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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Servolenkungsvorrichtung,
die z.B. in einem Fahrzeug montiert ist.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Eine übliche Servolenkungsvorrichtung
ist mit einem Drehmomentsensor zum Erfassen einer Lenkungskraft,
die durch einen Fahrer ausgeübt wird,
einem Motor zum Ergänzen
der Lenkungskraft, einem Invertierer zum Ansteuern des Motors und
einer Zielstrom-Kalkulationseinheit zum Kalkulieren eines Zielstroms,
der veranlasst wird, durch den Motor zu fließen in Übereinstimmung mit einer Ausgabe
des Drehmomentsensors, ausgerüstet.
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Der
Invertierer, der aus Schaltelementen besteht, steuert die Ansteuerung
des Motors durch mit PWM modulierte Spannungsimpulse mit einer konstanten
Frequenz.
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Eine
konventionelle elektrische Servolenkungsvorrichtung ist mit einer
Motoransteuereinheit (einem Invertierer) ausgerüstet. In der Motoransteuereinheit
ist, während
eine Leistungsquelle zwischen Eingangsanschlüssen einer Brückenschaltung, die aus
vier Paaren von Feldeffekttransistoren besteht, verbunden ist, ein
elektrischer Motor (d.h. ein Motor) zwischen Ausgangsanschlüssen der
Brückenschaltung
verbunden. Die Servolenkungsvorrichtung veranlasst, dass ein Strom
durch den Motor fließt,
durch die Motoransteuereinheit, um eine Motorleistung auf ein Lenkungssystem
anzuwenden. Zwischen die Motoransteuereinheit und den Motor oder
zwischen die Leistungsquelle und die Motoransteuereinheit ist eine
Schaltereinheit gestellt (siehe JP 07-96387 B).
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In
der zuvor erwähnten
konventionellen Vorrichtung wird die Schaltereinheit geöffnet, um
den Invertierer und den Motor voneinander oder die Leistungsquelle
und den Invertierer voneinander abzuschalten, wenn eine EIN-Funktionsstörung in
den Feldeffekttransistoren auftritt, die die Brückenschaltung bilden.
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Wie
oben beschrieben, wird die Schaltereinheit geöffnet, um die Leistungsquelle
und den Motor von einander abzuschalten, und es wird ein geschlossener
Regelkreis geöffnet,
um einen Übergang von
Servolenkung zu manueller Lenkung durchzuführen. Somit wird eine Verschlechterung
im Nachfolgeleistungsverhalten oder im Lenkungsgefühl verhindert.
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In
der konventionellen elektrischen Servolenkungsvorrichtung werden
abrupte Störungen,
die aus Unregelmäßigkeiten
einer Straßenfläche oder dergleichen
resultieren, zu einem Fahrer in dem Fall eines Übergangs von Servolenkung zu
manueller Lenkung direkt übertragen,
sodass ein Problem dadurch verursacht wird, dass eine Verschlechterung im
Lenkungsgefühl
nicht ausreichend verhindert werden kann.
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Wenn
der Übergang
von Servolenkung zu manueller Lenkung durchgeführt wird, während der Fahrer eine Lenkungskraft
ausübt,
stoppt der Motor plötzlich
die Unterstützung
der Len kungskraft. Deshalb wird auch ein Problem dadurch verursacht,
dass eine Verschlechterung im Lenkungsgefühl nicht ausreichend verhindert
werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde unternommen, um das oben erwähnte Problem
zu lösen.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Servolenkungsvorrichtung
vorzusehen, die zum Unterdrücken einer
abrupten Änderung
in der Lenkungskraft und zuverlässigen
Verhindern einer Verschlechterung im Lenkungsgefühl sogar in dem Fall eines Übergangs von
Servolenkung zu manueller Lenkung fähig ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Servolenkungsvorrichtung vorgesehen, die enthält: eine
Lenkungskraft-Erfassungseinheit zum Erfassen einer Lenkungskraft;
einen Motor eines Permanentmagnetfeldtyps zum Ergänzen der
Lenkungskraft; und eine Steuereinheit mit einer Motoransteuereinheit
und einer Anomalieüberwachungseinheit
zum Steuern einer Ansteuerung des Motors, worin: die Motoransteuereinheit
enthält
einen Invertierer zum Ansteuern des Motors; und eine Ansteuersignal-Generierungseinheit
zum Kalkulieren eines Zielstroms, der veranlasst wird durch den
Motor zu fließen,
basierend auf einer Ausgabe der Lenkungskraft-Erfassungseinheit,
und Ausgeben eines Ansteuersignals zum Ansteuern des Invertierers
basierend auf dem Zielstrom; und die Anomalieüberwachungseinheit enthält eine
Anomalieverarbeitungseinheit zum Bilden eines geschlossenen Regelkreises,
der den Motor beim Stoppen der Ansteuerung des Motors enthält.
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In
der Servolenkungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung bildet die Anomalieverarbeitungseinheit den geschlossenen
Regelkreis, der den Motor eines Permanentmagnetfeldtyps beim Stoppen
der Ansteuerung des Motors enthält.
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Somit
generiert der geschlossene Regelkreis, der den Motor enthält, eine
Bremskraft. Sogar in dem Fall eines Übergangs von Servolenkung zur manuellen
Lenkung, kann deshalb diese Bremskraft dazu dienen, eine abrupte Änderung
in der Lenkungskraft zu unterdrücken
und eine Verschlechterung im Lenkungsgefühl zu verhindern.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In
den begleitenden Zeichnungen sind:
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1 ein
schematisches Diagramm, das eine Servolenkungsvorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein
Blockdiagramm, das eine Anomalieüberwachungseinheit
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zusammen mit peripheren Komponenten davon
zeigt;
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3 ein
erläuterndes
Diagramm, das Eingabe-/Ausgabecharakteristika eine Eingabeschnittstellenschaltung
gemäß der ersten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, und eine obere Grenze und eine untere Grenze
eines Lenkungskraftsignals zeigt;
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4 ein
Flussdiagramm, das die Operation einer Mikrosteuervorrichtungseinheit
(MCU) gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert;
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5 ein
schematisches Diagramm, das eine Servolenkungsvorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ein
Blockdiagramm, das eine Anomalieüberwachungseinheit
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zusammen mit peripheren Komponenten davon
zeigt;
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7 ein
Flussdiagramm, das die Operation einer Mikrosteuervorrichtungseinheit
(MCU) gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert;
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8 ein
schematisches Diagramm, das eine Servolenkungsvorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ein
Blockdiagramm, das eine Anomalieüberwachungseinheit
gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zusammen mit peripheren Komponenten davon
zeigt; und
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10 ein
Flussdiagramm, das die Operation einer Mikrosteuervorrichtungseinheit
(MCU) gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Hierin
nachstehend werden jeweilige Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung basierend auf den Zeichnungen beschrieben. In den jeweiligen
Zeichnungen sind ähnliche
Bezugszeichen ähnlichen
oder entsprechenden Elementen und Abschnitten, die zu beschreiben
sind, zugewiesen.
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Die
folgenden Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden bezüglich eines Falls beschrieben,
in dem eine Servolenkungsvorrichtung in einem Fahrzeug montiert
ist.
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Erste Ausführungsform
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1 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Servolenkungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Bezug
nehmend auf 1 ist die Servolenkungsvorrichtung
mit einem Drehmomentsensor 1 (einer Lenkungskraft-Erfassungseinheit)
zum Erfassen einer Lenkungskraft Tq eines Fahrers eines Fahrzeugs,
einem zweiphasigen Gleichstrommotor 2 (einem elektrischen
Motor) (hierin nachstehend als "der
Motor 2" abgekürzt) eines
Permanentmagnetfeldtyps zum Ergänzen
der Lenkungskraft Tq des Fahrers, einer Steuervorrichtung 3 (einer
Steuereinheit) zum Steuern der Ansteuerung des Motors 2 und einer
Batterie 4 zum Versorgen der Steuervorrichtung 3 mit
elektrischer Leistung ausgerüstet.
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Die
Lenkungskraft Tq, die durch den Drehmomentsensor 1 erfasst
wird, wird zu der Steuervorrichtung 3 eingegeben. Der Motor 2 wird
unter der Steuerung der Steuervorrichtung 3 angesteuert,
um ein Drehmoment auf ein Lenkungssystem (nicht gezeigt) des Fahrzeugs
anzuwenden.
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Die
Steuervorrichtung 3 enthält eine Eingabeschnittstellenschaltung 5,
einen Invertierer 6, einen Mikrocomputer 7 (hierin
nachstehend als "eine MCU
(Abkürzung
für Mikrosteuervorrichtungseinheit) 7" abgekürzt), eine
Gatteransteuerschaltung 8, eine Batterieabschaltungseinheit 9 und
eine Motorstrom-Erfassungsschaltung 11.
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Die
Eingabeschnittstellenschaltung 5, zu der die Lenkungskraft
Tq, die durch den Drehmomentsensor 1 ausgegeben wird, eingegeben
wird, gibt ein Lenkungskraftsignal Ts zu der MCU 7 aus.
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Der
Invertierer 6 steuert den Motor 2 durch PWM-modulierte
Spannungsimpulse mit einer konstanten Frequenz an. Der Inver tierer 6 hat
FET-Elemente 12a bis 12d (Schaltelemente) zum
Generieren von Spannungsimpulsen, die dem Motor 2 durch Schalten
zuzuführen
sind.
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Die
FET-Elemente 12a und 12b, die zwischen dem Motor 2 und
der Batterie 4 vorgesehen sind, werden als obere FET-Elemente
bezeichnet. Die FET-Elemente 12c und 12d, die
zwischen dem Motor 2 und der Masse vorgesehen sind, werden
als untere FET-Elemente
bezeichnet.
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Die
MCU 7 enthält
eine Ansteuersignal-Generierungseinheit 13 und eine Anomalieüberwachungseinheit 14 (die
später
beschrieben werden).
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Die
Ansteuersignal-Generierungseinheit 13 kalkuliert einen
Zielstrom, der veranlasst wird, durch den Motor 2 zu fließen, basierend
auf dem Lenkungskraftsignal Ts. Die Ansteuersignal-Generierungseinheit 13 kalkuliert
einen Betrag von Arbeit bei PWM-Ansteuerung des Motors 2 derart,
dass die Abweichung zwischen dem zuvor erwähnten Zielstrom und einem Strom,
der durch ein Motorstromsignal "is" (was später beschrieben
wird) angezeigt wird, 0 wird. Die Ansteuersignal-Generierungseinheit 13 generiert Spannungsimpulse
(Ansteuersignale) zum Ansteuern der FET-Elemente 12a bis 12d des
Invertierers 6 basierend auf dem zuvor erwähnten Betrag
von Arbeit.
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Die
MCU 7 ist als ein Mikroprozessor (nicht gezeigt) mit einem
Speicherabschnitt, in dem Programme gespeichert sind, und einer
CPU gestaltet. Jeweilige Blöcke,
die die MCU 7 bilden, sind als Software in dem Speicherabschnitt
gespeichert.
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Der
Invertierer 6, die Motorstrom-Erfassungsschaltung 11 und
die Ansteuersignal-Generierungseinheit 13 bilden eine Motoransteuereinheit.
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Die
Gatteransteuerschaltung 8 verstärkt Spannungsimpulse, die durch
die MCU 7 ausgegeben werden, und gibt die verstärkten Spannungsimpulse
zu dem Invertierer 6 aus.
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Die
Batterieabschaltungseinheit 9, die als ein Relais oder
dergleichen gestaltet ist, stellt her oder unterbricht eine Verbindung
zwischen der Batterie 4 und dem Invertierer 6 in Übereinstimmung
mit einem Verbindungsbefehl oder einem Abschaltungsbefehl von einer
Anomalieverarbeitungseinheit 18 (die später beschrieben wird).
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Die
Motorstrom-Erfassungsschaltung 11 erfasst einen Strom,
der veranlasst wird, durch den Motor 2 zu fließen, und
gibt das Motorstromsignal "is" zu der MCU 7 aus.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das die Anomalieüberwachungseinheit 14 gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zusammen mit peripheren Komponenten davon
zeigt.
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Bezug
nehmend auf 2 enthält die Anomalieüberwachungseinheit 14 eine
Drehmomentsensor-Anomalieerfassungseinheit 15, zu der das
Lenkungskraftsignal Ts von dem Drehmomentsensor 1 eingegeben
wird, eine Stromanomalie-Erfassungseinheit 17, zu der das
Motorstromsignal "is" von der Motorstrom-Erfassungsschaltung 11 eingegeben wird,
und die Anomalieverarbeitungseinheit 18.
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Die
Batterie 4, die Eingabeschnittstellenschaltung 5 und
die Gatteransteuerschaltung 8, die in 1 gezeigt
werden, sind in 2 nicht dargestellt.
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Die
Drehmomentsensor-Anomalieerfassungseinheit 15 erfasst einen
anomalen Zustand des Drehmomentsensors 1 und gibt ein Anomaliesignal zu
der Anomalieverarbeitungseinheit 18 aus, wenn das Lenkungskraftsignal
Ts einen Wert, der größer als eine
beliebig eingestellte obere Grenze TH ist, oder einen Wert, der
kleiner als eine beliebig eingestellte untere Grenze TL ist, anzeigt.
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3 zeigt
Eingabe-/Ausgabecharakteristika der Eingabeschnittstellenschaltung 5,
und die obere Grenze TH und die untere Grenze TL des Lenkungskraftsignals
Ts.
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Die
Stromanomalie-Erfassungseinheit 17 erfasst einen anomalen
Zustand von mindestens einem des Motors 2 und der Motoransteuereinheit,
und gibt ein Anomaliesignal zu der Anomalieverarbeitungseinheit 18 aus,
wenn das Motorstromsignal "is" einen Wert, der
größer als
eine beliebig eingestellte obere Grenze iH ist, oder einen Wert,
der kleiner als eine beliebig eingestellte untere Grenze iL ist,
anzeigt.
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Die
Anomalieverarbeitungseinheit 18 gibt zu dem Invertierer 6 einen
Operationsbefehl, die oberen FET-Elemente 12a und 12b zu öffnen, und
einen Operationsbefehl, die unteren FET-Elemente 12c und 12d kurzzuschließen, aus,
um dadurch einen geschlossenen Regelkreis zu bilden, der den Motor 2 enthält, wenn
ein Anomaliesignal von mindestens einer der Drehmomentsensor-Anomalieerfassungseinheit 15 und
der Stromanomalie-Erfassungseinheit 17 ausgegeben wurden.
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Die
Operation der MCU 7 gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird hierin nachstehend mit Verweis auf
ein Flussdiagramm von 4 ebenso wie 1 bis 3 beschrieben.
Die folgende Beschreibung behandelt einen beispielhaften Fall, in
dem der Drehmomentsensor 1 anomal geworden ist.
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Wie
oben beschrieben, ist die erste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Anomalieverarbeitungseinheit 18 den
geschlossenen Regelkreis bil det, der den Motor 2 enthält beim
Stoppen der Ansteuerung des Motors 2 in Übereinstimmung
mit dem Eingeben eines Anomaliesignals. Die Ansteuersignal-Generierungseinheit 13 arbeitet,
um Spannungsimpulse zum Ansteuern des Motors 2 zu generieren,
basierend auf dem Lenkungskraftsignal Ts und dem Motorstromsignal "is", gemäß einer
bekannten Technik.
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Deshalb
wird die Beschreibung davon weggelassen, wie die Ansteuersignal-Generierungseinheit 13 arbeitet,
um Spannungsimpulse zu generieren.
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Hierin
wird angenommen, dass die MCU 7 keinerlei Anomalie oder
dergleichen erfasst hat.
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Zuerst
wird das Lenkungskraftsignal Ts, das von der Eingabeschnittstellenschaltung 5 in Übereinstimmung
mit einer Ausgabe des Drehmomentsensors 1 ausgegeben wird,
zu der Drehmomentsensor-Anomalieerfassungseinheit 15 eingegeben (Schritt
S31).
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Dann
bestimmt die Drehmomentsensor-Anomalieerfassungseinheit 15,
ob das Lenkungskraftsignal Ts einen Wert zwischen der oberen Grenze
TH und der unteren Grenze TL anzeigt oder nicht, wobei dadurch eine
Verarbeitung zum Erfassen eines anomalen Zustands durchgeführt wird
(Schritt S32). Die Verarbeitung zum Erfassen eines anomalen Zustands
des Drehmomentsensors 1 ist eine bekannte Technik, sodass
eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
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Dann
bestimmt die Anomalieverarbeitungseinheit 18, ob ein anomaler
Zustand des Drehmomentsensors 1 erfasst wurde oder nicht
(Schritt S33).
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Wenn
in Schritt S33 bestimmt wird, dass der anomale Zustand des Drehmomentsensors 1 erfasst wurde
(d.h. Ja), wird ein Operationsbefehl, die oberen FET-Elemente 12a und 12b zu öffnen, von
der Anomalieverarbeitungseinheit 18 zu dem Invertierer 6 ausgegeben
(Schritt S34).
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Die
oberen FET-Elemente 12a und 12b werden wegen diesem
Operationsbefehl geöffnet,
sodass die Batterie 4 und der Invertierer 6 voneinander abgeschaltet
werden.
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Dann
wird ein Operationsbefehl, die unteren FET-Elemente 12c und 12d kurzzuschließen, von der
Anomalieverarbeitungseinheit 18 zu dem Invertierer 6 ausgegeben
(Schritt S35).
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Die
unteren FET-Elemente 12c und 12d werden wegen
diesem Operationsbefehl kurzgeschlossen, sodass Eingangsanschlüsse des
Motors 2 kurzgeschlossen werden. Als ein Ergebnis wird
der geschlossene Regelkreis gebildet, der den Motor 2 enthält.
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In
diesem Moment arbeitet, da der Motor 2 als ein Motor eines
Permanentmagnetfeldtyps gestaltet ist, der geschlossene Regelkreis,
der den Motor 2 enthält,
als eine Bremsschaltung ohne Durchführung von Feldstromsteuerung,
wenn ein anomaler Zustand des Drehmomentsensors 1 erfasst
wird.
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Mit
der Servolenkungsvorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gibt, wenn die Drehmomentsensor-Anomalieerfassungseinheit 15 einen
anomalen Zustand des Drehmomentsensors 1 erfasst, was die
Anomalieverarbeitungseinheit 18 auffordert, die Ansteuerung des
Motors 2 zu stoppen, die Anomalieverarbeitungseinheit 18 zu
dem Invertierer 6 einen Operationsbefehl, die oberen FET-Elemente 12a und 12b zu öffnen, und
einen Operationsbefehl, die unteren FET-Elemente 12c und 12d kurzzuschließen, aus, um
den geschlossenen Regelkreis zu bilden, der den Motor 2 enthält.
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Somit
wird eine Bremskraft in dem geschlossenen Regelkreis, der den Motor 2 enthält, generiert. Selbst
in dem Fall eines Übergangs
von Servolenkung zu manueller Lenkung wird deshalb eine abrupte Änderung
in der Lenkungskraft wegen dieser Bremskraft unterdrückt. Folglich
kann eine Verschlechterung im Lenkungsgefühl verhindert werden.
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Zweite Ausführungsform
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In
der zuvor erwähnten
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden die FET-Elemente 12a bis 12d des
Invertierers 6 betrieben, um den geschlossenen Regelkreis
zu bilden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration
begrenzt. Es ist auch angemessen, eine Kurz-Schließungseinheit, wie etwa ein
Relais, zwischen den Eingangsanschlüssen des Motors 2 vorzusehen
und die Kurzschließungseinheit
kurzzuschließen,
um den geschlossenen Regelkreis, der den Motor 2 enthält, zu bilden,
wenn ein anomaler Zustand des Drehmomentsensors 1 erfasst
wird.
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Komponenten,
die zu jenen der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung identisch sind, werden durch die gleichen
Bezugszeichen bezeichnet, denen ein "A" beigefügt ist,
und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
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5 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Servolenkungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Bezug
nehmend auf 5 enthält eine Steuervorrichtung 3A ferner
eine Motorkurzschließungseinheit 19 (eine
Kurzschließungseinheit),
die zwischen dem Motor 2 und dem Invertierer 6 vorgesehen
ist.
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Die
Motorkurzschließungseinheit 19 schließt die Eingangsanschlüsse des
Motors 2 wegen einem Kurzschlussbefehl von einer Anomalieverarbeitungseinheit 18A kurz
(was später
beschrieben wird).
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6 ist
ein Blockdiagramm, das eine Anomalieüberwachungseinheit 14A gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zusammen mit peripheren Komponenten davon
zeigt.
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Bezug
nehmend auf 6 enthält die Anomalieüberwachungseinheit 14A die
Anomalieverarbeitungseinheit 18A an Stelle der Anomalieverarbeitungseinheit 18,
die in 2 gezeigt wird.
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Die
Anomalieverarbeitungseinheit 18A gibt einen Abschaltungsbefehl
zu der Batterieabschaltungseinheit 9 und einen Kurzschlussbefehl
zu der Motorkurzschließungseinheit 19 aus,
um den geschlossenen Regelkreis zu bilden, der den Motor 2 enthält, wenn
ein Anomaliesignal von mindestens einer der Drehmomentsensor-Anomalieerfassungseinheit 15 und
der Stromanomalie-Erfassungseinheit 17 ausgegeben wurde.
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Die
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der zuvor erwähnten ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in anderen Konfigurationsdetails identisch,
sodass eine Beschreibung davon weggelassen wird.
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Hierin
nachstehend wird die Operation einer MCU 7A gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf ein Flussdiagramm von 7 ebenso
wie 5 und 6 beschrieben.
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Die
gleichen Operationsdetails wie in der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden nicht beschrieben.
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Hierin
wird angenommen, dass die MCU 7A keinerlei Anomalie oder
dergleichen erfasst hat. Da in diesem Moment die Batterieabschaltungseinheit 9 verbunden
ist und die Motorkurzschließungseinheit 19 geöffnet ist,
kann der Motor 2 angesteuert werden
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Zuerst
bestimmt die Anomalieverarbeitungseinheit 18A, ob ein anomaler
Zustand des Drehmomentsensors 1 erfasst wurde oder nicht
(Schritt S33).
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Wenn
in Schritt S33 bestimmt wird, dass ein anomaler Zustand des Drehmomentsensors 1 erfasst
wurde (d.h. Ja), wird ein Abschaltungsbefehl von der Anomalieverarbeitungseinheit 18A zu
der Batterieabschaltungseinheit 9 ausgegeben (Schritt S41).
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Die
Batterieabschaltungseinheit 9 wird wegen diesem Abschaltungsbefehl
geöffnet,
sodass die Batterie 4 und der Invertierer 6 voneinander
abgeschaltet werden.
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Dann
wird ein Kurzschlussbefehl von der Anomalieverarbeitungseinheit 18A zu
der Motorkurzschließungseinheit 19 ausgegeben
(Schritt S42).
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Die
Motorkurzschließungseinheit 19 wird
wegen diesem Kurzschlussbefehl kurzgeschlossen, sodass die Eingangsanschlüsse des
Motors 2 kurzgeschlossen werden. Als ein Ergebnis wird
der geschlossene Regelkreis gebildet, der den Motor 2 enthält.
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Da
der Motor 2 als ein Motor eines Permanentmagnetfeldtyps
gestaltet ist, arbeitet in diesem Moment der geschlossene Regelkreis,
der den Motor 2 enthält,
als eine Bremsschaltung ohne Durchführung von Feldstromsteuerung,
wenn ein anomaler Zustand des Drehmomentsensors 1 erfasst
wird.
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Mit
der Servolenkungsvorrichtung gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gibt, wenn die Drehmomentsensor-Anomalieerfassungseinheit 15 einen
anomalen Zustand des Drehmomentsensors 1 erfasst, was die
Anomalieverarbeitungseinheit 18A auffordert, die Ansteuerung des
Motors 2 zu stoppen, die Anomalieverarbeitungseinheit 18A einen
Abschaltungsbefehl zu der Batterieabschaltungseinheit 9 und
einen Kurzschlussbefehl zu der Motorkurzschließungseinheit 19 aus,
um den geschlossenen Regelkreis zu bilden, der den Motor 2 enthält.
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Deshalb
kann ein Effekt ähnlich
zu dem der zuvor erwähnten
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erreicht werden.
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Die
Operation der Anomalieverarbeitungseinheit 18A gemäß der zuvor
erwähnten
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wurde als ein beispielhafter Fall beschrieben,
in dem der Drehmomentsensor 1 anomal geworden ist. Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen beispielhaften
Fall begrenzt.
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Selbst
wenn z.B. die FET-Elemente 12a bis 12d, die den
Invertierer 6 bilden, an einer EIN-Fehlfunktion gelitten
haben, wird ein Kurzschlussbefehl von der Anomalieverarbeitungseinheit 18A zu
der Motorkurzschließungseinheit 19 ausgegeben,
um die Eingangsanschlüsse
des Motors 2 kurzzuschließen. Als ein Ergebnis wird
der geschlossene Regelkreis gebildet, der den Motor 2 enthält.
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Wie
es bei der zuvor erwähnten
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung der Fall ist, wird deshalb eine abrupte Änderung
in der Lenkungskraft wegen einer Bremskraft unterdrückt, die in
dem geschlossenen Regelkreis generiert wird, der den Motor 2 enthält. Folglich
kann eine Verschlechterung im Lenkungsgefühl verhindert werden.
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Die
Operationen der Anomalieverarbeitungseinheit 18 gemäß der zuvor
erwähnten
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und der Anomalieverarbeitungseinheit 18A gemäß der zuvor erwähnten zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wurden bezüglich beispielhafter Fälle beschrieben,
in denen die Drehmomentsensor-Anomalieerfassungseinheit 15 einen
anomalen Zustand des Drehmomentsensors 1 erfasst hat. Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese beispielhaften
Fälle begrenzt.
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Die
Anomalieverarbeitungseinheiten 18 und 18A können einen
Befehl zu dem Invertierer 6, oder Befehle zu der Batterieabschaltungseinheit 9 bzw. der
Motorkurzschließungseinheit 19 ausgeben,
wenn die Stromanomalie-Erfassungseinheit 17 einen anomalen
Zustand von mindestens einem des Motors 2 und der Motoransteuereinheit
erfasst hat.
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In
diesen Fällen
kann ebenso ein Effekt ähnlich
zu dem der zuvor erwähnten
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung oder der zuvor erwähnten zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erreicht werden.
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Dritte Ausführungsform
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In
der zuvor erwähnten
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und der zuvor erwähnten zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein zweiphasiger Gleichstrommotor eingesetzt,
um die Servolenkungsvorrichtung zu bilden. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch nicht auf diese Konstruktion begrenzt. Der Motor kann
auch als ein dreiphasiger Gleichstrommotor gestaltet werden.
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Komponenten,
die zu jenen der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung identisch sind, werden durch die gleichen
Bezugszeichen bezeichnet, denen ein "B" beigefügt ist,
und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
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8 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Servolenkungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Bezug
nehmend auf 8 ist die Servolenkungsvorrichtung
ferner mit einem Rotationswinkelsensor 20 zum Erfassen
eines Rotationswinkels Θr eines
Rotors (nicht gezeigt) eines Motors 2B ausgerüstet. Der
Motor 2B ist als ein dreiphasiger bürstenloser Gleichstrommotor
eines Permanentmagnetfeldtyps gestaltet.
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Eine
Steuervorrichtung 3B enthält ferner eine Eingabeschnittstellenschaltung 21.
Die Eingabeschnittstellenschaltung 21, zu der der Rotationswinkel Θr eingegeben
wird, der durch den Rotationswinkelsensor 20 ausgegeben
wird, gibt einen Rotationswinkelsignal Θs zu einer MCU 7B aus.
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Die
Steuervorrichtung 3B enthält einen Invertierer 6B,
die MCU 7B, eine Gatteransteuerschaltung 8B und
eine Motorstrom-Erfassungsschaltung 11B an
Stelle des Invertierers 6, der MCU 7, der Gatteransteuerschaltung 8 und
der Motorstrom-Erfassungsschaltung 11, die jeweils in 1 gezeigt
werden.
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Der
Motor 2B ist als ein dreiphasiger bürstenloser Gleichstrommotor
gestaltet, sodass der Invertierer 6B sechs FET-Elemente 12e bis 12j hat.
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Die
FET-Elemente 12e bis 12g, die zwischen dem Motor 2B und
der Batterie 4 vorgesehen sind, werden als obere FET-Elemente
bezeichnet. Die FET-Elemente 12h bis 12j, die
zwischen dem Motor 2B und der Masse vorgesehen sind, werden
als untere FET-Elemente bezeichnet.
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Der
Motor 2B ist als ein dreiphasiger bürstenloser Gleichstrommotor
gestaltet, sodass die Gatteransteuerschaltung 8B als eine
dreiphasige Schaltung gestaltet ist.
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Eine
Ansteuersignal-Generierungseinheit 13B der MCU 7B kalkuliert
einen Zielstrom, der veranlasst wird, durch den Motor 2B zu
fließen,
basierend auf dem Lenkungskraftsignal Ts. Die Ansteuersignal-Generierungseinheit 13B kalkuliert
einen Betrag von Arbeit bei PWM-Ansteuerung des Motors 2B in Übereinstimmung
mit dem Rotationswinkelsignal Θs
derart, dass die Abweichung zwischen dem zuvor erwähnten Zielstrom
und einem Wert, der durch das Motorstromsignal "is" angezeigt
wird, 0 wird. Die Ansteuersignal-Generierungseinheit 13B generiert Spannungsimpulse
zum Ansteuern der FET-Elemente 12e bis 12j des
Invertierers 6B basierend auf dem zuvor erwähnten Betrag
von Arbeit.
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9 ist
ein Blockdiagramm, das eine Anomalieüberwachungseinheit 14B gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zusammen mit peripheren Komponenten davon
zeigt.
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Bezug
nehmend auf 9 enthält die Anomalieüberwachungseinheit 14B ferner
eine Rotationswinkelsensor-Anomalieerfassungseinheit 22,
zu der das Rotationswinkelsignal Θs von dem Rotationswinkelsensor 20 eingegeben
wird.
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Die
Anomalieüberwachungseinheit 14B enthält eine
Anomalieverarbeitungseinheit 18B an Stelle der Anomalieverarbeitungseinheit 18,
die in 2 gezeigt wird.
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Die
Rotationswinkelsensor-Anomalieerfassungseinheit 22 erfasst
einen anomalen Zustand des Motors 2B und gibt ein Anomaliesignal
zu der Anomalieverarbeitungseinheit 18B aus, wenn z.B.
das Rotationswinkelsignal Θs
einen Wert anzeigt, der größer als
eine beliebig eingestellte obere Grenze ΘH ist.
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Die
Anomalieverarbeitungseinheit 18B gibt zu dem Invertierer 6B einen
Operationsbefehl, um die oberen FET-Elemente 12e bis 12g zu öffnen, und einen
Operationsbefehl, um die unteren FET-Elemente 12h und 12i unter
den unteren FET-Elementen 12h bis 12j kurzzuschließen, aus,
um den geschlossenen Regelkreis, der den Motor 2B enthält, zu bilden,
wenn ein Anomaliesignal von mindestens einer der Drehmomentsensor-Anomalieerfassungseinheit 15,
der Stromanomalie-Erfassungseinheit 17 und der Rotationswinkelsensor-Anomalieerfassungseinheit 22 ausgegeben
wurde.
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Die
dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist zu der zuvor erwähnten ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in anderen Konfigurationsdetails identisch,
sodass eine Beschreibung davon weggelassen wird.
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Hierin
nachstehend wird die Operation der MCU 7B gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf ein Flussdiagramm von 10 ebenso
wie 8 und 9 beschrieben.
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Die
gleichen Operationsdetails wie in der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden nicht beschrieben.
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Hierin
wird angenommen, dass die MCU 7B keinerlei Anomalie oder
der gleichen erfasst hat.
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Zuerst
bestimmt die Anomalieverarbeitungseinheit 18B, ob ein anomaler
Zustand des Drehmomentsensors 1 erfasst wurde oder nicht
(Schritt S33).
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Wenn
in Schritt S33 bestimmt wird, dass ein anomaler Zustand des Drehmomentsensors 1 erfasst
wurde (d.h. Ja), wird ein Operationsbefehl, die oberen FET-Elemente 12e bis 12g zu öffnen, von
der Anomalieverarbeitungseinheit 18B zu dem Invertierer 6B ausgegeben
(Schritt S51).
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Die
oberen FET-Elemente 12e bis 12g werden wegen diesem
Operationsbefehl geöffnet,
sodass die Batterie 4 und der Invertierer 6B voneinander
abgeschaltet werden.
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Dann
wird ein Operationsbefehl, die unteren FET-Elemente 12h und 12i unter
den unteren FET-Elementen 12h bis 12j kurzzuschließen, von
der Anomalieverarbeitungseinheit 18B zu dem Invertierer 6B ausgegeben
(Schritt S52).
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Die
FET-Elemente 12h und 12i werden wegen diesem Operationsbefehl
kurzgeschlossen, sodass die Eingangsanschlüsse des Motors 2B kurzgeschlossen
werden. Als ein Ergebnis wird der geschlossene Regelkreis gebildet,
der den Motor 2B enthält.
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Da
der Motor 2B als ein Motor von Permanentmagnetfeldtyp gestaltet
ist, arbeitet in diesem Moment der geschlossene Regelkreis, der
den Motor 2B enthält,
als eine Bremsschaltung ohne Durchführung von Feldstromsteuerung,
wenn ein anomaler Zustand des Drehmomentsensors 1 erfasst
wird. Da der Motor 2B als ein dreiphasiger bürstenloser Gleichstrommotor
gestaltet ist, kann eine Bremskraft erhalten werden, wenn beliebige
zwei Phasen der Eingangsanschlüsse
des Motors 2B kurzgeschlossen werden.
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Mit
der Servolenkungsvorrichtung gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gibt, wenn die Drehmomentsensor-Anomalieerfassungseinheit 15 einen
anomalen Zustand des Drehmomentsensors 1 erfasst, was die
Anomalieverarbeitungseinheit 18B auffordert, die Ansteuerung des
Motors 2B zu stoppen, die Anomalieverarbeitungseinheit 18B zu
dem Invertierer 6B einen Operationsbefehl, die oberen FET-Elemente 12e bis 12g zu öffnen, und
einen Operationsbefehl, die unteren FET-Elemente 12h und 12i unter
den unteren FET-Elementen 12h bis 12j kurzzuschließen, aus, um
dadurch den geschlossenen Regelkreis zu bilden, der den Motor 2B enthält.
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Somit
wird eine Bremskraft in dem geschlossenen Regelkreis, der den Motor 2B enthält, generiert.
Selbst in dem Fall eines Übergangs
von Servolenkung zu manueller Lenkung wird deshalb eine abrupte Änderung
in der Lenkungskraft wegen dieser Bremskraft unterdrückt. Folglich
kann eine Verschlechterung im Lenkungsgefühl verhindert werden.
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Die
Anomalieverarbeitungseinheit 18B gemäß der zuvor erwähnten dritten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung gibt zu dem Invertierer 6B einen
Operationsbefehl aus, die unteren FET-Elemente 12h und 12j unter
den unteren FET-Elementen 12h bis 12j kurzzuschließen, wenn
ein anomaler Zustand des Drehmomentsensors 1 erfasst wurde. Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration begrenzt.
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Die
Anomalieverarbeitungseinheit 18B kann zu dem Invertierer 6B einen
Operationsbefehl ausgeben, alle unteren FET-Elemente 12h bis 12j kurzzuschließen, wenn
ein anomaler Zustand des Drehmomentsensors 1 erfasst wurde.
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In
diesem Fall werden alle dreiphasigen Eingangsanschlüsse des
Motors 2B kurzgeschlossen, sodass im Vergleich zu einem Fall,
in dem zweiphasige Eingangsanschlüsse kurzgeschlossen werden, eine
größere Bremskraft
erhalten werden kann.
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Die
Anomalieverarbeitungseinheit 18B gemäß der zuvor erwähnten dritten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung gibt einen Operationsbefehl zu dem Invertierer 6B aus,
wenn ein anomaler Zustand des Drehmomentsensors 1 erfasst
wurde. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration
begrenzt.
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Wie
in der zuvor erwähnten
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben, kann eine Motorkurzschließungseinheit
zwischen dem Motor 2B und dem Invertierer 6B vorgesehen sein,
und die Anomalieverarbeitungseinheit 18B kann einen Kurzschlussbefehl
zu der Motorkurzschließungseinheit
ausgeben, wenn ein anomaler Zustand des Drehmomentsensors 1 erfasst
wurde.
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Die
Motorkurzschließungseinheit
wird wegen diesem Kurzschlussbefehl kurzgeschlossen, sodass die
Eingangsanschlüsse
des Motors 2B kurzgeschlossen werden. Als ein Ergebnis
wird der geschlossene Regelkreis, der den Motor 2B enthält, gebildet.
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In
diesem Fall kann ebenso ein Effekt ähnlich zu dem der zuvor erwähnten dritten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung erreicht werden.
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Die
Operation der Anomalieverarbeitungseinheit 18B gemäß der zuvor
erwähnten
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wurde bezüglich eines beispielhaften
Falls beschrieben, in dem die Drehmomentsensor-Anomalieerfassungseinheit 15 einen
anomalen Zustand des Drehmomentsensors 1 erfasst hat. Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen beispielhaften
Fall begrenzt.
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Die
Anomalieverarbeitungseinheit 18B kann einen Operationsbefehl
zu dem Invertierer 6B ausgeben, wenn die StromanomalieErfassungseinheit 17 einen
anomalen Zustand von mindestens einem des Motors 2B und
der Motoransteuereinheit erfasst hat.
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Alternativ
kann die Anomalieverarbeitungseinheit 18B einen Operationsbefehl
zu dem Invertierer 6B ausgeben, wenn die Rotationswinkelsensor-Anomalieerfassungseinheit 22 einen
anomalen Zustand des Motors 2B erfasst hat.
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In
diesen Fällen
kann ebenso ein Effekt ähnlich
zu dem der zuvor erwähnten
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erreicht werden.
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In
der zuvor erwähnten
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, der zuvor erwähnten zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und der zuvor erwähnten dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann jeder der Invertierer 6 und 6B den
geschlossenen Regelkreis, der jeden der Motoren 2 und 2B enthält, öffnen, sobald
wie eine vorbestimmte beliebige Zeitperiode abläuft, nachdem der geschlossene
Regelkreis gebildet wurde.
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Somit
wird eine abrupte Änderung
in der Lenkungskraft wegen einer Bremskraft unterdrückt, die
in dem geschlossenen Regelkreis, der jeden der Motoren 2 und 2B enthält, generiert
wird, unmittelbar nachdem ein Anomaliesignal von mindestens einer der
Drehmomentsensor-Anomalieerfassungseinheit 15, der Stromanomalie-Erfassungseinheit 17 und
der Rotationswinkelsensor-Anomalieerfassungseinheit 22 ausgegeben
wurde. Nach dem Ablauf der vorbestimmten Zeitperiode seit Bildung
des geschlossenen Regelkreises wird eine Verschlechterung im Nachfolgeleistungsverhalten
verhindert.
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Deshalb
kann eine Verschlechterung im Lenkungsgefühl weiter verhindert werden.