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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Motoransteuersystem, welches einen Motor durch das Konvertieren bzw. Umwandeln elektrischer Leistung einer Gleichstrom- bzw. DC-Leistungsquelle ansteuert.
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Stand der Technik
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Ein herkömmliches Motoransteuersystem beinhaltet einen Ansteuerschaltkreis, der aus einer Mehrzahl von Schaltelementen gebildet ist. Beispielsweise enthält der Ansteuerschaltkreis einen Inverter, welcher DC-Leistung in eine dreiphasige Wechselstrom-Leistung bzw. AC-Leistung konvertiert, um einen dreiphasigen AC-Motor anzusteuern. Die
JP 2003-81099 A offenbart eine Konfiguration, bei welcher zwei Sicherungsrelais in zwei der drei Leistungsversorgungsleitungen, welche die Ausgangsanschlüsse des dreiphasigen Inverters und den Motor verbinden, vorgesehen sind. Das Sicherungsrelais unterbricht die Verbindung zwischen dem Inverter und dem Motor, wenn in dem Schaltelement ein Kurzschlussfehler auftritt.
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Gemäß dem herkömmlichen Motoransteuersystem arbeitet der Motor als ein Generator und erzeugt eine Induktionsspannung, wenn von einer Lastseite her ein inverses Eingangsdrehmoment auf den Drehschaft des Motors angewandt wird. Bei einem Fall, bei dem die Leistungsquellenseite des Motoransteuerschaltkreises nicht mit der Leistungsquelle, wie z. B. eine Batterie, verbunden ist, hat die Induktionsspannung keine Möglichkeit zu entweichen bzw. abgeführt zu werden. Die Schaltelemente, die den Inverter ausbilden, erhalten die Induktionsspannung und fallen mit einer Wahrscheinlichkeit aus. Die Schaltelemente, die verwendet werden müssen, müssen eine höhere Spezifikation aufweisen, wie z. B. eine höhere Stehspannung, um einer solchen Induktionsspannung zu widerstehen.
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Gemäß dem herkömmlichen System mit den zwei Sicherungsrelais können die Schaltelemente vor der Induktionsspannung, die durch den Motor erzeugt wird, geschützt werden, indem die zwei Relais in den Leistungsversorgungsleitungen ausgeschaltet werden, um dadurch den Inverter und den Motor elektrisch zu trennen. Diese Konfiguration erfordert jedoch drei oder mehr Relais, was zusätzlich zu den zwei Relais ein leistungsquellenseitiges Relais, welches normalerweise erforderlich ist, beinhaltet, und erhöht die Anzahl der Komponenten. Das Motoransteuersystem wird in seiner physischen Größe groß und verursacht größere Schwierigkeiten bei einem Anbringen in ein Fahrzeug.
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Kurzfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Motoransteuersystem zum Schutz von Schaltelementen gegenüber einer Induktionsspannung, welche durch einen Motor erzeugt wird, wenn ein inverses Eingangsdrehmoment bei einem Zustand angewandt wird, bei dem der Motor von einer DC-Leistungsquelle getrennt ist, in einer einfachen Konfiguration vorzusehen.
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Gemäß einem Aspekt weist das Motoransteuersystem eine DC-Leistungsquelle, einen Motor, einen ersten Ansteuerschaltkreis, eine erste Schalteinrichtung und ein unidirektionales bzw. einseitiges Leitelement auf. Der erste Ansteuerschaltkreis enthält eine Mehrzahl von Schaltelementen und ist mit der DC-Leistungsquelle verbunden, um den Motor durch das Konvertieren von elektrischer Leistung der DC-Leistungsquelle anzusteuern. Die erste Schalteinrichtung ist zwischen der DC-Leistungsquelle und dem ersten Ansteuerschaltkreis vorgesehen, um die DC-Leistungsquelle und den ersten Ansteuerschaltkreis elektrisch zu verbinden oder zu trennen. Das unidirektionale Leitelement ist parallel mit der ersten Schalteinrichtung verbunden, um es einem Strom zu ermöglichen, in einer regenerativen Richtung von einer Seite mit einem hohem Potenzial des Ansteuerschaltkreises auf eine Seite mit einem niedrigen Potenzial des ersten Ansteuerschaltkreises durch die DC-Leistungsquelle zu fließen und einen Strom zu unterbrechen, der in eine umgekehrte Richtung entgegengesetzt der regenerativen Richtung fließt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlicher werden, die in Bezug auf die beiliegende Zeichnung getätigt wurde.
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Es zeigt:
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1 ein schematisches Schaltkreisdiagramm eines Motoransteuersystems gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 ein schematisches Strukturdiagramm eines elektrischen Servo-Lenksystems, das das in 1 gezeigte Motoransteuersytem verwendet;
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3 ein detailliertes Schaltkreisdiagramm des in 1 gezeigten Motoransteuersystems;
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4 ein schematisches Schaltkreisdiagramm eines Motoransteuersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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5 ein schematisches Schaltkreisdiagramm eines Motoransteuersystems gemäß einer dritten Ausführungsform;
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6 ein schematisches Schaltkreisdiagramm eines Motoransteuersystems gemäß einer vierten Ausführungsform;
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7A und 7B partielle Schaltkreisdiagramme von Motoransteuersystemen jeweils gemäß einer fünften und einer sechsten Ausführungsform;
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8 ein schematisches Schaltkreisdiagramm eines Motoransteuersystems gemäß einer siebten Ausführungsform;
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9 ein schematisches Schaltkreisdiagramm eines Motoransteuersystems gemäß einer achten Ausführungsform;
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10 ein schematisches Schaltkreisdiagramm eines Motoransteuersystems gemäß einer neunten Ausführungsform; und
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11A, 11B, 11C und 11D partielle Schaltkreisdiagramme eines Motoransteuersystems gemäß sonstiger Ausführungsformen.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
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Es wird ein Motoransteuersystem in Bezug auf die Ausführungsformen beschrieben werden, bei welchen das Motoransteuersystem in einem elektrischen Servo-Lenksystem eines Fahrzeugs verwendet wird.
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1. Ausführungsform
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Ein Motoransteuersystem gemäß einer ersten Ausführungsform ist in den 1 bis 3 gezeigt.
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Wie in 2 gezeigt, ist ein elektrisches Servo-Lenksystem 1 für ein Lenksystem eines Fahrzeugs vorgesehen, welches ein Lenkrad 91 und eine Lenkschaft 92 aufweist. Das Servo-Lenksystem 1 sieht den Lenkschaft 92 mit einem Lenkunterstützungsdrehmoment derart vor, dass das Lenkdrehmoment, welches auf den Lenkschaft 92 durch einen Fahrer über das Lenkrad 91 angewandt wird, Leistungs-unterstützt ist. Der Lenkschaft 92 ist mit einem Drehmomentsensor 94 vorgesehen, welcher ein Lenkdrehmoment erfasst. Der Lenkschaft 92 ist mit einem Zahnradgetriebe 96 an einem axialen Ende davon vorgesehen. Das Zahnradgetriebe 96 befindet sich mit einer Zahnstange 97 in Eingriff. Die Drehbewegung des Lenkschafts 92 wird derart in eine lineare Bewegung der Zahnstange 97 umgewandelt, dass ein Paar von Reifen 98 um einen Winkel gelenkt wird, der den Betrag der linearen Bewegung der Zahnstange 97 entspricht.
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Das elektrische Servo-Lenksystem 1 ist aus einem Lenkunterstützungsmotor 45, einem Untersetzungsgetriebe 89 und einer Motoransteuervorrichtung 40 ausgebildet. Der Lenkunterstützungsmotor 45 erzeugt ein Lenkunterstützungsdrehmoment. Das Untersetzungsgetriebe 89 überträgt den Drehausgang des Motors 45 auf den Lenkschaft 92 mittels Reduzieren der Drehgeschwindigkeit. Die Motoransteuervorrichtung 40 ist derart konfiguriert, dass diese den Motor 45 ansteuert. Die Motoransteuervorrichtung 40 ist mit einer Gleichstrom- bzw. DC-Batterie 20 verbunden, die als eine DC-Leistungsquelle vorgesehen ist. Der Motor 45 ist ein dreiphasiger bürstenloser Motor.
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Wie in 1 und 3 gezeigt, enthält die Motoransteuervorrichtung 40 einen ersten Ansteuerschaltkreis 43, ein Relais 41 als erste Schalteinrichtung und eine Diode 51 als ein unidirektionales Leitelement. Der erste Ansteuerschaltkreis 43 wird aus einem Inverter 60 und einem Steuerschaltkreis 65 ausgebildet. Der Inverter 60 ist ein Drei-Phasen AC-Inverter, welcher die DC-Leistung der Batterie 20 in AC-Leistung umwandelt und die AC-Leistung liefert. Bei dem Inverter 60 sind sechs Schaltelemente 611 bis 616 in einer Brückenform verbunden. Die Schaltelemente 611 bis 616 sind beispielsweise MOSFETs (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren).
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Die Schaltelemente 611, 612 und 613 der Seite mit dem hohen Potenzial weisen Drains auf, die mit der Elektrode mit einem hohen Potenzial 21 der Batterie 20 verbunden sind. Die Sources der Schaltelemente 611, 612 und 613 sind mit den Drains der Schaltelemente 614, 615 und 616 der Seite mit dem niedrigen Potenzial verbunden. Die Sources der Schaltelemente 614, 615 und 616 sind mit der Elektrode mit dem niedrigen Potenzial 22 der Batterie 20 über Stromerfassungselemente 711, 712 und 713 verbunden. Verbindungsstellen zwischen den Schaltelementen 611, 612, 613 und den Schaltelementen 614, 615, 616 sind jeweils mit den Anschlüssen der Drei-Phasen-Spulen 451, 452, 452 des Motors 45 verbunden. Die Stromerfassungselemente 711, 712 und 713 bilden eine Stromerfassungsvorrichtung 70 aus, welche die Phasenströme erfasst, die jeweils den Spulen 451, 452 und 453 zugeführt werden.
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Der Steuerschaltkreis 65 enthält einen Mikrocomputer 67 und einen Inverteransteuerschaltkreis 68. Der Mikrocomputer 67 führt Steuerberechnungen zum Bestimmen von Steuerwerten, welche für die Motorsteuerung erforderlich sind, basierend auf den Eingangssignalen, die einen Drehwinkel des Motors 45 angeben, welcher durch einen Drehwinkelsensor 69 erfasst wird, einen Lenkwinkel, der durch den Drehwinkelsensor 94 erfasst wird, eine Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen durch. Der Inverteransteuerschaltkreis 68 ist mit den Gates der Schaltelemente 611, 616 verbunden, um unter der Steuerung des Mirkocomputers 67 An/Aus-Schaltsteuersignale auszugeben.
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Das Relais 41 ist in einer Leitung L1 mit einem hohen Potenzial vorgesehen, welche die Elektrode mit dem hohen Potenzial 21 der Batterie 20 und die Seite mit dem hohen Potenzial des Inverters 60 verbindet. Das Relais 41 verbindet oder trennt die Batterie 20 und den Inverter 60 elektrisch durch ein An-/Aus- Signal (nicht näher dargestellt), welches daran angelegt wird. Das Relais 41 ist ein elektromagnetisch betätigter Schalter oder irgendeine andere Abschaltvorrichtung, welche eine An-/Auseinrichtung ist. Wenn das Relais 41 angeschaltet wird, wird der Motor 45 derart mit Leistung versorgt, dass das Lenkunterstützungsdrehmoment, das durch den Motor 45 erzeugt wird, auf den Lenkschaft 92 angewandt werden kann. D. h., das elektrische Servo-Lenksystem 1 ist derart mit Leistung versorgt, dass dieses in Betrieb ist. Das Relais 41 wird in Übereinstimmung mit einem Zündschalter (nicht näher dargestellt) an- oder ausgeschaltet.
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Solange, wie sich das Fahrzeug in seinem Ruhezustand befindet während der Zündschalter ausgeschaltet ist, ist das Relais 41 ausgeschaltet. Solange wie sich das Fahrzeug in Betrieb befindet, ist das Relais 41 im Allgemeinen angeschaltet. Das Relais 41 kann allerdings zeitweise ausgeschaltet sein, wenn das Fahrzeug während des Reisens bzw. Fahrens einen Randstein trifft. Falls durch eine externe Kraft von der Lastseite ein umgedrehtes Eingangsdrehmoment auf den Drehschaft des Motors 45 angewandt wird, während das Relais 41 ausgeschaltet ist, ist der Motor 45 als ein Generator in Betrieb. Beispielsweise tritt die Situation auf, wenn die Räder 68 in einer Reparaturwerkstätte links oder rechts bewegt werden. Diese Situation tritt auch dann auf, wenn die Räder 98 auf Grund eines Kollisionseinschlages links oder rechts bewegt werden, wenn das Fahrzeug bestimmte feste Bauten betrifft, wie z. B. einen Randstein.
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Bei dieser Situation wird die Induktionsspannung, die durch den Motor 45 erzeugt wird, an den Inverter 60 als eine übermäßige Spannung angelegt. Dies kann einen Ausfall der Schaltelemente 611 bis 616 verursachen. Daher ist eine Diode 51 parallel mit dem Relais 41 verbunden. Unter der Bedingung, dass das Relais ausgeschaltet ist, leitet die Diode 51 einen Strom in einer Richtung von der Seite mit dem hohen Potenzial des Inverters 60 zu der Elektrode mit dem hohen Potenzial 21 der Batterie 20. Diese Richtung des Stromflusses wird als regenerative Richtung bzw. Regenerationsrichtung bezeichnet und wird in 1 durch einen Pfeil R angegeben.
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Die Diode 51 sperrt einen Strom ab, welcher von der Batterie 20 zu dem Inverter 60 fließt, d. h., in einer Richtung, die der regenerativen Richtung entgegengesetzt ist. Falls die Diode 51 nicht vorgesehen ist, wird die Induktionsspannung nirgendwohin geleitet, wobei das Relais 41 abgeschaltet wird. Daher ist es unvermeidbar, dass die Schaltelemente 611 bis 616 des Inverters 60 einer übermäßigen Spannung ausgesetzt sind. Die Schaltelemente 611 bis 616 müssen deshalb derart festgelegt sein, dass diese eine hohe Spezifikation aufweisen, wie z. B. eine hohe Stehspannung, sodass die Schaltelemente 611 bis 616 vor einem Schaden bzw. Kaputtgehen geschützt sind.
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Allerdings kann die Induktionsspannung durch die Diode 51 zu der Batterie 20 geleitet werden, welche parallel mit dem Relais 41 verbunden ist, sogar wenn sich das Relais 41 in dem Aus-Zustand befindet. Auf diese Weise ist es möglich, zu verhindern, dass die übermäßige Spannung an die Schaltelemente 611 bis 616 des Inverters 60 angelegt wird, und zu vermeiden, dass die Schaltelemente 611 bis 616 ausfallen. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, die Spezifikation der Schaltelemente 611 bis 616 derart festzulegen, dass diese höher ist, als normalerweise erforderlich.
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Gemäß dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen System müssen zusätzlich zu dem Relais auf der Leistungsquellenseite, welches für jedes System vorgesehen werden muss, zumindest zwei Schaltkreisunterbrechungsrelais an der Motorseite vorgesehen werden, um die Schaltelemente von der Induktionsspannung zu schützen. Gemäß der ersten Ausführungsform können die Schaltelemente 611 bis 616 von den Schaltelementen 611 bis 616 nur durch das einfache Verbinden der Diode 51 parallel zu einem Relais 41 geschützt werden. Auf diese Weise kann die Anzahl der Komponententeile der Motoransteuervorrichtung 40 im Vergleich mit dem herkömmlichen System reduziert werden. Als eine Konsequenz kann die Motoransteuervorrichtung 40 in der Größe reduziert werden und dessen Montierbarkeit in dem elektrischen Servo-Lenksystem 1 und dergleichen kann verbessert werden.
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Zweite, dritte und vierte Ausführungsformen
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Ein Motoransteuersystem gemäß einer zweiten bis einer vierten Ausführungsform ist in den 4 bis 6 gezeigt. Diese Ausführungsformen sind zu der ersten Ausführungsform in Bezug auf die Anordnung und Anzahl von Relais unterschiedlich. In der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen sind im Wesentlichen gleiche Komponententeile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, um dadurch die Beschreibung zu vereinfachen. Entsprechend der zweiten Ausführungsform, wie in 4 gezeigt, ist ein Relais 42 als einen erste Schalteinrichtung in einer Leitung mit niedrigem Potenzial L2 zwischen der Elektrode mit dem niedrigen Potenzial 22 der Batterie 20 und der Seite mit dem niedrigen Potenzial des Inverters 60 vorgesehen. Eine Diode 52 ist als unidirektionales Leitelement parallel mit dem Relais 42 verbunden. Die Diode 52 ist vorgesehen, um den Strom in einer Richtung von der Elektrode mit dem niedrigen Potenzial 22 der Batterie 20 zu der Seite mit dem niedrigen Potenzial des Inverters 60 zu leiten, d. h., in der gleichen Richtung, wie die regenerative Richtung der ersten Ausführungsform, und diese (die Diode 52) sperrt den Strom ab, welcher in einer Richtung fließt, die der regenerativen Richtung entgegengesetzt ist. Ähnlich zu der ersten Ausführungsform kann ein Ausfall der Schaltelemente, der durch die Induktionsspannung des Motors 45 verursacht wird, vermieden werden.
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Gemäß der dritten Ausführungsform, welche in 5 gezeigt ist, sind das Relais 41 und die Diode 51 in der Leitung mit dem hohen Potenzial L1 ebenso wie in der ersten Ausführungsform vorgesehen, und sind das Relais 42 und die Diode 52 in der Leitung mit dem niedrigen Potenzial L2 ebenso wie in der zweiten Ausführungsform vorgesehen.
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Gemäß der vierten Ausführungsform, wie in 6 gezeigt, sind zwei Sätze des Relais 41 und der Diode 51 mit der Leitung mit dem hohen Potenzial L1 in Serie verbunden. Das Relais 41 und die Diode 51 in jedem Satz sind in einer ähnlichen Weise wie in der ersten Ausführungsform vorgesehen.
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Gemäß den zweiten bis vierten Ausführungsformen ist die Zuverlässigkeit noch weiter verbessert, da zwei Relais als erste Schalteinrichtungen vorgesehen sind. Diese Relais sind ebenso effektiv, um einen fehlerhaften Betrieb zu vermeiden. Obwohl zwei Relais vorgesehen sind, kann die Anzahl von Relais im Vergleich mit dem herkömmlichen System, welches vorstehend beschrieben wurde, verbessert werden, bei welchem drei oder mehr Relais erforderlich sind.
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Fünfte und sechste Ausführungsformen
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Ein Motoransteuersystem gemäß einer fünften Ausführungsform und einer sechsten Ausführungsform sind jeweils in 7A und 7B gezeigt. Bei diesen Ausführungsformen wird ein unidirektionales Leitelement zu den Vorrichtungen der ersten bis zur vierten Ausführungsform weiter hinzugefügt.
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Entsprechend der fünften Ausführungsform, welche in 7A gezeigt ist, ist eine Zehnerdiode 53 in Serie mit der Diode 51 verbunden, welches als das unidirektionale Leitelement vorgesehen ist. Die Induktionsspannung wird zu der Batterie 20 durch die Zehnerdiode 53 und die Diode 51 nur dann geleitet, wenn die Induktionsspannung die Grenzspannung der Zehnerdiode 53 überschreitet. Die Grenzspannung der Zehnerdiode ist auf eine Spannung festgelegt, welche keinen Einfluss auf die Schaltelemente 611 bis 616 verursachen wird. Entsprechend der sechsten Ausführungsform, welche in 7B gezeigt ist, ist ein Widerstand 54 in Serie mit der Diode 51 verbunden, welche als das unidirektionale Leitelement vorgesehen ist. Der Widerstandswert des Widerstands 54 wird in Übereinstimmung mit einem Strom festgelegt, welcher fließt, wenn die Induktionsspannung angelegt ist. Es ist möglich, sowohl die Zehnerdiode 53 als auch den Widerstand in Serie mit der Diode 51 zu verbinden.
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Der Regenerationsstrom, welcher fließt, wenn die Induktionsspannung durch das unidirektionale Leitelement zu der Batterie 20 geleitet wird, fließt entgegengesetzt zu dem Strom, welcher bei dem normalen Motoransteuerbetrieb von der Batterie 20 zu dem Motor 45 fließt. Wenn der Motor 45 die Induktionsspannung erzeugt, tritt ein Bremsdrehmoment in den Motor 45 auf, dass dem normalen Betrieb entgegengesetzt ist. Wenn das Bremsdrehmoment auftritt, wird der Fahrzeugfahrer spüren, dass das Lenkrad 91 stark belastet ist.
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Gemäß der fünften und der sechsten Ausführungsform wird dadurch das Bremsdrehmoment aufgehoben oder auf einen Bereich reduziert, in dem die Schaltelemente 611 bis 616 nicht beeinflusst sind. Gemäß der fünften Ausführungsform wird das Bremsdrehmoment vermieden, wenn die Induktionsspannung niedriger ist, als ein vorbestimmter Pegel. Gemäß der sechsten Ausführungsform, wird das Bremsdrehmoment gleichmäßig über einen ganzen Spannungsbereich reduziert.
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Es wird hier angenommen, dass beispielsweise ein Fahrzeug einen Randstein trifft, während dieses führt und dass die Räder 98 in der Links-Nach-Rechts-Richtung vibrieren. In diesem Fall wird das Relais 41 ausgeschaltet und das Bremsdrehmoment wird im Allgemeinen durch die Induktionsspannung in dem Motor 45 erzeugt.
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Gemäß der fünften oder der sechsten Ausführungsform kann vermieden werden, dass das Bremsdrehmoment erzeugt oder reduziert wird.
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Siebte, achte und neunte Ausführungsformen
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Ein Motoransteuersystem gemäß einer siebten Ausführungsform bis einer neunten Ausführungsform ist in 8 bis 10 gezeigt. Das Motoransteuersystem in der siebten Ausführungsform bis der neunten Ausführungsform ist als ein In-Fahrzeug-Leistungsversorgungssystem 10 konfiguriert, welche eine Motoransteuervorrichtung 30 für einen Hauptmotor 35 zum Ansteuern eines Fahrzeugs zusätzlich zu der Motoransteuervorrichtung 40 für den Lenkunterstützungsmotor 45 enthält. Der Hauptmotor 35 verbraucht mehr Leistung, um das Fahrzeug anzusteuern, als durch den Lenkunterstützungsmotor 45 verbraucht wird. Die Batterie 20 ist deshalb von einem Hochspannungstyp, welche als eine Hauptmotorbatterie vorgesehen ist, um eine hohe Spannung auszugeben, welche für den Hauptmotor 35 benötigt wird.
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Wie in 8 bis 10 gezeigt ist, enthält das Motoransteuersystem den ersten Ansteuerschaltkreis 43 zum Ansteuern des Lenkunterstützungsmotors 45 und einem zweiten Ansteuerschaltkreis 33 zum Ansteuern des Hauptmotors 35, welche parallel mit der Batterie 20 verbunden sind. In 8 bis 10 werden der Hauptmotor 35 und der Lenkunterstützungsmotor 45 jeweils voneinander durch Buchstabensymbole Mm und Ms unterschieden.
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Wie in 8 gezeigt, steuert der zweite Ansteuerschaltkreis 33 den Hauptmotor 35, welcher ein elektrisches Fahrzeug oder ein Hybridfahrzeug ansteuert. Der zweite Ansteuerschaltkreis 33 wird aus einem Leistungskonverter gebildet, wie z. B. einen Inverter oder einen Steuerschaltkreis ähnlich dem ersten Ansteuerschaltkreis 43. Eine Batterie mit 288 Volt wird beispielsweise als die Batterie 20 zum Versorgen von elektrischer Leistung für den zweiten Ansteuerschaltkreis 33 verwendet. Der zweite Ansteuerschaltkreis 33 ist mit dem ersten Ansteuerschaltkreis 43 bei einem Knoten N2 parallel verbunden, welcher zwischen dem ersten Ansteuerschaltkreis 43 und dem Relais 41 liegt. D. h., dass das Relais 41 die Leistung zu sowohl dem ersten Ansteuerschaltkreis 43 als auch zu dem zweiten Ansteuerschaltkreis 33 gemeinsam zuführt oder absperrt.
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Bei einem Fall, dass der erste Ansteuerschaltkreis 43 für den Lenkunterstützungsmotor 45 mit einer Batterie verbunden ist, welche exklusiv vorgesehen ist, wird im Allgemeinen eine Batterie von etwa 14 Volt verwendet. Solange, wie die Batteriespannung etwa bei diesem Ausgangspegel liegt, ist es wenig wahrscheinlich, dass die Schaltelemente beschädigt werden, sogar wenn eine Induktionsspannung erzeugt wird. Bei einem Fall, dass der erste Ansteuerschaltkreis 43 die Batterie 20 mit etwa 288 Volt teilt, kann eine Mehrzahl von Batterien, die in einem Fahrzeug befestigt sind, konsolidiert werden. Allerdings wird die Last, die auf die Schaltelemente bei dem Zeitpunkt des Erzeugens der Induktionsspannung angelegt wird, exzessiv und erhöht die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers. Die erste Ausführungsform bis zur sechsten Ausführungsform ist deshalb derart konfiguriert, dass die Motoransteuervorrichtung 40 das unidirektionale Leitelement 51 aufweist, welches parallel mit der ersten Schalteinrichtung 41 verbunden ist. Auf diese Weise ist es bemerkenswert vorteilhaft, dass die Induktionsspannung zu der Batterie 20 geleitet werden kann, um einen Fehler der Schaltelemente zu vermeiden.
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Sogar in einem Fall, dass nur die Motoransteuervorrichtung 40 mit der Batterie 20 verbunden ist, so wie dies in der ersten Ausführungsform bis zur sechsten Ausführungsform der Fall ist, wird der Betrieb und der Vorteil effektiv, so wie die Spannung der Batterie 20 höher ist, als die Stehspannung der Schaltelemente.
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Gemäß der achten Ausführungsform, welche in 9 gezeigt ist, ist ein Serienschaltkreis des Hauptmotorrelais 31 und des zweiten Ansteuerschaltkreises 33 mit einem Serienschaltkreis des Relais 41 und des ersten Ansteuerschaltkreises 43 bei einem Knoten N1 parallel verbunden, welcher zwischen dem Relais 41 und der Batterie 20 liegt. Das Hauptmotorrelais 31 wird als zweite Schalteinrichtung bezeichnet.
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In diesem Fall wird die Leistungsversorgung zu dem ersten Ansteuerschaltkreis 43 und die Leistungsversorgung zu dem zweiten Ansteuerschaltkreis 33 unabhängig voneinander durch das Relais 41 und das Relais 33 geleitet oder abgesperrt.
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Wenn der übermäßige Strom zu dem zweiten Ansteuerschaltkreis 33 auf Grund des Kurzschlussfehlers oder des Erdungsfehlers des zweiten Ansteuerschaltkreises 33 fließt, schaltet das Hauptmotorrelais 31 aus, jedoch verbleibt das Relais 41 in dem An-Zustand. Auf diese Weise wird die Leistungsversorgung zu dem ersten Ansteuerschaltkreis 43 fortgeführt. Im Ergebnis wird es einem Fahrer ermöglicht, ein Fahrzeug auf eine Seite einer Straße zu fahren, in den er das Lenkrad 91 dreht, während er das Unterstützungsdrehmoment verwendet, dass durch den Lenkunterstützungsmotor 45 vorgesehen ist, sogar bei einem Zustand, bei dem der Hauptmotor 35 nicht angetrieben ist.
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Gemäß der neunten Ausführungsform, wie in 10 gezeigt, ist im Gegensatz zur achten Ausführungsform die Motoransteuervorrichtung 40 wie in der dritten Ausführungsform konfiguriert. D. h., es sind zwei Relais 41 in der Leitung mit dem hohen Potenzial L1 und der Leitung mit dem niedrigen Potenzial L2 vorgesehen. Auf diese Weise wird die Zuverlässigkeit weiter verbessert.
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Weitere Ausführungsformen
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Das unidirektionale Leitelement ist nicht auf das vorstehend beschriebene Element (Diode) beschränkt, sondern kann eines der anderen Elemente sein, die in den 11A bis 11D beispielhaft dargestellt sind. D. h., die erste Schalteinrichtung kann aus einem MOSFET 46 ausgebildet sein und eine parasitäre Diode 56 des MOSFET 46 kann als das unidirektionale Leitelement verwendet werden, wie in 11A gezeigt. Alternativ können ein PNP-Transistor 57, ein PNP-Transistor 58 und ein IGBT 59 parallel mit dem Relais 41 verbunden sein, wie jeweils in den 11B, 11C und 11D gezeigt. Es wird angemerkt, dass die alphabetischen Symbole G, S, D, B, E und C in den 11A bis 11D jeweils ein Gate, eine Source, ein Drain, eine Base, einen Emitter und einen Kollektor bezeichnen.
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Das vorstehend beschriebene Motoransteuersystem ist nicht auf ein System beschränkt, welches einen dreiphasigen bürstenlosen Motor ansteuert. Beispielsweise kann das System einen DC/DC-Konverter anstelle des Inverters enthalten und einen DC-Motor mit Bürsten Ansteuern. Die Anwendung des Motors ist nicht auf den Lenkunterstützungsmotor beschränkt, sondern kann irgendein andere Motor sein, bei dem es wahrscheinlich ist, dass dieser eine Induktionsspannung in Reaktion auf ein umgekehrtes Eingangsdrehmoment erzeugt, welches Lastseitig angewandt wird.
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Bei der siebten Ausführungsform bis zur neunten Ausführungsform ist das In-Fahrzeug-Leistungsversorgungssystem derart konfiguriert, dass dieses den ersten Ansteuerschaltkreis 43 zum Ansteuern des Lenkunterstützungsmotors 45 und den zweiten Ansteuerschaltkreis 33 zum Ansteuern des Hauptmotors 53 enthält, welche mit der Batterie 20 parallel verbunden sind. Zusätzlich kann eine Vielfalt von Hilfsmotoren mit der Batterie 20 verbunden sein, welche ein Bremsmotor, ein Motor für einen elektrischen Fensterheber, ein Klimatisierungsgebläsemotor, einen Scheibenwischermotor und dergleichen sein können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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