DE19926341A1 - Elektrisches Lenksystem - Google Patents
Elektrisches LenksystemInfo
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Abstract
Ein elektrisches Lenksystem (10) weist eine Leistungsquelle (34) und einen Elektromotor (28) auf, der eine Hilfslenkkraft liefert, und zwar dann, wenn ein eine große Kapazität besitzender Kondensator (C1) selektiv mit der Leistungsquelle (34) zum Entladen des eine große Kapazität besitzenden Kondensators (C1), oder mit dem Motor (28) verbunden ist, zum Entladen des eine große Kapazität besitzenden Kondensators (C1) zum Antrieb des Elektromotors (28) und zum Liefern der Hilfslenkkraft.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Lenksystem zum Vorsehen
eines Hilfslenkdrehmoments.
Es gibt bereits zahlreiche bekannte Lenkhilfesysteme, die ein zusätzliches
Lenkdrehmoment bei Bedarf vorsehen. Zu diesen Systemen gehören
konventionelle hydraulische Lenksysteme, mit elektrischer Leistung
unterstützte hydraulische Lenksysteme und auch elektrische
Leistungslenksysteme, die keine Hydraulik enthalten. Typischerweise weist
ein elektrisches Leistungslenksystem einen Elektromotor auf, der mit einer
elektrischen Steuereinheit gekoppelt ist, die auf die Bewegung eines
Handlenkrades bei vorgewählten Fahrzeugbedingungen anspricht. Wenn der
Elektromotor aktiviert ist, so liefert er eine Hilfslenkkraft an das
Zahnstangenglied, um den Fahrer während eines Lenkmanövers zu
unterstützen. Im Allgemeinen ist eine Hilfslenkkraft bei relativ geringen
Fahrzeuggeschwindigkeiten, wie beispielsweise während des
Fahrzeugparkens, erwünscht, insbesondere dann, wenn ein relativ hohes
Drehmoment an das Handlenkrad angelegt wird.
Konventionelle elektrische Lenksysteme besitzen im Betrieb hohe
Leistungsanforderungen, die oftmals das elektrische System des Fahrzeugs
übermäßig belasten. Bei niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeiten arbeitet die
Lichtmaschine langsamer und es kann daher auftreten, dass sie nicht in der
Lage ist, hinreichend Leistung sowohl für die Fahrzeuglasten als auch das
elektrische Lenksystem vorzusehen. Die beträchtlichen
Leistungsanforderungen solcher elektrischen Leistungslenksysteme können
zu unerwünschtem Betrieb bei anderen elektrischen Lasten des Fahrzeugs
führen, wie beispielsweise zu einer Abschwächung der Lampen und einer
Verlangsamung des Betriebs der Wischer. Die vorgeschlagenen Lösungen für
die zusätzliche Belastung des elektrischen Fahrzeugsystems sind nicht
zufriedenstellend gelöst, da sie häufig komplizierte Generatorstrukturen, teure
Komponenten und/oder komplexe Steuerausrüstungen erforderlich machen.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein elektrisches Lenksystem,
welches eine Leistungsquelle und einen Elektromotor aufweist, um eine
Hilfslenkkraft vorzusehen. Das System weist auch einen Kondensator großer
Kapazität auf, und zwar mit einer Kapazität von mindestens ungefähr 100
Farad, wobei diese Kapazität selektiv mit der Leistungsquelle verbindbar ist,
um den Kondensator großer Kapazität zu laden, und um bei Verbindung mit
dem Motor eine Entladung des Kondensators mit großer Kapazität zum
Antrieb des Elektromotors zu bewirken. Eine Steuerschaltung ansprechend
auf mindestens einen Fahrzeugzustand ist ebenfalls vorgesehen, um eine
Auswahl zu treffen zwischen der Verbindung des Kondensators mit der
Leistungsquelle und der Verbindung des Kondensators mit dem Elektromotor.
Die genannten sowie weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich dem
Fachmann beim Lesen der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen, die Folgendes zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels der Erfindung; und
Fig. 2 eine Teilansicht des Systems der Fig. 1.
In den Fig. 1 und 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen sich auf die entsprechenden
Bauteile beziehen. In Fig. 1 ist ein Fahrzeuglenksystem im Allgemeinen mit 10
bezeichnet und besitzt ein Handlenkrad 12, welches mechanisch mit einem
Ritzelgetriebe oder Ritzel 14 gekuppelt ist. Insbesondere ist das Handlenkrad
12 mit einer Eingangswelle 16 verbunden und das Ritzel 14 ist mit einer
Ausgangswelle 18 verbunden. Die Eingangswelle 16 ist betriebsmäßig mit der
Ausgangs- oder Abtriebswelle 18 durch eine Torsionsstange 20 verbunden.
Die Torsionsstange 20 verdrallt oder verdreht sich ansprechend auf das
angelegte Lenkdrehmoment, wodurch eine relative Drehung vorgesehen wird
zwischen der Eingangswelle 16 und der Ausgangswelle 18. Das Ritzel 14
steht mit den Zahnstangenzähnen in Eingriff, und zwar sind diese auf einem
Lenkzahnstangenglied 22 angeordnet, welches mit lenkbaren Rädern 24 und
26 des Fahrzeugs in bekannter Weise verbunden ist. Die Drehung des
Handlenkrades 12 bewirkt eine Lenkbewegung der Räder 24 und 26.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung weist auch einen
elektrischen Lenkmotor 28 auf, zweckmäßigerweise ein Motor mit variabler
Reluktanz, der das Lenkstangenglied 22 umgibt und antriebsmäßig damit
durch eine (nicht gezeigte) Kugelnutantriebsanordnung verbunden ist. Eine
akzeptable Kugelnutantriebsanordnung ist in U. S.-Patent Nr. 4, 415, 054 von
Drutchas beschrieben. Der elektrische Unterstützungsmotor 28 liefert eine
Hilfslenkkraft bei bestimmten Fahrzeugbedingungen.
Der Elektromotor 28 ist mit einer Motorsteuerschaltung 30 verbunden, die
vorzugsweise ein konventionelles Pulsbreitenmodulations(PWM)subsystem
ist, welches eine vorbestimmte Strommenge für den elektrischen
Unterstützungsmotor 28 liefert, und zwar in der gewünschten Größe und
Richtung der Hilfslenkkraft. Insbesondere wird die Motorsteuerschaltung 30
wie eine Vielzahl von Schaltern gebildet, und zwar in geeigneter Weise
Hochleistungstransistoren wie beispielsweise MOSFETs, die in bekannter
Weise pulsbreitenmoduliert sind, wie beispielsweise durch eine elektronische
Steuerschaltung ("ECU"= electronic control unit) 32, und zwar ansprechend
auf einen oder mehrere abgefühlte Fahrzeugzustände, wie beispielsweise
Fahrzeuggeschwindigkeit und angelegtes Lenkdrehmoment. Vorzugsweise ist
die ECU 32 ein Mikrocomputer, kann aber auch eine Vielzahl von diskreten
Schaltungen aufweisen, von Schaltungskomponenten und/oder eine
anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), konfiguriert, um die
gewünschten Funktionen auszuführen.
Die vorliegende Erfindung weist auch eine Leistungsquelle 34 auf, wie
beispielsweise einen Alternator oder eine Lichtmaschine, die elektrische
Energie liefert, und zwar geeigneterweise ungefähr 16,5 Volt AC, und zwar
wird die elektrische Energie an eine Fahrzeugbatterie 36 geliefert, die
ihrerseits Leistung an die Fahrzeuglast 38 einschließlich Zubehör liefert wie
beispielsweise Fahrzeuglicht, Radio, Wischer und so fort. Im bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Fig. 1 liefert der Alternator 34 die 16,5 Volt
Wechselspannung an eine Lenksteuerschaltung 40. Die Lenksteuerschaltung
40 ist betriebsmäßig mit der ECU 32 gekoppelt, und zwar durch einen
Digital-zu-analog (D/A) Konverter 42 und einen Einheitsverstärker 44. Die ECU 32
sieht die aktive Steuerung der Lenksteuerschaltung 40 vor, und zwar
basierend auf einem ECU-Lenksteuersignal. Das ECU-Lenksteuersignal
spricht auf mindestens einen abgefühlten Fahrzeugzustand an.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die ECU 32
betriebsmäßig mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 und einem
Drehmomentsensor 48 gekoppelt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46
fühlt die Fahrzeuggeschwindigkeit in bekannter Weise ab und liefert ein
Signal, welches eine Anzeige für die Fahrzeuggeschwindigkeit bildet, wobei
dieses Signal an die ECU 32 durch einen Analog-zu-digital (A/D) Konverter 50
geliefert wird.
In gleicher Weise detektiert der Drehmomentsensor 48 das angelegte
Lenkdrehmoment und liefert ein dafür eine Anzeige bildendes Signal. Das
Drehmomentsignal wird auch zu der ECU 32 geleitet, und zwar durch einen
geeigneten A/D Konverter 52. Vorzugsweise ist der Drehmomentsensor 48
aus einem Positionssensor 49 und der Torsionsstange 20 gebildet. Der
Positionssensor 49 ist betriebsmäßig über die Eingangswelle 16 und die
Ausgangswelle 18 verbunden und liefert ein elektrisches Signal, nämlich ein
Positionssignal, welches eine Anzeige der relativen Drehposition vorsieht, und
zwar zwischen Eingangswelle 16 und Ausgangswelle 18. Der
Drehmomentsensor 48 liefert das Drehmomentsignal an die ECU 32, um zu
bewirken, dass die Räder 24 und 26 mit einer gewünschten Größe in einer
gewünschten Richtung sich drehen.
Die ECU 32 bewirkt ansprechend auf die abgefühlten Fahrzeugbedingungen
die Aktivierung des elektrischen Lenkmotors 28 in Situationen, wo die
konventionelle Zahnstangenritzelhandlenkung nicht adäquat ist. Eine solche
Situation kann beispielsweise während des Parkens auf trockener Oberfläche,
während der Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs auf einer gekrümmten
trockenen Straße, während des Lenken des Fahrzeugs bei relativ niedriger
Geschwindigkeit auf einer schlechten Straße oder während anderer Fälle des
Lenkens mit hohem Drehmoment auftreten. Bei solchen Fällen hohen
Drehmomentes sollte der elektrische Lenkmotor 28 arbeiten, ohne andere
elektrische Lastarbeitsvorgänge des Fahrzeugs zu stören. Obwohl das
bevorzugte elektrische Lenksystem 10 als auf das angelegte
Lenkdrehmoment und die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechend beschrieben
wird, sei bemerkt, dass die Erfindung auch auf andere abgefühlte
Fahrzeugbedingungen ansprechen kann, bei denen eine Hilfslenkkraft
erforderlich sein könnte.
Die in Fig. 2 gezeigte bevorzugte Lenksteuerschaltung 40 weist mindestens
einen Kondensator C1 mit großer Kapazität oder einen Ultrakondensator auf,
und zwar vorzugsweise zwei Ultrakapazitäten C1 und C2, von denen jede
einen Kapazitätswert größer als ungefähr 100 Farad (F) besitzt und
vorzugsweise mindestens ungefähr 1500 Farad (F). Ein solcher
Ultrakondensator oder eine solche Ultrakapazität besitzt einen
Innenwiderstand, der kleiner ist als ungefähr 10 Ohm und vorzugsweise
ungefähr 0,1 Ohm oder weniger. Es sei bemerkt, dass ein Ultrakondensator
insbesondere für diese Anwendung geeignet ist, da er eine relativ große
Zeitkonstante besitzt. Insbesondere ist die Lenksteuerschaltung 40 mit einer
ersten Spannung an den Ultrakondensatoren C1 und C2 in der Lage eine
große Strommenge zog liefern, zweckmäßigerweise ungefähr 100 Ampere (A)
oder mehr, und zwar über eine ausgedehnte Zeitperiode von ungefähr 10
Sekunden hinweg, und dann einen verringerten Strom von ungefähr 70
Ampere (A) für weitere 10 Sekunden bei einer geringeren Spannung. Die
Ultrakondensatoren C1 und C2 besitzen auch eine schnelle Ladezeit und die
Fähigkeit, wiederholte Ladungs- und Entladungszyklen zu durchlaufen ohne
eine beträchtliche Verschlechterung. Die Lenksteuerschaltung 40 ist somit in
der Lage hinreichend Leistung an den Elektromotor 28 zu liefern, um
Lenkhilfe für ungefähr 20 Sekunden oder mehr vorzusehen. Da ein typisches
Lenkmanöver durchschnittlich ungefähr 2,5 Sekunden lang ist, ist es also
außerordentlich unwahrscheinlich, dass die Ultrakondensatoren C1 und C2
der Lenksteuerschaltung 40 während normaler Lenkmanöver vollständig
entladen werden.
Die Größe des an den Elektromotor 28 gelieferten Stromes basiert auf dem
ECU 32 pulsbreitmodulierten Strom von den Ultrakondensatoren C1 und C2.
Wenn die Anforderungen des angelegten Drehmoments so groß über eine
ausgedehnte Zeitperiode sind, dass die Ultrakondensatoren C1 und C2 sich
auf eine Spannung unterhalb einer vorbestimmten Spannung entladen,
beispielsweise ungefähr 9 Volt für einen typischen Elektromotor mit variabler
Reluktanz, so kann die Lenksteuerschaltung 40 die Entladung der
Ultrakapazitäten C1 und C2 unterbrechen und anfangen die Ultrakapazitäten
C1 und C2 aufzuladen bis eine hinreichende Leistung in den Ultrakapazitäten
für den Betrieb des Motors 28 gespeichert ist.
Wie in Fig. 2 gezeigt sind die Ultrakondensatoren C1 und C2 selektiv mit der
Lichtmaschine 34 und der Motorsteuerschaltung 30 durch ein Schaltnetzwerk
verbindbar. Speziell ist die positive Seite des Ultrakondensators C1 mit einer
ersten Seite der Lichtmaschine 34 durch eine Serienverbindung, eine Diode
D1 und eines Schalters S1 verbunden, wobei die negative Seite des
Ultrakondensators C1 mit der anderen Seite der Lichtmaschine 34 durch
einen Schalter S2 verbunden ist. Die positive Seite der Ultrakapazität C2 ist
mit der zweiten Seite der Lichtmaschine 34 durch den Schalter S2 und mit
der negativen Seite durch den Ultrakondensator C1 verbunden. Die negative
Seite des Ultrakondensators C2 ist mit der ersten Seite der Lichtmaschine 34
durch eine Diode D2 und den Schalter S1 verbunden. Die Diode D2 ist
zwischen der negativen Seite des Ultrakondensators C2 und dem Knoten
zwischen Schalter S1 und der Diode D1 geschaltet. Die Hochleistungsschalter
S1, S2, S3 und S4 arbeiten vorzugsweise ansprechend auf Steuersignale von
der ECU 32. Unter normalen Betriebsbedingungen, wo keine Hilfslenkkraft
erforderlich ist, werden die Schalter S1 und S2 normalerweise geschlossen
und die Schalter S3 und S4 sind normalerweise geöffnet. Vorzugsweise sind
die Schalter S1, S2, S3 und S4 Hochleistungs-MOSFET- oder IGBT-
Transistoren. Natürlich können auch andere bekannte
Schaltungsvorrichtungen verwendet werden, und zwar einschließlich
integrierter Schaltungen und mechanischer Schaltungen. Obwohl die
Ultrakondensatoren C1 und C2 jeweils als einzelne Ultrakondensatoren
gezeigt und beschrieben sind, erkennt man, dass jeder Ultrakondensator
leicht durch eine Vielzahl von Ultrakondensatoren ersetzt werden könnte, und
zwar in geeigneter Weise zwei oder mehr in Parallelschaltung, wodurch die
Energiespeicherkapazität der Lenksteuerschaltung 40 vergrößert wird. Man
erkennt auch, dass die Vorzeichenkonventionen der Ultrakondensatoren C1
und C2 aus Gründen der Klarheit der Beschreibung dargestellt sind.
Die Schalter S1, S2, S3 und S4 arbeiten unter der Steuerung der ECU 32
zusammen, um die Ultrakondensatoren C1 und C2 zu laden und zu entladen.
In der Ladebetriebsart, wo die Schalter S1 und S2 geschlossen sind und die
Schalter S3 und S4 offen sind, arbeitet die Steuerschaltung 10 als ein
Spannungsverdoppler zur Ladung der Ultrakondensatoren C1 und C2.
Insbesondere dann, wenn die sinusförmige Lichtmaschinenspannung positiv
ist, so ist die Diode D1 in Vorwärtsrichtung vorgespannt, um den Stromfluss
durch den Ultrakondensator C1 zu gestatten, wobei dieser vorzugsweise auf
ungefähr 14 Volt geladen wird. Wenn die Lichtmaschinenspannung ins
Negative geht, so leitet die Diode D1 nicht mehr und die Diode D2 wird in
Vorwärtsrichtung vorgespannt, wobei der Strom in entsprechender Weise
durch den Schalter S2, Ultrakondensator C2, die Diode D2 und den Schalter S1
fließt. Der Stromfluss während des negativen Teils der
Lichtmaschinenspannung lädt den Ultrakondensator C2 ebenfalls auf
ungefähr 14 Volt. Die Dioden D1 und D2 richten somit die
Lichtmaschinenspannung gleich, um die Ultrakondensatoren C1 und C2
während entgegengesetzter Polaritätsperioden der Lichtmaschinenspannung
zu laden. Demgemäß ist die in Fig. 2 gezeigte Schaltung in der Lage,
ungefähr 28 Volt an der Serienverbindung der Ultrakondensatoren C1 und C2
(ungefähr 14 Volt an jedem Ultrakondensator) aus der
Lichtmaschinenspannung von ungefähr 16,5 Volt zu speichern.
Ansprechend auf die vorgewählten Fahrzeugzustände wie beispielsweise
diejenigen, die oben erwähnt wurden, ist es erwünscht, wenigstens einen Teil
der in dem Ultrakondensator C1 und/oder Ultrakondensator C2 gespeicherten
Energie zu entladen. Speziell, wenn festgestellt wird, dass Hilfslenkkraft
erforderlich ist, schließt die ECU 32 die Schalter S3 und S4, wobei gleichzeitig
die Schalter S1 und S2 geöffnet werden, so dass die Ultrakondensatoren C1
und C2 in Serie geschaltet sind für die Entladung elektrischer Energie an den
Elektromotor 28 durch die Motorsteuerschaltung 30. Der entladene Strom ist
in entsprechender Weise impulsbreitenmoduliert, und zwar mit einer
gewünschten Stromgröße, die von den Ultrakondensatoren C1 und C2 zu der
Motorsteuerschaltung 30 und zum elektrischen Lenkmotor 28 fließt. Die
Entladezeitperiode für die Ultrakondensatoren C1 und C2 wird durch die ECU
32 bestimmt, und zwar entsprechend dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
und dem Drehmomentsignal. Zudem basiert die Richtung des Stromflusses
von der Motorsteuerschaltung 30 auf der relativen Bewegung der
Eingangswelle 16 bezüglich der Ausgangswelle 18, und zwar basiert sie auf
der Richtung, in der das Handlenkrad 12 verdreht wird.
Man erkennt, dass die Schalter S1, S2, S3 und S4 auch direkt gesteuert
werden können, dass nur einer der Ultrakondensatoren C1 oder C2 für eine
gewünschte Zeitperiode entladen wird. Insbesondere wo die
Drehmomentanforderungen nicht sehr hoch sind, kann es erwünscht sein, nur
den Schalter S3 oder S4 zu schließen, um so nur den Ultrakondensator C1
bzw. C2 zu entladen. Zudem kann die Lenksteuerschaltung 40 und die ECU
32 so konfiguriert sein, um aufeinanderfolgend zwischen dem Entladen und
dem Laden der Ultrakondensatoren C1 und C2 zu alternieren, um
ausgedehnte Perioden von Drehmomentunterstützung vorzusehen. Wenn nur
einer oder beide Ultrakondensatoren C1 und C2 entladen werden, so sollten
die Schalter S1 und S2 aus ihren normalerweise offenen Positionen geöffnet
werden. Die Schalter S1 und S2 können auch dann geöffnet werden, wenn die
Ultrakondensatoren C1 und C2 auf ihre gewünschte oder Sollspannungspegel
geladen sind.
In einem speziellen Ausführungsbeispiel empfängt die ECU 32 ein
Drehmomentsignal, welches ein Lenkmanöver anzeigt, wie beispielsweise
eine Wende, und ferner empfängt die ECU 32 ein
Fahrzeuggeschwindigkeitssignal für eine relativ niedrige Geschwindigkeit
durch die entsprechenden A/D Konverter oder Umwandler 50 und 52. Die
ECU 32 bestimmt, ob das angelegte Drehmoment größer ist als ein erster
vorbestimmter Drehmomentschwellenwert und ob die abgefühlte
Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als eine erste
Fahrzeuggeschwindigkeitsschwelle wie beispielsweise ungefähr 5 bis 10
Meilen pro Stunde. Man erkennt, dass der Drehmomentschwellenwert
funktionsmäßig in Beziehung stehen kann mit der Fahrzeuggeschwindigkeit
wie auch mit anderen möglichen Fahrzeugbedingungen, wobei die
Drehmomentschwelle für einen gegebenen Anstieg der Geschwindigkeit sich
vergrößert. Wenn diese beiden Bedingungen falsch sind, so werden die
Ultrakondensatoren C1 und C2 kontinuierlich durch die Lichtmaschine 34 auf
eine vorbestimmte Gleichspannung in der hier angegebenen Weise geladen.
Wenn mindestens eine der Bedingungen wahr ist, wird eine weitere
Bestimmung vorgenommen, um die Größe und Richtung der während des
Wendemanövers erforderlichen Hilfskraft zu bestimmen. Die ECU 32 wird
dann entsprechende Steuersignale für die Lenksteuerschaltung 40 vorsehen,
um mindestens einen der Ultrakondensatoren C1 oder C2 während des
Lenkmanövers zu entladen, wodurch Leistung für den Elektromotor 28
vorgesehen wird. Wenn eine extrem hohe Drehmomentanforderung bei einer
relativ geringen Fahrzeuggeschwindigkeit vorliegt so können beide
Ultrakondensatoren C1 und C2 betriebsmäßig mit der Motorsteuerschaltung
30 gekoppelt werden, wodurch maximal Strom für den Elektrolenkmotor 28
während des Lenkmanövers verfügbar gemacht wird. Nachdem die Wende
vollendet ist, können die Räder 24 und 26 in ihre Nullposition zurückgebracht
werden oder zusätzliche Lenkmanöver können ausgeführt werden.
Die Ultrakondensatoren C1 und C2 liefern bei der Entladung vorzugsweise
mehr als ungefähr 500 Watt an den Elektromotor 28. Es ist natürlich klar, dass
die abgegebene Leistungsmenge mit der Fahrzeuggröße und den besonderen
Lenkbedingungen in Beziehung steht. Beispielsweise können ungefähr 500
Watt für ein kleines Fahrzeug und ungefähr 1500 Watt für ein größeres
Fahrzeug geliefert werden.
Vorstehend wurde ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung beschrieben. Es sei bemerkt, dass die Beschreibung über die
Prinzipien der Erfindung veranschaulichen und erläutern soll. Der Fachmann
kann Verbesserungen, Änderungen und Modifikationen, wie sie durch die
Ansprüche abgedeckt werden, erkennen.
Claims (12)
1. Elektrisches Lenksystem, welches Folgendes aufweist:
eine Leistungsquelle;
ein Elektromotor zur Lieferung einer Hilfslenkkraft;
einen Ultrakondensator selektiv verbindbar mit der Leistungsquelle, um den Ultrakondensator zu laden und mit dem Motor, um den Ultrakondensator zu entladen zum Antrieb des Elektromotors, wobei der Ultrakondensator eine Kapazität von mehr als 100 Farad aufweist; und
eine Steuerschaltung ansprechend auf mindestens einen Fahrzeugzustand zum Auswählen zwischen der Verbindung des Ultrakondensators mit der Leistungsquelle zum Laden des Ultrakondensators und der Verbindung des Ultrakondensators mit dem Elektromotor zum Entladen des Ultrakondensators zum Antrieb des Elektromotors.
eine Leistungsquelle;
ein Elektromotor zur Lieferung einer Hilfslenkkraft;
einen Ultrakondensator selektiv verbindbar mit der Leistungsquelle, um den Ultrakondensator zu laden und mit dem Motor, um den Ultrakondensator zu entladen zum Antrieb des Elektromotors, wobei der Ultrakondensator eine Kapazität von mehr als 100 Farad aufweist; und
eine Steuerschaltung ansprechend auf mindestens einen Fahrzeugzustand zum Auswählen zwischen der Verbindung des Ultrakondensators mit der Leistungsquelle zum Laden des Ultrakondensators und der Verbindung des Ultrakondensators mit dem Elektromotor zum Entladen des Ultrakondensators zum Antrieb des Elektromotors.
2. System nach Anspruch 1, wobei ferner ein Drehmomentfühler
vorgesehen ist zum Abfühlen des angelegten Drehmoments und zum Liefern
eines dafür eine Anzeige bildenden Signals, wobei die Steuerschaltung auf
den Drehmomentsensor anspricht.
3. System nach Anspruch 2, wobei das Laden und Entladen des
Ultrakondensators auf das Drehmomentsensorsignal anspricht.
4. System nach Anspruch 1, wobei ferner ein
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor vorgesehen ist zum Abfühlen der
Geschwindigkeit eines Fahrzeugs und zum Liefern eines eine Anzeige dafür
bildenden Signals, wobei die Steuerschaltung auf das
Fahrzeuggeschwindigkeitssensorsignal anspricht.
5. System nach Anspruch 4, wobei das Laden und Entladen des
Ultrakondensators auf den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor anspricht.
6. System nach Anspruch 1, wobei der Ultrakondensator sich
entlädt, wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ein Signal an die
Steuerschaltung liefert, welches anzeigt dass die Fahrzeuggeschwindigkeit
kleiner ist als ungefähr 10 Meilen pro Stunde.
7. System nach Anspruch 1, wobei der Ultrakondensator beim
Entladen mehr als ungefähr 500 Watt an den Motor liefert.
8. System nach Anspruch 1, wobei der Ultrakondensator einen
Innenwiderstand kleiner als ungefähr 10 Ohm besitzt.
9. System nach Anspruch 1, wobei ferner zwei Ultrakondensatoren
vorgesehen sind, die, selektiv mit der Leistungsquelle zum Laden der
Ultrakondensatoren und mit dem Motor zum Entladen jedes der
Ultrakondensatoren verbindbar sind, um den Elektromotor anzutreiben und
wobei das Laden und Entladen jedes der Ultrakondensatoren ansprechend
auf die Steuerschaltung erfolgt.
10. Elektrisches Lenksystem, welches Folgendes aufweist:
eine Gleichstromleistungsquelle;
ein elektrischen Lenkmotor;
einen Ultrakondensator mit einer Kapazität größer als ungefähr 100 Farad, selektiv verbindbar mit der Leistungsquelle zum Laden des Ultrakondensators und mit dem Motor zum Entladen des Ultrakondensators zum Antrieb des elektrischen Motors;
einen Sensor zum Abfühlen eines Fahrzeugzustandes und zur Erzeugung eines Signals, welches eine Anzeige für den Fahrzeugzustand bildet; und
eine Steuerschaltung ansprechend auf das Sensorsignal zum Auswählen zwischen der Verbindung des Ultrakondensators mit der Leistungsquelle zum Laden des Ultrakondensators und der Verbindung des Ultrakondensators mit dem elektrischen Motor zum Entladen des Ultrakondensators an den elektrischen Motor.
eine Gleichstromleistungsquelle;
ein elektrischen Lenkmotor;
einen Ultrakondensator mit einer Kapazität größer als ungefähr 100 Farad, selektiv verbindbar mit der Leistungsquelle zum Laden des Ultrakondensators und mit dem Motor zum Entladen des Ultrakondensators zum Antrieb des elektrischen Motors;
einen Sensor zum Abfühlen eines Fahrzeugzustandes und zur Erzeugung eines Signals, welches eine Anzeige für den Fahrzeugzustand bildet; und
eine Steuerschaltung ansprechend auf das Sensorsignal zum Auswählen zwischen der Verbindung des Ultrakondensators mit der Leistungsquelle zum Laden des Ultrakondensators und der Verbindung des Ultrakondensators mit dem elektrischen Motor zum Entladen des Ultrakondensators an den elektrischen Motor.
11. System nach Anspruch 10, wobei der Sensor einen
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor aufweist zum Abfühlen der
Fahrzeuggeschwindigkeit und zum Liefern eines eine Anzeige dafür bildenden
Signals.
12. System nach Anspruch 10, wobei der Sensor einen
Drehmomentssensor aufweist zum Abfühlen eines angelegten
Lenkdrehmoments und zum Liefern eines eine Anzeige dafür bildenden
Signals.
Applications Claiming Priority (2)
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