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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerungsvorrichtung
einer elektrischen Lenkung zum Steuern eines elektrischen Motors
in einem Fahrzeuglenksystem.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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Bei
einer vorher bekannten Steuerungsvorrichtung einer elektrischen
Lenkung dieser Art wird ein Anweisungswert eines elektrischen Stroms
abhängig
von dem Fahrzustand des Fahrzeugs in einem Anweisungswerterzeugungsabschnitt
erzeugt und wird ein Ansteuerstrom entsprechend dem Anweisungswert
eines elektrischen Stroms von einer Motoransteuerschaltung an einen
elektrischen Motor angelegt, wodurch ein erforderliches Drehmoment
an einen Lenkmechanismus zugeführt
wird. Die Motoransteuerschaltung ist derart konstruiert, dass verschiedene
elektronische Elemente (zum Beispiel FET: Feldeffekttransistoren)
in Abhängigkeit
von dem Anweisungswert eines Stroms betrieben werden, wodurch der
entsprechende Ansteuerstrom ausgegeben wird, wie in der japanischen,
ungeprüften,
veröffentlichten
Patentanmeldung Nr.
2001-253357 beschrieben
ist.
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Im Übrigen variieren
die vorstehend genannten, in der Motoransteuerschaltung bereitgestellten elektronischen
Elemente in ihren Charakteristika in Abhängigkeit der Temperatur von
dieser. Somit variiert die Ausgabecharakteristik der Motoransteuerschaltung
nach der Wärmeerzeugung
der elektronischen Elemente und ändert
sich in der Umgebungstemperatur. Die vorstehend erwähnte Steuerungsvorrichtung
einer elektrischen Lenkung gemäß Stand der
Technik wie in
EP 1120805-A beschrieben,
welche all die Charakteristika des Oberbegriffs von Anspruch 1 zeigt,
nimmt jedoch solch eine Konfiguration an, so dass der Anweisungswert
eines elektrischen Stroms unabhängig
von der Temperatur der Motoransteuerschaltung bestimmt wird, und
deshalb ist es wahrscheinlich, dass es vorkommt, dass das Lenkgefühl in Abhängigkeit
von der Umgebungstemperatur und der Wärmeerzeugung der Motoransteuerschaltung
selbst variiert.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Dementsprechend
ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte
Steuerungsvorrichtung einer elektrischen Lenkung bereitzustellen,
die dazu fähig
ist, dem Fahrer zu ermöglichen,
die Lenkbedienung stabil durchzuführen, ohne dass sie wesentlich
durch die Umgebungstemperatur oder die Wärmeerzeugung einer Motoransteuerschaltung
beeinflusst wird.
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Kurz
gesagt ist gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Steuerungsvorrichtung einer elektrischen Lenkung
bereit gestellt, mit einer Motoransteuerschaltung zum Anlegen eines
elektrischen Ansteuerstroms, der von einem Anweisungswert eines
elektrischen Stroms abhängt,
an einen elektrischen Motor, welcher ein Drehmoment an einen Lenkmechanismus
eines Kraftfahrzeugs zuführt;
und einen Anweisungswerterzeugungsabschnitt zum Erzeugen des Anweisungswerts
eines elektrischen Stroms in Abhängigkeit
von dem Fahrzustand des Kraftfahrzeugs. Die Steuerungsvorrichtung
weist auf: einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur einer
Schaltplatine, auf der die Motoransteuerschaltung angebracht ist;
und einen Kompensationsabschnitt, der in dem Anweisungswerterzeugungsabschnitt
bereitgestellt ist, zum Kompensieren des Effekts der Schaltungstemperatur
auf den Anweisungswert eines elektrischen Stroms, basierend auf
einer Platinentemperatur, die durch den Temperatursensor erfasst
wird.
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Mit
dieser Konstruktion wird der Anweisungswert eines elektrischen Stroms
basierend auf der Temperatur der Schaltplatine, auf der die Motoransteuerschaltung
angebracht ist, kompensiert, wodurch ein Drehmoment, das kaum durch
die Umgebungstemperatur und die Wärmeerzeugung beeinflusst wird,
von dem elektrischen Motor an einen Steuerungsmechanismus des Fahrzeugs
zugeführt wird.
Dadurch kann es realisiert werden, dass eine stabile Lenkbedienung
durch den Fahrer vorgenommen werden kann, ohne wesentlich durch
die Umgebungstemperatur und die Wärmeerzeugung beeinflusst zu
werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER BEGLEITENDEN ZEICHNUNGEN
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Die
vorhergehenden und weitere Aufgaben und viele der dazugehörigen Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden einfacher anerkannt, da dieselbige
durch Bezug auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung besser verstanden wird, wenn sie in Verbindung mit den
begleitenden Zeichnungen betrachtet wird, wobei gleiche Bezugszeichen
die gleichen oder entsprechenden Teile in verschiedenen Ansichten
bezeichnen, und wobei:
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1 eine
schematische Ansicht ist, die die generelle Konstruktion einer Lenkvorrichtung
in dem ersten Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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2 ein
Schaltungsdiagramm ist, das eine Motoransteuerschaltung zeigt;
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3 eine
perspektivische Ansicht ist, die ein spiralförmiges Kabel zeigt, das an
einem elektrischen Motor bereitgestellt ist;
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4 ein
Blockdiagramm ist, das die Konstruktion zum Erzeugen eines Anweisungswerts
eines Stroms zeigt;
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5 ein
Graph ist, der die Beziehung zwischen der Platinentemperatur und
dem Kompensationswert zeigt;
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6 ein
Flussdiagramm zum Durchführen der
Kompensation für
die Platinentemperatur ist; und
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7 eine
schematische Ansicht ist, die eine andere Lenkvorrichtung in dem
zweiten Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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DETAILIERTE BESCHREIBUNG DES
BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Nachstehend
wird eine Lenkvorrichtung 11 in dem ersten Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung in Bezug auf 1 bis 6 beschrieben.
Die Lenkvorrichtung 11 in diesem Ausführungsbeispiel ist mit einem
so genannten „variablen Getriebeübersetzungssystem" (nachstehend einfach als „VGRS" bezeichnet) bereit gestellt,
zum Variieren des Lenkwinkels der gelenkten Räder 20, 20 (z.B. Vorderräder des
Fahrzeugs) relativ zu dem Rotationswinkel eines Lenkrads 12 in
Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Der
Hauptteil der VGRS besteht aus einer Getriebeübersetzungsvariationseinheit 14,
dessen Eingabeteil mit einer eingabeseitigen Lenkwelle 15 verbunden
ist und dessen Ausgabeteil mit einer ausgabeseitigen Lenkwelle 16 verbunden
ist. Das Lenkrad 12 ist an einem Ende der eingabeseitigen
Lenkwelle 15 befestigt. Ein Lenkwinkelsensor 30 ist
zum Erfassen des Rotationswinkels (nachstehen als „Lenkwinkel θ1" bezeichnet) des
Lenkrads 12 oder der eingabeseitigen Lenkwelle 15 bereitgestellt.
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Andererseits
ist ein ACT-(Aktor) Rotationswinkelsensor 31 zum Erfassen
des Rotationswinkels (nachstehend als „ACT-Winkel θ2" bezeichnet) der ausgabeseitigen Lenkwelle 16 bereitgestellt.
Ein Ende der ausgabeseitigen Lenkwelle 16 ist mit einem Zahnrad 17 verbunden,
das mit einer Zahnstange 18 im Zahneingriff ist, die sich
zwischen den gelenkten Rädern 20, 20 erstreckt.
Von den gegenüberliegenden
Enden der Zahnstange 18 erstrecken sich Spurstangen 19, 19,
welche mit Rotationsunterstützungsteilen 21, 21 für das linke
und rechte gesteuerte Rad 20, 20 verbunden sind.
Somit wird der gelenkte Winkel des linken und rechten gelenkten
Rades 20, 20 in Verbindung mit der Rotation der
ausgabeseitigen Lenkwelle 16 variiert.
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Die
Getriebeübersetzungsvariationseinheit 14 ist
derart konstruiert, dass ein Untersetzungsgetriebemechanismus 22 zum
unterschiedlichen Verbinden der eingabeseitigen Lenkwelle 15 mit
der ausgabeseitigen Lenkwelle 16 durch einen elektrischen Motor 23 angesteuert
wird. Und, der elektrische Motor 23 kann durch eine elektronische
Steuerungseinheit (nachstehend einfach als „ECU" bezeichnet) 10, welche die
Steuerungsvorrichtung einer elektrischen Lenkung gemäß der vorliegenden
Erfindung bildet, ansteuerbar steuerbar sein.
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Im
Besonderen ist der elektrische Motor 23 zum Beispiel ein
bürstenloser
Dreiphasenmotor und wird durch eine Motoransteuerschaltung 52,
die in der ECU 10 enthalten ist, angesteuert. Die Motoransteuerschaltung 52 ist
in 2 detailliert gezeigt und umfasst eine Dreiphasenbrückenschaltung 52B mit mehreren
FETs (Feldeffekttransistoren) 51 als Schaltelemente und
eine Gateansteuerschaltung 52A. Die Gateansteuerschaltung 52A setzt
jeden der FETs 51 basierend auf Ausgabesignalen von einer
CPU (zentrale Verarbeitungseinheit, welche einem Anweisungswerterzeugungsabschnitt
wie in der beanspruchten Erfindung erwähnt entspricht) 25,
die in der ECU 10 bereitgestellt ist, auf EIN oder AUS.
Somit wird von der Ausgabespannung einer Motorenergieversorgung 56,
die an die Dreiphasenbrückenschaltung 53B angeschlossen
ist, ein Pulswellensignal erzeugt. In diesem Fall variiert die CPU 25 die Pulsbreite
des Pulswellensignals durch Ausführen der
PWM(Pulsbreitenmodulation) Steuerung des Pulswellensignals basierend
auf dem Anweisungswert eines Stroms (d.h. der relativen Einschaltdauer), wie
nachstehend beschrieben, wodurch ein elektrischer Ansteuerstrom
eines Dreiphasenwechselstroms entsprechend dem Anweisungswerts eines Strom
von der Motoransteuerschaltung 52 an den elektrischen Motor 23 angelegt
wird.
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In
dem besonderen Ausführungsbeispiel
ist der elektrische Motor 23 mit einem spiralförmigen Kabel 23S bereitgestellt.
Wie in 3 gezeigt ist das spiralförmige 23S derart gebildet,
dass elektrische Pfade, welche entsprechend U-, V- und W-Phasen des
elektrischen Motors 23 bilden, auf einem FFC (flexibles
Flachkabel, in 2 und 3 mit Bezugszeichen 23C bezeichnet)
in Relation zueinander parallel gelegt sind, und dass das FFC mit
den darauf so angeordneten elektrischen Pfaden dann in eine spiralförmige Form
wie in 3 gezeigt gewickelt wird. Das spiralförmige Kabel 23S ist
mit einem Ende von diesem an einem (nicht gezeigten) Stator des
elektrischen Motors 23, und mit einem anderen Ende von diesem
an einer Ausgabewelle des elektrischen Motors 23 befestigt,
so dass es möglich
wird, elektrische Energie an einen (nicht gezeigten) Rotor des elektrischen
Motors 23 zuzuführen.
Wenn der Rotor gedreht wird, wird das spiralförmige Kabel 23c zusammengezogen
oder gelockert, so dass eine auf die elektrischen Pfade für die U-,
V- und W-Phasen ausgeübte
Belastung reduziert werden kann.
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Wird
einem das bewusst, muss darauf geachtet werden, das spiralenförmige Kabel 23S nicht über eine
vorgeschriebene Temperatur erhitzen zu lassen, da das spiralenförmige Kabel 23S der schwächste Anteil
auf dem elektrischen Pfad zu dem elektrischen Motor 23 ist.
Es sei angemerkt, dass das spiralförmige Kabel 23S und
die Motoransteuerschaltung 52 von dem gleichen elektrischen
Strom durchlaufen werden und somit die Beziehung haben, dass die
Temperaturen von diesen gemeinsam variieren. Deshalb steigt die
Temperatur einer Schaltplatine 54 der ECU 10 mit
der Wärmeerzeugung
der Motoransteuerschaltung 52. Um dies zu bewältigen,
enthält die
Schaltplatine 54 darin wie in 2 gezeigt
einen Temperatursensor 55, so dass die Wärmeerzeugung des
spiralförmigen
Kabels 23S in Abhängigkeit
von dem Erfassungsergebnis des Temperatursensors 55 gesteuert
werden kann.
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Wie
in 4 gezeigt werden in die CPU 25 eine Fahrzeuggeschwindigkeit
V, die durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32 erfasst
wird, der Lenkwinkel θ1,
der durch den Lenkwinkelsensor 30 erfasst wird, und der
ACT-Winkel θ2,
der durch den ACT-Winkelsensor 31 erfasst
wird, eingegeben. Die CPU 25 berechnet einen Zielwinkel
(d.h. einen Rotationswinkelanweisungswert) θ3 und einen Anweisungswert
eines elektrischen Stroms für
den elektrischen Motor 23 in Abhängigkeit von dem Fahrzustand
des Fahrzeugs. Im Besonderen hat ein (in 1 gezeigter)
ROM 27, der in der ECU 10 bereitgestellt ist,
eine (nicht gezeigte) charakteristische Karte eines Motorrotationswinkels
darin gespeichert, und durch Bezugnahme auf die charakteristische Karte
eines Motorrotationswinkels bestimmt die CPU 25 wiederholt
den Rotationswinkel für
den elektrischen Motor 23 basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit
V und dem Lenkwinkel θ1
bei einem vorbestimmten Zeitintervall (d.h. 10 Millisekunden). Die
charakteristische Karte eines Motorrotationswinkels definiert die
Variation des Zielwinkels θ3
in Bezug auf Zunahmen der Fahrzeuggeschwindigkeit V, so dass der
Zielwinkel θ3
direkt in Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32 erfasst
wird, bestimmt werden kann. Dann wird die relative Einschaltdauer
als der Anweisungswert eines elektrischen Stroms, der in der beanspruchten
Erfindung erwähnt
wird, durch Multiplizieren eines vorbestimmten Parameters oder einer
Konstante zum Beispiel mit dem Differenzwinkel (= θ3 – θ2) zwischen
dem bestimmten Zielwinkel θ3
und dem erfassten ACT-Winkel θ2
bestimmt. Dann wird ein elektrischer Strom, der dem Anweisungswert
eines elektrischen Stroms (relative Einschaltdauer) entspricht,
von der Motoransteuerschaltung 52 an den elektrischen Motor 23 angelegt,
wodurch derselbige betrieben wird, und wird eine Rückkopplungsteuerung
auf eine solche Weise ausgeführt,
dass die Differenz zwischen einem Motorausgaberotationswinkel, der
durch einen Codierer 23E des elektrischen Motors 23 erfasst wird,
und dem bestimmten Zielwinkel θ3
einem kleinem Wert angenähert
wird, d.h. Null.
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Als
ein Ergebnis wird der Rotationsbetrag des Ausgabeteils der Getriebeübersetzungsvariationseinheit 14 (d.h.
der ausgabeseitigen Lenkwelle 16) relativ zu dem Rotationsbetrag
des Eingabeteils von diesem (d.h. der eingabeseitigen Lenkwelle 15) auf
einer Echtzeitbasis geändert
oder variiert. Das heißt
das Untersetzungsgetriebeverhältnis
(= Ausgaberotation/Eingaberotation) der Getriebeübersetzungsvariationseinheit 14 kann
in Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit V variiert werden, und deshalb wird
der gelenkte Winkel der gelenkten Räder 20, 20 relativ
zu dem Lenkwinkel θ1
des Lenkrads 12 geändert.
Konkret wird während
einer Bewegung einer langsamen Geschwindigkeit zum Beispiel der
gelenkte Winkel der gelenkten Räder 20, 20 relativ
zu dem Lenkwinkel θ1
des Lenkrads 12 relativ groß, um die Einparkbedienung
oder Ähnliches
leichter zu machen. Im Gegensatz dazu wird während einer Bewegung einer
hohen Geschwindigkeit der gelenkte Winkel der gelenkten Räder 20, 20 relativ
zu dem Lenkwinkel θ1
des Lenkrads 12 relativ klein, um ein scharfes Übersteuern
bei einem hohen Geschwindigkeitsbereich unmöglich zu machen.
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Weiter
werden in diesem besonderen Ausführungsbeispiel,
um ein stabiles Lenkgefühl
zu realisieren, welches kaum durch die Störungen beeinflusst wird, die
folgenden zwei Kompensationen auf den wie vorher erwähnt bestimmten
Anweisungswert eines elektrischen Stroms (d.h. die relative Einschaltdauer)
vorgenommen. Speziell wird die Ausgabespannung der Motorenergieversorgung 56 durch eine
in 2 gezeigte Versorgungsspannungserfassungsschaltung 40 erfasst
und in die CPU 25 eingegeben. Somit, wenn die Ausgabespannung
der Motorenergieversorgung 56 fällt, führt die CPU 25 solch eine
Kompensation durch, dass die Pulsbreite erweitert wird, um solch
einen Spannungsabfall zu kompensieren.
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In
diesem besonderen Ausführungsbeispiel wird
zusätzlich
zu der vorher erwähnten
Spannungsabfallkompensation eine andere Kompensation bezüglich der
Temperaturvariation der Motoransteuerschaltung 52 durchgeführt. Jeder
der FETs besitzt während
er eingeschalten ist eine derartige Temperaturcharakteristik, dass
der Widerstand zwischen den Drain- und Source-Anschlüssen abfällt, wenn
die Temperatur von diesem zunimmt. Um dies zu bewältigen wird
die Temperatur der Schaltplatine 54, auf der die Motoransteuerschaltung 52 angebracht
ist, durch den Temperatursensor 55 erfasst, um in die CPU 25 eingegeben
zu werden, und die CPU 25 erhöht die relative Einschaltdauer,
um dadurch die Pulsbreite zu vergrößern, während die Platinentemperatur
gleich oder niedriger als eine Bezugstemperatur bleibt, aber verringert
die relative Einschaltdauer, um dadurch die Pulsbreite zu verkleinern,
wenn die Platinentemperatur über
die Bezugstemperatur ansteigt. Dadurch kann die CPU 25 den
Einfluss durch die Variation der Platinentemperatur beschränken.
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Spezieller
hat ein (in 1 gezeigter) RAM 28,
der in der ECU 10 enthalten ist, darin eine Kompensationskarte
M gespeichert, welche konzeptionell in 5 dargestellt
ist. Die CPU 25 liest einen Kompensationswert R aus der
Kompensationskarte M in Abhängigkeit
von der Platinentemperatur aus, die durch den Temperatursensor 55 erfasst
wird, und kompensiert den Anweisungswert eines elektrischen Stroms
durch die Verwendung des Kompensationswerts R. Die Kompensationskarte
M besitzt eine nachstehend beschriebene Konfiguration. Das heißt, es wird
ein Experiment durchgeführt,
wobei die Schaltplatine 54 bei der Bezugstemperatur beibehalten
wird, wobei in diesem Zustand eine relative Bezugseinschaltdauer
bestimmt und gemessen wird, welche erforderlich ist, um einen elektrischen
Bezugsstrom, wie vorgesehen, an den elektrischen Motor 23 auszugeben.
Dann werden zwei andere relative Einschaltdauern gemessen, von welchen
jede erforderlich ist, um den elektrischen Bezugsstrom auszugeben,
wenn die Schaltplatine 54 bei entsprechenden von anderen
typischen Temperaturen beibehalten wird. Somit werden drei relative
Einschaltdauern zusammen mit entsprechenden Platinentemperaturen
in einem EEPROM (elektrisch löschbarer
programmierbarer Nur-Lese-Speicher) 26 gespeichert. Die
Gesamtheit der Kompensationskarte M wird aus diesen relativen Einschaltdauern,
die in dem EEPROM 26 gespeichert wurden, erzeugt. Das heißt, relative
Einschaltdauern, die erforderlich sind, um den gleichen elektrischen
Strom wie den elektrische Bezugsstrom bei verschiedenen Temperaturen
der Schaltplatine 54 an den elektrischen Motor 23 anzulegen,
werden durch eine Berechnung basierend auf den typischen relativen
Einschaltdauern erhalten. Die vorstehend genannten Kompensationswerte R(%)
werden basierend auf den auf diese Weise erhaltenen relativen Einschaltdauern
bestimmt und in dem RAM 28 in Korrespondenz mit den entsprechenden
Platinentemperaturen gespeichert, wodurch die Kompensationskarte
M vervollständigt
wird.
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Somit
hat der EEPROM 26, der in der ECU 10 enthalten
ist, darin manche oder viele Anzahlen von vielen Kompensationswerten
R gespeichert, die die Kompensationskarte M bilden. Wenn ein Zündschalter
des Fahrzeugs eingeschalten wird, wird die ganze oder die Gesamtheit
der Kompensationskarte M basierend auf solchen manchen Kompensationswerten
erzeugt und in dem RAM 28 gespeichert. Die Kompensationswerte
R, die in dem EEPROM 26 gespeichert wurden, sind diese,
die tatsächlich
bei jeder der Lenksteuerungsvorrichtungen gemessen wurden, nachdem
dieselbe hergestellt wurden. Konkret, werden in dem EEPROM 26 die
Koordinatendaten (Bezugstemperatur T und Kompensationswert R) von
zum Beispiel 3 repräsentativen
Punkten gespeichert, von denen, die die in 5 gezeigte
Kompensationskarte M bilden.
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Als
Nächstes
wird nachstehend der Betrieb der Lenkvorrichtung 11, die
wie vorstehend in dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut ist,
beschrieben. Wie in 6 gezeigt, wenn der (nicht gezeigte) Zündschalter
des Fahrzeugs eingeschalten wird, liest die CPU 25 die
Koordinatendaten (Platinentemperaturen T und Kompensationswert R)
der drei repräsentativen
Kompensationswerte R aus (Schritt S1) und berechnet eine Reihe von
Koordinatendaten auf einer Linie oder Linien, die diese ausgelesenen
Koordinatendaten (Platinentemperaturen T und Kompensationswert R)
verbinden, um dadurch die Gesamtheit der Kompensationskarte M zu
erzeugen (Schritt S2).
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Nun,
wenn das Fahrzeug in einen Fahrbetrieb gebracht wird, berechnet
die CPU 25, die in der ECU 10 enthalten ist, einen
Anweisungswert eines elektrischen Stroms (relative Einschaltdauer)
in Abhängigkeit
des Fahrzustandes, welcher durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V,
den Lenkwinkel θ1
und Ähnliches
dargestellt ist. Somit wird ein elektrischer Ansteuerstrom entsprechend
dem Anweisungswert eines elektrischen Stroms (relative Einschaltdauer) von
der Ansteuerschaltung 52 an den elektrischen Motor 23 angelegt.
Da jeder der in der Motoransteuerschaltung 52 bereitgestellten
FETs 51 einen Drain-Source-Widerstand besitzt, welcher
in Abhängigkeit
von der Platinentemperatur variiert, das heißt, der Temperatur von sich
selbst, angebracht auf der Platine 54, verursacht die Temperaturvariation,
dass der von der Motoransteuerschaltung 52 angelegte elektrische
Ansteuerstrom variiert.
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In
diesem besonderen Ausführungsbeispiel jedoch
kompensiert die ECU 10 den Anweisungswert eines elektrischen
Stroms basierend auf der Temperatur der Schaltplatine 54,
auf der die Motoransteuerschaltung 52 angebracht ist. Spezieller
gibt die CPU 25 die Platinentemperatur T darin ein (Schritt
S3) und bestimmt einen Kompensationswert R(%) entsprechend der erfassten
Platinentemperatur T durch Bezugsnahme auf die Kompensationskarte
M (Schritt S4). Dann führt
die CPU 25 die Temperaturkompensation des Anweisungswerts
eines elektrischen Stroms durch die Verwendung des Kompensationswerts
R(%) aus, wodurch eine elektrischer Ansteuerstrom entsprechend dem
kompensierten Anweisungswert eines elektrischen Stroms (relative
Einschaltdauer) von der Motoransteuerschaltung 52 an den
elektrischen Motor 23 angelegt wird (Schritt S5). Konkret
wird die Kompensation ausgeführt,
um den Anweisungswert eines elektrischen Stroms (relative Einschaltdauer)
kleiner zu machen, wenn die Temperatur der Platine 54 höher ist
als die Bezugstemperatur, aber größer zu machen, wenn die Platinentemperatur
niedriger als diese ist. Auf diese Weise kann der Einfluss durch
die Temperaturvariation auf den elektrischen Ansteuerstrom entfernt
oder ausgeschlossen werden, so dass der elektrische Motor 23 in
der Lage ist, das Drehmoment an den Steuerungsmechanismus anzulegen,
welches kaum durch die Variation der Umgebungstemperatur und die
Wärmerzeugung
durch die Motoransteuerschaltung 52 beeinflusst wird.
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Wie
vorstehend beschrieben, führt
in diesem besonderen Ausführungsbeispiel
die ECU 10 die Temperaturkompensation auf den Anweisungswert eines
elektrischen Stroms zum Ansteuern des elektrischen Motors 23 aus
und ermöglicht
es dem Fahrer, die Lenkbedienung stabil durchzuführen, ohne dass sie wesentlich
durch die Variation der Umgebungstemperatur und die Wärmeerzeugung
der Motoransteuerschaltung 52 beeinträchtigt wird. Weiter, da der Temperatursensor 55 nicht
auf der Motoransteuerschaltung 52 selbst eingerichtet ist,
sondern auf der Schaltplatine 54, auf der die Motoransteuerschaltung 52 angebracht
ist, kann die Freiheit beim Einrichten des Temperatursensors 55 erhöht werden.
Zusätzlich wird
der Temperatursensor 55 nicht nur für die Temperatursteuerung des
spiralförmigen
Kabels 23S, das an dem elektrischen Motor 23 bereitgestellt
ist, verwendet, sondern auch für
die Kompensation des Anweisungswerts eines elektrischen Stroms,
wodurch ein Abnehmen der Anzahl der Komponenten erreicht werden
kann.
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Des
Weiteren, da manche der Kompensationswerte R in dem EEPROM 26 gespeichert
wurden und da die Gesamtheit der Kompensationskarte M aus solchen
manchen Kompensationswerten R erzeugt wird, kann die für die Kompensationskarte
M benötigte
Speichermenge reduziert werden. Weiter kann die Gesamtheit der Kompensationskarte
M einfach nur durch Ändern
der manchen der Kompensationswerten R, die in dem EEPROM 26 gespeichert wurden,
geändert
werden. Weiter, da die in dem EEPROM 26 gespeicherten Kompensationsdaten
durch eine tatsächliche
Messung jeder ECU 10 nach der Herstellung derselben erhalten
wurden, kann eine durch die Herstellung verursachte Streuung unterdrückt werden.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel
realisiert wurde, das auf die ECU 10 zum Steuern der VGRS
gerichtet ist, kann sie ebenso in einem zweiten Ausführungsbeispiel
realisiert werden, das, wie nachstehend beschrieben, auf eine ECU 72 für eine so
genannte Servolenkvorrichtung zum Steuern der Unterstützungskraft
gerichtet ist, welche ein elektrischen Motor 23 in Abhängigkeit
des Drehmoments erzeugt, das auf die Lenkwellen 13 ausgeübt wird. Nachstehend
wird eine Beschreibung mit Bezug auf 7 nur bezüglich der
Teile in dem zweiten Ausführungsbeispiel
vorgenommen, welche von denen in dem ersten Ausführungsbeispiel verschieden
sind, wobei die gleichen Bezugszeichen, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel
verwendet, für
die Teile angewendet werden, welche identisch zu denen in dem ersten
Ausführungsbeispiel
sind, oder diesen entsprechen, und die Beschreibung von solchen
Teilen der Kürze
halber ausgelassen wird.
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Bei
der Lenkvorrichtung 75 in diesem Ausführungsbeispiel sind Lenkwellen 15 und 16 an
Eingabe- und Ausgabeseiten miteinander über einen Torsionsstab 70 verbunden.
Das Lastdrehmoment Tr, das auf die Lenkwellen 13 wirkt,
wird basierend auf den Differenzwinkel (= θ1 – θ2) zwischen einem Lenkwinkel θ1 und einem
ACT-Winkel θ2
erfasst, wobei der Differenzwinkel den Verwindungsbetrag der Torsionsstange 70 angibt.
Der elektrische Motor 23 ist mit einem Mittelteil der ausgabeseitigen
Lenkwelle 16 über
einen Untersetzungsmechanismus 71 ansteuerbar verbunden.
Das Ausgabedrehmoment des elektrischen Motors 23 wird entsprechend
dem Untersetzungsverhältnis
des Untersetzungsmechanismus 71 vergrößert und an die Lenkwelle 16 weitergegeben.
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Die
CPU 73, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel in der ECU 72 bereitgestellt
ist, bestimmt einen Anweisungswert eines elektrischen Stroms basierend
auf der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32 erfasst
wird, und dem vorstehend erwähnten
Lastdrehmoment Tr. Ein ROM 27, der in der ECU 72 bereitgestellt
ist, hat darin eine (nicht gezeigte) Wertekarte eines elektrischen
Stroms gespeichert, wobei verschiedene Anweisungswerte eines elektrischen Stroms
wahlweise direkt aus verschiedenen Parametern extrahiert werden,
die verschiedene Fahrzeugsgeschwindigkeiten V und verschiedene Lastdrehmomente
in Kombination bestimmen. Die CPU 73 nimmt Bezug auf die
Wertekarte eines elektrischen Stroms und bestimmt einen Anweisungswert
eines elektrischen Stroms basierend auf einer erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit
V und einem erfassten Lastdrehmoment Tr. Nachfolgend, auf die gleiche
Weise wie vorher in dem ersten Ausführungsbeispiel erwähnt, wird
der bestimmte elektrische Strom in Abhängigkeit einer erfassten Platinentemperatur
T kompensiert. Und ein elektrischer Ansteuerstrom entsprechend dem
kompensierten Anweisungswert eines elektrischen Stroms wird an den
elektrischen Motor 23 angelegt, wodurch eine Unterstützungskraft der
Größe, die
mit dem ausgewählten
Anweisungswert eines elektrischen Stroms übereinstimmt, an den Lenkmechanismus
weitergegeben wird. Dementsprechend können die gelenkten Räder 20, 20 mit der
Kraft gelenkt werden, die sich aus der manuellen Lenkkraft, die
durch den Fahrer gegeben wird, und der hinzugefügten Unterstützungskraft,
die durch den elektrischen Motor 23 gegeben wird, ergibt.
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In
dem zweiten Ausführungsbeispiel
können die
gleichen Funktionen und die gleichen Vorteile, wie sie in dem vorher
beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
erhalten werden, durch die ECU 72 der Lenkvorrichtung 11,
wie vorstehend aufgebaut, bewirkt werden.
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Verschiedene
Merkmale und viele der dazugehörigen
Vorteile bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen werden wie
folgt zusammengefasst: In dem ersten Ausführungsbeispiel, das zum Beispiel typischerweise
in den 1, 2 und 4 gezeigt
ist, da der Anweisungswert eines elektrischen Stroms basierend auf
der Temperatur T der Schaltplatine 54, auf der die Motoransteuerungsschaltung 52 angebracht
ist, kompensiert wird, wird ein Drehmoment, das kaum durch die Variation
der Umgebungstemperatur und die Wärmeerzeugung der Motoransteuerschaltung 52 beeinträchtigt wird,
von dem elektrischen Motor 23 an den Lenkmechanismus des Fahrzeugs
angelegt. Deshalb kann es realisiert werden, dass die Lenkbedienung
durch den Fahrer stabil vorgenommen werden kann, ohne dass sie wesentlich
durch die Variation der Umgebungstemperatur und die Wärmeerzeugung
durch die Motoransteuerschaltung 52 beeinträchtigt wird.
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In
dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel,
das zum Beispiel typischerweise in 2 gezeigt
ist, da der Temperatursensor 55 sowohl zur Wärmesteuerung
eines spiralförmigen
Kabels 23S, das an dem elektrischen Motor 23 bereitgestellt
ist, als auch zur Kompensation des Anweisungswerts eines elektrischen
Stroms verwendet wird, kann die Anzahl der Komponenten der Steuerungsvorrichtung 10 gegenüber dem
Fall, in dem ein unabhängiger Sensor
sowohl für
solch eine Wärmesteuerung
als auch für
solch eine Kompensation bereitgestellt ist, reduziert werden.
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In
dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel,
das zum Beispiel typischerweise in 1 und 5 gezeigt
ist, wird einer der Kompensationswerte R in Abhängigkeit von der Platinentemperatur T,
die durch den Temperatursensor 55 erfasst wird, aus der
Kompensationskarte M ausgelesen, so dass es realisiert werden kann,
den Anweisungswert eines elektrischen Stroms, der von der Motoransteuerungschaltung 52 ausgegeben
wird, unter Verwendung des einen ausgelesenen Kompensationswerts
R zu kompensieren.
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In
dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel,
das zum Beispiel typischerweise in 1 und 5 gezeigt
ist, da die Gesamtheit der Kompensationskarte M in dem RAM 28 durch
Auslesen mancher Kompensationswerte R aus der Speichereinrichtung
EEPROM erzeugt wird, wenn der Zündschalter
eingeschalten wird, kann eine Speichereinrichtung einer kleineren
Kapazität
zum Speichern solcher mancher Kompensationswerte R verwendet werden,
während
der Zündschalter
ausgeschaltet ist.
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Zusätzlich kann
die Gesamtheit der Kompensationskarte M einfach nur durch Ändern solcher mancher
Kompensationswerte R, die in der Speichereinrichtung EEPROM gespeichert
sind, verändert werden.
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In
dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel,
das zum Beispiel typischerweise in 1 und 2 gezeigt
ist, da die Kompensationswerte R, die in der Speichereinrichtung
EEPROM gespeichert sind, diese sind, die tatsächlich bei den Steuerungsvorrichtungen 10 einer
elektrischen Lenkung gemessen wurden, nachdem diese hergestellt
wurden, kann die durch die Herstellung verursachte Streuung vermieden
werden.
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(Modifikationen)
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
begrenzt. Zum Beispiel sind die nachstehend aufgezählten Modifikationen
im technischen Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst.
- (1) Obwohl das erste Ausführungsbeispiel derart konstruiert
ist, dass wenn der Zündschalter
eingeschalten wird, die Gesamtheit der Kompensationskarte M basierend
auf mehreren oder manchen Kompensationswerten R, die in dem EEPROM 26 gespeichert
wurden, erzeugt wird, kann die gesamte Kompensationskarte M ungeachtet eines
EIN/AUS-Betriebs
des Zündschalters
in dem ROM gespeichert werden.
- (2) Obwohl das erste Ausführungsbeispiel
derart konstruiert ist, dass der Kompensationswert R durch Bezugnahme
auf die Kompensationskarte M aus vielen ausgewählt wird, kann anstelle der Kompensationskarte
ein Berechnungsausdruck gespeichert werden und kann der Kompensationswert
(R) durch Eingeben der Platinentemperatur in den Berechnungsausdruck
berechnet werden.
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Offensichtlich
sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung
angesichts der vorstehenden Lehre möglich. Deshalb ist zu verstehen,
dass innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche, die vorliegende Erfindung
anders als speziell hierin beschrieben genutzt werden kann.