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Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Servolenkungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In einem elektrischen Servolenkungssystem, in dem eine geeignete Lenkunterstützungskraft zur Verringerung der Lenkkraft des Fahrers aufgebracht wird, wird ein dreiphasiger bürstenloser Gleichstrommotor öfters als die herkömmlichen Motoren mit Bürsten verwendet. Ein dreiphasiger bürstenloser Gleichstrommotor wird aufgrund seines einfachen mechanischen Aufbaus und seiner ausgezeichneten Steuerbarkeit bzw. Regelbarkeit verwendet.
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Eine Steuervorrichtung für einen bürstenlosen Motor muss eine Funktion zur Erfassung eines Fehlers aufweisen, der in einer in der Steuervorrichtung beinhalteten CPU auftreten kann. Gemäß einem in der
US 6,373,217 B1 (
JP 2001-018819 A ) offenbarten Verfahren wird eine Neben-CPU verwendet, um eine Haupt-CPU zur Steuerung des bürstenlosen Motors zu steuern.
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In einem weiteren in der
US 6,513,619 B2 (
JP 2002-067985 A ) offenbarten Verfahren wird keine Neben-CPU verwendet, um eine CPU zur Steuerung eines Gleichstrommotors auf einen Fehler zu überwachen. Gemäß diesem Verfahren ist es jedoch erforderlich, die Drehrichtung des Motors zu erfassen. Um dieses Problem zu lösen, wird eine Schaltung zum Bestimmen der Motorantriebsrichtung vorgeschlagen. Wie in der
US 2003-0151383 A1 (
JP 2003-235285 A ) offenbart, bestimmt eine Antriebsrichtungs-Bestimmungsschaltung die Antriebsrichtung des bürstenlosen Motors auf der Grundlage eines elektrischen Winkels des Motors. Der elektrische Winkel des bürstenlosen Motors wird wiederum auf der Grundlage eines von einem Drehmelder ausgegebenen Signals ermittelt, und zwar unter Verwendung einer Bereichsbestimmungsschaltung.
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In der
US 6,373,217 B1 muss ein Steuersystem mit einer Mehrzahl von CPUs aufgebaut werden, was eine komplizierte Konfiguration einer das Steuersystem zusammensetzenden Schaltung und eine große Abmessung einer die Schaltung unterbringenden Steuervorrichtung erfordert. Ferner setzen die in der
US 6,513,619 B2 und der
US 2003-0151383 A1 offenbarten Verfahren voraus, dass die in dem bürstenlosen Motor verwendete Anzahl der Pole gleich der in einem Drehmelder zum Erfassen der Drehposition des Motors verwendeten Anzahl der Pole ist. In diesem Fall ist eine Periode eines elektrischen Winkels Ea (oder Drehmelder-Drehwinkel) von 360 Grad in acht Bereiche, d. h., die Bereiche A0 bis A7, geteilt, von denen jeder, wie in
10A gezeigt, einen Winkel von 45 Grad aufweist. Liegt der elektrische Winkel beispielsweise in dem Bereich R1 oder R5, kann die Drehrichtung des bürstenlosen Motors auf der Grundlage einer Beziehung zwischen dem Betrag eines durch den Motor fließenden U-Phasenstroms (Iu) und dem Betrag eines durch den Motor fließenden V-Phasenstroms (Iv) bestimmt werden.
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Es kommt jedoch vor, dass die in dem bürstenlosen Motor verwendete Anzahl der Pole nicht gleich der in dem Drehmelder zur Erfassung der Drehposition des Motors verwendeten Anzahl der Pole ist. Es wird hierbei angenommen, dass die in dem bürstenlosen Motor verwendete Anzahl der Pole 14 ist, während die Anzahl der Pole in dem Drehmelder 2 ist. In diesem Fall sind, wie in 10B gezeigt, in einer Periode des elektrischen Winkels des Drehmelders sieben Perioden jedes Phasenstroms des bürstenlosen Motor vorhanden. Liegt der elektrische Winkel in dem Bereich A1 oder A5, ist die Beziehung zwischen den Beträgen des U-Phasenstroms und des V-Phasenstroms des Motors folglich unbestimmt, so dass die Drehrichtung des bürstenlosen Motors nicht bestimmt werden kann. Dies führt dazu, dass der Vorgang (Operation) zur Überwachung eines Fehlers der CPU nicht durchgeführt werden kann.
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Ein elektrisches Servolenkungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist ferner aus der
DE 102 20 887 A1 bekannt.
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Es ist folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeug mit einem elektrischen Servolenkungssystem zu versehen, das dazu geeignet ist, einen Fehler einer CPU mit einer einfachen Schaltungskonfiguration selbst dann zu erfassen, wenn die Anzahl der Pole in einem bürstenlosen Motor nicht gleich der Anzahl der Pole in einem Drehmelder zur Erfassung der Drehposition des Motors ist.
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Die Aufgabe wird durch ein elektrisches Servolenkungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein elektrisches Servolenkungssystem einen dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotor, einen Lenkdrehmomentdetektor, einen Drehmelder und eine Verarbeitungseinheit zum Ansteuern des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors auf. Die Verarbeitungseinheit wandelt den Drehmelder-Drehwinkel in einen Motordrehwinkel um, welcher der Anzahl der in dem bürstenlosen Gleichstrommotor verwendeten Pole entspricht, und berechnet einen Drehrichtungsbefehlswert des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors. Das elektrische Servolenkungssystem weist ferner eine Fehlererfassungsvorrichtung auf, die mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist, um mit dieser in Verbindung stehen zu können. Die Fehlererfassungsvorrichtung bestimmt auf der Grundlage des Motordrehwinkels und des Drehrichtungsbefehlswerts, ob eine von der Verarbeitungseinheit ausgeführte Berechnung normal verläuft.
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Die obigen und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde, deutlicher ersichtlich. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein Blockdiagramm eines elektrischen Servolenkungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ein Blockdiagramm für eine Motorsteuerung in dem in der 1 gezeigten System;
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3 ein Blockdiagramm für eine Fehlerbestimmung in dem in der 1 gezeigten System;
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4 ein Ablaufdiagramm für eine erste Fehlerbestimmung;
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5 ein Ablaufdiagramm für eine Antriebsrichtungsbestimmung;
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6 ein Ablaufdiagramm für eine Antriebsrichtungsüberwachung;
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7 ein Ablaufdiagramm für eine Antriebsbefehlsrichtungsbestimmung eines Strombefehlswerts;
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8 ein Ablaufdiagramm für eine zweiten Fehlerbestimmung über einen Vergleich von Drehbereichen;
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9 ein Ablaufdiagramm für eine Drehbereichsermittlung eines elektrischen Winkels; und
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10A und 10B Diagramme von Beziehungen zwischen elektrischen Winkeln und Phasenströmen in dem herkömmlichen System.
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Wie in 1 gezeigt, ist in einem elektrischen Servolenkungssystem 1 ein Lenkrad 10 mit einer Lenkwelle 12a verbunden. Das untere Ende der Lenkwelle 12a ist mit einem Drehmomentsensor 40 verbunden. Das obere Ende einer Ritzelwelle 12b ist mit dem Drehmomentsensor 40 verbunden. An dem unteren Ende der Ritzelwelle 12b ist ein Ritzel (nicht gezeigt) vorgesehen. In dem Lenkgetriebe 16 ist das Ritzel in Eingriff mit einer Zahnstange 18. Ein Ende einer Spurstange 20 ist mit einem Ende der Zahnstange 18 verbunden. Das andere Ende der Spurstange 20 ist durch einen Spurstangenhebel 22 mit einem Rad 24 verbunden. Gleichermaßen ist ein Ende einer weiteren Spurstange 20 mit dem anderen Ende der Zahnstange 18 verbunden. Das andere Ende der anderen Spurstange 20 ist über einen weiteren Spurstangenhebel 22 mit einem weiteren Rad 24 verbunden. Ferner ist auf der Ritzelwelle 12b ein dreiphasiger bürstenloser Gleichstrommotor 15 eingebaut, um als Servomotor zu dienen.
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Der Drehmomentsensor 40, der die Rotation des durch den Fahrer gegriffenen Lenkrades 10 erfasst, wird als Lenkdrehmoment-Erfassungseinrichtung verwendet. Der Drehmomentsensor 40 ist üblicherweise der im Allgemeinen bekannte Drehstab oder Drehmelder. Wird die Lenkwelle 12a gedreht, wird ein Drehmoment entsprechend der Drehgröße erfasst und die erfasste Information an eine Lenksteuereinheit 30 übertragen.
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Die Lenksteuereinheit 30 weist eine allgemein bekannte und als Verarbeitungseinheit dienende CPU 31, ein RAM 32, ein ROM 33, eine als Eingabe-/Ausgabeschnittstelle dienende E/A-Einheit 34 und eine Busleitung 35 auf, um die CPU 31, das RAM 32, das ROM 33 und die E/A-Einheit 34 miteinander zu verbinden. Die CPU 31 führt eine Steuerung durch, indem sie Programme ausführt und Daten verwendet. Die Programme und die Daten sind in dem RAM 32 und in dem ROM 33 gespeichert. Das ROM 33 beinhaltet einen Programmspeicherbereich R33a und einen Datenspeicherbereich 33b. In dem Programmspeicherbereich R33a ist ein Lenksteuerprogramm 33p gespeichert. Der Datenspeicherbereich R33b wird zum Speichern von Daten verwendet, die für den Ablauf bzw. die Operation des Lenksteuerprogramms 33p erforderlich sind.
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Ein Drehmelder 50 ist Vorrichtung zur Übertragung einer Drehbewegung. Der Drehmelder 50 weist zwei Statorwicklungen und eine Läuferwicklung auf. Die zwei Statorwicklungen bilden mechanisch einen Winkel von 90 Grad. Die Amplitude eines Signals, das durch magnetische Kopplung mit der Statorwicklung erhalten wird, ist von einer relativen Position abhängig. Die relative Position ist die zu dem Stator relative Position des Läufers (Achse). Folglich erzeugt der Drehmelder 50 zwei verschiedene Ausgangssignale, d. h., ein Sinus-Ausgangssignal und ein Cosinus-Ausgangssignal, die als Ergebnisse einer Modulation eines Eingangserregersignals erhalten werden, indem Sinus- und Cosinunskomponenten eines axialen Winkels verwendet werden. Die Sinus- und Cosinuskomponente des axialen Winkels sind die sinusförmigen bzw. cosinusförmigen Wellen des axialen Winkels.
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Der Drehmelder 50 ist ebenso mit einem Geschwindigkeitssensor 51 zum Messen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs verbunden. Eine erfasste Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird an die Lenksteuereinheit 30 übertragen.
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Wie in 2 gezeigt, führt die CPU 31 in der Lenksteuereinheit 30 das in dem ROM 33 gespeicherte Lenksteuerprogramm aus. Durch Ausführung dieses Programms ermittelt die Lenkdrehmoment-Erfassungsschaltung (in den Ansprüchen als Lenkdrehmoment-Erfassungseinrichtung bezeichnet und in den Figuren durch Drehmomenterfassung gekennzeichnet) 30a auf der Grundlage eines Signals, das von dem auf der Lenkwelle vorgesehenen Drehmomentsensor 40 empfangenen wird, den Betrag eines Lenkdrehmoments. Auf der Grundlage des Betrags des Lenkdrehmoments berechnet eine Unterstützungsstrom-Berechnungseinheit 31a der CPU 31 einen Unterstützungsstrom zum Ansteuern eines dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 15. Der Unterstützungsstrom und das von dem Geschwindigkeitssensor 51 erzeugte Fahrzeuggeschwindigkeitssignal werden an eine Motorstrombefehlswert-Berechnungseinheit (in den Ansprüchen als Befehlsstromwert-Berechungseinrichtung bezeichnet und in den Figuren der Einfachheit halber durch Strombefehl gekennzeichnet) 31c der CPU 31 übertragen und zur Berechung eines Motorstrombefehlswerts verwendet.
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Ein Fehler zwischen dem Motorstrombefehlswert und einem Ist-Stromwert wird ermittelt. Der durch den Stromsensor (in den Ansprüchen als Stromerfassungseinrichtung bezeichnet) 49 erfasste Ist-Stromwert ist der Betrag eines Stroms, der tatsächlich durch den dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotor 15 fließt. Der Fehler wird einer MOS-Ansteuerberechnungseinheit (in den Ansprüchen als MOS-Ansteuerberechnungseinrichtung bezeichnet und in den Figuren der Einfachheit halber durch MOS-Ansteuerung gekennzeichnet) 31e zur Ausführung einer Stromrückkopplungsregelung zugeführt, um diesen Fehler auf Null zu reduzieren. D. h., die MOS-Ansteuerberechnungseinheit 31e steuert eine Motoransteuerschaltung 14 an, die eine Schaltvorrichtung wie beispielsweise einen Inverter aufweist, um den dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotor 15 dazu zu bringen, ein optimales unterstützendes Drehmoment zu erzeugen.
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Darüber hinaus wird in der Stromrückkopplungsregelung zum Ansteuern des Drehmelders 50 eine Vektorsteuerung ausgeführt. Bei der Vektorsteuerung wird der Drehwinkel θ des Drehmelders 50 auf der Grundlage von zwei verschiedenen Signalen, die von dem Drehmelder 50 ausgegeben werden, erfasst. Die Beträge der Ströme Iu, Iv und Iw der U-, V-, und W-Phase werden von dem Stromsensor 49 erfasst. Die Beträge der Ströme und der Drehwinkel θ des Drehmelders 50 werden einer 3-Phasen-/2-Phasen-Wandlereinheit (in den Ansprüchen als 3-Phasen-/2-Phasen-Umwandlungseinrichtung bezeichnet und in den Figuren durch Phasenumwandlung gekennzeichnet) 31d der CPU 31 zugeführt, um in Beträge von Strömen zweier Phasen, d. h., q- und d-Achse, gewandelt zu werden. Die Vektorsteuerung ist weitgehend bekannt.
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Nachstehend wird die Verarbeitungsfehlererfassung unter Bezugnahme auf ein in der 3 gezeigtes Blockdiagramm und die in den 4 bis 7 gezeigten Ablaufdiagramme beschrieben, und zwar unter der Annahme, dass das Lenksteuerprogramm 33p von der CPU 31 in der Lenksteuereinheit 30 ausgeführt wird.
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In dem in der 3 gezeigten Blockdiagramm ist eine Fehlererfassungsvorrichtung 60 unabhängig von der CPU 31 aber derart mit der CPU 31 verbunden vorgesehen, dass Daten zwischen der Fehlererfassungsvorrichtung 60 und der CPU 31 ausgetauscht werden können. Die Fehlererfassungsvorrichtung 60 weist wie die Lenksteuereinheit 30 einen allgemein bekannten Mikrocomputer und dessen periphere Schaltungen auf, die ebenso allgemein bekannt sind. Die Fehlererfassungsvorrichtung 60 kann jedoch ebenso eine Konfiguration aufweisen, die eine bestimmte Hardwarelogik und einen digitalen Signalprozessor (DSP) aufweist.
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Es ist zu beachten, dass die Fehlererfassungsvorrichtung 60 diese Verarbeitung wiederholt während einer Ausführung des Lenksteuerprogramms 33p bei dem Betrieb des elektrischen Servolenkungssystems 1 ausführt.
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(Erste Fehlerbestimmung)
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Wie in 4 gezeigt, ermittelt eine ”Einheit 31b zur Berechnung eines elektrischen Winkels” der CPU 31 in Schritt S1 einen elektrischen Winkel auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Drehmelders. Anschließend wird ein von der Einheit 31b zur Berechnung eines elektrischen Winkels ermittelter elektrischer Winkel θ1 der Fehlererfassungsvorrichtung 60 zugeführt. Anschließend wandelt eine ”Einheit 31g zur Umwandlung eines elektrischen Winkels (in den Ansprüchen als Drehwinkel-Umwandlungseinrichtung bezeichnet und in den Figuren durch Winkelumwandlung gekennzeichnet)” der CPU 31 in Schritt S3 den elektrischen Winkel θ1 in einen elektrischen Winkel θ2 um, der mit der Anzahl der Pole in dem dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotor 15 übereinstimmt. D. h., die CPU 31 wandelt den elektrischen Winkel θ1 in einen derartigen elektrischen Winkel θ2 um, dass eine Periode des elektrischen Winkels θ2 mit einer Periode jedes Phasenstrom, der durch den dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotor 15 fließt, übereinstimmt. Anschließend wird der elektrische Winkel θ2 in Schritt S4 der Fehlererfassungsvorrichtung 60 zugeführt.
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Anschließend vergleicht eine U-V-Betragsvergleichseinheit (in den Ansprüchen als Phasenstrom-Vergleichseinrichtung bezeichnet und in den Figuren durch Vergleich gekennzeichnet) 60a in der Fehlererfassungsvorrichtung 60 in Schritt S5 den Betrag des U-Phasenstroms Iu mit dem Betrag des V-Phasenstroms Iv. Der Betrag des U-Phasenstroms Iu und der Betrag des V-Phasenstroms Iv werden von dem Stromsensor 49 erhalten. Demgegenüber berechnet und bestimmt eine Antriebsrichtungs-Bestimmungseinheit 60b in der Fehlererfassungsvorrichtung 60 eine Antriebsrichtung DIR des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 15 auf der Grundlage eines Vergleichsergebnisses zwischen dem Betrag des U-Phasenstroms Iu und dem Betrag des V-Phasenstroms Iv und des von der CPU 31 empfangenen elektrischen Winkel θ2. Die Antriebsrichtungs-Bestimmungsschaltung 60b wird als erste Drehrichtungs-Berechungseinrichtung verwendet.
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Zuletzt empfängt eine Antriebsrichtungs-Überwachungseinheit (in den Ansprüchen als Richtungsüberwachungseinrichtung bezeichnet und in den Figuren durch Richtungsüberwachung gekennzeichnet) 60c in der Fehlererfassungsvorrichtung 60 in Schritt S6 einen Drehrichtungsbefehlswert, der von einer Drehrichtungsbefehlswert-Berechnungseinheit (in den Figuren durch Richtungsbefehl gekennzeichnet) 31i auf der Grundlage des Motorstrombefehlswerts der Berechnungseinheit 31c der CPU 31 berechnet wird, und bestimmt auf der Grundlage der Antriebsrichtung DIR des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 15 und des Drehrichtungsbefehlswerts, ob die Antriebsrichtung des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 15 richtig ist oder nicht.
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Wie in dem in der 5 gezeigten Ablaufdiagramm zu sehen, führt die Antriebsrichtungs-Bestimmungseinheit 60b eine Verarbeitung zum Bestimmen der Antriebsrichtung des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 15 aus. Diese Verarbeitung entspricht dem Schritt S5 des in der 4 gezeigten Ablaufdiagramms.
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Als erstes wird der elektrische Winkel θ2 in Schritt S21 von der CPU 31 empfangen. Anschließend wird der elektrische Winkel θ2 in Schritt S22 überprüft, um zu bestimmen, ob der elektrische Winkel θ2 in dem Bereich 45 Grad < θ2 < 90 Grad liegt oder nicht. Wenn der elektrische Winkel θ2 in dem Bereich liegt, d. h., wenn das Bestimmungsergebnis JA ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S23 voran, bei dem die Beträge des U-Phasenstroms und des V-Phasenstroms von dem Stromsensor 49 eingegeben und miteinander verglichen werden.
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Wenn der Betrag des U-Phasenstroms Iu als größer als der Betrag des V-Phasenstroms Iv ermittelt wird, d. h., wenn das in Schritt S23 erzeugte Bestimmungsergebnis JA ist, wird die Antriebsrichtung des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotor 15 als Linksdrehrichtung bestimmt. In diesem Fall schreitet die Verarbeitung zu Schritt S24 voran.
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Wenn der Betrag des U-Phasenstroms Iu als kleiner als der Betrag des V-Phasenstroms Iv ermittelt wird, d. h., wenn das in Schritt S23 erzeugte Bestimmungsergebnis NEIN ist, wird demgegenüber die Antriebsrichtung des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotor 15 als Rechtsdrehrichtung bestimmt. In diesem Fall schreitet die Verarbeitung zu Schritt S25 voran.
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Wenn der elektrische Winkel θ2 in dem Bereich 225 Grad < θ2 < 270 Grad liegt, d. h., wenn das in Schritt S22 erzeugte Bestimmungsergebnis NEIN ist und das in Schritt S26 erzeugte Bestimmungsergebnis JA ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S27 voran, bei dem die Beträge des U-Phasenstroms Iu und des V-Phasenstroms Iv von dem Stromsensor 49 eingegeben und miteinander verglichen werden.
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Wenn der Betrag des U-Phasenstroms Iu als größer als der Betrag des V-Phasenstroms Iv ermittelt wird, d. h., wenn das in Schritt S27 erzeugte Bestimmungsergebnis JA ist, wird die Antriebsrichtung DIR des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 15 als Rechtsdrehrichtung bestimmt. In diesem Fall schreitet die Verarbeitung zu Schritt S28 voran.
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Wenn der Betrag des U-Phasenstroms Iu als kleiner als der Betrag des V-Phasenstroms Iv ermittelt wird, d. h., wenn das in Schritt S27 erzeugte Bestimmungsergebnis NEIN ist, wird demgegenüber die Antriebsrichtung DIR des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 15 als Linksdrehrichtung bestimmt. In diesem Fall schreitet die Verarbeitung zu Schritt S29 voran.
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Es ist zu beachten, dass die Verarbeitung zu Schritt S30 voranschreitet, wenn der elektrische Winkel θ2 weder in dem Bereich 45 Grad < θ2 < 90 Grad noch in dem Bereich 225 < θ2 < 270 Grad liegt, d. h., wenn das in Schritt S26 erzeugte Bestimmungsergebnis NEIN ist. Bei diesem Schritt wird die Antriebsrichtung DIR des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 15 nicht aktualisiert und bei dem in der vorhergehenden Verarbeitung ermittelten Wert gehalten, um die Antriebsrichtung DIR des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 15 zu bestimmen.
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In der Verarbeitung, die in dem in der 5 gezeigten Ablaufdiagram dargestellt ist, verwendet die Antriebsrichtungs-Bestimmungseinheit 60b den von der CPU 31 empfangenen elektrischen Winkel θ2 als solchen. Es ist jedoch auch möglich, ein Verfahren anzuwenden, bei dem eine ”Einheit 31h zur Bestimmung eines Elektrischen-Winkel-Bereichs (in den Ansprüchen als Motordrehwinkelbereichs-Bestimmungseinrichtung bezeichnet und in den Figuren durch Bereichsbestimmung gekennzeichnet)” der CPU 31 einen Elektrischen-Winkel-Bereich ermittelt, zu dem der elektrische Winkel θ2 gehört, und bei dem der Elektrische-Winkel-Bereich von der Antriebsrichtungs-Bestimmungseinheit 60b verwendet wird. In diesem Fall kann eine Verarbeitung zur Ermittlung eines Elektrischen-Winkel-Bereichs in dem Schritt S4 des in der 4 gezeigten Ablaufdiagramms beinhaltet sein.
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D. h., die Einheit 31h zur Bestimmung eines Elektrischen-Winkel-Bereichs bestimmt, dass der elektrische Winkel θ2 zu dem Bereich R1 gehört, wie in 10A gezeigt, wenn der elektrische Winkel θ2 in dem Bereich 45 Grad < θ2 < 90 Grad liegt.
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Wenn der elektrische Winkel θ2 in dem Bereich 225 Grad < θ2 < 270 Grad liegt, bestimmt die Einheit 31h zur Bestimmung eines Elektrischen-Winkel-Bereichs demgegenüber, dass der elektrische Winkel θ2 zu dem Bereich R5 gehört, wie in 10A gezeigt. Wenn der elektrische Winkel θ2 nicht zu dem Bereich R1 oder dem Bereich R5 gehört, wird das unmittelbar vorhergehende Bestimmungsergebnis als solches verwendet. Anschließend wird dieses einen Bereich anzeigende Bestimmungsergebnis der Fehlererfassungsvorrichtung 60 zugeführt.
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Die Antriebsrichtungs-Bestimmungseinheit 60b in der Fehlererfassungsvorrichtung 60 bestimmt die Antriebsrichtung auf der Grundlage der Bereichsinformation, die von der CPU 31 bei der Verarbeitung zur Bestimmung der Antriebsrichtung empfangen wird, die durch das in der 5 gezeigte Ablaufdiagramm dargestellt ist. D. h., in Schritt S22 wird die Bereichsinformation überprüft, um zu bestimmen, ob die Bereichsinformation Region R1 entspricht oder nicht. In Schritt S26 wird demgegenüber die Bereichsinformation überprüft, um zu bestimmen, ob die Bereichsinformation Region R5 entspricht oder nicht.
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Nachstehend wird eine Verarbeitung, die von der Antriebsrichtungs-Überwachungseinheit 60c zur Überwachung der Antriebsrichtung des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 15 ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf das in der 6 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben. Diese Verarbeitung entspricht dem Schritt S6 des in der 4 gezeigten Ablaufdiagramms. Zunächst wird in Schritt S41 eine Antriebsbefehlsrichtung ICDir aus einem von der CPU 31 empfangenen Motorstrombefehl Ic festgelegt. Anschließend wird in Schritt S42 die von der Antriebsrichtungs-Bestimmungseinheit 60b erfasste Motorantriebsrichtung DIR erfasst.
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Die Antriebsbefehlsrichtung ICDir und die Motorantriebsrichtung DIR werden verwendet, um zu bestimmen, ob ein Fehler vorhanden ist. Insbesondere, wenn die Antriebsbefehlsrichtung ICDir eine Linksdrehrichtung ist, während die Motorantriebsrichtung DIR eine Rechtsdrehrichtung ist, d. h., wenn das in Schritt S43 erzeugte Bestimmungsergebnis ein JA ist, und wenn die Antriebsbefehlsrichtung ICDir eine Rechtsdrehrichtung ist, während die Motorantriebsrichtung DIR eine Linksdrehrichtung ist, d. h., wenn das in Schritt S43 erzeugte Bestimmungsergebnis ein NEIN ist aber ein in Schritt S46 erzeugtes Bestimmungsergebnis ein JA ist, wird in Schritt S44 das Vorhandensein einer Abweichung bzw. eines Fehlers bestätigt. Der Grund dafür ist der, dass sich die Ist-Antriebsrichtung des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 15 von der zu dem dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotor 15 gegebenen Antriebsbefehlsrichtung unterscheidet. Anschließend wird in Schritt S45 eine Fehlerkorrekturverarbeitung, wie beispielsweise eine Verarbeitung zum Beenden/Ausschalten des elektrischen Servolenkungssystems ausgeführt.
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Wenn die Antriebsbefehlsrichtung ICDir und die Motorantriebsrichtung DIR beide eine Linksdrehrichtung oder eine Rechtsdrehrichtung umfassen, d. h., wenn die in den Schritten S43 und S46 erzeugten Bestimmungsergebnisse beide NEIN sind, wird demgegenüber in Schritt S47 bestätigt, dass ein Normalzustand (kein Fehler bzw. keine Abweichung) besteht. Ursache hierfür ist die Tatsache, dass die Ist-Antriebsrichtung des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 15 mit der zu dem dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotor 15 ausgegebenen Antriebsbefehlsrichtung übereinstimmt.
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf das in der 7 gezeigte Ablaufdiagramm eine Verarbeitung beschrieben, die von der Antriebsrichtungs-Überwachungseinheit 60c ausgeführt wird, um die Antriebsbefehlsrichtung ICDir zu überwachen. Diese Verarbeitung entspricht dem Schritt S41 des in der 6 gezeigten Ablaufdiagramms. Zunächst wird in Schritt S51 der Motorstrombefehl Ic von der CPU 31 empfangen. Wenn der Motorstrombefehl Ic kleiner als ein vorbestimmter Wert I1 ist, d. h., wenn ein in Schritt S52 erzeugte Bestimmungsergebnis JA ist, wird die Antriebsbefehlsrichtung ICDir in Schritt S53 als eine Linksdrehrichtung bestimmt.
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Wenn der Motorstrombefehl Ic größer als ein vorbestimmter Wert I1 und ein weiterer vorbestimmter Wert I2 ist, d. h., wenn ein in Schritt S52 erzeugtes Bestimmungsergebnis NEIN ist, während das in Schritt S52 erzeugte Bestimmungsergebnis JA ist, wird die Antriebsbefehlsrichtung ICDir in Schritt S55 als eine Rechtsdrehrichtung bestimmt. Wenn der Motorstrombefehl Ic größer als der vorbestimmte Wert I1 aber kleiner als der andere vorbestimmte Wert I2 ist, d. h., wenn in den Schritten S52 und S54 erzeugten Bestimmungsergebnisse beide NEIN sind, wird die Antriebsbefehlsrichtung ICDir in Schritt S55 als neutrale Richtung bestimmt, d. h. weder als Rechtsdrehrichtung noch als Linksdrehrichtung.
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(Zweite Fehlererfassung)
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf das in der 4 gezeigte Ablaufdiagramm und weitere in den 8 und 9 gezeigte Ablaufdiagramme eine zweite Fehlererfassungsverarbeitung beschrieben. In Schritt S61 des in der 8 gezeigten Ablaufdiagramms erfasst eine Einheit 60d zur Erkennung eines Elektrischen-Winkel-Bereichs in der Fehlererfassungsvorrichtung 60 ein Sinus-Ausgangssignal (SIN) und ein Cosinus-Ausgangssignal (COS) von dem Drehmelder 50. Die Einheit 60d zur Erkennung eines Elektrischen-Winkel-Bereichs entspricht einer zweiten Drehmelderdrehwinkelbereichs-Bestimmungseinrichtung.
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Wenn das Sinus-Ausgangssignal größer 0 ist, das Cosinus-Ausgangssignal größer oder gleich 0 ist und der Absolutwert des Sinus-Ausgangssignals größer oder gleich dem Absolutwert des Cosinus-Ausgangssignals ist, d. h., wenn das in Schritt S62 erzeugte Bestimmungsergebnis JA ist, wird die Drehposition des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 15 derart bestimmt, dass sie in dem in der 10A gezeigten Bereich R1 liegt, und eine Bereichsflag R wird in Schritt S63 auf 1 gesetzt.
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Wenn das Sinus-Ausgangssignal kleiner 0 ist, das Cosinus-Ausgangssignal kleiner oder gleich 0 ist und der Absolutwert des Sinus-Ausgangssignals größer oder gleich dem Absolutwert des Cosinus-Ausgangssignals ist, d. h., wenn das in Schritt S62 erzeugte Bestimmungsergebnis NEIN ist aber das in Schritt S64 erzeugte Bestimmungssignal JA ist, wird die Drehposition des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 15 derart bestimmt, dass sie in dem in der 10A gezeigten Bereich R5 liegt, und eine Bereichsflag R wird in Schritt S65 auf 2 gesetzt.
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Wenn die Drehposition des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 15 derart bestimmt wird, dass sie weder in dem Bereich R1 noch in dem Bereich R5, wie in 10A gezeigt, liegt, d. h., wenn die in den Schritten S62 und S64 erzeugten Bestimmungsergebnisse beide NEIN sind, wird das Bereichsflag R in Schritt S65 auf 0 gesetzt.
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Der Wert des gemäß obiger Beschreibung gesetzten Bereichsflags R wird einer Einheit 60e zur Überwachung eines Elektrischen-Winkel-Bereichs in der Fehlererfassungsvorrichtung 60 zugeführt.
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In Schritt S67 empfängt die Einheit 60e zur Überwachung eines Elektrischen-Winkel-Bereichs das Bereichsflag C, das von einem Abschnitt 31f zur Bestimmung eines Elektrischen-Winkel-Bereichs der CPU 31 ermittelt wurde. Der Abschnitt 31f zur Bestimmung eines Elektrischen-Winkel-Bereichs entspricht einer ersten Drehmelderdrehwinkelbereichs-Bestimmungseinrichtung. Ein von dem Abschnitt 31f zur Bestimmung eines Elektrischen-Winkel-Bereichs verwendetes Verfahren zum Setzen des Bereichsflags C wird später beschrieben.
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Anschließend wird das Bereichsflag R in Schritt S68 mit dem Bereichsflag C verglichen. Wenn das Bereichsflag R gleich dem Bereichsflag C ist, d. h., wenn das in Schritt S68 erzeugte Bestimmungsergebnis NEIN ist, wird ein Normalzustand bestätigt, und es wird in Schritt S69 eine Verarbeitung des elektrischen Servolenkungssystems 1 gemäß einem normalen Ablauf bzw. Zustand durchgeführt, da das von der CPU 31 erzeugte Bereichsbestimmungsergebnis dem von der Fehlererfassungsvorrichtung 60 erzeugten Bereichsbestimmungsergebnis entspricht.
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Wenn das Bereichsflag R ungleich dem Bereichsflag C ist, d. h., wenn das in Schritt S68 erzeugte Bestimmungsergebnis JA ist, wird demgegenüber bestimmt, das in der CPU 31 und/oder der Fehlererfassungsvorrichtung 60 ein Fehler aufgetreten ist. In Schritt S70 wird eine Abweichungskorrekturverarbeitung, wie beispielsweise eine Verarbeitung zum Ausschalten/Beenden der elektrischen Servolenkungssystemsteuerung ausgeführt. Der Grund dafür ist der, dass sich ein von der CPU 31 erzeugtes Bereichsbestimmungsergebnis von einem von der Fehlererfassungsvorrichtung 60 erzeugten Bereichsbestimmungsergebnis unterscheidet.
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Schließlich werden sowohl das von der Einheit 60e zur Überwachung eines Elektrischen-Winkel-Bereichs erzeugte Bestimmungsergebnis als auch das von der Antriebsrichtungs-Überwachungseinheit 60c erzeugte Bestimmungsergebnis berücksichtigt. Wenn entweder das von der Einheit 60e zur Überwachung eines Elektrischen-Winkel-Bereichs erzeugte Bestimmungsergebnis oder das von der Antriebsrichtungs-Überwachungseinheit 60c erzeugte Bestimmungsergebnis eine Abweichung bzw. einen Fehlers anzeigt, wird eine Abweichungskorrekturverarbeitung, wie beispielsweise eine Verarbeitung zum Beenden/Ausschalten der elektrischen Servolenkungssystemsteuerung, ausgeführt.
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf das in der 9 gezeigte Ablaufdiagramm eine Verarbeitung zum Bestätigen des Bereichsflags C, das von dem Abschnitt 31f zur Bestimmung eines Elektrischen-Winkel-Bereichs der CPU 31 ermittelt wird, beschrieben. Diese Verarbeitung entspricht teils dem Schritt S67 des in der 8 gezeigten Ablaufdiagramms. Der Abschnitt 31f zur Bestimmung eines Elektrischen-Winkel-Bereichs empfängt den Wert des elektrischen Winkels θ1 von der Einheit 31b zur Berechnung eines elektrischen Winkels und ermittelt den Bereich, zu dem der elektrische Winkel θ1 gehört. Insbesondere, wenn der elektrische Winkel θ1 in dem Bereich 45 Grad < θ1 < 90 Grad liegt, d. h., wenn das in Schritt S11 erzeugte Bestimmungsergebnis JA ist, wird bestimmt, dass die Drehposition des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 15 in dem Bereich R1 liegt, wie in 10A gezeigt. In diesem Fall wird das Bereichsflag C in Schritt S12 auf C1 gesetzt. Wenn der elektrische Winkel θ1 in dem Bereich 225 Grad < θ1 < 270 Grad liegt, d. h., wenn das in Schritt S11 erzeugte Bestimmungsergebnis NEIN ist aber das in Schritt S13 erzeugte Bestimmungsergebnis JA ist, wird bestimmt, dass die Drehposition des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotor 15 in dem Bereich R5 liegt, wie in 10A gezeigt. In diesem Fall wird das Bereichsflag in Schritt S14 auf C2 gesetzt. Wenn die Drehposition des dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 15 derart bestimmt wird, dass sie weder in dem Bereich R1 noch in dem Bereich R5 liegt, d. h., wenn die in den Schritten S11 und S13 erzeugten Bestimmungsergebnisse beider NEIN sind, wird das Bereichsflag in Schritt S15 auf C0 gesetzt.
