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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Servolenkung,
insbesondere auf eine elektrische Servolenkung zum Aufbringen einer Lenkhilfskraft
auf einen Lenkmechanismus eines Fahrzeugs durch einen bürstenlosen
Motor.
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Beim
Stand der Technik, z.B. bei der JP-A-11-180320, wird eine elektrische
Servolenkung zum Aufbringen einer Lenkhilfskraft auf einen Lenkmechanismus
durch Antreiben eines Elektromotors gemäß eines Lenkdrehmoments verwendet,
das auf einen Lenker (Lenkrad) durch einen Fahrer aufgebracht wird.
Die Servolenkung ist mit einem Drehmomentsensor zum Ermitteln des
auf das Lenkrad aufgebrachten Lenkdrehmoments versehen, das eine Betätigungsvorrichtung
zum Lenken ist, und ein dem Elektromotor zuzuführender Stromzielwert (nachstehend
als "Zielstromwert" bezeichnet) wird
auf der Basis des durch den Drehmomentsensor ermittelten Lenkdrehmoments
festgelegt. Ferner wird ein Befehlswert, der für eine Antriebseinheit der
Elektromotoren vorgesehen ist, durch den proportionalen integrierenden
Betrieb auf der Basis einer Abweichung zwischen dem Zielstromwert
und einem aktuellen Stromwert, der im Elektromotor fließt, erzeugt.
Die Antriebseinheit für
den Elektromotor ist mit einem PWM-Signalerzeugungsschaltkreis zum
Erzeugen eines Pulsbreitenmodulationssignals (nachstehend als "PWM-Signal") mit einer relativen
Einschaltdauer gemäß des Befehlswertes,
und einem Motorantriebsschaltkreis, der unter Verwendung eines Leistungstransistors
zum EIN/AUS-Schalten gemäß der relativen
Einschaltdauer des PWM-Signals gebildet wird, versehen und legt
die Spannung gemäß der relativen Einschaltdauer
am Elektromotor an. Der im Elektromotor durch Anlegen der Spannung
fließende
Strom wird durch einen Stromermittlungs-Schaltkreis ermittelt, und
eine Differenz zwischen dem Zielstromwert und dem ermittelten Stromwert
wird als Abweichung zum Erzeugen des oben beschriebenen Befehlswert verwendet.
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In
den letzten Jahren wurde solch eine elektrische Servolenkung verwendet,
in der ein bürstenloser
Motor als Elektromotor verwendet wurde. 5 ist ein
Blockdiagramm, das eine Anordnung der ECU 5 darstellt,
die eine Steuer/Regelvorrichtung in der elektrischen Servolenkung
des Stands der Technik ist, bei der ein bürstenloser Motor mit drei Phasen verwendet
wird. Die ECU 5 ist mit einem Motorsteuerungsbereich 20,
einem Motorantriebsbereich 10, einem Relaisantriebs-Schaltkreis 70,
und Stromermittlungs-Schaltkreisen 81, 82 versehen.
Der Motorantriebs-Schaltkreis 10 wird mit einem PWM-Signalerzeugungsschaltkreis 17 und
einem Motorantriebsschaltkreis 50 gebildet.
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Wie
in 5 dargestellt, ist der Motorantriebsschaltkreis 50 mit
FETs 51H bis 53H (Feldeffekt-Transistoren), die
auf einer Stromquellen-Leitungsseite (Seite einer Batterie 8),
und FETs 51L bis 53L, die auf der Erdleiterseite
angeordnet sind, in Reihe geschaltet, um dadurch jeweils Paare zu
bilden und durch paralleles Verbinden mit drei Paaren der FET-Paare
angeordnet. Ferner wird in solch einem Schaltkreis üblicherweise
ein Schaltkreisbereich auf der Stromquellenleitungsseite als "oberer Arm" und ein Schaltkreisbereich
auf der Erdleiterseite als "unterer
Arm" bezeichnet.
Die Verbindungspunkte auf dem oberen Arm und dem unteren Arm sind
jeweils mit den Motoranschlüssen 61 bis 63 verbunden.
In 5 bezeichnen die Motoranschlüsse 61, 62, 63 jeweils
die Anschlüsse
der U-Phase, V-Phase und W-Phase. Ferner sind die Stromermittlungsschaltkreise 81, 82 zwischen
dem Motorantriebsschaltkreis 50 und einem Motor 6 bezüglich der U-Phase und V-Phase
angeordnet.
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6 ist
ein Blockdiagramm, das eine Anordnung der ECU 5 darstellt,
die eine Steuer/Regelvorrichtung einer elektrischen Servolenkung
eines anderen Stands der Technik ist. Während der in 5 dargestellten
bekannten Technik, die Stromermittlungsschaltkreise 81, 82 zwischen
dem Motorantriebsschaltkreis 50 und dem Motor 6 zum
Ermitteln der im Motor 6 fließenden Ströme angeordnet sind, sind gemäß eines
in 6 dargestellten Beispiels in den unteren Armen
der U-Phase und
V-Phase jeweils die mit den FET 51L, 52L in Reihe
geschalteten Stromermittlungsschaltkreise 41, 42 vorgesehen.
Der Schaltkreis der in 6 dargestellten Anordnung ist vereinfachter
als in der in 5 dargestellten Anordnung und
dadurch ist die in 6 dargestellte Anordnung allgemein
gültiger.
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Gemäß der Anordnung
des Stands der Technik sind die Stromermittlungsschaltkreise nur
an irgendwelchen zwei Phasen von drei Phasen angeordnet. Gemäß der oben
beschriebenen Anordnung, die den bürstenlosen Motor von drei Phasen
verwendet, werden die im Motor 6 fließenden Ströme 3-Phasen-Wechselströme, und eine Summe von Werten, der
in den entsprechenden Phasen fließenden Ströme wird Null. Wenn z.B. die
Stromermittlungsschaltkreise an der durch 5 und 6 dargestellten U-Phase
und V-Phase angeordnet sind, wird ein Wert Iw des in der W-Phase
fließenden
Stroms durch die folgende Gleichung (1) auf der Basis eines Werts
Iu des in der U-Phase fließenden
Stroms und eines Werts Iv des in der V-Phase fließenden Stroms berechnet. Iw = –(Iu + Iv) (1)
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Mittlerweile
gibt es einen Fall, in dem die Ströme, obwohl die Werte der Ströme, die
im Motor fließen,
Null werden, tatsächlich
im Stromermittlungsschaltkreis ermittelt werden. Dieser Strom wird als
Offset-Strom bezeichnet und beim Motorbetrieb ist der ermittelte
Stromwert, der durch den Stromermittlungsschaltkreis ermittelt wird,
der Wert des im Motor fließenden
Stroms, der mit einem Wert des Offset-Stroms überlagert ist (nachstehend
als "Offset-Wert" bezeichnet. Gemäß der Anordnung
beim oben beschriebenen Stand der Technik, wenn solch ein Offset-Strom
erzeugt wird, gibt es einen Fall, bei dem eine Drehmomentschwankung
durch Erzeugen eines Fehlers zwischen einem Strom, der inhärent zu jeder
Phase des Motors fließt,
und einem Strom, der tatsächlich
zu jeder Phase des Motors fließt,
erzeugt wird. Daher ist eine elektrische Servolenkung zum Halten
eines ermittelten Stromwerts, der durch einen Stromermittlungsschaltkreis
ermittelt wird, wenn ein Zündschalter
eingeschaltet wird, als Offset-Korrekturwert, und zum Korrigieren
des ermittelten Werts, der durch den Stromermittlungsschaltkreis
auf der Basis des Offset-Korrekturwerts
im Motorbetrieb ermittelt wird, entwickelt worden (siehe z.B. JP-A-8-119132).
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Weil
der Offsetwert gemäß der oben
beschriebenen Anordnung, wenn der Zündschalter auf EIN steht, beibehalten
wird, wird die Auswirkung durch eine Eigenschaft von jedem Stromermittlungsschaltkreis
beim Einschalten, um die elektrische Servolenkung zu betreiben,
korrigiert. Jedoch wird beim Betreiben der elektrischen Servolenkung
der Stromermittlungsschaltkreis mit der Auswirkung einer Temperaturänderung
oder dgl. beeinflusst und der Offsetwert verändert. Nach dem Ändern des
Offset-Werts wird ein Fehler zwischen einem Strom, der inhärent zu
jeder Phase des Motors fließt,
und einem Strom, der tatsächlich
in jeder Phase des Motors fließt,
erzeugt und die Drehmomentschwankung herbeigeführt. Dadurch kann der Fahrer
ein fremdartiges Gefühl
beim Betätigen
des Lenkrads empfinden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Daher
ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Servolenkung
zu schaffen, die geeignet ist, einem Fahrer ein Lenkgefühl, das
kein fremdartiges Gefühl
aufweist, zu geben, ohne eine Drehmomentschwankung zu erzeugen,
auch wenn eine Veränderung
in der Umgebung einer Temperaturänderung
oder dgl. beim Betreiben der elektrischen Servolenkung herbeigeführt wird.
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Um
diese Aufgabe zu lösen,
wird die Erfindung durch die folgende Anordnung gekennzeichnet.
- (1) Elektrische Servolenkung zum Aufbringen
einer Lenkhilfskraft auf einen Lenkmechanismus eines Fahrzeugs durch
Antreiben eines bürstenlosen
Motors gemäß eines
Lenkdrehmoments, das auf eine Betriebseinheit zum Lenken des Fahrzeugs
aufgebracht wird, wobei die elektrische Servolenkung folgendes aufweist:
Motorstromermittlungs-Einheiten,
die an entsprechenden Phasen des bürstenlosen Motors angeordnet
sind, die jeweils Werte der in den entsprechenden Phasen des bürstenlosen
Motors fließenden
Motorströme
ermitteln und Ermittlungssignale ausgeben, die die Motorstromwerte
anzeigen;
eine Korrekturwert-Berechnungseinheit, die einen Korrekturwert
zum Korrigieren der Motorstromwerte berechnet, die auf der Basis
der Ermittlungssignale durch Dividieren einer Summe von Motorstromwerten
von allen Phasen des bürstenlosen
Motors durch eine Anzahl der Phasen des bürstenlosen Motors ermittelt
wurden;
eine Motorstromwert-Korrektureinheit, die die Motorstromwerte
auf der Basis des Korrekturwerts korrigiert; und
eine Motorantriebseinheit,
die den bürstenlosen Motor
auf der Basis der Motorstromwerte antreibt, die durch die Motorstromwert-Korrektureinheit korrigiert
wurden.
- (2) Verfahren zum Antreiben eines bürstenlosen Motors gemäß eines
Lenkdrehmoments, das auf eine Betriebseinheit zum Lenken eines Fahrzeuges
aufgebracht wird, um eine Lenkhilfskraft auf einen Lenkmechanismus
des Fahrzeugs aufzubringen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Ermitteln
der Werte der Motorströme,
die in den entsprechenden Phasen des bürstenlosen Motors fließen;
Berechnen
eines Korrekturwerts zum Korrigieren der Motorstromwerte, die auf
der Basis eines Ergebnisses des Ermittlungsschritts durch dividieren
einer Summe der Motorstromwerte aller Phasen des bürstenlosen
Motors durch die Phasenanzahl des bürstenlosen Motors ermittelt
wurden;
Korrigieren der Motorstromwerte auf der Basis des Korrekturwerts;
und
Antreiben des bürstenlosen
Motors auf der Basis der korrigierten Motorstromwerte.
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Gemäß der Erfindung
werden die Motorstromwerte der entsprechenden Phasen in allen Phasen
des bürstenlosen
Motors durch die ermittelten Stromwerte berechnet, die durch die
Motorstromermittlungs-Vorrichtungen, die an den entsprechenden Phasen
angeordnet sind, ermittelt. Dadurch wird kein Berechnungsfehler
bezüglich
der Motorstromwerte von allen Phasen des bürstenlosen Motors herbeigeführt. Ferner
werden die Beträge
der variierenden Offsetwerte der ermittelten Stromwerte, die durch
die Motorstromermittlungs-Vorrichtungen, die an den entsprechenden
Phasen des bürstenlosen
Motors angeordnet sind, ermittelt werden, als Korrekturwert zum
Korrigieren der Motorstromwerte berechnet. Ferner werden die Motorstromwerte
zum Antreiben des bürstenlosen
Motors durch den Korrekturwert korrigiert. Auch wenn eine Veränderung
beim Offsetwert der ermittelten Stromwerte, die den Wert der Motorstromermittlungs-Vorrichtung
durch eine Temperaturänderung
oder dgl. ermittelt, erzeugt wird, wird dadurch der bürstenlosen
Motor angetrieben, um die Veränderung
im Offsetwert auszugleichen. Auch wenn eine Veränderung im Umfeld herbeigeführt wird,
kann dadurch eine Drehmomentschwankung wirksam beschränkt werden,
wenn sie verursacht wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine Entwurfsansicht, die eine Anordnung einer Elektroservolenkung
gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung zusammen mit einer Anordnung eines dazugehörigen Fahrzeugs
darstellt.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das eine Anordnung der ECU darstellt, die eine
Steuer/Regelvorrichtung der elektrischen Servolenkung gemäß der Ausführungsform
ist.
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3 ist
ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf der Berechnung eines Motorstromwerts
eines Motorsteuerungsbereichs gemäß der Ausführungsform darstellt.
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4 ist
ein Blockdiagramm, das eine Anordnung der ECU darstellt, die eine
Steuer/Regelvorrichtung einer elektrischen Servolenkung gemäß eines
modifizierten Beispiels der Ausführungsform
ist.
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5 ist
ein Blockdiagramm, das eine Anordnung der ECU darstellt, die eine
Steuer/Regelvorrichtung einer elektrischen Servolenkung des Stands der
Technik ist.
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6 ist
ein Blockdiagramm, das eine Anordnung der ECU darstellt, die eine
Steuer/Regelvorrichtung einer elektrischen Servolenkung gemäß eines
anderen Stands der Technik ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung wird bezüglich
der beigefügten
Zeichnung wie folgt beschrieben.
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< 1. Gesamtanordnung >
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1 ist
eine Entwurfsansicht, die eine Anordnung einer elektrischen Servolenkung
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zusammen mit einer Anordnung eines dazugehörigen Fahrzeugs darstellt.
Die elektrische Servolenkung ist mit einer Lenkwelle 102,
wobei ein Ende von ihr fest mit einem Lenkrad 100 als Betätigungsvorrichtung
zum Lenken verbunden ist, einem Zahnstangenmechanismus 104,
der mit dem anderen Ende der Lenkwelle 102 verbunden ist,
einem Drehmomentsensor 3 zum Ermitteln eines Lenkdrehmoments
Ts, das auf die Lenkwelle 102 durch Betätigen des Lenkrades 100 aufgebracht
wird, einem Fahrzeugdrehzahlsensor 4 zum Ermitteln einer
Drehzahl Vs des Fahrzeugs, einem bürstenlosen Motor 6 zum
Erzeugen einer Lenkhilfskraft zum Verringern einer Belastung eines
Fahrers, einem Kugelgewinde-Antriebsbereich 11 zum Übertragen
der Lenkhilfskraft auf eine Zahnstangenwelle, einem Motorpositionssensor 12 zum
Ermitteln einer Drehposition eines Rotors des bürstenlosen Motors 6,
und einer elektronischen Steuer/Regeleinheit (ECU) 5 zum
Steuern/Regeln, um den bürstenlosen Motor 6 auf
der Basis der Sensorsignale vom Drehmomentsensor 3 und
dem Fahrzeugdrehzahlsensor 4 anzutreiben, versehen.
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Wenn
das Lenkrad 100 durch den Fahrer betätigt wird, wird der bürstenlose
Motor 6 durch die ECU 5 auf der Basis des Lenkdrehmoments
Ts, das durch den Drehmomentsensor 3 ermittelt wird, der Fahrzeugdrehzahl
Vs, die durch den Fahrzeugdrehzahlsensor 4 ermittelt wird,
und der Drehposition des Rotors, die durch den Motorpositionssensor 12 ermittelt wird,
angetrieben. Dadurch erzeugt der bürstenlose Motor 6 die
Lenkhilfskraft und die Belastung des Fahrers wird durch Aufbringen
der Lenkhilfskraft auf die Zahnstangenwelle über den Kugelgewinde-Antriebsbereich 11 verringert.
D.h., Die Zahnstangenwelle wird wechselseitig durch das Lenkdrehmoment Ts,
das durch Betätigen
des Lenkrads aufgebracht wird, und die durch den bürstenlosen
Motor 6 erzeugte Lenkhilfskraft bewegt. Beide Enden der
Zahnstangenwelle sind mit den Rädern 108 über Verbindungselemente 106 verbunden,
wobei jede eine Verbindungsstange und einen Hebelarm aufweisen,
und eine Richtung des Rades 108 gemäß der wechselseitigen Bewegung
der Zahnstangenwelle verändert wird.
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< 2. Anordnung der Steuer/Regelvorrichtung >
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2 ist
ein Blockdiagramm, das eine Anordnung der ECU 5 darstellt,
welche eine Steuer/Regeleinheit der elektrischen Servolenkung ist.
Die ECU 5 ist mit dem Motorsteuerungsbereich 20,
dem Motorantriebsbereich 10 und dem Relaisantriebs-Schaltkreis 70 versehen.
Der Motorsteuerungsbereich wird aus einem Mikrocomputer gebildet und
durch Ausführen
eines vorbestimmten, in einem Speicher gespeicherten Programm betrieben.
Der Motorantriebsbereich 10 wird durch den PWM-Signalerzeugungsschaltkreis 17 und
den Motorantriebsschaltkreis 50 gebildet. Der Motorantriebsschaltkreis 50 wird
durch das in Reihe schalten der FET 51H bis 53H,
die an entsprechenden Leitungen des oberen Arms angeordnet sind,
und die FET 51L bis 53L, die an entsprechenden
Leitungen des unteren Arms angeordnet sind, um dadurch jeweils Paare
zu bilden, und durch drei Phasen festgelegt, die mit den FET-Paaren durch drei
Paare parallel verbunden sind. Ferner werden die entsprechenden
Verbindungspunkte der oberen Arme und der unteren Arme mit den Anschlüssen 61 bis 63 der
entsprechenden Phasen des Motors verbunden. Ferner sind die Stromermittlungsschaltkreise 41 bis 43,
die mit den FET 51L bis 53L der unteren Arme in
Reihe geschaltet sind, an allen drei Phasen vorgesehen. Die Stromermittlungsschaltkreise 41 bis 43 umfassen
Nebenwiderstände
und ein U-Phasenstrom-Ermittlungswert Iu,
V-Phasenstrom-Ermittlungswert Iv, und ein W-Phasenstrom-Ermittlungswert
Iw werden auf der Basis der Spannungen über die beiden Enden der Nebenwiderstände berechnet.
Ferner umfasst der ermittelte Stromwert, der hier berechnet wurde,
den Offsetwert.
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Der
Motorsteuerungsbereich 20 empfängt das durch den Drehmomentsensor 3 ermittelte
Lenkdrehmoment, die durch den Fahrzeugdrehzahlsensor ermittelte
Fahrzeugdrehzahl und die ermittelten Phasenstromwerte Iu, Iv, Iw,
die durch die Stromermittlungsschaltkreise 41 bis 43 ermittelt
wurden, die an den entsprechenden Phasen des Motorantriebsschaltkreises 50 angeordnet
sind. Der Motorsteuerungsbereich 20 berechnet die Werte
der in den entsprechenden Phasen des Motors 6 fließenden Ströme (nachstehend
als "Motorstromwerte" bezeichnet) durch
Subtrahieren des Offsetwerts von den ermittelten Phasenstromwerten
Iu, Iv, Iw. Ferner wird ein Zielwert eines zum Motor 6 fließenden Stroms
auf der Basis des Lenkdrehmoments und der Fahrzeugdrehzahl gemäß einer
Tabelle, die dem Lenkdrehmoment entspricht, und dem Zielstromwert,
der sich auf ein Hilfskennfeld bezieht, bestimmt. Ferner wird der
proportionale integrierte Betrieb auf der Basis der Abweichung zwischen
dem Zielstromwert und dem Motorstromwert durchgeführt, um
einen Befehlswert V, der den PWM-Signalerzeugungsschaltkreis 17 versorgt, zu
erzeugen. Ferner sendet der Motorsteuerungsbereich 20 ein
Relaissteuerungssignal zum Steuern des Relaisantriebsschaltkreises 70 auf
der Basis eines ermittelten Fehlerergebnisses oder dgl. aus. Weiter wird
eine detaillierte Erläuterung
der Berechnung des Motorstromwerts und des Korrigierens des berechneten
Motorstromwerts später
abgegeben.
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Im
Motorantriebsbereich 10 empfängt der PWM-Signalerzeugungsschaltkreis 17 den
Befehlswert V und erzeugt ein PWM-Signal, dessen relative Einschaltdauer
gemäß des Befehlswertes
V verändert
ist. Der Motor 6 wird durch Anlegen der Spannung am Motor 6 durch
den Motorantriebsschaltkreis 50 angetrieben.
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Der
Relaisantriebsschaltkreis 70 wird auf der Basis des Relaissteuerungssignals
betrieben, dass durch den Motorsteuerungsbereich 20 ausgesendet wird.
Der Relaisantriebsschaltkreis 70 hält ein Relais 9 im
geschlossenen Zustand aufrecht und setzt die Zufuhr von der Stromquelle
zum Motorantriebsbereich 10 und dem Motor 6 fort,
bis ein Signal, das einen ermittelten Fehler anzeigt, vom Motorsteuerungsbereich 20 empfangen
wird. Wenn ein Fehler durch einen Fehlerermittlungsablauf im Motorsteuerungsbereich 20 ermittelt
wird, empfängt
der Relaisantriebsschaltkreis 70 ein Signal, das einen
Fehler anzeigt, der vom Motorsteuerungsbereich 20 ermittelt
wurde. Dadurch bringt der Relaisantriebsschaltkreis 70 das
Relais 9 in einen geöffneten
Zustand und stoppt die Zufuhr der Stromquelle zum Motorantriebsbereich 10 und
zum Motor 6.
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< 3. Berechnung und Korrektur des Motorstromwerts >
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Als
nächstes
wird eine Erläuterung
von der Berechnung des Motorstromwerts und der Korrektur des Motorstromwerts
gemäß der Ausführungsform abgegeben.
Gemäß der Ausführungsform
werden der U-Phasenstrom-Ermittlungswert Iu, der V-Phasenstrom-Ermittlungswert
Iv, und der W-Phasenstrom-Ermittlungswert
Iw durch die Stromermittlungsschaltkreise 41 bis 43 ermittelt,
die an den unteren Armen der entsprechenden Phasen des Motors 6 angeordnet
sind. Ferner wird der Motorstromwert durch Subtrahieren des Offsetwerts
vom ermittelten Phasenstromwert für jede Phase berechnet.
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Wenn
hier der Offsetwert, der durch die Stromermittlungsschaltkreise 41 bis 43 erzeugt
wird, beim Betrieb der elektrischen Servolenkung nicht verändert wird,
auch wenn der Motor 6 auf der Basis des Motorstromwerts,
der durch Subtrahieren des Offsetwerts vom ermittelten Phasenstromwert
berechnet wird, angetrieben wird, wird die Drehmomentschwankung
nicht erzeugt. Jedoch wird, wie oben beschrieben, der Offsetwert,
der in den Stromermittlungsschaltkreisen 41 bis 43 erzeugt
wird, durch eine Änderungsauswirkung
im Umfeld einer Temperaturänderung
oder dgl. beim Betrieb der elektrischen Servolenkung verändert. Dadurch
ergibt sich ein Fehler zwischen dem Motorstromwert und einem Stromwert,
der tatsächlich
im Motor 6 fließt,
um einen Änderungsbetrag
des Offsetwerts (nachstehend als "Offsetänderungswert" bezeichnet). Dadurch
wird der Fehler zwischen dem Strom, der zu jeder Phase des Motors 6 von
Natur aus fließt,
und dem Strom, der zu jeder Phase des Motors 6 tatsächlich fließt, und
die Drehmomentschwankung erzeugt. Daher wird der Motorstromwert
gemäß der Ausführungsform
auf der Basis des Offsetänderungswerts
korrigiert.
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Im
bürstenlosen
Motor von drei Phasen durch Y-Verbindung wird die Summe der Motorstromwerte,
die in den entsprechenden Phasen (U-Phase-Motorstromwert Imu, V-Phase-Motorstromwert Imv,
W-Phase-Motorstromwert Imw) fließt, Null, und wenn der Offsetwert
nicht verändert
wird, wird die folgende Gleichung (2) gebildet. Imu + Imv + Imw = 0 (2)
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Jedoch
wird der Offsetwert verändert,
wie oben beschrieben. Ferner werden die Stromermittlungsschaltkreise 41 bis 43,
die an den entsprechenden Phasen vorgesehen sind, benachbart zu
einander angeordnet und dadurch scheint es, dass die Änderungsauswirkungen
in der Temperatur und dgl., die in den entsprechenden Phasen bewirkt
wurde, im Wesentlichen gleich sind. Wenn ein Offsetänderungswert,
der am, an einer bestimmten Phase angeordneten Stromermittlungsschaltkreis erzeugt
wird, durch die Bezeichnung "a" bestimmt ist, wird
die folgende Gleichung (3) gebildet. Imu + Imv + Imw = 3a (3)
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Daher
wird durch Korrigieren des Motorstromwerts durch den Offsetänderungswert,
der auf der Basis der obigen Gleichung (3) berechnet wird, der aktuelle
Motorstromwert berechnet (nachstehend als "korrigierter Motorstromwert" bezeichnet). Der Motor 6 wird
auf der Basis des korrigierten Motorstromwerts angetrieben.
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3 ist
ein Ablaufdiagramm, das einen Berechnungsablauf eines Motorstromwerts
des Motorsteuerungsbereichs 20 gemäß der Ausführungsform darstellt. Eine
Erläuterung
wird bezüglich 3 wie folgt
abgegeben.
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Wenn
der Zündschalter
in der elektrischen Servolenkung zum Erfassen einer Anfangseigenschaft
des an den entsprechenden Stromermittlungsschaltkreisen 41 bis 43 erzeugten
Offsetwerts eingeschaltet wird, werden die ermittelten Phasenstromwerte
Iu, Iv, Iw, die bei der Gelegenheit durch die Stromermittlungsschaltkreise 41 bis 43 ermittelt
wurden, als U-Phasen-Offsetkorrekturwert Iou, V-Phasen-Offsetkorrekturwert
Iov und W-Phasen-Offsetkorrekturwert Iow festgelegt (Schritt S101).
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Beim
Schritt S103 werden auf der Basis der ermittelten Signale, die durch
die Stromermittlungsschaltkreise 41 bis 43 ausgesendet
werden, ein U-Phasenstrom-Ermittlungswert Iu, V-Phasenstrom-Ermittlungswert Iv und W-Phasenstrom-Ermittlungswert Iw
erfasst. Ferner werden beim Schritt S105 der U-Phasen-Motorstromwert
Imu, V-Phasen-Motorstromwert Imv und W-Phasen-Motorstromwert Imw
durch Subtrahieren des U-Phasen-Offsetkorrekturwerts
Iou, V-Phasen-Offsetkorrekturwert Iov und W-Phasen-Offsetkorrekturwert
Iow jeweils vom U- Phasenstrom-Ermittlungswert
Iu, V-Phasenstrom-Ermittlungswert Iv und W-Phasenstrom-Ermittlungswert
Iw berechnet.
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Beim
Schritt S107 wird ein Korrekturwert zum Korrigieren des beim Schritt
S105 berechneten U-Phasen-Motorstromwerts Imu, V-Phasen-Motorstromwerts Imv und W-Phasen-Motorstromwerts Imw
bestimmt. Weil der bürstenlose
Dreiphasenmotor gemäß der Ausführungsform
verwendet wird, wird ein Korrekturwert Iho durch Dividieren einer
Summe der Motorstromwerte Imu, Imv und Imw der entsprechenden Phasen
durch 3 (Anzahl der Phasen) berechnet, wie durch die folgende Gleichung
(4) dargestellt. Iho
= (Imu + Imv + Imw)/3 (4)
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Ferner
wird eine Korrekturwertberechnungseinheit durch den Schritt S107
umgesetzt.
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Beim
Schritt S109 wird der Motorstromwert, der beim Schritt S105 berechnet
wurde, korrigiert. Wie durch die folgenden Gleichungen (5) bis (7)
dargestellt, wird insbesondere der Korrekturwert Iho, der beim Schritt
S107 berechnet wurde, vom U-Phasen-Motorstromwert Imu, V-Phasen-Motorstromwert Imv
und W-Phasen-Motorstromwert Imw, die beim Schritt S105 berechnet
wurden, subtrahiert. Im folgenden werden die Motorstromwerte, nachdem
sie korrigiert worden sind, von der U-Phase, V-Phase und W-Phase
jeweils als korrigierter U-Phasen-Motorstromwert Ihmu, korrigierter
V-Phasen-Motorstromwert Ihmv und korrigierter W-Phasen-Motorstromwert
Ihmw bezeichnet. Ihmu
= Imu – Iho (5) Ihmv = Imv – Iho (6) Ihmw = Imw – Iho (7)
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Ferner
wird beim Schritt S109 eine Motorstromwert-Korrektureinheit umgesetzt.
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Beim
Schritt S111 werden die Offsetkorrekturwerte Iou, Iov, Iow der entsprechenden
Phasen aktualisiert. Der Korrekturwert Iho, der beim Schritt S107
berechnet wurde, ist der Offsetänderungswert der
Stromermittlungsschaltkreise 41 bis 43, die an den
entsprechenden Phasen vorgesehen sind, und dadurch werden, wie durch
die folgenden Gleichungen (8) bis (10) dargestellt wird, der U-Phasen-Offsetkorrekturwert
Iou, V-Phasen-Offsetkorrekturwert Iov und W-Phasen-Offsetkorrekturwert
Iow jeweils zum Korrekturwert Ihu, der beim Schritt S107 berechnet
wurde, addiert. Iou ← Iou + Iho (8) Iov ← Iov + Iho (9) Iow ← Iow + Iho (10)
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Beim
Schritt S113 wird der Motorantriebsablauf ähnlich dem beim Stand der Technik
auf der Basis des korrigierten U-Phasen-Motorstromwerts
Ihmu, korrigierten V-Phasen-Motorstromwerts
Ihmv und korrigierten W-Phasen-Motorstromwerts Ihmw, die durch den
oben beschriebenen Ablauf erstellt wurden, durchgeführt. Danach
kehrt der Ablauf zum Schritt S103 zurück und der oben beschriebene
Ablauf wird wiederholt.
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< 4. Modifiziertes Beispiel, etc. >
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4 ist
ein Blockdiagramm, das eine Anordnung der ECU 5 darstellt,
die eine Steuerungsvorrichtung einer elektrischen Servolenkung gemäß eines
modifizierten Beispiels der Ausführungsform
ist. Obwohl die Stromermittlungsschaltkreise 41 bis 43 in der
oben beschriebenen Ausführungsform
an den unteren Armen der entsprechenden Phasen des Motorantriebsschaltkreises 50 angeordnet
sind, wie durch 4 dargestellt, können die
Stromermittlungsschaltkreise 81 bis 83 durch Anordnen
zwischen dem Motorantriebsschaltkreis 50 und dem Motor 6 gebildet
werden. Obwohl die Ströme
in der Anordnung durch die Stromermittlungsschaltkreise in allen Phasen
ermittelt werden, wird daher der Motorstromwert durch einen Ablauf ähnlich dem
der Ausführungsform
korrekt berechnet.
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Obwohl
ferner eine Erläuterung
gemäß der Ausführungsform
abgegeben wurde, bei der ein Beispiel des bürstenlosen Motors von drei
Phasen übernommen
wurde, ist die Phasenanzahl des bürstenlosen Motors der Erfindung
nicht auf drei Phasen beschränkt.
Durch Anordnen der Stromermittlungsschaltkreise an den entsprechenden
Phasen des Motors 6 ist die Erfindung auf eine elektrische
Servolenkung unter Verwendung des bürstenlosen Motors mit einer
Mehrzahl von vier oder mehr Phasen anwendbar. In diesem Fall werden
die Korrekturwerte für
die korrigierten Motorstromwerte der entsprechenden Phasen durch
Dividieren einer Summe der Motorstromwerte von allen Phasen des
bürstenlosen
Motors durch eine Phasenanzahl des bürstenlosen Motors berechnet.
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< 5. Wirkung >
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Wie
oben beschrieben, werden in der elektrischen Servolenkung gemäß der Ausführungsform die
Stromermittlungsschaltkreise an allen Phasen des bürstenlosen
Motors angeordnet und die Werte der in den entsprechenden Phasen
fließenden
Motorströme
ermittelt. Durch Dividieren der Summe der in den entsprechenden
Phasen fließenden
Stromwerte durch eine Phasenanzahl des bürstenlosen Motors wird ferner
der Offsetänderungswert
als Korrekturwert berechnet. Ferner wird der Motorstromwert durch
Subtrahieren des Korrekturwerts vom Motorstromwert berichtigt. Auch
wenn der Offsetwert des Phasenstromermittlungswerts, der durch den Stromermittlungsschaltkreis
ermittelt wird, durch eine Änderungsauswirkung
in der Temperatur oder dgl. beim Betrieb der elektrischen Servolenkung
verändert
wird, wird dadurch der Motorstromwert für alle Phasen genau berechnet.
Ferner wird der Motor auf der Basis des genau berechneten Motorstromwerts angetrieben
und dadurch wird die Drehmomentschwankung vom Auftreten abgehalten.
Dadurch kann der Fahrer ein Lenkgefühl ohne fremdartiges Gefühl empfinden.