DE112016004093T5

DE112016004093T5 - Servolenkvorrichtungs-steuereinrichtung und servolenkvorrichtung

Info

Publication number: DE112016004093T5
Application number: DE112016004093.8T
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Sasaki; Takumi Hisazumi; Shigehisa Aoyagi
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2018-06-07
Also published as: JPWO2017043213A1; CN108093676B; US10745045B2; WO2017043213A1; CN108093676A; JP6557345B2; US20190023309A1; KR20180037030A

Abstract

Es wird eine Steuereinrichtung angegeben für eine Servolenkvorrichtung, die umfasst: einen Lenkmechanismus 1, der die Drehung eines Lenkrads auf ein gelenktes Rad überträgt, einen Elektromotor 10, der für den Lenkmechanismus eine Lenkunterstützungskraft vorsieht, einen Übertragungsmechanismus 9, der die Drehkraft des Elektromotors zu dem Lenkmechanismus überträgt, und einen Motordrehpositionssensor PS1, der eine tatsächliche Wellenphase erfasst, die die Drehposition eines Läufers des Elektromotors ist. Die Steuereinrichtung ist versehen mit: einer Steuerphasen-Schätzungseinheit 48, die auf der Basis eines Signals für den Wert eines durch den Elektromotor fließenden Stroms eine Steuerphase schätzt, die die Phase einer in dem Elektromotor erzeugten induzierten Spannung ist; und einer Sensoranormalitäts-Bestimmungseinheit 49, die auf der Basis der Differenz zwischen der tatsächlichen Wellenphase und der Steuerphase das Vorhandensein oder die Abwesenheit einer Anormalität in dem Motordrehpositionssensor bestimmt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Servolenkvorrichtung und eine Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung für die Anwendung auf ein Fahrzeug.
Stand der Technik
Das Patentdokument 1 gibt eine bekannte herkömmliche Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung an, die wie folgt beschaffen ist.
Die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung wird in einer Servolenkvorrichtung verwendet, wobei die Servolenkvorrichtung umfasst: einen Lenkmechanismus, der konfiguriert ist zum Übertragen einer Drehung eines Lenkrads auf gelenkte Räder; einen Elektromotor, der konfiguriert ist zum Anwenden einer Lenkunterstützungskraft auf den Lenkmechanismus; und einen Motordrehpositionssensor, der konfiguriert ist zum Erfassen einer tatsächlichen Achsenphase einer Drehposition eines Läufers des Elektromotors. Die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung ist konfiguriert zum: Erfassen einer Phasendifferenz zwischen der tatsächlichen Achsenphase und einer Steuerphase, wobei die Steuerphase basierend auf einem Widerstand, einer Induktivität, einem erfassten Stromwert, einem Spannungsbefehlswert für die Wicklung des Elektromotors und einer Lenkgeschwindigkeit geschätzt wird; und Kompensieren der Phasendifferenz, um dadurch die Effizienz des Antriebs des Elektromotors zu verbessern.
Dokumente aus dem Stand der Technik
Patentdokument(e)
Patentdokument 1: JP 2006-166677 A
Zusammenfassung der Erfindung
Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung stellt sich das Problem, dass, wenn eine Anormalität wie etwa ein Ausfall in dem Motordrehpositionssensor auftritt, die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung unter Umständen nicht in der Lage ist, die Phasendifferenz normal zu berechnen, weil die tatsächliche Achsenphase durch den Motordrehpositionssensor erfasst wird.
Die vorliegende Erfindung nimmt auf das oben beschriebene technische Problem Bezug und bezweckt eine Servolenkvorrichtung und eine Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung vorzusehen, die eine Anormalität eines Motordrehpositionssensors erfassen können.
Gemäß der Erfindung wird unter anderem eine Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung für eine Servolenkvorrichtung vorgesehen, wobei die Servolenkvorrichtung umfasst: einen Lenkmechanismus, der konfiguriert ist zum Übertragen einer Drehung eines Lenkrads auf ein gelenktes Rad; einen Elektromotor, der konfiguriert ist zum Ausüben einer Lenkunterstützungskraft auf den Lenkmechanismus; einen Übertragungsmechanismus, der zwischen dem Lenkmechanismus und dem Elektromotor angeordnet ist und konfiguriert ist zum Übertragen eines Drehmoments des Elektromotors auf den Lenkmechanismus; und einen Motordrehpositionssensor, der konfiguriert ist zum Erfassen einer tatsächlichen Achsenphase einer Drehposition eines Läufers des Elektromotors; wobei die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung umfasst: einen Steuerphasen-Schätzungsteil, der konfiguriert ist zum Schätzen, als einer Steuerphase, einer Phase einer induzierten Spannung, die in dem Elektromotor auftritt, basierend auf einem Signal für den Wert des durch den Elektromotor fließenden Stroms; und einen Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil, der konfiguriert ist zum Bestimmen, ob der Motordrehpositionssensor anormal ist oder nicht, basierend auf einer Differenz zwischen der tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase.
Effekte der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, eine Anormalität des Motordrehpositionssensors zu erfassen.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Servolenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Längsschnittansicht der Servolenkvorrichtung.
3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 2.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines elektrischen Systems einer Steuereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
5 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Konfiguration einer Berechnungsschaltung der Steuereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
6 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der tatsächlichen Achsenphase und einer Steuerphase und eine Definition einer Phasendifferenz zeigt.
7 ist ein Flussdiagramm, das eine Anormalitätsbestimmungs-Verarbeitungssteuerung für einen Motordrehpositionssensor gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
8 ist ein Flussdiagramm, das eine Anormalitätsbestimmungs-Verarbeitungssteuerung für einen Motordrehpositionssensor gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
9 ist ein Flussdiagramm, das eine Anormalitätsbestimmungs-Verarbeitungssteuerung für einen Motordrehpositionssensor gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
10 ist ein Flussdiagramm, das eine Anormalitätsbestimmungs-Verarbeitungssteuerung für einen Motordrehpositionssensor gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
11 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Konfiguration einer Berechnungsschaltung einer Steuereinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.
12 ist ein Flussdiagramm, das eine Anormalitätsbestimmungs-Verarbeitungssteuerung für einen Motordrehpositionssensor gemäß der fünften Ausführungsform zeigt.
13 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerprozess zeigt, der durchgeführt wird, wenn einer von zwei Motordrehpositionssensoren in dem Flussdiagramm von 12 anormal wird.

Ausführungsform(en) der Erfindung
Im Folgenden werden eine Servolenkvorrichtung und eine Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
Wie in 1 bis 3 gezeigt, umfasst die Servolenkvorrichtung einen Lenkmechanismus 1 und einen Lenkunterstützungsmechanismus 2, wobei der Lenkmechanismus 1 konfiguriert ist zum Übertragen einer Drehung eines Lenkrads (nicht gezeigt) auf gelenkte Räder (nicht gezeigt) und wobei der Lenkunterstützungsmechanismus 2 konfiguriert ist zum Unterstützen einer Lenkbetätigung durch einen Fahrer durch das Ausüben einer Lenkunterstützungskraft auf den Lenkmechanismus 1 basierend auf Informationen in Bezug auf das Lenken und Anderes.
Der Lenkmechanismus 1 umfasst allgemein eine Eingangswelle 3, eine Ausgangswelle 5 und eine Zahnstange 6, wobei die Eingangswelle 3 eine erste Endseite aufweist, die mit dem Lenkrad derart verbunden ist, dass sie sich gemeinsam mit dem Lenkrad dreht, wobei die Ausgangswelle 5 eine erste Endseite aufweist, die mit der Eingangswelle 3 über eine Drehstange 4 derart verbunden ist, dass sie sich in Bezug auf die Eingangswelle dreht, und wobei die Zahnstange 6 einen Außenumfang aufweist, der mit Zähnen 6a versehen ist, die in ein Zahnrad 5a an einem Außenumfang eines zweiten Endteils der Ausgangswelle 5 eingreifen, und konfiguriert ist für eine Bewegung in einer Axialrichtung der Zahnstange 6. Die Zahnstange 6 umfasst Endteile, die mit den gelenkten Rädern über Zuganker 7, 7 verbunden sind, Spurhebel (nicht gezeigt) usw. und ist konfiguriert für das Ändern der Ausrichtung jedes gelenkten Rads durch das Ziehen des entsprechenden Spurhebels durch eine Axialbewegung der Zahnstange 6.
Ein Drehmomentsensor „TS“ und ein Lenkwinkelsensor „AS“ sind in einem Sensorgehäuse vorgesehen, in dem die Eingangswelle 3 und die Ausgangswelle 5 aufgenommen sind, wobei der Drehmomentsensor TS konfiguriert ist zum Erfassen eines Lenkdrehmoments in dem Lenkmechanismus 1, das durch eine Lenkbetätigung eines Fahrers verursacht wird, und wobei der Lenkwinkelsensor AS konfiguriert ist zum Erfassen eines Lenkwinkels, der eine Drehgröße des Lenkrads von seiner neutralen Position ist.
Der Drehmomentsensor TS ist konfiguriert zum Berechnen des Lenkdrehmoments basierend auf einer Differenz im Drehwinkel zwischen der Eingangswelle 3 und der Ausgangswelle 5, die durch eine Verdrehung der Drehstange 4 verursacht wird. Der Drehmomentsensor TS ist an einer Eingangswelle 3 angeordnet, um sich zusammen mit der Eingangswelle 3 zu drehen, wobei die Eingangswelle 3 näher an dem Lenkrad ist als die Drehstange 4 in einer Lenkkraft-Übertragungslinie von dem Lenkrad zu der Zahnstange 6. Der Drehmomentsensor TS umfasst Haupt- und Neben-Drehmomentsensoren TS1, TS2 in Paaren (siehe 4) und ist konfiguriert zum Erfassen von Haupt- und Neben-Lenkdrehmomenten durch die Haupt- und Neben-Drehmomentsensoren TS1, TS2 und zum anschließenden Ausgeben von Signalen für diese Lenkdrehmomente als Haupt- und Neben-Lenkdrehmomentsignale Tr(Haupt), Tr(Neben) zu Lenkdrehmomentsignal-Empfangsteilen 37a, 37b in einer weiter unten beschriebenen Steuereinrichtung 11.
Der Lenkwinkelsensor AS umfasst Haupt- und Neben-Lenkwinkelsensoren AS1, AS2 in Paaren (siehe 4) und ist konfiguriert zum Erfassen von Haupt- und Neben-Lenkwinkeln durch Haupt- und Neben-Lenkwinkelsensoren AS1, AS2 und zum anschließenden Ausgeben von Signalen für diese Lenkwinkel als Haupt- und Neben-Lenkwinkelsignalen θs(Haupt) und θs(Neben) zu Lenkwinkelsignal-Empfangsteilen 40a, 40b in der Steuereinrichtung 11.
Wie in 2 gezeigt, umfasst der Lenkunterstützungsmechanismus 2: eine Motoreinheit 8, die konfiguriert ist zum Ausgeben einer Lenkunterstützungskraft in Abhängigkeit von einem Erfassungsergebnis eines Drehmomentsensors TS und eines Lenkwinkelsensors AS; und einen Übertragungsmechanismus 9, der konfiguriert ist zum Übertragen der Lenkunterstützungskraft (Drehmoment) zu der Zahnstange 6, wobei die Lenkunterstützungskraft zu einer Axialbewegungskraft der Zahnstange 6 mit einer Geschwindigkeitsreduktion gewandelt wird.
Die Motoreinheit 8 ist eine integrierte Einheit mit einem Elektromotor 10 und einer Steuereinrichtung 11, wobei der Elektromotor 10 konfiguriert ist zum Drehen einer weiter unten beschriebenen Eingangsriemenscheibe 12, um dadurch eine Lenkunterstützungskraft auf die Zahnstange 6 über den Übertragungsmechanismus 9 auszuüben, und wobei die Steuereinrichtung 11 an dem Elektromotor 10 vorgesehen ist und konfiguriert ist zum Steuern des Antriebs des Elektromotors 10 in Abhängigkeit von Parametern wie etwa dem Lenkdrehmoment und der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Der Elektromotor 10 ist ein bürstenloser Dreiphasen-Gleichstrommotor des so genannten Permanentmagnetfeldtyps, wobei ein Gehäuse, in dem der Elektromotor 10 aufgenommen ist, mit Haupt- und Neben-Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 in Paaren versehen ist (siehe 4), die erste und zweite Motordrehpositionssensoren sind, die konfiguriert sind zum Erfassen einer tatsächlichen Achsenphase, die eine Drehposition eines Läufers (nicht gezeigt) des Elektromotors 10 ist.
Im Folgenden werden Definitionen von tatsächlichen Achsen und tatsächlichen Achsenphasen mit Bezug auf 6 beschrieben.
In dieser Ausführungsform wird ein d-q-Achsen-Koordinatensystem, das aus einer d-Achse und einer q-Achse besteht, wobei die d-Achse eine Pol-zu-Pol-Achse eines Permanentmagneten des Läufers ist, und die q-Achse senkrecht zu der d-Achse ist, einfach als ein Tatsächliche-Achsen-Koordinatensystem oder als tatsächliche Achsen bezeichnet, wobei die Phase der d-Achse in Bezug auf die U-Phasen-Wicklungsachse eines Ständers (nicht gezeigt) des Elektromotors 10 als eine tatsächliche Achsenphase bezeichnet wird. Die Polarität der tatsächlichen Achsenphase ist als positiv definiert, wenn sich die tatsächlichen Achsen in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn (normale Drehrichtung) drehen, und ist als negativ definiert, wenn sich die tatsächlichen Achsen in der Richtung im Uhrzeigersinn (umgekehrte Drehrichtung) drehen.
Jeder Motordrehpositionssensor PS1, PS2 ist konfiguriert zum Erfassen der tatsächlichen Achsenphase und zum Ausgeben von Signalen der erfassten ersten und zweiten tatsächlichen Achsenphasen als Haupt- und Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signale θd(Haupt), θd(Neben) in Paaren zu weiter unten beschriebenen Tatsächliche-Achsenphase-Signal-Empfangsteilen 44a, 44b in der Steuereinrichtung 11.
Wie in 2 gezeigt, umfasst der Übertragungsmechanismus 9: eine Eingangsriemenscheibe 12, die an einer Außenumfangsseite einer Ausgangswelle 10a des Elektromotors 10 derart vorgesehen ist, dass sie sich gemeinsam mit der Ausgangswelle 10a um eine Achse der Ausgangswelle 10a dreht; eine Ausgangsriemenscheibe 13, die an dem Außenumfang der Zahnstange 6 derart vorgesehen ist, dass sie sich in Bezug auf die Zahnstange 6 dreht, und konfiguriert ist für ein Drehen um eine Achse der Zahnstange 6 basierend auf einem Drehmoment der Eingangsriemenscheibe 12; einen Kugelgewindetriebmechanismus 14, der zwischen der Ausgangsriemenscheibe 13 und der Zahnstange 6 angeordnet ist und konfiguriert ist zum Wandeln einer Drehung der Ausgangsriemenscheibe 13 zu einer Axialbewegung der Zahnstange 6 mit einer Geschwindigkeitsreduktion; und einen Riemen 15, der um die Eingangs- und Ausgangsriemenscheiben 12, 13 gewunden ist und konfiguriert ist zum Übertragen einer Drehung der Eingangsriemenscheibe 12 zu der Ausgangsriemenscheibe 13, um dadurch eine synchronisierte Drehung der Eingangs- und Ausgangsriemenscheibem 12, 13 vorzusehen.
Im Folgenden wird eine spezifische Konfiguration der Steuereinrichtung 11 gemäß dieser Ausführungsform mit Bezug auf 4 und 5 beschrieben.
Wie in 4 gezeigt, umfasst die Steuereinrichtung 11: eine Stromversorgungsschaltung 21, die als eine Stromversorgung in der Steuereinrichtung 11 dient; eine Verarbeitungseinheit (Mikroprozessoreinheit) 22, die konfiguriert ist, um durch eine Stromversorgung von der Stromversorgungsschaltung 21 gestartet zu werden und verschiedene Berechnungsoperationen durchzuführen; einen Vor-Treiber 23, der als ein integrierter Schaltkreis (IC) konfiguriert ist zum Empfangen einer Eingabe eines Befehlssignals von der Verarbeitungseinheit 22; und eine Wechselrichterschaltung 24, die konfiguriert ist, um basierend auf einem Befehlssignal von dem Vor-Treiber 23 betrieben und gesteuert zu werden.
Wenn die Stromversorgungsschaltung 21 eine Stromversorgung von einer Batterie „VB“ in Reaktion auf einen Ein-Betrieb eines Zündungsschalters „IGN-SW“ des Fahrzeugs empfängt, führt die Stromversorgungsschaltung 21 den Strom zu der Verarbeitungseinheit 22, den Drehmomentsensoren TS1, TS2, den Lenkwinkelsensoren AS1, AS2, den Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 und dem Vor-Treiber 23 zu und führt dabei eine entsprechende Spannungsreduktion durch.
Die Verarbeitungseinheit 22 ist elektrisch mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 25 verbunden und ist konfiguriert zum Empfangen einer Eingabe eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals „Vs“ von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 25, wobei der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 25 an einem Differenzialgetriebe (nicht gezeigt) oder ähnlichem vorgesehen ist.
Die Verarbeitungseinheit 22 ist auch elektrisch mit Drehmomentsensoren TS1, TS2, Lenkwinkelsensoren AS1, AS2 und Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 verbunden und ist konfiguriert zum Empfangen einer Eingabe von Haupt- und Neben-Unterstützungslenksignalen Tr(Haupt), Tr(Neben) von Drehmomentsensoren TS1, TS2, Haupt- und Neben-Lenkwinkelsignalen θs(Haupt), θs(Neben) von Lenkwinkelsensoren AS1, AS2 und Haupt- und Neben-Unterstützungs-Tatsächliche-Achsenphase-Signalen θd(Haupt), θd(Neben) von Motordrehpositionssensoren PS1, PS2.
Wenn sie ein Befehlssignal von dem Vor-Treiber 23 empfängt, wandelt die Wechselrichterschaltung 24 den Strom von der Batterie VB von einem Gleichstrom zu einem Dreiphasen-Wechselstrom und führt diesen zu dem Elektromotor 10 gemäß dem Befehlssignal zu. Eine Ausfallsicherungsschaltung 26 ist zwischen der Batterie VB und der Wechselrichterschaltung 24 angeordnet und ist konfiguriert zum Unterbrechen des von der Batterie VB zu der Wechselrichterschaltung 24 gesendeten Stroms basierend auf einem Befehl von der Verarbeitungseinheit 22, wenn ein Ausfall oder ähnliches in der Servolenkvorrichtung auftritt.
Ein Motorstrom-Erfassungsteil 27 ist auf einer stromabwärts gelegenen Seite der Wechselrichterschaltung 24 angeordnet und konfiguriert zum Erfassen eines tatsächlichen Motorstroms „Id“, der ein tatsächlich durch den Elektromotor 10 fließender Strom ist. Der durch den Motorstromerfassungsteil 27 erfasste tatsächliche Motorstrom Id wird in eine Stromüberwachungsschaltung 28 eingegeben, die in der Steuereinrichtung 11 vorgesehen ist. Danach wird auf den tatsächlichen Motorstrom Id eine hochreaktive Filterverarbeitung durch Haupt- und Neben-Stromerfassungsschaltungen 29a, 29b für eine Motorsteuerung in Paaren angewendet und wird er zu der Verarbeitungseinheit 22 zurückgeführt, und wird auf ihn eine niederreaktive Filterverarbeitung durch Haupt- und Neben-Stromerfassungsschaltungen 29c, 29d für eine Überstromerfassung in Paaren angewendet und wird er zu der Verarbeitungseinheit 22 zurückgeführt.
Wie in 5 gezeigt, umfasst die Steuereinrichtung 11: einen Motorbefehlssignal-Berechnungsteil 31, der konfiguriert ist zum Berechnen eines Motorbefehlssignals „Io“ für eine Steuerung des Antriebs des Elektromotors 10 basierend auf dem Haupt-Lenkdrehmomentsignal Tr(Haupt); einen Motorantriebs-Steuerteil 32, der konfiguriert ist zum Steuern des Antriebs des Elektromotors 10 durch das Ausgeben einer Befehlsspannung an die Wechselrichterschaltung 24 basierend auf dem Motorbefehlssignal „Io“ und Anderem; einen Ausfallsicherungs-Bestimmungsteil 33, der konfiguriert ist zum Bestimmen, ob eine Ausfallsicherungsoperation erforderlich ist oder nicht, basierend auf einem Vergleich zwischen Haupt- und Neben-Erfassungssignalen, die von den verschiedenen Sensoren ausgegeben werden; und einen Ausfallsicherungs-Verarbeitungsteil 34, der konfiguriert ist zum Durchführen von verschiedenen Ausfallsicherungsoperationen basierend auf dem Bestimmungsergebnis des Ausfallsicherungs-Bestimmungsteils 33 und Anderem.
Der Motorbefehlssignal-Berechnungsteil 31 berechnet ein Basissignal „Ib“ unter Verwendung einer vorbereiteten Unterstützungsmap 39 basierend auf dem Haupt-Lenkdrehmomentsignal Tr(Haupt), das über den Lenkdrehmomentsignal-Empfangsteil 37a von dem Haupt-Drehmomentsensor TS1 eingegeben wird, und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal Vs, das über einen Fahrzeuggeschwindigkeitssignal-Empfangsteil 38 von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 25 eingegeben wird. Der Motorbefehlssignal-Berechnungsteil 31 umfasst weiterhin: einen Lenkunterstützungs-Steuerteil 41, der konfiguriert ist zum parallelen Berechnen eines Korrektursignals „Ic“ basierend auf dem Haupt-Lenkwinkelsignal θs(Haupt), das über den Lenkwinkelsignal-Empfangsteil 40a von dem Haupt-Lenkwinkelsensor AS1 eingegeben wird; und einen Addierer 42, der konfiguriert ist zum Berechnen des Motorbefehlssignals Io durch das Addieren des Korrektursignals Ic zu dem Basissignal Ib.
Weiterhin enthält der Motorbefehlssignal-Berechnungsteil 31 einen Begrenzer-Verarbeitungsteil 43, der konfiguriert ist zum variablen Steuern eines oberen Grenzwerts des Motorbefehlssignals Io. Wenn der Elektromotor 10 zum Beispiel überhitzt ist, setzt der Begrenzer-Verarbeitungsteil 43 den oberen Grenzwert des Motorbefehlssignals Io niedriger als in einem normalen Zustand.
Der Motorantriebs-Steuerteil 32 steuert den Antrieb des Elektromotors 10 allgemein basierend auf dem Motorbefehlssignal Io, das von dem Motorbefehlssignal-Berechnungsteil 31 (Begrenzer-Verarbeitungsteil 43) eingegeben wird, dem Haupt-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Haupt), das über den Tatsächliche-Achsenphase-Signal-Empfangsteil 44a und einen Schaltteil 47 (weiter unten beschrieben) von dem Haupt-Motordrehpositionssensor PS1 eingegeben wird, und den Dreiphasen-Spannungswerten Vu, Vv, Vw, die durch Spannungssensoren 45a-45c in der Wechselrichterschaltung 24 erfasst werden.
In Situationen wie etwa einer Situation, in welcher ein Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49 (weiter unten beschrieben) bestimmt, dass der Haupt-Motordrehpositionssensor PS1 anormal ist, wird der Elektromotor 10 unter Verwendung des Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signals θd(Neben) anstelle des Haupt-Tatsächliche-Achsenphase-Signals θd(Haupt) gesteuert, wobei das Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Neben) über den Tatsächliche-Achsenphase-Signal-Empfangsteil 44b und den Schaltteil 47 (weiter unten beschrieben) von dem Neben-Motordrehpositionssensor PS2 eingegeben wird.
Der Ausfallsicherungs-Bestimmungsteil 33 ist mit einem ersten redundanten Überwachungsteil 46a, einem zweiten redundanten Überwachungsteil 46b und einem dritten redundanten Überwachungsteil 46c verbunden, wobei der erste redundante Überwachungsteil 46a konfiguriert ist zum Überwachen der Haupt- und Neben-Lenkdrehmomentsignale Tr(Haupt), Tr(Neben), die über die Lenkdrehmomentsignal-Empfangsteile 37a, 37b eingegeben werden, wobei der zweite redundante Überwachungsteil 46b konfiguriert ist zum Überwachen der Haupt- und Neben-Lenkwinkelsignale Tr(Haupt), Tr(Neben), die über Lenkdrehmomentsignal-Empfangsteile 37a, 37b eingegeben werden, wobei der zweite redundante Überwachungsteil 46b konfiguriert ist zum Überwachen der Haupt- und Neben-Lenkwinkelsignale θs(Haupt), θs(Neben), die über Lenkwinkelsignal-Empfangsteile 40a, 40b eingegeben werden, und wobei der dritte redundante Überwachungsteil 46c konfiguriert ist zum Überwachen der Haupt- und Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signale θd(Haupt), θd(Neben), die über Tatsächliche-Achsenphase-Signal-Empfangsteile 44a, 44b eingegeben werden.
Jeder redundante Überwachungsteil 46a-46c ist konfiguriert zum Berechnen einer Differenz zwischen den entsprechenden eingegebenen Haupt- und Nebensignalen, zum Annehmen, wenn die Differenz größer oder gleich einem vorbestimmten Wert wird, dass der entsprechende Sensor anormal wird und zum Ausgeben an den Ausfallsicherungs-Bestimmungsteil 33 eines Signals, das das Auftreten einer Anormalität angibt.
Der Ausfallsicherungs-Verarbeitungsteil 34 führt bei Bedarf eine Ausfallsicherungsoperation in Abhängigkeit von einem durch den Ausfallsicherungs-Bestimmungsteil 33 eingegebenen Anormalitätsauftrittssignal oder einem Bestimmungsergebnis des Sensoranormalitäts-Bestimmungsteils 49 (weiter unten beschrieben) durch, wobei die Ausfallsicherungsoperation eine Operation zum Warnen eines Fahrers durch das Einschalten einer Warnleuchte (nicht gezeigt) an einem Armaturenbrett des Fahrzeugs, eine Operation zum Aktivieren des Schaltteils 47 für ein Wechseln zwischen Tatsächliche-Achsenphase-Signalen θd(Haupt), θd(Neben) für eine Eingabe zu dem Motorantriebs-Steuerteil 32 und eine Operation zum Abschalten des Lenkunterstützungs-Steuersystems umfasst.
Die Steuereinrichtung 11 umfasst weiterhin: einen Steuerphasen-Schätzungsteil 48, der konfiguriert ist zum Schätzen, als einer Steuerphase, einer Phase der induzierten Spannung (Steuerachse) in dem Elektromotor 10; und einen Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49, der konfiguriert ist zum Bestimmen, ob die Haupt- und Neben-Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 anormal sind oder nicht, basierend auf einer Differenz zwischen der tatsächlichen Achsenphase und der durch den Steuerphasen-Schätzungsteil 48 geschätzten Steuerphase.
Im Folgenden werden Definitionen der Steuerachse und der Steuerphase mit Bezug auf 6 beschrieben.
In dieser Ausführungsform wird ein dc-qc-Achsen-Koordinatensystem, das aus einer dc-Achse und einer qc-Achse besteht, wobei die dc-Achse eine Pol-zu-Pol-Achse eines Magneten eines imaginären Läufers für die Steuerung ist und die qc-Achse senkrecht zu der dc-Achse ist, einfach als Steuerachsen-Koordinatensystem oder Steuerachsen bezeichnet, wobei eine Phase der dc-Achse in Bezug auf die U-Phasen-Wicklungsachse des Ständers (nicht gezeigt) des Elektromotors 10 als eine Steuerphase bezeichnet wird. Die Polarität der Steuerphase wird als positiv definiert, wenn sich die Steuerachsen gegen den Uhrzeigersinn drehen (normale Drehrichtung), und als negativ, wenn sich die Steuerachsen im Uhrzeigersinn drehen (umgekehrte Drehrichtung).
Der Steuerphasen-Schätzungsteil 48 ist konfiguriert zum: Schätzen der Steuerphase basierend auf: Spannungen Vdc, Vqc, die dc-Achsen- und qc-Achsen-Komponenten der in dem Motorantriebs-Steuerteil 32 berechneten Befehlsspannung sind; Strömen Idc, Iqc, die dc-Achsen- und qc-Achsen-Komponenten des über den Motorstromsignal-Empfangsteil 50 eingegebenen tatsächlichen Motorstroms Im sind; einer Drehzahl ω1 der Steuerphase, die basierend auf der Frequenz der an dem Elektromotor 10 angelegten Spannung berechnet wird; einem Widerstand „r“ der Wicklung des Elektromotors 10; und einer Induktivität „Lq“ des Elektromotors 10; und Schätzen eines Signals für die geschätzte Steuerphase als eines Steuerphasensignals θdc zu dem Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49.
Der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49 ist konfiguriert zum: Bestimmen, ob der Haupt-Motordrehpositionssensor PS1 anormal ist oder nicht, wenn der Motorantriebs-Steuerteil 32 den Elektromotor 10 basierend auf dem Haupt-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Haupt) steuert; und Bestimmen, ob der Neben-Motordrehpositionssensor PS2 anormal ist oder nicht, wenn der Motorantriebs-Steuerteil 32 den Elektromotor 10 basierend auf dem Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Sub) steuert.
Insbesondere weist der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49 eine Funktion zum Berechnen von Haupt- und Neben-Phasendifferenzen Δθ(Haupt), Δθ(Neben) auf, die jeweils eine Differenz zwischen dem von dem Steuerphasen-Schätzungsteil 48 eingegebenen Steuerphasensignal und einem entsprechenden der durch den Motordrehpositionssensor PS1, PS2 erfassten Haupt- und Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signale θd(Haupt), θd(Neben) sind. Insbesondere werden die Haupt- und Neben-Phasendifferenzen Δθ(Haupt), Δθ(Neben) unter Verwendung der folgenden Gleichung (1) berechnet. $Δ θ = {tan}^{- 1} [\frac{V d c - r \cdot I d c + ω 1 L q \cdot I q c}{V q c - r \cdot I q c - ω 1 L q \cdot I d c}]$
Die Gleichung (1) ist eine wohlbekannte Gleichung für die Verwendung in einem Fall, in dem der Elektromotor 10 präzise in einem sensorlosen Zustand gesteuert wird, der wie insbesondere in dem Patentdokument 1 ( JP 2006-166677 A ) beschrieben abgeleitet wird.
Insbesondere dient die Gleichung (1) für die Berechnung von Haupt- und Neben-Phasendifferenzen Δθ(Haupt), Δθ(Neben) in einer Situation, in der sich der Elektromotor 10 in der normalen Drehrichtung dreht. In einer Situation, in der sich der Elektromotor 10 in der umgekehrten Drehrichtung dreht, werden die Haupt- und Neben-Phasendifferenzen Δθ(Haupt), Δθ(Neben) unter Verwendung der folgenden Gleichung (2) berechnet, wobei die gleichen Werte wie bei der Berechnung unter Verwendung der Gleichung (1) erhalten werden. $Δ θ = {tan}^{- 1} [\frac{(- 1) \cdot (V d c - r \cdot I d c + ω 1 L q \cdot I q c)}{(- 1) \cdot (V q c - r \cdot I q c - ω 1 L q \cdot I d c)}]$
Weiterhin können die Haupt- und Neben-Phasendifferenzen Δθ(Haupt), Δθ(Neben) unter Verwendung der folgenden Gleichung (3) berechnet werden. $Δ θ = {tan}^{- 1} [\frac{I d c - r \cdot V d c + ω 1 L q \cdot V q c}{I q c - r \cdot V q c - ω 1 L q \cdot V d c}]$
Die auf diese Weise berechneten Haupt- und Neben-Phasendifferenzen Δθ(Haupt), Δθ(Neben) liegen auch mit einigen Fehlern in der Berechnung und einigen Fehlern bei der Befestigung im Wesentlichen in einem vorbestimmten Winkelbereich, wenn die Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 korrekt an dem Elektromotor 10 befestigt sind und ein normaler Betrieb gegeben ist.
Wenn die berechnete Phasendifferenz Δθ(Haupt), Δθ(Neben) außerhalb des vorbestimmten Winkelbereichs liegt, bestimmt der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49, dass der entsprechende Motordrehpositionssensor PS1, PS2 anormal wird, und gibt ein Bestimmungsergebnis zu dem Ausfallsicherungs-Verarbeitungsteil 34 aus. Der Ausfallsicherungs-Verarbeitungsteil 34 führt verschiedene Ausfallsicherungsoperationen in Abhängigkeit von Situationen durch, die weiter unten im Abschnitt für den Anormalitätsbestimmungs-Steuerfluss für die Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 beschrieben werden.
Wenn, wie allgemein bekannt ist, die Drehzahl ωr des Elektromotors 10 (nachfolgend einfach als Motordrehzahl ωr bezeichnet) niedrig ist und also die Drehzahl ω1 der Steuerachse niedrig ist, tritt ein großer Berechnungsfehler in den durch die Gleichungen (1)-(3) berechneten Phasendifferenzen Δθ(Haupt), Δθ(Neben) auf.
Angesichts dessen ist der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49 konfiguriert zum Stoppen des Bestimmens, ob jeder Motordrehpositionssensor PS1, PS2 anormal ist oder nicht, in Reaktion auf eine Bedingung, in welcher die Motordrehzahl ωr durch einen Motordrehzahl-Schätzungsteil 51 geschätzt und eingegeben wird und niedriger oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
Der Motordrehzahl-Schätzungsteil 51 ist konfiguriert zum: Schätzen der Motordrehzahl ωr basierend auf dem Lenkgeschwindigkeitssignal cos in Abhängigkeit von der Drehgröße der Drehstange 4, wobei das Lenkgeschwindigkeitssignal cos erhalten wird durch eine Zeitdifferenzierung des von dem Lenkgeschwindigkeits-Berechnungsteil 52 eingegebenen Haupt-Lenkwinkelsignals θs(Haupt); und zum Ausgeben der geschätzten Motordrehzahl cor zu dem Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49.
Im Folgenden wird insbesondere eine Anormalitätsbestimmungs-Verarbeitungssteuerung für die Motordrehpositionssensoren PS1, PS2, die durch die Steuereinrichtung 11 gemäß dieser Ausführungsform durchgeführt wird, mit Bezug auf das Flussdiagramm von 7 beschrieben.
Die Steuereinrichtung 11 erhält zuerst ein Lenkgeschwindigkeitssignal cos von dem Lenkgeschwindigkeits-Berechnungsteil 52 (Schritt S101) und erhält weiterhin das durch den Hauptmotordrehpositionssensor PS1 erfasste Haupt-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Haupt) (Schritt S102). Im Folgenden erhält die Steuereinrichtung 11 das durch den Neben-Motordrehpositionssensor PS2 erfasste Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Neben) (Schritt S103) und bestimmt dann, ob ein Neben-Sensordiagnose-Flag Fs (weiter unten beschrieben) gesetzt ist oder nicht (Schritt S104).
Bei NEIN in Schritt S104, bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass eine Anormalitätsbestimmung für einen Haupt-Motordrehpositionssensor PS1 durchzuführen ist, und berechnet eine Phasendifferenz Δθ(Haupt) zwischen dem Haupt-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Haupt) und der Steuerphase unter Verwendung der Gleichung (1) oder von Ähnlichem (Schritt S105) und bestimmt weiterhin, ob die aus dem Lenkgeschwindigkeitssignal ωs geschätzte Motordrehzahl ωr größer als ein vorbestimmter Wert ωx ist (Schritt S106). Bei NEIN in Schritt S106 beendet die Steuereinrichtung 11 das Programm ohne eine Diagnose, um eine fehlerhafte Diagnose zu verhindern. Bei JA in Schritt S106 dagegen bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass die Diagnose fortzusetzen ist, und schreitet zu Schritt S107 fort.
In Schritt S107 bestimmt die Steuereinrichtung 11, ob die in Schritt S105 berechnete Phasendifferenz Δθ(Haupt) größer oder gleich einem vorbestimmten Wert Δθx ist oder nicht. Bei NEIN in Schritt S107 bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass der Haupt-Motordrehpositionssensor PS1 nicht anormal ist, setzt das Neben-Sensordiagnose-Flag Fs zurück (Schritt S111) und beendet dann das Programm.
Bei JA in Schritt S107 dagegen bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass der Haupt-Motordrehpositionssensor PS1 anormal wird, setzt das Tatsächliche-Achsenphase-Signal für die Steuerung des Elektromotors 10 von dem Haupt-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Haupt) zu dem Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Neben) (Schritt S108), setzt das Neben-Sensordiagnose-Flag Fs, das ein Flag in Bezug auf eine Anormalitätsbestimmung für einen Neben-Motordrehpositionssensor PS2 ist (Schritt S109), gibt eine Warnung an einen Fahrer aus, indem es den Fahrer durch das Einschalten der Warnleuchte an dem Armaturenbrett des Fahrzeugs warnt (Schritt S110), und beendet dann das Programm.
Bei JA in Schritt S104 (das Neben-Sensordiagnose-Flag Fs ist gesetzt), bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass eine Anormalitätsbestimmung für den Neben-Motordrehpositionssensor PS2 durchzuführen ist, berechnet die Phasendifferenz Δθ(Neben) zwischen dem Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Neben) und der Steuerphase unter Verwendung der Gleichung (1) oder von Ähnlichem (Schritt S112), und bestimmt weiterhin, ob die Motordrehzahl cor größer als der vorbestimmte Wert ωx ist oder nicht (Schritt S113). Bei NEIN in Schritt S113, beendet die Steuereinrichtung 11 das Programm ohne eine Diagnose, um eine fehlerhafte Diagnose zu verhindern. Bei JA in Schritt S113 dagegen, bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass die Diagnose fortzusetzen ist, und schreitet zu Schritt S114 fort.
In Schritt S114, bestimmt die Steuereinrichtung 11, ob die in Schritt S112 berechnete Phasendifferenz Δθ(Neben) größer als der vorbestimmte Wert Δθx ist oder nicht. Bei NEIN in Schritt S114 bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass der Neben-Motordrehpositionssensor PS2 nicht anormal ist, und beendet das Programm.
Bei JA in Schritt S114 dagegen bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass die Haupt- und Neben-Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 anormal werden, veranlasst, dass der Ausfallsicherungs-Verarbeitungsteil 34 das durch den Elektromotor 10 durchgeführte Lenkunterstützungs-Steuersystem herunterfährt (Schritt S115), und beendet dann das Programm.
<Effekte der ersten Ausführungsform>
Die wie oben beschrieben konfigurierte Servolenkvorrichtung kann eine Anormalität jedes Motordrehpositionssensors PS1, PS2 durch den Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49 bestimmen. Dadurch kann die Sicherheit der Servolenkvorrichtung verbessert werden, wenn die Antriebssteuerung des Elektromotors 10 auf den Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 basiert.
Und wenn in dieser Ausführungsform der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49 eine Anormalität jedes Motordrehpositionssensors PS1, PS2 bestimmt, wird die Phasendifferenz Δθ(Haupt), Δθ(Neben) durch die gleiche Gleichung wie für die sensorlose Steuerung berechnet, sodass eine präzise Anormalitätsbestimmung durchgeführt werden kann.
Insbesondre hängen die in dieser Ausführungsform verwendeten Gleichungen (1)-(3) von Motorparametern wie etwa dem Widerstand r und der Induktivität Ld des Elektromotors 10 ab, sodass die Präzision der Anormalitätsbestimmung weiter verbessert werden kann.
Die in dem Patentdokument 1 angegebene Konfiguration, in welcher der Elektromotor durch eine sensorlose Steuerung betrieben wird, ist bereits mit Sensoren und anderen Einrichtungen zum Erfassen von Parametern für das Berechnen der Phasendifferenz Δθ versehen. Dementsprechend reicht es für die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf diese Konfiguration aus, die Konfiguration des Steuersystems in der Verarbeitungseinheit 22 ohne das Vorsehen von weiteren Sensoren zu modifizieren.
Und auch wenn in dieser Ausführungsform der Haupt-Motordrehpositionssensor PS1 anormal wird, kann die Antriebssteuerung des Elektromotors 10 durch den Motorantriebs-Steuerteil 32 basierend auf dem durch den Neben-Motordrehpositionssensor PS2 erfassten Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Neben) fortgesetzt werden, sodass die Lenklast für den Fahrer weiterhin reduziert werden kann.
Und wenn in dieser Ausführungsform die Antriebssteuerung des Elektromotors 10 durch den Motorantriebs-Steuerteil 32 basierend auf dem Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Neben) durchgeführt wird, bestimmt der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49, ob der Neben-Motordrehpositionssensor PS2 anormal ist oder nicht. Dadurch wird die Kontinuität der Anormalitätsbestimmungssteuerung sichergestellt, wodurch die Sicherheit der Servolenkvorrichtung weiter verbessert wird.
In dieser Ausführungsform wird verhindert, dass der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49 bestimmt, ob die Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 anormal sind oder nicht, wenn die aus dem Lenkgeschwindigkeitssignal ωs geschätzte Motordrehzahl ωr kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert ωx ist, d.h. wenn ein signifikanter Fehler in der Berechnung der Phasendifferenzen Δθ(Haupt), Δθ(Neben) auftreten kann. Dadurch wird eine durch einen Fehler in der Berechnung verursachte falsche Bestimmung verhindert.
Weiterhin basiert in dieser Ausführungsform die Bestimmung der Motordrehzahl cor nicht auf tatsächlichen Achsenphasensignalen θd(Haupt), θd(Neben), die durch Motordrehpositionssensoren PS1, PS2, deren Anormalitäten zu bestimmen sind, ausgegeben werden, sondern auf einem anderen Signal. Dadurch kann korrekt bestimmt werden, ob die Anormalitätsbestimmung durchzuführen ist oder nicht.
Insbesondere wird in dieser Ausführungsform das Lenkwinkelsignal θs als ein anderes Signal verwendet, wobei das Lenkwinkelsignal θs ein Lenkwinkel des Lenkrads ist, dessen Bewegung mit der Bewegung des Elektromotors 10 über Zahnräder usw. verbunden ist. Deshalb kann die Motordrehzahl cor einfach geschätzt werden. Weil die Schätzung von der Drehgröße der Drehstange 4 abhängt, kann die Motordrehzahl ωr auch dann präzise geschätzt werden, wenn eine Abweichung zwischen dem Lenkwinkelsignal θs und der Drehposition des Läufers des Elektromotors 10 bei einer Drehung der Drehstange 4 auftritt.
<Zweite Ausführungsform>
8 ist ein Flussdiagram, das eine Anormalitätsbestimmungssteuerung für Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt, die basierend auf der ersten Ausführungsform konfiguriert ist, wobei, wenn eine Anormalität des Haupt-Motordrehpositionssensors PS1 bestätigt wird und der für die Motorsteuerung verwendete Sensor zu dem Neben-Motordrehpositionssensor PS2 gewechselt wird, der Motorantriebs-Steuerteil 32 die Ausgabe des Elektromotors 10 reduziert, indem er zum Beispiel den durch die Wechselrichterschaltung 24 ausgegebenen Spannungsbefehlswert reduziert.
Insbesondere veranlasst die Steuereinrichtung 11 in dem Anormalitätsbestimmungsfluss für Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 gemäß dieser Ausführungsform bei NEIN in Schritt S114, d.h. wenn bestimmt wird, dass die Phasendifferenz Δθ(Neben) zwischen dem Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Neben) und der Steuerphase kleiner als der vorbestimmte Wert Δθx ist, dass der Motorantriebs-Steuerteil 32 die Ausgabe des Elektromotors 10 (Schritt S116) begrenzt, und beendet dann das Programm.
Wenn in dieser Ausführungsform der Haupt-Motordrehpositionssensor PS1 anormal wird und nur der Neben-Motordrehpositionssensor PS2 normal bleibt, dient eine konstante Begrenzung der Ausgabe des Elektromotors 10 dazu, eine rapide Vergrößerung der Lenklast zu unterdrücken, wenn die Lenkunterstützungskraft basierend auf der Bestimmung, dass der Neben-Motordrehpositionssensor PS2 anormal ist, heruntergefahren wird. Dadurch wird die Sicherheit der Servolenkvorrichtung verbessert.
<Dritte Ausführungsform>
9 ist ein Flussdiagramm, das eine Anormalitätsbestimmungssteuerung für Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt, die konfiguriert wird, indem die Motorausgabe-Begrenzungsoperation in der Anormalitätsbestimmungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform (Schritt S116 in 8) durch eine Motorausgabe-Allmählichreduktionsoperation (Schritt S117) ersetzt wird, um zu veranlassen, dass der Motorantriebs-Steuerteil 32 die Motorausgabe allmählich über die Zeit reduziert.
Gemäß dieser Ausführungsform kann die Motorausgabe allmählich reduziert werden, wodurch ein durch eine Begrenzung der Lenkunterstützungskraft verursachtes unangenehmes Gefühl für den Fahrer wesentlich reduziert wird und außerdem die Sicherheit der Servolenkvorrichtung weiter verbessert wird.
<Vierte Ausführungsform>
10 ist ein Flussdiagramm, das eine Anormalitätsbestimmungssteuerung für Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt, wobei die Anormalitätsbestimmung für jeden Motordrehpositionssensor PS1, PS2 durch den Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49 auf einem Vergleich zwischen der Phasendifferenz Δθ(Haupt) und der Phasendifferenz Δθ(Neben) basiert.
Insbesondere führt in dem Anormalitätsbestimmungs-Steuerfluss gemäß dieser Ausführungsform in den Schritten S201-S203 die Steuereinrichtung 11 zuerst Operationen ähnlich wie in den Schritten S101-S103 in dem Flussdiagramm gemäß der ersten Ausführungsform durch.
Dann berechnet die Steuereinrichtung 11 die Phasendifferenz Δθ(Haupt) zwischen dem Haupt-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Haupt) und dem Steuerphasensignal θdc und die Phasendifferenz Δθ(Neben) zwischen dem Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Neben) und dem Steuerphasensignal θdc (Schritt S204, S205) und bestimmt danach, ob die aus dem Lenkgeschwindigkeitssignal cos geschätzte Motordrehzahl cor größer als ein vorbestimmter Wert ωx ist (Schritt S206). Bei NEIN in Schritt S206 beendet die Steuereinrichtung 11 das Programm ohne eine Diagnose, um eine fehlerhafte Diagnose zu verhindern. Bei JA in Schritt S206 dagegen bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass die Diagnose fortzusetzen ist, und schreitet zu Schritt S207.
In Schritt S207 bestimmt die Steuereinrichtung 11, ob eine Differenz zwischen der Haupt-Phasendifferenz Δθ(Haupt) und der Neben-Phasendifferenz Δθ(Neben), die in den Schritten S204, S205 berechnet wurden, kleiner als ein vorbestimmte Wert Δθy ist oder nicht. Bei JA in Schritt S207 bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass die Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 nicht anormal sind, dekrementiert einen Motordrehpositionssensoranormalitäts-Zähler „Cs“ (Schritt S208) und beendet dann das Programm.
Bei NEIN in Schritt S207 dagegen, bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass wenigstens einer der Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 anormal wird, und schreitet zu Schritt S209 fort. In Schritt S209 bestimmt die Steuereinrichtung 11, ob der Motordrehpositionssensoranormalität-Zähler Cs größer als ein vorbestimmte Wert „Cx“ ist oder nicht. Bei NEIN in Schritt S209 bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass die Anormalitätsbestimmung fortzusetzen ist, inkrementiert den Motordrehpositionssensoranormalitäts-Zähler Cs (Schritt S212) und beendet dann das Programm.
Bei JA in Schritt S209 dagegen bestätigt die Steuereinrichtung 11, dass wenigstens einer der Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 anormal ist, veranlasst, dass der Ausfallsicherungs-Verarbeitungsteil 34 eine Operation für das Wechseln des Lenkunterstützungs-Steuersystems zu einem sicheren Zustand durch das Herunterfahren des Betriebs oder Ähnliches durchführt (Schritt S210), gibt eine Warnung an einen Fahrer aus, indem sie den Fahrer durch das Einschalten der Warnleuchte an dem Armaturenbrett des Fahrzeugs warnt (Schritt S211), und beendet dann das Programm.
Weiterhin kann in dieser Ausführungsform die wie oben beschrieben konfigurierte Servolenkvorrichtung eine Anormalität der Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 mit dem Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49 präzise bestimmen. Dadurch kann die Sicherheit der Servolenkvorrichtung verbessert werden, wenn die Antriebssteuerung des Elektromotors 10 auf den Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 basiert.
<Fünfte Ausführungsform>
11 bis 13 zeigen eine Servolenkvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49 in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen dem Haupt-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θm(Haupt) und dem Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θm(Neben) bestimmt, ob die Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 anormal sind oder nicht.
Wie in 11 gezeigt, enthält die Steuereinrichtung 11 gemäß der fünften Ausführungsform einen Tatsächliche-Achsenphase-Vergleichsteil 53 zusätzlich zu der Konfiguration der ersten Ausführungsform für das Vergleichen des Haupt-Tatsächliche-Achsenphase-Signals θd(Haupt) mit dem Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Neben).
Der Tatsächliche-Achsenphase-Vergleichsteil 53 ist konfiguriert zum Berechnen des absoluten Werts der Differenz zwischen dem Haupt-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Haupt) und dem Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Neben), die von den Tatsächliche-Achsenphase-Signal-Empfangsteilen 44a, 44b eingegeben werden, und geben das Berechnungsergebnis (Vergleichsergebnis) zu dem Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49 aus.
Der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist konfiguriert zum Bestimmen, ob die Haupt- und Neben-Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 anormal sind oder nicht, basierend auf der Differenz zwischen dem Steuerphasensignal θdc und dem Haupt-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Haupt) oder Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Neben) und weiterhin auf dem aus dem Tatsächliche-Achsenphase-Vergleichsteil 53 ausgegebenen Vergleichsergebnis.
Insbesondere bestimmt der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49, dass der entsprechende Motordrehpositionssensor PS1 (PS2) anormal ist, in Reaktion auf eine Bedingung, in welcher der absolute Wert der Differenz zwischen dem Haupt-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Haupt) und dem Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Neben), die aus dem Tatsächliche-Achsenphase-Vergleichsteil 53 ausgegeben wird, größer als ein vorbestimmter Wert θz ist und die Phasendifferenz Δθ(Haupt), Δθ(Neben) größer als der vorbestimmte Wert Δθx ist.
Der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49 ist weiterhin konfiguriert zum: Verhindern eines Bestimmens einer Anormalität des Neben-Motordrehpositionssensors PS2 in einer Situation, in welcher das System von einem Zustand, in dem der Motorantriebs-Steuerteil 32 den Elektromotor 10 basierend auf dem Haupt-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Haupt) steuert, zu einem Zustand, in dem der Motorantriebs-Steuerteil 32 den Elektromotor 10 basierend auf dem Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Neben) steuert, wechselt, basierend auf dem Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Neben); und unmittelbar nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitperiode, Neustarten der Anormalitätsbestimmung.
12 und 13 sind Flussdiagramme, die die Anormalitätsbestimmungssteuerung für die Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 gemäß dieser Ausführungsform zeigen.
Wie in 12 gezeigt, führt in dieser Ausführungsform die Steuereinrichtung 11 in den Schritten S301-S303 ähnliche Operationen wie in den Schritten S101-S103 in dem Flussdiagramm der ersten Ausführungsform durch. Anschließend bestimmt die Steuereinrichtung in Schritt S304 ob ein Haupt-Sensordiagnose-Flag „Fm“, das wie weiter unten beschrieben in Schritt S314 gesetzt wird, oder ein Neben-Sensordiagnose-Flag „Fs“, das wie weiter unten beschrieben in Schritt S317 gesetzt wird, gesetzt ist oder nicht. Bei NEIN in Schritt S304 (keines der beiden Flags ist gesetzt), schreitet die Steuereinrichtung 11 zu Schritt S305 fort.
In Schritt S305 bestimmt die Steuereinrichtung 11, ob der absolute Wert der Differenz zwischen dem Haupt-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Haupt) und dem Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Neben), die durch den Tatsächliche-Achsenphase-Vergleichsteil 53 berechnet wird, größer als ein vorbestimmter Wert θz ist. Bei NEIN in Schritt S305 bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass beide Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 normal sind, löscht den Motordrehpositionssensoranormalitäts-Zähler Cs (Schritt S321) und beendet dann das Programm.
Bei JA in Schritt S305 dagegen inkrementiert die Steuereinrichtung 11 den Motordrehpositionssensoranormalitäts-Zähler Cs (Schritt S306) und bestimmt dann, ob der Motordrehpositionssensoranormalitäts-Zähler Cs größer als der vorbestimmte Wert Cx ist oder nicht (Schritt S307). Bei NEIN in Schritt S307 beendet die Steuereinrichtung 11 das Programm ohne eine Bestätigung der Anormalität.
Bei JA in Schritt S307 dagegen bestätigt die Steuereinrichtung 11, dass wenigstens einer der Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 anormal wird und führt dann den Schritt S308 und die folgenden Operationen für das Bestätigen, welcher der Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 anormal ist, durch.
Dies wird implementiert, indem die Haupt-Phasendifferenz Δθ(Haupt) berechnet wird (Schritt S308) und danach bestimmt wird, ob die aus dem Lenkgeschwindigkeitssignal ωs geschätzte Motordrehzahl ωr größer als der vorbestimmte Wert ωx ist oder nicht (Schritt S309).
Weil es bei NEIN in Schritt S309 schwierig ist, zu bestimmen, welcher der Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 ausgefallen ist, veranlasst die Steuereinrichtung 11 den Ausfallsicherungs-Verarbeitungsteil 34 dazu, das Lenkunterstützungssteuersystem herunterzufahren (Schritt S319), gibt weiterhin eine Warnung an einen Fahrer aus, indem sie den Fahrer durch das Einschalten der Warnleuchte an dem Armaturenbrett des Fahrzeugs warnt (Schritt S320), und beendet dann das Programm.
Bei JA in Schritt S309 dagegen bestimmt die Steuereinrichtung 11, ob die Haupt-Phasendifferenz Δθ(Haupt) größer als der vorbestimmte Wert Δθx ist oder nicht (Schritt S310).
Bei JA in Schritt S310 bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass der Haupt-Motordrehpositionssensor PS1 ausgefallen ist, wechselt das Tatsächliche-Achsenphase-Signal von dem Haupt-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Haupt) zu dem Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Neben) für die Motorantriebssteuerung (Schritt S311), löscht einen Stabilisierungstimer-Zähler „Tset“ (Schritt S312), setzt das Neben-Sensordiagnose-Flag Fs (Schritt S313), setzt das Haupt-Sensordiagnose-Flag Fm zurück (Schritt S314), gibt eine Warnung an einen Fahrer aus (Schritt S315) und beendet das Programm.
Bei NEIN in Schritt S310 dagegen bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass der Neben-Motordrehpositionssensor PS1 ausgefallen ist, setzt das Neben-Sensordiagnose-Flag Fs zurück (Schritt S316), setzt das Haupt-Sensordiagnose-Flag Fm (Schritt S317), gibt eine Warnung an einen Fahrer aus (Schritt S318) und beendet das Programm.
Wenn nämlich bei JA in Schritt S304 wenigstens einer der Haupt- und Neben-Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 anormal wird und das Haupt-Sensordiagnose-Flag Fm oder das Neben-Sensordiagnose-Flag Fs gesetzt ist, schreitet die Steuereinrichtung 11 zu dem Schritt S322 von 13 fort.
In Schritt S322 bestimmt die Steuereinrichtung 11, ob das Neben-Sensordiagnose-Flag Fs gesetzt ist oder nicht. Bei JA in Schritt S322 bestimmt die Steuereinrichtung 11, ob der Stabilisierungstimer-Zähler Tset größer ist als ein vorbestimmter Wert Tx (Schritt S323) oder nicht. Bei NEIN in Schritt S323 inkrementiert die Steuereinrichtung 11 den Stabilisierungstimer-Zähler Tset (Schritt S328) und beendet dann das Programm.
Wenn dagegen bei JA in Schritt S323 bestimmt wird, dass die vorbestimmte Zeitperiode abgelaufen ist, nachdem der für die Motorantriebssteuerung verwendete Motordrehpositionssensor von dem Haupt-Motordrehpositionssensor PS1 zu dem Neben-Motordrehpositionssensor PS2 gewechselt ist, berechnet die Steuereinrichtung 11 die Neben-Phasendifferenz Δθ(Neben) (Schritt S324) und bestimmt weiterhin, ob die Motordrehzahl cor größer als der vorbestimmte Wert ωx ist oder nicht (Schritt S325). Bei NEIN in Schritt S325 beendet die Steuereinrichtung 11 das Programm ohne eine Diagnose, um eine fehlerhafte Diagnose zu verhindern. Bei JA in Schritt S325 dagegen bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass die Diagnose fortzusetzen ist, und schreitet zu Schritt S326 fort.
In Schritt S326 bestimmt die Steuereinrichtung 11, ob die in Schritt S324 berechnete Neben-Phasendifferenz Δθ(Neben) größer als der vorbestimmte Wert Δθx ist oder nicht. Bei NEIN in Schritt S326 bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass keine Anormalität in dem Neben-Motordrehpositionssensor PS2 auftritt, und beendet das Programm.
Bei JA in Schritt S326 dagegen bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass die Haupt- und Neben-Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 beide anormal werden, veranlasst, dass der Ausfallsicherungs-Verarbeitungsteil 34 das Lenkunterstützungs-Steuersystem basierend auf dem Elektromotor 10 herunterfährt (Schritt S327) und beendet dann das Programm.
Bei NEIN in Schritt S322 berechnet die Steuereinrichtung 11 die Haupt-Phasendifferenz Δθ(Haupt) (Schritt S329) und bestimmt dann, ob die Motordrehzahl ωr größer als der vorbestimmte Wert ωx ist oder nicht (Schritt S330). Bei NEIN in Schritt S330 beendet die Steuereinrichtung 11 das Programm ohne eine Diagnose, um eine fehlerhafte Diagnose zu verhindern. Bei JA in Schritt S330 dagegen bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass die Diagnose fortzusetzen ist, und schreitet zu Schritt S331 fort.
In Schritt S331 bestimmt die Steuereinrichtung 11, ob die in Schritt S329 berechnete Haupt-Phasendifferenz Δθ(Haupt) größer als der vorbestimmte Wert Δθx ist oder nicht. Bei NEIN in Schritt S331 bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass keine Anormalität in dem Haupt-Motordrehpositionssensor PS1 auftritt, und beendet das Programm.
Bei JA in Schritt S331 dagegen bestimmt die Steuereinrichtung 11, dass die Haupt- und Neben-Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 beide anormal werden, veranlasst den Ausfallsicherungs-Verarbeitungsteil 34, das Lenkunterstützungs-Steuersystem herunterzufahren, basierend auf dem Elektromotor (10) (Schritt S332), und beendet dann das Programm.
Weiterhin kann auch in dieser Ausführungsform mit der oben beschriebenen Konfiguration präzise durch den Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49 bestimmt werden, ob die Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 anormal sind oder nicht.
In dieser Ausführungsform wird dadurch, dass der Sensoranormalitäts-Bestimmunsteil 49 eine Anormalität der Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 in Abhängigkeit von einem Vergleichsergebnis zwischen den Haupt- und Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signalen θd(Haupt), θd(Neben), die durch die Haupt- und Neben-Motordrehpositionssensoren PS1, PS2 ausgegeben werden, bestimmt, die Präzision der Anormalitätsbestimmung verbessert.
Insbesondere wird dadurch, dass bestimmt wird, dass der Haupt-Motordrehpositionssensor PS1 anormal ist, wenn das Tatsächiche-Achsenphase-Signal θd(Haupt), das durch den Haupt-Motordrehpositionssensor PS1 ausgegeben wird, wesentlich von dem Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Neben), das durch den Neben-Motordrehpositionssensor PS2 ausgegeben wird, und von dem Steuerphasensignal θdc abweicht, die Präzision der Anormalitätsbestimmung für den Hauptmotordrehpositionssensor PS1 verbessert.
In dieser Ausführungsform wird dadurch, dass der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil 49 konfiguriert ist zum Verhindern, dass eine Anormalität des Neben-Motordrehpositionssensors PS2 unmittelbar nach dem Wechseln des für die Antriebssteuerung des Elektromotors 10 verwendeten Motordrehpositionssensors von dem Haupt-Motordrehpositionssensor PS1 zu dem Neben-Motordrehpositionssensor PS2 bestimmt wird, eine Bestimmung basierend auf dem Neben-Tatsächliche-Achsenphase-Signal θd(Neben) vor einem vollständigen Starten des Neben-Motordrehpositionssensor PS2 unterdrückt, wodurch eine fehlerhafte Bestimmung weiter unterdrückt wird.
Die Erfindung ist nicht auf die Konfigurationen der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die spezifische Konfiguration der Erfindung kann in Entsprechung zu geltenden Spezifikationen modifiziert werden, ohne dass dadurch der Erfindungsumfang verlassen wird.
Die Servolenkvorrichtungen und die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtungen der Erfindung können zum Beispiel durch die folgenden Ausführungsformen implementiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung für eine Servolenkvorrichtung vorgesehen, wobei die Servolenkvorrichtung umfasst: einen Lenkmechanismus, der konfiguriert ist zum Übertragen einer Drehung eines Lenkrads auf ein gelenktes Rad; einen Elektromotor, der konfiguriert ist zum Ausüben einer Lenkunterstützungskraft auf den Lenkmechanismus; einen Übertragungsmechanismus, der zwischen dem Lenkmechanismus und dem Elektromotor angeordnet ist und konfiguriert ist zum Übertragen eines Drehmoments des Elektromotors auf den Lenkmechanismus; und einen ersten Motordrehpositionssensor, der konfiguriert ist zum Erfassen, als einer tatsächlichen Achsenphase, einer Drehposition eines Läufers des Elektromotors; wobei die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung enthält: einen Tatsächliche-Achsenphase-Signal-Empfangsteil, der konfiguriert ist zum Empfangen einer Eingabe eines Signals für die erste tatsächliche Achsenphase, das von dem ersten Motordrehpositionssensor ausgegeben wird; einen Motorstromsignal-Empfangsteil, der konfiguriert ist zum Empfangen einer Eingabe eines Signals für den Wert des durch den Elektromotor fließenden Stroms; einen Steuerphasen-Schätzungsteil, der konfiguriert ist zum Schätzen, als einer Steuerphase, einer Phase einer induzierten Spannung, die in dem Elektromotor auftritt, basierend auf dem Signal für den Wert des Stroms; und einen Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil, der konfiguriert ist zum Bestimmen, ob der erste Motordrehpositionssensor anormal ist oder nicht, basierend auf einer Differenz zwischen der ersten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung derart konfiguriert, dass: die Servolenkvorrichtung weiterhin einen zweiten Motordrehpositionssensor umfasst, der konfiguriert ist zum Erfassen, als einer tatsächlichen Achsenphase, der Drehposition des Läufers des Elektromotors; die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung weiterhin einen Motorantriebs-Steuerteil umfasst, der konfiguriert ist zum Steuern des Antriebs des Elektromotors basierend auf dem Signal für die erste tatsächliche Achsenphase; und der Motorantriebs-Steuerteil konfiguriert ist zum Steuern des Antriebs des Elektromotors basierend auf einem Ausgabesignal des zweiten Motordrehpositionssensors, als eines Signals für eine zweite tatsächliche Achsenphase, in Reaktion auf eine Bestimmung, dass der erste Motordrehpositionssensor anormal ist.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen weiterhin einen Tatsächliche-Achsenphase-Vergleichsteil, der konfiguriert ist zum Vergleichen des Signals für die erste tatsächliche Achsenphase mit dem Signal für die zweite tatsächliche Achsenphase, wobei der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Bestimmen, ob der erste Motordrehpositionssensor anormal ist oder nicht, basierend auf der Differenz zwischen der ersten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase und auf dem Vergleichsergebnis des Tatsächliche-Phase-Vergleichsteils.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen derart konfiguriert, dass der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Bestimmen, dass der erste Motordrehpositionssensor anormal ist, in Reaktion auf eine Bedingung, in welcher eine Differenz zwischen dem Signal für die erste tatsächliche Achsenphase und dem Signal für die zweite tatsächliche Achsenphase größer ist als ein vorbestimmter Wert und in welcher die Differenz zwischen der ersten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase größer ist als ein vorbestimmter Wert.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen derart konfiguriert, dass der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Bestimmen, ob der zweite Motordrehpositionssensor anormal ist oder nicht, basierend auf einer Differenz zwischen der zweiten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase, wenn der Motorantriebs-Steuerteil den Antrieb des Elektromotors basierend auf dem Signal für die zweite tatsächliche Achsenphase steuert.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen derart konfiguriert, dass der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Beginnen des Bestimmens, ob der zweite Motordrehpositionssensor anormal ist oder nicht, in Reaktion auf das Ablaufen einer vorbestimmten Zeitperiode, nachdem der Motorantriebs-Steuerteil von der Antriebssteuerung basierend auf dem Signal für die erste tatsächliche Achsenphase zu der Antriebssteuerung basierend auf dem Signal für die zweite tatsächliche Achsenphase gewechselt hat.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen derart konfiguriert, dass der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Bestimmen, ob der zweite Motordrehpositionssensor anormal ist oder nicht, basierend auf einer Differenz zwischen der zweiten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase, wenn der Motorantriebs-Steuerteil den Antrieb des Elektromotors basierend auf dem Signal der zweiten tatsächlichen Achsenphase steuert.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen derart konfiguriert, dass der Motorantriebs-Steuerteil konfiguriert ist zum Steuern des Antriebs des Elektromotors derart, dass die Ausgabe des Elektromotors verkleinert wird, nachdem von der Antriebssteuerung basierend auf dem Signal für die erste tatsächliche Achsenphase zu der Antriebssteuerung basierend auf dem Signal für die zweite tatsächliche Achsenphase gewechselt wurde.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen derart konfiguriert, dass der Motorantriebs-Steuerteil konfiguriert ist zum Steuern des Antriebs des Elektromotors derart, dass die Ausgabe des Elektromotors allmählich verkleinert wird, nachdem von der Antriebssteuerung basierend auf dem Signal für die erste tatsächliche Achsenphase zu der Antriebssteuerung basierend auf dem Signal für die zweite tatsächliche Achsenphase gewechselt wurde.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen derart konfiguriert, dass der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Bestimmen, ob der erste Motordrehpositionssensor anormal ist, basierend auf einem Vergleich der Differenz zwischen der ersten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase mit einer Differenz zwischen der zweiten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen derart konfiguriert, dass der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Stoppen des Bestimmens, ob der erste Motordrehpositionssensor anormal ist, in Reaktion auf eine Bedingung, in welcher die Drehzahl des Elektromotors kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen derart konfiguriert, dass die Drehzahl des Elektromotors konfiguriert ist, um basierend auf einem anderen Signal als dem durch den ersten Motordrehpositionssensor ausgegebenen Signal geschätzt zu werden.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen derart konfiguriert, dass sie weiterhin einen Lenkwinkelsignal-Empfangsteil umfasst, der konfiguriert ist zum Empfangen einer Eingabe eines Signals für einen Drehwinkel des Lenkrads als eines Lenkwinkels, wobei die Drehzahl des Elektromotors konfiguriert ist, um basierend auf dem Signal für den Lenkwinkel geschätzt zu werden.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen weiterhin: eine Drehstange, die in dem Lenkmechanismus vorgesehen ist; und einen Lenkwinkelsensor, der näher an dem Lenkrad angeordnet ist als die Drehstange und konfiguriert ist zum Erfassen des Lenkwinkels; wobei die Drehzahl des Elektromotors konfiguriert ist, um in Abhängigkeit von der Drehgröße der Drehstange geschätzt zu werden.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen derart konfiguriert, dass der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum: Berechnen der Differenz zwischen der ersten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase, basierend auf einer Spannung (Vdc) in einer d-Achse, einer Spannung (Vqc) in einer q-Achse, einem erfassten Strom (Idc) in der d-Achse, einem erfassten Strom (Iqc) in der q-Achse und einer Drehzahl (ω1) der Steuerphase, wobei die d-Achse eine Pol-zu-Pol-Richtung des Läufers des Elektromotors ist und wobei die q-Achse senkrecht zu der d-Achse ist; und Bestimmen, ob der erste Motordrehpositionssensor anormal ist, basierend auf dem Ergebnis der Berechnung der Differenz.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen derart konfiguriert, dass der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Berechnen der Differenz zwischen der ersten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase weiterhin in Abhängigkeit von dem Widerstand (r) der Wicklung des Elektromotors und der Induktivität (Lq) des Elektromotors.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen derart konfiguriert, dass der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Berechnen der Differenz zwischen der ersten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase unter Verwendung der folgenden Gleichung: $Δ θ = {tan}^{- 1} [\frac{V d c - r \cdot I d c + ω 1 L q \cdot I q c}{V q c - r \cdot I q c - ω 1 L q \cdot I d c}]$
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen derart konfiguriert, dass der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Berechnen der Differenz zwischen der ersten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase unter Verwendung der folgenden Gleichung: $Δ θ = {tan}^{- 1} [\frac{I d c - r \cdot V d c + ω 1 L q \cdot V q c}{I q c - r \cdot V q c - ω 1 L q \cdot V d c}]$
Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine Servolenkvorrichtung: einen Lenkmechanismus, der konfiguriert ist zum Übertragen einer Drehung eines Lenkrads auf ein gelenktes Rad; einen Elektromotor, der konfiguriert ist zum Ausüben einer Lenkunterstützungskraft auf den Lenkmechanismus; einen Übertragungsmechanismus, der zwischen dem Lenkmechanismus und dem Elektromotor angeordnet ist und konfiguriert ist zum Übertragen eines Drehmoments des Elektromotors auf den Lenkmechanismus; einen ersten Motordrehpositionssensor, der konfiguriert ist zum Erfassen, als einer tatsächlichen Achsenphase, einer Drehposition eines Läufers des Elektromotors; und eine Steuereinrichtung, die konfiguriert ist zum Steuern des Antriebs des Elektromotors; wobei die Steuereinrichtung enthält: einen Tatsächliche-Achsenphase-Signal-Empfangsteil, der konfiguriert ist zum Empfangen einer Eingabe eines Signals für eine erste tatsächliche Achsenphase, das von dem ersten Motordrehpositionssensor ausgegeben wird; einen Motorstromsignal-Empfangsteil, der konfiguriert ist zum Empfangen einer Eingabe eines Signals für den Wert des durch den Elektromotor fließenden Stroms; einen Steuerphasen-Schätzungsteil, der konfiguriert ist zum Schätzen, als einer Steuerphase, einer Phase einer induzierten Spannung, die in dem Elektromotor auftritt, basierend auf dem Signal für den Wert des Stroms; und einen Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil, der konfiguriert ist zum Bestimmen, ob der erste Motordrehpositionssensor anormal ist oder nicht, basierend auf einer Differenz zwischen der ersten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Servolenkvorrichtung derart konfiguriert, dass: die Servolenkvorrichtung weiterhin einen zweiten Motordrehpositionssensor enthält, der konfiguriert ist zum Erfassen, als einer tatsächlichen Achsenphase, der Drehposition des Läufers des Elektromotors; die Steuereinrichtung weiterhin einen Motorantriebs-Steuerteil umfasst, der konfiguriert ist zum Steuern des Antriebs des Elektromotors basierend auf dem Signal für die erste tatsächliche Achsenphase; und der Motorantriebs-Steuerteil konfiguriert ist zum Steuern des Antriebs des Elektromotors basierend auf einem Ausgabesignal des zweiten Motordrehpositionssensors, als eines Signals für die zweite tatsächliche Achsenphase, in Reaktion auf eine Bestimmung, dass der erste Motordrehpositionssensor anormal ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006166677 A [0004, 0043]

Claims

Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung für eine Servolenkvorrichtung, wobei die Servolenkvorrichtung umfasst: einen Lenkmechanismus, der konfiguriert ist zum Übertragen einer Drehung eines Lenkrads auf ein gelenktes Rad, einen Elektromotor, der konfiguriert ist zum Ausüben einer Lenkunterstützungskraft auf den Lenkmechanismus, einen Übertragungsmechanismus, der zwischen dem Lenkmechanismus und dem Elektromotor angeordnet ist und konfiguriert ist zum Übertragen eines Drehmoments des Elektromotors auf den Lenkmechanismus, und einen ersten Motordrehpositionssensor, der konfiguriert ist zum Erfassen einer tatsächlichen Achsenphase einer Drehposition eines Läufers des Elektromotors, wobei die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung enthält: einen Tatsächliche-Achsenphase-Signal-Empfangsteil, der konfiguriert ist zum Empfangen einer Eingabe eines Signals für die erste tatsächliche Achsenphase, das von dem ersten Motordrehpositionssensor ausgegeben wird, einen Motorstromsignal-Empfangsteil, der konfiguriert ist zum Empfangen einer Eingabe eines Signals für den Wert des durch den Elektromotor fließenden Stroms, einen Steuerphasen-Schätzungsteil, der konfiguriert ist zum Schätzen, als einer Steuerphase, einer Phase einer induzierten Spannung, die in dem Elektromotor auftritt, basierend auf dem Signal für den Wert des Stroms, und einen Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil, der konfiguriert ist zum Bestimmen, ob der erste Motordrehpositionssensor anormal ist oder nicht, basierend auf einer Differenz zwischen der ersten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase.
Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Servolenkvorrichtung weiterhin einen zweiten Motordrehpositionssensor umfasst, der konfiguriert ist zum Erfassen, als einer tatsächlichen Achsenphase, der Drehposition des Läufers des Elektromotors, die Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung weiterhin einen Motorantriebs-Steuerteil umfasst, der konfiguriert ist zum Steuern des Antriebs des Elektromotors basierend auf dem Signal für die erste tatsächliche Achsenphase, und der Motorantriebs-Steuerteil konfiguriert ist zum Steuern des Antriebs des Elektromotors basierend auf einem Ausgabesignal des zweiten Motordrehpositionssensors, als eines Signals für eine zweite tatsächliche Achsenphase, in Reaktion auf eine Bestimmung, dass der erste Motordrehpositionssensor anormal ist.
Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 2, die weiterhin einen Tatsächliche-Achsenphase-Vergleichsteil umfasst, der konfiguriert ist zum Vergleichen des Signals für die erste tatsächliche Achsenphase mit dem Signal für die zweite tatsächliche Achsenphase, wobei der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Bestimmen, ob der erste Motordrehpositionssensor anormal ist oder nicht, basierend auf der Differenz zwischen der ersten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase und auf dem Vergleichsergebnis des Tatsächliche-Phase-Vergleichsteils.
Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 3, wobei der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Bestimmen, dass der erste Motordrehpositionssensor anormal ist, in Reaktion auf eine Bedingung, in welcher eine Differenz zwischen dem Signal für die erste tatsächliche Achsenphase und dem Signal für die zweite tatsächliche Achsenphase größer ist als ein vorbestimmter Wert und in welcher die Differenz zwischen der ersten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase größer ist als ein vorbestimmter Wert.
Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 4, wobei der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Bestimmen, ob der zweite Motordrehpositionssensor anormal ist oder nicht, basierend auf einer Differenz zwischen der zweiten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase, wenn der Motorantriebs-Steuerteil den Antrieb des Elektromotors basierend auf dem Signal für die zweite tatsächliche Achsenphase steuert.
Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 5, wobei der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Beginnen des Bestimmens, ob der zweite Motordrehpositionssensor anormal ist oder nicht, in Reaktion auf das Ablaufen einer vorbestimmten Zeitperiode, nachdem der Motorantriebs-Steuerteil von der Antriebssteuerung basierend auf dem Signal für die erste tatsächliche Achsenphase zu der Antriebssteuerung basierend auf dem Signal für die zweite tatsächliche Achsenphase gewechselt hat.
Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 2, wobei der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Bestimmen, ob der zweite Motordrehpositionssensor anormal ist, basierend auf einer Differenz zwischen der zweiten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase, wenn der Motorantriebs-Steuerteil den Antrieb des Elektromotors basierend auf dem Signal der zweiten tatsächlichen Achsenphase steuert.
Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 2, wobei der Motorantriebs-Steuerteil konfiguriert ist zum Steuern des Antriebs des Elektromotors derart, dass die Ausgabe des Elektromotors verkleinert wird, nachdem von der Antriebssteuerung basierend auf dem Signal für die erste tatsächliche Achsenphase zu der Antriebssteuerung basierend auf dem Signal für die zweite tatsächliche Achsenphase gewechselt wurde.
Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 2, wobei der Motorantriebs-Steuerteil konfiguriert ist zum Steuern des Antriebs des Elektromotors derart, dass die Ausgabe des Elektromotors allmählich verkleinert wird, nachdem von der Antriebssteuerung basierend auf dem Signal für die erste tatsächliche Achsenphase zu der Antriebssteuerung basierend auf dem Signal für die zweite tatsächliche Achsenphase gewechselt wurde.
Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 2, wobei der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Bestimmen, ob der erste Motordrehpositionssensor anormal ist oder nicht, basierend auf einem Vergleich der Differenz zwischen der ersten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase mit einer Differenz zwischen der zweiten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase.
Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Stoppen des Bestimmens, ob der erste Motordrehpositionssensor anormal ist, in Reaktion auf eine Bedingung, in welcher die Drehzahl des Elektromotors kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 11, wobei die Drehzahl des Elektromotors konfiguriert ist, um basierend auf einem anderen Signal als dem durch den ersten Motordrehpositionssensor ausgegebenen Signal geschätzt zu werden.
Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 12, die weiterhin einen Lenkwinkelsignal-Empfangsteil umfasst, der konfiguriert ist zum Empfangen einer Eingabe eines Signals für einen Drehwinkel des Lenkrads als eines Lenkwinkels, wobei die Drehzahl des Elektromotors konfiguriert ist, um basierend auf dem Signal für den Lenkwinkel geschätzt zu werden.
Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 13, die weiterhin umfasst: eine Drehstange, die in dem Lenkmechanismus vorgesehen ist, und einen Lenkwinkelsensor, der näher an dem Lenkrad angeordnet ist als die Drehstange und konfiguriert ist zum Erfassen des Lenkwinkels, wobei die Drehzahl des Elektromotors konfiguriert ist, um in Abhängigkeit von der Drehgröße der Drehstange geschätzt zu werden.
Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum: Berechnen der Differenz zwischen der ersten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase, basierend auf einer Spannung (Vdc) in einer d-Achse, einer Spannung (Vqc) in einer q-Achse, einem erfassten Strom (Idc) in der d-Achse, einem erfassten Strom (Iqc) in der q-Achse und einer Drehzahl (ω1) der Steuerphase, wobei die d-Achse eine Pol-zu-Pol-Richtung des Läufers des Elektromotors ist und wobei die q-Achse senkrecht zu der d-Achse ist, und Bestimmen, ob der erste Motordrehpositionssensor anormal ist, basierend auf dem Ergebnis der Berechnung der Differenz.
Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 15, wobei der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Berechnen der Differenz zwischen der ersten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase weiterhin in Abhängigkeit von dem Widerstand (r) der Wicklung des Elektromotors und der Induktivität (Lq) des Elektromotors.
Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 16, wobei der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Berechnen der Differenz zwischen der ersten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase unter Verwendung der folgenden Gleichung: $Δ θ = {tan}^{- 1} [\frac{V d c - r \cdot I d c + ω 1 L q \cdot I q c}{V q c - r \cdot I q c - ω 1 L q \cdot I d c}]$
Servolenkvorrichtungs-Steuereinrichtung nach Anspruch 17, wobei der Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil konfiguriert ist zum Berechnen der Differenz zwischen der ersten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase unter Verwendung der folgenden Gleichung: $Δ θ = {tan}^{- 1} [\frac{I d c - r \cdot V d c + ω 1 L q \cdot V q c}{I q c - r \cdot V q c - ω 1 L q \cdot V d c}]$
Servolenkvorrichtung, die umfasst: einen Lenkmechanismus, der konfiguriert ist zum Übertragen einer Drehung eines Lenkrads auf ein gelenktes Rad, einen Elektromotor, der konfiguriert ist zum Ausüben einer Lenkunterstützungskraft auf den Lenkmechanismus, einen Übertragungsmechanismus, der zwischen dem Lenkmechanismus und dem Elektromotor angeordnet ist und konfiguriert ist zum Übertragen eines Drehmoments des Elektromotors auf den Lenkmechanismus, einen ersten Motordrehpositionssensor, der konfiguriert ist zum Erfassen, als einer tatsächlichen Achsenphase, einer Drehposition eines Läufers des Elektromotors, und eine Steuereinrichtung, die konfiguriert ist zum Steuern des Antriebs des Elektromotors, wobei die Steuereinrichtung enthält: einen Tatsächliche-Achsenphase-Signal-Empfangsteil, der konfiguriert ist zum Empfangen einer Eingabe eines Signals für eine erste tatsächliche Achsenphase, das von dem ersten Motordrehpositionssensor ausgegeben wird, einen Motorstromsignal-Empfangsteil, der konfiguriert ist zum Empfangen einer Eingabe eines Signals für den Wert des durch den Elektromotor fließenden Stroms, einen Steuerphasen-Schätzungsteil, der konfiguriert ist zum Schätzen, als einer Steuerphase, einer Phase einer induzierten Spannung, die in dem Elektromotor auftritt, basierend auf dem Signal für den Wert des Stroms, und einen Sensoranormalitäts-Bestimmungsteil, der konfiguriert ist zum Bestimmen, ob der erste Motordrehpositionssensor anormal ist oder nicht, basierend auf einer Differenz zwischen der ersten tatsächlichen Achsenphase und der Steuerphase.
Servolenkvorrichtung nach Anspruch 19, wobei: die Servolenkvorrichtung weiterhin einen zweiten Motordrehpositionssensor enthält, der konfiguriert ist zum Erfassen, als einer tatsächlichen Achsenphase, der Drehposition des Läufers des Elektromotors, die Steuereinrichtung weiterhin einen Motorantriebs-Steuerteil umfasst, der konfiguriert ist zum Steuern des Antriebs des Elektromotors basierend auf dem Signal für die erste tatsächliche Achsenphase, und der Motorantriebs-Steuerteil konfiguriert ist zum Steuern des Antriebs des Elektromotors basierend auf einem Ausgabesignal des zweiten Motordrehpositionssensors, als eines Signals für die zweite tatsächliche Achsenphase, in Reaktion auf eine Bestimmung, dass der erste Motordrehpositionssensor anormal ist.