiode zu sein.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Inverterperiodenüberwachungsschaltung (555) eine Periodendauer überwacht, in der ein Zustand, dass alle Ausgaben der Vielphase das H sind, wiederholt wird.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Inverterperiodenüberwachungsschaltung (555) eine Periodendauer überwacht, in der ein Zustand, dass alle Ausgaben der Vielphasen 0 sind, wiederholt wird.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Inverter (52) einen Takt inkludiert, der eine Trägerperiode der PWM generiert, und die Inverterperiodenüberwachungsschaltung (555) eine Periode des Inverters misst, wobei der Takt ein Bezug sein gelassen wird.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Inverter (52) einen Takt inkludiert, der eine Trägerperiode der PWM generiert, und die Inverterperiodenüberwachungsschaltung (555) eine Periode des Inverters misst, wobei ein anderer Takt mit einer Periode, die sich von einer Periode des Taktes unterscheidet, ein Bezug sein gelassen wird.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 2, wobei die Inverterperiodenüberwachungsschaltung (555) inkludiert: eine Vielzahl von Kondensatoren (C1-C3), von denen eine Enden jeweils mit einer Vielzahl von Wechselstromausgangsanschlüssen des Inverters verbunden sind; eine UND-Schaltung (55A), die mit den anderen Enden der Vielzahl von Kondensatoren verbunden ist, und ein Signal ausgibt, wenn alle Spannungen der Wechselstromanschlüsse das H sind; und eine Periodenmessschaltung, die eine Periode einer Ausgabe von der UND-Schaltung misst.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Inverterperiodenüberwachungsschaltung (555) inkludiert: eine Vielzahl von Kondensatoren (C1-C3), von denen eine Enden jeweils mit einer Vielzahl von Wechselstromausgangsanschlüssen des Inverters verbunden sind; eine UND-Schal tung (55A), die mit den anderen Enden der Vielzahl von Kondensatoren verbunden ist, und ein Signal ausgibt, wenn alle Spannungen der Wechselstromanschlüsse 0 sind; und eine Periodenmessschaltung, die eine Periode einer Ausgabe von der UND-Schaltung misst.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 2, wobei die Inverterperiodenüberwachungsschaltung inkludiert: eine Vielzahl von Widerständen (R), von denen eine Enden jeweils mit einer Vielzahl von Wechselstromausgangsanschlüssen des Inverters verbunden sind; eine UND-Schaltung, die mit den anderen Enden der Vielzahl von Widerständen verbunden ist, und die ein Signal ausgibt, wenn alle Spannungen der Wechselstromanschlüsse das H sind; und eine Periodenmessschaltung, die eine Periode einer Ausgabe von der UND-Schaltung misst.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Inverterperiodenüberwachungsschaltung (555) inkludiert: eine Vielzahl von Widerständen (R), von denen eine Enden jeweils mit einer Vielzahl von Wechselstromausgangsanschlüssen des Inverters verbunden sind; eine UND-Schaltung, die mit den anderen Enden der Vielzahl von Widerständen verbunden ist, und die ein Signal ausgibt, wenn alle Spannungen der Wechselstromanschlüsse 0 sind; und eine Periodenmessschaltung, die eine Periode einer Ausgabe von der UND-Schaltung misst.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Inverterperiodenüberwachungsschaltung eine erste Mikrosteuervorrichtung (56) inkludiert, die dem Inverter ein Steuersignal bereitstellt, und eine zweite Mikrosteuervorrichtung (57), die eine Periode des Inverters misst, wobei ihr eigenes Taktsignal ein Bezug sein gelassen wird.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 10, wobei die erste Mikrosteuervorrichtung (56) angeordnet ist, die Steuerung des Inverters zu stoppen, wenn die zweite Mikrosteuervorrichtung bestimmt, dass eine Periode einer Ausgangsspannung von dem Inverter anomal ist.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 10, wobei ein Schaltermittel die Einspeisung einer elektrischen Energie zu dem Inverter (52) stoppt, wenn die zweite Mikrosteuervorrichtung (57) bestimmt, dass eine Periode einer Ausgangsspannung von dem Inverter anomal ist.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die relative Einschaltdauer nicht kleiner als 5% und nicht größer als 95% ist.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei eine vorbestimmte Vergrößerung der Periode nicht kleiner als zweimal und nicht größer als 0,5 mal einer Trägerperiode des Inverters ist.