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Die Erfindung betrifft allgemein eine Motorsteuereinrichtung zum Steuern einer rotierenden elektrischen Maschine und eine elektrische Servolenkeinrichtung, die eine solche Motorsteuereinrichtung verwendet.
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Konventionell werden bei einer Motorsteuerung Signale von verschiedenen Sensoren in einem Fahrzeug mittels einer A/D-Umwandlung von Analog nach Digital gewandelt, und wird die A/D-gewandelte Spannung einer Steuereinrichtung zum Steuern verschiedener Einrichtung in dem Fahrzeug zugeführt.
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Zum Beispiel wird in seinem Patentdokument
JP H06-350450 A (Patentdokument 1) eine Spannung einer externen Leistungsquelle, welche einer Batteriespannung entspricht, A/D-gewandelt, und wird basierend auf einem A/D-Umwandlungswert eine finale Einspritzzeit eines Kraftstoffeinspritzventils durch eine Steuereinrichtung bestimmt.
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Im Allgemeinen kann dann, wenn eine Referenzspannung zur Zeit der A/D-Umwandlung niedriger ist als der normale Wert, eine A/D-Umwandlung falsch durchgeführt werden, d. h. kann nicht zu einem akkuraten A/D-Umwandlungsergebnis führen.
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In der Steuereinrichtung des Patentdokuments 1 erzeugt der Regler zwei interne Leistungsquellenspannungen (d. h. 5 V, 2,5 V) eines hohen Werts und eines niedrigen Werts aus der Batteriespannung, um eine der beiden Spannungen als eine Referenzspannung zur Zeit der A/D-Umwandlung abhängig von betrieblichen Situationen schaltend zu verwenden.
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In der Steuereinrichtung des Patentdokuments 1 wird dann, wenn die A/D-Umwandlung einer Spannung, die nicht in einer proportionalen Beziehung zu der internen Leistungsquellenspannung steht, beispielsweise eine Batteriespannung, einer Heizeinrichtungsstromspannung usw., durchgeführt wird, zunächst bestimmt, ob die Batteriespannung höher ist als ein vorbestimmter Spannungswert (5 V), und wird bei einer Bestimmung, dass die Batteriespannung höher ist als der vorbestimmte Spannungswert, die A/D-Umwandlung unter Verwendung des höheren der beiden Referenzwerte (5 V) durchgeführt.
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Andererseits wird dann, wenn bestimmt wird, dass die Batteriespannung niedriger ist als der vorbestimmte Spannungswert, die A/D-Umwandlung unter Verwendung des niedrigeren der beiden Referenzspannungen (2,5 V) durchgeführt.
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Dadurch ist auch dann, wenn die Spannung der externen Leistungsquelle fällt, die A/D-Umwandlung der der Batteriespannung, der Heizeinrichtungsstromspannung usw. entsprechenden Spannung akkurat durchführbar.
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Wenn jedoch in der Steuereinrichtung des Patentdokuments 1 die Batteriespannung niedriger ist als der vorbestimmte Spannungswert (beispielsweise eine Spannung zwischen 2,5 V und 5 V), wird die A/D-Umwandlung mit einer niedrigeren Referenzspannung (d. h. 2,5 V) durchgeführt, die niedriger ist als die übliche Referenzspannung (d. h. 5 V), und verschlechtert sich das Signal-Rausch-Verhältnis und kann möglicherweise zu einer inakkuraten A/D-Umwandlung führen.
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Während die Batteriespannung relativ zu dem vorbestimmten Spannungswert auf einen Wert niedriger als der normale Wert (beispielsweise 2,5 V bis 5 V) fällt, können verschiedene Einrichtungen in dem Fahrzeug durch die Steuereinrichtung des Patentdokuments 1 nicht hochgenau steuerbar sein. Ferner fällt dann, wenn die Batteriespannung gleich oder niedriger ist als die niedrigere Referenzspannung (2,5 V) oder dergleichen, die Referenzspannung auf unter den normalen Wert (2,5 V), und kann die A/D-Umwandlung nicht akkurat durchführbar sein.
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Ferner kann in einem Fall, in dem die Steuereinrichtung des Patentdokuments 1 auf zum Beispiel eine Steuerung einer elektrischen Servolenkeinrichtung eines Fahrzeugs mit einer Start-Stopp-Funktion angewandt wird, wenn ein Motor nach dem Stopp im Leerlauf wieder startet, die Batteriespannung durch die Rotation des Anlassermotors so fallen, dass sie gleich oder niedriger ist als der vorbestimmte Spannungswert, und kann die Steuerung der elektrischen Servolenkeinrichtung nicht mit hoher Genauigkeit durchführbar sein.
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Der Erfindung liegt als eine Aufgabe zugrunde, eine Motorsteuereinrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine rotierende elektrische Maschine auch dann hoch genau zu steuern, wenn eine Referenzspannung für eine A/D-Umwandlung verringert ist, und ebenso eine elektrische Servolenkeinrichtung bereitzustellen, die eine solche Motorsteuereinrichtung verwendet.
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Die Erfindung beschreibt eine Motorsteuereinrichtung, die eine rotierende elektrische Maschine steuert, und die Motorsteuereinrichtung ist mit einem ersten Regler, einem zweiten Regler und einem Mikrocomputer versehen.
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Der erste Regler wandelt eine Externleistungsquellenspannung einer externen Leistungsquelle in eine erste Spannung um, die eine voreingestellte Spannung niedriger als die Externleistungsquellenspannung ist, und gibt die erste Spannung aus. Der zweite Regler wandelt die Externleistungsquellenspannung der externen Leistungsquelle in eine zweite Spannung um, die eine voreingestellte Spannung niedriger als die erste Spannung ist, und gibt die zweite Spannung aus.
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Der Mikrocomputer beinhaltet eine Peripherie und einen Kern zum Steuern der rotierenden elektrischen Maschine durch Ausgeben eines Steuersignals an die rotierende elektrische Maschine über die Peripherie. Die Peripherie (a) arbeitet auf bzw. mit der ersten Spannung aus dem ersten Regler und empfängt (b) (i) eine Eingangsspannung aus der externen Leistungsquelle (13) und (ii) die zweite Spannung.
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Der Kern (c) arbeitet auf bzw. mit der zweiten Spannung aus dem zweiten Regler und erzeugt (d) das Steuersignal.
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Die Peripherie beinhaltet ferner einen Analog-Digital (A/D)-Wandler (512), der eine A/D-Umwandlung für die Eingangsspannung und für die zweite Spannung durchführt, unter Bezugnahme auf die erste Spannung, die als eine Referenzspannung dient, und gibt einen Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert, der ein Ergebniswert der A/D-Umwandlung der Eingangsspannung ist, und einen zweiten Spannungs-A/D-Umwandlungswert, der ein Ergebniswert der A/D-Umwandlung der zweiten Spannung ist, aus.
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Der Kern beinhaltet weiter einen Spannungsabfallbestimmer, der ermittelt bzw. bestimmt, ob die Referenzspannung niedriger ist als ein normaler Referenzwert, der ein Wert der Referenzspannung bei bzw. zu einer normalen Betriebszeit ist, basierend auf dem zweiten Spannungs-A/D-Umwandlungswert, und einen Korrektor, der einen Korrekturkoeffizienten basierend auf dem zweiten Spannungs-A/D-Umwandlungswert berechnet und den Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert basierend auf dem Korrekturkoeffizienten korrigiert.
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Das Steuersignal wird basierend auf dem Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert erzeugt, wenn der Spannungsabfallbestimmer (521) bestimmt, dass der Referenzwert gleich oder höher ist als der normale Referenzwert. Darüber hinaus wird das Steuersignal basierend auf einem Korrekturergebniswert erzeugt, der durch Korrigieren des Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswerts durch den Korrektor berechnet wird, wenn der Spannungsabfallbestimmer (521) bestimmt, dass der Referenzwert niedriger ist als der normale Referenzwert.
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Daher wird, während die Referenzspannung nicht niedriger ist als der normale Wert, basierend auf nur dem Ergebniswert der A/D-Umwandlung der Eingangsspannung das Steuersignal erzeugt, und wird die rotierende elektrische Maschine in einem erfindungsgemäßen Steuerverfahren gesteuert. In einem solchen Fall ist, da der A/D-Wandler die A/D-Umwandlung unter Verwendung der ersten Spannung durchführt, die höher ist als die zweite Spannung als die Referenzspannung, das Signal-Rausch-Verhältnis eines Signals hoch, wird die Eingangsspannung mit hoher Genauigkeit A/D-umgewandelt, und ist die rotierende elektrische Maschine mit hoher Genauigkeit steuerbar.
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Andererseits beinhaltet dann, wenn die Referenzspannung niedriger ist als der normale Wert, der Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert, welcher ein A/D-Umwandlungsergebniswert der Eingangsspannung durch den A/D-Wandler ist, einen Fehler.
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Daher korrigiert erfindungsgemäß dann, wenn die Referenzspannung niedriger ist als der normale Wert, der Korrektor den Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert, wird das Steuersignal basierend auf dem Korrekturergebniswert, d. h. einem Ergebniswert der Korrektur durch den Korrektor, erzeugt, und wird die rotierende elektrische Maschine durch ein solches Steuersignal gesteuert.
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Hierbei berechnet der Korrektor den Korrekturkoeffizienten basierend auf dem zweiten Spannungs-A/D-Umwandlungswert, welcher ein Ergebniswert der A/D-Umwandlung der zweiten Spannung durch den A/D-Wandler ist, und korrigiert den Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert basierend auf dem Korrekturkoeffizienten. Der Korrekturkoeffizient wird in Übereinstimmung mit einem Grad des Abfallens der Referenzspannung von dem normalen Wert geändert.
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Daher kann der Korrektor den Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert in Übereinstimmung mit dem Abfallen der Referenzspannung. Daher wird auch dann, wenn die Referenzspannung niedriger ist als der normale Wert, die rotierende elektrische Maschine mit hoher Genauigkeit gesteuert.
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Folglich ermöglicht das erfindungsgemäße Steuerverfahren eine Steuerung der rotierenden elektrischen Maschine unabhängig von dem Abfallen der Referenzspannung, die für die A/D-Umwandlung verwendet wird, mit hoher Genauigkeit.
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Es wird angemerkt, dass erfindungsgemäß der Kern auf bzw. mit der zweiten Spannung arbeitet, die niedriger ist als die erste Spannung, wodurch der Betrieb des Kerns garantiert wird, solange nicht die Externleistungsversorgungsspannung stark auf die oder um die zweite Spannung abfällt.
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Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser zu entnehmen. Es zeigen:
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1 ein Illustrationsdiagramm einer Steuereinrichtung in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 ein schematisches Diagramm einer elektrischen Servolenkeinrichtung, auf welche die Steuereinrichtung in dem einen Ausführungsbeispiel der Erfindung angewandt ist;
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3 ein Illustrationsdiagramm eines Mikrocomputers der Steuereinrichtung in dem einen Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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4 ein Ablaufdiagramm eines Prozesses hinsichtlich einer Erzeugung für ein bzw. eines Steuersignals durch den Mikrocomputer der Steuereinrichtung in dem einen Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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5 ein Illustrationsdiagramm der Steuereinrichtung in dem einen Ausführungsbeispiel der Erfindung, in welchem eine Spannung einer externen Leistungsquelle ein normaler Wert ist; und
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6 ein Illustrationsdiagramm der Steuereinrichtung in dem einen Ausführungsbeispiel der Erfindung, in welchem die Spannung der externen Leistungsquelle niedriger ist als der normale Wert.
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Nachstehend werden die Steuereinrichtung und die elektrische Servolenkeinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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(Ein Ausführungsbeispiel)
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Wie in 1 gezeigt, führt eine elektronische Steuereinheit für eine elektronische Servolenkung (Electronic Power Steering-Electronic Control Unit; EPS-ECU) 1 als eine Steuereinrichtung, d. h. eine Motorsteuereinrichtung, in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Antriebssteuerung eines Motors 20 durch, der als eine rotierende elektrische Maschine dient.
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Die EPC-ECU 1 ist als eine elektrische Servolenkeinrichtung (EPS) zum Unterstützen eines Lenkbetriebsablaufs eines Fahrzeugs zusammen mit zum Beispiel dem Motor 20 angepasst. Das heißt, die EPS-ECU 1 ist eine elektronische Steuereinheit für eine elektrische Servolenkeinrichtung.
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2 zeigt eine Gesamtkonfiguration eines Lenksystems 90, das mit einer elektrischen Servolenkeinrichtung 99 versehen ist. In der elektrischen Servolenkeinrichtung 99 ist ein Drehmomentsensor 94 an einer Lenkwelle 92 angeordnet, die mit einem Lenkrad 91 verbunden ist. Der Drehmomentsensor 94 erfasst ein Lenkdrehmoment, das von einem Fahrer über ein Lenkrad 91 in die Lenkwelle 92 eingeleitet wird.
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Ein Ritzel 96 ist an einer Spitze der Lenkwelle 92 angeordnet, und das Ritzel 96 greift in eine Zahnstange 97 ein. Ein Paar von Rädern 98 ist mit beiden Enden der Zahnstange 97 in einer drehbaren Weise über eine Gelenkstange usw. verbunden.
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Wenn der Fahrer das Lenkrad 91 dreht, rotiert die mit dem Lenkrad 91 verbundene Lenkwelle 92, wird die Drehbewegung der Lenkwelle 92 durch das Ritzel 96 in die translatorische Bewegung der Zahnstange 97 umgesetzt, und wird das Räderpaar 98 um einen Winkel in Übereinstimmung mit dem Versatz der Zahnstange 97 durch die translatorische Bewegung gelenkt.
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Die elektrische Servolenkeinrichtung 99 ist mit der EPS-ECU 1, welche eine Antriebssteuerung des Motors 20 durchführt, dem Motor 20, der ein Lenkunterstützungsdrehmoment erzeugt, und einem Geschwindigkeitsuntersetzungsgetriebe 93, welches die Drehgeschwindigkeit des Motors 20 verringert und zusammen mit anderen Komponenten die Rotation auf die Lenkwelle 92 überträgt, versehen. Der Motor 20 dreht das Geschwindigkeitsuntersetzungsgetriebe 93 reziprok, d. h. vorwärts und rückwärts. Die elektrische Servolenkeinrichtung 99 beinhaltet, wie vorstehend erwähnt, den Drehmomentsensor 94 und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 95, welcher eine Fortbewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst.
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In einer solchen Konfiguration erzeugt die elektrische Servolenkeinrichtung 99 das Lenkunterstützungsdrehmoment zum Unterstützen des Lenkbetriebsablaufs des Lenkrads 91 aus dem Motor 20 und überträgt das Drehmoment auf die Lenkwelle 92. Daher ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die elektrische Servolenkeinrichtung 99 eine nach dem Säulenunterstützungsprinzip arbeitende elektrische Servolenkeinrichtung.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Motor 20 ein bürstenloser Dreiphasen-Motor und hat einen Rotor und einen Stator, welche nicht dargestellt sind. Der Rotor ist ein scheibenartiges Element, welches einen Permanentmagneten aufweist, der auf die Oberfläche der Scheibe gesteckt ist und magnetische Pole hat.
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Der Stator nimmt den Rotor innenseitig auf, während er den Rotor in einer drehbaren Weise trägt bzw. lagert. Der Stator weist einen vorstehenden Teil auf, der an jeweils vorbestimmten Winkeln in einer Richtung nach innen vorsteht, und drei Drahtwicklungen sind um den vorstehenden Teil gewickelt.
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Die drei Draht- bzw. Leiterwicklungen entsprechen jeweils einer U-Phase, einer V Phase und einer W-Phase.
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Ein Positionssensor 29, der eine Rotationsposition des Motors 20 (d. h. des Rotors) erfasst, ist in dem Motor 20 angeordnet.
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Der Motor 20 rotiert bei einer Zufuhr der elektrischen Leistung von einer Batterieleistungsquelle 11. Die Batterieleistungsquelle 11 ist elektrisch mit der Hochpotenzialseite (d. h. einer positiven Seite) einer Batterie 13 verbunden, die als eine in einem Fahrzeug angeordnete externe Leistungsquelle dient. Daher wird die elektrische Leistung der Externleistungsversorgungsspannung, welche eine vorbestimmte Spannung ist, von der Batterie 13 der Batterieleistungsquelle 11 zugeführt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Externleistungsversorgungsspannung zu der normalen Betriebszeit etwa 12 V.
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Die EPC-ECU 1 ist mit einem Inverter 30 als einem Leistungskonverter, einem ersten Regler 41, einem zweiten Regler 42, einem Mikrocomputer 50, einem Treiber 60 und einem Spannungsabfallmonitor 70 oder dergleichen versehen, wie in 1 gezeigt.
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Der Inverter 30 ist ein Dreiphasen-Inverter und schaltet die Leistungsversorgung mittels einer Brückenverbindung der sechs Schaltelemente auf jede der drei Leiterwicklungen des Motors 20 auf. Hierbei sind die Schaltelemente des Inverters 30 jeweils beispielsweise ein Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), welcher eine Art eines Feldeffekttransistors ist.
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Die sechs Schaltelemente des Inverters 30 bilden drei Paare von Schaltelementen, wobei jedes Paar zwei der Elemente aufweist. Die drei Paare von Schaltelementen haben jeweils ein Hochseitenschaltelement und ein Niedrigseitenschaltelement, wobei eine von drei Leiterwicklungen untereinander zwischenverbunden ist. Das Hochseitenschaltelement in jedem der drei Paare ist mit der Batterieleistungsquelle 11 verbindbar. Hochseite und Niedrigseite in dem vorstehenden Kontext sind in der Praxis eine Seite eines hohen Potenzials und eine Seite eines niedrigen Potenzials.
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Wenn die sechs Schaltelemente des Inverters 30 den Schaltvorgang durchführen, wird die elektrische Leistung aus der Batterieleistungsquelle 11 umgewandelt, und wird den drei Leiterwicklungen zugeführt. Dadurch wird der Motor 20 in Drehung versetzt.
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In solcher Weise wandelt der Inverter 30 die elektrische Leistung bzw. Energie aus der der Batteriestromversorgung bzw. der Batterieleistungsquelle 11 um und liefert die umgewandelte elektrische Leistung bzw. Energie an den Motor 20.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die EPS-ECU 1 Widerstände 2, 3, 4 und 5 auf.
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Ein Ende des Widerstands 2 ist elektrisch mit einer Zündenergie- bzw. Zündleistungsquelle 12 verbunden. Ein Ende des Widerstands 3 ist mit dem anderen Ende des Widerstands 2 verbunden, und das andere Ende des Widerstands 3 ist mit der Erde bzw. Masse (d. h. einer Niedrigspannungsseite der Batterie 13, oder einer negativen Seite) verbunden.
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Die Zündleistungsquelle 12 ist elektrisch mit der Hochpotenzialseite (d. h. einer positiven Seite) der Batterie 13 verbunden. Ein Zündschalter 14 ist zwischen der Batterie 13 und der Zündleistungsquelle 12 angeordnet. In einem EIN-Zustand erlaubt der Zündschalter 14 ein Fließen der elektrischen Leistung bzw. des elektrischen Stroms zwischen der Batterie 13 und der Zündleistungsquelle 12, und in einem AUS-Zustand unterbricht der Zündschalter 14 ein Fließen der elektrischen Leistung zwischen der Batterie 13 und der Zündleistungsquelle 12. Daher wird dann, wenn sich der Zündschalter 14 in dem EIN-Zustand befindet, die elektrische Leistung der Externleistungsquellenspannung von etwa 12 V, welche die vorbestimmte Spannung ist, von der Batterie 13 an die Zündleistungsquelle 12 geliefert.
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Der Widerstand 2 und der Widerstand 3 bilden eine Spannungsteilerschaltung. Daher wird eine geteilte Spannung, welche ein Teil der Spannung der Zündleistungsquelle 12 ist, an einem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 2 und dem Widerstand 3 ausgeleitet. Hierbei ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Widerstand der Widerstände 2 und 3 jeweils auf einen bestimmten Wert festgelegt, der eine geteilte Spannung auf niedriger als 5 V steuert. Genauer ist der Widerstand der Widerstände 2 und 3 auf einen Wert festgelegt, der eine geteilte Spannung auf das 1/4,8-fache der Spannung der Zündleistungsquelle 12 steuert. Daher ist dann, wenn die Spannung der Zündleistungsquelle 12 12 V beträgt, die durch den Widerstand 2 und den Widerstand 3 geteilte Spannung auf 2,5 V festgelegt.
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Ein Ende des Widerstands 4 ist mit einem Verbindungspunkt zwischen der Batterieleistungsquelle 11 und dem Inverter 30 verbunden. Ein Ende des Widerstands 5 ist mit dem einen Ende des Widerstands 4 verbunden, und das andere Ende des Widerstands 5 ist mit der Erde bzw. Masse verbunden. Der Widerstand 4 und der Widerstand 5 bilden eine Spannungsteilerschaltung.
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Daher wird eine geteilte Spannung, welche ein Teil der Spannung der gegenwärtig an den Inverter 30 angelegten Spannung ist, an einem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 4 und dem Widerstand 5 ausgeleitet. Hierbei ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Widerstand der Widerstände 4 und 5 jeweils auf einen bestimmten Wert festgelegt, der eine geteilte Spannung auf niedriger als 5 V steuert.
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Ein Ende des ersten Reglers 41 ist mit der Batterieleistungsquelle 11 verbunden. Der erste Regler 41 gibt eine umgewandelte Spannung, welche eine vorbestimmte Spannung niedriger als die Externleistungsquellenspannung von etwa 12 V ist, als eine erste Spannung aus dem anderen Ende aus.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gibt zu der normalen Betriebszeit, d. h. wenn die Externleistungsquellenspannung etwa 12 V beträgt, der erste Regler 41 eine Spannung von etwa 5 V in einer stabilen Weise als die erste Spannung aus.
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Andererseits kann dann, wenn die Externleistungsquellenspannung von 12 V auf zum Beispiel etwa 6 V abfällt, die erste Spannung, die von dem ersten Regler 41 ausgegeben wird, niedriger als 5 V werden.
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Ein Ende des zweiten Reglers 42 ist mit der Batterieleistungsquelle 11 verbunden. Der zweite Regler 42 gibt eine umgewandelte Spannung, welche eine vorbestimmte Spannung niedriger als die erste Spannung (d. h. 5 V) ist, als eine zweite Spannung an bzw. aus dem anderen Ende aus.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gibt zu der normalen Betriebszeit, d. h. wenn die Externleistungsquellenspannung etwa 12 V beträgt, der zweite Regler 42 eine Spannung von etwa 1,2 V in einer stabilen Weise als die zweite Spannung aus.
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Wie in 3 gezeigt, ist der Mikrocomputer 50 eine Halbleiterpackung (d. h. ein Einchip-Mikrocomputer), welcher eine Peripherie 51, einen Kern 52, einen Nurlesespeicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) (nicht gezeigt) usw. aufweist.
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Der Mikrocomputer 50 führt eine Berechnung in Übereinstimmung mit dem in dem ROM gespeicherten Programm durch, erzeugt ein Steuersignal, und steuert den Motor 20 über den Inverter 30, basierend auf verschiedenen Signalen von dem Positionssensor 29, dem Drehmomentsensor 94, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 95 und dergleichen, ebenso wie die Spannung, die aus dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 2 und dem Widerstand 3 ausgeleitet wird (d. h. die geteilte Spannung, welche aus einer Spannung der Zündleistungsquelle 12 ausgeteilt wird), und die Spannung, die aus dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 4 und dem Widerstand 5 ausgeleitet wird (d. h. die geteilte Spannung, welche aus einer Spannung ausgeteilt wird, die an den Inverter 30 angelegt ist).
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Hierbei wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein analoges Signal (d. h. eine analoge Spannung) ausgeleitet, d. h. aus dem Drehmomentsensor 94, aus dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 2 und dem Widerstand 3 und aus dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 4 und dem Widerstand 5 ausgegeben, und wird das analoge Signal in den Mikrocomputer 50 geleitet.
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Andererseits wird ein digitales Signal aus dem Positionssensor 29 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 95 ausgeleitet, und wird das digitale Signal in den Mikrocomputer 50 geleitet.
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Die Peripherie 51 ist eine Peripherieeinrichtung, die ein eingebauter Teil in dem Mikrocomputer 50 ist, zum Verarbeiten eines Signals, das von einer Außenseite des Mikrocomputers 50 zugeführt wird, oder zum Verarbeiten eines Signals, das an eine Außenseite des Mikrocomputers 50 ausgegeben wird.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel arbeitet die Peripherie 51 mit bzw. an der ersten Spannung (d. h. 5 V zu der normalen Betriebszeit), die von dem ersten Regler 41 ausgegeben wird, und empfängt eine Zufuhr der Spannung (d. h. das analoge Signal, das digitale Signal) von einer Außenseite (d. h. von dem Drehmomentsensor 94, von dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 2 und dem Widerstand 3, von dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 4 und dem Widerstand 5, von dem Positionssensor 29, von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 95 oder dergleichen). Es wird angemerkt, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Peripherie 51 an bzw. mit einer Spannung von zum Beispiel 3,3 bis 5 V betreibbar sein kann.
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Der Kern 52 ist ein Betriebsteil, oder ein Prozessor, in dem Mikrocomputer 50, und führt den Betriebsablauf/die Berechnung basierend auf dem Signal (d. h. dem digitalen Signal), das über die Peripherie 51 zugeführt wird, durch und gibt das Berechnungsergebnis über die Peripherie 51 aus.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel arbeitet der Kern 52 an bzw. mit der zweiten Spannung (d. h. 1,2 V zu der normalen Betriebszeit), die von dem zweiten Regler 42 ausgegeben wird, und erzeugt das Steuersignal zum Steuern des Motors 20. Es wird angemerkt, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kern 52 an bzw. mit einer Spannung von zum Beispiel gleich oder größer als 1,2 V betreibbar sein kann.
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Der Mikrocomputer 50 erzeugt das Steuersignal mit dem Kern 52, gibt das Steuersignal an den Motor 20 über die Peripherie 51 aus, und steuert den Motor 20.
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Wie in 3 gezeigt, weist die Peripherie 51 einen Eingangssignalprozessor 511, einen Analog/Digital (A/D)-Wandler 512 und einen Ausgangssignalprozessor 513 auf.
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Das digitale Signal wird von dem Positionssensor 29 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 95 dem Eingangssignalprozessor 511 zugeführt. Der Eingangssignalprozessor 511 gibt das zugeführte digitale Signal über einen Bus (d. h. einen Verbinder) 53 an den Kern 52 aus.
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Die Eingangsspannung (d. h. ein analoges Signal), welche eine Spannung ist, die von der Außenseite (d. h. von dem Drehmomentsensor 94, von dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 2 und dem Widerstand 3 und von dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 4 und dem Widerstand 5) zugeführt wird, wird dem A/D-Wandler 512 zugeführt.
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Die erste Spannung von etwa 5 V (d. h. ein analoges Signal), das von dem ersten Regler 41 ausgegeben wird, und die zweite Spannung von etwa 1,2 V (d. h. ein analoges Signal), die von dem zweiten Regler 42 ausgegeben wird, werden dem A/D-Wandler 512 zugeführt.
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Der A/D-Wandler 512 führt die A/D-Umwandlung der Eingangsspannung (d. h. eines analogen Signals), die von der Außenseite zugeführt wird, und der zweiten Spannung (d. h. eines analogen Signals), das von dem zweiten Regler 42 zugeführt wird, unter Verwendung der ersten Spannung von etwa 5 V, die von dem ersten Regler 41 zugeführt wird, als einer Referenzspannung durch.
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Der A/D-Wandler 512 führt die A/D-Umwandlung der von der Außenseite zugeführten Eingangsspannung durch und gibt einen Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert, welcher ein Ergebniswert der A/D-Umwandlung der Eingangsspannung ist, über den Bus 53 an den Kern 52 aus.
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Ferner führt der A/D-Wandler 512 die A/D-Umwandlung der zweiten Spannung durch und gibt einen zweiten Spannungs-A/D-Umwandlungswert, welcher ein Ergebniswert der A/D-Umwandlung der zweiten Spannung ist, über den Bus 53 an den Kern 52 aus.
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Der Kern 52 weist einen Spannungsabfallermittler bzw. Spannungsabfallbestimmer 521 und einen Korrektor 522 auf, die als zum Beispiel Softwarefunktionsblöcke implementiert sind.
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Der Spannungsabfallbestimmer 521 bestimmt, ob die Referenzspannung niedriger ist als der normale Wert von etwa 5 V, welcher ein Wert zu der normalen Betriebszeit ist, basierend auf dem zweiten Spannungs-A/D-Umwandlungswert aus dem A/D-Wandler 512.
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Der Korrektor 522 berechnet einen Korrekturkoeffizienten basierend auf dem zweiten Spannungs-A/D-Umwandlungswert aus dem A/D-Wandler 512 und korrigiert den Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert aus dem A/D-Wandler 512 basierend auf dem Korrekturkoeffizienten.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erzeugt der Kern 52 das Steuersignal basierend auf dem Eingangsspannungs-Umwandlungswert aus dem A/D-Wandler 512, wenn durch den Spannungsabfallbestimmer 521 bestimmt wird, dass die Referenzspannung nicht niedriger ist als der normale Wert.
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Andererseits erzeugt der Kern 52 das Steuersignal basierend auf einem Korrekturergebniswert, welcher durch Korrigieren des Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswerts aus dem A/D-Wandler 512 durch den Korrektor 522 berechnet wird, wenn durch den Spannungsabfallbestimmer 521 bestimmt wird, dass die Referenzspannung niedriger ist als der normale Wert.
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Der Kern 52 gibt das erzeugte Steuersignal an den Treiber 60 über den Bus 53 und den Ausgangssignalprozessor 513 aus.
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Nun wird der zweite Spannungs-A/D-Umwandlungswert dann, wenn die Referenzspannung nicht niedriger ist als der normale Wert von etwa 5 V, als Vf bezeichnet, wird der zweite Spannungs-A/D-Umwandlungswert zu einer Zeit der Bestimmung durch den Spannungsabfallbestimmer 521 als Vr bezeichnet, und wird ein Bestimmungswert, der als ein Verhältnis Vf/Vr berechnet wird, als j bezeichnet. Darüber hinaus wird ein Wert zwischen 0 und 1 als α (i. e., 0 ≤ α < 1) bezeichnet. Ferner bestimmt der Spannungsabfallbestimmer 521:
zur Zeit von j ≥ 1 – α, dass die Referenzspannung nicht niedriger ist als der normale Wert; und
zur Zeit von j < 1 – α, dass die Referenzspannung niedriger ist als der normale Wert.
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Hierbei wird dann, wenn α auf einen Wert zwischen 0 und 1 festgelegt ist, ein Blindsektor in der Bestimmung eingerichtet.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann α auf beispielsweise auf einen Wert 0.01 festgelegt sein.
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Der zweite Spannungs-A/D-Umwandlungswert Vf dann, wenn die Referenzspannung nicht niedriger ist als der normale Wert von etwa 5 V, entspricht einem Ergebniswert der A/D-Umwandlung der zweiten Spannung (1,2 V), wenn die Referenzspannung 5 V beträgt. Daher kann Vf im Voraus in dem ROM des Mikrocomputers 50 gespeichert sein usw..
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Ferner berechnet dann, wenn der Korrekturkoeffizient mit k bezeichnet wird, der Korrektor 522 k als k = Vf/Vr, und korrigiert den Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert durch Multiplizieren des Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswerts mit dem Korrekturkoeffizienten k, um einen Korrekturergebniswert zu erhalten.
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Basierend auf dem Steuersignal von dem Mikrocomputer 50 legt der Treiber 60 ein Anweisungssignal an das Gate des Schaltelements des Inverters 30 an und betätigt jedes der Schaltelemente. Das heißt, der Mikrocomputer 50 ist in der Lage, einen Betriebsablauf des Inverters 30 über den Treiber 60 zu steuern.
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Daher ist der Mikrocomputer 50 in der Lage, den Motor 20 durch Betreiben an der ersten Spannung aus dem ersten Regler 41 und der zweiten Spannung aus dem zweiten Regler 42 und durch Steuern des Betriebs des Inverters 30 zu steuern.
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Der Spannungsabfallmonitor 70 ist an einer Position zwischen dem ersten Regler 41 und der Peripherie 51 mit einer Position zwischen dem zweiten Regler 42 und dem Kern 52, und mit dem Mikrocomputer 50 verbunden.
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Der Spannungsabfallmonitor 70 empfängt eine Zufuhr der ersten Spannung, die von dem ersten Regler 41 ausgegeben wird, und eine Zufuhr der zweiten Spannung, die von dem zweiten Regler 42 ausgegeben wird.
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Der Spannungsabfallmonitor 70 überwacht, ob die zugeführte erste Spannung gleich oder niedriger ist als eine erste voreingestellte Spannung, die eine vorbestimmte Spannung ist.
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Der Spannungsabfallmonitor 70 überwacht darüber hinaus, ob die zugeführte zweite Spannung gleich oder niedriger ist als eine zweite voreingestellte Spannung, die eine vorbestimmte Spannung ist.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die erste voreingestellte Spannung auf 4,4 V festgelegt, und ist die zweite voreingestellte Spannung auf 1,2 V festgelegt.
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Bei einer Bestimmung, dass die zugeführte erste Spannung gleich oder niedriger ist als die erste voreingestellte Spannung, oder bei einer Bestimmung, dass die zugeführt zweite Spannung gleich oder niedriger ist als die zweite voreingestellte Spannung, gibt der Spannungsabfallmonitor 70 ein Rücksetzsignal (d. h. Res) an den Mikrocomputer 50 aus. Der Mikrocomputer 50 wird zurückgesetzt (d. h. führt einen Neustart durch), wenn das Rücksetzsignal dem Mikrocomputer 50 zugeführt wird.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Anlasser 16 mit der Batterie 13 verbunden. Der Anlasser 16 ist ein elektrischer Motor, der durch die elektrische Leistung aus der Batterie angetrieben wird, und ist in der Lage, ein Drehmoment auszugeben, welches einen Betriebsablauf eines Motors 10 beginnt, der eine Brennkraftmaschine zum Antreiben des Rads 98 ist.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist ein Fahrzeug in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer elektronischen Steuereinheit (nachstehend ”ECU”) 15 versehen. Die ECU 15 ist ein kleiner Computer, welcher eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), ein ROM, ein RAM, eine Eingabe/Ausgabe (I/O) usw. aufweist. Die ECU 15 arbeitet in Übereinstimmung mit einem in dem ROM gespeicherten Programm basierend auf Information von verschiedenen Sensoren usw. in jedem Teil des Fahrzeugs, und steuert das Fahrzeug in einer integrierten Weise durch Steuern des Motors 10, der fahrzeuginternen Einrichtungen und anderer Vorrichtungen usw. in dem Fahrzeug.
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Die ECU 15 kann als ein Betriebsanhalteabschnitt dienen und hält einen Betriebsablauf des Motors 10 an, wenn Anhaltebedingungen, welche die Bedingungen des Anhaltens des Betriebs des Motors 10 sind, erfüllt sind.
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Hierbei kann als ”Stoppbedingungen” eine Situation, in welcher eine vorbestimmte Zeit nach einer Verlangsamung eines Fahrzeugs durch ein Bremsen durch einen Fahrer eines Fahrzeugs verstrichen ist und eine Fahrzeuggeschwindigkeit von 0 vorliegt, in Betracht gezogen werden. In einer solchen Situation kann der Betriebsanhalteabschnitt als ein so genannter Leerlaufstoppabschnitt dienen.
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Ferner kann die ECU 15 als ein Betriebsstartabschnitt dienen, und startet einen Betrieb des Motors 10, wenn Startbedingungen, welche die Bedingungen des Startens des Betriebs des Motors 10 sind, erfüllt sind.
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Hierbei kann als ”Startbedingungen” eine Situation, in welcher ein Ausmaß eines Bremsens durch den Fahrer des Fahrzeugs soweit abnimmt, dass es gleich oder niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, in Betracht gezogen werden.
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Die ECU 15 startet den Betrieb des Motors 10 durch Antreiben des Anlassers 16 (vgl. 1) und Drehen des Motors 10, wenn die Startbedingungen erfüllt sind.
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Als Nächstes wird eine Reihe von Prozessen hinsichtlich der Erzeugung des Steuersignals mit dem Mikrocomputer 50 basierend auf 4 beschrieben.
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Der Mikrocomputer 50 führt eine Reihe von Prozessen S100, gezeigt in 4, durch, wenn er den Motor 20 steuert.
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Der gesamte Prozess S100 wird begonnen, wenn keine Abnormalität beobachtet wird, nachdem der Zündschalter 14 des Fahrzeugs auf EIN geschaltet ist, und Vorprozesse wie beispielsweise eine Abnormalitätsbestimmung werden durchgeführt und S100 wird wiederholt, bis der Zündschalter 14 auf AUS geschaltet wird.
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In S101 wandelt der A/D-Wandler 512, d. h. führt eine A/D-Umwandlung durch für, eine Eingangsspannung von einer Außenseite (d. h. von dem Drehmomentsensor 94, von dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 2 und dem Widerstand 3, von dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 4 und dem Widerstand 5) und die zweite Spannung unter Verwendung der ersten Spannung als eine Referenzspannung, und gibt den Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert und den zweiten Spannungs-A/D-Umwandlungswert an den Kern 52 aus. Dann schreitet der Prozess zu S102 fort.
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In S102 berechnet der Kern 52 den Bestimmungswert j (= Vf/Vr) basierend auf (i) dem zweiten Spannungs-A/D-Umwandlungswert Vf (d. h. einem vorbestimmten Wert), wenn die Referenzspannung nicht niedriger ist als der normale Wert, und (ii) dem zweiten Spannungs-A/D-Umwandlungswert Vr aus dem A/D-Wandler 512. Dann schreitet der Prozess nach S102 zu S103 fort.
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In S103 ermittelt der Kern 52, ob ”j < 1 – α” wahr ist oder nicht. Wenn ermittelt wird, dass ”j < 1 – α” wahr ist (S103: JA), schreitet der Prozess zu S106 fort. Andererseits schreitet dann, wenn ”j < 1 – α” nicht wahr ist, d. h. wenn ermittelt wird, dass ”j ≥ 1 – α” (S103: NEIN), schreitet der Prozess zu S104 fort.
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In S104 ermittelt der Kern 52, ob die Referenzspannung nicht niedriger ist als der normale Wert. Dann schreitet der Prozess zu S105 fort.
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In S105 erzeugt der Kern 52 das Steuersignal basierend auf dem Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert, der von dem A/D-Wandler 512 in S101 ausgegeben wird. Dann schreitet der Prozess zu S109 fort.
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In S106 ermittelt der Kern 52, ob die Referenzspannung niedriger ist als der normale Wert. Dann schreitet der Prozess zu S107 fort.
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In S107 korrigiert der Kern 52 den Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert, der von dem A/D-Wandler 512 in S101 ausgegeben wird, basierend auf dem Korrekturkoeffizienten k (= Vf/Vr) und erhält einen Korrekturergebniswert. Genauer korrigiert der Kern 52 den Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert durch Multiplizieren des Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswerts aus dem A/D-Wandler 512 mit dem Korrekturkoeffizienten k. Hierbei kann als der Korrekturkoeffizient k der Bestimmungs- bzw. Ermittlungswert j (= Vf/Vr), der in S102 berechnet wurde, verwendet werden. Dann schreitet nach S107 der Prozess zu S108 fort.
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In S108 erzeugt der Kern 52 das Steuersignal basierend auf dem Korrekturergebniswert, der in S107 erhalten wurde. Dann schreitet der Prozess zu S109 fort.
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In S109 gibt der Kern 52 das in S105 oder S108 erzeugte Steuersignal an den Treiber 60 aus. Basierend auf dem Steuersignal von dem Kern 52 legt der Treiber 60 das Anweisungssignal an die Schaltelemente des Inverters 30 an. Dadurch wird ein Betriebsablauf des Motors 20 gesteuert. Nach S109 verlässt der Prozess eine Reihe von Prozessen 100, um zum Beispiel zu einem Elternprozess zurückzukehren.
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Der Betriebsablauf des Motors 20 wird durch wiederholtes Ausführen des vorstehend erwähnten S100 während einer EIN-Zeitspanne des Zündschalters 14 gesteuert.
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Der Kern 52 dient als der Spannungsabfallbestimmer 521 in S102, S103, S104 und S106. Ferner dient der Kern 52 als der Korrektor 522 in S107.
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Als Nächstes wird ein Beispiel des Betriebsablaufs der EPS-ECU 1 und der ECU 15 beschrieben.
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Wenn ein Fahrer des Fahrzeugs den Zündschalter 14 auf EIN stellt, wird eine Zufuhr der elektrischen Leistung von der Batterie 13 für die Zündenergie- bzw. Zündleistungsquelle 12 bereitgestellt. Dadurch wird die Spannung aus dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 2 und dem Widerstand 3 (d. h. eine geteilte Spannung einer Spannung von der Zündleistungsquelle 12) dem Mikrocomputer 150 zugeführt.
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Dann führt der Mikrocomputer 50 die Vorprozesse durch, wie beispielsweise die Abnormalitätsermittlung und dergleichen. Wenn in solchen Vorprozessen keine Abnormalität beobachtet wird, steuert der Mikrocomputer 50 die Rotation des Motors 10 durch Steuern des Inverters 30 basierend auf den Signalen von dem Positionssensor 29, dem Drehmomentsensor 94, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 95 oder dergleichen, und ebenso der Spannung aus dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 2 und dem Widerstand 3 (d. h. der geteilten Spannung einer Spannung von der Zündleistungsquelle 12), und der Spannung aus dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 4 und dem Widerstand 5 (d. h. der geteilten Spannung der gegenwärtig an den Inverter 30 angelegten Spannung). Dadurch wird ein Lenkvorgang des Fahrzeugs durch den Fahrer durch die elektrische Servolenkvorrichtung 99 unterstützt.
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Wie in 5 gezeigt wird dann, wenn die Spannung der Batterie 13, d. h. die Externleistungsquellenspannung, 12 V beträgt (d. h. zu der normalen Betriebszeit), die erste Spannung von 5 V aus dem ersten Regler 41 ausgegeben, und wird dem Mikrocomputer 50 zugeführt. Daher führt in einem solchen Fall der Mikrocomputer 50 die A/D-Umwandlung unter Verwendung eines Referenzwerts von 5 V (d. h. eines normalen Werts) durch. Wenn die A/D-Umwandlung der zweiten Spannung (1,2 V), die von dem zweiten Regler 42 ausgegeben wird, mit der Referenzspannung von 5 V durchgeführt wird, wird der zweite Spannungs-A/D-Umwandlungswert (Vr) als ein 1,2 V entsprechender Wert berechnet. In einem solchen Fall ist der Bestimmungs- oder Ermittlungswert j (d. h., Vf/Vr = 1.2/1.2) gleich 1, welches zu j ≥ 1 – α führt (beispielsweise α = 0.01), und ermittelt der Mikrocomputer 50, dass die Referenzspannung nicht niedriger ist als der normale Wert von 5 V.
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Es wird angemerkt, dass dann, wenn die Spannung der Batterie 13 12 V beträgt, die Spannung von 12 V aus der Zündleistungsquelle 12 ausgegeben wird, wodurch die geteilte Spannung der Spannung von der Zündleistungsquelle, die durch den Widerstand 2 und den Widerstand 3 geteilt wird, auf 2,5 V festgelegt wird. Wenn nun die Spannung (2,5 V) der Zündleistungsquelle 12, die durch den Widerstand 2 und den Widerstand 3 geteilt wird, durch die A/D-Umwandlung mit der Referenzspannung (5 V) umgewandelt wird, wird der Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert auf einen 2,5 V entsprechenden Wert festgelegt und stimmt er mit der geteilten Spannung (2,5 V) der Zündleistungsquelle 12 nach dem Spannungsteilungsprozess überein. Daher kann der Mikrocomputer 50 durch Multiplizieren des Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswerts (2,5 V) mit 4,8 erfassen, dass die Spannung der Zündleistungsquelle 12 12 V beträgt.
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Daher wird die A/D-Umwandlung der Eingangsspannung akkurat durchgeführt, wenn ermittelt wird, dass die Referenzspannung nicht niedriger ist als der normale Wert von 5 V (d. h. wenn die Referenzspannung normal ist), und wird der Motor 20 basierend auf nur dem Ergebniswert aus der A/D-Umwandlung der Eingangsspannung gesteuert.
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Die ECU 15 hält den Motor 10 an, wenn die Anhaltebedingungen des Motors 10 (d. h. der Leerlaufstopp) erfüllt sind. Wenn dann die Bedingungen für den Start des Betriebs des Motors 10 erfüllt sind, treibt die ECU 15 den Anlasser 16 an und startet den Betrieb des Motors 10. In einem solchen Moment kann die Spannung der Batterie 13 soweit abfallen, dass die gleich oder niedriger ist als der vorbestimmte Wert.
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Wenn zum Beispiel, wie in 6 gezeigt, die Spannung der Batterie 13, d. h. die Externleistungsquellenspannung, auf 6 V abfällt (. zur Zeit des Batteriespannungsabfalls), beträgt eine Eingangsspannung des ersten Reglers 41 6 V, das heißt 1 V höher als 5 V. Daher kann der erste Regler 41 die erste Spannung von 5 V nicht ausgeben, d. h. die erste Spannung, die von dem ersten Regler 41 ausgegeben wird, kann zum Beispiel 4 V betragen. Folglich führt in einer solchen Situation der Mikrocomputer 50 die A/D-Umwandlung unter Verwendung der Referenzspannung von 4 V durch.
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In diesem Fall empfängt der zweite Regler 42 eine Zufuhr der Spannung 6 V, welche 4,8 V höher ist als 1,2 V, und gibt der zweite Regler 42 die zweite Spannung von 1,2 V aus. Wenn die zweite Spannung von 1,2 V, die von dem zweiten Regler 42 ausgegeben wird, durch die A/D-Umwandlung mit der Referenzspannung (4 V) umgewandelt wird, wird der zweite Spannungs-A/D-Umwandlungswert (Vr) auf den 1,5 V entsprechenden Wert festgelegt.
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Daher ist der Bestimmungs- oder Ermittlungswert j (d. h., Vf/Vr = 1.2/1.5) gleich 0.8, und ist j < 1 – α (z. B., α = 0.01) wahr, welches zu einer Ermittlung durch den Mikrocomputer 50 führt, dass die Referenzspannung niedriger ist als der normale Wert von 5 V.
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Ferner wird dann, wenn die Spannung der Batterie 13 auf 6 V abfällt, die Spannung der Zündleistungsquelle 12, die durch den Widerstand 2 und den Widerstand 3 geteilt wird, auf 1,25 V festgelegt, weil die Spannung von 6 V von den Zündschaltern 12 ausgegeben wird.
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In einem solchen Fall wird dann, wenn die Spannung (1,25 V) der Zündleistungsquelle 12, die durch den Widerstand 2 und den Widerstand 3 geteilt wird, durch die A/D-Umwandlung mit der Referenzspannung (4 V) umgewandelt wird, der Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert auf einen 1,56 V entsprechenden Wert festgelegt, und stimmt nicht mit der Spannung (1,25 V) der Zündleistungsquelle 12 nach dem Spannungsteilungsprozess überein.
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Da in diesem Fall der Mikrocomputer 50 bereits ermittelt hat, dass die Referenzspannung niedriger ist als der normale Wert von 5 V, wird der Korrekturergebniswert durch Multiplizieren des Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswerts (1,56) mit dem Korrekturkoeffizienten k (d. h. Vf/Vr = 0,8) als ein 1,25 V entsprechender Wert erhalten. Dann kann der Mikrocomputer 50 durch Multiplizieren des Korrekturergebniswerts (1,25) mit 4,8 erfassen, dass die Spannung der Zündleistungsquelle 12 6 V beträgt.
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Daher kann dann, wenn ermittelt wird, dass die Referenzspannung niedriger ist als der normale Wert von 5 V (d. h. wenn die Referenzspannung niedriger ist als zur normalen Zeit), die A/D-Umwandlung der Eingangsspannung nicht akkurat durchgeführt werden, und wird der Motor 20 basierend auf dem Korrekturergebniswert gesteuert, welcher durch Korrigieren des Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswerts mit dem Korrekturkoeffizienten k berechnet wird.
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Darüber hinaus überwacht der Spannungsabfallmonitor 70, ob die erste Spannung, die von dem ersten Regler 41 ausgegeben wird, gleich oder niedriger ist als die erste voreingestellte Spannung (3,3 V), und überwacht, ob die zweite Spannung, die von dem zweiten Regler 42 ausgegeben wird, gleich oder niedriger ist als die zweite voreingestellte Spannung (1,2 V), und gibt dann, wenn der Spannungsabfallmonitor 70 ermittelt, dass die erste Spannung gleich oder niedriger ist als die erste voreingestellte Spannung (3,3 V), oder dass die zweite Spannung gleich oder niedriger ist als die zweite voreingestellte Spannung (1,2 V), der Spannungsabfallmonitor 70 das Rücksetzsignal (Res) an den Mikrocomputer 50 aus. Dadurch wird der Mikrocomputer 50 zurückgesetzt (d. h. wird neu gestartet).
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Ferner kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel außer zu einer Startzeit des Motors 10 die Spannung der Batterie 13 aus unbekannten Gründen fallen, und kann die Referenzspannung zur Zeit der A/D-Umwandlung ausgehend von dem normalen Wert fallen. Auch in einem solchen Fall ist der Motor 20 durch Korrigieren des Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswerts mit hoher Genauigkeit steuerbar.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird wie folgt zusammengefasst.
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Das heißt, (1) die EPS-ECU 1 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Steuereinrichtung, welche den Motor 20 steuert und mit dem ersten Regler 41, dem zweiten Regler 42 und dem Mikrocomputer 50 versehen ist.
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Der erste Regler 41 wandelt die Externleistungsquellenspannung, welche eine Spannung aus der Batterie 13 ist, zu der ersten Spannung, welche die vorbestimmte Spannung niedriger als die Externleistungsquellenspannung ist, und gibt die umgewandelte Spannung aus.
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Der zweite Regler 42 wandelt die Externleistungsquellenspannung zu der zweiten Spannung, welche die vorbestimmte Spannung niedriger als die erste Spannung ist, und gibt die umgewandelte Spannung aus.
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Der Mikrocomputer 50 weist die Peripherie 51 und den Kern 52 auf. Die Peripherie 51 arbeitet an der ersten Spannung, die von dem ersten Regler 41 ausgegeben wird, und empfängt die Eingangsspannung, welche die Spannung ist, die von außerhalb zugeführt wird, und empfängt darüber hinaus die zweite Spannung.
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Der Kern 52 arbeitet an der zweiten Spannung, die von dem zweiten Regler 42 ausgegeben wird, und erzeugt das Steuersignal zum Steuern des Motors 20.
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Der Mikrocomputer 50 erzeugt das Steuersignal mit dem Kern 52 und gibt das Steuersignal über die Peripherie 51 an den Motor 20 aus, um den Motor 20 zu steuern.
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Ferner weist die Peripherie 51 den A/D-Wandler 512 auf.
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Der A/D-Wandler 512 führt die A/D-Umwandlung der Eingangsspannung und der zweiten Spannung unter Verwendung der ersten Spannung als Referenzspannung durch, und gibt (i) den Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert, welcher der Ergebniswert der A/D-Umwandlung der Eingangsspannung ist, und (ii) den zweiten Spannungs-A/D-Umwandlungswert, welcher der Ergebniswert der A/D-Umwandlung der zweiten Spannung ist, an den Kern 52 aus.
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Der Kern 52 weist den Spannungsabfallbestimmer 521 und den Korrektur 522 auf.
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Der Spannungsabfallbestimmer 521 bestimmt, ob die Referenzspannung niedriger ist als der normale Wert, welcher ein Wert zu der normalen Betriebszeit ist, basierend auf dem zweiten Spannungs-A/D-Umwandlungswert aus dem A/D-Wandler 512.
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Der Korrektor 522 berechnet den Korrekturkoeffizienten basierend auf dem zweiten Spannungs-A/D-Umwandlungswert aus dem A/D-Wandler 512 und korrigiert den Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert, der von dem A/D-Wandler 512 ausgegeben wird, basierend auf dem Korrekturkoeffizienten.
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Ferner erzeugt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kern 52 das Steuersignal basierend auf dem Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert aus dem A/D-Wandler 512, wenn durch den Spannungsabfallbestimmer 521 bestimmt wird, dass die Referenzspannung nicht niedriger ist als der normale Wert.
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Andererseits erzeugt der Kern 52 das Steuersignal basierend auf dem Korrekturergebniswert, welcher durch Korrigieren des Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswerts, der von dem A/D-Wandler 512 ausgegeben wird, durch den Korrektor 522 berechnet wird, wenn durch den Spannungsabfallbestimmer 521 bestimmt wird, dass die Referenzspannung niedriger ist als der normale Wert.
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Folglich wird dann, wenn die Referenzspannung nicht niedriger ist als der normale Wert, das Steuersignal basierend auf nur dem Ergebniswert der A/D-Umwandlung der Eingangsspannung erzeugt, und wird der Motor 20 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ein solches Steuersignal gesteuert.
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In einem solchen Fall ist, da der A/D-Wandler 512 als die Referenzspannung die erste Spannung höher als die zweite Spannung verwendet und die A/D-Umwandlung durchführt, das Signal-Rausch-Verhältnis hoch, und wird die A/D-Umwandlung der Eingangsspannung mit hoher Genauigkeit durchgeführt. Daher ist der Motor 20 mit hoher Genauigkeit steuerbar.
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Andererseits beinhaltet dann, wenn die Referenzspannung niedriger ist als der normale Wert, der Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert, welcher der Ergebniswert der A/D-Umwandlung der Eingangsspannung durch den A/D-Wandler 512 ist, den Fehler.
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Daher korrigiert dann, wenn die Referenzspannung niedriger ist als der normale Wert, der Korrektor 522 den Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert, und wird das Steuersignal basierend auf dem Korrekturergebniswert erzeugt, welcher der Ergebniswert der Korrektur durch den Korrektor 522 ist, und wird in den vorliegenden Ausführungsbeispiel der Motor 20 durch einen solchen Korrekturergebniswert gesteuert.
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Hierbei berechnet der Korrektor 522 den Korrekturkoeffizienten basierend auf dem zweiten Spannungs-A/D-Umwandlungswert, welcher der Ergebniswert der A/D-Umwandlung der zweiten Spannung durch den A/D-Wandler 512 ist, und korrigiert den Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert basierend auf dem Korrekturkoeffizienten. Der Korrekturkoeffizient wird in Übereinstimmung mit dem Grad des Falls der Referenzspannung gegenüber dem normalen Wert geändert.
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Daher kann der Korrektor 522 den Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert in Übereinstimmung mit dem Grad des Abfallens der Referenzspannung korrigieren. Daher wird auch dann, wenn der Referenzwert niedriger ist als der normale Wert, der Motor 20 mit hoher Genauigkeit gesteuert.
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Folglich ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Motor 20 unabhängig von dem Abfallen der für die A/D-Umwandlung verwendeten Referenzspannung mit hoher Genauigkeit steuerbar.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kern 52 mittels der zweiten Spannung (beispielsweise 1,2 V), die niedriger ist als die erste Spannung (beispielsweise 5 V), betreibbar. Daher ist auch dann, wenn die Spannung der Batterie 13 abfällt, der Betrieb des Kerns 52 garantiert, solange die Spannung nicht auf oder um die zweite Spannung abfällt.
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(2) Ferner wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der zweite Spannungs-A/D-Umwandlungswert dann, wenn die Referenzspannung nicht niedriger ist als der normale Wert, als Vf bezeichnet, und wird der zweite Spannungs-A/D-Umwandlungswert zu einer Zeit der Bestimmung durch den Spannungsabfallbestimmer 512 als Vr bezeichnet, und wird ein als ein Verhältnis Vf/Vr berechneter Bestimmungswert als j bezeichnet, und wird ein Wert zwischen 0 und 1 als α (d. h., 0 ≤ α < 1) bezeichnet, und bestimmt der Spannungsabfallbestimmer 521:
zur Zeit von j ≥ 1 – α, dass die Referenzspannung nicht niedriger ist als der normale Wert; und
zur Zeit von j < 1 – α, dass die Referenzspannung niedriger ist als der normale Wert.
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Folglich kann der Spannungsabfallbestimmer 521 durch eine relativ einfache Operation/Berechnung bestimmen, ob die Referenzspannung niedriger ist als der normale Wert. Daher wird eine Zeit für eine solche Bestimmung verringert.
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Ferner wird dann, wenn α auf einen Wert zwischen 0 und 1 festgelegt wird, der Blindsektor mit einem Bereich von α für die Bestimmung eingerichtet.
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Ferner kann, da der zweite Spannungs-A/D-Umwandlungswert Vf dann, wenn die Referenzspannung nicht niedriger ist als der normale Wert, im Voraus berechenbar ist, ein solcher Wert im Voraus in dem Mikrocomputer 50 gespeichert werden.
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(3) Ferner kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dann, wenn der Korrekturkoeffizient mit k bezeichnet wird, durch Berechnen des Korrekturkoeffizienten k als k) Vf/Vr und durch Multiplizieren des Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswerts mit dem Korrekturkoeffizienten k der Korrektor 522 den Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert korrigieren, und kann den Korrekturergebniswert erhalten.
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Folglich kann der Korrektor 522 den Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert mittels der relativ einfachen Operation/Berechnung korrigieren.
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Daher wird eine Zeit für eine solche Korrektur verringert. Ferner kann, da der Korrekturkoeffizient k dem Bestimmungswert j entspricht, ein bereits berechneter Bestimmungswert j als der Korrekturkoeffizient k genutzt werden.
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(4) Ferner ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Spannungsabfallmonitor 70 zum Überwachen des Abfallens der Spannung, d. h. zum jeweils ermitteln, ob die erste Spannung, welche von dem ersten Regler ausgegeben wird, gleich oder niedriger ist als die erste voreingestellte Spannung, und zum Ermitteln, ob die zweite Spannung, welche von dem zweiten Regler 42 ausgegeben wird, gleich oder niedriger ist als die zweite voreingestellte Spannung, bereitgestellt.
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Der Spannungsabfallmonitor 70 setzt den Mikrocomputer 50 zurück, wenn die erste Spannung, die von dem ersten Regler 41 ausgegeben wird, oder die zweite Spannung, die von dem zweiten Regler 42 ausgegeben wird, als jeweils gleich oder niedriger als die erste voreingestellte Spannung oder gleich oder niedriger als die zweite voreingestellte Spannung bestimmt wird.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden, da die erste voreingestellte Spannung und die zweite voreingestellte Spannung als eine relativ niedrige Spannung eingerichtet sind (d. h. die erste voreingestellte Spannung: 3,3 V und die zweite voreingestellte Spannung: 1,2 V), die Rücksetzfälle des Mikrocomputers 50 auf so wenige wie möglich gesteuert.
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(5) Ferner ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die elektrische Servolenkeinrichtung 99 mit der vorstehend erwähnten EPS-ECU 1 und dem Motor 20 versehen. Der Motor 20 ist in der Lage, das Unterstützungsdrehmoment zum Unterstützen der Lenkbetätigung durch den Fahrer unter Steuerung der EPS-ECU 1 auszugeben.
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Die vorstehend erwähnte EPS-ECU 1 kann die Steuerung der elektrischen Servolenkeinrichtung 99 mit hoher Genauigkeit auch dann durchführen, wenn die Referenzspannung fällt, da der Motor 20 unabhängig von dem Abfallen der für die A/D-Umwandlung verwendeten Referenzspannung mit hoher Genauigkeit steuerbar ist.
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(6) Ferner ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Anlasser 16, welcher das Drehmoment zum Starten des Motors 10 ausgibt, mit der Batterie 13 verbunden.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann zur Motorneustartzeit nach dem Leerlaufstopp usw. die Spannung von der Batterie 13 aufgrund des Ansteuerns des Anlassers 16 abfallen und dadurch ein Abfallen der für die A/D-Umwandlung verwendeten Referenzspannung verursachen.
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Die vorstehend erwähnte EPS-ECU 1 ist jedoch in der Lage, den Motor 20 unabhängig von dem Abfallen der für die A/D-Umwandlung verwendeten Referenzspannung mit hoher Genauigkeit zu steuern, und dadurch eine hochgenaue Steuerung der elektrischen Servolenkeinrichtung 99 auch dann zu ermöglichen, wenn die Spannung der Batterie 13 abfällt und die Referenzspannung durch den Antrieb bzw. die Ansteuerung des Anlassers 16 abfällt.
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(Andere Ausführungsbeispiele)
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In anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann ein Wert von α, der für die Bestimmung des Spannungsabfallbestimmers im Vorstehenden auf 0,01 gesetzt ist, auf andere Werte geändert sein, solange α ein Wert zwischen 0 und 1 ist (d. h. 0 ≤ α < 1).
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In dem Fall, dass ein Wert von α auf null festgelegt ist, d. h. α = 0, bestimmt der Spannungsabfallbestimmer, dass die Referenzspannung niedriger ist als der normale Wert, auch wenn die Externleistungsquellenspannung nur geringfügig fällt.
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Der Korrektor, der im Vorstehenden den Eingangsspannungs-A/D-Umwandlungswert durch Nutzen des bereits berechneten Bestimmungswerts j (= Vf/Vr) als den Korrekturkoeffizienten k (= Vf/Vr) korrigiert, kann auf andere Weise konfiguriert sein, d. h. kann den bereits berechneten Bestimmungswert j für die Berechnung des Korrekturkoeffizienten k nicht verwenden.
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Ferner kann der Spannungsabfallbestimmer in anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung entfallen.
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Ferner kann die Steuereinrichtung in anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung auf ein anderes Fahrzeug als ein Fahrzeug mit Start-Stopp-Funktion anwendbar sein.
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Ferner kann in anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung der Anlasser nicht mit der Batterie verbunden sein, die als eine externe Leistungsquelle dient.
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Ferner können in anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung die Leiterwicklungen in dem Motor, d. h. in der rotierenden elektrischen Maschine, die im Vorstehenden als in drei Phasen (d. h. U/V/W-Phasen) vorliegend bereitgestellt sind, als mit einer anderen Anzahl von Phasen als die drei Phasen vorliegend bereitgestellt sein.
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Ferner kann ein Beispiel des Anwendens der rotierenden elektrischen Maschine auf die nach dem Säulenunterstützungsprinzip arbeitende elektrische Servolenkeinrichtung wie vorstehend zu einer Anwendung der rotierenden elektrischen Maschine auf andere Arten von elektrischen Servolenkeinrichtungen geändert sein, wie beispielsweise einem Zahnstangenunterstützungstyp, welcher den Antrieb zum Beispiel der Zahnstange durch die rotierende elektrische Maschine unterstützt.
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Ferner können in anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung die rotierende elektrische Maschine und die Steuereinrichtung so kombiniert sein, dass sie einen Gehäuseaufbau aufweisen, um eine rotierende elektrische Maschine mit integrierter Steuereinrichtung zu realisieren.
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Ferner kann die rotierende elektrische Maschine im Vorstehenden nicht nur auf die Antriebseinheit der elektrischen Servolenkeinrichtung anwendbar sein, sondern auch auf einen Aktuator zum Antreiben eines Antriebsrads eines Hybridfahrzeugs oder von anderen Einrichtungen, die in zum Beispiel einer nicht-vehikulären Vorrichtung angeordnet sind.
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Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel derselben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurde, ist anzumerken, dass sich verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann ergeben können, und dass solche Änderungen, Modifikationen und zusammengefassten Verfahren als innerhalb des Rahmens der Erfindung wie durch die beigefügten Ansprüche definiert zu verstehen sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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