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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung:
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorsteuereinheit,
welche eine Mehrzahl von Motortreibermodi für das Treibersteuersystem eines Motors
hat, und welche den Motortreibermodus umschaltet, um einen Motor
zu steuern, und genauer auf eine elektrische Lenkhilfesteuereinheit,
welche entworfen ist, um das Lenksystem eines Fahrzeuges mit zusätzlicher
Leistung durch einen Motor zu versorgen.
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Beschreibung zum Stand der
Technik:
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Eine
herkömmliche
Motorsteuereinheit wurde beispielweise in der japanischen Patentveröffentlichung
No. 6-292389 offenbart. Der Stand der Technik dient zum Steuern
der Zunahme des Motorstroms in der Totzone, und zwar einfach durch
Korrigieren des nichtlinearen Abschnittes des Motorstroms, welcher
durch einen Stromerfasser erfasst wird. Die meisten Stromerfasser
zum Erfassen eines Motorstroms sind so entworfen, dass sie Schwankungen im
Erfassungssignalpegel nicht übernehmen.
Im tatsächlichen
Gebrauch ändert
sich jedoch der Signalpegel ebenfalls entsprechend zur relativen
Einschaltdauer eines Pulsbreitenmodulation(PWM)-Signals zum Antreiben
eines Motors, und die Linearität
des Stromerfassers ändert
sich ebenfalls entsprechend des Treibermodus des Motors. Diese dargelegten Probleme
enthalten das eine Problem, dass der tatsächliche Motorstrom schrittweise
variiert, wenn der Motortreibermodus oder ein anderer ähnlicher
Betrieb durchgeführt
wird, und daher entwickelt die elektrische Lenkhilfesteuereinheit,
oder dergleichen, welche den oben angegebenen Stand der Technik
verwendet, einen Stoß auf
ein Lenkrad während
des Lenkhilfebetriebes.
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Das
folgende beschreibt eine elektrische Lenkhilfe-Steuereinheit, welche Leistung zum Unterstützen des
Lenkens eines Fahrzeuglenkrads bereitstellt. Die elektrische Lenkhilfe-Steuereinheit
ist ein Beispiel einer herkömmlichen
Steuereinheit, welche eine Mehrzahl von Motortreibermodi hat, und
welche einen Motor durch Umschalten des Motortreibermodus steuert.
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15 ist ein Blockdiagramm,
welches einen schematischen Aufbau der elektrischen Lenkhilfe-Steuereinheit
zeigt. In der Zeichnung werden Ströme von einer Batterie 1 an
einen Motor 3 angelegt, welcher einen Lenkmechanismus (nicht
gezeigt) mit Hilfsenergie über
Schaltvorrichtungen 2a – 2d versorgt. Der
von der Batterie 1 an den Motor 3 zugeführte Motorstrom
wird durch einen Shunt-Widerstand 4 erfasst. Eine Strom-Erfassungsschaltung 5 erfasst
den Motorstrom von der an dem Shunt-Widerstand 4 gemäß dem Motorstrom
erzeugten Shunt-Spannung
und gibt einen erfassten Stromwert aus. Ein Drehmomentsensor 6 erfasst
ein durch einen Fahrer an den Lenkmechanismus angelegtes Lenkdrehmoment
und gibt ein Drehmomentsignal aus, welches das erfasste Lenkdrehmoment
anzeigt. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7 erfasst die Fahrzeuggeschwindigkeit
und gibt ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal aus, welches die erfasste
Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt. Die Ausgaben des Drehmomentssensors 6 und
des Fahrzeugssensors 7 werden an eine Zielmotorstrom-Entscheidungseinrichtung 8 angelegt,
welche den Zielwert der Ströme entscheidet,
die an den Motor 3 gemäß dem Drehmomentwert
und dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert angelegt werden. Die Ausgabe
des Drehmomentsensors 6 wird ebenfalls an eine Motorlaufrichtungs-Entscheidungseinrichtung 9 angelegt,
welche die Motorlaufrichtung entscheidet. Die Ausgabe der Motorlaufrichtungs-Entscheidungseinrichtung 9 und
die Ausgabe der Stromerfassungsschaltung 5 werden einer Eingangssignal-Vergleichseinrichtung 17 zugeführt, welche
den erfassten Stromwert und den Zielstromwert vergleicht, um die
Differenz zwischen den zwei Werten zu bestimmen. Die Ausgabe der
Eingangssignal-Vergleichseinrichtung 17 wird an eine PWM-Signal-Umformungseinrichtung 10 angelegt,
welche einen Einschaltwert gemäß der bestimmten
Differenz bestimmt, und der Einschaltwert wird in ein PWM-Signal
umgeformt.
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Die
Spannung über
den Motor 3 wird durch eine Motoranschlussspannungs-Erfassungsschaltung 11 erfasst,
wobei eine Ausgabe derer, als auch die Ausgabe der Stromerfassungsschaltung 5 an eine
Motordrehzahl-Abschätzeinrichtung 12 angelegt werden,
welche die Anzahl an Umdrehungen des Motors anhand der Motoranschlussspannung
und des erfassten Stromwertes abschätzt. Die Ausgabe der Motordrehzahl-Abschätzeinrichtung 12,
als auch die Ausgabe des Drehmomentsensors 6 werden einer
Innen-/Außenlenk-Bestimmungseinrichtung 13 zugeführt, welches
bestimmt, ob das Lenkrad nach außen (gelenkt von einem bestimmten
Winkel zurück zu
einem Neutralpunkt) oder nach innen (weggelenkt von dem Neutralpunkt)
gelenkt wird, und zwar gemäß der Motordrehzahl
und dem Drehmomentwert. Die Ausgabe der Innen-/Außenlenk-Bestimmungseinrichtung 13 wird
einer Q/D-Umschalteinrichtung 14 eingereicht.
Die Q/D-Umschalteinrichtung 14 gibt
ein Signal eines Treibermodus (im folgenden bezeichnet als "Q-Modus") aus, wobei der
Motor mit den Umschaltvorrichtungen 2a, 2d, welche
im PWM-Treibermodus betrieben werden, und den Umschaltvorrichtungen 2b, 2c AUS
gefahren wird, wenn das Bestimmungsergebnis der Innen-/Außenlenk-Bestimmungseinrichtung 13 anzeigt,
dass das Lenkrad zurückgelenkt
wird; oder es gibt ein Signal eines Treibermodus (im folgenden einfach
bezeichnet als "D-Modus") aus, wobei der
Motor mit der Umschaltvorrichtung 2a, welche im PWM-Modus
betrieben wird, der Umschaltvorrichtung 2d auf EIN, und
den Umschaltvorrichtungen 2b, 2c auf AUS eingestellt, gefahren
wird, wenn das Bestimmungsergebnis der Innen-/Außenlenk-Bestimmungseinrichtung 13 anzeigt,
dass das Lenkrad nach innen gelenkt wird. Eine Umschaltvorrichtungs-Treiberschaltung 15 empfängt das
PWM-Signal von der PWM-Signal-Umformungseinrichtung 10,
das Ausgangssignal von der Motorlaufrichtungs-Entscheidungseinrichtung 9 und das
Q/D-Modussignal
von der Q/D-Umschalteinrichtung 14, und sie treibt die
Umschaltvorrichtungen 2a – 2d gemäß den empfangenen
Signalen an. Die Zielmotorstrom-Entscheidungseinrichtung 8,
die Motorlaufrichtungs-Entscheidungseinrichtung 9,
die PWM-Signal-Umformungseinrichtung 10,
die Motordrehzahl-Abschätzeinrichtung 12,
die Innen-/Außenlenk-Bestimmungseinrichtung 13,
die Q/D-Umschalteinrichtung 14, die Eingangssignal-Vergleichseinrichtung 17,
usw., welche in 15 gezeigt
sind, werden hinsichtlich von einer Software her konfiguriert, wie z.B.
ein durch eine CPU 20 ausgeführtes Programm, um die Ströme zu steuern,
welche der elektrischen Lenkhilfevorrichtung zugeführt werden.
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Ferner
ist der Aufbau der Stromerfassungsschaltung 5 in 16 gezeigt. In der Zeichnung schaltet
ein Umschalter 5a in Ansprechen auf ein PWM-Signal von
der CPU 20 EIN/AUS, und er synchronisiert mit dem EIN/AUS-Timing
der Umschaltvorrichtungen 2a, 2d. Wenn die Umschaltvorrichtungen 2a, 2d eingeschaltet
werden, schaltet der Umschalter 5a ebenfalls auf EIN, um
einen Kondensator 5c mit der an dem Shunt-Widerstand 4 erzeugten Shunt-Spannung
aufzuladen. Wenn der Umschalter 5a ausgeschaltet wird,
wird die im Kondensator 5c geladene Spannung über einen
Widerstand 5b entladen. Ein Operationsverstärker 5d verstärkt die
im Kondensator 5c angesammelte Spannung und gibt das Ergebnis
als den erfassten Stromwert aus. Die Konstanten des Widerstands 5b und
des Kondensators 5c werden zuvor eingestellt, so dass eine
erfasste Stromwellenform die Motorstromwellenform des Motors 3 abschätzt.
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Die
herkömmliche
elektrische Lenkhilfe-Steuereinheit wie oben angegeben, hat jedoch
die unten angegebenen Probleme.
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17 und 18 zeigen die beobachteten Motorströme, wenn
die elektrische Lenkhilfe-Steuereinheit von 15 jeweils im Q- und D-Modus ist.
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17 zeigt den Fluss des Motorstroms
im D-Modus, wobei die Umschaltvorrichtung 2a im PWM-Modus
angetrieben wird, die Umschaltvorrichtung 2d ist EIN, und
die Umschaltvorrichtungen 2b und 2c sind AUS.
Wenn die Umschaltvorrichtung 2a EIN ist, fließt der Motorstrom über die
Umschaltvorrichtung 2a von der Batterie 1 zum
Motor 3, zur Umschaltvorrichtung 2d und zum Shunt-Widerstand 4, und
zwar in der Reihenfolge, in der sie aufgelistet sind (wie durch
den in 17 gezeigten
Weg (a) angegeben). Wenn die Umschaltvorrichtung 2a AUS
ist, fließt
der Rückgewinnungsstrom
des Motors 3 über den
Motor 3, die Umschaltvorrichtung 2d, die Umschaltvorrichtung 2c (eine
innere parasitäre
Diode) und den Motor 3, und zwar in der Reihenfolge, in
der sie aufgelistet sind (wie durch Weg (b) in 17 angegeben).
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18 zeigt den Motorstromfluss,
welcher im Q-Modus beobachtet wird, wobei die Umschaltvorrichtungen 2a und 2d PWM-angetrieben
werden und die Umschaltvorrichtungen 2b und 2c AUS
sind. Wenn die Umschaltvorrichtungen 2a und 2d EIN sind,
fließt
der Motorstrom entlang desselben Weges wie den in 17 gezeigten (wie durch Weg (a) in 18 angegeben). Wenn die
Umschaltvorrichtungen 2a und 2d AUS sind, fließt der Rückgewinnungsstrom
des Motors 3 über
den Shunt-Widerstand 4, die Umschaltvorrichtung 2c (die
innere parasitäre
Diode), den Motor 3 und die Umschaltvorrichtung 2b (eine
innere parasitäre
Diode), und zwar in der Reihenfolge, in der sie aufgelistet sind
(wie durch Weg (b) in 18 angegeben).
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Somit ändert sich
der Weg des Motorstromflusses gemäß des Motortreibermodus, welcher
eingestellt ist, daher ändert
sich die Wellenform der Shunt-Spannung, und der Stromwert, welcher
durch die Stromerfassungsschaltung 5 in Relation zur relativen
Einschaltdauer erfasst wird, ändert
sich demgemäss.
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19 zeigt die Eigenschaften
des Motorstroms der elektrischen Lenkhilfe-Steuereinheit von 15. In 19 zeigt (1) die Motorstromeigenschaft
des PWM-Signals in Relation zur relativen Einschaltdauer an; (a)
zeigt die Eigenschaft an, welche im D-Modus dargelegt wird, und
(b) zeigt die Eigenschaft an, welche im Q-Modus dargelegt wird;
(2) zeigt die Motorstromeigenschaft in Relation zu erfassten Stromwerten
an.
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Wenn
beispielsweise in 19 die
elektrische Lenkhilfe-Steuereinheit
von 15 in einem Zustand
ist, in welchem der Motortreibermodus D ist, ist die relative Einschaltdauer
DY1, der Motorstrom ist I1, und der erfasste Stromwert ist S1, wenn
die Q/D-Umschalteinrichtung 14 das Q-Modussignal in Ansprechen
auf ein Erfassungsergebnis der Innen-/Außenlenk-Bestimmungseinrichtung 13 ausgibt,
dann schaltet die Umschaltvorrichtungs-Treiberschaltung 15 den
Motortreibermodus von D auf Q um. Da jedoch die relative Einschaltdauer
des PWM-Signals DY1 ist, ändert
sich der Motorstrom auf I2. Der erfasste Stromwert ändert sich
gemäß des neuen
Motorstroms auf S2, und wenn eine Differenz zwischen dem erfassten
Stromwert und dem Zielstromwert erzeugt wird, führt die CPU 20 die
Motorstromsteuerung durch, welche zu einer weiteren Änderung
im Motorstrom führt.
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Somit
bewirkt die Umschaltung des Motortreibermodus eine Änderung
im Motorstrom, welches dahingehend ein Problem darlegt, dass eine Änderung
im Ausgabedrehmoment des Motors 3 einen Stoß auf ein
Lenksystem entwickelt.
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Ferner
werden in der Stromerfassungsschaltung 5 von 16 die Konstanten des Widerstands 5b und
des Kondensators 5c zuvor eingestellt, um eine Wellenform
zu erzeugen, welche sich dem Motorstrom annähert. Eine solche Einstellung
wird anhand der Anzahl von Umdrehungen des Motors, der Batteriespannung,
usw. durchgeführt,
welche für
vorbestimmte Werte eingestellt sind. Beim tatsächlichen Betrieb läuft jedoch
der Motor 3, und die Spannung über den Motor ändert sich
aufgrund der durch den Motor erzeugten Spannung, daher erfordert
ein Aufrechterhalten eines vorbestimmten Motorstroms, dass die relative
Einschaltdauer des PWM-Signals geändert wird. Das bedeutet, dass,
sogar wenn der Motorstrompegel unverändert verbleibt, eine Änderung
in der relativen Einschaltdauer unweigerlich den Effektivwert der
angenäherten
Wellenform des Motorstroms ändert,
und zwar basierend auf dem Widerstand 5b und dem Kondensator 5c in
der Stromerfassungsschaltung 5, was somit zu einem Stromerfassungsfehler
führt.
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20 zeigt beispielsweise
eine Einschaltdauereigenschaft in Relation zum Motorstrom für unterschiedliche
Umdrehungsanzahlen des Motors; (a), (b) und (c) zeigen jeweils einen
Zustand an, bei welchem das Lenkrad nach innen gelenkt wird, einen
Zustand, bei welchem das Lenkrad gesichert ist, und einen Zustand,
bei welchem das Lenkrad zurückgelenkt
wird. Bezugnehmend auf die Zeichnung sind bei einem Versuch, denselben
Motorstrom in den Zuständen
(a), (b) und (c) fließen
zu lassen, wenn eine Eingangseinstellung der Konstanten eines Widerstandes 6b und
eines Kondensators 6c im Motorzustand (b) beispielsweise
in der Stromerfassungsschaltung 5 durchgeführt wird,
die Lade- und Entladezeit des Widerstands 6b und des Kondensators 6c unterschiedlich
zwischen den Motorzuständen
(a) und (c), und die erfassten Wellenformen unterscheiden sich wesentlich
von der Motorstromwellenform, da sich die relative Einschaltdauer
des PWM-Signals gemäß des Motorzustandes ändert. Dasselbe
Phänomen
tritt auf, wenn sich die Leitungsspannung der Batterie 1 ändert.
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Da
die erfassten Wellenformen sogar bei demselben Motorstrom variieren, übernehmen
die erfassten Stromwerte daher unweigerlich Fehler in Abhängigkeit
von der Bedingung der Motorumdrehung.
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Die
US 4,540,920 beschreibt
ein Transportsteuersystem, welches eine genaue Bandgeschwindigkeit
und eine Tensionssteuerung in einem geschlossenen Regelkreis bereitstellt.
In drei möglichen Modi,
nämlich
einem Lastmodus, einem Beschleunigungsmodus und einem Geschwindigkeitsmodus, wird
eine Fehlervorrichtung zum Steuern der Bandgeschwindigkeit mit unterschiedlichen
Eingangssignalen bereitgestellt, welche von einem Stromsensorsignal
und einem Signal aus einem phasengesteuerten Regelkreis erhalten
werden. Eine Modus-Umschaltvorrichtung
ermöglicht
ein Umschalten zwischen einzelnen Modi.
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Jedoch
lehrt das System gemäß der D1 nicht,
wie man Probleme beseitigen kann, welche auftreten wenn zwischen
unterschiedlichen Betriebsmodi umgeschaltet wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demgemäss wurde
die vorliegende Erfindung im Hinblick auf das Lösen der Probleme mit der oben
angegebenen herkömmlichen
Einheit erreicht, und es ist ebenfalls eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Motorsteuereinheit bereitzustellen, welche in der Lage ist,
die Schwankungen im Motordrehmoment zu reduzieren, welche durch
das Umschalten des Motortreibermodus verursacht werden.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorsteuereinheit
bereitzustellen, welche in der Lage ist, eine hochgenaue Korrektur durchzuführen, und
zwar durch Korrigieren mindestens eines Stromeingangssignals in
einer Rückkopplungs-Steuerschleife
gemäß eines
PWM-Treiber-Einschaltdauerwertes,
und welche ebenfalls in der Lage ist, Motorstrom-Erfassungsfehler
sogar dann zu reduzieren, wenn sich die relative Einschaltdauer
aufgrund einer Änderung
in einem Motorumdrehungszustand oder einer Batteriespannung ändert.
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Es
ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorsteuereinheit
bereitzustellen, welche ein einfacheres Einstellen und Aktualisieren
eines Korrekturwertes erlaubt als diejenige, welche dies durch arithmetische
Verarbeitung macht, sogar wenn die Korrekturwerte für Stromeingangssignale
nichtlinear sind, was es ermöglicht,
weiter die Schwankungen im Motorstrom zu steuern.
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Gemäß eines
Aspektes der Erfindung ist eine Motorsteuereinheit zum Treiben eines
Motors in einem PWM-Modus
und zum Rückkopplungs-Steuern
eines Motorstroms ausgestattet mit einer Treibereinrichtung zum
Treiben des Motors in dem PWM-Modus; einer Motortreibermodus-Umschalteinrichtung,
die eine Mehrzahl von Motortreibermodi für das Treibersteuersteuersystem
des Motors aufweist, und die den Motortreibermodus umschaltet; einer Eingangssignal-Korrektureinrichtung
zum Korrigieren zumindest eines Eingangssignals der Vergleichseinrichtung,
die in einer Rückkopplungssteuerschleife
bereitgestellt ist, in Übereinstimmung
mit dem Motortreibermodus; wobei der Korrekturwert, der durch die
Eingangssignal-Korrektureinrichtung
vorgegeben ist, geändert
wird, wann immer der Motortreibermodus umgeschaltet wird; einer
Korrekturwert-Speichereinrichtung zum Speichern eines Korrekturwerts,
der von der Eingangssignal-Korrektureinrichtung
verwendet wird, im Voraus; und wobei die Eingangssignal-Korrektureinrichtung
eine Korrektur unter Verwendung der Korrekturwerte durchführt, die in
der Korrekturwert-Speichereinrichtung gespeichert sind.
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Gemäß eines
weiteren Aspektes der Erfindung ist eine Motorsteuereinheit zum
Treiben eines Motors in einem PWM-Modus und zum Rückkopplungs-Steuern des Motorstroms
ausgestattet mit einer Treibereinrichtung zum Treiben des Motors
in dem PWM-Modus, einer Motortreibermodus-Umschalteinrichtung, die eine Mehrzahl
von Motortreibermodi für
das Treibersteuersystem des Motors aufweist, und die den Motortreibermodus
umschaltet, einer Eingangssignal-Korrektureinrichtung
zum Korrigieren zumindest eines Eingangssignals der Vergleichseinrichtung,
die in einer Rückkopplungssteuerschleife
bereitgestellt ist, gemäß dem Motortreibermodus,
wobei der Korrekturwert, der durch die Eingangssignal-Korrektureinrichtung
vorgegeben ist, geändert
wird, wann immer der Motortreibermodus umgeschaltet wird, und wobei
die Korrekturverarbeitung, die durch die Eingangssignal-Korrektureinrichtung
implementiert ist, wiederholt für
eine vorbestimmte Zeit EIN/AUS-geschaltet wird, wenn der Motortreibermodus
von der Motortreibermodus-Umschalteinrichtung
umgeschaltet wird.
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Gemäß eines
weiteren Aspektes der Erfindung ist eine Motorsteuereinheit zum
Treiben eines Motors in einem PWM-Modus und zum Rückkopplungs-Steuern des Motorstroms
ausgestattet mit einer Treibereinrichtung zum Treiben des Motors
in dem PWM-Modus, einer Motortreibermodus-Umschalteinrichtung, die eine Mehrzahl
von Motortreibermodi für
das Treiber-Steuersystem des Motors aufweist, und die den Motortreibermodus
umschaltet, einer Eingangssignal-Korrektureinrichtung
zum Korrigieren zumindest eines Eingangssignals der Vergleichseinrichtung,
die in einer Rückkopplungssteuerschleife
bereitgestellt ist, gemäß dem Motortreibermodus,
wobei der Korrekturwert, der von der Eingangssignal-Korrektureinrichtung
vorgegeben ist, geändert
wird, wann immer der Motortreibermodus umgeschaltet wird, und wobei
der Modus der Eingangssignal-Korrektureinrichtung umgeschaltet wird, wenn
der Motortreibermodus von der Motortreibermodus-Umschalteinrichtung
umgeschaltet wird und der Korrekturbetrag der Eingangssignal-Korrektureinrichtung
verringert wird, wenn die Zeit verstreicht.
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Gemäß eines
noch weiteren Aspektes der Erfindung ist eine Motorsteuereinheit
zum Treiben eines Motors in dem PWM-Modus und zum Rückkopplungs-Steuern
des Motorstroms ausgestattet mit einer Treibereinrichtung zum Treiben
des Motors in dem PWM-Modus; einer Motortreibermodus-Umschalteinrichtung,
die eine Mehrzahl von Motortreibermodi für das Treiber-Steuersystem des
Motors aufweist, und die den Motortreibermodus umschaltet; einer
Eingangssignal-Korrektureinrichtung
zum Korrigieren zumindest eines Eingangssignals der Vergleichseinrichtung,
die in einer Rückkopplungssteuerschleife
bereitgestellt ist, gemäß dem Motortreibermodus;
wobei der Korrekturwert, der von der Eingangssignal-Korrektureinrichtung
vorgegeben ist, geändert
wird, wann immer der Motortreibermodus umgeschaltet wird, und wobei
die Motortreibermodus-Umschalteinrichtung abwechselnd zwischen zwei
Treibermodi für
eine vorbestimmte Zeit umschaltet, wenn sie den Motortreibermodus
umschaltet.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockdiagramm,
welches den Aufbau einer elektrischen Lenkhilfe-Steuereinheit einer
ersten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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2 ist ein Ablaufdiagramm,
welches den Betrieb der Steuereinheit gemäß der ersten Ausführungsform
zeigt;
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3 ist ein Blockdiagramm,
welches den Aufbau einer elektrischen Lenkhilfe-Steuereinheit einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ist ein Ablaufdiagramm,
welches den Betrieb der Steuereinheit gemäß der zweiten Ausführungsform
zeigt;
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5 ist ein Blockdiagramm,
welches den Aufbau einer elektrischen Lenkhilfe-Steuereinheit einer
dritten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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6 ist ein Ablaufdiagramm,
welches den Betrieb der Steuereinheit gemäß der dritten Ausführungsform
zeigt;
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7 ist eine Abbildung einer
Korrekturwert-Speichereinrichtung
der dritten Ausführungsform;
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8 ist ein Blockdiagramm,
welches eine elektrische Lenkhilfe-Steuereinheit einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ist ein Ablaufdiagramm,
welches den Betrieb der Steuereinheit der vierten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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10 ist ein Schaubild, welches
den tatsächlichen
Motorstrom der vierten Ausführungsform zeigt;
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11 ist ein Ablaufdiagramm,
welches den Betrieb einer Steuereinheit einer fünften Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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12 ist ein Schaubild, welches
den tatsächlichen
Motorstrom der fünften
Ausführungsform zeigt;
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13 ist ein Ablaufdiagramm,
welches den Betrieb einer Steuereinheit einer sechsten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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14 ist ein Schaubild, welches
den tatsächlichen
Motorstrom der sechsten Ausführungsform
zeigt;
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15 ist ein Blockdiagramm,
welches den Aufbau einer herkömmlichen
elektrischen Lenkhilfe-Steuereinheit zeigt;
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16 ist ein Schaltplan, welcher
den Aufbau einer Stromerfassungseinrichtung von 15 zeigt;
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17 ist ein Schaltplan, welcher
den Motorstromfluss zeigt, welcher beobachtet wird, wenn der Motortreibermodus
auf D umgeschaltet wird;
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18 ist ein Schaltplan, welcher
den Motorstromfluss zeigt, welcher beobachtet wird, wenn der Motortreibermodus
auf Q umgeschaltet wird;
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19 ist ein Schaubild, welches
die Beziehung zwischen relativer Einschaltdauer, Motorstrom und
erfasstem Strom in den Q- und D-Modi zeigt; und
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20 ist ein Schaubild, welches
die Beziehung zwischen dem Motorstrom und der relativen Einschaltdauer
zeigt, wenn der Motor läuft.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben.
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Erste Ausführungsform:
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Es
wird die erste Ausführungsform
beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung bei einer elektrischen
Lenkhilfe-Steuereinheit
angewendet wird. 1 ist
das Blockdiagramm, welches den schematischen Aufbau der elektrischen
Lenkhilfe-Steuereinheit
gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt.
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In
der Zeichnung enthält
die elektrische Lenkhilfe-Steuereinheit
der Ausführungsform:
die Batterie 1, welche als die Energieversorgung dient; Umschaltvorrichtungen 2a – 2d;
den Motor 3; den Shunt-Widerstand 4 zum Erfassen
von Motorströmen;
die Stromerfassungsschaltung 5 zum Erfassen eines Motorstroms
von der Shunt-Spannung des Shunt-Widerstandes 4,
und zum Ausgeben eines erfassten Stromwertes; eine Erfassungsstrom-Korrektureinrichtung 16 zum
Korrigieren eines erfassten Stromwertes, und zwar nur wenn der Motortreibermodus
Q ist; den Drehmomentsensor 6, welcher ein Lenkdrehmoment
eines Lenksystems erfasst und ein Drehmomentsignal ausgibt, welches
das erfasste Drehmoment anzeigt; den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7,
welcher eine Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal ausgibt;
die Zielmotorstrom-Entscheidungseinrichtung 8,
welche einen Zielstromwert gemäß dem Drehmomentwert
des Drehmomentsensors 6 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert
des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 7 entscheidet; die
Motorlaufrichtungs-Entscheidungseinrichtung 9, welche die
Motorlaufrichtung gemäß des Drehmomentwertes
entscheidet; die Eingangssignal-Vergleichseinrichtung 17,
welche den erfassten Stromwert mit dem Zielstromwert vergleicht,
um die Differenz zwischen den zwei Werten zu bestimmen; und die
PWM-Signal-Umformungseinrichtung 10,
welche einen Einschaltdauerwert anhand der durch die Eingangssignal-Vergleichseinrichtung 17 bestimmten
Differenz bestimmt, und ihn in ein PWM-Signal umformt.
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Die
Ausgabe der Stromerfassungsschaltung 5 wird in zwei aufgeteilt,
wobei eine an die Erfassungsstrom-Korrektureinrichtung 16 angelegt
wird, und die andere direkt der Eingangssignal-Vergleichseinrichtung 17 zugeführt wird.
Mit anderen Worten werden die Ausgabe der Stromerfassungsschaltung 5 und
die Ausgabe der Erfassungsstrom-Korrektureinrichtung 16 selektiv
der Eingangssignal-Vergleichseinrichtung 17 gemäß der Ausgabe
der Q/D-Umschalteinrichtung 14 zugeführt.
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Die
elektrische Lenkhilfe-Steuereinheit enthält ferner eine Motoranschlussspannungs-Erfassungsschaltung 11,
welche die Spannung über
den Motor 3 erfasst; die Motordrehzahl-Abschätzeinrichtung 12,
welche die Anzahl an Umdrehungen des Motors anhand der Motoranschlussspannung
abschätzt,
welche von der Motoranschlussspannungs-Erfassungsschaltung 11 und
dem erfassten Stromwert empfangen wird; die Innen-/Außenlenk-Bestimmungseinrichtung 13,
welche bestimmt, ob das Lenkrad nach außen oder nach innen gelenkt wird,
und zwar anhand der Motordrehzahl, welche durch die Motordrehzahl-Abschätzeinrichtung 12 und dem
Drehmomentwert des Drehmomentsensors 6 bestimmt wird; die
Q/D-Umschalteinrichtung 14,
welche das Q-Modussignal ausgibt, wenn das Bestimmungsergebnis der
Innen-/Außenlenk-Bestimmungseinrichtung 13 anzeigt,
dass das Lenkrad nach außen
gelenkt wird, oder das D-Modussignal ausgibt, wenn das Bestimmungsergebnis
anzeigt, dass das Lenkrad nach innen gelenkt wird; und eine Umschalteinrichtungs-Treiberschaltung 15,
welche das Q- oder D-Modussignal von der Q/D-Umschalteinrichtung 14 empfängt und
die Umschaltvorrichtungen antreibt. Die Bauteile 8 bis 10, 12 bis 14 und 16 bilden
eine Steuereinheit 20A, welche die Ströme steuert, welche der elektrischen
Lenkhilfe-Steuereinheit zugeführt
werden. In diesem Fall kann die Steuereinheit 20A hinsichtlich
von einer Software her konfiguriert werden, um ein durch eine CPU
ausgeführtes
Steuerprogramm zu implementieren, oder hinsichtlich von einer Hardware
her, welche elektrische Schaltungen oder dergleichen verwendet.
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Die
Q/D-Umschalteinrichtung 14 enthält eine Motortreibermodus-Umschalteinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Umschalten des Treibermodus des Motors 3;
die Umschaltvorrichtungs-Treiberschaltung 15 bildet die Treibereinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Antreiben des Motors 3 im PWM-Treibermodus;
die Erfassungsstrom-Korrektureinrichtung 16 bildet die
Eingangssignal-Korrektureinrichtung zum Korrigieren mindestens eines
Eingangssignals der Vergleichseinrichtung, welche in der Rückkopplungs-Steuerschleife
enthalten ist, und zwar gemäß dem Motortreibermodus;
und die Eingangssignal-Vergleichseinrichtung 17 bildet
die Vergleichseinrichtung 17 gemäß der vorliegenden Erfindung,
welche in der Rückkopplungs-Steuerschleife
enthalten ist.
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Die
Schaltungskonstante der Stromerfassungsschaltung 5 wird
bei einer vorbestimmten Batteriespannung, bei gesichertem Motor
und bei dem D-Modus als dem Referenztreibermodus eingestellt.
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Der
Betrieb der Stromsteuerung der Steuereinheit 20A wird in
Verbindung mit dem Ablaufdiagramm von 2 beschrieben.
Zunächst
wird das Lenkdrehmoment des Lenksystems, welches durch das Lenken
eines Fahrers erzeugt wird, durch den Drehmomentsensor 6 erfasst,
und ein Drehmomentwert TRQ wird eingelesen (Schritt 100),
dann wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit SP vom Fahrzeugsensor 7 gelesen
(Schritt 101). Es wird ein Zielmotorstromwert IMT durch
die Zielmotorstrom-Entscheidungseinrichtung 8 anhand des
Drehmomentwertes TRQ und der Fahrzeuggeschwindigkeit SP bestimmt
(Schritt 102), und die Laufrichtung des Motors 3 wird
gemäß dem Drehmomentwert
TRQ entschieden (Schritt 103). Dann wird in Schritt 104 ein erfasster
Stromwert IMD von der Stromerfassungsschaltung 5 empfangen;
in Schritt 105 wird eine Motoranschlussspannung VM von
der Motoranschlussspannungs-Erfassungsschaltung 11 empfangen,
und die Anzahl an Umdrehungen NM des Motors 3 wird anhand
der Motoranschlussspannung VM und des erfassten Stromwertes IMD
abgeschätzt
(Schritt 106). Der Zustand des Antriebsrades wird anhand der
Anzahl an Umdrehungen des Motors NM und des Drehmomentwertes TRQ
abgeschätzt
(Schritt 107), um zu bestimmen, ob das Lenkrad nach außen gelenkt
wird oder nicht (Schritt 108). Wenn herausgefunden wird,
dass das Lenkrad nach außen
gelenkt wird, wird das Q/D-Modussignal auf den High-Pegel (H) (Schritt 109),
oder wenn herausgefunden wird, dass das Lenkrad nach innen gelenkt
wird, wird das Q/D-Modussignal
auf den Low-Pegel (L) (Schritt 110) eingestellt. Als nächstes wird
bestimmt, ob der Q/D-Modus umgeschaltet wurde oder nicht (Schritt 111),
und wenn das Q/D-Modussignal von L auf H umgeschaltet wurde, das
heißt,
wenn der Modus von D auf Q geändert
wurde, dann wird ein vorbestimmter Korrekturwert N gemäß des erfassten
Stromwertes IMD bestimmt, und der Korrekturwert N wird dem erfassten
Stromwert IMD hinzuaddiert, um ihn auf den vorbestimmten erfassten
Stromwert IMD einzustellen (Schritt 112). Wenn das Q/D-Modussignal von H
auf L umschaltet, was den Wechsel vom Q-Modus zum D-Modus bedeutet, dann wird
der erfasste Stromwert IMD unkorrigiert belassen. In dem darauffolgenden Schritt
wird eine P.I.D.-Steuerung durchgeführt, so dass die Differenz
zwischen dem Zielstromwert IMT und dem erfassten Stromwert IMD Null
wird (Schritt 113), der Einschaltdauerwert wird entschieden (Schritt 114),
und der Einschaltdauerwert wird in ein PWM-Signal umgeformt. Zuletzt
werden das PWM-Signal,
die in Schritt 103 entschiedene Motorlaufrichtung und das
Q/D-Modussignal ausgegeben (Schritt 115).
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Somit
ist die Motorsteuereinheit, welche eine Mehrzahl von Motortreibermodi
hat um sich für
jedes Motortreiber-Steuersystem
zu eignen, in der Lage, den Korrekturwert durch Umschalten des Modus
der Erfassungsstrom-Korrektureinrichtung 16, welche als die
Eingangssignal-Korrektureinrichtung dient, zu ändern, wann immer der Motortreibermodus
geändert wird.
Dies ermöglicht
es der Motorsteuereinheit, plötzliche Änderungen
im Motorstrom zu reduzieren, welche durch das Umschalten unter einer
Mehrzahl von Motortreibermodi verursacht werden, und eine Änderung
(oder einen Stoß)
im Motordrehmoment auszuschließen,
welche erzeugt wird, wenn der Motortreibermodus geändert wird.
-
Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform
kann das durch die Erfassungsstrom-Korrektureinrichtung 16 zu
korrigierende Objekt ein Zielstromwert sein, solange es ein Eingangssignal
ist, welches der Eingangssignal-Vergleichseinrichtung 17 zugeführt wird,
welche als die Vergleichseinrichtung dient.
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Ferner
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Motorstromschwankungen
zu reduzieren, welche durch Umschalten unter den Motortreibermodi
verursacht werden, die Erfassungsstrom-Korrektureinrichtung 16 braucht
nicht für
jeden Motortreibermodus bereitgestellt zu werden, sie kann nur für einen
Motortreibermodus bereitgestellt werden, wie bei der oben angegebenen
Ausführungsform.
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Diese
Einrichtung zum Beschränken
des Wertes nach einer Korrektur wird unmittelbar nach der Eingangssignal-Korrektureinrichtung
bereitgestellt, wodurch verhindert wird, dass der zu korrigierende
Wert außerhalb
eines vorbestimmten Steuerbereiches geht, nachdem er korrigiert
ist.
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Zweite Ausführungsform:
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3 zeigt den Aufbau der elektrischen Lenkhilfe-Steuereinheit gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; 4 ist
das Ablaufdiagramm, welches den Betrieb der zweiten Ausführungsform
zeigt. Diese Ausführungsform
ist so entworfen, dass der Ausgangswert (Einschaltdauerwert) der
PWM-Signal-Umformungseinrichtung 10 der Q-Modus Erfassungsstrom-Korrektureinrichtung 16 der
in 1 gezeigten ersten
Ausführungsform zugeführt wird,
um dem erfassten Stromwert eine korrigierte Größe hinzuzufügen, und zwar gemäß dem Einschaltdauerwert
im Q-Modus. Der Rest des Aufbaus der zweiten Ausführungsform
ist derselbe wie der in 1 gezeigte,
und die genaue Beschreibung dessen wird ausgelassen.
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Der
Stromsteuerbetrieb der Steuereinheit 20B der zweiten Ausführungsform
wird mit Bezug auf das in 4 gezeigte
Ablaufdiagramm beschrieben. In 4 sind
die Schritte bis hin zu einem Schritt 111 dieselben wie
die der ersten Ausführungsform,
und deren Beschreibung wird ausgelassen. Zunächst wird, wenn das Q/D-Modussignal
von L auf H umschaltet, das heißt,
wenn der D-Modus auf den Q-Modus geändert wird, ein Einschaltdauerwert
DY von der PWM-Signal Umformungseinrichtung 10 empfangen
(Schritt 116), der vorbestimmte Korrekturwert N wird gemäß dem Einschaltdauerwert
DY bestimmt, der bestimmte Korrekturwert N wird zu dem erfassten
Korrekturwert IMD addiert, und die Korrektur wird gemacht, um den
vorbestimmten erfassten Stromwert IMD zu erhalten (Schritt 112A). Wenn
das Q/D-Modussignal
von H auf L umschaltet, das heißt,
wenn der Modus von Q auf D umgeschaltet wird, verbleibt der erfasste
Stromwert IMD unverändert.
Dann wird die P.I.D.-Steuerung durchgeführt, so dass die Differenz
zwischen dem Zielstromwert IMT und dem erfassten Stromwert IMD gleich
Null wird (Schritt 113), der Einschaltdauerwert wird entschieden
(Schritt 114), und der Einschaltdauerwert wird in ein PWM- Signal umgeformt.
Schließlich
werden das PWM-Signal, die in Schritt 103 entschiedene Motorlaufrichtung
und das Q/D-Modussignal
ausgegeben (Schritt 115).
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Somit
erfasst die Erfassungsstrom-Korrektureinrichtung 16, welche
als die Eingangssignal-Korrektureinrichtung dient, den durch die
Stromerfassungsschaltung 5 erfassten Motorstromwert gemäß des Einschaltdauerwertes
des PWM-Signals, wodurch eine hochgenaue Korrektur sichergestellt
wird. Sogar wenn sich die relative Einschaltdauer bei einem festgesetzten
Motorstrom aufgrund des Einflusses der durch die Umdrehung des Motors
erzeugten Spannung oder der Schwankungen in der an den Motor angelegten
Spannung ändert,
kann der Fehler bei der Erfassung, welche durch die Stromerfassungsschaltung 5 durchgeführt wird,
die als die Stromerfassungseinrichtung dient, reduziert werden.
-
Die
vorliegende Erfindung kann ebenfalls bei einer Motorsteuereinheit
angewendet werden, welche nicht mit der Motortreibermodus-Umschalteinrichtung,
wie die Q/D-Umschalteinrichtung 14,
ausgestattet ist.
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Dritte Ausführungsform:
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5 zeigt den Aufbau der elektrischen Lenkhilfe-Steuereinheit in
bezug auf die dritte Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung; 6 ist das
Ablaufdiagramm, welches deren Betrieb zeigt. Die dritte Ausführungsform
hat eine Korrekturwert-Speichereinrichtung 18, welche zu
der Erfassungsstrom-Korrektureinrichtung 16 der in 1 gezeigten elektrischen
Lenkhilfe-Steuereinheit hinzugefügt
wurde; die Korrekturwert-Speichereinrichtung 18 bildet
ab und speichert den vorbestimmten Korrekturwert N, welcher zu dem erfassten
Stromwert IMD hinzuzufügen
ist. Der Rest des Aufbaus dieser Ausführungsform ist identisch mit
dem der in 1 gezeigten
ersten Ausführungsform,
daher wird dessen genaue Beschreibung ausgelassen.
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Der
Stromsteuerbetrieb einer Steuereinheit 20C gemäß der Ausführungsform
wird in Verbindung mit dem Ablaufdiagramm von 6 beschrieben. Die Verarbeitung bis zum
Schritt 111 ist dieselbe wie die der ersten Ausführungsform,
daher wird sie ausgelassen. Ein Schritt 112B zeigt die
Umschaltung des Q/D-Modussignals
von L auf H an, das heißt,
die Umschaltung von Modus D auf Q. Auf die Abbildung der Korrekturwert-Speichereinrichtung 18 wird
Bezug genommen, und der vorbestimmte Korrekturwert N wird gemäß des erfassten
Stromwertes IMD bestimmt, und der bestimmte Korrekturwert N wird
zu dem erfassten Stromwert IMD addiert, um ihn auf den vorbestimmten
erfassten Stromwert IMD einzustellen. Wenn das Q/D-Modussignal von
H auf L umschaltet, das heißt,
wenn der Q-Modus auf den D-Modus umschaltet, wird der erfasste Stromwert
als IMD verwendet, ohne ihn zu korrigieren. Dann wird die P.I.D.-Steuerung
durchgeführt,
um die Differenz zwischen dem Zielstromwert IMT und dem erfassten Stromwert
IMD zu Null werden zu lassen (Schritt 113), der Einschaltdauerwert
wird entschieden (Schritt 114), und der Einschaltdauerwert
wird in ein PWM-Signal umgeformt. Schließlich werden das PWM-Signal,
die in Schritt 103 bestimmte Motorlaufrichtung und das
Q/D-Modussignal ausgegeben (Schritt 115).
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7 zeigt ein Beispiel der
in der Korrekturwert-Speichereinrichtung 18 gespeicherten
Abbildung. In 7 zeigt
die Achse der Abszisse den erfassten Stromwert IMD an; die Achse
der Ordinate zeigt den korrigierten Wert N an.
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Die
Inhalte der Abbildung der Korrekturwert-Speichereinrichtung 18 werden
durch die folgende Eingangssignal-Korrektureinrichtung entschieden,
daher sind sie ebenfalls in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform
wirksam.
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Deshalb
sind die Motorsteuereinheiten in den oben beschriebenen ersten und
zweiten Ausführungsformen
mit der Korrekturwert-Speichereinrichtung ausgestattet, und zwar
zum vorherigen Speichern der Korrekturwerte, welche durch die Eingabekorrektureinrichtung
verwendet werden, so dass die Eingangssignal-Korrektureinrichtung
die in der Korrekturwert-Speichereinrichtung
gespeicherten Korrekturwerte verwendet, um eine Korrektur durchzuführen. Dies
ermöglicht
eine frühere
Korrekturverarbeitung und schließt den Bedarf einer komplizierten arithmetischen
Verarbeitung aus, was zu einer schnelleren Korrekturverarbeitung
führt.
Deshalb kann die Motorsteuereinheit ebenfalls bei einer kostengünstigen
Steuereinheit (CPU), welche keinen eingebauten PWM-Ausgang hat,
und bei einer Steuereinheit (CPU) angewendet werden, welche bei
einer arithmetischen Verarbeitung langsam ist, oder welche zur Korrekturverarbeitung
nicht viel Zeit zur Verfügung
stellen kann. Im Falle nichtlinearer Korrekturwerte können die
Korrekturwerte einfacher eingestellt oder aktualisiert werden, als
bei dem arithmetischen Verarbeitungsverfahren.
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Vierte Ausführungsform:
-
8 zeigt den Aufbau der elektrischen Lenkhilfe-Steuereinheit bezüglich der
vierten Ausführungsform,
gemäß der vorliegenden
Erfindung; 9 ist das
Ablaufdiagramm, welches deren Betrieb darstellt. Der Aufbau der
elektrischen Lenkhilfe-Steuereinheit gemäß der vierten Ausführungsform ist
beinahe derselbe wie der der wie in 15 gezeigten
herkömmlichen,
mit der Ausnahme, dass der Steuerbetrieb, das heißt das Steuerprogramm,
von einer Steuereinheit 20D unterschiedlich ist.
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Der
Betrieb der vierten Ausführungsform wird
nun mit Bezug auf das in 9 gegebene
Ablaufdiagramm beschrieben. Der Betrieb bis zum Schritt 110 ist
identisch mit dem der ersten Ausführungsform, und daher wird
deren Beschreibung ausgelassen. In Schritt 111 wird bestimmt,
ob die bis zu Schritt 110 durchgeführte Verarbeitung verursacht hat,
dass das Q/D-Modussignal von L auf H oder von H auf L umgeschaltet
wurde. Wenn bestimmt wird, dass der Motortreibermodus umgeschaltet
wurde, dann wird überprüft, ob eine
vorbestimmte Zeit von dem Moment an verstrichen ist, an dem der
Motortreibermodus geändert
wurde (t = 0 bedeutet, dass die vorbestimmte Zeit verstrichen ist;
t ≠ 0 bedeutet, dass
die vorbestimmte Zeit noch nicht verstrichen ist) (Schritt 117).
Wenn bestimmt wird, dass die vorbestimmte Zeit noch nicht verstrichen
ist (t ≠ 0),
wird das Q/D-Modussignal umgekehrt (Schritt 118). Wenn
bestimmt wird, dass der Modus unverändert bleibt oder dass die
vorbestimmte Zeit verstrichen ist (t = 0), dann wird die P.I.D.-Steuerung
implementiert, um die Differenz zwischen dem Zielstromwert IMT und
dem erfassten Stromwert IMD gleich Null werden zu lassen (Schritt 113),
der Einschaltdauerwert wird entschieden (Schritt 114),
und der Einschaltdauerwert wird in ein PWM-Signal umgeformt. Schließlich werden
das PWM-Signal, die in Schritt 103 entschiedene Motorlaufrichtung
und das Q/D-Modussignal ausgegeben (Schritt 115).
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Somit
wird, wann immer der Motortreibermodus umgeschaltet wird, der Wechsel
zwischen den zwei Modi alternativ für die vorbestimmte Zeit durchgeführt. Dies
ermöglicht
es, die Schwankungen in dem gesamten Motorstrom zu reduzieren und schließt den Bedarf
an arithmetischen Formeln, an einer Abbildung, von Daten oder dergleichen,
um eine Korrektur zu machen, aus.
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Ferner
kann eine vorbestimmte Frequenz zum abwechselnden Umschalten zwischen
den zwei Treibermodi verwendet werden, welches es ermöglicht,
das Verhältnis
der zwei Treibermodi pro Zyklus auf einen vorbestimmten Wert einzustellen.
Wenn die Frequenz des PWM-Signals 20 kHz beträgt, ermöglicht ein Einstellen der Umschaltfrequenz
auf ungefähr
100 Hz eine reduzierte Vibration und reduziertes Steuerrauschen
an dem Umschaltzeitpunkt.
-
Fünfte Ausführungsform:
-
11 ist das Ablaufdiagramm,
welches den Steuerbetrieb der elektrischen Lenkhilfe-Steuereinheit
bezüglich
der fünften
Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt. Der Aufbau der elektrischen Lenkhilfe-Steuereinheit gemäß der fünften Ausführungsform
ist derselbe wie der in 1 gezeigte,
mit der Ausnahme, dass der Steuerbetrieb, das heißt das Steuerprogramm,
der Steuereinheit (CPU) unterschiedlich ist.
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Der
Betrieb der fünften
Ausführungsform wird
nun mit Bezug auf das in 11 gegebene
Ablaufdiagramm beschrieben. In 11 ist
der Betrieb bis zum Schritt 111 identisch mit dem der ersten
Ausführungsform
von 2, und daher wird
dessen Beschreibung ausgelassen. Im Schritt 111 wird dann, wenn
das Q/D-Modussignal von L auf H umgeschaltet wurde, das heißt, wenn
der Modus D auf Q umgeschaltet wurde, überprüft, ob eine vorbestimmte Zeit von
dem Moment an, bei welchem der Modus geändert wurde, verstrichen ist
(Schritt 117). Wenn bestimmt wird, dass die vorbestimmte
Zeit noch nicht verstrichen ist (t ≠ 0), wird der EIN/AUS-Zustand
der Korrekturverarbeitung umgekehrt (Schritt 119). Das bedeutet,
dass jedes Mal, wenn Schritt 119 erreicht wird, bestimmt
wird, ob die Korrekturverarbeitung im folgenden Schritt 112 implementiert
werden sollte oder nicht. In Schritt 112 wird der vorbestimmte
Korrekturwert N gemäß des erfassten
Stromwertes IMD bestimmt, und der bestimmte Korrekturwert N wird zum
erfassten Stromwert IMD addiert, um ihn auf den vorbestimmten, erfassten
Stromwert IMD einzustellen. Wenn sich das Q/D-Modussignal von H
auf L umgeschaltet hat, das heißt,
wenn sich der Modus von Q auf D geändert hat, oder wenn die vorbestimmte Zeit
von dem Moment an, bei dem der Modus umgeschaltet wurde, verstrichen
ist (t = 0) und die Umkehrverarbeitung von einem Schritt 119 AUS
ist, wird der erfasste Stromwert verwendet, wie er für den IMD verwendet
wird. Dann wird die P.I.D.-Steuerung implementiert, um die Differenz
zwischen dem Zielstromwert IMT und dem erfassten Stromwert IMD auf
Null zu bringen (Schritt 113), der Einschaltdauerwert wird entschieden
(Schritt 114), und der Einschaltdauerwert wird in ein PWM-Signal
umgeformt. Im letzten Schritt werden das PWM-Signal, die im Schritt 103 entschiedene
Motorlaufrichtung und das Q/D-Modussignal ausgegeben (Schritt 115).
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Somit
wird, wann immer der Motortreibermodus umgeschaltet wird, die durch
die Eingangssignal-Korrektureinrichtung implementierte Korrekturverarbeitung
wiederholt für
die vorbestimmte Zeit EIN/AUS geschaltet, wodurch reduzierte Schwankungen
im Gesamtmotorstrom erreicht werden. Darüber hinaus können die
Schwankungen im Motorstrom über
den Steuerbereich reduziert werden, sogar wenn die in einem von
beiden Motortreibermodi durch einen Motor erzeugte Spannung aufgrund
des Lenkens nach außen
in einen Bereich führt,
in welchem die Einschaltdauer nicht gesteuert werden kann.
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Sechste Ausführungsform:
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13 ist das Ablaufdiagramm,
welches den Steuerbetrieb der elektrischen Lenkhilfe-Steuereinheit
bezüglich
der sechsten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt. Der Aufbau der elektrischen Lenkhilfe-Steuereinheit gemäß der sechsten
Ausführungsform
ist derselbe wie der in 1 gezeigte,
mit Ausnahme, dass der Steuerbetrieb, das heißt das Steuerprogramm, der
Steuereinheit (CPU) unterschiedlich ist.
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Der
Betrieb der sechsten Ausführungsform wird
nun mit Bezug auf das in 13 gegebene
Ablaufdiagramm beschrieben. In 13 ist
die Verarbeitung bis zu dem Schritt 111 dieselbe wie die
der ersten Ausführungsform,
und deren Beschreibung wird ausgelassen. Wenn die bis zum Schritt 111 implementierte
Verarbeitung verursacht, dass das Q/D-Modussignal von L auf H umschaltet,
das heißt, wenn
Modus D auf Q umgeschaltet wird, wird der vorbestimmte Korrekturwert
N gemäß des erfassten Stromwertes
IMD bestimmt, und der bestimmte Korrekturwert N wird zu dem erfassten
Stromwert IMD addiert, um ihn auf den vorbestimmten erfassten Stromwert
IMD einzustellen (Schritt 112C). Der in Schritt 112C berechnete
Korrekturwert wird so bestimmt, dass er mit verstreichender Zeit
abnimmt. Wenn das Q/D-Modussignal von H auf L umschaltet, das heißt, wenn
der Q-Modus auf den D-Modus umgeschaltet wird, wird der erfasste Stromwert
verwendet, wie er für
den IMD verwendet wird. Dann wird die P.I.D.-Steuerung durchgeführt, um
die Differenz zwischen dem Zielstromwert IMT und dem erfassten Stromwert
IMD auf Null zu bringen (Schritt 113), der Einschaltdauerwert
wird entschieden (Schritt 114) und der Einschaltdauerwert
wird in ein PWM-Signal umgeformt. Schließlich werden das PWM-Signal, die in Schritt 103 erfasste
Motorlaufrichtung und das Q/D-Modussignal ausgegeben (Schritt 115).
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Somit
wird bei der Motorsteuereinheit der oben beschriebenen sechsten
Ausführungsform, wann
immer der Motortreibermodus umgeschaltet wird, der Modus der Eingangssignal-Korrektureinrichtung
umgeschaltet, und der Korrekturwert der Eingangssignal-Korrektureinrichtung
wird mit verstreichender Zeit verringert. Dies stellt eine Sicherheit
vor einem digitalen Fehler sicher, ermöglicht es, die Schwankungen
im Motorstrom zu reduzieren und erreicht eine schnellere Verarbeitung.
Das Merkmal ist besonders dann vorteilhaft, wenn eine schnellere Korrekturverarbeitung
in der gesamten Stromsteuerverarbeitung wünschenswert ist.
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Die
erste bis sechste Ausführungsform
beziehen sich auf die Fälle,
bei denen die vorliegende Erfindung auf die elektrische Lenkhilfe-Steuereinheit angewendet
wird, jedoch braucht nicht gesagt zu werden, dass die vorliegende
Erfindung ebenfalls auf andere übliche
Motorsteuereinheiten angewendet werden kann, welche Motoren im PWM-Modus
antreiben und den Motorstrom rückgekoppelt
steuern. Ferner wird die Erfassungsstrom-Korrektureinrichtung 16 für einen
einzigen Treibermodus (Q-Modus) bereitgestellt, jedoch kann, wenn
der Motor zwei oder drei oder mehr Treibermodi hat, die Erfassungsstrom-Korrektureinrichtung 16 für jeden
Motortreibermodus bereitgestellt werden, oder sie kann für Mehrfachmotortreibermodi
bereitgestellt werden, falls notwendig. In beiden Fällen wird
eine einzige Ausgabe der Mehrzahl der Erfassungsstrom-Korrektureinrichtungen 16 selektiv
durch die Q/D-Umschalteinrichtung 14 der Eingangssignal-Vergleichseinrichtung 17 zugeführt. Als
Alternative wird eine einzige Erfassungsstrom-Korrektureinrichtung 16 für eine Mehrzahl
von Motortreibermodi bereitgestellt, so dass der Korrekturwert der
Erfassungsstrom-Korrektureinrichtung 16 gemäß dem Motortreibermodus
geändert wird.
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Somit
können
gemäß der vorliegenden
Erfindung die Schwankungen im Motorstrom, welche durch Umschalten
zwischen unterschiedlichen Motortreibermodi verursacht werden, durch Ändern des
Korrekturwertes der Eingangssignal-Korrektureinrichtung reduziert werden,
wann immer der Motortreibermodus geändert wird, daher kann die Änderung
oder der Stoß im
Motordrehmoment, welche durch das Umschalten des Motortreibermodus
verursacht wird, ausgeschlossen werden.
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Die
Eingangssignal-Korrektureinrichtung erlaubt ferner eine genaue Korrektur
durch Korrigieren mindestens eines Stromeingangssignals in der Rückkopplungs-Steuerschleife
gemäß dem Einschaltdauerwert
des PWM-Signals. Darüber
hinaus kann der Fehler der Stromerfassungseinrichtung reduziert werden,
sogar wenn sich die relative Einschaltdauer aufgrund der durch die
Umdrehung eines Motors erzeugten Spannung oder der Schwankungen
in der Batteriespannung ändert.
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Ferner
wird die Korrekturwert-Speichereinrichtung zum vorherigen Speichern
der Korrekturwerte, welche durch die Eingangskorrektureinrichtung verwendet
werden, derart bereitgestellt, dass die Eingangssignal-Korrektureinrichtung die
in der Korrekturwert-Speichereinrichtung gespeicherten Korrekturwerte
verwendet, um eine Korrektur durchzuführen. Dies ermöglicht eine
einfachere Korrekturverarbeitung und schließt den Bedarf einer komplizierten arithmetischen
Verarbeitung aus, was zu einer schnelleren Korrekturverarbeitung
führt.
Somit kann die Motorsteuereinheit ebenfalls bei einer kostengünstigen
Steuereinheit angewendet werden, welche keine eingebaute PWM-Ausgabe hat, und
bei einer Steuereinheit, welche bei einer arithmetischen Verarbeitung
langsam ist, oder welche nicht viel Zeit zur Korrekturverarbeitung
erlauben kann, was somit für die
Einheit reduzierte Kosten erlaubt. Im Falle nichtlinearer Korrekturwerte
können
die Korrekturwerte einfacher als bei dem arithmetischen Verarbeitungsverfahren
eingestellt oder aktualisiert werden.
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Darüber hinaus
wird, wann immer der Motortreibermodus umgeschaltet wird, der Wechsel
zwischen den zwei Modi abwechselnd für die vorbestimmte Zeit durchgeführt, wodurch
reduzierte Schwankungen im Gesamtmotorstrom ermöglicht werden. Ferner bedarf
die Steuereinheit nicht länger der
arithmetischen Formeln, Abbildungen, Daten und dergleichen, um eine
Korrektur durchzuführen,
und sie kann direkt an einen herkömmlichen Schaltungsaufbau angewendet
werden, was zu niedrigeren Kosten führt. Die Vibration und das
Steuerrauschen, welche zum Zeitpunkt des Umschaltens erzeugt werden, können durch
Einstellen der Frequenz reduziert werden, bei welcher die Umschaltung
zwischen den zwei Treibermodi abwechselnd durchgeführt wird.
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Wann
immer der Motortreibermodus umgeschaltet wird, überprüft die Eingangskorrektureinrichtung
wiederholt die Korrekturgröße für die vorbestimmte
Zeit, wodurch reduzierte Schwankungen im Gesamtmotorstrom erreicht
werden. Ferner können die
Schwankungen im Motorstrom über
den gesamten Steuerbereich reduziert werden, sogar wenn die in beiden
Motortreibermodi durch einen Motor erzeugte Spannung aufgrund des
Nach-Außen-Lenkens
einen Bereich entwickelt, in welchem die Einschaltdauer nicht gesteuert
werden kann.
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Wann
immer der Motortreibermodus umgeschaltet wird, wird der Modus der
Eingangssignal-Korrektureinrichtung umgeschaltet, und der Korrekturwert
der Eingangssignal-Korrektureinrichtung wird mit verstreichender
Zeit verringert. Dies stellt eine Sicherheit vor einem digitalen
Fehler sicher, was es ermöglicht
die Schwankungen im Motorstrom zu reduzieren, und welches eine schnellere
Verarbeitung erlaubt. Das Merkmal ist insbesondere dann vorteilhaft,
wenn eine schnellere Korrekturverarbeitung bei der gesamten Strom-Steuerverarbeitung wünschenswert
ist.