DE102018213243A1 - Motorantriebs-Steuervorrichtung und Lenksystem - Google Patents

Motorantriebs-Steuervorrichtung und Lenksystem Download PDF

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Abstract

Es sind eine Motorantriebs-Steuervorrichtung und ein Lenksystem vorgesehen. Die Motorantriebs-Steuervorrichtung enthält eine Wechselrichterschaltung, die konfiguriert ist zum Liefern einer Motorantriebsenergie zu einem Motor für Lenkunterstützung, eine Motorsteuerschaltung, die konfiguriert ist zum Steuern des Betriebs der Wechselrichterschaltung in Abhängigkeit davon, ob eine Steuerenergie eingegeben wird, und einen Schalterkreis, der konfiguriert ist zum Steuern, ob als Antwort auf ein Steuersignal die Steuerenergie in die Motorsteuerschaltung einzugeben ist. Wenn ein Versagen innerhalb oder außerhalb des Lenksystems auftritt, halten die Vorrichtung und das Lenksystem den Motorantrieb für die Lenkunterstützung unmittelbar an und verhindern dadurch einen Fahrzeugunfall.

Description

  • QUERVERWEIS AUF BEZOGENE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2017-0100410 , die am 8. August 2017 eingereicht wurde und die hier für alle Zwecke so einbezogen wird, als ob sie hier vollständig offenbart wäre.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Motorantriebs-Steuervorrichtung und ein Lenksystem.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Der verwandte Stand der Technik verwendet ein Lenksystem, das einen Teil eines Lenkdrehmoments bereitstellt, das von einem Fahrer auf ein Lenkrad ausgeübt werden sollte, um ein Fahrzeug zu lenken, indem eine Hilfskraftquelle verwendet und hierdurch das Lenken erleichtert wird.
  • Ein derartiges Lenksystem erfasst die Bremsabsicht eines Fahrers durch einen Drehmomentsensor, der direkt mit dem Lenkrad verbunden ist, und steuert den Antrieb eines Motors durch Berücksichtigung einer gegenwärtigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und dergleichen als ein Erfassungsergebnis, um eine ordnungsgemäße Lenkunterstützungskraft bereitzustellen, wodurch die Lenkkraft des Fahrers unterstützt wird.
  • Manchmal kann, wenn ein Versagen innerhalb oder außerhalb des Lenksystems infolge eines nicht vorhersagbaren Grundes auftritt, die Lenkfunktion des Lenksystems versagen.
  • Aus diesem Grund wird eine Technologie zum Erfassen und Beseitigen eines Versagens innerhalb oder außerhalb des Lenksystems entwickelt, aber es ist hierbei das Problem aufgetreten, dass der Motorantrieb zur Lenkunterstützung nicht unmittelbar angehalten wird.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Bei diesem Hintergrund ist die vorliegende Offenbarung vorgesehen, eine Motorantriebs-Steuervorrichtung und ein Lenksystem anzugeben, die, wenn ein Versagen innerhalb oder außerhalb eines Lenksystems auftritt, den Motorantrieb zur Lenkunterstützung unmittelbar anhalten und dadurch einen Fahrzeugunfall verhindern können.
  • Auch ist die vorliegende Offenbarung vorgesehen, eine Motorantriebs-Steuervorrichtung, die miniaturisiert werden kann und durch die Motorantriebssteuerung bewirkte Geräusche verhindern kann, sowie ein diese enthaltendes Lenksystem, anzugeben.
  • Ein Ausführungsbeispiel sieht eine Motorantriebs-Steuervorrichtung vor, welche enthält: eine Wechselrichterschaltung, die konfiguriert ist zum Liefern einer Motorantriebsenergie zu einem Motor für eine Lenkunterstützung; eine Motorsteuerschaltung, die konfiguriert ist zum Steuern der Operation der Wechselrichterschaltung in Abhängigkeit davon, ob eine Steuerenergie eingegeben wird; und einen Schalterkreis, der konfiguriert ist zum Steuern, ob die Steuerenergie zu der Motorsteuerschaltung als Antwort auf ein Steuersignal einzugeben ist.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel sieht ein Lenksystem vor, welches enthält: einen Motor, der konfiguriert ist, eine Unterstützungslenkkraft bereitzustellen; eine Motorantriebs-Energiequelle, die konfiguriert ist zum Liefern einer Motorantriebsenergie für den Antrieb des Motors; und eine Motorantriebs-Steuervorrichtung, die konfiguriert ist zum Steuern des Antriebs des Motors.
  • Die Motorantriebs-Steuervorrichtung in dem Lenksystem kann enthalten: eine Wechselrichterschaltung, die konfiguriert ist zum Liefern der Motorantriebsenergie zu dem Motor für Lenkunterstützung; eine Motorsteuerschaltung, die konfiguriert ist zum Steuern des Betriebs der Wechselrichterschaltung in Abhängigkeit davon, ob eine Steuerenergie eingegeben wird; und einen Schalterkreis, der konfiguriert ist zum Steuern, ob die Steuerenergie zu der Motorsteuerschaltung einzugeben ist, als Antwort auf ein Steuersignal.
  • Figurenliste
  • Die vorgenannten und anderen Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden ersichtlicher anhand der folgenden detaillierten Beschreibung, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird, in denen:
    • 1 ein Diagramm ist, das ein Lenksystem nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
    • 2 ein Diagramm ist, das schematisch eine Motorantriebs-Steuervorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
    • 3 und 4 Diagramme sind, die die Arbeitsweise einer Motorantriebs-Steuervorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung in Abhängigkeit davon, ob ein Lenkfunktions-Versagensereignis aufgetreten ist, zeigen;
    • 5 ein anderes Diagramm ist, das schematisch eine Motorantriebs-Steuervorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
    • 6 ein Diagramm ist, das ein Implementierungsbeispiel für eine Motorantriebs-Steuervorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
    • 7 ein Diagramm ist, das ein anderes Implementierungsbeispiel für eine Motorantriebs-Steuervorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
    • 8 bis 10 Diagramme sind, die Implementierungsbeispiele für ein Lenksystem nach Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zeigen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER EXEMPLARISCHEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung im Einzelnen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Bei der Hinzufügung von Bezugszahlen zu Elementen in jeder Zeichnung werden die gleichen Elemente, wenn möglich, durch die gleichen Bezugszahlen bezeichnet, obgleich sie in verschiedenen Zeichnungen gezeigt sein können. Weiterhin wird in der folgenden Beschreibung der vorliegenden Offenbarung eine detaillierte Beschreibung von hierin enthaltenen bekannten Funktionen oder Konfigurationen weggelassen, wenn bestimmt wird, dass die Beschreibung die Klarheit des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung beeinträchtigen könnte.
  • Bei der Beschreibung von Elementen von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung können Begriffe wie „erste“, „zweite“, „A“, „B“, „(a)“ und „(b)“ verwendet werden. Derartige Begriffe werden nur zur Unterscheidung eines Elements von einem anderen Element verwendet, aber beschränken nicht das Wesen, die Sequenz, die Reihenfolge, die Anzahl oder dergleichen von Elementen. Es ist festzustellen, dass, wenn eine Komponente als mit einer anderen Komponente „verbunden“, „gekoppelt“ oder „vereinigt“ beschrieben ist, noch eine andere Komponente zwischen den beiden Komponenten „verbunden“, „gekoppelt“ oder „vereinigt“ sein können, obgleich die Komponente direkt mit der anderen Komponente „verbunden“, „gekoppelt“ oder „vereinigt“ sein kann.
  • 1 ist ein Diagramm, das ein Lenksystem 10 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt.
  • In 1 ist das Lenksystem 10 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ein System zum Unterstützen einer Lenkkraft durch Verwendung eines Motors M und kann auch als eine elektronische Servolenk(EPS)-Vorrichtung, eine motorgetriebene Servolenk(MDPS)-Vorrichtung oder dergleichen bezeichnet werden.
  • Gemäß 1 kann das Lenksystem 10 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung enthalten: einen Motor M, der eine Unterstützungslenkkraft bereitstellt, eine Motorantriebs-Energiequelle 110, die eine Motorantriebsenergie Pm zum Antreiben des Motors M liefert, und eine Motorantriebs-Steuervorrichtung 100, die den Antrieb des Motors M steuert, und dergleichen.
  • Zusätzlich zu den Vorrichtungen für die Lenkunterstützung, wie dem Motor M, der Motorantriebs-Energiequelle 110 und der Motorantriebs-Steuervorrichtung 100 kann das Lenksystem 10 grundsätzliche mechanische Lenkvorrichtungen enthalten, wie eine Lenkwelle, eine Zahnstange und ein Getriebe. Der Motor M in dem Lenksystem 10 kann eine Unterstützungslenkkraft an verschiedenen Position eines Lenkkraft-Übertragungspfads (z.B. Lenkrad - Lenkwelle - Getriebe - Zahnstange - Rad) bereitstellen.
  • Wenn ein Problem einer Lenkfunktion auftritt, kann das Lenksystem 10 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung einen Fahrzeugunfall verhindern, indem eine Versagenssicherheitsfunktion zum unmittelbaren Anhalten der Lenkunterstützung vorgesehen ist.
  • Wenn ein Versagen (Problem) der Lenkfunktion erfasst wird, ist es erforderlich, die Lenkunterstützung sofort und genau anzuhalten, so dass die Versagenssicherheitsfunktion normal durchgeführt werden kann.
  • Zu diesem Zweck stellt das Lenksystem 10 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ein Mittel zum unmittelbaren und genauen Anhalten der Lenkunterstützung zur Verfügung, wenn ein Versagen (Problem) der Lenkfunktion erfasst wird.
  • Hier kann ein allgemeines Verfahren verwendet werden, um ein Versagen der Lenkfunktion zu erfassen, und es ist möglich, einen Lenkwinkel, ein Drehmoment, einen Strom, usw. zu erfassen, und auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse zu bestimmen, ob ein Versagen der Lenkfunktion aufgetreten ist.
  • Das Lenksystem 10 zum unmittelbaren und genauen Anhalten der Lenkunterstützung wird nachfolgend beschrieben.
  • 2 ist ein Diagramm, das schematisch die Motorantriebs-Steuervorrichtung 100 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt.
  • Gemäß 2 kann das Lenksystem 10 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung die Motorantriebs-Steuervorrichtung 100 enthalten, die in der Lage ist, den Motorantrieb zu steuern, um die Lenkunterstützung unmittelbar und genau anzuhalten, wenn ein Versagen der Lenkfunktion erfasst wird.
  • Gemäß 2 kann die Motorantriebs-Steuervorrichtung 100 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung enthalten: eine Wechselrichterschaltung 210, die eine Motorantriebsenergie Pm zu dem Motor M zur Lenkunterstützung liefert, eine Motorsteuerschaltung 220, die die Arbeitsweise der Wechselrichterschaltung 210 in Abhängigkeit davon, ob eine Steuerenergie Pc eingegeben wird, steuert, einen Schalterkreis 230, der als Antwort auf ein Steuersignal Sc steuert, ob die Steuerenergie Pc in die Motorsteuerschaltung 220 einzugeben ist, und dergleichen.
  • Die Wechselrichterschaltung 210 fungiert zum Ändern einer Drehgeschwindigkeit, einer Drehrichtung, usw. des Motors M.
  • Gemäß 2 kann die Motorantriebs-Steuervorrichtung 100 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung weiterhin eine Mikrosteuereinheit (MCU) enthalten, die das Steuersignal Sc zu dem Schalterkreis 230 in Abhängigkeit davon, ob ein Lenkfunktions-Versagensereignis aufgetreten ist, ausgibt.
  • 2 zeigt, dass die MCU in der Motorantriebs-Steuervorrichtung 100 vorhanden ist, aber die MCU kann in einigen Fällen außerhalb der Motorantriebs-Steuervorrichtung 100 vorhanden sein.
  • Gemäß 2 kann die Motorsteuerschaltung 220 die Wechselrichterschaltung 210 steuern, um die Motorantriebsenergie Pm zu dem Motor M zu liefern, wenn die 'Steuerenergie Pc eingegeben wird, und die kann die Wechselrichterschaltung 210 steuern, keine Motorantriebsenergie Pm zu dem Motor M zu liefern, wenn die Eingabe der Steuerenergie Pc unterbrochen wird.
  • Mit anderen Worten, die Motorsteuerschaltung 220 kann die Wechselrichterschaltung 210 steuern, die Motorantriebsenergie Pm zu dem Motor M zu liefern, wenn die Steuerenergie Pc eingegeben wird, und kann die Wechselrichterschaltung 210 steuern, keine Motorantriebsenergie Pm zu dem Motor M zu liefern, wenn die Steuerenergie Pc nicht eingegeben wird.
  • Das heißt, der Motor M kann angetrieben werden oder nicht angetrieben werden in Abhängigkeit davon, ob die Steuerenergie Pc in die Motorsteuerschaltung 220 eingegeben wird.
  • Wenn der Schalterkreis 230 einen Schaltvorgang als Antwort auf das Steuersignal Sc durchführt, wird die Steuerenergie Pc in die Motorsteuerschaltung 220 eingegeben oder nicht eingegeben.
  • Der Schalterkreis 230 kann als ein Schaltelement wie ein Transistor implementiert sein, und kann als ein einfacher elektronischer Schalterkreis implementiert sein, wenn der Energieverbrauch der Motorsteuerschaltung 220 sehr niedrig ist.
  • In dieser Beschreibung bedeutet ein Transistor, der ein Element jeder Schaltung bildet, eine aktive Halbleitervorrichtung mit drei oder mehr Anschlüssen. Der Transistor umfasst bipolare Halbleitervorrichtungen (Flächentransistoren) und unipolare Halbleitervorrichtungen (Feldeffekttransistoren (FETs)) und ist nicht auf einen Transistor mit einer bestimmten Form beschränkt.
  • Die 3 und 4 sind Diagramme, die die Arbeitsweise der Motorantriebs-Steuervorrichtung 100 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung in Abhängigkeit davon, ob ein Lenkfunktions-Versagensereignis aufgetreten ist, zeigen.
  • Gemäß 3 kann, wenn beispielsweise kein Lenkfunktions-Versagensereignis aufgetreten ist, die MCU nicht das Steuersignal Sc ausgeben oder kann das Steuersignal Sc mit einem ersten Spannungspegel ausgeben.
  • In diesem Fall gibt der Schalterkreis 230 die Steuerenergie Pc zu der Motorsteuerschaltung 220 aus.
  • Wenn die Steuerenergie Pc eingegeben wird, kann die Motorsteuerschaltung 220 eine EIN-Steuerung so durchführen, dass die Wechselrichterschaltung 210 die Motorantriebsenergie Pm zu dem Motor M liefern kann.
  • Demgemäß wird eine Motorwelle des Motors M durch die geleiferte Motorantriebsenergie Pm gedreht und kann eine Lenkunterstützungskraft für normale Lenkunterstützung bereitstellen.
  • Gemäß 4 kann beispielsweise, wenn ein Lenkfunktions-Versagensereignis aufgetreten ist, die MCU das Steuersignal Sc ausgeben oder kann das Steuersignal Sc mit einem zweiten Spannungspegel ausgeben.
  • In diesem Fall blockiert der Schalterkreis 230 die Steuerenergie Pc, ohne die Steuerenergie Pc zu der Motorsteuerschaltung 220 auszugeben.
  • Da die Steuerenergie Pc nicht eingegeben wird, kann die Motorsteuerschaltung 220 eine AUS-Steuerung so durchführen, dass die Wechselrichterschaltung 210 die Motorantriebsenergie Pm nicht zu dem Motor M liefert.
  • Da die Motorantriebsenergie Pm nicht geliefert wird, stellt der Motor M keine Lenkunterstützungskraft für die Lenkunterstützung bereit.
  • 5 ist ein anderes Diagramm, das schematisch eine Motorantriebs-Steuervorrichtung 100 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt.
  • Gemäß 5 kann die Motorantriebs-Steuervorrichtung 100 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung weiterhin eine Rückwärtsspannungs-Verhinderungsschaltung 500 enthalten, die zwischen der Motorantriebs-Energiequelle 110 und der Wechselrichterschaltung 210 angeordnet ist und das Auftreten einer Rückwärtsspannung zwischen der Motorantriebs-Energiequelle 110 und der Wechselrichterschaltung 210 verhindert.
  • Die Rückwärtsspannungs-Verhinderungsschaltung 500 kann einen oder mehrere Transistoren enthalten und kann weiterhin eine oder mehrere Dioden und/oder einen oder mehrere Widerstände enthalten.
  • Die in der Rückwärtsspannungs-Verhinderungsschaltung 500 enthaltenen Transistoren können Hochstrom-p-Kanal-FETs oder -n-Kanal-FETs sein.
  • Da der Spannungsabfall der Transistoren viel geringer als der von allgemeinen Dioden aufgrund deren Charakteristik ist, können die Transistoren den Antriebswirkungsgrad merkbar erhöhen.
  • Die vorbeschriebene Rückwärtsspannungs-Verhinderungsschaltung 500 kann weiterhin zumindest eine Diode Dr enthalten, wie in den 6 und 7 gezeigt ist.
  • Die Motorantriebs-Steuervorrichtung 100 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann eine Gleichstromverbindungs-Kondensatorschaltung 510 enthalten, die einen oder mehrere Kondensatoren C1 und C2 enthält, die elektrisch zwischen die Rückwärtsspannungs-Verhinderungsschaltung 500 und die Wechselrichterschaltung 210 geschaltet ist.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, ist es, wenn Hochstromtransistoren in der Rückwärtsspannungs-Verhinderungsschaltung 500 verwendet werden, möglich, eine Toleranz gegenüber Einschalt-Spitzenströmen sicherzustellen, indem die Kondensatoren in der Gleichstromverbindungs-Kondensatorschaltung 510 derart geladen werden, dass eine Ladungs- und Entladungsschaltung entfernt werden kann.
  • Auch wird, wie vorstehend beschrieben ist, wenn Hochstromtransistoren in der Rückwärtsspannungs-Verhinderungsschaltung 500 verwendet werden, ein mechanisches Relais nicht verwendet, und somit ist es nicht erforderlich, eine Treiberschaltung zu konfigurieren. Die 6 und 7 sind Diagramme, die Implementierungsbeispiele für die Motorantriebs-Steuervorrichtung 100 nach Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zeigen.
  • 6 ist ein Diagramm, das ein Implementierungsbeispiel für einen Fall zeigt, in welchem Hochstromtransistoren in der Rückwärtsspannungs-Verhinderungsschaltung 500 Hochstrom-p-Kanal-FETs sind, und 7 ist ein Diagramm, das ein Implementierungsbeispiel für einen Fall zeigt, in welchem Hochstromtransistoren in der Rückwärtsspannungs-Verhinderungsschaltung 500 Hochstrom-n-Kanal-FETs sind.
  • Gemäß den 6 und 7 kann die Motorantriebs-Energiequelle 110 eine im Fahrzeug angeordnete Batterie sein, und die von der Motorantriebs-Energiequelle 110 gelieferte Motorantriebsenergie Pm kann eine Batterieenergie V_BAT sein.
  • Auch kann gemäß den 6 und 7 die an einem Energieeingangsanschluss PWR der Motorsteuerschaltung 220 von dem Schalterkreis 230 eingegebene Steuerenergie Pc die Batterieenergie V_BAT sein, die in den Schalterkreis 230 eingegeben wird und durch diesen hindurchgeht, entsprechend der Motorantriebsenergie Pm.
  • Gemäß den 6 und 7 kann die Wechselrichterschaltung 210 mehrere Transistoren Ta, Tb, Tc und Td zum Steuern der Zuführung der Batterieenergie V_BAT entsprechend der Motorantriebsenergie Pm zu dem Motor M enthalten.
  • Jeder der mehreren Transistoren, die in der Wechselrichterschaltung 210 enthalten sind, kann die Motorantriebsenergie Pm zu jeder Phase des Motors M liefern, wenn ein Gate hiervon betrieben wird. Beispielsweise kann jeder Transistor der Wechselrichterschaltung 210 eine Drehgeschwindigkeit des Motors M und ob der Motor gedreht wird steuern durch aufeinanderfolgendes Zuführen der Motorantriebsenergie Pm zu jeder Phase des Motors M.
  • Gemäß den 6 und 7 kann die Motorsteuerschaltung 220 das EIN/AUS jedes der mehreren Transistoren Ta, Tb, Tc und Td steuern durch Ansteuern der Gates der mehreren Transistoren Ta, Tb, Tc und Td, wenn die Steuerenergie Pc eingegeben wird.
  • Jeder der mehreren Transistoren Ta, Tb, Tc und Td hat einen Gateknoten, der durch die Motorsteuerschaltung 220 gesteuert wird, die als ein Gatetreiber bezeichnet werden kann, einen ersten Knoten (z.B. einen Sourceknoten oder einen Drainknoten) und einen zweiten Knoten (z.B. einen Drainknoten oder einen Sourceknoten).
  • Die Transistoren Ta und Tc und die Transistoren Tb und Td können Pull-up-Transistoren bzw. Pull-down-Transistoren sein, die in entgegengesetzter Weise ein- und ausgeschaltet werden.
  • Mit anderen Worten, die Transistoren Ta und Tc können Pull-up-Transistoren sein, und die Transistoren Tb und Td können Pull-down-Transistoren sein.
  • Ein zweite Knoten (z.B. ein Drainknoten oder ein Sourceknoten) jedes der Transistoren Ta und Tc kann elektrisch mit einem ersten Knoten (z.B. einem Sourceknoten oder einem Drainknoten) jedes der Transistoren Tb und Td verbunden sein.
  • Mit anderen Worten, ein zweiter Knoten (z.B. ein Drainknoten oder ein Sourceknoten) des Transistors Ta kann elektrisch mit einem ersten Knoten (z.B. einem Sourceknoten oder einem Drainknoten) des Transistors Tb verbunden sein.
  • Das heißt, ein Punkt P1, an dem der zweiten Knoten (z.B. ein Drainknoten oder ein Sourceknoten) des Transistors Ta und der erste Knoten (z.B. ein Sourceknoten oder ein Drainknoten) des Transistors Tb verbunden sind, kann elektrisch mit einem Eingangsknoten IN1 des Motors M verbunden sein.
  • Ein zweiter Knoten (z.B. ein Drainknoten oder ein Sourceknoten) des Transistors Tc kann elektrisch mit einem ersten Knoten (z.B. einem Sourceknoten oder einem Drainknoten) des Transistors Td verbunden sein.
  • Das heißt, ein Punkt P2, an dem der zweite Knoten (z.B. ein Drainknoten oder ein Sourceknoten) des Transistors Tc und der erste Knoten (z.B. ein Sourceknoten oder ein Drainknoten) des Transistors Td verbunden sind, können elektrisch mit einem Eingangsknoten IN2 des Motors M verbunden sein.
  • Die Batterie V-BAT entsprechend der Motorantriebsenergie Pm kann zu einem ersten Knoten (z.B. einem Sourceknoten oder einem Drainknoten) jedes der Transistoren Ta und Tc geführt werden.
  • Eine Spannung (z.B. eine Erdspannung GND), die den Motor M nicht antreiben kann, kann an einen zweiten Knoten (z.B. einen Drainknoten oder einen Sourceknoten) von jedem der Transistoren Tb und Td angelegt werden.
  • Als ein Beispiel für die Transistoroperation wird, wenn die Motorsteuerschaltung 220 eine Einschaltpegel-Spannung zum Einschalten des Transistors Ta und eine Ausschaltpegel-Spannung zum Ausschalten des Transistors Tb ausgibt, der Transistor Ta eingeschaltet und der Transistor Tb wird ausgeschaltet.
  • Demgemäß gibt der Transistor Ta, der durch die an dem Gateknoten (dem Steuerknoten) eingegebene Einschaltpegel-Spannung eingeschaltet ist, die Batterieenergie V_BAT, die an dem ersten Knoten (z.B. einem Sourceknoten oder einem Drainknoten) eingegeben wird, zu dem zweiten Knoten (z.B. einem Drainknoten oder einem Sourceknoten) aus.
  • Der Motor M kann dadurch angetrieben werden, dass ihm die Batterieenergie V_BAT entsprechend der Motorantriebsenergie Pm durch den zweiten Knoten (z.B. einen Drainknoten oder einen Sourceknoten) des Transistors Ta zugeführt wird.
  • Als ein anderes Beispiel für die Transistoroperation wird, wenn die Motorsteuerschaltung 220 eine Einschaltpegel-Spannung zum Einschalten des Transistors Tb und eine Ausschaltpegel-Spannung zum Ausschalten des Transistors Ta ausgibt, der Transistor Tb eingeschaltet, und der Transistor Ta wird ausgeschaltet.
  • Demgemäß gibt der Transistor Tb, der durch die an dem Gateknoten (dem Steuerknoten) eingegebenen Einschaltpegel-Spannung eingeschaltet ist, die Erdspannung GND, die elektrisch mit dem zweiten Knoten (z.B. einen Drainknoten oder einem Sourceknoten) verbunden ist zu dem ersten Knoten (z.B. einem Sourceknoten oder einem Drainknoten) aus.
  • Dem Motor M wird die Erdspannung GND anstelle der Batterieenergie V_BAT entsprechend der Motorantriebsenergie Pm durch den ersten Knoten (z.B. einen Sourceknoten oder einen Drainknoten) des Transistors Tb zugeführt und kann somit nicht angetrieben werden.
  • Gemäß den 6 und 7 kann der Schalterkreis 230 enthalten: ein erstes Schaltelement S1, das die Batterieenergie V_BAT, die die Motorantriebsenergie Pm sein kann, entsprechend der Steuerenergie Pc in die Motorsteuerschaltung 220 eingibt, wenn es eingeschaltet ist, ein zweites Schaltelement S2, das das EIN/AUS des ersten Schaltelements S1 als Antwort auf das Steuersignal Sc, das ein von der MCU ausgegebenes MCU-Steuersignal MCU_CTR ist, steuert, und dergleichen.
  • Der Schalterkreis 230 kann zusätzlich zumindest eine Diode Ds enthalten.
  • Wenn kein Lenkfunktionsversagen erfasst wurde, kann der vorbeschriebene Schalterkreis 230 durch das Steuersignal Sc, das das an einen Gateknoten des zweiten Schaltelements S2 angelegte MCU-Steuersignal MCU_CTR ist, eingeschaltet werden.
  • Demgemäß wird die Erdspannung GND durch das eingeschaltete zweite Schaltelement S2 an einen Gateknoten des ersten Schaltelement S1 angelegt.
  • Wenn das erste Schaltelement S1 ein Transistor vom P-Typ ist, wird das erste Schaltelement S1 durch die an den Gateknoten des ersten Schaltelements S1 angelegte Erdspannung GND eingeschaltet.
  • Demgemäß gibt das erste Schaltelement S1 die an einen Knoten Na angelegte Batterieenergie V_BAT zu einem Knoten Nb derart aus, dass der Schalterkreis 230 die Batterieenergie V_BAT entsprechend der Steuerenergie Pc zu einem Energieeingangsanschluss PWR der Motorsteuerschaltung 220 eingeben kann.
  • Daher führt die Wechselrichterschaltung 210 eine geeignete Operation derart durch, dass der Motor M eine Operation zur Lenkunterstützung durchführen kann.
  • Wenn ein Lenkfunktionsversagen erfasst wird, kann das zweite Schaltelement S2 durch das Steuersignal Sc, das das an den Gateknoten angelegte MCU-Steuersignal MCU_CTR ist, ausgeschaltet werden.
  • In diesem Fall wird die Erdspannung GND nicht an den Gateknoten des ersten Schaltelements S1 angelegt.
  • Wenn das erste Schaltelement S1 ein Transistor vom P-Typ ist, wird das erste Schaltelement S1 nicht eingeschaltet und ist ausgeschaltet.
  • Demgemäß kann das erste Schaltelement S1 nicht die an den Knoten Na angelegte Batterieenergie V_BAT zu dem Knoten Nb ausgeben, derart, dass der Schalterkreis 230 nicht die Batterieenergie V_BAT entsprechend der Steuerenergie Pc zu dem Energieeingangsanschluss PWR der Motorsteuerschaltung 220 eingeben kann.
  • Daher führt die Wechselrichterschaltung 210 nicht eine angemessene Operation derart durch, dass der Motor M nicht eine Operation zur Lenkunterstützung durchführen kann.
  • Um die Batterieenergie V_BAT zu der Motorantriebsenergie Pm zu blockieren, wird ein mechanisches Relais nicht für eine Batterieleitung angewendet, und ein elektronisches Element wird zum Blockieren einer zu dem Gatetreiber, der die Motorsteuerschaltung 220 ist, angelegt wird, verwendet. Auf diese Weise ist es möglich, die Größe der Motorantriebs-Steuervorrichtung 100 herabzusetzen und Geräusche, die durch eine Schaltoperation bewirkt werden, zu verhindern.
  • Gemäß den 6 und 7 kann die Motorantriebs-Steuervorrichtung 100 weiterhin zumindest einen Widerstand in dem Schalterkreis 230, der Rückwärtsspannungs-Verhinderungsschaltung 500, und dergleichen enthalten, und kann weiterhin zumindest einen Widerstand an einem Punkt, an dem verschiedene Signale eingegeben und ausgegeben werden, enthalten.
  • Der vorbeschriebene Schalterkreis 230 kann aus einem Schaltelement gebildet sein. Beispielsweise kann der Schalterkreis 230 aus einem Schaltelement gebildet sein, das die Motorantriebsenergie Pm entsprechend der Steuerenergie Pc in die Motorsteuerschaltung 220 eingibt, wenn es durch das Steuersignal Sc eingeschaltet ist. Hier bezeichnet das Schaltelement ein Element, in welchem die vorbeschriebenen Funktionen des ersten Schaltelements S1 und des zweiten Schaltelements S2 integriert sind.
  • Beispielsweise kann das MCU-Steuersignal MCU_CTR direkt an einen Gateknoten des Schaltelements, das in dem Schalterkreis 230 konfiguriert ist, angelegt werden, und das Schaltelement kann durch das Steuersignal Sc, das das angelegte MCU-Steuersignal MCU_CTR ist, eingeschaltet werden.
  • Wenn das Schaltelement eingeschaltet ist, gibt das Schaltelement die an den Knoten Na angelegte Batterieenergie V_BAT in einer solchen Weise zu dem Knoten Nb aus, dass der Schalterkreis 230 die Batterieenergie V_BAT entsprechend der Steuerenergie Pc zu dem Energieeingangsanschluss PWR der Motorsteuerschaltung 200 eingeben kann.
  • Mit anderen Worten, der Schalterkreis 230 kann aus zwei Schaltelementen oder einem Schaltelement gebildet sein, an die das Steuersignal SC direkt angelegt wird.
  • Das vorbeschriebene Lenksystem 10 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung kann auf verschiedene Typen von Lenksystemen angewendet werden.
  • Einige Anwendungsbeispiele werden nachfolgend kurz beschrieben.
  • Die 8 bis 10 sind Diagramme, die Implementierungsbeispiele für das Lenksystem 10 gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zeigen.
  • Gemäß den 8 bis 10 können mechanische Lenkvorrichtungen ein Lenkrad 810, eine Lenkwelle 820, ein Getriebe 830, eine Zahnstange 840 und dergleichen enthalten. Hier kann die Lenkwelle 820 eine Säule (nicht gezeigt), mit der das Lenkrad 810 verbunden ist, eine Zwischenwelle (nicht gezeigt), die mit der Säule verbunden ist und eine Kraft (Lenkkraft) durch das Getriebe 830 zu der Zahnstange 840 überträgt, und dergleichen enthalten. Das Getriebe 830 kann ein Ritzelgetriebe (nicht gezeigt) enthalten.
  • Gemäß 8 kann das Lenksystem 10 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ein EPS-Säulensystem (C-Typl sein, bei dem der Motor M mit der Lenkwelle 820 verbunden ist und eine Lenkunterstützungskraft für die Lenkwelle 820 bereitstellt.
  • Die in 8 gezeigte Motorantriebs-Steuervorrichtung 100 kann den Antrieb des Motors M steuern, der die Lenkunterstützungskraft für die Lenkwelle 820 bereitstellt.
  • Gemäß 9 kann das Lenksystem 10 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ein EPS-Zahnstangensystem (R-Typ) sein, bei dem der Motor M mit der Zahnstange 840 verbunden ist und eine Lenkunterstützungskraft für die Zahnstange 840 bereitstellt.
  • Die in 9 gezeigte Motorantriebs-Steuervorrichtung 100 kann den Antrieb des Motors M steuern, der eine Lenkunterstützungskraft für die Zahnstange 840 bereitstellt.
  • Gemäß 10 kann das Lenksystem 10 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ein EPS-Ritzelsystem (P-Typ) sein, bei dem der Motor M mit dem Ritzel in dem Getriebe 830 verbunden ist und eine Lenkunterstützungskraft für das Ritzel bereitstellt.
  • Die in 10 gezeigte Motorantriebs-Steuervorrichtung 100 kann den Antrieb des Motors M steuern, der eine Lenkunterstützungskraft für das Ritzel in dem Getriebe 830 bereitstellt.
  • Die Motorantriebs-Steuervorrichtung 100 in dem Lenksystem 10 nach den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann als eine elektronische Steuereinheit (ECU) implementiert sein.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, können die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung die Motorantriebs-Steuervorrichtung 100 und das Lenksystem 10 vorstehen zum, wenn ein Versagen innerhalb oder außerhalb des Lenksystems 10 auftritt, unmittelbaren Anhalten des Motorantriebs für die Lenkunterstützung und hierdurch einen Fahrzeugunfall verhindern.
  • Auch können die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung die Motorantriebs-Steuervorrichtung 100, die miniaturisiert werden kann und Geräusche, die durch die Motorantriebssteuerung bewirkt werden, verhindern kann, und das diese enthaltende Lenksystem 10 vorsehen.
  • Die vorstehenden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung wurden nur zu veranschaulichenden Zwecken beschrieben, und für den Fachmann ist offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen bei diesen vorgenommen werden können, ohne den Bereich und den Geist der Offenbarung zu verlassen. Daher sollen die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung die technische Idee der vorliegenden Offenbarung nicht beschränken, sondern diese illustrieren, und der Bereich der technischen Idee der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Der Bereich der vorliegenden Offenbarung soll auf der Grundlage der begleitenden Ansprüche in einer solchen Weise ausgelegt werden, dass sämtliche technischen Ideen, die innerhalb des zu den Ansprüchen äquivalenten Bereichs enthalten sind, z der vorliegenden Offenbarung gehören.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 1020170100410 [0001]

Claims (15)

  1. Motorantriebs-Steuervorrichtung (100), welche aufweist: eine Wechselrichterschaltung (210), die konfiguriert ist zum Zuführen einer Motorantriebsenergie zu einem Motor (M) für Lenkunterstützung; eine Motorsteuerschaltung (220), die konfiguriert ist zum Steuern des Betriebs der Wechselrichterschaltung (210) in Abhängigkeit davon, ob eine Steuerenergie eingegeben wird; und einen Schalterkreis (230), der konfiguriert ist zum Steuern, ob die Steuerenergie zu der Motorsteuerschaltung (220) als Antwort auf ein Steuersignal einzugeben ist.
  2. Motorantriebs-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der die Motorsteuerschaltung (220) die Wechselrichterschaltung (210) steuert, Motorantriebsenergie zu dem Motor (M) zu liefern, wenn die Steuerenergie eingegeben wird, und die Wechselrichterschaltung (210) steuert, keine Motorantriebsenergie zu dem Motor (M) zu liefern, wenn die Eingabe der Steuerenergie unterbrochen ist.
  3. Motorantriebs-Steuervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der die Wechselrichterschaltung (210) mehrere Transistoren (Ta, Tb, Tc, Td) enthält, die konfiguriert sind zum Steuern der Zuführung der Motorantriebsenergie zu dem Motor (M), und die Motorsteuerschaltung (220) EIN/AUS jedes der mehreren Transistoren (Ta, Tb, Tc, Td) durch Ansteuern von Gates der mehreren Transistoren (Ta, Tb,Tc, Td) steuert, wenn die Steuerenergie eingegeben wird.
  4. Motorantriebs-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 3, bei der jeder der mehreren Transistoren (Ta, Tb, Tc, Td) die Motorantriebsenergie zu jeder Phase des Motors (M) führt, wenn ein Gate hiervon angesteuert wird.
  5. Motorantriebs-Steuervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin aufweisend eine Rückwärtsspannungs-Verhinderungsschaltung (500), die konfiguriert ist, zwischen eine Motorantriebs-Energiequelle (110), die konfiguriert ist zum Liefern der Motorantriebsenergie, und die Wechselrichterschaltung (210) geschaltet zu sein, und zum Verhindern des Auftretens einer Rückwärtsspannung zwischen der Motorantriebs-Energiequelle (110) und der Wechselrichterschaltung (210).
  6. Motorantriebs-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 6, bei der die Rückwärtsspannungs-Verhinderungsschaltung (500) einen p-Kanal-Feldeffekttransistor enthält.
  7. Motorantriebs-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 5, bei der die Rückwärtsspannungs-Verhinderungsschaltung (500) einen n-Kanal-Feldeffekttransistor enthält.
  8. Motorantriebs-Steuervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, weiterhin aufweisend eine Gleichstromverbindungs-Kondensatorschaltung (510) enthaltend zumindest einen Kondensator (C1, C2), der elektrisch zwischen die Rückwärtsspannungs-Verhinderungsschaltung (500) und die Wechselrichterschaltung (210) geschaltet ist.
  9. Motorantriebs-Steuervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Motorantriebsenergie eine Batterieenergie ist.
  10. Motorantriebs-Steuervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Steuerenergie die Motorantriebsenergie ist.
  11. Motorantriebs-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 10, bei der der Schalterkreis (230) enthält: ein erstes Schaltelement (S1), das konfiguriert ist zum Eingeben der Motorantriebsenergie entsprechend der Steuerenergie in die Motorsteuerschaltung (220), wenn eingeschaltet wird; und ein zweites Schaltelement (S2), das konfiguriert ist zum Steuern von EIN/AUS des ersten Schaltelements (S1) als Antwort auf das Steuersignal.
  12. Motorantriebs-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 11, weiterhin aufweisend eine Mikrosteuereinheit, die konfiguriert ist zum Ausgeben des Steuersignals zu dem Schalterkreis (230) in Abhängigkeit davon, ob ein Lenkfunktions-Versagensereignis stattgefunden hat.
  13. Motorantriebs-Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 10, bei der der Schalterkreis (230) ein Schaltelement (S1) enthält, das konfiguriert ist zum Eingeben der Motorantriebsenergie entsprechend der Steuerenergie in die Motorsteuerschaltung (220), wenn durch das Steuersignal eingeschaltet wird.
  14. Lenksystem (10), welches aufweist: einen Motor (M), der konfiguriert ist zum Bereitstellen einer Lenkunterstützungskraft; eine Motorantriebs-Energiequelle (110), die konfiguriert ist zum Liefern einer Motorantriebsenergie zum Antreiben des Motors (M); und eine Motorantriebs-Steuervorrichtung (100), die konfiguriert ist zum Steuern des Antriebs des Motors (M), wobei die Motorantriebs-Steuervorrichtung (100) aufweist: eine Wechselrichterschaltung (210), die konfiguriert ist zum Liefern der Motorantriebsenergie zu dem Motor (M); eine Motorsteuerschaltung (220), die konfiguriert ist zum Steuern des Betriebs der Wechselrichterschaltung (210) in Abhängigkeit davon, ob eine Steuerenergie eingegeben wird; und einen Schalterkreis (230), der konfiguriert ist zum Steuern, ob die Steuerenergie in die Motorsteuerschaltung (220) als Antwort auf ein Steuersignal einzugeben ist.
  15. Lenksystem (10) nach Anspruch 14, weiterhin aufweisend innerhalb oder außerhalb der Motorantriebs-Steuervorrichtung (100) eine Mikrosteuereinheit, die konfiguriert ist zum Ausgeben des Steuersignals zu dem Schalterkreis (230) in Abhängigkeit davon, ob ein Lenkfunktions-Versagensereignis stattgefunden hat.
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