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Anwendungsgebiet
der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich üblicherweise
auf Hilfskraftlenkungsvorrichtungen von Radkraftfahrzeugen und insbesondere
auf Hilfskraftlenkungsvorrichtungen eines Typs, der die Lenkaktivität des Fahrers
mit Hilfe eines durch einen Elektromotor angetrieben hydraulischen
Hilfskraftmechanismus unterstützt.
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Bisher
sind verschiedene Hilfskraftlenkungsvorrichtungen entwickelt und
in der praktischen Anwendung im Anwendungsgebiet von Radkraftfahrzeugen
ausgeführt
worden.
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Einige
der Hilfskraftlenkungsvorrichtungen sind von einem Typ, der einen
Lenkmechanismus, durch den die Drehung eines Lenkrads auf die gelenkten
bzw. gesteuerten Laufräder
eines Fahrzeugs übertragen
wird, einen hydraulischen Kraftzylinder, der den Betrieb des Lenkmechanismus
unterstützt, wenn
darin unter Druck gesetzte hydraulischen Flüssigkeit angelegt wird, eine
reversible hydraulischen Pumpe, die dem hydraulischen Kraftzylinder
die unter Druck gesetzte hydraulischen Flüssigkeit zuführt, einen
Elektromotor, der die hydraulische Pumpe antreibt, eine Batterie,
die eine Elektroenergie bzw. einen elektrischen Strom zur Stromversorgung
des Elektromotors erzeugt, und eine Steuer/Regeleinheit aufweist,
die den Betrieb des Elektromotors gemäß eines Betriebszustandes des
Fahrzeugs und des Motors steuert/regelt.
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Im
oben erwähnten
Typ von Hilfskraftlenkungsvorrichtungen ist der Elektromotor ausgelegt, um
bei hoher Geschwindigkeit für
das effektive Antreiben der reversiblen Hydraulikpumpe zu dem Zeitpunkt
in Betrieb zu sein, wenn das Lenkrad durch den Fahrer zum Lenken
des Fahrzeugs gedreht wird. Während
der Elekt romotor nicht in Betrieb ist, wenn das Fahrzeug geradeaus
fährt,
das heißt,
wenn das Lenkrad in einer neutralen Position gehalten wird. Wenn
folglich das Lenkrad beim geradeaus fahren, bei dem das Lenkrad
in neutraler Position beibehalten wird, durch den Fahrer nach rechts
oder links gedreht wird, wird der Elektromotor gezwungen, seine Drehzahl
in kurzer Zeit von Null auf eine hohe Drehzahl zu erhöhen. In
diesem Fall unterliegt die Batterie einem hohen Spannungsabfall,
und somit versagt die Batterie, um den Elektromotor in der gewünschten Weise
schnell zu betreiben.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hilfskraftlenkungsvorrichtung
vom oben erwähnten
Typ zu schaffen, die den Elektromotor mit einer schnellen Reaktion
versehen kann, um die Drehzahl von Null auf eine hohe Drehzahl zu
bringen, wenn das Lenkrad beim geradeaus fahren des Fahrzeugs aus
der neutralen Position gedreht wird.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1, 7
und 11. Die Unteransprüche
haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Gemäß eines
ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Hilfskraftlenkungsvorrichtung
eines Kraftfahrzeugs geschaffen, das ein Lenkrad und gelenkte Laufräder aufweist.
Die Hilfskraftlenkungsvorrichtung umfasst einen Lenkmechanismus,
durch den die Drehung des Lenkrades auf die gelenkten Laufräder des
Fahrzeugs übertragen
wird; einen Hilfskraftmechanismus, der den Betrieb des Lenkmechanismus
bei Anlegen einer unter Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit
unterstützt;
eine Hydraulikpumpe, die dem Hilfskraftmechanismus die unter Druck
stehende Hydraulikflüssigkeit
zuführt, wenn
sie angetrieben wird; einen Elektromotor, der die Hydraulikpumpe
antreibt, wenn er mit Strom versorgt wird; eine Batterieeinheit,
die einen elektrischen Strom zur Stromversorgung des Elektromotors erzeugt;
ein Sensorelement, das sowohl ein auf den Lenkmecha nismus durch
das Lenkrad aufgebrachte Drehmoment als auch eine Richtung erfasst,
in die das Lenkrad gedreht wird; und eine Steuer/Regeleinheit, die
den Betrieb des Elektromotors steuert/regelt, wobei die Steuer/Regeleinheit
den elektrischen Strom, der von der Batterieeinheit dem Elektromotor gemäß des Drehmoments
und der durch den Sensor erfassten Richtung zugeführt wird,
steuert/regelt; wobei die Batterieeinheit eine Mehrzahl von Bleibatterien
aufweist, die in Reihe geschaltet sind, wobei jede Bleibatterie
eine spiralförmig
gewickelte positive Platte, eine spiralförmig gewickelte negative Platte,
eine spiralförmig
gewickelte Isolierplatte, die spiralförmig gewickelt und zwischen
den positiven und negativen Platten angeordnet ist, ein zylindrisches
Batteriegehäuse,
das darin die spiralförmig
gewickelten positiven, negativen und Isolierplatten aufnimmt, und
einen Elektrolyten, der im zylindrischen Batteriegehäuse angeordnet
ist, aufweist.
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Gemäß eines
zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Hilfskraftlenkungsvorrichtung
eines Kraftfahrzeugs geschaffen, dass ein Lenkrad und gelenkte Laufräder aufweist.
Die Hilfskraftlenkungsvorrichtung umfasst einen Lenkmechanismus,
durch den die Drehung des Lenkrades auf die gelenkten Laufräder des
Fahrzeugs übertragen
wird; einen hydraulischen Kraftzylinder mit darin definierten ersten
und zweiten Arbeitskammern, wobei der Kraftzylinder die Betätigung des
Lenkmechanismus bestimmt, wenn eine unter Druck gesetzte hydraulische
Flüssigkeit
in einer der ersten und zweiten Arbeitskammern aufgenommen wird;
eine reversible Hydraulikpumpe, die erste und zweite Einlass/Auslassöffnungen
aufweist, die mit den ersten und zweiten Arbeitskammern des hydraulischen
Kraftzylinders jeweils verbunden sind, wobei die reversible Hydraulikpumpe
eine von den ersten und zweiten Arbeitskammern mit der unter Druck
gesetzten hydraulischen Flüssigkeit
versorgt, wenn sie entweder in die normale oder umgekehrte Richtung
gedreht wird; einen Drei-Phasen-Motor, der die reversible Hydraulikpumpe
antreibt, wenn er durch einen elektrischen Drei- Phasen-Wechselstrom versorgt wird; eine
Batterieeinheit, die einen elektrischen Gleichstrom erzeugt; ein
Sensorelement, das sowohl ein auf den Lenkmechanismus durch das
Lenkrad aufgebrachtes gedreht wird; und eine Steuer/Regeleinheit,
die durch den elektrischen Strom versorgt wird und die den Betrieb
des Drei-Phasen-Elektromotors steuert/regelt, wobei die Steuer/Regeleinheit
einen Bereich umfasst, der den elektrischen Gleichstrom von der
Batterieeinheit in einen elektrischen Drei-Phasen-Wechselstrom umkehrt,
der dem Elektromotor zugeführt wird,
und einen Bereich aufweist, der den elektrischen Strom von der Batterieeinheit
zum Elektromotor gemäß des Drehmoments
und der Richtung, die durch das Sensorelement erfasst wird, steuert/regelt.
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Gemäß eines
dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Hilfskraftlenkungsvorrichtung
eines Kraftfahrzeugs geschaffen, dass ein Lenkrad und gelenkte Laufräder aufweist.
Die Hilfskraftlenkungsvorrichtung umfasst einen Lenkmechanismus,
durch den die Drehung des Lenkrades auf die gelenkten Laufräder des
Fahrzeugs übertragen
wird; einen hydraulischen Kraftzylinder mit darin definierten ersten
und zweiten Arbeitskammern, wobei der Kraftzylinder die Betätigung des
Lenkmechanismus bestimmt, wenn eine unter Druck gesetzte hydraulische
Flüssigkeit
in einer der ersten und zweiten Arbeitskammern aufgenommen wird;
eine reversible Hydraulikpumpe die erste und zweite Einlass/Auslassöffnungen
aufweist, die mit den ersten und zweiten Arbeitskammern des hydraulischen
Kraftzylinders jeweils verbunden sind, wobei die reversible Hydraulikpumpe
eine von den ersten und zweiten Arbeitskammern mit der unter Druck
gesetzten hydraulischen Flüssigkeit
versorgt, wenn sie entweder in die normale oder umgekehrte Richtung
gedreht wird; einen Elektromotor, der die reversible Hydraulikpumpe
in die normale und umgekehrte Richtung dreht; eine Batterieeinheit
mit einer Mehrzahl von Bleibatterien, die in Reihe geschaltet sind,
wobei jede Bleibatterie eine spiralförmig gewickelte positive Platte,
eine spiralförmig
gewickelte nega tive Platte, eine spiralförmig gewickelte Isolierplatte,
die spiralförmig
gewickelt und zwischen den positiven und negativen Platten angeordnet
ist, ein Batteriegehäuse,
das darin die spiralförmig
gewickelten positiven, negativen und Isolierplatten aufnimmt, und
einen Elektrolyten, der im Batteriegehäuse angeordnet ist, aufweist;
ein Leistungsmodul, das einen elektrischen Strom steuert/regelt,
der durch die Batterieeinheit erzeugt wird, und dem Elektromotor
zugeführt
wird; einen Lenklast-Erfassungsbereich, der eine Lenklast erfasst, die
auf den Lenkmechanismus durch das Lenkrad aufgebracht wird; und
ein Steuermodul, das das Leistungsmodul) gemäß der durch den Lenklast-Erfassungsbereich
erfassten Lenklast steuert/regelt.
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Weitere
Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der
beigefügten
Zeichnung. Darin zeigt:
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1 ein
Blockdiagramm einer Hilfskraftlenkungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
Batterieeinheit, die zur Stromversorgung der Hilfskraftlenkungsvorrichtung
der Erfindung verwendet wird, wobei die Batterie eine Mehrzahl von
hintereinander geschalteten Bleibatterien aufweist.
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3 eine
perspektivische Ansicht von einer der Bleibatterien;
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4 eine
vergrößerte und
teilweise Schnittansicht der Bleibatterie;
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5 eine
axiale Schnittansicht einer reversiblen Hydraulikpumpe;
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6 eine
vergrößerte Draufsicht
der Hydraulikpumpe mit einem entfernten zweiten Gehäuse;
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7 eine
weitere axiale Schnittansicht der reversiblen Hydraulikpumpe, die
entlang der Linie VII-VII von 6 aufgenommen
wurde;
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8 eine
seitliche Schnittansicht der Hydraulikpumpe an einem Bereich, wo
ein Schaltventil vorgesehen ist;
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9 eine
axiale Schnittansicht eines Elektromotors, der zum Antreiben der
reversiblen Hydraulikpumpe verwendet wird;
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10 eine
diametrische Schnittansicht des Elektromotors, die entlang der Linie
X-X von 9 aufgenommen wurde;
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11 ein
Diagramm, das die Art darstellt, in der die Spulen von den drei
Gruppen der Statoren des Elektromotors verbunden sind;
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12 eine
diametrische Schnittansicht des Elektromotors, die entlang der Linie
XII-XII von 9 aufgenommen wurde, die konkret
die Art darstellt, in der die Spulen der drei Gruppen der Statoren
des Motors durch drei Anschluss-Verbindungsringe
verbunden sind;
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13 ein
Blockdiagramm einer Steuer/Regeleinheit, die in der Erfindung angewendet
wird, die ein Leistungsmodul und ein Steuer- bzw. Regelmodul darstellt;
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14 ein
Blockdiagramm der Steuer/Regeleinheit, die ein Verbindungsmodul
darstellt, dass mit den Leistungs- und Steuermodulen verbunden ist;
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15 ein
Ablaufdiagramm, dass programmierte Ablaufschritte darstellt, die
durch die Steuer/Regeleinheit zum Überprüfen des Betriebs der Hilfskraftlenkungsvorrichtung
der Erfindung ausgeführt
werden;
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16 ein
Ablaufdiagramm, dass programmierte Ablaufschritte darstellt, die
zum Auffinden eines anormalen Zustands der Hilfskraftlenkungsvorrichtung
der Erfindung ausgeführt
werden;
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17A und 17B zeigen
Zeitdiagramme, die jeweils die Leistung einer in der Erfindung verwendeten
Batterie und die einer konventionellen Batterie darstellen, wenn
sie praxisnah in einem Kraftfahrzeug verwendet werden;
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18A und 18B zeigen
Zeitdiagramme, die jeweils die Charakteristik einer in der Erfindung
verwendeten Batterie und die einer konventionellen Batterie zu einem
Zeitpunkt darstellen, wenn ein Motor des Kraftfahrzeugs gestoppt
wird; und
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19 ein
Diagramm, das sowohl eine Drehmomenteffizienz bzw. Drehmomentwirkungsgrad
eines Motortyps mit hoher Drehzahl und niedrigem Drehmoment als
auch die Effizienz eines Motortyps mit niedriger Drehzahl und hohem
Drehmoment darstellt.
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Im
Folgenden wird eine Hilfskraftlenkungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung detailliert bezüglich
der beigefügten
Zeichnung beschrieben.
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Zum
leichten Verständnis
werden verschiedene, eine Richtungsangabe darstellende Ausdrücke, wie
z. B. rechts, links, obere, untere, zur Rechten und dergleichen
in der folgenden Beschreibung verwendet. Jedoch sind diese Ausdrücke nur
in Verbindung mit der jeweiligen Zeichnung oder Zeichnungen, auf
denen ein entsprechender Teil oder Bereich dargestellt wird, zu
verstehen.
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Gemäß 1 wird
eine Hilfskraftlenkungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt,
die praxisnah auf die gelenkten rechten und linken vorderen Laufräder FR und
FL eines Kraftfahrzeugs angewendet wird.
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Wie
aus 1 verständlich
ist, wird das Drehen des Lenkrades 1 auf ein Zahnrad 3 des
Zahnstangenmechanismus durch eine Welle 2 übertragen,
wenn ein Lenkrad 1 betätigt
oder durch einen Fahrer gedreht wird. Das Drehen des Zahnrades 3 bewegt
eine Zahnstange 4 des Mechanismus axial in die rechte oder
linke Richtung. Die rechte oder linke Bewegung der Zahnstange 4 führt eine
gelenkte Bewegung der vorderen rechten und linken Laufräder FR und
FL des Fahrzeugs herbei. Wie aus dem Folgenden verständlich wird,
wird die rechte oder linke Bewegung der Zahnstange 4 durch
einen Hilfskraftmechanismus unterstützt.
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An
der Welle 2 wird ein Sensorelement TS befestigt, das sowohl
ein Drehmoment, das auf die Welle 2 durch den Fahrer durch
das Lenkrad 1 aufgebracht wird, als auch eine Richtung
erfasst, in die die Welle 2 (nämlich das Lenkrad 1)
gedreht wird. Die das erfasste Drehmoment und die Drehrichtung darstellenden
Informationssignale werden einer Steuer/Regeleinheit 40 zugeführt bzw.
gesendet.
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Der
Hilfskraftmechanismus weist üblicherweise
einen Drei-Phasen-Motor 30,
der durch die Steuer/Regeleinheit 40 gesteuert bzw. geregelt
wird, eine reversible Hydraulikpumpe 20, die durch den Elektromotor 30 angetrieben
wird, und einen hydraulischen Kraftzylinder 6, der mit
der Zahnstange 4 verbunden ist, auf.
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Wie
dargestellt, ist der hydraulische Kraftzylinder 6 mit einem
axial beweglichen Kolben 63 versehen, durch den das Innere
des hydraulischen Kraftzylinders 6 in die erste und zweite
Arbeitskammer 61 und 62 geteilt ist. Die oben
erwähnte
Zahnstange 4 ist mit dem Kolben 63 verbunden,
um sich damit zu bewegen.
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Die
ersten und zweiten Arbeitskammern 61 und 62 sind
jeweils mit den ersten und zweiten Einlass/Auslassöffnungen 210 und
220 der reversiblen Hydraulikpumpe 20 durch erste und zweite
Hydraulikleitungen 51 und 52 verbunden. Durch
Beaufschlagen der ersten und zweiten Arbeitskammern 61 und 62 mit
unterschiedlichen Drücken
durch das Antreiben der Hydraulikpumpe 20 wird somit der
Kolben 63 vorbelastet, um sich in eine bestimmte Richtung
zu bewegen, die die axiale Bewegung der Zahnstange 4 unterstützt, d.h.,
den Fahrer beim Drehen des Lenkrades 1 unterstützt.
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Wie
dargestellt, sind die ersten und zweiten Hydraulikleitungen 51 und 52 mit
einem elektromagnetischen Schaltventil 50 durch die dritten
und vierten Hydraulikleitungen 53 und 54 verbunden.
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Das
elektromagnetische Schaltventil 50 ist ein normal geschlossener
Typ, das als ausfallsicheres Element dient. Das heißt, bei
normalem Zustand wird das Schaltventil 50 durch die Steuer/Regeleinheit 40 geschlossen
gehalten. Während
die Steuer/Regeleinheit 40 nach Auffinden eines anormalen Zustandes
der Hilfskraftlenkungsvorrichtung das Schaltventil 50 öffnet, um
die ersten und zweiten Hydraulikleitungen 51 und 52 direkt
zu verbinden, wodurch eine freie Bewegung einer unter hohen Druck gesetzten
Flüssigkeit
von der ersten Arbeitskammer 61 in die andere Arbeitskammer 62 oder
von der zweiten Arbeitskammer 62 in die andere Arbeitskammer 61 ermöglicht wird.
Daraufhin wird das so genannte manuelle Lenken durch den Fahrer
möglich.
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Die
Steuer/Regeleinheit 40 wird durch eine Batterieeinheit 10 unter
Strom gesetzt und empfängt verschiedene
Informationssignale, die, zum Beispiel, das das Drehmoment darstellende
Signal vom Sensorelement TS, das die Lenkrad-Drehrichtung darstellende
Signal vom Sensorelement TS, und ein die Motordrehzahl darstellendes
Signal von einer Zündvorrichtung
(nicht dargestellt) und ein die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellendes
Signal von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7, etc.,
sind.
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Durch
Verarbeiten der dafür
empfangenen Informationssignale berechnet die Steuer/Regeleinheit 40 eine
Hilfs- bzw. Unterstützungskraft,
die auf die Zahnstange 4 aufgebracht werden soll. Auf der Basis
der berechneten Hilfskraft sendet die Steuer/Regeleinheit 40 dem
Elektromotor 30 ein entsprechendes Anweisungs- bzw. Befehlssignal
zu.
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Der
Elektromotor 30 ist ein bürstenloser Typ, der eine ausgezeichnete
Trägheitscharakteristik
aufweist. Unter Verwendung dieses Typs von Elektromotor 30 wird
der Betrieb der reversiblen Hydraulikpumpe 20 reibungslos
und wirksam ausgeführt,
der ein Fahrgefühl
verbessert, das der Fahrer erfährt, wenn
er das Lenkrad 1 betätigt.
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Gemäß der 2, 3 und 4 werden jeweils
eine perspektivische Ansicht der Batterieeinheit 10, eine
perspektivische Ansicht einer der Bleibatterien 100, die
die Batterieeinheit 10 bilden, und ein teilweiser Querschnitt
der Bleibatterie 100 dargestellt.
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Wie
in 2 dargestellt, wird die Batterieeinheit 10 durch
Kombinieren von sechs Bleibatterien 100 erstellt, die in
Reihe geschaltet sind, Die Batterieeinheit 10 weist positive
(oder Plus-) oder negative (oder Minus-) Anschlüsse 11 und 12 auf,
zwischen denen eine Spannung von 14 Volt erzeugt wird. Wie dargestellt,
sind alle Bleibatterien 100 elektrisch durch Verbindungs-
bzw. Anschlussstücke 13 verbunden.
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Wie
aus 4 verständlich
wird, ist jede Bleibatterie 100 ein spiralförmig um-
bzw. gewickelter Typ, der eine spiralförmig gewickelte positive Platte 110,
eine spiralförmig
gewickelte negative Platte 120 und eine spiralförmig gewickelte
Isolierplatte 130, die spiralförmig zwischen den positiven
und negativen Platten 110 und 120 gewickelt und
angeordnet ist, aufweist. Diese spiralförmig gewickelten Platten 110, 120 und 130 sind
konzentrisch in einem zylindrischen Batteriegehäuse 140 angeordnet,
das mit einem Elektrolyten ausgefüllt ist. Die festgelegten Bereiche der
positiven Platte 110 sind durch Drähte (nicht dargestellt) mit
einem positiven Anschluss 101, der einen freien bzw. ungeschützten Kopf
aufweist, und die festgelegten Bereiche der negativen Platte 120 sind mit
Drähten 150 mit
einem negativen Anschluss 102, der einen freien Kopf aufweist,
verbunden. Mit der Ziffer 103 wird eine Einlassöffnung bezeichnet,
die auf einer oberen Wand des Batteriegehäuses 140 vorgesehen
ist, durch die der Elektrolyt in das Batteriegehäuse 140 strömt. Die
Einlassöffnung 103 kann abnehmbar
durch einen Deckel 104 geschlossen werden, Die spiralförmig gewickelte
positive Platte 110 von jeder Bleibatterie 100 kann
einen Bereich von ungefähr
1.500 bis 15.000 cm2 aufweisen.
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Es
ist zu beachten, dass der Bereich von 1.500 bis 15.000 cm2 ungefähr
1.700 bis 17.000 cm2 von parallel angeordneten,
ebenen positiven Platten einer herkömmlichen rechteckigen Parallelepiped-Batterie
entspricht, von deren vier ebenen Wänden jede eine Länge aufweist,
die gleich dem Durchmesser des zylindrischen Batteriegehäuses 140 ist.
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Es
ist auch zu beachten, dass die Anzahl der Bleibatterien 100 so
festgelegt ist, um somit bei der Batterieeinheit 10 zu
bewirken, dass die Spannung größer als
12 V gehalten wird, auch wenn einen elektrische Entladung im Umfang
bzw. Ausmaß von
100 Ampere stattfindet.
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Gemäß den 5 bis 12,
insbesondere 5 und 6, wird
die reversible Hydraulikpumpe 20 im Schnitt dargestellt.
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Wie
in 5 dargestellt, weist die Hydraulikpumpe 20 erste
und zweite Gehäuse 21 und 22 auf, die
in einer Art angeordnet sind, um dazwischen einen bestimmten Abstand
bzw. Zwischenraum zu definieren. Insbesondere wird ein bestimmter
Zwichenraum zwischen einer ebenen oberen Fläche 21a des ersten
Gehäuses 21 und
einer ebenen unteren Fläche 22a des
zweiten Gehäuses 22 definiert.
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Innerhalb
des Zwischenraums ist ein Nockenring 25 angeordnet, der
eine ringförmige
mittige Öffnung
aufweist, wie aus 6 ersichtlich ist. Innerhalb
der ringförmigen
mittigen Öffnung
des Nockenrings 25 ist ein Außenrotor 23 drehbeweglich
aufgenommen, der eine gezähnte
innere Öffnung
aufweist. Innerhalb der gezähnten
inneren Öffnung
des Außenrotors 23 ist
ein Innenrotor 24 drehbeweglich aufgenommen, der eine gezähnte Außenwand
aufweist, die mit der gezähnten
inneren Öffnung
des Außenrotors 23 in
Eingriff ist. Die detaillierte Anordnung des Nockenrings 25,
Außenrotors 23 und
Innenrotors 24 wird nachstehend beschrieben.
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Wie
aus 5 und 6 ersichtlich wird, geht eine
Antriebswelle 26 durch einen mittigen Bereich des Innenrotors 24 zum
Antreiben des Innenrotors 24 hindurch.
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Wie
aus 6 verständlich
und aus der weitergehenden Beschreibung ersichtlich wird, veranlasst
die Drehung des Innenrotors 24 um seinen Mittelpunkt herum
eine ringförmige
Beförderung
oder Bewegung des Außenrotors 23 um
den inneren Rotor 24 herum zum Erzeugen einer Volumen-veränderlichen
Arbeitskammer 27 zwischen den beiden Rotoren 24 und 23,
die als eine Pumpvorrichtung dient. Wie insbesondere in 6 dargestellt,
wird der Außenrotor 23 bezüglich des
Innenrotors 24 exzentrisch angeordnet und der Nockenring 25,
der auf dem Außenrotor 23 drehbeweglich
abgestützt
ist, wird radial beweglich auf dem ersten Gehäuse 21 durch Federelemente
abgestützt.
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Bezüglich 5 wird
das erste Gehäuse 21 an
diametrisch entgegen gesetzten Bereichen der ebenen oberen Fläche 21a bezüglich der
Achse der Antriebswelle 26 mit ersten und zweiten Einlass/Auslassöffnungen 210 und 220 gebildet,
wobei jede mit der Volumen-veränderlichen
Arbeitskammer 27 (siehe 6), die
zwischen den Außen-
und Innenrotoren 23 und 24 definiert ist, verbunden.
Wie aus der fortschreitenden Beschreibung ersichtlich wird, dient jede
der ersten und zweiten Einlass/Auslassöffnungen 210 und 220 als
eine Einlassöffnung
oder Auslassöffnung
gemäß der Richtung,
in die sich die Antriebswelle 26 dreht.
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Wie
aus 5 ersichtlich, wird ein zweites Gehäuse 22 an
diametral entgegen gesetzten Bereichen der ebenen unteren Fläche 22a bezüglich der Achse
der Antriebswelle 26 mit ersten und zweiten Zuführöffnungen 230 und 240 gebildet,
wobei jede mit der Volumen-veränderlichen
Arbeitskammer 27 verbunden ist.
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Das
erste Gehäuse 21 ist
mit ersten und zweiten Hydraulikleitungen 51 und 52 ausgebildet, die
jeweils zu den ersten und zweite Einlass/Auslassöffnungen 210 und 220 führen. Wie
oben erwähnt, sind
diese ersten und zweiten Hydraulikleitungen 51 und 52 mit
den ersten und zweiten Arbeitskammern 61 und 62 des
hydraulischen Kraftzylinders 6 (siehe 1)
verbunden. Das erste Gehäuse 21 ist
auf einem Basisbereich des Elektromotors 30 in der Weise befestigt,
dass die Antriebswelle 26 der Hydraulikpumpe 20 durch
einen durch den Elektromotor 30 erzeugten Strom angetrieben
wird.
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Das
zweite Gehäuse 22 ist
in einem Vorratstank 28 vorgesehen, der mit den ersten
und zweiten Zuführöffnungen 230 und 240 durch
entsprechende Leitungen 231 und 241 verbunden
ist. Wie dargestellt, ist jede der Leitungen 231 und 241 mit
einem Absperrventil 231a oder 241a versehen, die
nur einen Einwegfluss vom Vorratstank 28 zu den ersten und
zweiten Zuführöffnungen 230 und 240 zulassen.
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Die
Anordnung der Hydraulikpumpe 20 wird noch klarer ersichtlich
aus 6, die eine Draufsicht der Hydraulikpumpe 20 mit
dem entfernten Gehäuse 22 ist.
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Wie
aus 6 ersichtlich, wird der Außenrotor 23 mit einem
inneren Zahnrad 23a und der Innenrotor 24 mit
einem äußeren Zahnrad 24a versehen.
In der dargestellten Ausführungsform
ist die Anzahl der Zähne
des inneren Zahnrads 23a um eins größer als die des äußeren Zahnrades 24a.
Wie dargestellt, ist der Innenrotor 24 im Außenrotor 23,
die die Zähne der
entsprechenden Zahnräder 24a und 23a aufweisen,
teilweise aufgenommen, aber betriebsmäßig im Eingriff.
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Wie
oben erwähnt
wurde, sind die ersten und zweiten Einlass/Auslassöffnungen 210 und 220 an entsprechenden
Positionen angeordnet, die an entsprechend festgelegten Bereichen
der Volumenveränderlichen
Arbeitskammer 27, die zwischen den inneren und äußeren Zahnrädern 23a und 24a definiert ist,
angeordnet sind. Das heißt,
gemäß einer
Richtung der Drehung der Antriebswelle 26, d.h., der Drehung
des Innenrotors 24, dient jede der Einlass/Auslassöffnungen 210 und 220 als
eine Einlass- oder Auslassöffnung.
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Das
heißt,
wenn der Innenrotor 24 und somit der Außenrotor 23 im entgegen
gesetzten Uhrzeigersinn in 6 rotiert
oder gedreht werden, weist eine linke Hälfte der Volumenveränderlichen
Arbeitskammer 27 einen Volumen-erhöhenden Ablauf bzw. Vorgang
und eine rechte Hälfte
der Kammer 27 einen Volumen-reduzierenden Ablauf auf. Somit
dient in diesem Fall die Einlass/Auslassöffnung 210 als Einlassöffnung und
die andere Einlass/Auslassöffnung 220 als
Auslassöffnung.
Während
die Einlass/Auslassöffnung 220,
wenn der Innenrotor 24 und somit der Außenrotor 23 im Uhrzeigersinn
in 6 rotiert oder gedreht werden, als Einlassöffnung und
die andere Ein lass/Auslassöffnung 210 als
Auslassöffnung aus
den im Wesentlichen gleichen Gründen
dient, wie oben erwähnt.
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Die
Anordnung der oben erwähnten
Hydraulikpumpe 20 wird aus 7 noch klarer
verständlich, die
ein Querschnitt ist, der entlang der Linie VII-VII von 6 aufgenommen
wurde.
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Wie
aus 7 ersichtlich, wird ein Kolbenventil 60 im
ersten Gehäuse 21 vorgesehen,
mit der die oben erwähnten
ersten und zweiten Hydraulikleitungen 51 und 52 verbunden
sind. Eine Rücklauf- bzw.
Rückführleitung 55 ist
im zweiten Gehäuse 22 angeordnet,
durch die die ersten und zweiten Hydraulikleitungen 51 und 52 mit
dem oben erwähnten Vorratstank 28 verbunden
sind. Die Rückführleitung 55 ist
mit einem Rückschlag-
bzw. Absperrventil 55a versehen, das nur den Einwegfluss
von der ersten oder zweiten Hydraulikleitung 51 oder 52 zum
Vorratstank 28 zulässt.
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Wie
in 7 und 8 dargestellt, wird das oben
erwähnte
elektromagnetische Schaltventil 50 auf einer Seitenwand
des ersten Gehäuses 21 befestigt.
Wie oben erwähnt,
wirkt das elektromagnetische Schaltventil 50, um die ersten
und zweiten Hydraulikleitungen 51 und 52 nach
Empfang der Befehlssignale von der Steuer/Regeleinheit 40 wahlweise
zu verbinden und zu trennen.
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Wie
am besten aus 8 ersichtlich wird, weist das
elektromagnetische Schaltventil 50 üblicherweise einen Körper 50a auf,
der eine Leitung 50b aufweist, die mit den Führungs-
bzw. Leitungsenden der dritten und vierten Hydraulikleitungen 53 und 54 verbunden
sind. Ein Ventilkopfelement 50c ist axial beweglich in
der Leitung 50b angeordnet und durch eine Schrauben- bzw.
Spiralfeder 50d in eine Richtung zum Schließen der
Leitung 50b vorgespannt. Wenn somit das Ventilkopfelement 50c keine externe
Kraft aufnimmt, nimmt das Schaltventil 50 seine AUS-Position
ein, die die ersten und zweiten Hydraulikleitungen 51 und 52 trennt.
Das elektromagnetische Schaltventil 50 weist ferner einen
elektromagnetischen Aktuator auf, der, nachdem er mit Strom versorgt
wird, das Ventilkopfelement 50c in eine Richtung bewegt,
um die Leitung 50b gegen die Kraft der Schraubenfeder 50d zu öffnen. Der
Aktuator weist eine axial bewegliche Ventilstoßstange 50e oder Stößelstange
(oder Ankerstange), die ein Führungsende
aufweist, die mit dem Ventilkopfelement 50c in Kontakt
ist, und eine Spule 50f auf, die angeordnet ist, um einen
vergrößerten Basisbereich
der Ventilstoßstange 50e zu
umschließen.
Nach der Stromversorgung bewegt die Spule 50f die Ventilstoßstange 50e,
wobei das Gleiche bewirkt wird, nämlich um das Ventilkopfelement 50c gegen
die Schraubenfeder 50d zu drücken. In diesem Zustand nimmt
das Schaltventil 50 seine EIN-Position zum Verbinden der
ersten und zweiten Hydraulikleitungen 51 und 52 ein.
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Gemäß 9 wird
der Elektromotor 30 detailliert dargestellt.
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Wie
dargestellt, ist der Elektromotor 30 ein bürstenloser
Typ, der einen Stator 310 aufweist, der eine Rotoreinheit 320 umschließt, von
der die Drehposition durch einen Rotationslagesensor bzw. Rotationsstellungssensor 330 (RPS)
erfasst wird. Der Stator 310 weist Eisenkerne 311 auf,
wobei jeder eine darum gewickelte Statorspule 312 aufweist.
Die Anschlussenden der Statorspulen 312 sind mit einigen
der drei Anschluss-Verbindungsringe 313 (CR) verbunden,
mit denen die Stromkabel 341 von einem nachstehend erwähnten Leistungsmodul 410 der Steuer/Regeleinheit 40 verbunden
sind. Die Rotoreinheit 320 weist eine Ausgangswelle 321 und
eine Mehrzahl von Magneten 322 auf, die angeordnet sind,
um die Ausgangswelle 321 zu umschließen. Es ist zu beachten, dass
ein oberes Ende der Ausgangswelle 321 mit der oben erwähnten Antriebswelle 26 (siehe 5)
der Hydraulikpumpe 20 verbunden ist. Mit der Ziffer 342 ist
ein Kabel bezeichnet, durch das das durch den Rotationslagesensor 330 erzeugte
Informationssignal der Steuer/Regeleinheit 40 gesendet
wird.
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Die
Einzelheit des Elektromotors 30 wird noch klarer aus 10 verständlich,
die eine Teilansicht ist, die entlang der Linie X-X aus 9 aufgenommen
wurde.
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Wie
aus 10 ersichtlich, weist der Stator 310 zwölf Eisenkerne 311 auf.
Wie dargestellt, sind die zwölf
Eisenkerne 311 in drei Gruppen eingeordnet, wobei jede
vier Eisenkerne aufweist. Die drei Gruppen sind die Gruppen der
U-Phase, V-Phase und W-Phase. Wie dargestellt, weist die Rotoreinheit 320 zehn
Magnete 322 auf, die angeordnet sind, um die Ausgangswelle 321 zu
umschließen,
wobei die N- und S-Pole darauf abwechselnd angeordnet werden.
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Die
vier Eisenkerne 311 der U-Phasengruppe werden jeweils mit
U1+, U1–,
U2+ und U2– bezeichnet,
und wie dargestellt, sind die beiden Eisenkerne U1+ und U1– an diametral
entgegen gesetzten Positionen bezüglich der Achse der Ausgangswelle 321,
und die anderen beiden Eisenkerne U2– und U2+ an diametrisch entgegen
gesetzten Positionen angeordnet. Die vier Eisenkerne 311 der
V-Phasengruppe werden jeweils mit V1+, V1–, V2+ und V2– bezeichnet,
und wie dargestellt, sind die beiden Eisenkerne V1+ und V2– an diametral
entgegen gesetzten Positionen bezüglich der Achse der Ausgangswelle 321,
und die anderen beiden Eisenkerne V1– und V2+ an diametral entgegen
gesetzten Positionen angeordnet. Die vier Eisenkerne 311 der C-Phasengruppe sind
mit W1+, W1–,
W2+ und W2– jeweils
bezeichnet, und wie dargestellt, sind die beiden Eisenkerne W1+
und W2– an
diametral entgegen gesetzten Positionen bezüglich der Achse der Ausgangswelle 321,
und die anderen beiden Eisenkerne W1– und W2+ an diametral entgegen
gesetzten Positionen angeordnet.
-
Gemäß 11 wird
im Diagram die Art dargestellt, in der die Anschlüsse der
Statorspulen 312 der oben erwähnten zwölf Eisenkerne 311 zum
Versorgen der Statorspulen 312 mit einem Drei-Phasen-Wechselstrom
verbunden sind.
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Wie
dargestellt, sind im Falle der Eisenkerne U1+, U1–, U2+ und
U2– der
U-Phasengruppe die beiden Spulen 312 für die Eisenkerne U1+ und U1– und die
beiden Spulen 312 für
die Eisenkerne U2+ und U2– in
Reihe geschaltet, und diese beiden Doppel- bzw. Tandemschaltkreise
sind parallel verbunden, um einen so genannten U-Schaltkreis zu
bilden. Ähnlich
sind im Fall der Eisenkerne V1+, V1–, V2+ und V2– der V-Phasengruppe
und der Eisenkerne W1+, W1–,
W2+ und W2– der
W-Phasengruppe so genannte V– und
W-Schaltkreise gebildet. Diese drei Schaltkreise, nämlich U-Schaltkreis,
V-Schaltkreis und W-Schaltkreis sind in einer Art Dreieckschaltung verbunden,
um einen Dreieckschaltkreis zu bilden, wie dargestellt. Die drei
Verbindungspunkte des Dreieckschaltkreises sind jeweils mit den
drei Anschluss-Verbindungsringen 313 (oder
CR (UV), CR (VW) und CR (WU)) verbunden.
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Gemäß 12 wird
ein Querschnitt eines Bereichs eines Elektromotors 30 dargestellt,
wo die Anschlüsse
der zwölf
Statorspulen 312 mit den drei Anschluss-Verbindungsringen 313 (oder
CR (W), CR (VW) und CR (WU)) verbunden sind.
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Gemäß 13 wird
die Einzelheit der Steuer/Regeleinheit 40 dargestellt.
-
Die
Steuer/Regeleinheit 40 umfasst ein Leistungsmodul 410,
das als Wechselrichter dient, und ein Steuer- bzw. Regelmodul 420,
das das Leistungsmodul 410 steuert/regelt. Das heißt, infolge
der Funktion des Steuermoduls 420 und des Leistungsmoduls 410 wird
der Gleichstrom (nämlich
DC) von der Batterieeinheit 10 in einen Drei-Phasen-Wechselstrom invertiert
und dem Elektromotor 30 zugeführt.
-
Das
Steuermodul 420 ist ein Mikrocomputer, der üblicherweise
eine Zentraleinheit (CPU), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen
Festwertspeicher (ROM) und Eingangs- und Ausgangsinter faces aufweist.
Insbesondere ist die Steuer/Regeleinheit 40 ausgelegt,
um einen Erfassungsbereich 421 des Motorbetriebszustandes
(EOCDS), einen Alarmsteuer- bzw. -regelbereich 422 (ACS),
einen Erfassungsbereich 423 des anormalen Zustands (ACDS),
einen Stromentscheidungs- bzw. Strombestimmungsbereich 424 (CDS)
und einen Drei-Phasen-Strom-Invertierungsbereich 425 (TPCIF)
aufzuweisen. Der Erfassungsbereich 423 des anormalen Zustands
(ACDS) weist einen Erfassungssperrbereich 423a des anormalen
Zustands (ATDPF), und der Stromentscheidungsbereich 424 (ACDS)
einen Lenksteuerungs-Sperrbereich 424a (SCPS) auf.
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Auf
der Basis der Motordrehzahl Ne entscheidet der Erfassungsbereich 421 des
Motorbetriebszustandes, ob sich der Motor im EIN- oder AUS-Zustand
befindet und sendet ein entsprechendes Signal sowohl zum Alarmsteuerbereich 422 als auch
zum Stromentscheidungsbereich 424. Auf der Basis eines
Drehmomentsignals T vom Drehmomentsensor TS (siehe 1)
und eines Lenkwinkelsignals θ von
einem Lenkwinkelsensor entscheidet der Alarmsteuerbereich 422,
ob ein Lenkvorgang durch einen Fahrer tatsächlich ausgeführt wird
oder nicht. D.h., wenn der Lenkvorgang im AUS-Zustand des Motors
ausgeführt
wird, schaltet der Alarmsteuerbereich 422 eine Warnlampe 8 ein,
um dem Fahrer über
eine überhöhte Lenklast
zum Stoppen des Motors Bescheid zu geben.
-
Der
Erfassungsbereich 423 des anormalen Zustands sendet dem
Stromentscheidungsbereich 424 ein Motorantriebs-Befehlssignal
S, unabhängig vom
Betriebs des Drehmomentsensors TS. Der Erfassungsbereich 423 des
anormalen Zustands erfasst einen Stromwert Im des Elektromotors 30 unter Verwendung
eines Parallel- bzw. Nebenwiderstandes, und auf der Basis des erfassten
Stromwertes Im entscheidet der Bereich 423, ob sich der
Elektromotor 30 in einem anormalen Zustand befindet oder nicht.
Wenn der anormale Zustand des Motors 30 erfasst ist, öffnet der
Bereich 423 das oben erwähnte elektromagnetische Schaltventil 50 (siehe 1).
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Wie
in 13 dargestellt, erfasst der Spannungserfassungsbereich 9 (VDS)
die Spannung der Batterieeinheit 10 und sendet ein entsprechendes Spannungssignal
V dem Erfassungsbereich 423 des anormalen Zustands zu.
Wenn die erfasste Spannung V kleiner als ein vorbestimmter Wert
ist, verhindert der Erfassungssperrbereich 423a des anormalen
Zustands den Betrieb des Erfassungsbereichs 423 des anormalen
Zustands. Damit wird der erhöhte Spannungsabfall
der Batterieeinheit 10 unterdrückt und gleichzeitig die Fehldiagnose
für den
Elektromotor 30 durch den Bereich 423 unterdrückt.
-
Auf
der Basis des EIN/AUS-Zustandes des Motors, der Spannung V der Batterieeinheit 10,
des Drehmomentes T und des Lenkwinkels θ bestimmt der Stromentscheidungsbereich 424 einen
Zielwert "IT" des Stroms (der
nachstehend als "Zielstromwert" bezeichnet wird),
der dem Elektromotor 30 zuzuführen ist, und sendet ein entsprechendes
Signal zum Drei-Phasen-Strom-Invertierungsbereich 425.
Wegen der Eigenart der Batterieeinheit 10, die einen geringen
Spannungsabfall aufweist, kann die Batterieeinheit 10 einen
Strom erzeugen, der für
den Antrieb des Elektromotors 30 ausreichend ist. Wenn
sich der Motor im AUS-Zustand befindet, erzeugt ein Generator keinen
elektrischen Strom. Mit diesem Zustand sollte somit der durch den
Stromentscheidungsbereich 424 bestimmte Zielsromwert "It" kleiner als ein bestimmter
Strom sein, wenn sich der Motor im EIN-Zustand befindet. Mit dieser
Maßnahme
kann der überhöhte Spannungsabfall
der Batterieeinheit 10 vermieden werden.
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Wenn
die Spannung V der Batterieeinheit 10 im AUS-Zustand des
Motors einen Wert darstellt, der kleiner als ein vorbestimmter Wert
ist, verhindert der Lenksteuerungs-Sperrbereich 424a den
Betrieb des Elektromotors 30, um dadurch die Hilfskraft
für den Lenkvorgang
des Fahrers anzuhalten. Weil der Generator keinen elektrischen Strom
erzeugt, wenn sich der Motor im AUS-Zustand befindet, eliminiert dieser Sperrvorgang
den überhöh ten Spannungsabfall
der Batterieeinheit 10. Um eine rapide Abnahme beim Lenkgefühl zu vermeiden,
wird der Lenksteuerungs-Sperrbetrieb
durch stufenweises Reduzieren des Zielstromwertes "It" ausgeführt.
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Gemäß 14 wird
ein Schaltkreissystem der Steuer/Regeleinheit 40 dargestellt.
Im dargestellten Schaltkreissystem bezeichnen die dicken Linien Stromschienen
B und Doppelkreise die Bereiche, bei denen das Schweißen praktisch
ausgeführt
wurde.
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Das
heißt,
zusätzlich
zum oben erwähnten Leistungsmodul 410 und
Steuermodul 420 weist die Steuer/Regeleinheit 40 ein
Verbindungsmodul 430 auf, das elektrisch mit dem Leistungsmodul 410 verbunden
ist.
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Wie
durch die Funktion des Halbleiter-Schaltelements SSW dargestellt,
erzeugt das Leistungsmodul 410 einen Drei-Phasen-Wechselstrom, der dem
Elektromotor 30 zuzuführen
ist, und durch die Funktion der parallelen Widerstände DR1
und DR2 erfasst das Leistungsmodul 410 Stromwerte des Drei-Phasen-Wechselstroms. Die
erfassten Stromwerte werden zum Steuermodul 420 durch entsprechende
Verstärker
AP1 und AP2 zurückgeführt. Wie oben
erwähnt,
berechnet das Steuermodul 420 den Zielstromwert "It" und sendet ein entsprechendes
Befehlssignal zum Leistungsmodul 410. Wenn außerdem der
anormale Zustand des Motors 30 erfasst wird, öffnet das
Steuermodul 420 das oben erwähnte elektromagnetische Schaltventil 50 (siehe 1).
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Das
Verbindungsmodul 430 weist erste, zweite und dritte Relais
RY1, RY2 und RY3, erste und zweite Filter F1 und F2 und erste und
zweite Kondensatoren C1, C2 auf, die in einer, wie in 14 dargestellten
Weise angeordnet sind. Die Anschlüsse dieser Elemente RY1, RY2,
RY3, F1, F2, C1 und C2 sind mit den Stromschienen B (dargestellt
durch die dicken Linien) zum Herstellen der elektrischen Verbindung
mit dem Leistungsmodul 410 verbunden. Jede Busschiene B
weist die Form einer verlängerten Platte
und Bereiche auf, die mit den Anschlüssen verschweißt sind.
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Die
drei Relais RY1, RY2 und RY3 sind vom auf Überstrom reagierenden Typ.
D.h., das erste Relais RY1 wirkt, um die Verbindung zwischen der
Batterieeinheit 10 und dem Leistungsmodul 410 zu
unterbrechen, wenn ein überhöhter Strom
dem Leistungsmodul 410 von der Batterieeinheit 10 zugeführt wird.
Die zweiten und dritten Relais RY2 und RY3 bewirken, dass die Verbindung
zwischen dem Leistungsmodul 410 und dem Elektromotor 30 unterbrochen
wird, wenn ein überhöhter Strom
am Motor 30 angelegt ist.
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Die
Filter F1 und F2 sind vom Typ Rauschminderung. Das heißt, der
erste Filter F1 wirkt, um das Rauschen zu eliminieren, dass in einem
Schaltkreis, der direkt mit der Batterieeinheit 10 verbunden
ist, erzeugt werden würde.
Mit der Hilfe der Kondensatoren C1 und C2 wirkt der zweite Filter F2,
um das Rauschen zu eliminieren, das erzeugt werden würde, wenn
die Halbleiter-Schaltelemente SSW in Betrieb sind.
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Wenn
sich der Motor in seinem AUS-Zustand befindet, erzeugt der Generator
keinen elektrischen Strom und somit wird bei diesem Zustand die
Batterieeinheit 10 nicht belastet. Wenn die Lenkunterstützung erfolgt,
wenn sich der Motor im AUS-Zustand befindet, wird somit die Entladung
der Batterieeinheit 10 beschleunigt, was einen merklichen
Spannungsabfall hervorbringt und somit den normalen Lenkunterstützungsablauf
beeinflusst.
-
Wie
oben erwähnt,
wenn sich der Motor im AUS-Zustand befindet, wird folglich der Zielstromwert "It" für den Elektromotor 30 zum
Erleichtern der Arbeitsbelastung bzw. Betriebslast der Batterieeinheit 10 reduziert.
Wenn die Spannung V der Batterieeinheit 10 kleiner als
ein vorbestimmtes unteres Niveau Va ist, wird der Zielstromwert "It" auf 0 (Null) festgelegt,
wodurch die Lenkunterstützung
verhindert wird.
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Im
Fall des Festlegens des Zielstromwertes "It" auf
0 (Null), sollte der Wert des Stromzielwertes "It" stufenweise
zur Vermeidung der Abnahme beim Lenkgefühl reduziert werden. Wenn außerdem das Lenkrad 1 betätigt wird,
wenn sich der Motor im AUS-Zustand befindet, wird die Warnlampe 8 eingeschaltet,
um dem Fahrer über
die überhöhte Lenklast zum
Anhalten des Motors Bescheid zu geben.
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Wenn
die Hilfskraftlenkungsvorrichtung eine Störung aufweist, wird das elektromagnetische Schaltventil 50 geöffnet, um
die ersten und zweiten Arbeitskammern 61 und 62 des
hydraulischen Kraftzylinders 6 (siehe 1)
direkt zu verbinden. Bei diesem Zustand ist ein so genanntes manuelles
Lenken durch den Fahrer möglich.
Für den
ausfallsicheren Betrieb ist es notwendig, die Hydraulikpumpe 20 zu betreiben,
unabhängig
von der Anwesenheit/Abwesenheit des Lenkdrehmomentes "T". Das heißt, durch Antreiben der Hydraulikpumpe 20 wird
eine Prüfung
zum Überprüfen ausgeführt, ob
die Hilfskraftlenkungsvorrichtung eine Störung aufweist oder nicht.
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Wie
aus 1 verständlich
wird, wenn das elektromagnetische Schaltventil 50 zu dem
Zeitpunkt geschlossen bleibt, wenn die Hydraulikpumpe 20 zum Überprüfen der
Hilfskraftlenkungsvorrichtung angetrieben wird, wird einer von der
ersten oder zweiten Arbeitskammer 61 und 62 des
hydraulischen Kraftzylinders 6 eine unter Druck stehende
Flüssigkeit
zugeführt.
In diesem Fall werden die gelenkten vorderen Laufräder gegen
den Willen des Fahrers gelenkt. Folglich sollte zum Überprüfungszeitpunkt der
Hilfskraftlenkungsvorrichtung das elektromagnetische Schaltventil 50 geöffnet sein.
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Wegen
der oben erwähnten
Anordnung kann die Batterieeinheit 10 eine hohe Entladecharakteristik
aufweisen. Somit kann die Bat terieeinheit 10, wie im Fall
direkt nach dem Motorstart, auch wenn der Generator eine ausreichende
Strommenge nicht erzeugen kann, den Elektromotor 30 hinreichend
betreiben. Folglich wird das Überprüfen genau
ausgeführt,
auch wenn das Überprüfen der
Hilfskraftlenkungsvorrichtung direkt nach dem Motorstart ausgeführt wird.
-
Im
Folgenden werden die programmierten Ablaufschritte zum Überprüfen des
Betriebs der Hilfskraftlenkungsvorrichtung im Detail bezüglich des
Ablaufdiagramms von 15 beschrieben.
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Beim
Schritt S101 wird die Entscheidung darüber ausgeführt, ob die Motordrehzahl 0
(Null) ist oder nicht. Wenn JA, d.h., wenn die Motordrehzahl Ne
0 (Null) ist, geht der Betriebsablauf zum Schritt S102 über, wobei
entschieden wird, dass sich der Motor im AUS-Zustand befindet. Während beim NEIN,
d.h., wenn die Motordrehzahl Ne nicht 0 (Null) ist, geht der Betriebsablauf
zum Schritt S103 über, wobei
entschieden wird, dass sich der Motor im EIN-Zustand befindet.
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Beim
Schritt S102 wird ein Merker "Fe" für Motor
AUS auf 1 gesetzt und der Betriebsablauf geht zum Schritt S104 über. Während beim
Schritt S103 der Merker Fe für
Motor AUS auf 0 (Null) gesetzt wird, geht der Betriebsablauf zum
Schritt S104 über.
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Beim
Schritt S104 wird die Entscheidung darüber ausgeführt, ob die Batteriespannung "V" gleich oder kleiner als ein vorbestimmter
Wert "Va" ist oder nicht.
Wenn JA, geht der Betriebsablauf zum Schritt S105 über, wo
entschieden wird, dass die Batterieeinheit 10 einen bestimmten
Spannungsabfall aufweist. Wenn NEIN, geht der Betriebsablauf zum Schritt
S106 über,
wobei entschieden wird, dass die Batterieeinheit 10 keinen
Spannungsabfall aufweist.
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Beim
Schritt S105 wird ein Merker "Fv" für den Batteriespannungsabfall
auf 1 gesetzt, und der Betriebsablauf geht zum Schritt S107 über. Während beim
Schritt S106 der Merker "Fv" für den Batteriespannungsabfall
auf 0 (Null) gesetzt wird, und der Betriebsablauf zum Schritt S107 übergeht.
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Beim
Schritt S107 wird der Zielstromwert "It" berechnet
und der Betriebsablauf geht zum Schritt S108 über.
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Beim
Schritt S108 wird die Entscheidung darüber ausgeführt, ob der Merker "Fe" für Motor AUS 1 ist
oder nicht. Wenn JA, geht der Betriebsablauf zum Schritt S109 über, wobei
entschieden wird, dass sich der Motor im AUS-Zustand befindet. Während bei
NEIN der Betriebsablauf zum Schritt S110 übergeht, wobei entschieden
wird, dass sich der Motor im EIN-Zustand befindet.
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Beim
Schritt S109 wird der Zielstromwert "It" reduziert,
und der Betriebsablauf geht zum Schritt S110 über.
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Beim
Schritt S110 wird die Entscheidung darüber ausgeführt, ob der Merker "Fv" für Batteriespannungsabfall 1 ist
oder nicht. Wenn JA, geht der Betriebsablauf zum Schritt S113 über, wobei
entschieden wird, dass die Batterieeinheit 10 einen bestimmten
Spannungsabfall aufweist. Während
beim NEIN der Betriebsablauf zum Schritt S111 übergeht, wobei entschieden
wird, dass die Batterieeinheit 10 keinen Spannungsabfall
aufweist.
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Beim
Schritt S111 wird eine Erfassungsüberprüfung des anormalen Zustandes
ausgeführt,
und der Betriebsablauf geht zum Schritt S112 über.
-
Beim
Schritt S112 wird die Entscheidung darüber ausgeführt, ob die Hilfskraftlenkungsvorrichtung eine
Störung
aufweist oder nicht. Wenn JA, geht der Betriebsablauf zum Schritt
S117 über.
Während
beim NEIN der Betriebsablauf zum Schritt S126 übergeht.
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Beim
Schritt S113 wird die Entscheidung darüber ausgeführt, ob ein erfasstes Lenkmoment
0 (Null) ist oder nicht. Wenn JA, d.h., wenn das erfasste Lenkmoment
nicht 0 (Null) ist, d.h. wenn das Lenkrad 1 durch einen
Fahrer betätigt
wird, geht der Betriebsablauf zum Schritt S114 über, um eine Warnlampe 8 einzuschalten.
Danach geht der Betriebsablauf zum Schritt S115 über. Wenn NEIN beim Schritt
S113 auftritt, d.h., wenn das erfasste Lenkmoment 0 (Null) ist, d.h.,
wenn das Lenkrad 1 durch den Fahrer nicht betätigt wird,
geht der Betriebsablauf zum Schritt S115 über.
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Bei
Schritt S115 wird der Zielstromwert "It" stufenweise
reduziert (schließlich
bis 0 (Null)), danach geht der Betriebsablauf zum Schritt S116 über.
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Beim
Schritt S116 wird der Zielstromwert "It" ausgegeben,
d.h., praktisch dem Elektromotor 30 zugeführt, und
die Überprüfung ist
beendet.
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Beim
Schritt S117 wird der Stromzielwert "It" auf
0 (Null) gesetzt und die Überprüfung ist
beendet. Das heißt,
in diesem Fall wird der Elektromotor 30 nicht unter Strom
gesetzt.
-
Im
Folgenden werden die Details der Erfassungsüberprüfung des anormalen Zustandes
des oben erwähnten
Schritts S111 bezüglich
des Ablaufdiagramms von 16 beschrieben.
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Beim
Schritt S201 wird das elektromagnetische Schaltventil 50 geöffnet, und
der Betriebsablauf geht zum Schritt S202 über.
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Beim
Schritt S202 wird der Elektromotor 30 unter Strom gesetzt.
Wie oben erwähnt,
wird die Motorstromversorgung unabhängig vom Betrieb des Drehmomentsensors
TS ausgeführt.
Danach geht der Betriebsablauf zum Schritt S203 über.
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Beim
Schritt S203 wird die Entscheidung darüber ausgeführt, ob die Drehzahl des Motors 30 0 (Null)
ist oder nicht. Wenn JA, geht der Betriebsablauf zum Schritt S204 über, wobei
entschieden wird, dass eine Störung
in der Vorrichtung stattfinden könnte.
Wenn NEIN, d.h., wenn der Motor 30 bei einer bestimmten
Drehzahl läuft,
geht der Betriebsablauf zum Schritt S206 über, wobei entschieden wird, dass
keine Störung
in der Vorrichtung stattfindet. Danach geht der Betriebsablauf zum
oben erwähnten Schritt
S112 (siehe 15) über.
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Beim
Schritt S204 wird ein Zeitzähler
auf 0 (Null) zum Messen einer Zeit "t",
die davon verstrichen ist, gesetzt. Danach geht der Betriebsablauf zum
Schritt S205 über.
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Beim
Schritt S205 wird die Entscheidung darüber ausgeführt, ob die verstrichene Zeit "t" gleich oder länger als eine vorbestimmte
Zeit "α" ist oder nicht.
Wenn JA, d.h. wenn entschieden wird, dass die verstrichene Zeit "t" gleich oder länger als die vorbestimmte Zeit "α" ist, geht der Betriebsablauf zum Schritt
S207 über,
wobei entschieden wird, dass eine Störung in der Vorrichtung stattgefunden
hat. Danach geht der Betriebsablauf zum oben erwähnten Schritt S112 über.
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Während beim
NEIN beim Schritt S205, d.h., wenn entschieden wird, dass die verstrichene
Zeit "t" kürzer als
die vorbestimmte Zeit "α" ist, der Betriebsablauf
zum Schritt S206 übergeht,
wobei entschieden wird, dass keine Störung in der Vorrichtung stattgefunden
hat. Danach geht der Betriebsablauf zum oben erwähnten Schritt S112 über.
-
Im
Folgenden wird die Leistung der Batterieeinheit 10, die
in der Erfindung verwendet wird, bezüglich der 17A beschrieben. Tatsächlich ist 17A ein Zeitdiagramm, das die Änderungen einer Batteriespannung,
eines Batterieladestroms und eines Batterieentladestroms darstellt.
Zum Vergleich wird die Leistung einer herkömmlichen Batterie in 17B dargestellt.
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Zum
Zeitpunkt "t1" wird ein Zündschalter
auf EIN geschaltet. Daraufhin wird ein Selbststartermotor (nicht
dargestellt) zum Starten des Motors eingeschaltet. Wie aus den beiden
Diagrammen ersichtlich wird, stellen beide Batterien somit einen
bestimmten Spannungsabfall von einem Zeitwert "Vs" für Motor AUS
dar. Es ist zu beachten, dass dieser Zeitwert "Vs" für Motor
AUS der Spannungswert ist, der auftritt, wenn sich der Motor im
AUS-Zustand befindet.
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Zum
Zeitpunkt "t2" wird der Motor gestartet und
der Generator beginnt einen elektrischen Strom zu erzeugen. Wie
aus den beiden Diagrammen ersichtlich wird, beginnen sich beide
Batterien aufzuladen und somit beginnt die Batteriespannung "V" anzusteigen.
-
Zum
Zeitpunkt "t3" wird das Aufladen
der herkömmlichen
Batterie beendet und die Batteriespannung "V" stellt
den maximalen Wert "Vmax" dar. Wie aus 17B ersichtlich, wird danach im Fall der herkömmlichen
Batterie der Ladestrom zum Vermeiden einer Überlast bzw. Überladung
reduziert.
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Es
ist zu beachten, dass im Fall der Batterieeinheit 10 die
Batteriespannung "V" noch bis zum Zeitpunkt "t3" zunimmt. Das heißt, die
Batterieeinheit 10 weist eine ausreichende Kapazität im Vergleich mit
der herkömmlichen
auf.
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Zum
Zeitpunkt "t4" endet das Aufladen
der Batterieeinheit 10 und die Batteriespannung "V" stellt den maximalen Wert "Vmax" dar. Danach wird
der Ladestrom reduziert.
-
Zum
Zeitpunkt "t5" startet ein Lenkvorgang durch
einen Fahrer und somit wird der Elektromotor 30 mit Strom
versorgt, um die Lenkunterstützung
zu starten. Infolge des Betriebs des Elektromotors 30 wird
die Batteriespannung in sowohl der Batterieeinheit 10 als
auch in der herkömmlichen
Batterie reduziert.
-
Wie
aus den beiden Diagrammen ersichtlich wird, ist jedoch der Reduzierungsgrad
der Batteriespannung in der Batterieeinheit 10 im Vergleich
mit der herkömmlichen
Batterie klein. Das heißt,
wie aus 17A ersichtlich, im Fall der
Batterieeinheit 10 ist die reduzierte Batteriespannung
höher als
der Zeitwert "Vs" für Motor
AUS. Während
im Fall der herkömmlichen
Batterie (siehe 17B) die reduzierte Batteriespannung
kleiner als der Zeitwert "Vs" für Motor
AUS ist.
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Zum
Zeitpunkt "t6" endet der Lenkvorgang durch
den Fahrer und somit wird der Elektromotor 30 ausgeschaltet,
und das Aufladen der Batterie durch den Generator erneut gestartet.
Wie aus den Diagrammen ersichtlich, erreicht die Batteriespannung "V" in der Batterieeinheit 10 sofort
den maximalen Wert "Vmax" nach dem Starten
des Aufladens. Während
in der herkömmlichen
Batterie eine bestimmte Verzögerungszeit
bis zum Erreichen des maximalen Werts "Vmax" auftritt.
-
Zum
Zeitpunkt "t7" ist das Aufladen
der Batterieeinheit 10 gesättigt und der Ladestrom wird
reduziert. Jedoch ist im Fall der herkömmlichen Batterie das Aufladen
der Batterie noch nicht gesättigt,
und somit wird der Ladestrom nicht reduziert.
-
Zum
Zeitpunkt "t8" ist das Laden der
herkömmlichen
Batterie gesättigt
und der Ladestrom wird reduziert.
-
Zum
Zeitpunkt "t9" werden die vom Zeitpunkt "t5" bis zum Zeitpunkt "t8" übernommenen Phänomene bzw.
Vorgänge
wiederholt.
-
Im
Folgenden wird die Beschreibung mit der Hilfe von 18A und 18B für die Charakteristiken
der Batterien in dem Fall vorgenommen, bei dem die Lenkunterstützung zum
Anhalten des Motors wirksam ist. 18A stellt
die Charakteristik der Batterieeinheit 10 und 18B die Charakteristik der herkömmlichen
Batterie dar.
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In
den Diagrammen stellt "Vs" den Zeitwert für Motor
AUS der Batteriespannung, und "Vmin" die minimale Spannung
dar, die zum Antreiben des Motors 30 benötigt wird.
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Zum
Zeitpunkt "t11" startet ein Lenkvorgang durch
einen Fahrer und somit wird der Elektromotor 30 mit Strom
versorgt, um die Lenkunterstützung
zu starten. Infolge des Betriebs des Elektromotors wird die Batteriespannung
sowohl in der Batterieeinheit 10 als auch in der herkömmlichen
Batterie reduziert.
-
Wie
aus den beiden Diagrammen ersichtlich, ist jedoch der Reduzierungsgrad
der Batteriespannung in der Batterieeinheit 10 im Vergleich
mit der herkömmlichen
Batterie klein, d.h., wie aus 18A ersichtlich,
die reduzierte Batteriespannung ist im Fall der Batterieeinheit 10 höher als
der minimale Wert "Vmin". Während die
reduzierte Batteriespannung im Fall der herkömmlichen Batterie (siehe 18B) kleiner als der minimale Wert "Vmin" ist.
-
Das
bedeutet, dass im Fall der herkömmlichen
Batterie die Lenkunterstützung
beim AUS-Zustand des Motors nicht erwartet wird. Während im Fall
der Batterieeinheit 10 die Lenkunterstützung erreicht wird.
-
Gemäß 19 wird
ein Diagramm dargestellt, das die Charakteristik eines Hochgeschwindigkeits-Niedrigdrehmoment-Elektromotors(HSLTEM) und
dasjenige eines Niedriggeschwindigkeits-Hochdrehmoment-Elektromotors(LSHTEM)
veranschaulicht. Wie im Diagramm dargestellt, wird eine höhere Effizienz
im Fall des Hochgeschwindigkeits-Niedrigdrehmoment-Elektromotors
erhalten, aber die Effizienz wird mit Zunahme des Drehmoments rapide
verringert. Während
eine Drehmomentveränderung
im Fall des Niedriggeschwindigkeits-Hochdrehmoment-Elektromotors
klein ist, aber die Effizienz gering. In der vorliegenden Erfindung
wird der Hochgeschwindigkeits-Niedrigdrehmoment-Motortyp als Elektromotor 30 verwendet.
Vorzugsweise wird in der Erfindung das Antreiben der Hydraulikpumpe 20 nur durch
Verwendung des Betriebsbereichs mit hoher Drehzahl-hoher Wirkungsgrad
des Motors 30 ausgeführt.
Bei Anwendung dieses Bereichs neigt ein Spannungsabfall der Batterie
dazu, die Drehzahl des Motors 30 zu beeinflussen. Weil
jedoch die in der Erfindung verwendete Batterieeinheit 10 von
einem Typ ist, der einen geringen Spannungsabfall aufweist, wird
ein stabiler Betrieb des Motors 30 erreicht.
-
Im
Folgenden werden die vorteilhaften Merkmale der Erfindung beschrieben.
- (1) In der Hilfskraftlenkungsvorrichtung der
Erfindung wird eine Hydraulikpumpe 20 durch den Elektromotor 30 angetrieben,
um eine hydraulische Flüssigkeit
zum oder vom hydraulischen Kraftzylinder 6 zuzuführen oder
abzugeben. Die Steuer/Regeleinheit 40 wird zum Steuern/Regeln des
Stroms, der dem Elektromotor 30 zugeführt wird, verwendet. Als elektrische
Stromquelle wird eine Batterieeinheit 10 verwendet, die
eine Mehrzahl von Bleibatterien aufweist, wobei jede von einem spiralförmig gewickelten
Typ ist. Die spiralförmig
gewickelten Bleibatterien umfassen eine spiralförmig gewickelte positive Platte 110,
eine spiralförmig
gewickelte negative Platte 120 und eine spiralförmig gewickelte
Isolierplatte 130, die zwischen den positiven und negativen
Platten 110 und 120 zwischengelegt ist. Diese
spiralförmig gewickelten
Platten 110, 120 und 130 sind konzentrisch
im zylindrischen Batteriegehäuse 140 angeordnet,
die mit einem Elektrolyten gefüllt
ist.
Wie oben beschrieben, stellt die Batterieeinheit 10 einen
geringen Spannungsabfall dar und somit kann aus den oben genannten
Gründen
die Hilfskraftlenkungsvorrichtung der Erfindung eine stabile und
ausreichende Lenkhilfskraft erzeugen. Dieser Hilfskraftlenkungstyp
ist auf verschiedene Motorfahrzeugtypen anwendbar, z.B. in einem
Kleinmotorfahrzeug, das nur eine kleine Lenkhilfskraft benötigt, und
in einem Fahrzeug mit groß ausgelegtem
Motor, das eine große
Lenkhilfskraft benötigt.
- (2) In der Hilfskraftlenkungsvorrichtung der Erfindung umfasst
der verwendete Elektromotor 30 den Stator 310 und
die Rotoreinheit 320. Der Stator 310 umfasst Eisenkerne 311,
wobei jeder eine darum gewickelte Statorspule aufweist. Die Anschlussenden
der Statorspulen 312 sind mit den festgelegten Bereichen
der Verbindungsringe 313 verbunden, die mit den Stromkabeln 341 vom Leistungsmodul 410 verbunden
sind. Die Rotoreinheit 320 umfasst die Ausgangswelle 321 und eine
Mehrzahl von Magneten 322, die angeordnet sind, um die
Ausgangswelle 321 zu umschließen.
Mit dieser Anordnung
kann der Elektromotor 30 mit größerem bzw. höherem Strom
versorgt werden, um das Erzeugen einer größeren und ausreichenden Abgabe
zu ermöglichen.
- (3) Wegen der Verwendung der spiralförmig gewickelten Platten 110, 120 und 130 kann
jede Bleibatterie 100 einen größeren Elektrostrom pro Volumeneinheit
erzeugen.
- (4) Im durch den Drei-Phasen-Wechselstrom, der durch das Leistungsmodul 410 erzeugt
wird, angetriebenen Elektromotor 30 wird eine so genannte
Dreieck-Schaltung bzw. -Verdrahtung zum Verbinden der Spulen 312 der
Eisenkerne der U–,
V– und
W-Phasengruppen
verwendet. Somit wird die Reduzierung der Größenordnung des Stators 310 erreicht.
- (5) Die Steuer/Regeleinheit 40 umfasst das Leistungsmodul 410,
das Steuermodul 420 und das Verbindungsmodul 430,
die in der oben erwähnten
Art angeordnet sind. Das Verbindungsmodul 430 umfasst Stromschienen
B, die mit dem Leistungsmodul 410 verbunden sind, und Filter
F1 und F2 und Kondensatoren C1 und C2, die mit den Stromschienen
B verbunden sind. Die Verwendung der Stromschienen B ermöglicht das Anlegen
eines hohen Gleichstroms von der Batterieeinheit 10 am
Leistungsmodul 410.
- (6) In der Hilfskraftlenkungsvorrichtung der Erfindung werden
erste und zweite Hydraulikleitungen 51 und 52 von
der Hydraulikpumpe 20 jeweils zu den ersten und zweiten
Arbeitskammern 61 und 62 des hydraulischen Kraftzylinders 6 geführt, und das
elektromagnetische Schaltventil 50 ist zwischen den ersten
und zweiten Hydraulikleitungen 51 und 52 angeordnet.
Wenn in der Vorrichtung eine Störung
auftritt, bewirkt die Steuer/Regeleinheit 40 beim elektromagnetischen
Schaltventil, dass es seinen geöffneten
Zustand einnimmt. Damit wird ein so genanntes manuelles Lenken durch
einen Fahrer reibungslos ausgeführt.
- (7) In der Hilfskraftlenkungsvorrichtung der Erfindung weist
der hydraulische Kraftzylinder 6 zum Betreiben der Zahnstange 4,
die mit den gelenkten vorderen Laufrädern FR und FL verbunden ist, erste
und zweite Arbeitskammern 61 und 62 auf. Die ersten
und zweiten Einlass/Auslassöffnungen 210 und 220 der
Hydraulikpumpe 20 sind mit den ersten und zweiten Arbeitskammern 61 und 62 durch
die ersten und zweiten Hydraulikleitungen 51 und 52 verbunden.
Der Elektromotor 30 treibt die Hydraulikpumpe 20 an,
um sie in beiden Richtungen zu drehen. Zwischen den ersten und zweiten
Hydraulikleitungen 51 und 52 ist ein elektromagnetisches
Schaltventil 50 angeordnet, das wahlweise eine direkte
Verbindung zwischen den Leitungen 51 und 52 öffnet und
schließt.
Auf der Basis der Informationssignale von verschiedenen Erfassungsvorrichtungen
steuert/regelt die Steuer/Regeleinheit 40 den Betrieb des
Elektromotors 30 und des Schaltventils 50 in der
oben erwähnten
Weise. Zum Antreiben des Elektromotors 30 wird die Batterieeinheit 10 mit
den Bleibatterien 100 vom spiralförmig gewickelten Typ verwendet.
Somit
wird ein Antriebsmoment, das durch den Elektromotor 30 erzeugt
wird, zu den gelenkten vorderen Rädern FR und FL durch den hydraulischen
Hilfsmechanismus übertragen.
Somit wird in der Erfindung eine sicherere und größere Lenkhilfskraft
erzeugt.
- (8) Wie oben beschrieben wird das elektromagnetische Schaltventil 50 nach
Ausfall der Hilfskraftlenkungsvorrichtung gezwungen, seine geöffnete Position
einzunehmen, um direkt mit den ersten und zweiten Hydraulikleitungen 51 und 52 verbunden
zu werden. Somit wird ein so genannter manueller Lenkvorgang durch
den Fahrer leicht und sicher ausgeführt.
- (9) Zum Zeitpunkt der Überprüfung der
Hilfskraftlenkungsvorrichtung durch das Antreiben der Hydraulikpumpe 20,
wird das Schaltventil 50 in seine offene Position gebracht.
Somit wird die unerwünschte
Lenkbewegung der gelenkten vorderen Räder FR und FL gegen den Willen
des Fahrers unterdrückt.
- (10) Infolge der Festlegung bzw. Bereitstellung des Erfassungssperrbereichs 423a des
anormalen Zustands in der Steuer/Regeleinheit 40 wird der überhöhte Spannungsabfall
der Batterieeinheit 10 unterdrückt und gleichzeitig die Fehldiagnose
für den
Elektromotor 30 durch den Erfassungsbereich 423 des
anormalen Zustands unterdrückt.
- (11) Wegen der Verwendung der Bleibatterien 100 vom
spiralförmig
gewickelten Typ für
die Batterieeinheit 10 wird der Betrieb der Hilfskraftlenkungsvorrichtung
sogar im AUS-Zustand des Motors erwartet. Auch wenn sich der Generator,
wie zu einem Zeitpunkt direkt nach dem Motorstart, nicht in dem
Zustand befindet, um eine ausreichende Strommenge zu erzeugen, kann
die Batterieeinheit 10 den Elektromotor 30 ausreichend
betreiben und somit die Hilfskraftlenkungsvorrichtung betreiben.
- (12) Infolge der Festlegung des Erfassungsbereichs 421 des
Motorbetriebszustandes in der Steuer/Regeleinheit 40 wird
der dem Elektromotor 30 zuzuführende Zielstromwert "It" reduziert, wenn
sich der Motor im AUS-Zustand befindet. Damit wird der überhöhte Spannungsabfall
der Batterieeinheit 10 unterdrückt.
- (13) Infolge der Festlegung des Erfassungsbereichs 421 des
Motorbetriebszustands und des Alarmsteuerbereichs 422 in
der Steuer/Regeleinheit 40, wird die Warnlampe 8 eingeschaltet,
wenn ein Lenkvorgang beim AUS-Zustand des Motors durch einen Fahrer
ausgeführt
wird.
- (14) Infolge der Festlegung des Lenksteuerungs-Sperrbereichs 424a in
der Steuer/Regeleinheit 40 wird der unerwünschte Lenkvorgang durch
den Fahrer beim AUS-Zustand des Motors unterdrückt.
- (15) Infolge der Festlegung des Lenksteuerungs-Sperrbereichs 424a wird
der dem Elektromotor 30 zugeführte Zielstromwert "It" stufenweise reduziert,
wenn die Batteriespannung "V" einen Wert aufweist,
der niedriger als der vorbestimmte untere wert "Va" ist.
Damit kann die Hilfskraftunterstützung
reibungslos ohne Minderung des Lenkgefühls, das der Fahrer erfährt, beendet werden.
-
Der
gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung 2005-290069, eingereicht
am 03. Oktober 2005, wird hiermit durch Bezugnahme zum Offenbarungsgehalt
folgender Anmeldung gemacht.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung gemäß den bevorzugten
Ausführungsformen
beschrieben worden ist, ist sie nicht auf diese besonderen Ausführungsformen
begrenzt. Abänderungen
und Varianten der oben beschriebenen Ausführungsformen erscheinen den
Durchschnittsfachleuten im Licht der oben genannten Lehre. Sie werden
durch die folgenden Ansprüche
definiert.
-
Zusammenfassend
kann Folgendes festgehalten werden:
Ein Hilfskraftmechanismus
wird vorgesehen, der den Betrieb eines Lenkmechanismus unterstützt, wenn eine
unter Druck gesetzte hydraulische Flüssigkeit angelegt wird. Eine
Hydraulikpumpe 20 führt
dem Hilfskraftmechanismus die unter Druck gesetzte hydraulische
Flüssigkeit
zu, wenn angetrieben wird. Ein Elektromotor 30 treibt die
Hydraulikpumpe 20 an. Eine Batterieeinheit 10 ist
zur Stromversorgung des Elektromotors 30 vorgesehen. Eine
Steuer/Regeleinheit 40 ist zum Steuern/Regeln des elektrischen Stroms
von der Batterieeinheit 10 zum Elektromotor 30 vorgesehen.
Die Batterieeinheit 10 weist eine Mehrzahl von Bleibatterien 100 auf,
die in Reihe geschaltet sind. Jede Bleibatterie 100 weist
eine spiralförmig
gewickelte positive Platte 110, eine spiralförmig gewickelte
negative Platte 120, eine spiralförmig gewickelte Isolierplatte 130,
die spiralförmig
gewickelt und zwischen den positiven und negativen Platten 110, 120 angeordnet
ist, ein zylindrisches Gehäuse 140,
in dem die spiralförmig
gewickelten positiven, negativen und Isolierplatten 110, 120, 130 aufgenommen
sind, und einen Elektrolyten, der im Batteriegehäuse 140 angeordnet
ist, auf.
-
- 1
- Lenkrad
- 2
- Welle
- 3
- Zahnrad
- 4
- Zahnstange
- 6
- Hydraulischer
Kraftzylinder
- 7
- Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
- 8
- Warnlampe
- 9
- Spannungserfassungsbereich
- 10
- Batterieeinheit
- 11,
12
- Anschluss
- 13
- Verbindungs-
bzw. Anschlussstück
- 20
- Reversible
Hydraulikpumpe
- 21
- Erstes
Gehäuse
- 21a
- Ebene
obere Fläche
- 23
- zweites
Gehäuse
- 22a
- ebene
untere Fläche
- 23
- Außenrotor
- 23a
- inneres
Zahnrad
- 24
- Innenrotor
- 24a
- äußeres Zahnrad
- 25
- Nockenring
- 26
- Antriebswelle
- 27
- Volumen-veränderliche
Arbeitskammer
- 28
- Vorratstank
- 30
- elektrischer
Drei-Phasen-Motor
- 40
- Steuer/Regeleinheit
- 50
- elektromagnetisches
Schaltventil
- 50a
- Körper
- 50b
- Leitung
- 50c
- Ventilkopfelement
- 50d
- Schrauben-
bzw. Spiralfeder
- 50e
- Ventilstossstange
oder Stößelstange
(Ankerstange)
- 50f
- Spule
- 51
- erste
Hydraulikleitung
- 52
- zweite
Hydraulikleitung
- 53
- dritte
Hydraulikleitung
- 54
- vierte
Hydraulikleitung
- 55
- Rücklauf-
bzw. Rückführleitung
- 55a
- Absperrventil
bzw. Rückschlagventil
- 60
- Kolbenventil
- 61
- erste
Arbeitskammer
- 62
- zweite
Arbeitskammer
- 63
- Kolben
- 100
- Bleibatterie
- 101
- positiver
Anschluss
- 102
- negativer
Anschluss
- 103
- Einlassöffnung
- 104
- Deckel
- 110,
120, 130
- spiralförmig gewickelte
Platten
- 110
- positive
Platte
- 120
- negative
Platte
- 130
- Isolierplatte
- 140
- zylindrisches
Batteriegehäuse
- 150
- Drähte
- 210
- erste
Einlass/Auslassöffnung
- 220
- zweite
Einlass/Auslassöffnung
- 230
- erste
Zuführöffnung
- 240
- zweite
Zuführöffnung
- 231
- Leitung
- 241
- Leitung
- 231a
- Absperrventil
- 243a
- Absperrventil
- 310
- Stator
- 311
- Eisenkern
- 312
- Statorspule
- 313
- Anschluss-Verbindungsring
- 320
- Rotoreinheit
- 321
- Ausgangswelle
- 322
- Magnet
- 330
- Rotationslagesensor
bzw. Rotationsstellungssensor(RPS)
- 341
- Stromkabel
- 342
- Kabel
- 410
- Leistungsmodul
- 420
- Steuer-
bzw. Regelmodul
- 421
- Erfassungsbereich
des Motorbetriebszustandes
- 422
- Alarmsteuer-
bzw. Alarmregelbereich
- 423
- Erfassungsbereich
des anormalen Zustands
- 423a
- Erfassungssperrbereich
des anormalen Zustands
- 424
- Stromentscheidungs-
bzw. Strombestimmungsbereich
- 424a
- Lenksteuerungs-Sperrbereich
- 425
- Drei-Phasen-Strom-Invertierungsbereich
- 430
- Verbindungsmodul