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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung, die
dazu konzipiert ist, elektrische Leistung an ein elektrisches Stellglied
sowohl von einer primären Stromversorgungsvorrichtung als auch
von eine sekundären Stromversorgungsvorrichtung bereitzustellen,
um dadurch eine Lenkkraft zu erzeugen.
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STAND DER TECHNIK
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Herkömmlich
umfasst beispielsweise eine elektrische Servolenkvorrichtung einen
elektrischen Motor, um ein Lenkhilfsmoment auf eine Drehbetätigung
eines Lenkrads zu übertragen, und erzeugt ein geeignetes
Lenkhilfsmoment durch die Steuerung der Elektrizitätsbereitstellung
an den elektrischen Motor. Das Lenkhilfsmoment wird so festgelegt,
dass das Lenkhilfsmoment um so größer wird, je
größer das durch einen Fahrer auf das Lenkrad
aufgebrachte Lenkmoment und je niedriger die Fahrzeuggeschwindigkeit
ist. Die elektrische Servolenkvorrichtung verwendet eine im Fahrzeug
befindliche Batterie als eine Stromquelle zur Durchführung
einer solchen Lenkhilfssteuerung.
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Zur
Zeit eines Lenkeinschlags bei stehenden Fahrzeug oder bei ähnlichen
Gelegenheiten kann jedoch die im Fahrzeug befindliche Batterie unter
Umständen nicht ausreichen, um die nötige elektrische Leistung
bereit zu stellen. Im Hinblick auf ein solches Problem umfasst eine
Vorrichtung, die in der
Japanischen
Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2007-91122 (
JP 2007-91122 A )
vorgeschlagen ist, eine sekundäre Stromversorgungsvorrichtung, um
die im Fahrzeug befindliche Batterie zu ergänzen. Die sekundäre
Stromversorgungsvorrichtung ist parallel mit einer Stromversorgungsleitung
verbunden, die sich von der im Fahrzeug befindlichen Batterie (die
nachstehend als die „primäre Stromversorgungsvorrichtung” bezeichnet
wird) zu einer Motorantriebsschaltung erstreckt.
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In
dieser vorgeschlagenen elektrischen Servolenkvorrichtung wird elektrischer
Strom zum Antrieb des Motors von der primären Stromversorgung abgezogen.
Wenn jedoch die alleinige Nutzung der Stromversorgung der primären
Stromversorgungsvorrichtung dabei versagt, ausreichend elektrischen Strom
bereitzustellen (beispielsweise zur Zeit des Lenkeinschlags der
Räder bei stehendem Fahrzeug), wird elektrische Leistung
von der zweiten Stromversorgungsvorrichtung so abgezogen, dass der
fehlende Strom ergänzt wird. Außerdem wird elektrische Leistung
von der primären Stromversorgungsvorrichtung in die zweite
Stromversorgungsvorrichtung geladen, wenn der Stromverbrauch gering
ist (beispielsweise zur Zeit einer Geradeausfahrt).
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ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
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In
dem Fall, in welchem die primäre Stromversorgung sich verschlechtert
hat, kann jedoch die elektrische Leistung in manchen Fällen
zu gering werden, selbst wenn die zweite Stromversorgungsvorrichtung
die Ergänzung der elektrischen Leistung durchführt.
In einem solchen Fall fallen die Stromversorgungsspannungen der
ersten Stromversorgung und der zweiten Stromversorgung ab, was das
folgende Problem verursacht.
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Die
elektrische Servolenkvorrichtung umfasst eine elektronische Steuervorrichtung,
die hauptsächlich aus einem Mikrocomputer gebildet wird
und dazu angepasst ist, den elektrischen Motor zu treiben und zu
steuern. Diese elektronische Steuervorrichtung erhält elektrischen
Strom von der primären Stromversorgungsvorrichtung. Wenn
daher die Stromversorgungsspannung der ersten Stromversorgungsvorrichtung
absinkt und unter die niedrigste Betriebsspannung des Mikrocomputers
fällt, wird der Mikrocomputer zurückgesetzt. Wenn
der Mikrocomputer zurückgesetzt wird, wird die Lenkhilfssteuerung
plötzlich gestoppt. Darüber hinaus kann die Lenkhilfssteuerung
nicht sofort erneut gestartet werden, weil eine Anfangsdiagnose
durchgeführt werden muss usw., selbst wenn die Stromversorgungsspannung
wieder hergestellt wird.
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Die
vorliegende Erfindung wurde durchgeführt, um das vorstehend
beschriebene Problem zu lösen, und es ist ihre Aufgabe,
das Zurücksetzen des Mikrocomputers der elektronischen
Steuervorrichtung selbst dann zu verhindern, wenn die primäre Stromversorgungsvorrichtung
sich verschlechtert hat.
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Um
die vorstehend beschriebene Aufgabe zu lösen, schafft die
vorliegende Erfindung eine Lenkvorrichtung, die eine primäre
Stromversorgungsvorrichtung umfasst; eine sekundäre Stromversorgungsvorrichtung,
die von der primären Stromversorgungsvorrichtung geladen
wird; ein elektrisches Stellglied, das eine Lenkkraft zum Lenken
von Rädern erzeugt; eine Antriebsschaltung, welche elektrischen
Strom von einer Stromversorgungsschaltung für das Antriebssystem
empfängt, die durch Verbinden der primären Stromversorgungsvorrichtung
und der sekundären Stromversorgungsvorrichtung in Parallelschaltung
zueinander gebildet wird, und welche das elektrische Stellglied
antreibt; und eine elektronische Steuervorrichtung, welche elektrischen
Strom von einer Steuersystemstromzufuhrschaltung empfängt,
die mit der primären Stromversorgungsvorrichtung verbunden
ist, und die ein Steuersignal an die Antriebsschaltung so ausgibt,
dass der Betrieb des elektrischen Stellglieds gesteuert wird. Die
Lenkvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine sekundäre
Stromversorgungsschaltung für ein Steuersystem umfasst,
die mit der sekundären Stromversorgungsvorrichtung und
der elektronischen Steuervorrichtung verbunden ist und elektrischen
Strom von der sekundären Stromversorgungsvorrichtung an
die elektronische Steuervorrichtung bereitstellt.
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In
der vorliegenden Ausführungsform wird elektrischer Strom
der Antriebsschaltung des elektrischen Stellglieds von der Stromversorgungsschaltung
für das Antriebssystem bereitgestellt, die durch Verbinden
der primären Stromversorgungsvorrichtung und der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung in Parallelschaltung gebildet wird.
Das bedeutet, dass der Antriebsschaltung des elektrischen Stellglieds
elektrischer Strom sowohl von der primären Stromversorgungsvorrichtung
als auch von der sekundären Stromversorgungsvorrichtung
bereitgestellt werden kann. Die elektronische Steuervorrichtung
gibt ein Steuersignal an die Antriebsschaltung so aus, dass der
Betrieb des elektrischen Stellglieds gesteuert wird, und erzeugt
eine Lenkkraft, um die Räder durch den Betrieb des elektrischen
Stellglieds zu lenken. Beispielsweise umfasst die elektronische Steuervorrichtung
eine Einrichtung zur Erfassung eines Lenkvorgangs, um einen Lenkvorgang
durch einen Fahrer zu erfassen, und gibt ein Antriebssignal an die
Antriebsschaltung in Übereinstimmung mit dem erfassten
Lenkvorgang aus. In diesem Fall kann die Lenkkraft mittels der Übertragung
einer Axialkraft auf eine Stange zum Lenken der Räder oder
durch Übertragen einer Lenkkraft an eine mit dem Lenkrad verbundene
Lenkwelle erzeugt werden.
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Die
Stromversorgungsschaltung für das Steuersystem, die elektrischen
Strom von der primären Stromversorgungsvorrichtung empfängt,
und die sekundäre bzw. Hilfsstromversorgungsschaltung für das
Steuersystem, die elektrische Leistung von der sekundären
Stromversorgungsschaltung empfängt, werden mit der elektronischen
Steuervorrichtung verbunden. Selbst wenn die Stromversorgungskapazität der
primären Stromversorgungsvorrichtung gesunken und die primäre
Stromversorgungsspannung abgefallen ist, kann die elektronische
Steuervorrichtung daher elektrischen Strom von der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung abnehmen. Als ein Ergebnis kann die
vorliegende Erfindung das Auftreten von Schwierigkeiten unterdrücken;
insbesondere das Rücksetzen eines Mikrocomputers, welches
Rücksetzen ansonsten auftreten würde, wenn die
Stromversorgungsspannung, die der elektronischen Steuervorrichtung
zugeführt wird, unter die niedrigste Betriebsspannung der
elektronischen Steuervorrichtung (den untersten Wert eines Bereichs
der Stromversorgungsspannung, in welchem ein einwandfreier Betrieb
gewährleistet ist) fällt.
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Man
bemerke, dass eine im Fahrzeug befindliche Stromversorgung, welche
elektrischen Strom nicht nur an die Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs
bereitstellt, sondern auch an andere elektrische Lasten, als die
primäre Stromversorgungsvorrichtung verwendet werden kann.
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Ein
anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen einer
Einrichtung zur Erfassung eines Kapazitätsabfalls der Stromversorgung, um
einen Abfall der Stromversorgungskapazität der primären
Stromversorgungsvorrichtung und einen Abfall der Stromversorgungskapazität
der sekundären Stromversorgungsvorrichtung zu erfassen;
und eine Stromversorgungssteuereinrichtung, die betreibbar ist,
wenn sowohl ein Abfall der Stromversorgungskapazität der
primären Stromversorgungsvorrichtung als auch ein Abfall
der Stromversorgungskapazität der sekundären Stromversorgungsvorrichtung
erfasst werden, um der Zufuhr von elektrischem Strom von der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung an die elektronische Steuervorrichtung
Priorität gegen über der Zufuhr von elektrischem
Strom von der sekundären Stromversorgungsvorrichtung an
die Antriebsschaltung einzuräumen.
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In
dem Fall, in welchem die Zufuhr von elektrischem Strom von der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung an die Antriebsschaltung in einem Zustand
fortgesetzt wird, in dem die Stromversorgungskapazität
der primären Stromversorgungsvorrichtung abgefallen ist,
kann die sekundäre Stromversorgungsvorrichtung ebenfalls
dazu unfähig werden, elektrischen Strom geeignet an die
elektronische Steuervorrichtung bereitzustellen, wenn die Stromversorgungskapazität
der sekundären Stromversorgungsvorrichtung abfällt.
Um einen solchen Nachteil auszugleichen, räumt die Stromversorgungssteuereinrichtung
der Zufuhr von elektrischem Strom von der sekundären Stromversorgungsvorrichtung
an die elektronische Steuervorrichtung Priorität über
die Zufuhr von elektrischem Strom von der sekundären Stromversorgungsvorrichtung
an die Antriebsschaltung ein, wenn die Einrichtung zur Erfassung
eines Abfalls der Stromversorgungskapazität sowohl einen
Abfall der Stromversorgungskapazität der primären
Stromversorgungsvorrichtung als auch ein Abfall der Stromversorgungskapazität
der sekundären Stromversorgungsvorrichtung erfasst. Als
ein Ergebnis kann eine geeignete Zufuhr von elektrischer Leistung
von der sekundären Stromversorgungsvorrichtung an die elektronische
Steuervorrichtung beibehalten werden, wodurch ein Fehler der elektronischen
Steuervorrichtung (ein Rücksetzen des Mikrocomputers) verhindert
werden kann.
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Ein
anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die
Stromversorgungssteuereinrichtung die Zufuhr von elektrischem Strom
von der sekundären Stromversorgungsvorrichtung an die Antriebsschaltung
verhindert, wenn sowohl ein Abfall der Stromzufuhrkapazität
der primären Stromversorgungsvorrichtung als auch ein Abfall
der Stromversorgungskapazität der sekundären Stromversorgungsvorrichtung
erfasst werden, um dadurch der Zufuhr von elektrischem Strom von
der sekundären Stromversorgungsvorrichtung an die elektronische Steuervorrichtung
Priorität einzuräumen.
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Wenn
in dieser Erfindung sowohl ein Abfall der Stromversorgungskapazität
der primären Stromversorgungsvorrichtung als auch ein Abfall
der Stromversorgungskapazität der sekundären Stromversorgungsvorrichtung
erfasst werden, wird die Zufuhr von elektrischem Strom von der sekundären Stromversorgungsvorrichtung
an die Antriebsschaltung verhindert. Folglich wird elektrischer
Strom, der in der sekundären Stromversorgungsvorrichtung
gespeichert ist, nicht zum Antrieb des elektrischen Stellglieds
verbraucht, so dass die Zufuhr von elektrischem Strom an die elektronische
Steuervorrichtung verlässlich durchgeführt werden
kann.
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Ein
anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die Stromversorgungssteuereinrichtung die
Zufuhr von elektrischem Strom von der sekundären Stromversorgungsvorrichtung
an die Antriebsschaltung verhindert, indem sie eine Stromversorgungsschaltung
zur Zufuhr von elektrischem Strom von der sekundären Stromversorgungsvorrichtung an
die Antriebsschaltung abschaltet.
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Diese
Erfindung kann verlässlich die Zufuhr von elektrischem
Strom von der sekundären Stromversorgungsvorrichtung an
die Antriebsschaltung unterbinden.
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Ein
anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die
Erfassungsvorrichtung für den Kapazitätsabfall
der Stromversorgung eine Erfassungseinrichtung für die
primäre Stromversorgungsspannung umfasst, um die Stromversorgungsspannung
der primären Stromversorgungsvorrichtung zu erfassen, und
eine Erfassungsvorrichtung für die sekundäre Stromversorgungsspannung,
um die Stromversorgungsspannung der sekundären Stromversorgungsvorrichtung
zu erfassen, wobei die Erfassungsvorrichtung für den Kapazitätsabfall
der Stromversorgung abschätzt, dass die beiden Stromversorgungskapazitäten
der primären Stromversorgungsvorrichtung und der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung abgefallen sind, wenn die Stromversorgungsspannung
der primären Stromversorgungsvorrichtung gleich oder kleiner
als eine festgelegte primäre Stromversorgungsspannung wird
und die Stromversorgungsspannung der sekundären Stromversorgungsvorrichtung
gleich oder kleiner als eine festgelegte sekundäre Stromversorgungsspannung
wird.
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Weil
die Stromversorgungskapazitäten in dieser Erfindung auf
der Grundlage der Stromversorgungsspannungen der primären
Stromversorgungsvorrichtung und der sekundären Stromversorgungsvorrichtung
abgeschätzt werden, können Abfälle der Stromversorgungskapazitäten
einfacher erfasst werden. Außerdem kann das Versagen der
elektronischen Steuervorrichtung durch direkte Erfassung der Spannung
verlässlich verhindert werden, weil das Versagen der elektronischen
Steuervorrichtung (das Zurücksetzen des Mikrocomputers)
aufgrund eines Abfalls der zugeführten Stromversorgungsspannung auftritt.
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Ein
anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen einer
Aufwärtswandlerschaltung, welche eine Abgabespannung der
primären Stromversorgungsvorrichtung erhöht, wobei
die Antriebsschaltung mit der Abgabeseite der Aufwärtswandlerschaltung
verbunden ist, und die sekundäre Stromversorgungsschaltung
parallel zu einer Leitung zwischen der Aufwärtswandlerschaltung
und der Antriebsschaltung verbunden ist.
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In
dieser Erfindung wird die Abgabespannung der primären Stromversorgungsvorrichtung
der Antriebsschaltung bereitgestellt, nachdem sie von der Aufwärtswandlerschaltung
erhöht wurde. Die sekundäre Stromversorgungsvorrichtung
ist mit der Abgabeseite der Aufwärtswandlerschaltung verbunden, und
arbeitet als eine Stromversorgungsvorrichtung, in welche elektrische
Leistung von der primären Stromversorgungsvorrichtung geladen
wird, und welche die geladene elektrische Leistung an die Antriebsschaltung
bereitstellt. Folglich ist ein effizienter Antrieb des elektrischen
Stellglieds möglich. Das bedeutet, die Abgabespannungen
der primären Stromversorgungsvorrichtung und der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung können auf eine geeignete Spannung
zum effizienten Betrieb des elektrischen Stellglieds festgelegt
werden.
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Ein
anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine
Abwärtswandlerschaltung, welche die Stromversorgungsspannung
der sekundären Stromversorgungsvorrichtung herabsetzt, in
der Stromversorgungsschaltung für das sekundäre Steuersystem
vorgesehen ist, die elektrischen Strom von der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung an die elektronische Steuervorrichtung
bereitstellt.
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In
dieser Erfindung ist die Stromversorgungsspannung der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung des Verstärkungsvorgangs der
Aufwärtswandlerschaltung höher als jene der primären
Stromversorgungsvorrichtung. In Übereinstimmung damit wird
die Stromversorgungsspannung der sekundären Stromversorgungsvorrichtung
der elektro nischen Steuervorrichtung zugeführt, nachdem
sie von der Abwärtswandlerschaltung herabgesetzt wurde,
wodurch eine geeignete elektrische Stromversorgung durchgeführt
werden kann.
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KURZE ERLÄUTERUNG
DER FIGUREN
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1 ist
ein schematisches Schaubild einer elektrischen Servolenkvorrichtung
nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
ein Ablaufplan, der ein Lenkassistenzsteuerprogramm zeigt.
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3 ist
ein Schaubild, das ein Kennfeld für ein Hilfsdrehmoment
wiedergibt.
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4 ist
ein Ablaufplan, der ein Stromversorgungssteuerprogramm zeigt.
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5 ist
ein Schaubild, das die Änderung des oberen Grenzstroms
zeigt, der in Übereinstimmung mit der sekundären
Stromversorgungsspannung festgelegt ist.
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BESTES VERFAHREN ZUR DURCHFÜHRUNG DER
ERFINDUNG
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Eine
Ausführungsform einer Lenkvorrichtung nach der Erfindung
wird nun mit Bezug auf die Figuren beschrieben. 1 zeigt
schematisch den Aufbau einer elektrischen Servolenkvorrichtung für
ein Fahrzeug nach der Ausführungsform.
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Die
elektrische Servolenkvorrichtung für ein Fahrzeug nach
der Ausführungsform besteht hauptsächlich aus
einem Lenkmechanismus 10, der lenkbare Räder in Übereinstimmung
mit dem Lenkvorgang eines Lenkrads 11 lenkt; einem Elektromotor 20,
der in den Lenkmechanismus 10 eingebaut ist und dazu angepasst
ist, ein Lenkhilfsmoment zu erzeugen; einer Motorantriebsschaltung 30,
um den Elektromotor 20 anzutreiben; einer Aufwärtswandlerschaltung 40,
welche eine Abgabespannung einer primären Stromversorgungsvorrichtung 100 verstärkt und
eine verstärkte Spannung an die Motorantriebsschaltung 30 bereitstellt;
einer sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50,
die parallel zu einer Stromzufuhrschaltung verbunden ist, die sich
zwischen der Auf wärtswandlerschaltung 40 und der
Motorantriebsschaltung 30 erstreckt; und einer elektronischen Steuervorrichtung 60,
welche den Betrieb des Elektromotors 20 und den Stromzufuhrstatus
innerhalb der elektrischen Servolenkvorrichtung steuert.
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Der
Lenkmechanismus 10, welcher die linken und rechten Vorderräder
FWL und FWR als Antwort auf eine Drehbewegung des Lenkrads 11 einschlägt,
umfasst eine Lenkwelle 12, deren oberes Ende mit dem Lenkrad 11 zum
gemeinsamen Drehen verbunden ist. Ein Zahnrad 13 ist mit
dem unteren Ende des Schafts 12 zum gemeinsamen Drehen
verbunden. Das Zahnrad 13 greift in Zahnstangenzähne ein,
die auf einer Zahnstange 14 gebildet sind, und bildet zusammen
mit der Zahnstange 14 einen Zahnrad-Zahnstangenmechanismus.
(Nicht gezeigte) Achsschenkel der linken und rechten Vorderräder FWL
und FWR sind lenkbar mit entgegengesetzten Enden der Zahnstange 14 über
Verbindungsstangen 15L und 15R verbunden. Die
linken und rechten Vorderräder FWL und FWR werden abhängig
von einer axialen Verschiebung der Zahnstange 14, die sich aus
einer Drehung der Lenkwelle 14 um ihre Achse ergibt, nach
links oder recht gelenkt.
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Der
Elektromotor 20 für die Lenkunterstützung
ist an der Zahnstange 14 angebracht. Eine drehende Welle
des Elektromotors 20 ist mit der Zahnstange 14 über
einen Kugelschraubenmechanismus 16 so verbunden, dass Kraft übertragbar
ist. Als ein Ergebnis der Drehung der drehenden Welle des Elektromotors 20 wird
eine Lenkkraft so auf die linken und rechten Vorderräder
FWL und FWR ausgeübt, dass der Lenkvorgang unterstützt
wird. Der Kugelschraubenmechanismus 16 dient als eine Geschwindigkeitsuntersetzung
und als Wandler einer dreh- in eine gradlinige Bewegung. Der Kugelschraubenmechanismus 16 untersetzt
die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 20, wandelt die
Drehung des Elektromotors 20 in eine gradlinige Bewegung
um, und überträgt die gradlinige Bewegung an die
Zahnstange 14.
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Ein
Lenkmomentsensor 21 ist an der Lenkwelle 12 vorgesehen.
Der Lenkmomentsensor 21 gibt ein Signal aus, das einem
Lenkmoment entspricht, das als ein Ergebnis der Drehung des Lenkrads 11 auf
die Lenkwelle 12 wirkt. Nachstehend wird der Wert des Lenkmoments,
das auf der Grundlage des von dem Lenkmomentsensor 21 ausgegebenen Signals
erfasst wird, als „Lenkmoment Tx” bezeichnet.
Die Richtung, in welche das Lenkrad 11 gedreht wird, wird
auf der Grundlage des Vorzeichens des Lenkmoments Tx bestimmt; das
bedeutet, ob das Lenkmoment Tx positiv oder negativ ist.
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Ein
Drehwinkelsensor 22 ist für den Elektromotor 20 vorgesehen.
Dieser Drehwinkelsensor 22 ist im Elektromotor 20 eingebaut
und gibt ein Erfassungssignal aus, das der Drehwinkelposition des
Rotors des Elektromotors 20 entspricht. Das von dem Drehwinkelsensor 22 ausgegebene
Erfassungssignal wird für die Berechnung des Drehwinkels
und der Drehwinkelgeschwindigkeit des Elektromotors 20 verwendet.
Währenddessen wird der Drehwinkel des Elektromotors 20 auch
als der Lenkwinkel des Lenkrads 11 verwendet, weil der
Drehwinkel des Elektromotors 20 proportional zu dem Lenkwinkel
des Lenkrads 11 ist. Weiterhin wird die Drehwinkelgeschwindigkeit
des Elektromotors 20 auch als die Lenkgeschwindigkeit des
Lenkrads 11 verwendet, weil eine Drehwinkelgeschwindigkeit,
die man durch Differenzieren des Lenkwinkels des Elektromotors 20 nach der
Zeit erhält, proportional zur Lenkwinkelgeschwindigkeit
des Lenkrads 11 ist. Nachstehend wird ein Wert des Lenkwinkels
des Lenkrads 11, der auf der Grundlage des Abgabesignals
von dem Drehwinkelsensor 22 erfasst wird, als „Lenkwinkel θx” bezeichnet,
und ein Wert der Lenkwinkelgeschwindigkeit, den man durch Differenzieren
des Lenkwinkels θx nach der Zeit erhält, wird
als „Lenkgeschwindigkeit ωx” bezeichnet.
Positive und negative Werte des Lenkwinkels θx geben jeweils
Lenkwinkel des Lenkrads 11 im Uhrzeigersinn und entgegen
dem Uhrzeigersinn mit Bezug auf seine Nullstellung an.
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Die
Motorantriebsschaltung 30 ist eine Dreiphaseninverterschaltung,
die durch sechs Schaltelemente (MOSFETs) 31 bis 36 gebildet
wird. Genauer gesagt werden eine Schaltung, welche die seriell angeschlossenen
ersten und zweiten Schaltelemente 31 und 32 enthält,
eine Schaltung, welche die seriell angeschlossenen dritten und vierten
Schaltelemente 33 und 34 enthält, und
eine Schaltung, welche die seriell angeschlossenen fünften
und sechsten Schaltelemente 35 und 36 enthält,
parallel zueinander angeschlossen. Stromversorgungsleitungen 37 zur
Zufuhr von elektrischem Strom an den Elektromotor 20 sind mit
Knoten zwischen den oberen und unteren Schaltelementen (31 und 32, 33 und 34,
und 35 und 36) der jeweiligen seriellen Schaltungen
verbunden.
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Die
Drains des ersten Schaltelements 31, des dritten Schaltelements 33 und
des fünften Schaltelements 35 sind mit einer Motorantriebsleitung 113 verbunden,
die später beschrieben wird; und die Sources des zweiten
Schaltelements 32, des vierten Schaltelements 34 und
des sechsten Schaltelements 36 sind mit einer Erdleitung 111 verbunden.
Ein Stromsensor 38 ist an einer Stromversorgungsleitung 37 vorgesehen,
die sich von der Motorantriebsschaltung 30 zum Elektromotor 20 erstreckt.
Dieser Stromsensor 38 erfasst (misst) Phasenströme
und gibt ein Erfassungssignal an die elektronische Steuervorrichtung 60 aus,
welches den erfassten Strömen entspricht. Nachstehend werden
die erfassten Ströme als der „Motorstrom iuvw” bezeichnet.
Darüber hinaus wird dieser Stromsensor 38 als
der „Motorstromsensor 38” bezeichnet.
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Die
Gates der Schaltelemente 31 bis 36 sind mit einem
Hilfssteuerabschnitt 61 (der später beschrieben
wird) der elektronischen Steuervorrichtung 60 verbunden,
und die Lastverhältnisse der Schaltelemente 31 bis 36 werden
in Übereinstimmung mit PWM(Pulse Width Modulation, Pulsbreitenmodulations-)Steuersignalen
von dem Hilfssteuerabschnitt 61 gesteuert. So werden die
Spannungen zum Antrieb des Elektromotors 20 an eine Zielspannung
angepasst. Man bemerke, dass MOSFETs, welche die Schaltelemente 31 bis 36 bilden,
parasitäre Dioden aufweisen, wie durch Schaltkreissymbole
in 1 angezeigt.
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Als
Nächstes wird ein Stromversorgungssystem der elektrischen
Servolenkvorrichtung beschrieben.
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Die
elektrische Servolenkvorrichtung empfängt elektrischen
Strom von der primären Stromversorgungsvorrichtung 100.
Die primäre Stromversorgungsvorrichtung 100 besteht
aus einer Hauptbatterie 101 und einer Lichtmaschine 102,
die parallel zueinander angeschlossen sind. Die Lichtmaschine 102 wird
durch eine Brennkraftmaschine gedreht, wodurch die Lichtmaschine 102 Elektrizität
erzeugt. Ein herkömmliche Autobatterie, deren Nennausgangsspannung
12 V ist, wird als die Hauptbatterie 101 verwendet.
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Diese
primäre Stromversorgungsvorrichtung 100 stellt
elektrischen Strom nicht nur an die elektrische Servolenkvorrichtung,
sondern auch an andere elektrische Lasten bereit, die in dem Fahrzeug
montiert sind. Eine Stromversorgungsleitung 103, die mit dem
Stromversorgungsanschluss (dem +Anschluss) der Hauptbatterie 101 verbunden
ist, verzweigt sich in eine Stromversorgungsleitung 104 für
das primäre Steuersystem und eine Stromversorgungsleitung 105 für
das Antriebssystem. Die Stromversorgungsleitung 104 für
das primäre Steuersystem arbeitet als eine Stromversorgungsleitung,
um nur der elektronischen Steuervorrichtung 60 Strom bereitzustellen. Die
Stromversorgungsleitung 105 für das Antriebssystem
arbeitet als eine Stromversorgungsleitung, um elektrischen Strom
sowohl an die Motorantriebsschaltung 30 als auch an die
elektronische Steuervorrichtung 60 bereitzustellen.
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Ein
Zündschalter 106 ist in der Stromversorgungsleitung 104 für
das primäre Steuersystem vorgesehen. Ein primäres
Stromversorgungsrelais 107 ist in der Stromversorgungsleitung 105 für
das Antriebssystem vorgesehen. Das primäre Stromversorgungsrelais 107 arbeitet
wie folgt. Als Antwort auf ein EIN-Signal von einem Stromversorgungssteuerabschnitt 62 (der
später beschrieben wird) der elektronischen Steuervorrichtung 60 schließt
das primäre Stromversorgungsrelais 107 seinen
Kontakt, so dass es die Zufuhr von elektrischem Strom von der primären
Stromversorgungsvorrichtung 100 an den Elektromotor 20 ermöglicht.
In Antwort auf ein AUS-Signal von dem Stromversorgungssteuerabschnitt 62 öffnet
das primäre Stromversorgungsrelais 107 seinen
Kontakt, um dadurch die Zufuhr von elektrischem Strom von der primären
Stromversorgungsvorrichtung 100 an den Elektromotor 20 zu
verhindern. Die Stromversorgungsleitung 104 für
das primäre Steuersystem ist mit einem Plusanschluss einer
Stromversorgung der elektronischen Steuervorrichtung 60 verbunden,
und umfasst eine Diode 108, die auf der Lastseite (der
Seite der elektronischen Steuervorrichtung 60) des Zündschalters 106 vorgesehen
ist. Diese Diode 108 ist in einer solchen Orientierung
vorgesehen, dass ihre Kathode mit der elektronischen Steuervorrichtung 60 verbunden
ist und ihre Anode mit der primären Stromversorgungsvorrichtung 100 über
den Zündschalter 106 verbunden ist. Die Diode 108 dient
als ein Element zur Verhinderung eines Zurückfließens,
welche einen Fluss von Elektrizität nur in der Richtung
der Stromzufuhr erlaubt.
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Eine
Verbindungsleitung 109 zweigt von der Stromversorgungsleitung 105 für
das Antriebssystem auf der Lastseite des primären Stromversorgungsrelais 107 ab,
und ist mit der Stromversorgungsleitung 104 für
das primäre Steuersystem verbunden. Diese Verbindungsleitung 109 ist
mit der Stromversorgungsleitung 104 für das primäre
Steuersystem an einem Punkt zwischen der Diode 108 und
der elektronischen Steuervorrichtung 60 verbunden. Weiterhin ist
eine Diode 110 in der Verbindungsleitung 109 vorgesehen.
Diese Diode 110 ist in einer solchen Orientierung vorgesehen,
dass ihre Kathode an die Stromversorgungsleitung 104 für
das primäre Steuersystem angeschlossen ist und ihre Anode
an die Stromversorgungsleitung 105 angeschlossen ist. Folglich kann
kein elektrischer Strom von der Stromversorgungsleitung 104 für
das primäre Steuersystem an die Stromversorgungsleitung 105 für
das Antriebssystem bereitgestellt werden, obwohl elektrischer Strom
von der Stromversorgungsleitung 105 für das Antriebssystem
an die Stromversorgungsleitung 104 für das primäre
Steuersystem bereitgestellt werden kann. Die Stromversorgungsleitung 105 für
das Antriebssystem und die Erdleitung 111 sind mit der
Aufwärtswandlerschaltung 40 verbunden. Weiterhin
ist die Erdleitung 111 mit dem Erdanschluss der elektronischen
Steuervorrichtung 60 über eine Erdleitung 180 für
das Steuersystem verbunden. In Übereinstimmung damit bilden
die Stromversorgungsleitung 104 für das primäre
Steuersystem und die Erdleitung 118 für das Steuersystem
eine Stromversorgungsschaltung, um elektrischen Strom an die elektronische
Steuervorrichtung 60 zuzuführen, (was der Stromversorgungsschaltung
für das Steuersystem entspricht).
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Ein
erster Spannungssensor 71 ist mit der Stromversorgungsleitung 104 für
das primäre Steuersystem verbunden, um die Stromversorgungsspannung
der primären Stromversorgungsvorrichtung 100 zu
erfassen. Dieser erste Spannungssensor 71 ist mit dem Steuerabschnitt 62 für
die Stromversorgung der elektronischen Steuervorrichtung 60 verbunden
und gibt an den Steuerabschnitt 62 für die Stromversorgung
ein Signal ab, das eine Spannung v1 wiedergibt, die ein gemessener
Wert ist. Nachstehend wird diese Spannung v1 als die „primäre
Stromversorgungsspannung v1” bezeichnet.
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Die
Aufwärtswandlerschaltung 40 besteht aus einem
Kondensator 41, der in Reihenschaltung zwischen der Stromversorgungsleitung 105 für
das Antriebssystem und der Erdleitung 111 vorgesehen ist;
einer Aufwärtswandlerspule 42, die in der Antriebs systemstromversorgungsleitung 105 vorgesehen
ist, um bezüglich des Verbindungspunkts des Kondensators
auf der Lastseite angeschlossen zu sein; einem ersten Aufwärtswandlerschaltelement 43,
das zwischen der Erdleitung 111 und einem Knoten an der
Stromversorgungsleitung 105 des Antriebssystems vorgesehen
und mit Bezug auf die Aufwärtswandlerspule 42 auf
der Lastseite angeschlossen ist; einem zweiten Aufwärtswandlerschaltelement 44,
das in Reihenschaltung in einem Abschnitt der Stromversorgungsleitung 105 für
das Antriebssystem vorgesehen ist, der mit Bezug auf den Verbindungspunkt
des ersten Aufwärtswandlerschaltelements 43 auf
der Lastseite angeschlossen ist; und einem Kondensator 45,
der zwischen der Erdleitung 111 und einem Knoten auf der
Stromversorgungsleitung 105 des Antriebssystems vorgesehen
ist, der mit Bezug auf das zweite Aufwärtswandlerschaltelement 44 auf
der Lastseite angeschlossen ist. Eine Stromversorgungsleitung 112 für
die Aufwärtswandlung ist mit der Sekundärseite
der Aufwärtswandlerschaltung 40 verbunden.
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In
der vorliegenden Ausführungsform werden MOSFETs für
die Aufwärtswandlerschaltelemente 43 und 44 verwendet.
Es können jedoch andere Schaltelemente verwendet werden.
Darüber hinaus weisen MOSFETs, welche die Aufwärtswandlerschaltelemente 43 und 44 bilden,
parasitäre Dioden auf, wie durch die Schaltungssymbole
in 1 gezeigt.
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Der
Steuerabschnitt 62 für die Stromversorgung der
elektronischen Steuervorrichtung 60 steuert den Verstärkungsvorgang
der Aufwärtswandlerschaltung 40. Der Steuerabschnitt 62 für
die Stromversorgung gibt Pulse mit einer vorab festgelegten Dauer an
die Gates der ersten und zweiten Aufwärtswandlerschaltelemente 43 und 44 aus,
um dadurch die Aufwärtswandlerschaltelemente 43 und 44 ein-
und auszuschalten. So erhöht die Aufwärtswandlerschaltung 40 die
Spannung, die von der primären Stromversorgungsvorrichtung 100 bereitgestellt
wird, und erzeugt eine vorab festgelegte Abgabespannung für die
Stromversorgungsleitung 112 für die Aufwärtswandlung.
In diesem Fall werden die ersten und zweiten Aufwärtswandlerschaltelemente 43 und 44 in solch
einer Weise gesteuert, dass das zweite Element ausgeschaltet ist,
wenn das erste Element einschaltet ist und das zweite Element eingeschaltet
ist, wenn das erste Element ausgeschaltet ist. Die Aufwärtswandlerschaltung 40 arbeitet
wie folgt. Als erstes wird das erste Aufwärtswandlerschaltelement 43 eingeschaltet
und das zweite Aufwärts wandlerschaltelement 44 wird
ausgeschaltet, um Strom dazu zu veranlassen, für einen
kurzen Zeitabschnitt durch die Wandlerspule 42 zu fließen,
um dadurch elektrischen Strom in der Wandlerspule 42 zu
sammeln. Unmittelbar danach wird das erste Aufwärtswandlerschaltelement 43 abgeschaltet
und das zweite Aufwärtswandlerschaltelement 44 wird
eingeschaltet, wodurch die elektrische Leistung ausgegeben wird,
die in der Wandlerspule 42 gesammelt wurde.
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Die
Abgabespannung des zweiten Aufwärtswandlerschaltelements 44 wird
von dem Kondensator 45 geglättet Folglich wird
eine stabile erhöhte Spannung von der Stromversorgungsleitung 112 für die
Aufwärtswandlung ausgegeben. In diesem Fall kann eine Vielzahl
von Kondensatoren, die sich bezüglich ihrer Frequenzeigenschaften
unterscheiden, parallel verbunden sein, um die Glättungsleistung
zu verbessern. Weiterhin entfernt der Kondensator 41, der
auf der Eingangsseite der Aufwärtswandlerschaltung 40 vorgesehen
ist, ein an die ersten Stromversorgungsvorrichtung 100 übertragenes
Rauschen.
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Die
Abgabespannung (verstärkte Spannung) der Aufwärtswandlerschaltung 40 kann
durch die Steuerung der Lastverhältnisse und zweiten Aufwärtswandlerschaltelemente 43 und 44 angepasst werden.
Je größer der Tastgrad des zweiten Aufwärtswandlerschaltelements 44 ist,
um so höher ist die gewandelte Spannung. Die Aufwärtswandlerschaltung 40 der
vorliegenden Ausführungsform ist so aufgebaut, dass sie
es ermöglicht, dass die gewandelte Spannung innerhalb eines
Bereichs von beispielsweise 20 V bis 50 V angepasst wird. Man bemerke,
dass ein Allzweck-DC-DC-Wandler als die Aufwärtswandlerschaltung 40 verwendbar
ist.
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Ein
zweiter Spannungssensor 72 ist mit der Stromversorgungsleitung 112 für
die Aufwärtswandlung verbunden, die an der Ausgabeseite
der Aufwärtswandlerschaltung 40 angeordnet ist.
Dieser zweite Spannungssensor 62 ist mit der Stromversorgung
der elektronischen Steuervorrichtung 60 verbunden, und
gibt ein Signal, das eine Spannung v2 wiedergibt, die einen gemessenen
Wert darstellt, an den Steuerabschnitt 62 für
die Stromversorgung aus. Normalerweise erfasst dieser zweite Spannungssensor 72 die
erhöhte Spannung, die von der Aufwärtswandlerschaltung 40 ausgegeben
wird. Wenn der Aufwärtswandlungsvorgang der Aufwärtswandlerschaltung 40 gestoppt
ist oder das primäre Stromversorgungsrelais 107 abgeschaltet
ist, erfasst der zweite Spannungssensor 72 die Stromversorgungsspannung
der zweiten Stromversorgungsvorrichtung 50. Nachstehend
wird die Spannung v2, die von dem zweiten Spannungssensor 72 erfasst
wird, abhängig von dem Erfassungszustand als die „erhöhte
Spannung v2” oder als die „sekundäre
Stromversorgungsspannung v2” bezeichnet.
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Die
Stromversorgungsleitung 112 für die Aufwärtswandlung
verzweigt sich in eine Motorantriebsleitung 113 und eine
Lade-/Entladeleitung 114. Die Motorantriebsleitung 113 und
die Erdleitung 111 sind mit einem Stromeingangsabschnitt
der Motorantriebsschaltung 30 verbunden. Die Lade-/Entladeleitung 114 ist
mit einem Stromversorgungs-Plus-Anschluss der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung 50 verbunden.
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Die
sekundäre Stromversorgungsvorrichtung 50 ist eine
Hochspannungsspeichervorrichtung, in die elektrische Leistung geladen
wird, die von der Aufwärtswandlerschaltung 40 abgegeben
wird, und die elektrische Leistung an die Motorantriebsschaltung 30 so
abgibt, dass sie die primäre Stromversorgungsvorrichtung 100 unterstützt,
wenn die Motorantriebsleistung 30 eine große Menge
elektrischen Stroms benötigt. Die sekundäre Stromversorgungsvorrichtung 50 wird
aufgebaut, indem eine Vielzahl von elektrischen Speicherzellen so
in Reihe verbunden werden, dass die sekundäre Stromversorgungsvorrichtung 50 eine
Spannung beibehalten kann, welcher der Abgabespannung der Versorgungsschaltung 40 entspricht.
Der Erdanschluss der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 ist über
eine zweite Erdleitung 119 mit der Erdleitung 111 verbunden.
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In Übereinstimmung
damit sind die primäre Stromversorgungsvorrichtung 100 und
die sekundäre Stromversorgungsvorrichtung 50 parallel
verbunden, wodurch eine Stromversorgung für das Motorantriebssystem
gebildet wird, um elektrischen Strom an die Motorantriebsschaltung 30 bereitzustellen.
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Ein
sekundäres Stromversorgungsrelais 51 ist seriell
mit der Lade-/Entladeleitung 114 verbunden. Das sekundäre
Stromversorgungsrelais 51 arbeitet wie folgt. Als Antwort
auf ein EIN-Signal von der elektronischen Steuervorrichtung 60 schließt
das sekundäre Stromversorgungsrelais 51 seinen
Kontakt, um eine Lade-/Entladeschaltung für die sekundäre
Stromversorgungsvorrichtung 50 zu bilden. Als Antwort auf
ein AUS-Signal von der elektronischen Steuervorrichtung 60 öffnet
das sekundäre Stromversorgungsrelais 51 seinen
Kontakt, um die Lade-/Entladeschaltung von der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung 50 zu trennen.
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Eine
Stromversorgungsleitung 81 für das sekundäre
Steuersystem zweigt von der Lade-/Entladeleitung 114 an
einem Punkt zwischen dem sekundären Stromversorgungsrelais 51 und
der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 ab.
Diese Stromversorgungsleitung 81 für das sekundäre
Steuersystem ist mit einem anderen Stromversorgungs-Plus-Anschluss
der elektronischen Steuervorrichtung 60 verbunden. Die
elektronische Steuervorrichtung 60 weist zwei Stromversorgungs-Plus-Anschlüsse
auf, und kann elektrischen Strom von einem der beiden Stromversorgungs-Plus-Anschlüsse
empfangen. Einer der Stromversorgungs-Plus-Anschlüsse ist
mit der Stromversorgungsleitung 104 für das primäre
Steuersystem verbunden, und der andere Stromversorgungs-Plus-Anschluss
ist mit der Stromversorgungsleitung 81 für das
sekundäre Steuersystem verbunden.
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Eine
Abwärtswandlerschaltung 80 ist in der Stromversorgungsleitung 81 für
das sekundäre Steuersystem vorgesehen. Die Abwärtswandlerschaltung 80 besteht
aus einem Abwärtswandlerschaltelement 82 und einem
Glättungskondensator 83. Beispielsweise wird ein
MOSFET als Abwärtswandlerschaltelement 82 verwendet.
Der Steuerabschnitt 62 für die Stromversorgung
der elektronischen Steuervorrichtung 60 gibt ein Pulssignal
mit einer vorab festgelegten Periode an das Gate des Abwärtswandlerschaltelements 82 aus,
um dadurch das Abwärtswandlerschaltelement 82 ein-
und auszuschalten, wodurch die Stromversorgungsspannung der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 verringert
wird. Der Glättungskondensator 83 ist zwischen
der Sekundärseite (der abwärtsgewandelten Seite)
des Abwärtswandlerschaltelements 82 und der Erdleitung 111 vorgesehen,
und glättet die Spannung auf der Sekundärseite
des Abwärtswandlerschaltelements 82. So wird eine
geeignete Spannung, die durch den Abwärtswandlerschaltvorgang
erhalten wird, von der Abwärtswandlerschaltung 80 an
die elektronische Steuervorrichtung 60 bereitgestellt.
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In Übereinstimmung
damit bilden die Stromversorgungsleitung 81 für
das sekundäre Steuersystem, welches die Abwärtswandlerschaltung 80 umfasst,
und die Erdleitung 118 des Steuersystems eine andere Stromversorgungsschaltung,
um elektrischen Strom an die elektronische Steuervorrichtung 60 bereitzustellen
(was der sekundären Stromversorgungsschaltung für
das Steuersystem der vorliegenden Erfindung entspricht).
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Ein
dritter Spannungssensor 73 ist mit der Stromversorgungsleitung 81 für
das sekundäre Steuersystem verbunden, das auf der Abgabeseite
der Abwärtswandlerschaltung 80 angeordnet ist.
Dieser dritte Spannungssensor 73 ist mit dem Steuerabschnitt 62 für
die Stromversorgung der elektronischen Steuervorrichtung 60 verbunden,
und gibt ein Signal, das eine Spannung v3 wiedergibt, welche ein gemessener
Wert ist, an den Steuerabschnitt 62 für die Stromversorgung
aus. Nachstehend wird die Spannung v3, die von dem dritten Spannungssensor 73 gemessen
wird, als die „sekundäre Steuerspannung v3” bezeichnet.
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Die
elektronische Steuervorrichtung 60 wird hauptsächlich
aus einem Mikrocomputer gebildet, der eine CPU, ein ROM, ein RAM,
usw. umfasst, und ist funktionell in einen Hilfssteuerabschnitt 61 und den
Steuerabschnitt 62 für die Stromversorgung unterteilt.
Der Hilfssteuerabschnitt 61 und der Steuerabschnitt 62 für
die Stromversorgung sind so konzipiert, dass sie Steuerbefehle,
Steuerdaten usw. zwischen einander austauschen können.
Der Lenkdrehmomentsensor 21, der Drehwinkelsensor 22,
der Motorstromsensor 38 und der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 23 sind
mit dem Hilfssteuerabschnitt 61 verbunden, so dass der
Hilfssteuerabschnitt 61 Sensorsignale empfangen kann, die
jeweils das Lenkmoment Tx, den Lenkwinkel θx, den Motorstrom
iuvw und die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx wiedergeben. Auf der Grundlage
dieser Sensorsignale gibt der Hilfssteuerabschnitt 61 ein
PWM-Steuersignal an die Motorantriebsschaltung 30 so aus,
dass er den Elektromotor 20 antreibt und steuert, um dadurch
den Lenkvorgang durch den Fahrer zu unterstützen.
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Der
erste Spannungssensor 71, der zweite Spannungssensor 72,
der dritte Spannungssensor 73, die Aufwärtswandlerschaltung 40,
das erste Stromversorgungsrelais 107, das zweite Stromversorgungsrelais 51 und
das Abwärtswandlerschaltelement 82 sind mit dem
Steuerabschnitt 62 für die Stromversorgung verbunden.
Auf der Grundlage der aufwärtsgewandelten Spannung v2,
die von dem zweiten Spannungssensor 72 erfasst wird, gibt
der Steuerabschnitt 62 für die Stromversorgung
ein PWM-Steuersignal an die Aufwärtswandlerschaltung 40 so
aus, dass eine gewünschte erhöhte Spannung erhalten
werden kann. Die Aufwärtswandlerschaltung 40 steuert
die Tastgrade der ersten und zweiten Aufwärtswandlerschaltelemente 43 und 44 in Übereinstimmung
mit dem eingegebenen PWM-Steuersignal. So wird die Verstärkungsspannung,
welche die Abgabespannung der Aufwärtswandlerschaltung 40 ist,
auf die Verstärkungszielspannung gesteuert.
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Zudem
steuert der Stromversorgungssteuerabschnitt 62 den Stromzufuhrstatus
in der elektrischen Servolenkvorrichtung auf der Grundlage der Bereitstellungskapazität
für elektrischen Strom der primären Stromversorgungsvorrichtung 100 und
der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50.
Diese Stromversorgungszustandssteuerung wird später beschrieben.
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Als
Nächstes wird eine Lenkhilfssteuerverarbeitung beschrieben,
die von dem Hilfssteuerabschnitt 61 der elektronischen
Steuervorrichtung 60 durchgeführt wird. 2 zeigt
ein Lenkhilfssteuerprogramm, das in dem ROM der elektronischen Steuervorrichtung 60 als
ein Steuerprogramm gespeichert und durch den Hilfssteuerabschnitt 61 ausgeführt
wird. Das Lenkhilfssteuerprogramm wird gestartet, wenn der Zündschalter 106 eingeschaltet
wird, und wird wiederholt in vorab festgelegten kurzen Intervallen
durchgeführt.
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Wenn
das vorliegende Steuerprogramm gestartet wird, liest der Hilfssteuerabschnitt 61 im Schritt
S11 zuerst die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 23 erfasst
wird, und das Lenkmoment Tx, das von dem Lenkmomentsensor 21 erfasst
wird.
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Anschließend
berechnet der Hilfssteuerabschnitt 61 im Schritt S12 mit
Bezug auf eine Unterstützungsdrehmomenttabelle, die in 3 gezeigt ist,
ein Basishilfsdrehmoment bzw. Basisunterstützungsdrehmoment
Tas, das in Übereinstimmung mit der eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit
Vx und dem Lenkmoment Tx festgelegt wird. Die Unterstützungsdrehmomenttabelle
wird in dem ROM der elektronischen Steuervorrichtung 60 gespeichert,
und so festgelegt, dass das Basishilfsdrehmoment Tas steigt, wenn
das Lenkdrehmoment Tx steigt, und dass der Wert des Basishilfsdrehmoments
Tas umso größer wird, je niedriger die Fahrzeuggeschwindigkeit
Vx ist. Das Unterstützungsdrehmomentkennfeld der 3 zeigt
nur Veränderungen des Basishilfsdrehmoments Tas mit dem
Lenkmoment Tx im Uhrzeigersinn. Die Änderungen des Hilfsdrehmoments Tas
mit dem Lenkmoment Tx im Gegenuhrzeigersinn sind jedoch identisch
zu denen, die in 3 gezeigt sind. Obwohl die Richtungen
(Vorzeichen) des Lenkmoments Tx und des Basishilfsdrehmoments Tas entgegengesetzt
sind, sind die Absolutwerte des Basishilfsdrehmoments Tas und des
Lenkmoments Tx die gleichen.
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Anschließend
berechnet der Hilfssteuerabschnitt 61 im Schritt S13 ein
Zielbefehlsmoment T*, indem ein Kompensationsdrehmoment zum Basishilfsdrehmoment
Tas hinzugefügt wird. Dieser Kompensationsmoment wird als
die Summe einer Rückkehrkraft, mit welcher die Lenkwelle 12 in
ihre Grundposition zurückgebracht wird, und die proportional zum
Lenkwinkel θx steigt, und einen Rückkehrdrehmoment
berechnet, das einer Widerstandskraft gegen die Drehung der Lenkwelle 12 entspricht,
und das proportional zu der Lenkgeschwindigkeit ωx steigt.
Der Hilfssteuerabschnitt 61 führt diese Berechnung
durch, wobei er den Drehwinkel des Elektromotors 20 verwendet,
der von Drehwinkelsensor 22 erfasst wird (welcher dem Lenkwinkel θx
des Lenkrads 11 entspricht). Weiterhin wird die Lenkgeschwindigkeit ωx
durch Ableiten des Lenkwinkels θx des Lenkrads 11 nach
der Zeit erhalten.
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Als
Nächstes berechnet der Hilfssteuerabschnitt 61 im
Schritt S14 einen Zielstrom ias*, der proportional zu den Zielbefehlmoment
T* ist. Man erhält den Zielstrom ias* durch Division des
Zielbefehlsmoments T* durch eine Drehmomentkonstante. Wenn jedoch
mittels einer nachstehend beschriebenen Stromversorgungssteuerverarbeitung
ein oberer Grenzwert für den Zielstrom festgelegt wird,
wird der Zielstrom ias* wie folgt modifiziert: Wenn der Zielstrom
ias*, der aus dem Zielbefehlsmoment T* berechnet wird, größer
als ein oberer Grenzstrom iaslim ist, wird der Zielstrom ias* auf
den oberen Grenzstrom iaslim geändert. Ansonsten wird der
Zielstrom ias* nicht geändert, wenn der Zielstrom ias*,
der aus dem Zielbefehlsmoment T* berechnet wird, nicht größer
als der obere Grenzstrom iaslim ist.
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Anschließend
liest der Hilfssteuerabschnitt 61 im Schritt S15 das Erfassungssignal,
das von dem Motorstromsensor 38 ausgegeben wird und den
Motorstrom iuvw wiedergibt, der durch den Elektromotor 20 fließt.
Anschließend berechnet der Hilfssteuerabschnitt 61 im
Schritt S16 eine Abweichung Δi zwischen dem Motorstrom
iuvw und dem zuvor berechneten Zielstrom ias*, und berechnet eine
Zielbefehlsspannung v* für eine PI-Regelung (Proportional-Integralregelung),
die auf der Grundlage der Abweichung Δi durchgeführt
wird.
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Im
Schritt S17 gibt der Hilfssteuerabschnitt 61 ein PWM-Steuerspannungssignal
an die Motorantriebsschaltung 30 aus, das der Zielbefehlsspannung v*
entspricht, und beendet die derzeitige Durchführung des
vorliegenden Steuerprogramms. Das vorliegende Steuerprogramm wird
in vorab festgelegten kurzen Intervallen wiederholt durchgeführt.
In Übereinstimmung damit werden durch die Durchführung des
vorliegenden Steuerprogramms die Lastverhältnisse der Schaltelemente 31 bis 36 der
Motorantriebsschaltung 30 gesteuert, wodurch ein gewünschtes
Hilfsdrehmoment erhalten wird, das zu einem Lenkvorgang durch einen
Fahrer passt.
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Während
der Durchführung der Lenkhilfssteuerung wird insbesondere
dann, wenn das Lenkrad während einer Fahrt mit geringer
Geschwindigkeit betätigt wird oder das Lenkrad mit hoher
Geschwindigkeit gedreht wird, eine große Menge an elektrischem
Strom benötigt. Eine Erhöhung der Kapazität
der primären Stromversorgungsvorrichtung 100 für
einen vorübergehenden großen Stromverbrauch wird
jedoch nicht bevorzugt. In Anbetracht dessen wird die Kapazität
der primären Stromversorgungsvorrichtung 100 in
der elektrischen Servolenkvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform
nicht erhöht, und die sekundäre Stromversorgungsvorrichtung 50 wird
vorgesehen, um die Bereitstellung von elektrischem Strom zu ergänzen,
wenn vorübergehend eine große Menge an elektrischem
Strom verbraucht wird. Weiterhin wird die Aufwärtswandlerschaltung 40 so
vorgesehen, dass der Elektromotor 20 effizient angetrieben
wird, und um ein System zu bilden, um die verstärkte Spannung
an die Motorantriebsschaltung 30 und die sekundäre
Stromversorgungsvorrichtung 50 bereitzustellen.
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Wenn
ein solches Stromversorgungssystem aufgebaut wird, kann die sekundäre
Stromversorgungsschaltung 50 die Stromversorgung der primären
Stromversorgungsschaltung 100 ergänzen. Wenn die
Stromversorgungskapazität der primären Stromversorgungsvorrichtung 100 abfällt,
fällt jedoch die Kapazität des gesamten Stromversorgungssystems.
Als ein Ergebnis fällt die Stromversorgungsspannung der
primären Stromversorgungsschaltung 100 jedes Mal,
wenn die Motorantriebsschaltung 30 eine große
Menge elektrischen Stroms verbraucht. Weil der Hauptabschnitt der
elektronischen Steuervorrichtung 60 aus einem Mikrocomputer
gebildet ist, wird der Mikrocomputer zurückgesetzt, wenn
die bereitgestellte Stromversorgungsspannung unter die niedrigste
Betriebsspannung fällt.
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In
Anbetracht eines solchen Problems wird in der vorliegenden Ausführungsform
eine Stromversorgungsschaltung (die Stromversorgungsleitung 81 des
Sekundärsteuersystems und die Abwärtswandlerschaltung 80)
bereitgestellt, um elektrischen Strom von der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung 50 an die elektronische Steuervorrichtung 60 so
bereitzustellen, dass ein Rücksetzen des Mikrocomputers
verhindert wird, weil das Rücksetzen ansonsten auftreten
würde, wenn die Kapazität der primären Stromversorgungsvorrichtung 100 abfällt.
Die sekundäre Stromversorgungsvorrichtung 50 wird
von Beginn an als eine Stromquelle für den Motorantrieb vorgesehen.
In Übereinstimmung damit verringert sich die Menge an Elektrizität,
die in der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 gespeichert
ist, wenn die sekundäre Stromversorgungsvorrichtung 50 kontinuierlich
in einem Zustand verwendet wird, in welchem die Kapazität
der primären Stromversorgungsvorrichtung 100 abgefallen
ist, und schließlich kann nicht nur die Bereitstellung
von elektrischem Strom an die Motorantriebsschaltung 30,
sondern auch die Bereitstellung von elektrischem Strom an die elektronische
Steuervorrichtung 60 schwierig werden. Um einen solchen
Nachteil zu überwinden, wird in einem derartigen Fall der
Zufuhr von elektrischem Strom von der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 an
die elektronische Steuervorrichtung 60 Priorität
eingeräumt, und die Abgabe von elektrischem Strom an die
Motorantriebsschaltung 30 wird verhindert.
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Ein
solche Stromversorgungssteuerung wird nun genau beschrieben. 4 zeigt
eine Stromversorgungssteuerroutine, die von den Steuerabschnitt 62 für
die Stromver sorgung ausgeführt wird. Diese Stromversorgungssteuerroutine
wird in dem ROM der elektronischen Steuervorrichtung 60 in
der Form eines Steuerprogramms gespeichert. Das Stromversorgungssteuerprogramm
wird gestartet, wenn der Zündschalter 106 eingeschaltet
wird, und wird in vorab festgelegten kurzen Intervallen wiederholt.
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Wenn
das vorliegende Stromversorgungssteuerprogramm gestartet wird, liest
der Steuerabschnitt 62 für die Stromversorgung
im Schritt S21 die primäre Stromversorgungsspannung v1,
die von dem ersten Spannungssensor 71 erfasst wird. Es
existiert eine Korrelation zwischen den Stromversorgungskapazität
der ersten Stromversorgungsvorrichtung 100 und der primären
Stromversorgungsspannung v1; das bedeutet, wenn die Stromversorgungskapazität der
primären Stromversorgungsvorrichtung 100 abfällt,
fällt die primäre Stromversorgungsspannung v1 ebenfalls
ab. In Anbetracht dieser Korrelation wird in der vorliegenden Ausführungsform
die Stromversorgungskapazität der primären Stromversorgungsvorrichtung 100 auf
der Grundlage der primären Stromversorgungsspannung v1
abgeschätzt.
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Anschließend
bestimmt der Stromverstärkungssteuerabschnitt 62 im
Schritt S22, ob die primäre Stromversorgungsspannung v1
gleich oder kleiner als eine festgelegte Spannring v1ref für
die primäre Stromversorgung ist. Wenn die primäre
Stromversorgungsspannung v1 höher als die festgelegte Spannung
v1ref für die primäre Stromversorgung ist (S22: NEIN),
bestimmt der Stromversorgungssteuerabschnitt 62, dass die
Stromversorgungskapazität der primären Stromversorgungsvorrichtung 100 noch nicht
abgefallen ist, und führt die Verarbeitung des Schritts
S23 durch. Im Schritt S23 legt der Steuerabschnitt 62 für
die Stromversorgung eine Stromversorgungsumgebung fest, die für
eine herkömmliche Lenkhilfssteuerung geeignet ist. Das
bedeutet, dass der Stromversorgungssteuerabschnitt 62 sowohl
das primäre Stromversorgungsrelais 107 als auch
das sekundäre Stromversorgungsrelais 51 so einschaltet,
dass er einen Zustand schafft, in welchem elektrischer Strom sowohl
von der primären Stromversorgungsvorrichtung 100 als
auch von der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 an
die Motorantriebsschaltung 30 bereitgestellt werden kann. Gleichzeitig
gibt der Stromversorgungssteuerabschnitt 62 ein PWM-Steuersignal
an die Aufwärtswandlerschaltung 40 so aus, dass
sie die Abgabespannung der primären Stromversorgungsvorrichtung 100 auf
eine erhöhte Zielspannung aufwärtswandelt. Weiterhin
hält der Steuerabschnitt 62 für die Stromversorgung
das Abwärtswandlerschaltelement 82 in einem AUS-Zustand,
so dass elektrischer Strom nicht von der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 an
die elektronische Steuervorrichtung 60 abgegeben wird.
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Das
vorliegende Steuerprogramm wird in vorab festgelegten Intervallen
wiederholt. In Übereinstimmung damit wird während
eines Zeitabschnitts, in welchem die primäre Stromversorgungsspannung v1
höher als die festgelegte Spannung v1ref für die primäre
Stromversorgung ist, elektrischer Strom von der primären
Stromversorgungsvorrichtung 100 an die Motorantriebsschaltung 30 abgegeben,
wobei die Spannung durch die Aufwärtswandlerschaltung 40 erhöht
wird. Wenn die Motorantriebsschaltung 30 eine große
Menge an elektrischem Strom verbraucht, fällt die Abgabespannung
der Aufwärtswandlerschaltung 40 vorübergehend
ab, und elektrischer Strom wird von der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 an
die Motorantriebsschaltung 30 bereitgestellt, um dies auszugleichen.
Weiterhin fließt in einem Zustand, in welchem die Motorantriebsschaltung 30 nur
wenig elektrischen Strom verbraucht, ein Ladestrom von der Aufwärtswandlerschaltung 40 an die
sekundäre Stromversorgungsvorrichtung 50, wodurch
die sekundäre Stromversorgungsvorrichtung 50 geladen
wird.
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In
einem solchen Stromversorgungszustand kann eine Lenkunterstützungssteuerung
geeignet durchgeführt werden, und es ist unwahrscheinlich, dass
ein Unterstützungsmoment ungenügend wird.
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Wenn
die Stromversorgungskapazität der Stromversorgungsvorrichtung 100 abfällt,
fällt in Übereinstimmung damit die primäre
Stromversorgungsspannung v1. Wenn der Abfall der Stromversorgungskapazität
der primären Stromversorgungsvorrichtung 100 steigt,
und die primäre Stromversorgungsspannung v1 gleich oder
niedriger als die festgelegte Spannung v1ref für die primäre
Stromversorgung wird, fällt der Steuerabschnitt 62 für
die Stromversorgung im Schritt S22 eine „JA”-Entscheidung und
geht zum Schritt S24 weiter. Man bemerke, dass die festgelegte Spannung
v1ref für die primäre Stromversorgung auf eine
Spannung festgelegt ist, die höher als die niedrigste Betriebsspannung
ist, bei welcher der Betrieb der elektronischen Steuervorrichtung 60 garantiert
ist.
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In
Schritt S24 beendet der Steuerabschnitt 62 für
die Stromversorgung die Abgabe des EIN-Signals an das primäre
Stromversorgungsrelais 107, um dadurch den Kontakt des
primären Stromversorgungsrelais 107 zu öffnen.
Das bedeutet, dass der Steuerabschnitt 62 für
die Stromversorgung das primäre Stromversorgungsrelais 107 abschaltet.
In Übereinstimmung damit wird die Schaltung zur Bereitstellung
von elektrischem Strom von der primären Stromversorgungsvorrichtung 100 an
die Motorantriebsschaltung 30 abgeschnitten. Gleichzeitig
stoppt der Stromversorgungssteuerabschnitt 62 das PWM-Steuersignal,
das der Aufwärtswandlerschaltung 40 zugeführt
wird, um die Aufwärtswandlerschaltelemente 43 und 44 auszuschalten,
um dadurch den Erhöhungsvorgang zu stoppen. Weiterhin gibt
der Steuerabschnitt 62 für die Stromversorgung ein
Pulssignal an das Abwärtswandlerschaltelement 62 so
aus, dass die Abwärtswandlerschaltung 80 betrieben
wird, um dadurch elektrische Leistung von der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung 50 an die elektronische Steuervorrichtung 60 bereitzustellen. In
diesem Fall passt der Steuerabschnitt 62 für die Stromversorgung
den Tastgrad des Abwärtswandlerschaltelements 82 so
an, dass die sekundäre Steuerspannung v3, die von dem dritten
Spannungssensor 73 erfasst wird, gleich einer vorab festgelegten
Spannung (einer geeigneten Stromversorgungsspannung, die der elektronischen
Steuervorrichtung 60 zuzuführen ist) wird.
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Anschließend
liest der Steuerabschnitt 62 für die Stromversorgung
im Schritt S25 die sekundäre Stromversorgungsspannung v2,
die von dem zweiten Spannungssensor 71 erfasst wird. Es
gibt eine Beziehung zwischen der Stromversorgungskapazität
der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 und der
sekundären Stromversorgungsspannung v2; das bedeutet, wenn
die Stromversorgungskapazität der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 abfällt, fällt
in Übereinstimmung damit auch die sekundäre Stromversorgungsspannung
v2. In Anbetracht dieser Korrelation wird die Stromversorgungskapazität
der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 auf
der Grundlage der sekundären Stromversorgungsspannung v2
abgeschätzt.
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Anschließend
bestimmt der Steuerabschnitt 62 für die Stromversorgung
im Schritt S26, ob die sekundäre Stromversorgungsspannung
v2 gleich oder niedriger als eine festgelegte Spannung v2ref für
die sekundäre Stromversorgung ist. Wenn die sekundäre Stromversorgungsspannung
v2 höher als die festgelegte Spannung v2ref für
die se kundäre Stromversorgungsspannung ist (S26: NEIN),
bestimmt der Steuerabschnitt 62 für die Stromversorgung,
dass die Stromversorgungskapazität der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung 50 noch nicht abgefallen ist, und
führt die Verarbeitung des Schritts S27 durch. Im Schritt
S27 legt der Steuerabschnitt 62 für die Stromversorgung
eine Stromversorgungsumgebung fest, um eine Lenkunterstützungssteuerung
mit einer Strombegrenzung durchzuführen (die nachstehend als
die „strombegrenzte Lenkunterstützungssteuerung” bezeichnet
wird). Das bedeutet, dass der Steuerabschnitt 62 für
die Stromversorgung das sekundäre Stromversorgungsrelais 51 in
einem EIN-Zustand hält, um der Motorantriebsschaltung 30 Strom
nur von der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 zuzuführen,
und eine obere Grenze festlegt, welche den maximalen Strom wiedergibt,
der an den Elektromotor 20 bereitgestellt werden kann,
um einen starken Abfall der Stromversorgungsspannung der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung 50 zu unterdrücken.
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Wenn
die Verarbeitung des Schritts S27 durchgeführt wird, legt
der Steuerabschnitt 62 für die Stromversorgung
einen oberen Grenzstrom iaslim fest, welcher der sekundären
Stromversorgungsspannung v2 entspricht, wie in 5 gezeigt,
und gibt dem Unterstützungssteuerabschnitt 61 einen Strombegrenzungsbefehl,
um den Motorstrom auf den oberen Grenzstrom iaslim zu begrenzen.
Wenn der Unterstützungssteuerabschnitt 61 den
Zielstrom ias* im Schritt S14 des vorstehend beschriebenen Lenkunterstützungssteuerprogramms
berechnet, berechnet der Unterstützungssteuerabschnitt 61 den Zielstrom
ias* so, dass der Strom, der durch den Elektromotor 20 fließt,
gleich oder kleiner als der obere Grenzstrom iaslim wird.
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In Übereinstimmung
damit ist es möglich, die Lenkunterstützung fortzusetzen,
während der Stromverbrauch unterdrückt wird. Darüber
hinaus ist es möglich, einen starken Abfall der Stromversorgungsspannung
der zweiten Stromversorgungsvorrichtung 50 zu unterdrücken.
Man bemerke, dass in der vorliegenden Ausführungsform eine
Funktion oder ein Referenzkennfeld, welches den oberen Grenzstrom
iaslim so bestimmt, dass der Wert des oberen Grenzstroms iaslim
mit der sekundären Stromversorgungsspannung v2 fällt,
in dem ROM gespeichert ist, und der Wert des oberen Grenzstroms
iaslim durch Nutzen der Funktion oder des Referenzkennfelds erhalten
wird. Die vorliegende Ausführungsform kann jedoch so aufgebaut
sein, dass der oberen Grenzstrom iaslim nicht geändert,
sondern als ein feststehender Wert gespeichert ist.
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Wenn
die sekundäre Stromversorgungsspannung v2 der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung 50 während eines Zeitabschnitts,
in welchem die strombegrenzte Lenkunterstützungssteuerung
durchgeführt wird (S26: JA), gleich oder niedriger als
die festgelegte Spannung v2ref für die sekundäre
Stromversorgungsspannung wird, bestimmt der Steuerabschnitt 62 für
die Stromversorgung, dass die Stromversorgungskapazität
der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 abgefallen
ist, und geht zum Schritt S28 weiter. Im Schritt S28 stoppt der Stromversorgungssteuerabschnitt 62 die
Ausgabe des EIN-Signals an das sekundäre Stromversorgungsrelais 51,
um dadurch den Kontakt des sekundären Stromversorgungsrelais 51 zu öffnen.
Das bedeutet, dass der Steuerabschnitt 62 für
die Stromversorgung das sekundäre Stromversorgungsrelais 51 ausschaltet.
In Übereinstimmung damit wird die Schaltung abgeschaltet,
die elektrischen Strom von der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 an die
Motorantriebsschaltung 30 bereitstellt. In diesem Fall
wird die Zufuhr von elektrischem Strom von der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung 50 an die elektronische Steuervorrichtung 60 fortgesetzt,
weil die Abwärtswandlerschaltung 80 betrieben
wird.
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In
dem Fall, in welchem die Stromversorgungskapazitäten (Stromversorgungsspannungen) sowohl
der primären Stromversorgungsvorrichtung 100 als
auch der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 abgefallen
sind, können sowohl die primäre Stromversorgungsspannung
als auch die sekundäre Stromversorgungsspannung unter die
niedrigste Betriebsspannung der elektronischen Steuervorrichtung 60 fallen,
wenn die Lenkassistenzsteuerung weiter fortgesetzt wird. Um eine
solche Möglichkeit zu verhindern, ist die vorliegende Ausführungsform
wie folgt aufgebaut. In einer solchen Situation wird die Schaltung
zur Bereitstellung von elektrischem Strom von der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung 50 an die Motorantriebsschaltung 30 abgeschaltet,
und die elektrische Leistung, die in der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 gespeichert
ist, wird nur für die elektronische Steuervorrichtung 60 verwendet.
Das bedeutet, dass der Zufuhr von elektrischem Strom an die elektronische Steuervorrichtung 60 gegenüber
der Zufuhr von elektrischem Strom an die Motorantriebsschaltung 30 Priorität
eingeräumt wird. In Übereinstimmung damit wird
die Zufuhr von elektrischer Leis tung an die elektronische Steuervorrichtung 60 sichergestellt,
wodurch ein Zurücksetzen des Mikrocomputers verhindert
werden kann, das ansonsten aufgrund eines Abfalls der Stromversorgungsschaltung
auftreten könnte.
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Weil
das vorliegende Stromversorgungssteuerprogramm in vorab festgelegten
kurzen Intervallen wiederholt wird, wird der Stromversorgungszustand
innerhalb der elektrischen Stromversorgungsvorrichtung abhängig
von den Stromversorgungskapazitäten (den Stromversorgungsspannungen)
der primären Stromversorgungsvorrichtung 100 und
der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 jedes Mal
umgeschaltet, wenn die Stromversorgungssteuerroutine ausgeführt
wird. In Übereinstimmung damit kann eine gewöhnliche
Lenkunterstützungssteuerung beispielsweise dann gestartet
werden, wenn die primäre Stromversorgungsspannung in einem
Zustand auf die normale Spannung zurückkehrt, in welchem
die Stromversorgungsspannungen sowohl der ersten Stromversorgungsspannung 100 als
auch der zweiten Stromversorgungsvorrichtung 50 abgefallen sind.
In diesem Fall kann die elektronische Steuervorrichtung 60 unmittelbar
ohne Durchführung einer Initialdiagnosenverarbeitung usw.
zur herkömmlichen Lenkunterstützungssteuerung
weitergehen, weil ein Rücksetzen des Mikrocomputers der
elektronischen Steuervorrichtung 60 verhindert wird. Nachdem
zur herkömmlichen Lenkassistenzsteuerung zurückgekehrt
wurde, kann die elektronische Steuervorrichtung 60 einen
Ladestrom verursachen, der von der Aufwärtswandlerschaltung 40 zu
der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 fließt,
wenn der Stromverbrauch der Motorantriebsschaltung 30 gering
ist, wodurch die Menge von Elektrizität, die in der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung 50 gespeichert ist, erhöht
werden kann.
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Mit
der vorstehend beschriebenen elektrischen Servolenkvorrichtung nach
der vorliegenden Ausführungsform kann elektrischer Strom
von der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 an
die elektronische Steuervorrichtung 60 selbst dann bereitgestellt
werden, wenn die primäre Stromversorgungsspannung der primären
Stromversorgungsvorrichtung 100 abfällt. Zudem
wird die Zufuhr von elektrischem Strom von der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung 50 an die Motorantriebsschaltung 30 gestoppt,
wenn die sekundäre Stromversorgungsspannung abgefallen
ist, und elektrischer Strom wird bevorzugt an die elektronische
Steuervorrichtung 60 bereitgestellt. Daher kann eine stabilere
Stromversorgung beibehalten werden. Als ein Ergebnis kann ein Versagen
der elektronischen Steuervorrichtung 60 (ein Zurücksetzen
des Mikrocomputers) verhindert werden.
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Weiterhin
kann ein Abfall der Stromversorgungskapazitäten einfach
erfasst werden, weil die jeweiligen Stromversorgungskapazitäten
auf der Grundlage der Stromversorgungsspannungen der primären
Stromversorgungsvorrichtung 100 und der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung 50 abgeschätzt werden.
Zudem wird das Auftreten eines solchen Fehlers verlässlich
durch die Erfassung der Spannung verhindert werden, weil der Fehler
der elektronischen Steuervorrichtung 60 (das Rücksetzen
des Mikrocomputers) aus einem Abfall der zugeführten Stromversorgungsspannung
resultiert.
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Weiterhin
kann eine Erhöhung der Kapazität der primären
Stromversorgungsvorrichtung 100 unterdrückt werden,
weil die primäre Stromversorgungsvorrichtung 100 und
die sekundäre Stromversorgungsvorrichtung 50 als
Stromversorgungsvorrichtung für die elektrische Servolenkvorrichtung
so verwendet werden, dass die Lenkunterstützungsleistung
vollständig ausgeschöpft wird. Darüber
hinaus ermöglicht es die Aufwärtswandlerschaltung 40,
den Elektromotor 20 effektiv anzutreiben. Zudem kann eine
geeignete Stromversorgung durchgeführt werden, weil die
Stromversorgungsspannung der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 der
elektronischen Steuervorrichtung 60 zugeführt
wird, nachdem sie unter Verwendung des Abwärtswandlerschaltelements 82 verringert
wurde.
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Vorstehend
wurde eine elektrische Stromversorgungsvorrichtung als eine Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist
jedoch nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform
beschränkt und kann in verschiedener Weise ohne Abweichung
vom Gebiet der vorliegenden Erfindung modifiziert werden.
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Beispielsweise
wird in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die
Bereitstellung von elektrischer Leistung von der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung 50 an die Motorantriebsschaltung 30 mittels
des Abschaltens des sekundären Stromversorgungsrelais 51 gestoppt.
Die Ausführungsform kann jedoch in einer solchen Weise
modifiziert werden, dass der Fluss des Motorantriebsstroms durch
Verändern des PWM-Steuersignals gestoppt wird, das der
Motorantriebsschaltung zugeführt wird. In diesem Fall werden
die Schaltelemente 31, 33 und 35, welche
die oberen Arme der Dreiphaseninverterschaltung bilden, und die
Schaltelemente 32, 34 und 36, welche
die unteren Arme der Dreiphaseninverterschaltung bilden, mit einem
Lastverhältnis von 50% und mit hoher Geschwindigkeit in
solch einer Weise ein- und ausgeschaltet, dass der Zustand des Schaltelements
in jedem oberen Arm umgekehrt zum Zustand des Schaltelements in
dem zugehörigen unteren Arm ist (eines der Schaltelemente
ist in einem Ein-Zustand, und das andere Schaltelement ist einem
Aus-Zustand).
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Weiterhin
kann die vorliegende Erfindung auf andere Typen von Lenkvorrichtungen
angewendet werden, welche eine Lenkkraft auf Räder ausüben, beispielsweise
eine Lenkvorrichtung vom elektronischen Typ, in welchem das Lenkrad
mechanisch von den Lenkwellen von Rädern getrennt ist,
und die Räder nur durch eine Kraft gelenkt werden, die
von einem Elektromotor erzeugt wird, der in Übereinstimmung
mit einem Lenkvorgang arbeitet.
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Zusammenfassung
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Eine
Stromversorgungsleitung 81 für ein Hilfssteuersystem
ist so vorgesehen, dass sie Elektrizität von einer sekundären
Stromversorgungsvorrichtung 50 an eine elektronische Steuervorrichtung 60 abgibt.
Wenn eine primäre Stromversorgungsspannung v1 gleich oder
kleiner als eine festgelegte Spannung v1ref für die primäre
Stromversorgung wird, schaltet ein Steuerabschnitt 62 für
die Stromversorgung ein Abwärtswandlerschaltelement 82 ein
und aus, um dadurch Elektrizität von der sekundären Stromversorgungsvorrichtung 50 an
die elektronische Steuervorrichtung 60 bereitzustellen.
Wenn eine sekundäre Stromversorgungsspannung v2 gleich
oder kleiner als eine festgelegte Spannung v2ref für die
sekundäre Stromversorgung wird, schaltet der Steuerabschnitt 62 für
die Stromversorgung ein sekundäres Stromversorgungsrelais 51 aus,
so dass die Zufuhr von elektrischem Strom von der sekundären
Stromversorgungsvorrichtung 50 an eine Motorantriebsschaltung 30 gestoppt
wird, und fährt mit der Zufuhr von elektrischem Strom an
die elektronische Steuervorrichtung 60 fort. Dadurch wird
ein Zurücksetzen eines Mikrocomputers der elektronischen
Steuervorrichtung 60 verhindert, das ansonsten aufgrund
eines Abfalls der Stromversorgungsspannung auftreten würde.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2007-91122 [0003]
- - JP 2007-91122 A [0003]