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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Steuereinheit für
eine Vorrichtung zur elektrisch unterstützten Lenkung zur Verwendung
in einem Fahrzeug, die den Lenkaufwand für den Fahrer verringert und
das Lenkgefühl
des Fahrers verbessert.
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Bei einer Vorrichtung zur elektrisch
unterstützten
Lenkung wird eine Drehrichtung oder ein Drehmoment eines Elektromotors
entsprechend eines auf der Grundlage eines Ausgangssignals eines Drehmomentsensors,
der ein Drehmoment in einem Lenksystem erfasst, berechneten Unterstützungssignals
gesteuert, wodurch die Lenkbelastung für den Fahrer verringert wird.
Für eine
hochempfindliche Vorrichtung zur elektrisch unterstützten Lenkung wurde
z. B. in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-238652 eine Technik
vorgeschlagen, bei der zum Erzeugen eines benötigten Drehmomentes ein tatsächlicher
Motorstrom, der durch eine Motorstromerfassungsschaltung erfasst
wird, gesteuert wird, um einen vorbestimmten Stromwert zu erreichen.
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Die Motorstromerfassungsschaltung
besitzt jedoch die Eigenschaft, dass sich ihr Ausgang auf Grund
der Temperaturcharakteristik eines Operationsverstärkers mit
der Temperatur ändert.
Dementsprechend besteht das Problem, dass sich, wenn ein Elektromotor
auf der Grundlage eines Ausganges einer derartigen Motorstromerfassungsschaltung
gesteuert wird, das Lenkmoment entsprechend der Temperaturänderung ändert. Da
die Verstärkung
der Stromerfassungsschaltung seit den letzten Jahren höher als
je zuvor ist, kann insbesondere eine winzige Veränderung eines Stromerfassungsausgangs, der
von einer Temperaturänderung
herrührt,
das Lenkgefühl
des Fahrers negativ beeinflussen.
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Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Steuereinheit für
eine Vorrichtung zur elektrisch unterstützten Lenkung bereitzustellen,
die einen Motorstrom unabhängig
von einer Temperaturänderung
stabil erfassen kann und eine Verbesserung des Lenkgefühls des
Fahrers bewirkt.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
Die abhängigen
Ansprüche
sind auf bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung gerichtet.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird eine Steuereinheit zur elektrisch unterstützten Lenkung
bereitgestellt, die aufweist: eine Motoransteuerungseinrichtung
zur Ansteuerung (Erregung) eines Elektromotors zum sekundären (untergeordneten)
Betreiben eines Lenkmechanismus, eine Motorstromerfassungseinrichtung
zum Erfassen eines im Elektromotor fließenden Stromes, eine Steuereinrichtung
zur Durchführung
einer Steuerung auf der Grundlage eines Lenkmomentes im Lenkmechanismus,
so dass eine Stromerfassungsausgabe der Motorstromerfassungseinrichtung
einen Sollstromwert für
die Motoransteuerungseinrichtung erreicht, eine Temperaturerfassungseinrichtung
zur Erfassung einer Temperatur der Motorstromerfassungseinrichtung
und eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren einer Ausgabe der
Motorstromerfassungseinrichtung auf der Grundlage einer Ausgabe der
Temperaturerfassungseinrichtung.
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Somit erfasst die Temperaturerfassungseinrichtung
die Temperatur der Motorstromerfassungseinrichtung, und die Korrektureinrichtung
korrigiert die Ausgabe der Motor stromerfassungseinrichtung auf der
Grundlage der Ausgabe der Temperaturerfassungseinrichtung, und außerdem führt die
Steuereinrichtung die Steuerung so aus, dass die Ausgabe der Motorstromerfassungseinrichtung
nach der Korrektur mit einem gewünschten
Stromwert für
die Motoransteuerungseinrichtung übereinstimmt, der auf der Grundlage
eines Lenkmomentes im Lenkmechanismus bestimmt wird, wodurch der
Elektromotor angesteuert wird, um den Lenkmechanismus sekundär zu betreiben.
Dieses ermöglicht
eine Korrektur der Temperaturcharakteristik der Motorstromerfassungseinrichtung,
so dass der Motorstrom unabhängig
von einer Temperaturänderung
stabil erfasst werden kann, was zu einer Verbesserung des Lenkgefühls des Fahrers
beiträgt.
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Zusätzlich weist die zuvor genannte
Steuereinheit zur elektrisch unterstützten Lenkung außerdem eine
Charakteristikdatenspeichereinrichtung zum Speichern von Ausgangscharakteristikdaten
der Motorstromerfassungseinrichtung in Bezug auf die Ausgabe der
Temperaturerfassungseinrichtung auf, und die Korrektureinrichtung
korrigiert die Ausgabe der Motorstromerfassungseinrichtung auf der
Grundlage der Ausgabe der Temperaturerfassungseinrichtung und der
Ausgangscharakteristikdaten der Motorstromerfassungseinrichtung,
die in der Charakteristikdatenspeichereinrichtung gespeichert sind.
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Somit speichert die Charakteristikdatenspeichereinrichtung
die Ausgangscharakteristikdaten der Motorstromerfassungseinrichtung
in Bezug auf die Ausgabe der Temperaturerfassungseinrichtung, und die
Korrektureinheit korrigiert die Ausgabe der Motorstromerfassungseinrichtung
auf der Grundlage der Ausgabe der Temperaturerfassungseinrichtung
und der Ausgangscharakteristikdaten der Motorstromerfassungseinrichtung,
die in der Charakteristikdatenspeichereinrichtung gespeichert sind,
so dass die Temperaturcharakteristik der Motorstromerfassungseinrichtung
auf der Grundlage der Ausgangscharakteristikdaten korrigiert werden
kann.
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Weiterhin speichert die Charakteristikdatenspeichereinrichtung
in der Steuereinheit zur elektrisch unterstützten Lenkung Charakteristikdaten,
die auf der Grundlage der Ausgabe der Motorstromerfassungseinrichtung
in Bezug auf die Ausgabe der Temperaturerfassungseinrichtung unter
zwei oder mehr Temperaturbedingungen erhalten werden.
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Da die Charakteristikdatenspeichereinrichtung
die Charakteristikdaten, die auf der Grundlage der Ausgabe der Motorstromerfassungseinrichtung in
Bezug auf die Ausgabe der Temperaturerfassungseinrichtung unter
zwei oder mehr Temperaturbedingungen erhalten werden, speichert,
kann dementsprechend die Korrektureinheit die Temperaturcharakteristik
der Motorstromerfassungseinrichtung auf der Grundlage der Ausgangscharakteristikdaten
mit hoher Genauigkeit korrigieren.
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Weiterhin ist die Charakteristikdatenspeichereinrichtung
in der Steuereinheit zur elektrisch unterstützten Lenkung mit einem wieder
beschreibbaren nichtflüchtigen
Speicher versehen.
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Daher können die erhaltenen Charakteristikdaten
nach der Messung der Ausgangscharakteristik der Motorstromerfassungseinrichtung
in Bezug auf die Ausgabe der Temperaturerfassungseinrichtung in den
wieder beschreibbaren nichtflüchtigen
Speicher geschrieben werden.
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Außerdem sind die Motorstromerfassungseinrichtung
und die Temperaturerfassungseinrichtung in der Steuereinheit zu
elektrisch unterstützten Lenkung
auf dem selben Halbleiter vorgesehen.
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Da die Motorstromerfassungseinrichtung und
die Temperaturerfassungseinrichtung auf dem selben Halbleiter vorgesehen
sind, kann somit die Temperaturausgabe der Temperaturerfassungseinrichtung
die Temperatur der Motorstromerfassungseinrichtung genau überwachen.
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Weiterhin ist die Temperaturerfassungseinrichtung
in der Steuereinheit zur elektrisch unterstützten Lenkung in der Nähe der Motorstromerfassungseinrichtung
angeordnet.
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Da die Temperaturerfassungseinrichtung
in der Nähe
der Motorstromerfassungseinrichtung angeordnet ist, kann somit die
Temperaturerfassungseinrichtung die Temperatur der Motorstromerfassungseinrichtung
genau erfassen.
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Außerdem ist die Temperaturerfassungseinrichtung
in der Steuereinheit zur elektrisch unterstützten Lenkung auf dem Halbleiter
in unmittelbarer Nähe
der Motorstromerfassungseinrichtung angeordnet.
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Da die Temperaturerfassungseinrichtung
in unmittelbarer Nähe
der Motorstromerfassungseinrichtung im Halbleiter angeordnet ist,
kann somit die Temperaturausgabe der Temperaturerfassungseinrichtung
die Temperatur der Motorstromerfassungseinrichtung noch genauer überwachen.
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Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden genaueren Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
anhand der zugehörigen
Zeichnungen verdeutlicht. Es zeigen:
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1 eine
Darstellung des gesamten Aufbaus einer Vorrichtung zur elektrisch
unterstützten Lenkung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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2 eine
Darstellung einer Hardwareanordnung, die hauptsächlich eine Motorstromerfassungsschaltung
und eine Temperaturerfassungsschaltung in einem Steuersystem der
Vorrichtung zur elektrisch unterstützten Lenkung zeigt,
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3A eine
graphische Darstellung einer beispielhaften Beziehung zwischen einer
tatsächlichen
Temperatur und einer Stromerfassungsausgangsversatzspannung,
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3B eine
graphische Darstellung einer beispielhaften Beziehung zwischen einer
tatsächlichen
Temperatur einer IC (integrierten Schaltung) und einer Stromerfassungsausgabe,
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3C eine
graphische Darstellung einer beispielhaften Beziehung zwischen einer
Stromerfassungsausgangsversatzspannung und einer Temperaturerfassungsausgabe,
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4 eine
Darstellung einer Hardwareanordnung gemäß einer Modifikation der Motorstromerfassungsschaltung,
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5 eine
Darstellung des gesamten Aufbaus einer Vorrichtung zur elektrisch
unterstützten Lenkung
gemäß einer
Modifikation, bei der eine Temperaturerfassungsschaltung in der
Nähe einer
Drehmomentsensorausgangsschnittstellenschaltung angeordnet ist,
und
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6 eine
Darstellung einer Hardwareanordnung, die hauptsächlich die Drehmomentsensorausgangsschnittstellenschaltung
und die Temperaturerfassungsschaltung in der Modifikation der 5 zeigt.
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Im Folgenden wird mit Bezug auf die
Zeichnungen eine Steuereinheit zur elektrisch unterstützten Lenkung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 ist
eine Darstellung eines Gesamtaufbaus einer Vorrichtung zur elektrisch
unterstützten Lenkung 1,
und 2 ist eine Darstellung
einer Hardwareanordnung, die hauptsächlich eine Motorstromerfassungsschaltung 14 und
eine Temperaturerfassungsschaltung 15 in einem Steuersystem
der Vorrichtung zur elektrisch unterstützten Lenkung 1 zeigt.
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Wie in 1 gezeigt
ist, weist die Vorrichtung zur elektrisch unterstützten Lenkung 1 gemäß dieser
Ausführungsform
einen Drehmomentsensor 4 zur Erfassung eines Lenkmomentes,
das an einer Lenkwelle 3 auf Grund einer Betätigung eines
Lenkrades 2 entsteht, einen Elektromotor 5 zum Aufbringen
einer Ansteuerungskraft (Leistung) auf einen Lenkmechanismus zur
Unterstützung
der Lenkleistung des Lenkrades 2, eine elektronische Steuereinheit 10 (die
im Folgenden als "ECU" bezeichnet wird) zur
Steuerung der Ansteuerung des Elektromotors 5 und weitere
Elemente auf. Die ECU 10 entspricht der Steuereinheit zur
elektrisch unterstützten
Lenkung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Der Drehmomentsensor 4 dient
zur Umwandlung eines Lenkmomentes (Lenkdrehmoment) in ein elektrisches
Signal zur Erfassung des Lenkmomentes und weist z. B. ein Potentiometer
auf. Die Ausgangsspannung des Drehmomentsensors 4 ändert sich
entsprechend der Größe eines
Lenkmomentes, das in der Lenkwelle 3 entsteht.
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Die ECU 10 besteht aus einer
Motoransteuerungsschaltung 11, einem Mikroprozessor 12 (der im
Folgenden als "CPU" bezeichnet wird),
einem EEPROM 13, einer Motorstro merfassungsschaltung 14, einer
Temperaturerfassungsschaltung 15 und weiteren Elementen.
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In der vorliegenden Erfindung entspricht
die Motoransteuerungsschaltung 11 der Motoransteuerungseinrichtung,
die CPU 12 der Steuereinrichtung, der EEPROM 13 der
Charakteristikdatenspeichereinrichtung und dem nichtflüchtigen
Speicher, die Motorstromerfassungsschaltung 14 der Motorstromerfassungseinrichtung
und die Temperaturerfassungsschaltung 15 der Temperaturerfassungseinrichtung.
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Die Motoransteuerungsschaltung 11 ist
eine Brückenschaltung
vom H-Typ, die unter Verwendung von vier FETs 111 (erster
FET 111a, zweiter FET 111b, dritter FET 111c und
vierter FET 111d) wie in 2 gezeigt
aufgebaut ist, und dient zur PWM-Ansteuerung des Elektromotors 5 auf
der Grundlage eines Motoransteuerungssignals (PWM-Signal), das von
einer Ansteuerungssignalausgabeschaltung (nicht gezeigt) entsprechend
einem in der CPU 12 berechneten Strombefehlswert ausgegeben
wird.
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Die CPU 12 ist mit einem
Ein-Chip-Mikrocomputer aufgebaut, der durch Integration einer CPU,
eines ROM, eines RAM, eines Eingangs-/Ausgangs-Anschlusses, einer
Systemsteuerung und weiteren Elementen, die ein Mikrocomputersystem auf
einem Chip bilden, ausgebildet ist. Die CPU 12 berechnet
einen Sollstromwert für
die Ansteuerung des Motors 5 auf der Grundlage eines Drehmomentsignals
T, der vom Drehmomentsensor 4 eingegeben wird, und eines
Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V, das von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 6 (siehe 1) eingegeben wird. Außerdem korrigiert sie
die Temperaturcharakteristik einer Stromerfassungsausgabe der Motorstromerfassungsschaltung 14 und
führt eine
PID-Regelung oder Ähnliches
aus, so dass die Stromerfassungsausgabe nach der Korrektur den Sollstromwert
erreicht.
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Der EEPROM 13 ist ein elektrisch
wieder beschreibbarer nichtflüchtiger
Speicher, der Charakteristikdaten einer Stromerfassungsausgabe der
Motorstromerfassungsschaltung 14 in Bezug auf eine Temperaturerfassungsausgabe
der Temperaturerfassungsschaltung 15 speichert. Das bei
einer Versendungsinspektion durchzuführende Schreiben der Charakteristikdaten
in den EEPROM 13 wird später erläutert.
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Die Motorstromerfassungsschaltung 14 erfasst
einen durch den Motor 5 fließenden Strom auf der Grundlage
einer Spannung über
einem Stromerfassungs-Shunt RS, der mit einer Niedrigpotentialseite
der Motoransteuerungsschaltung 11 verbunden ist, und gibt
entsprechend dem erfassten Stromwert ein Stromerfassungsergebnis
als Spannungssignal (Motorstromsignal) an die CPU 12 aus.
Genauer gesagt besteht die Motorstromerfassungsschaltung 14 aus
dem Operationsverstärker
OP1, einem ersten Widerstand R1, der zwischen einem Ende (Seite
der Motoransteuerungsschaltung 11) des Shunts RS und einem
invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP1
geschaltet ist, einem zweiten Widerstand R2, der zwischen dem anderen
Ende (Seite der Masse) des Shunts RS und einem nicht invertierenden
Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP1 geschaltet ist, einem
dritten Widerstand R3, der zwischen dem invertierenden Eingangsanschluss
des Operationsverstärkers
OP1 und einem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers OP1 geschaltet
ist, und einem vierten Widerstand R4, der zwischen dem nicht invertierenden
Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP1 und einem elektrischen
Potential V1 geschaltet ist. Dieses ist eine so genannte Differenzverstärkerschaltung.
In dieser Ausführungsform
werden die Widerstandswerte der Widerstände R1 und R2 gleich groß eingestellt,
und die Widerstandswerte der Widerstände R3 und R4 werden ebenfalls
gleich groß eingestellt.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht notwendigerweise auf
diese Widerstandswerte der Widerstände R1 bis R4 beschränkt.
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Die Temperaturerfassungsschaltung 15 ist
in der Nähe
der Motorstromerfassungsschaltung 14 in das IC-Gehäuse der
Motorstromerfassungsschaltung 14 integriert angeordnet
und gibt ein Temperaturerfassungsergebnis als Spannungssignal an
die CPU 12 aus. Die Temperaturerfassungsschaltung 15 besteht
aus einer Temperaturerfassungsdiodengruppe 16, deren Kathodenseite
mit der Masse verbunden ist, einer Konstantstromschaltung 17,
die mit einem Ende mit einer Energieversorgungsspannung VCC und
mit dem anderen Ende mit der Anodenseite der Diodengruppe 16 zur
Zufuhr eines Konstantstromes zur Diodengruppe 16 verbunden
ist, und einem Operationsverstärker
OP2. In dieser Anordnung ist die Diodengruppe 16 durch
Verbindung mehrerer (z. B. vier) Dioden ausgebildet. Weiterhin ist
die Anodenseite der Diodengruppe 16 mit dem nicht invertierenden
Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP2 verbunden, und der
invertierende Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP2
ist mit dessen Ausgangsanschluss verbunden, womit ein elektrisches
Potential der Anodenseite der Diodengruppe 16 vom Operationsverstärker OP2
erfasst und ausgegeben wird. Da sich die Charakteristika der die
Diodengruppe 16 bildenden Dioden entsprechend einer Temperaturänderung ändern, erzeugt
der Operationsverstärker
OP2, d. h. die Temperaturerfassungsschaltung 15, einen
der Temperatur entsprechenden Erfassungsausgang.
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In diesem Fall kann eine beliebige
Zusammensetzung der Temperaturerfassungsschaltung 15 verwendet
werden, vorausgesetzt, dass sie die Temperatur der Stromerfassungsschaltung 14 überwachen
kann.
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In diesem Zusammenhang ist es vorzuziehen,
dass die Diodengruppe 16 so dicht wie möglich beim Operationsverstärker OP1
angeordnet ist, da eine Temperaturänderung in der Nähe des Operationsverstärkers OP1
zur Korrektur der Temperaturverschiebung der Ausgangsversatzspannung
des Operationsverstärkers
OP1 in der Motorstromerfassungsschaltung 14 genau erfasst
werden muss.
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Im Folgenden wird die Beziehung zwischen der
Erfassungsausgangsversatzspannung der Motorstromerfassungsschaltung 14 und
der Erfassungsausgabe der Temperaturerfassungsschaltung 15 beschrieben.
Die Erfassungsausgangsversatzspannung der Motorstromerfassungsschaltung 14 bezeichnet
eine Ausgangsspannung der Motorstromerfassungsschaltung 14,
bei der der tatsächliche
Strom in der Motoransteuerungsschaltung 11 bei Null [A] liegt,
wobei sich die Erfassungsausgangsversatzspannung mit der Temperatur ändert, wie
es in 3A gezeigt ist.
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Die tatsächliche Temperatur der IC,
in der die Stromerfassungsschaltung 14 und die Temperaturerfassungsschaltung 15 integriert
sind, und die Stromerfassungsausgangsversatzspannung der Stromerfassungsschaltung 14 zeigen
z. B. die im Graphen der 3A gezeigte
Beziehung (eine durch eine durchgezogene Linie dargestellte Kurve).
In diesem Fall kann die Stromerfassungsausgangsversatzspannung Vof
durch Vof = f1(T) als Funktion der Temperatur T ausgedrückt werden
(f1 stellt eine vorbestimmte Funktion dar).
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Andererseits besitzen die tatsächliche
Temperatur der IC und die Temperaturerfassungsausgabe der Temperaturerfassungsschaltung 15 die
durch den Graphen der 3B gezeigte
Beziehung zueinander (eine durch eine durchgezogene Linie dargestellte
gerade Linie). In diesem Fall kann die Temperaturerfassungsausgabe
Vdect durch Vdect = f2(T) als eine Funktion der Temperatur T ausgedrückt werden
(f2 bezeichnet eine vorbestimmte Funktion).
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Wenn die tatsächliche Temperatur T aus den zuvor
genannten beiden Gleichungen entfernt wird, kann die Stromerfassungsausgangsversatzspannung
Vof durch Vof = f3(Vdect) als eine Funktion der Temperaturerfassungsausgabe
Vdect ausgedrückt werden
(f3 bezeichnet eine vorbestimmte Funktion). Die Beziehung zwischen
der Stromerfassungsausgangsversatzspannung Vof und der Temperaturerfassungsausgabe
Vdect wird z. B. durch den in 3C gezeigten
Graphen dargestellt (eine durch eine durchgezogene Linie dargestellte
Kurve).
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Wenn die Stromerfassungsausgangsversatzspannung
der Stromerfassungsschaltung 14 und die Temperaturerfassungsausgabe
der Temperaturerfassungsschaltung 15 im Voraus bei mehreren
willkürlichen
IC-Temperaturbedingungen gemessen werden und die Speicherergebnisse
als Charakteristikdaten in einem Speicher gespeichert werden, kann dementsprechend
die der Temperaturerfassungsausgabe Vdect entsprechende Stromerfassungsausgangsversatzspannung
Vof erhalten werden.
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In dieser Ausführungsform werden die Stromerfassungsausgangsversatzspannung
und die Temperaturerfassungsausgabe bei der Versendungsinspektion
der ECU 10 bei drei unterschiedlichen Temperaturbedingungen
gemessen (siehe kreisförmige
Markierungen auf dem Graphen der 3A und 3B), und diese Messergebnisse
werden als Charakteristikdaten der Stromerfassungsausgaben in Bezug
auf die Temperaturerfassungsausgaben elektrisch in den EEPROM 13 geschrieben.
Die Stromerfassungsausgangsversatzspannungen für andere als die unter den
drei Temperaturbedingungen gemessenen Temperaturerfassungsausgaben können durch
lineare Interpolation erhalten werden. 3C zeigt ein Beispiel dafür, bei dem
die lineare Interpolation in Form einer sequentiellen Linie, wie
es durch die gestrichelte Linie gezeigt ist, durchgeführt wurde.
Wenn die Messergebnisse bei weiteren Temperaturbedingungen erhalten
werden, können
Charakteristikdaten, die dichter am wirklichen Charakteristikgraphen
liegen, der durch eine durchgezogene Linie in 3C dargestellt ist, erhalten werden.
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Seit den letzten Jahren gab es einen
Typ, bei dem ein EEPROM im Inneren einer IC ausgebildet ist. Wenn
eine derartige IC verwendet wird, ist es möglich, die Stromerfassungsausgangsversatzspannungswerte
und die Temperaturerfassungswerte bei der IC-Inspektion einzuschreiben
wurde, d. h. konkret bei Inspektionen bei niedrigen Temperaturen, Raumtemperaturen
und hohen Temperaturen.
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In diesem Zusammenhang werden die
Temperaturbedingungen für
die Versendungsinspektion der ECU 10 bei drei Punkten,
d.h. einer niedrigen Temperatur (einer minimalen Temperatur, die
bei einer tatsächlichen
Verwendung zu erwarten ist, z. B. –40°C), einer normalen Temperatur
(z. B. 25°C)
und einer hohen Temperatur (einer maximalen Temperatur, die bei
der tatsächlichen
Verwendung zu erwarten ist, z. B. 85°C) eingestellt.
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Außerdem wird im Folgenden der
Betrieb der oben beschriebenen Vorrichtung zur elektrisch unterstützten Lenkung 1 beschrieben.
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Die Motorstromerfassungsschaltung 14 erfasst
einen im Motor 5 fließenden
Strom auf der Grundlage einer Spannung über dem Stromerfassungs-Shunt
RS, der mit der Niedrigpotentialseite der Motoransteuerungsschaltung 11 verbunden
ist, und gibt ein dem Erfassungsstromwert entsprechendes Stromerfassungsergebnis
an die CPU 12 in Form eines Span nungssignals aus. Nach
der Eingabe in die CPU 12 wird die Stromerfassungsausgabe
durch einen eingebauten A/D-Wandler
in einen digitalen Wert umgewandelt.
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Andererseits gibt die in der Nähe der Motorstromerfassungsschaltung 14 angeordnete
Temperaturerfassungsschaltung 15 ein Temperaturerfassungsergebnis
an die CPU 12 in Form eines Spannungssignals aus. Nach
der Eingabe in die CPU 12 wird die Temperaturerfassungsausgabe
durch einen eingebauten A/D-Wandler in einen digitalen Wert umgewandelt.
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Die CPU 12 berücksichtigt
dabei die Charakteristikdaten der Stromerfassungsausgabe in Bezug auf
die Temperaturerfassungsausgabe, die im EEPROM 13 im Voraus
gespeichert sind, schreibt die Daten in ihren eigenen RAM ein und
erhält
eine der Temperaturerfassungsausgabe entsprechende Stromerfassungsausgangsversatzspannung
auf der Grundlage der gespeicherten Daten. Danach führt die
CPU 12 eine Korrektur der Stromerfassungsausgabe unter
Verwendung der Stromerfassungsausgangsversatzspannung aus und führt eine
Regelung wie z. B. eine PID-Regelung auf der Grundlage der Differenz
zwischen einem auf der Grundlage eines Drehmomentsignals T und einem
Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V berechneten Strombefehlswert und
der Stromerfassungsausgabe nach der Korrektur durch, wodurch ein
geeignetes Ansteuerungsstromtastverhältnis zur Steuerung der Motoransteuerungsschaltung 11 eingestellt
wird.
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Aus der obigen Beschreibung wird
deutlich, dass gemäß dieser
Ausführungsform
die in der Nähe der
Motorstromerfassungsschaltung 14 angeordnete Temperaturerfassungsschaltung 15 die
Temperatur erfasst und die CPU 12 die im EEPROM 13 gespeicherten
Ausgangscharakteristikdaten der Motorstromerfassungsausgabe in Bezug
auf die Temperatur erfassungsausgabe berücksichtigt, um die Motorstromerfassungsausgabe
auf der Grundlage der Temperaturerfassungsausgabe zu korrigieren,
um eine Steuerung so auszuführen,
dass die korrigierte Motorstromerfassungsausgabe mit einem Sollstromwert für die Motoransteuerungsschaltung 11,
der auf der Grundlage eines Lenkmomentes im Lenkmechanismus bestimmt
wird, übereinstimmt,
wodurch der Elektromotor 5, der den Lenkmechanismus sekundär betreibt,
angesteuert wird. Daher kann die Temperaturcharakteristik der Motorstromerfassungsschaltung 14 korrigiert
werden, um den Motorstrom unabhängig von
einer Temperaturänderung
stabil zu erfassen, so dass das Lenkgefühl des Fahrers verbessert wird.
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Da gemäß dieser Ausführungsform
der EEPROM 13 zum Speichern der Charakteristikdaten, die
auf der Grundlage der Ausgaben der Motorstromerfassungsschaltung 14 in
Bezug auf die Ausgaben der Temperaturerfassungsschaltung 15 unter
zwei oder mehr Temperaturbedingungen erhalten werden, dient, kann
die CPU 12 die Temperaturcharakteristik der Motorstromerfassungsschaltung 14 auf
der Grundlage der Ausgangscharakteristikdaten ohne Erfassung der
Absoluttemperaturen mit hoher Genauigkeit korrigieren.
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Da die Charakteristikdatenspeicher
unter Verwendung eines EEPROM 13 ausgebildet ist, der ein
wieder beschreibbarer nichtflüchtiger
Speicher ist, ist es gemäß dieser
Ausführungsform
weiterhin möglich,
dass die Ausgangscharakteristik der Motorstromerfassungsschaltung 14 in
Bezug auf die Ausgabe der Temperaturerfassungsschaltung 15 bei
der Versendungsinspektion der ECU 10 gemessen wird und
die erhaltenen Charakteristikdaten danach in den EEPROM elektrisch
eingeschrieben werden.
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Weiterhin können im Falle eines in einer
IC integrierten EEPROMs die zuvor genannten Charakteristikdaten im
Voraus bei der IC-Versendungsinspektion gespeichert werden.
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Da die Motorstromerfassungsschaltung 14 und
die Temperaturerfassungsschaltung 15 auf der selben IC
(Halbleiter) ausgebildet sind, kann weiterhin gemäß dieser
Ausführungsform
die Temperatur der Motorstromerfassungsschaltung 14 durch
die Temperaturausgabe der Temperaturerfassungsschaltung 15 genau überwacht
werden.
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Da die Temperaturerfassungsschaltung 15 auf
dem Halbleiter in unmittelbarer Nachbarschaft der Motorstromerfassungsschaltung 14 angeordnet ist,
kann außerdem
gemäß dieser
Ausführungsform die
Temperatur der Motorstromerfassungsschaltung 14 durch die
Temperaturausgabe der Temperaturerfassungsschaltung 15 noch
genauer überwacht
werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht
auf die beschriebene Ausführungsform
beschränkt,
sondern deckt alle Änderungen
und Modifikationen der Ausführungsform
der Erfindung ab, die innerhalb des Bereiches der Erfindung, wie
er in den Ansprüchen
definiert ist, liegen.
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Obwohl in der oben beschriebenen
Ausführungsform
die Stromerfassungsausgabe und die Temperaturmessbedingungen der
Temperaturerfassungsausgabe bei der Versendungsinspektion der ECU 10 an
drei Punkten eingestellt werden, ist auch ein Fall denkbar, in dem
die Stromerfassungsausgangsversatzspannungscharakteristik in Bezug
auf die tatsächliche
Temperatur linear wird, so dass die Temperaturbedingung nur an zwei
Punkten festgesetzt wird. Zusammengefasst können die Stromerfassungsausgabe
und die Temperaturerfassungsausgabe unter zwei oder mehr Temperaturbedingungen
gemessen werden.
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Obwohl in der oben beschriebenen
Ausführungsform
der EEPROM 13 als Charakteristikdatenspeichereinrichtung
verwendet wird, ist es auch denkbar, andere Arten von nichtflüchtigen
Speichern wie z. B. einen Flash-Speicher zu verwenden. Alternativ
kann in einem Fall, in dem ein EEPROM, in eine IC im selben Prozess
eingebracht werden kann, möglich,
die Daten im EEPROM im IC zu speichern.
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2 zeigt
ein Beispiel einer Schaltungsanordnung der Temperaturerfassungsschaltung 15.
Es ist jedoch auch möglich,
eine beliebige Einrichtung zu verwenden, die die gleiche Temperaturerfassungsfunktion
erfüllt.
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Als Anordnung der Operationsverstärker in der
Motorstromerfassungsschaltung 14 können nicht nur eine Einstufenverstärkungsschaltung,
sondern auch Zwei- oder Mehrstufenverstärkungsschaltungen eingesetzt
werden. 4 zeigt eine
Hardwareanordnung gemäß einer
Modifikation, bei der eine Motorstromerfassungsschaltung 14' einen Zweistufenverstärkungsaufbau
unter Verwendung von zwei Operationsverstärkern OP1a und OP1b aufweist.
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Die oben angeführte Korrektur der Temperaturcharakteristik
kann nicht nur für
die Erfassung des Motorstromes, sondern z. B. außerdem für die Korrektur eines Versatzspannungswertes
eines neutralen Punktes (der einen Zustand bezeichnet, in dem kein
Drehmoment wirkt) eines Operationsverstärkers eines Drehmomentsensoreingangsabschnitts
verwendet werden. Wenn die Korrektur der Temperaturcharakteristik
auch auf diesen Drehmomentsensoreingang angewendet wird, ist eine
stabile Motorstromsteuerung auf ähnliche
Weise machbar, was zu einer weiteren Verbesserung des Lenkgefühls des Fahrers
führt. 5 zeigt einen Aufbau einer
Vorrichtung zur elektrisch unterstützten Lenkung 1' gemäß einer
Modifikation, bei der eine Temperaturerfassungsschaltung 25 in
der Nähe
einer Drehmomentsensorausgangsschnittstellenschaltung 24 angeordnet
ist, in die ein Drehmomentsensorsignal von einem Drehmomentsensor
eingegeben wird, um den Versatzspannungswert zu korrigieren. 6 ist eine Darstellung einer
Hardwareanordnung, die hauptsächlich
die Drehmomentsensorausgangsschnittstellenschaltung 24 und
die Temperaturerfassungsschaltung 25 zeigt.
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Obwohl die Temperaturerfassungsschaltung 15 in
dieser Ausführungsform
in der Nähe
der Motorstromerfassungsschaltung 14 in das IC-Gehäuse der Motorstromerfassungsschaltung 14 integriert
angeordnet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern
es ist ebenso möglich,
dass die Temperaturerfassungsschaltung 15 an einem beliebigen
Abschnitt in der ECU 10 ohne Integration in dasselbe IC-Gehäuse wie
die Motorstromerfassungsschaltung 14 angeordnet ist. In
diesem Fall schätzt und
erfasst die Temperaturerfassungsschaltung 15 die Temperatur
der Motorstromerfassungsschaltung 14. Dieses kann die selben
Vorteile wie diejenigen dieser Ausführungsform mit sich bringen.
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Wie oben beschrieben ist, erfasst
erfindungsgemäß die in
der Nähe
der Motorstromerfassungseinrichtung angeordnete Temperaturerfassungseinrichtung
die Temperatur der Motorstromerfassungseinrichtung, die Korrektureinheit
korrigiert die Ausgabe der Motorstromerfassungseinrichtung auf der
Grundlage der Ausgabe der Temperaturerfassungseinrichtung, und die
Steuereinheit führt
die Steuerung so aus, dass die Ausgabe der Motorstromerfassungseinrichtung
nach der Korrektur einen Sollstromwert für die Motoransteuerungseinrichtung auf
der Grundlage eines Lenkmomentes im Lenkmechanismus erreicht, wodurch
der Elektromotor, der den Lenkmechanismus hilfsweise (unterstützend) betreibt,
angesteuert wird. Daher kann die Temperaturcharakteristik der Motorstromerfassungseinrichtung korrigiert
werden, um den Motorstrom unabhängig
von einer Temperaturveränderung
stabil zu erfassen, wodurch das Lenkgefühl des Fahrers verbessert wird.
Wenn die Korrektur der Temperaturcharakteristik außerdem für den Drehmomentsensoreingang durchgeführt wird,
kann auf ähnliche
Weise eine stabile Motorstromsteuerung durchgeführt werden, was zu einer weiteren
Verbesserung des Lenkgefühls
des Fahrers führt.